專(zhuān)利名稱(chēng)：環(huán)繞聲輸出裝置和環(huán)繞聲輸出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)繞聲輸出裝置和環(huán)繞聲輸出方法。
技術(shù)背景在環(huán)繞聲系統(tǒng)中，通常在聽(tīng)者周?chē)贾枚鄠€(gè)揚(yáng)聲器，并且當(dāng)從 各個(gè)揚(yáng)聲器輸出各個(gè)通道上的聲音時(shí)，向聽(tīng)者提供具有真實(shí)感的聲 音。在這種情況下，由于在房間內(nèi)部布置了多個(gè)揚(yáng)聲器，因此出現(xiàn)了 需要一定空間、房間中的信號(hào)線(xiàn)成為障礙等問(wèn)題。作為解決這些問(wèn)題的技術(shù)，已經(jīng)提出了以下所述的揚(yáng)聲器陣列 裝置。即，從揚(yáng)聲器陣列裝置輸出的各個(gè)通道上的聲音各自具有指向 性(作為聲束)，并且使之從聽(tīng)者的左/右和后面墻壁表面反射，等 等。各個(gè)通道上的聲音從發(fā)射位置到達(dá)聽(tīng)者。結(jié)果，聽(tīng)者感覺(jué)用于輸 出各個(gè)通道上的聲音的揚(yáng)聲器(聲源)好像處在反射位置。根據(jù)該揚(yáng) 聲器陣列裝置，可以不通過(guò)提供多個(gè)揚(yáng)聲器而是通過(guò)提供空間中的多 個(gè)聲源(虛擬聲源)來(lái)產(chǎn)生環(huán)繞聲場(chǎng)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了這樣的技術(shù)根據(jù)用戶(hù)的輸入來(lái)設(shè)置 與將各個(gè)通道上的聲音形成為聲束相關(guān)的參數(shù)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi) 的聲音再現(xiàn)裝置中，根據(jù)用戶(hù)輸入的參數(shù)(布置聲音再現(xiàn)裝置的房間 的尺寸、聲音再現(xiàn)裝置的安裝位置、聽(tīng)者的收聽(tīng)位置等)來(lái)對(duì)各個(gè)通 道上的聲束的發(fā)射角度和路徑距離進(jìn)行最優(yōu)化。同樣，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了將上述設(shè)置全自動(dòng)化的技術(shù)。 將聲束從專(zhuān)利文獻(xiàn)2中所述的揚(yáng)聲器陣列裝置的主體輸出，同時(shí)移動(dòng) 發(fā)射角度，并且由配備在聽(tīng)者位置上的麥克風(fēng)來(lái)采集聲束。然后，根 據(jù)在多個(gè)發(fā)射角度上分別采集到的聲音的分析結(jié)果來(lái)對(duì)各個(gè)通道上 的聲束的發(fā)射角度進(jìn)行最優(yōu)化。[專(zhuān)利文獻(xiàn)1] JP-A-2006-60610[專(zhuān)利文獻(xiàn)2] JP-A-2006-13711在專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)的技術(shù)中，存在這樣的問(wèn)題，即，不能根據(jù) 其中安裝了聲音再現(xiàn)裝置的房間的形狀和安裝位置來(lái)達(dá)到參數(shù)的最 優(yōu)化。S卩，必須基于這樣的前提來(lái)輸入各種參數(shù)聽(tīng)者在長(zhǎng)方體形房 間中所安裝的聲音再現(xiàn)裝置的前方對(duì)聲音進(jìn)行收聽(tīng)，等等。在房間具 有不規(guī)則形狀、存在對(duì)用戶(hù)的收聽(tīng)的阻礙、或者聽(tīng)者在聲音再現(xiàn)裝置 的前方以外的位置上收聽(tīng)聲音之類(lèi)的情形中，不能準(zhǔn)確計(jì)算出各個(gè)通 道上的聲束的發(fā)射角度。同樣，在由于用戶(hù)必須人工測(cè)量/輸入房間 尺寸、聲音再現(xiàn)裝置和聽(tīng)者的位置等而使得參數(shù)設(shè)置變得很麻煩等情 況下，也存在這種問(wèn)題。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)的技術(shù)中，針對(duì)聲束的每個(gè)發(fā)射角度都分析 了采集聲音的聲壓。在這種情況下，根本無(wú)法考慮以各個(gè)發(fā)射角度輸 出的聲音將分別通過(guò)什么路徑到達(dá)麥克風(fēng)。結(jié)果，可能會(huì)錯(cuò)誤地估計(jì) 聲束的路徑，并錯(cuò)誤地設(shè)置了各個(gè)通道上的聲音的發(fā)射角度。發(fā)明內(nèi)容已經(jīng)考慮到上述情況而做出本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供 了與傳統(tǒng)方法相比提高了聲束發(fā)射角度的準(zhǔn)確度的技術(shù)。為了到達(dá)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種環(huán)繞聲輸出裝置，包括接收部分，其接收多個(gè)通道上的信號(hào)；存儲(chǔ)部分，其對(duì)表示聲音的測(cè)量聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；輸出部分，其在受控方向上以聲束形狀來(lái)將根據(jù)所述多個(gè)通道上的信號(hào)或所述測(cè)量聲音數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的聲音進(jìn)行輸出；控制部分，其對(duì)從所述輸出部分輸出的聲音的方向進(jìn)行控制； 聲音采集部分，其采集從所述輸出部分輸出的聲音，以產(chǎn)生表示采集聲音的采集聲音數(shù)據(jù)；脈沖響應(yīng)指定部分，當(dāng)所述聲音采集部分采集到以各個(gè)方向從所述輸出部分輸出的聲音時(shí)，所述脈沖響應(yīng)指定部分根據(jù)由所述聲音采集部分所產(chǎn)生的各個(gè)聲音數(shù)據(jù)來(lái)指定各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)；各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)，對(duì)各個(gè)方 向上輸出的聲音從所述輸出部分到達(dá)所述聲音采集部分所通過(guò)的路 徑的路徑距離以及脈沖響應(yīng)的水平進(jìn)行指定；以及分配部分，其對(duì)分別滿(mǎn)足了預(yù)定關(guān)系的多個(gè)方向進(jìn)行指定，該 預(yù)定關(guān)系是各個(gè)方向上的路徑的路徑距離與針對(duì)所述多個(gè)通道的脈 沖響應(yīng)的水平之間的預(yù)定關(guān)系，并且所述分配部分將所述多個(gè)通道上 的信號(hào)分配給指定方向，其中所述控制部分控制所述輸出部分以便在所述分配部分所指 定的方向上輸出基于所述多個(gè)通道上的信號(hào)的各個(gè)聲音。優(yōu)選地，測(cè)量聲音數(shù)據(jù)是表示脈沖聲音的聲音數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，脈沖響應(yīng)指定部分通過(guò)計(jì)算采集聲音數(shù)據(jù)與測(cè)量聲音 數(shù)據(jù)之間的互相關(guān)來(lái)指定脈沖響應(yīng)。這里，測(cè)量聲音數(shù)據(jù)優(yōu)選地是代 表白噪聲的聲音數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，路徑特性指定部分根據(jù)各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)中的前導(dǎo)延時(shí)(leading timings)來(lái)指定路徑距離。優(yōu)選地，分配部分將所述多個(gè)通道的信號(hào)分配到其中各個(gè)方向 上的脈沖響應(yīng)的水平超過(guò)了預(yù)定閾值的多個(gè)方向中的任意一個(gè)方向 中。優(yōu)選地，分配部分將所述多個(gè)通道的信號(hào)分配到分別處在多個(gè)預(yù)定角度范圍內(nèi)的多個(gè)方向中的任意一個(gè)方向中所述多個(gè)方向包含 了其中各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)的水平超過(guò)了預(yù)定閾值的方向。優(yōu)選地，分配部分將所述多個(gè)通道上的信號(hào)分配到其中各個(gè)方 向上的脈沖響應(yīng)的水平超過(guò)了預(yù)定闔值的任意一個(gè)方向中，與具有超 過(guò)預(yù)定閾值的水平的方向相對(duì)應(yīng)的路徑距離被限制在預(yù)定距離范圍 內(nèi)。優(yōu)選地，輸出部分是具有多個(gè)揚(yáng)聲器單元的陣列揚(yáng)聲器?？刂?部分通過(guò)以不同的延時(shí)為每個(gè)揚(yáng)聲器單元提供聲音數(shù)據(jù)來(lái)控制從所 述輸出部分輸出的聲音的方向。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種環(huán)繞聲輸出方法，其包括步驟 通過(guò)輸出部分在受控方向上以聲束形狀來(lái)輸出聲音，所述聲音7是根據(jù)多個(gè)通道上的信號(hào)或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分中的表示聲音的測(cè)量聲 音數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的；控制從輸出部分輸出的聲音的方向；通過(guò)聲音采集部分采集從輸出部分輸出的聲音，以產(chǎn)生表示采 集聲音的采集聲音數(shù)據(jù)；當(dāng)聲音采集部分采集到以各個(gè)方向從輸出部分輸出的聲音時(shí)， 根據(jù)由聲音采集部分所產(chǎn)生的各個(gè)聲音數(shù)據(jù)來(lái)指定各個(gè)方向上的脈 沖響應(yīng)；根據(jù)各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)，對(duì)各個(gè)方向上輸出的聲音從輸出 部分到達(dá)聲音采集部分所通過(guò)的路徑的路徑距離以及脈沖響應(yīng)的水 平進(jìn)行指定；以及對(duì)分別滿(mǎn)足了預(yù)定關(guān)系的多個(gè)方向進(jìn)行指定，所述預(yù)定關(guān)系是 各個(gè)方向上的路徑的路徑距離與針對(duì)多個(gè)通道的脈沖響應(yīng)的水平之 間的預(yù)定關(guān)系，并將多個(gè)通道上的信號(hào)分配給指定方向，其中輸出部分在分配部分所指定的方向上輸出基于多個(gè)通道上 的信號(hào)的各個(gè)聲音。根據(jù)所述聲音信號(hào)輸出裝置和所述環(huán)繞聲輸出方法，與傳統(tǒng)方 法相比，可以提高聲束的發(fā)射角度的準(zhǔn)確度。


通過(guò)參照附圖來(lái)詳細(xì)描述優(yōu)選示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述目 的和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯，其中圖1是示出揚(yáng)聲器設(shè)備1的外觀的示圖。 圖2是示出揚(yáng)聲器設(shè)備1的構(gòu)造的框圖。圖3是示出與揚(yáng)聲器設(shè)備1的高頻分量處理相關(guān)的構(gòu)造的框圖。圖4是示出揚(yáng)聲器設(shè)備1所產(chǎn)生的環(huán)繞聲場(chǎng)的示圖。圖5是示出自動(dòng)最優(yōu)化處理的流程的流程圖。圖6是示出脈沖響應(yīng)(其發(fā)射角度為40。)的示例的曲線(xiàn)圖。圖7是示出水平分布圖的示例的示意圖。圖8是示出在前通道上的聲音的路徑的示圖。圖9是示出在環(huán)繞聲通道上的聲音的路徑的示圖。圖IO是示出不規(guī)則反射聲音的路徑的示圖。
具體實(shí)施例方式
(A:構(gòu)造)
下面將說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的揚(yáng)聲器設(shè)備1的構(gòu)造。
(A-l:揚(yáng)聲器設(shè)備1的外觀)圖1是示出揚(yáng)聲器設(shè)備1的外觀的(前)視圖。如圖1所示，
在揚(yáng)聲器設(shè)備1的外殼2的中央部分布置了揚(yáng)聲器陣列152。
揚(yáng)聲器陣列152包括多個(gè)揚(yáng)聲器單元153-1、 153-2..... 153-n
(下文中當(dāng)無(wú)需對(duì)它們加以相互區(qū)別時(shí)將它們總稱(chēng)為揚(yáng)聲器單元153)。揚(yáng)聲器單元153輸出高頻帶中的聲音(高頻分量)。
而且，在聽(tīng)者面對(duì)揚(yáng)聲器設(shè)備1時(shí)的左邊提供低音揚(yáng)聲器151-1，而在聽(tīng)者面對(duì)揚(yáng)聲器設(shè)備1時(shí)的右邊提供低音揚(yáng)聲器151-2(下文中當(dāng)無(wú)需對(duì)它們相互區(qū)別時(shí)將它們總稱(chēng)為低音揚(yáng)聲器151)。低音揚(yáng)聲器151輸出低頻帶中的聲音(低頻分量)。
而且，對(duì)揚(yáng)聲器設(shè)備1提供麥克風(fēng)端子24?？梢詫Ⅺ溈孙L(fēng)連接到麥克風(fēng)端子24，麥克風(fēng)端子24接收聲音信號(hào)(模擬電信號(hào))。
(A-2:揚(yáng)聲器設(shè)備l的內(nèi)部構(gòu)造)
圖2是示出揚(yáng)聲器設(shè)備1的內(nèi)部構(gòu)造的框圖。
圖2中所示出的控制部分10根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分11中的控制程序執(zhí)行各種處理。即，控制部分10根據(jù)設(shè)置的參數(shù)執(zhí)行對(duì)各個(gè)通道上的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理(這將在后面予以描述)。并且，控制部分10通過(guò)總線(xiàn)控制揚(yáng)聲器設(shè)備1的各個(gè)部分。
存儲(chǔ)部分11是例如ROM (只讀存儲(chǔ)器)之類(lèi)的存儲(chǔ)單元。在存儲(chǔ)部分11中存儲(chǔ)了由控制部分10執(zhí)行控制程序、用于測(cè)量的聲音數(shù)據(jù)和音樂(lè)片段數(shù)據(jù)?？梢詫⒁魳?lè)片段數(shù)據(jù)用作用于測(cè)量的聲音數(shù)據(jù)，但這里使用的是表示白噪聲的聲音數(shù)據(jù)。在這種情況下，白噪聲代表包含強(qiáng)度相同的所有頻率分量的噪聲。同樣，音樂(lè)片段數(shù)據(jù)給出了用于包括多個(gè)(例如五個(gè))通道的多通道再現(xiàn)的音樂(lè)片段數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換器12通過(guò)麥克風(fēng)端子24接收聲音信號(hào)，并將所接收的
聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字聲音數(shù)據(jù)(采樣)。
D/A轉(zhuǎn)換器13接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(聲音數(shù)據(jù))，并將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號(hào)。
放大器14將模擬聲音信號(hào)的幅度放大。
發(fā)聲部分15包括上面的揚(yáng)聲器陣列152和低音揚(yáng)聲器151，并
根據(jù)所接收的聲音信號(hào)發(fā)射聲音。
解碼器16從通過(guò)電纜或無(wú)線(xiàn)電連接的外部音頻數(shù)據(jù)再現(xiàn)裝置接
收音頻數(shù)據(jù)，并將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成聲音數(shù)據(jù)。
在這種情況下，連接到麥克風(fēng)端子24的麥克風(fēng)30由無(wú)指向性麥克風(fēng)構(gòu)成，并產(chǎn)生/輸出表示采集聲音的聲音信號(hào)。
(A-3:與各個(gè)通道中的聲音數(shù)據(jù)處理相關(guān)的構(gòu)造)
對(duì)揚(yáng)聲器設(shè)備1所輸出的各個(gè)通道上的聲音按照高頻分量和低頻分量分開(kāi)進(jìn)行處理。
在產(chǎn)生內(nèi)容時(shí)通常不會(huì)假定必須各自具有指向性地輸出各個(gè)通道上的聲音的低頻分量(環(huán)繞聲再現(xiàn))。并且，假定不對(duì)揚(yáng)聲器設(shè)備1中的低頻分量進(jìn)行環(huán)繞聲再現(xiàn)。因此，這里將省略關(guān)于用于低頻分量處理的構(gòu)造的說(shuō)明。
相反，會(huì)對(duì)各個(gè)通道上的聲音的高頻分量進(jìn)行環(huán)繞聲再現(xiàn)。以下將參照?qǐng)D3說(shuō)明用于高頻分量處理的構(gòu)造。
如圖3所示，在揚(yáng)聲器設(shè)備1中對(duì)在通過(guò)解碼器16輸入的音頻數(shù)據(jù)中所包含的五個(gè)通道的聲音數(shù)據(jù)(左前(FL)/右前(FR)、環(huán)繞左(SL)/環(huán)繞右(SR)和中央(C))以及從存儲(chǔ)部分ll讀取的音樂(lè)片段數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
并且，增益控制部分110-1到110-5 (下文中當(dāng)無(wú)需對(duì)它們加以相互區(qū)別時(shí)將它們總稱(chēng)為增益控制部分110)分別以預(yù)定增益控制聲音數(shù)據(jù)的水平。
在此情況下，在增益控制部分110中分別設(shè)置與每個(gè)通道上的聲音的路徑距離對(duì)應(yīng)的增益，以便能夠?qū)γ總€(gè)通道的聲音在一直到達(dá)聽(tīng)者之前產(chǎn)生的衰減進(jìn)行補(bǔ)償。更具體地說(shuō)，在環(huán)繞通道(SL和SR)中，從揚(yáng)聲器陣列152到聽(tīng)者的路徑距離延長(zhǎng)了，因此衰減增加。因
此，在增益控制部分110-1和110-5中將增益(音量)設(shè)置為較大。并且，在增益控制部分110-2、 110-4和110-3中將增益設(shè)置成幾乎中等的幅度，以與前通道(FL和FR)和中央通道(C)對(duì)應(yīng)。
并且，頻率特性校正部分(EQ) 120-l到120-5 (下文中當(dāng)無(wú)需對(duì)它們加以相互區(qū)別時(shí)將它們總稱(chēng)為頻率特性校正部分120)分別對(duì)頻率特性進(jìn)行校正，以對(duì)每個(gè)通道上的聲音路徑上發(fā)生的聲音頻率特性的變化進(jìn)行補(bǔ)償。例如，頻率特性校正部分(EQ) 120-1、 120-2、120-4和120-5分別控制頻率特性，以補(bǔ)償由于在墻壁表面上的反射而導(dǎo)致的頻率特性變化。
另外，延遲電路(DLY) 130-1到130-5 (下文中當(dāng)無(wú)需對(duì)它們加以相互區(qū)別時(shí)將它們總稱(chēng)為延遲電路130)通過(guò)對(duì)每個(gè)通道上的聲音分別添加一個(gè)延遲時(shí)間來(lái)控制各個(gè)通道上的聲音到達(dá)聽(tīng)者的各個(gè)時(shí)刻。更具體地說(shuō)，將與路徑距離最長(zhǎng)的環(huán)繞通道(SL、 SR)對(duì)應(yīng)的延遲電路130-1和130-5的延遲時(shí)間設(shè)置成0，并在與前通道(FL、FR)對(duì)應(yīng)的延遲電路130-2和130-4中設(shè)置第一延遲時(shí)間dl，該第一延遲時(shí)間dl對(duì)應(yīng)于與環(huán)繞通道之間的路徑距離的差。同樣，在與中央通道(C)對(duì)應(yīng)的延遲電路130-3中設(shè)置第二延遲時(shí)間d2(d2〉dl)，該第二延遲時(shí)間d2對(duì)應(yīng)于與環(huán)繞通道之間的路徑距離的差。
另外，方向控制部分(DirC) 140-1到140-5 (下文中當(dāng)無(wú)需對(duì)它們加以相互區(qū)別時(shí)將它們總稱(chēng)為方向控制部分140)對(duì)分別從相應(yīng)延遲電路130輸出的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行下面的處理，并將不同的聲音數(shù)據(jù)輸出到分別提供來(lái)對(duì)應(yīng)于多個(gè)揚(yáng)聲器單元153的多個(gè)疊加部分150-1到150-n(下文中當(dāng)無(wú)需對(duì)它們加以相互區(qū)別時(shí)將它們總稱(chēng)為疊加部分150)中。
分別對(duì)多個(gè)方向控制部分140提供延遲電路和水平控制電路，以與構(gòu)成揚(yáng)聲器陣列152的n個(gè)揚(yáng)聲器單元153相關(guān)聯(lián)。延遲電路以預(yù)定時(shí)間分別地對(duì)要饋入各個(gè)疊加部分150 (然后饋入各個(gè)揚(yáng)聲器單元153)的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行延遲。對(duì)延遲電路分別設(shè)置延遲時(shí)間，以便使作為處理對(duì)象的聲音數(shù)據(jù)形成為預(yù)定方向的聲束。并且，水平控制電路將各個(gè)通道上的聲音數(shù)據(jù)分別乘以窗口系數(shù)。根據(jù)該處理，施加了這樣的控制從揚(yáng)聲器陣列152輸入的聲音的旁瓣應(yīng)被抑制。
疊加部分150從方向控制部分140接收聲音數(shù)據(jù)并將它們相加。將相加后的聲音數(shù)據(jù)輸出到D/A轉(zhuǎn)換器13。
上述的增益控制部分110、頻率特性校正部分120、延遲電路130、方向控制部分140和疊加部分150起到當(dāng)控制部分10執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分11中的控制程序時(shí)分別實(shí)現(xiàn)的功能。
D/A轉(zhuǎn)換器13將從疊加部分150-1到150-n接收到的聲音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，并將模擬信號(hào)輸出到放大器14。
放大器14將接收到的信號(hào)放大，并將放大后的信號(hào)輸出到與疊加部分150-1到150-n相對(duì)應(yīng)地提供的揚(yáng)聲器單元153-1到153-n。
揚(yáng)聲器單元153由各個(gè)無(wú)指向性揚(yáng)聲器組成，并根據(jù)接收到的信號(hào)發(fā)射聲音。
(B:操作)
下面，在說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器設(shè)備1的操作之前，將簡(jiǎn)單說(shuō)明揚(yáng)聲器設(shè)備1產(chǎn)生的環(huán)繞聲場(chǎng)。
(B-l:環(huán)繞聲場(chǎng))
圖4是示意性地示出在安裝了揚(yáng)聲器設(shè)備1的空間中各個(gè)通道
上的聲音的路徑的示圖。對(duì)各個(gè)通道上的聲音給定了準(zhǔn)確的方向，這
些聲音以分別設(shè)置給這些通道的發(fā)射角度從揚(yáng)聲器陣列152輸出。在前通道(FL和FR)上的聲音在聽(tīng)者旁邊的側(cè)表面上反射一次，然后到達(dá)聽(tīng)者。并且，在環(huán)繞聲通道(SL和SR)上的聲音在環(huán)繞聽(tīng)者的側(cè)表面和后表面上分別反射一次，然后到達(dá)聽(tīng)者。并且，在中央通道(C)上的聲音向揚(yáng)聲器設(shè)備1的前方輸出。結(jié)果，在各個(gè)通道上的聲音分別從不同方向上到達(dá)聽(tīng)者，因此聽(tīng)者感覺(jué)到好像各個(gè)通道的聲源(虛擬聲源)處于各個(gè)通道上的聲音到來(lái)的方向上。
這樣，因?yàn)樵诟鱾€(gè)通道上的聲音沿著彼此不同的路徑到達(dá)聽(tīng)者，所以對(duì)各個(gè)通道上沿每條跟隨路徑到達(dá)聽(tīng)者的聲音賦予不同的效果。例如，因?yàn)槊織l路徑的路徑距離不同，所以帶來(lái)每個(gè)通道上的聲音的音量水平的衰減程度不同或者到達(dá)時(shí)間偏移的效果?；蛘哒f(shuō)，因?yàn)樵趬Ρ诒砻嫔戏瓷涞拇螖?shù)或墻壁表面的反射特性針對(duì)每條路徑來(lái)說(shuō)都 是不同的，所以帶來(lái)了各個(gè)通道的頻率特性的變化模式不同的效果。 在揚(yáng)聲器設(shè)備1中，通過(guò)對(duì)每個(gè)通道執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，可以校正通道間 的音量衰減/到達(dá)時(shí)間偏移/頻率特性的差異。
如上所述的對(duì)各個(gè)通道上的聲音施加預(yù)定處理來(lái)將聲音輸出為 聲束的處理被稱(chēng)為"聲束控制"。當(dāng)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置關(guān)于聲束控制的參數(shù) 時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)較好的環(huán)繞聲場(chǎng)。
在揚(yáng)聲器設(shè)備1中，通過(guò)下面將說(shuō)明的自動(dòng)最優(yōu)化處理來(lái)對(duì)各 種參數(shù)最優(yōu)化。
(B-2:自動(dòng)最優(yōu)化處理)
在安裝了揚(yáng)聲器設(shè)備之后，首先開(kāi)始"自動(dòng)最優(yōu)化處理"。自 動(dòng)最優(yōu)化處理是自動(dòng)設(shè)置與各個(gè)通道上的聲音的聲束控制有關(guān)的參 數(shù)的處理。圖5是示出自動(dòng)最優(yōu)化處理的流程的流程圖。
在自動(dòng)最優(yōu)化處理之前，將麥克風(fēng)30連接到揚(yáng)聲器設(shè)備1的麥 克風(fēng)端子24。然后，將麥克風(fēng)30設(shè)置于聽(tīng)者收聽(tīng)聲音的位置(見(jiàn)圖 4)。此時(shí)，理想的是麥克風(fēng)應(yīng)設(shè)置在與聽(tīng)者耳朵相同的高度。
在步驟SAIO，對(duì)輸出具有聲束形狀的聲音的角度(發(fā)射角度) 的初始值進(jìn)行設(shè)置。下面，將在這樣的前提下做出說(shuō)明從揚(yáng)聲器設(shè) 備1的側(cè)面看時(shí)，在揚(yáng)聲器設(shè)備1的前方上的發(fā)射角度被設(shè)置來(lái)作為 基準(zhǔn)角度(0° )并且朝基準(zhǔn)角度左側(cè)的發(fā)射角度具有正值。在本實(shí) 施例中，將-80° (朝右的方向)之類(lèi)設(shè)置來(lái)作為發(fā)射角度的初始值。
在步驟SA20，從存儲(chǔ)部分11讀取測(cè)量聲音數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)量聲 音數(shù)據(jù)輸出白噪聲。在那個(gè)時(shí)刻對(duì)揚(yáng)聲器設(shè)備1設(shè)置的發(fā)射角度上， 白噪聲具有準(zhǔn)確的指向性，然后輸出白噪聲作為聲束。
在步驟SA30,由麥克風(fēng)30采集在該空間中的聲音(包括白噪 聲)，并經(jīng)由麥克風(fēng)端子24將表示采集聲音的聲音信號(hào)提供到揚(yáng)聲 器設(shè)備1。
在步驟SA40，由A/D轉(zhuǎn)換器12對(duì)供給揚(yáng)聲器設(shè)備1的聲音信號(hào) 進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后作為"采集數(shù)據(jù)"存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分11中。各個(gè) 時(shí)刻的采集數(shù)據(jù)的內(nèi)容包含經(jīng)由各條路徑到達(dá)麥克風(fēng)30的多個(gè)聲音分量。在這種情況下，各個(gè)聲音分量指示從揚(yáng)聲器陣列152輸出的預(yù) 定時(shí)間的聲音，該預(yù)定時(shí)間是通過(guò)將各個(gè)聲音分量到來(lái)所經(jīng)過(guò)的路徑 距離除以聲速而得到的。根據(jù)各個(gè)路徑來(lái)改變特性(音量水平和頻率 特性)。
在步驟SA50，根據(jù)采集數(shù)據(jù)來(lái)指定脈沖響應(yīng)。在本實(shí)施例中， 通過(guò)常稱(chēng)為"直接關(guān)聯(lián)法"的方法來(lái)指定脈沖響應(yīng)。簡(jiǎn)而言之，根據(jù)
如下事實(shí)來(lái)指定脈沖響應(yīng)輸入數(shù)據(jù)(測(cè)量聲音數(shù)據(jù))與輸出數(shù)據(jù)(通 過(guò)對(duì)響應(yīng)于測(cè)量聲音數(shù)據(jù)的輸出而生成的采集數(shù)據(jù)應(yīng)用各種不同的 延遲時(shí)間所得到的數(shù)據(jù))之間的"互湘關(guān)函數(shù)"變得等于其中輸入數(shù) 據(jù)(測(cè)量聲音數(shù)據(jù))的自動(dòng)關(guān)聯(lián)函數(shù)和脈沖響應(yīng)相互巻積的數(shù)據(jù)。
根據(jù)直接關(guān)聯(lián)法，即使在采集數(shù)據(jù)中含有麥克風(fēng)30采集的噪聲
(背景噪聲等)時(shí)，也可以不受噪聲影響地計(jì)算出脈沖響應(yīng)。這是因 為在輸入測(cè)量聲音數(shù)據(jù)與噪聲之間不存在相關(guān)性，因此在計(jì)算脈沖響 應(yīng)時(shí)消去了從噪聲得出的因子。
在將輸出聲束的時(shí)刻假設(shè)成時(shí)間o時(shí)，以此方式指定的脈沖響
應(yīng)給出了在聲束中包含的各個(gè)聲音分量到達(dá)麥克風(fēng)30的各個(gè)時(shí)間的 音量水平分布。圖6是示出當(dāng)發(fā)射角度為40°時(shí)通過(guò)這種方法得到 的脈沖響應(yīng)的曲線(xiàn)圖。
在圖6示出的脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)中，響應(yīng)峰值出現(xiàn)在大約34ms的位 置處。因此，得出從揚(yáng)聲器設(shè)備1輸出的聲束在大約34ms后到達(dá)麥 克風(fēng)30然后被麥克風(fēng)30采集。
并且，可以從脈沖響應(yīng)的數(shù)據(jù)估計(jì)出聲束所沿路徑的距離。例 如，當(dāng)假設(shè)聲音以340m/s的聲速在空間中傳播時(shí)，可以估計(jì)出在34ms 后到達(dá)麥克風(fēng)30的聲音分量通過(guò)了 340X0. 034H12m的路徑距離。 因此，可以將圖6所示的脈沖響應(yīng)的橫坐標(biāo)時(shí)間軸當(dāng)作為路徑距離。
并且，脈沖響應(yīng)的峰值水平表明了采集輸出聲音的效率。換句 話(huà)說(shuō)，較高的峰值水平表明有效到達(dá)麥克風(fēng)30的輸出白噪聲沒(méi)怎么 遭受音量水平衰減、聲音改變等等。結(jié)果，例如，當(dāng)在聲束的發(fā)射角 度的方向上設(shè)置麥克風(fēng)30時(shí)，當(dāng)在聲束的反射路徑中設(shè)置麥克風(fēng)30 時(shí)，當(dāng)在聲音到達(dá)麥克風(fēng)30之前所需經(jīng)過(guò)的路徑中在墻壁表面上反射的次數(shù)等很少時(shí)，等等，脈沖響應(yīng)的峰值水平得到增強(qiáng)。
在步驟SA60，將指定的脈沖響應(yīng)寫(xiě)入存儲(chǔ)部分11中。這里，僅
將此時(shí)脈沖響應(yīng)的數(shù)據(jù)中在預(yù)定范圍內(nèi)(例如0到20m)的路徑距離 (即時(shí)間)寫(xiě)入存儲(chǔ)部分11。這樣做的原因是例如超過(guò)20ra的路徑 是作為每個(gè)通道上的聲音的路徑的不適宜路徑，因此不被用于下面的 處理。
在步驟SA70，判定是否已在所有發(fā)射角度上指定了脈沖響應(yīng)。 首先，在步驟SAIO，將發(fā)射角度設(shè)置為初始值-80° (朝右的方向)， 從而指定了脈沖響應(yīng)。然后，在以預(yù)定角度(例如+2° )順序地改變 發(fā)射角度的同時(shí)重復(fù)類(lèi)似處理，從而指定了各個(gè)發(fā)射角度上的脈沖響 應(yīng)。 一直重復(fù)該處理，直到發(fā)射角度9=+80° ，諸如此類(lèi)。
因此，在當(dāng)發(fā)射角度為-80。時(shí)指定脈沖響應(yīng)的現(xiàn)階段，在步驟 SA70中的判定結(jié)果為"否"。于是，執(zhí)行步驟SA80的處理。
在步驟SA80，改變了發(fā)射角度。即，在該時(shí)間點(diǎn)設(shè)置的發(fā)射角 度改變了+2° 。因此，發(fā)射角度變成-78° 。
重復(fù)步驟SA30到步驟SA80的處理，即改變發(fā)射角度并且指定 發(fā)射角度處的脈沖響應(yīng)的處理。當(dāng)最后指定在發(fā)射角度+80°處的脈 沖響應(yīng)時(shí)，步驟SA70中的判定結(jié)果變成"是"。于是，執(zhí)行步驟SA90 以后的處理。
在步驟SA90，從存儲(chǔ)部分11讀取在各個(gè)發(fā)射角度處的脈沖響應(yīng) 的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生水平分布圖。首先，計(jì)算出脈沖響應(yīng)的數(shù)據(jù)中的路徑 距離響應(yīng)值(時(shí)間)的平方值，然后產(chǎn)生這些平方值的包絡(luò)(包絡(luò)線(xiàn))。 然后，將在各個(gè)發(fā)射角度產(chǎn)生的包絡(luò)與水平分布圖中的發(fā)射角度相關(guān) 聯(lián)。結(jié)果，基于脈沖響應(yīng)的包絡(luò)與水平分布圖中的發(fā)射角度(橫坐標(biāo)) 和路徑距離(縱坐標(biāo))進(jìn)行三維相關(guān)。
在步驟SA100，從水平分布圖中指定了包絡(luò)值超過(guò)預(yù)定閾值的區(qū) 域(峰值區(qū)域)，即發(fā)射角度和路徑距離的結(jié)合。在圖7所示的水平 分布圖中以陰影線(xiàn)指示峰值區(qū)域。例如，根據(jù)圖6所示脈沖響應(yīng)(發(fā) 射角度是40。)的結(jié)果，響應(yīng)值的峰值出現(xiàn)在與路徑距離12m對(duì)應(yīng) 的位置處。在圖7所示的水平分布圖中，峰值區(qū)域出現(xiàn)在路徑距離
1512m和發(fā)射角度40。的位置處，與該結(jié)果對(duì)應(yīng)。
然后，從水平分布圖中所包含的峰值區(qū)域中指定與五個(gè)通道上 的聲音數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的峰值區(qū)域。下面將說(shuō)明從各個(gè)峰值區(qū)域中指定與 五個(gè)通道上的聲音數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的峰值區(qū)域的方法。
在步驟SAllO，首先指定對(duì)應(yīng)于中央通道的峰值區(qū)域(下文稱(chēng)為 "中央通道峰值區(qū)域")。中央通道峰值區(qū)域被指定為其中響應(yīng)值示 出了在預(yù)定角度范圍(例如-20°到+20° )內(nèi)的峰值的峰值區(qū)域。例 如，在圖7所示的水平分布圖中，將處于發(fā)射角度0°和路徑距離3m 處的峰值區(qū)域指定來(lái)作為中央通道峰值區(qū)域。
將對(duì)應(yīng)于指定的中央通道峰值區(qū)域的發(fā)射角度和路徑距離寫(xiě)入 存儲(chǔ)部分11。
在步驟SA120，根據(jù)中央通道峰值區(qū)域，將對(duì)應(yīng)于其它通道的峰 值區(qū)域指定如下。
按照峰值區(qū)域所對(duì)應(yīng)的發(fā)射角度和路徑距離之間的關(guān)系，將包 含在水平分布圖中的各個(gè)峰值區(qū)域分成以下三組。
(1) 前通道峰值區(qū)域
(2) 環(huán)繞通道峰值區(qū)域
(3) 不規(guī)則反射峰值區(qū)域
根據(jù)以下描述的算法將水平分布圖中包含的各個(gè)峰值區(qū)域分成 上面的三組(1)到(3)。首先，如下文所述，針對(duì)各個(gè)峰值計(jì)算用作分 類(lèi)基準(zhǔn)的"評(píng)判值D (criterion value)"。這種情況下，在公式1
中，L代表在步驟SAllO中指定的中央通道上的路徑距離，e代表對(duì)
應(yīng)于每個(gè)峰值區(qū)域的發(fā)射角度。 D=lVcos6
然后，將對(duì)應(yīng)于峰值區(qū)域的路徑距離與如上計(jì)算出的各個(gè)區(qū)域 的評(píng)判值D進(jìn)行比較。作為比較的結(jié)果，當(dāng)對(duì)應(yīng)于峰值區(qū)域的路徑距 離與針對(duì)該峰值區(qū)域計(jì)算的評(píng)判值D大體一致時(shí)(當(dāng)差在預(yù)定閾值以 下時(shí))，判定該峰值區(qū)域?yàn)榍巴ǖ婪逯祬^(qū)域(l)。同樣，當(dāng)對(duì)應(yīng)于峰 值區(qū)域的路徑距離大于針對(duì)該峰值區(qū)域計(jì)算的評(píng)判值D并且差超過(guò)了預(yù)定閾值時(shí)，判定該峰值區(qū)域?yàn)榄h(huán)繞通道峰值區(qū)域(2)。同樣，當(dāng) 對(duì)應(yīng)于峰值區(qū)域的路徑距離小于針對(duì)該峰值區(qū)域計(jì)算的評(píng)判值D并 且差超過(guò)了預(yù)定閾值時(shí)，判定該峰值區(qū)域?yàn)椴灰?guī)則反射峰值區(qū)域(3)。 以下給出為什么可以通過(guò)上面的算法來(lái)將水平分布圖中包含的 各個(gè)峰值區(qū)域與各個(gè)通道相互關(guān)聯(lián)的原因。
圖8是示出安裝了揚(yáng)聲器設(shè)備1的空間中的聲音的路徑的示圖。 在圖8中，以L(fǎng)表示中央通道的路徑距離。這里，在圖8中以實(shí)線(xiàn)表 示前通道的聲音從揚(yáng)聲器設(shè)備1到麥克風(fēng)30的路徑。該路徑的路徑 距離以幾何方式L/cos0 。評(píng)判值D)來(lái)表示。因此，當(dāng)使用"對(duì)應(yīng) 于峰值區(qū)域的路徑距離大體等于針對(duì)該峰值區(qū)域計(jì)算的評(píng)判值D"作 為指定前通道峰值區(qū)域的判據(jù)時(shí)，就準(zhǔn)確地指定了前通道峰值區(qū)域。
并且，在圖9中示出與圖8類(lèi)似的空間中聲音的路徑，以實(shí)線(xiàn) 表示在環(huán)繞聲通道上的聲音的路徑。以幾何方式(L+2Xl)/cos^D+(2 Xl/cose)來(lái)表示該路徑的路徑距離。以這種方式，環(huán)繞聲通道上的 聲音的路徑距離值大于評(píng)判值D。因此，當(dāng)使用"對(duì)應(yīng)于峰值區(qū)域的 路徑距離大于針對(duì)該峰值區(qū)域計(jì)算的評(píng)判值D"作為指定環(huán)繞通道峰 值區(qū)域的判據(jù)時(shí)，就準(zhǔn)確地指定了環(huán)繞通道峰值區(qū)域。
并且，在揚(yáng)聲器設(shè)備1中產(chǎn)生并以不同方向從受控方向傳播而 來(lái)的聲音分量(不規(guī)則反射聲音)到達(dá)麥克風(fēng)30。從揚(yáng)聲器設(shè)備1 直接到達(dá)麥克風(fēng)30的這種不規(guī)則反射聲音的聲音分量有時(shí)被檢測(cè)為 水平分布圖中的峰值區(qū)域。在這樣的峰值區(qū)域中的路徑距離成為與中 央通道的聲音的路徑距離大體相等的L，并具有比評(píng)判值D小的值(見(jiàn) 圖10)。因此，當(dāng)使用"對(duì)應(yīng)于峰值區(qū)域的路徑距離小于評(píng)判值D" 作為指定不規(guī)則反射峰值區(qū)域的判據(jù)時(shí)，就準(zhǔn)確地指定了不規(guī)則反射 峰值區(qū)域。
在步驟SA130，將在各個(gè)通道上的聲音的聲束控制中所使用的各 類(lèi)參數(shù)設(shè)置給揚(yáng)聲器設(shè)備1的各個(gè)部分設(shè)置。換句話(huà)說(shuō)，在水平分布 圖中指定對(duì)應(yīng)于各個(gè)通道的峰值區(qū)域，并將對(duì)應(yīng)于峰值區(qū)域的發(fā)射角 度和路徑距離設(shè)置為用于各個(gè)通道上的聲音的聲束控制中的發(fā)射角 度和路徑距離。下面，將環(huán)繞右通道(SR)作為示例來(lái)具體說(shuō)明與聲束控制有
關(guān)的參數(shù)的設(shè)置方法。類(lèi)似地，根據(jù)對(duì)應(yīng)于所指定的峰值區(qū)域的發(fā)射 角度和路徑距離來(lái)分別對(duì)其它通道設(shè)置參數(shù)。
首先，在圖3所示的揚(yáng)聲器設(shè)備1的各個(gè)部分中，對(duì)執(zhí)行SR通 道的聲音數(shù)據(jù)處理的增益控制部分110-5設(shè)置一個(gè)根據(jù)SR通道的路 徑距離所確定的增益。因?yàn)镾R通道的路徑距離相對(duì)較長(zhǎng)，比如12m， 所以對(duì)增益控制部分110-5設(shè)置相對(duì)高的增益。
然后，對(duì)處理SR通道上的聲音數(shù)據(jù)的延遲電路130-5設(shè)置0秒， 作為延遲時(shí)間。在此情況下，根據(jù)各個(gè)通道上的聲音的路徑距離(由 各個(gè)延遲電路130進(jìn)行處理)與SR通道上的聲音的路徑距離之差， 來(lái)對(duì)與其它通道上的處理相關(guān)的延遲電路130-l到130-4設(shè)置延遲時(shí) 間。例如，由于右前(FR)通道的路徑距離是7m，并且比SR通道的 路徑距離(12m)短5m，因此對(duì)延遲電路130_5設(shè)置一個(gè)聲音行進(jìn)5m 所需的大約15ms的延遲時(shí)間。
對(duì)處理SR通道上的聲音數(shù)據(jù)的方向控制部分140-5設(shè)置40° ， 作為SR通道上的聲音的發(fā)射角度。即，在分別提供到方向控制部分 140-5的多個(gè)延遲電路中，對(duì)將要輸出到各個(gè)疊加部分150中的聲音 數(shù)據(jù)賦予不同的延遲。結(jié)果，將SR通道上的聲音形成為在發(fā)射角度 40°的方向上的聲束。
如上所述，完成了自動(dòng)最優(yōu)化處理。如圖4所示，在各個(gè)通道 上的聲音分別經(jīng)由不同路徑到達(dá)聽(tīng)者。因此，對(duì)于每個(gè)通道都來(lái)說(shuō)， 聲音的各種特性是不相同的，比如音量水平衰減和時(shí)間延遲(取決于 到達(dá)聽(tīng)者所需路徑的路徑距離)、聲音衰減和頻率特性中的變化(取 決于在路徑上的反射次數(shù)和反射表面的材料)等等。為此，針對(duì)每個(gè) 通道來(lái)設(shè)置與增益、頻率特性和延遲時(shí)間有關(guān)的參數(shù)，并且可以在各 個(gè)通道上的聲音數(shù)據(jù)中實(shí)現(xiàn)聲音和諧。并且，設(shè)置與方向控制有關(guān)的 參數(shù)，以使各個(gè)通道上的聲音以最優(yōu)發(fā)射角度輸出然后以最優(yōu)角度到 達(dá)聽(tīng)者。在初始設(shè)置處理中，如上所述，設(shè)置各種參數(shù)來(lái)達(dá)到最優(yōu)環(huán) 繞聲再現(xiàn)。
(B-3:環(huán)繞聲再現(xiàn))下面，將簡(jiǎn)要說(shuō)明在通過(guò)自動(dòng)最優(yōu)化來(lái)對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化 的階段上的一種環(huán)繞聲再現(xiàn)模式。
如圖3所示，讀取了在經(jīng)由解碼器16輸入的音頻數(shù)據(jù)中所包含 的五個(gè)通道(FL、 FR、 SL、 SR和C)上的聲音數(shù)據(jù)或者從存儲(chǔ)部分 11中讀取的音樂(lè)片段數(shù)據(jù)。然后，由提供給各個(gè)通道系統(tǒng)的增益控 制部分110、頻率特性校正部分120以及延遲電路130進(jìn)行校正，以 使音量水平、頻率特性和延遲時(shí)間與通道之間良好匹配。
方向控制部分140對(duì)各個(gè)通道上的分別以不同模式(增益和延 遲時(shí)間)供給揚(yáng)聲器單元153的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。將各個(gè)通道上的 從揚(yáng)聲器陣列52輸出的聲音形成為特定方向上的聲束。各個(gè)通道上 形成為聲束的聲音途經(jīng)如圖4所示的各個(gè)路徑，并分別從不同方向到 達(dá)聽(tīng)者。通過(guò)自動(dòng)最優(yōu)化處理，在所有通道上對(duì)與這些聲音數(shù)據(jù)有關(guān) 的各種參數(shù)迸行最優(yōu)化，從而聽(tīng)者能夠欣賞到最佳的環(huán)繞聲場(chǎng)。 (C:變型)
以上說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例， 而可以實(shí)施其它不同的實(shí)施例。下文將以示例的方式說(shuō)明多個(gè)例子。 在這種情況下，可以以適當(dāng)結(jié)合的方式實(shí)施以下說(shuō)明的各個(gè)實(shí)施例。
(1) 在上面的實(shí)施例中，說(shuō)明了將白噪聲用作測(cè)量聲音數(shù)據(jù)的 聲音的情況。在這種情況下，測(cè)量聲音數(shù)據(jù)的聲音不限于白噪聲，并 且可以采用如由TSP (time stretched pulse，時(shí)間伸縮脈沖)信號(hào) 表示的聲音之類(lèi)的其它聲音。這里，TSP信號(hào)指的是通過(guò)在時(shí)間軸上 對(duì)脈沖進(jìn)行伸縮所得到的信號(hào)。
(2) 在上面的實(shí)施例中，說(shuō)明了通過(guò)直接關(guān)聯(lián)法指定各個(gè)發(fā)射 角度上的脈沖響應(yīng)的情況。在這種情況下，指定脈沖響應(yīng)的方法不限 于直接關(guān)聯(lián)法。
(a) 脈沖聲音的采集
當(dāng)使用脈沖聲音(非常短的聲音)作為測(cè)量聲音數(shù)據(jù)并且隨后 由麥克風(fēng)30采集聲音時(shí)，可以直接測(cè)量脈沖響應(yīng)。
(b) 互譜法(cross spectrum method)
當(dāng)如上述實(shí)施例一樣使用白噪聲作為測(cè)量聲音數(shù)據(jù)，隨后計(jì)算出測(cè)量聲音數(shù)據(jù)的傅立葉變換后的自動(dòng)關(guān)聯(lián)函數(shù)和測(cè)量聲音數(shù)據(jù)與 采集聲音數(shù)據(jù)之間的傅立葉變換后的互相關(guān)之商，并隨后對(duì)該商施加 傅立葉逆變換，可以計(jì)算出脈沖響應(yīng)?；プV法與上述實(shí)施例中的直接 關(guān)聯(lián)法類(lèi)似。
(3) 在上面的實(shí)施例中，說(shuō)明了用來(lái)將各個(gè)峰值區(qū)域劃分成水 平分布圖中的多個(gè)組的算法示例。除了上述條件以外，或者代替上述 條件，可以通過(guò)以下描述的條件來(lái)對(duì)各個(gè)峰值區(qū)域分類(lèi)。
(a) 可以根據(jù)與各個(gè)峰值區(qū)域相關(guān)的發(fā)射角度來(lái)對(duì)水平分布圖 中的各個(gè)峰值區(qū)域分類(lèi)。例如，可以采用峰值區(qū)域處于中央通道峰值
區(qū)域的發(fā)射角度的預(yù)定角度范圍(例如14°到60° )內(nèi)的這一條件 來(lái)指定前通道峰值區(qū)域。同樣，可以采用峰值區(qū)域處于中央通道峰值 區(qū)域的發(fā)射角度的預(yù)定角度范圍(例如25°到84° )內(nèi)的這一條件 來(lái)指定環(huán)繞通道峰值區(qū)域。
(b) 可以通過(guò)參考檢測(cè)到的音量水平來(lái)對(duì)水平分布圖中的各個(gè) 峰值區(qū)域分類(lèi)。例如，可以在對(duì)應(yīng)于峰值區(qū)域的采集聲音數(shù)據(jù)的音量 水平大于-15 dB的條件下指定前通道上的峰值區(qū)域。在這種情況下， 由于環(huán)繞通道上的聲音在墻壁表面上反射了兩次然后才到達(dá)麥克風(fēng) 30，因此在指定環(huán)繞通道上的峰值區(qū)域時(shí)，可以不提供音量水平的條 件，等等。
(4) 在上面的實(shí)施例中，說(shuō)明了根據(jù)如下條件進(jìn)行分類(lèi)的效果 各個(gè)峰值區(qū)域的路徑距離和評(píng)判值D滿(mǎn)足預(yù)定關(guān)系。在上面的多個(gè)條 件下指定峰值區(qū)域之類(lèi)的情形中，還可以以如下條件來(lái)指定峰值區(qū) 域。
(a) 當(dāng)(中央通道峰值區(qū)域的發(fā)射角度)-14。 <峰值區(qū)域的發(fā) 射角度<(中央通道峰值區(qū)域的發(fā)射角度)+14°時(shí)，可以判定該峰值 區(qū)域不屬于任何區(qū)域。這是因?yàn)椋?dāng)在中央通道與發(fā)射角度之間幾乎 不存在差異時(shí)，可以認(rèn)為該峰值區(qū)域除了開(kāi)中央通道不會(huì)與其它通道 對(duì)應(yīng)。
(b) 當(dāng)評(píng)判值D/1."峰值區(qū)域中的路徑距離^評(píng)判值DX 1. 3， 可以指定該峰值區(qū)域?yàn)榍跋蛲ǖ婪逯祬^(qū)域。即，當(dāng)滿(mǎn)足了這樣的數(shù)字
20關(guān)系時(shí)，可以判定"對(duì)應(yīng)于該峰值區(qū)域的路徑距離大體與評(píng)判值D 一致"。這種情況下，即使?jié)M足了上面的不等式，但是在沒(méi)有滿(mǎn)足下 面給出的條件中的任意一個(gè)時(shí)，可以判定該峰值區(qū)域不是前通道峰值 區(qū)域。
84<峰值區(qū)域的發(fā)射角度的絕對(duì)值 峰值區(qū)域的發(fā)射角度的絕對(duì)值<25 峰值區(qū)域中的音量水平<-15 dB
(c) 當(dāng)評(píng)判值DX1.3〈峰值區(qū)域中的路徑距離時(shí)，可以將該峰 值區(qū)域指定為環(huán)繞通道的峰值區(qū)域。即，當(dāng)滿(mǎn)足這種數(shù)字關(guān)系時(shí)，可 以判定"對(duì)應(yīng)于峰值區(qū)域的路徑距離大于評(píng)判值D并且它們之間的差 超過(guò)了預(yù)定閾值"。在這種情況下，即使?jié)M足了上面的不等式，但是 在沒(méi)有滿(mǎn)足下面給出的條件時(shí)，可以判定該峰值區(qū)域不是環(huán)繞通道峰 值區(qū)域。
60〈峰值區(qū)域的發(fā)射角度的絕對(duì)值
(d) 當(dāng)峰值區(qū)域中的路徑距離〈評(píng)判值D/1.4時(shí)，可以將該峰 值區(qū)域指定為不規(guī)則反射峰值區(qū)域。即，當(dāng)滿(mǎn)足這種數(shù)字關(guān)系時(shí)，可 以判定"對(duì)應(yīng)于峰值區(qū)域的路徑距離小于評(píng)判值D并且它們之間的差 超過(guò)了預(yù)定閾值"。這種情況下，即使?jié)M足了上面的不等式，但是在 沒(méi)有滿(mǎn)足下面給出的條件中的任意一個(gè)時(shí)，可以判定該峰值區(qū)域不是 不規(guī)則反射峰值區(qū)域。
84<峰值區(qū)域的發(fā)射角度的絕對(duì)值 峰值區(qū)域的發(fā)射角度的絕對(duì)值<25 峰值區(qū)域中的音量水平<-15 dB
在該情況下，上面的條件(數(shù)學(xué)表達(dá)式)僅作為示例給出，并 且可以適當(dāng)?shù)馗淖儣l件中使用的數(shù)值。同樣，上述任何條件都可以結(jié) 合起來(lái)使用。簡(jiǎn)而言之，可以根據(jù)對(duì)應(yīng)于各個(gè)峰值區(qū)域的發(fā)射角度、 路徑距離和音量水平中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來(lái)對(duì)各個(gè)峰值區(qū)域分類(lèi)。
(5)在上面的實(shí)施例中，說(shuō)明了以矩陣方式布置揚(yáng)聲器單元153 的情況。在這種情況下，任何其中至少包含了排成線(xiàn)狀的部分的布置 方式都可以采用。(6) 在上面的實(shí)施例中，可以適當(dāng)?shù)馗淖冊(cè)趶乃椒植紙D中指
定多個(gè)峰值區(qū)域時(shí)(步驟SA100)針對(duì)脈沖響應(yīng)的平方值所應(yīng)用的閾 值。例如，在步驟SA100中僅指定預(yù)定數(shù)量(例如五個(gè)以下)或更少 的峰值區(qū)域時(shí)，可以減小閾值；或者在指定了超過(guò)預(yù)定數(shù)量(例如八 個(gè)或更多)的峰值區(qū)域時(shí)，可以增大閾值，從而在接下來(lái)的步驟SA110 和SA120中可以特別提高各個(gè)通道的峰值區(qū)域中的特定效率和準(zhǔn)確 度。
(7) 上述實(shí)施例中由控制部分10執(zhí)行的程序可以以將該程序 記錄在磁性記錄介質(zhì)(磁帶、磁盤(pán)(HDD，F(xiàn)D)等)、光學(xué)記錄介質(zhì)(光 盤(pán)(CD，DVD)等)、磁光記錄介質(zhì)之類(lèi)的計(jì)算機(jī)可取記錄介質(zhì)、半導(dǎo)體 存儲(chǔ)器等中的狀態(tài)來(lái)提供。并且，可以經(jīng)由如互聯(lián)網(wǎng)之類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)下載
所述程序。
雖然已經(jīng)針對(duì)特定的優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，對(duì)所屬領(lǐng)域技 術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，可以在本發(fā)明的指教的基礎(chǔ)上做出各種變 化和修改。顯然，這些變化和修改處在所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的 精神、范圍和概念之內(nèi)。
本發(fā)明基于2008年2月27日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng) 2008-046311，其內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1. 一種環(huán)繞聲輸出系統(tǒng)，包括接收部分，其接收多個(gè)通道上的信號(hào)；存儲(chǔ)部分，其對(duì)表示聲音的測(cè)量聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；輸出部分，其在受控方向上以聲束形狀來(lái)將根據(jù)所述多個(gè)通道上的信號(hào)或所述測(cè)量聲音數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的聲音進(jìn)行輸出；控制部分，其對(duì)從所述輸出部分輸出的聲音的方向進(jìn)行控制；聲音采集部分，其采集從所述輸出部分輸出的聲音，以產(chǎn)生表示采集聲音的采集聲音數(shù)據(jù)；脈沖響應(yīng)指定部分，當(dāng)所述聲音采集部分采集到以各個(gè)方向從所述輸出部分輸出的聲音時(shí)，所述脈沖響應(yīng)指定部分根據(jù)由所述聲音采集部分所產(chǎn)生的各個(gè)聲音數(shù)據(jù)來(lái)指定各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)；路徑特性指定部分，其根據(jù)各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)，對(duì)各個(gè)方向上輸出的聲音從所述輸出部分到達(dá)所述聲音采集部分所通過(guò)的路徑的路徑距離以及脈沖響應(yīng)的水平進(jìn)行指定；以及分配部分，其對(duì)分別滿(mǎn)足了預(yù)定關(guān)系的多個(gè)方向進(jìn)行指定，該預(yù)定關(guān)系是各個(gè)方向上的路徑的路徑距離與針對(duì)所述多個(gè)通道的脈沖響應(yīng)的水平之間的預(yù)定關(guān)系，并且所述分配部分將所述多個(gè)通道上的信號(hào)分配給指定方向，其中所述控制部分控制所述輸出部分以便在所述分配部分所指定的方向上輸出基于所述多個(gè)通道上的信號(hào)的各個(gè)聲音。
2. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞聲輸出裝置，其中所述測(cè)量聲音數(shù) 據(jù)是表示脈沖聲音的聲音數(shù)據(jù)。
3. 如權(quán)利要求l所述的環(huán)繞聲輸出裝置，其中所述脈沖響應(yīng)指 定部分通過(guò)計(jì)算采集聲音數(shù)據(jù)與測(cè)量聲音數(shù)據(jù)之間的互相關(guān)來(lái)指定 脈沖響應(yīng)。
4. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞聲輸出裝置，其中所述測(cè)量聲音數(shù) 據(jù)是表示白噪聲的聲音數(shù)據(jù)。
5. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞聲輸出裝置，其中所述路徑特性指 定部分根據(jù)各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)中的前導(dǎo)定時(shí)來(lái)指定路徑距離。
6. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞聲輸出裝置，其中所述分配部分將所述多個(gè)通道的信號(hào)分配到其中各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)的水平超過(guò) 了預(yù)定閾值的任意一個(gè)方向中。
7. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞聲輸出裝置，其中所述分配部分將 所述多個(gè)通道的信號(hào)分配到在如下多個(gè)預(yù)定角度范圍內(nèi)的任意一個(gè)方向中所述多個(gè)預(yù)定角度范圍分別包含其中各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng) 的水平超過(guò)了預(yù)定閾值的方向。
8. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞聲輸出裝置，其中所述分配部分將所述多個(gè)通道上的信號(hào)分配到其中各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)的水平超 過(guò)了預(yù)定閾值的任意一個(gè)方向中，與具有超過(guò)預(yù)定閾值的水平的方向 相對(duì)應(yīng)的路徑距離被限制在預(yù)定距離范圍內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)繞聲輸出裝置，其中所述輸出部分是 具有多個(gè)揚(yáng)聲器單元的陣列揚(yáng)聲器；并且其中所述控制部分通過(guò)以不同的定時(shí)為每個(gè)揚(yáng)聲器單元提供聲 音數(shù)據(jù)來(lái)控制從所述輸出部分輸出的聲音的方向。
10. —種環(huán)繞聲輸出方法，其包括步驟通過(guò)輸出部分在受控方向上以聲束形狀來(lái)輸出聲音，所述聲音 是根據(jù)多個(gè)通道上的信號(hào)或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部分中的表示聲音的測(cè)量聲音數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的；控制從輸出部分輸出的聲音的方向；通過(guò)聲音采集部分采集從輸出部分輸出的聲音，以產(chǎn)生表示采 集聲音的采集聲音數(shù)據(jù)；當(dāng)聲音采集部分采集到以各個(gè)方向從輸出部分輸出的聲音時(shí)， 根據(jù)由聲音采集部分所產(chǎn)生的各個(gè)聲音數(shù)據(jù)來(lái)指定各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)；根據(jù)各個(gè)方向上的脈沖響應(yīng)，對(duì)各個(gè)方向上輸出的聲音從輸出 部分到達(dá)聲音采集部分所通過(guò)的路徑的路徑距離以及脈沖響應(yīng)的水 平進(jìn)行指定；以及對(duì)分別滿(mǎn)足了預(yù)定關(guān)系的多個(gè)方向進(jìn)行指定，所述預(yù)定關(guān)系是 各個(gè)方向上的路徑的路徑距離與針對(duì)多個(gè)通道的脈沖響應(yīng)的水平之 間的預(yù)定關(guān)系，并將多個(gè)通道上的信號(hào)分配給指定方向，其中輸出部分在分配部分所指定的方向上輸出基于多個(gè)通道上 的信號(hào)的各個(gè)聲音。
全文摘要
本發(fā)明提供環(huán)繞聲輸出裝置和環(huán)繞聲輸出方法。該環(huán)繞聲輸出裝置包括接收部分；存儲(chǔ)部分；輸出部分，其在受控方向上以聲束輸出根據(jù)多通道上的信號(hào)或測(cè)量聲音數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的聲音；控制部分，其控制從輸出部分輸出的聲音的方向；聲音采集部分，其采集從輸出部分輸出的聲音以產(chǎn)生表示采集聲音的采集聲音數(shù)據(jù)；脈沖響應(yīng)指定部分，根據(jù)聲音數(shù)據(jù)來(lái)指定各方向上的脈沖響應(yīng)；路徑特性指定部分，根據(jù)各方向上的脈沖響應(yīng)，指定各方向上輸出的聲音從輸出部分到達(dá)聲音采集部分所通過(guò)的路徑的距離以及脈沖響應(yīng)的水平；以及分配部分，其指定滿(mǎn)足預(yù)定關(guān)系的多個(gè)方向。控制部分控制輸出部分以便在分配部分所指定的方向上輸出基于多個(gè)通道上的信號(hào)的聲音。
文檔編號(hào)H04S7/00GK101521844SQ200910118668
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者澤米進(jìn), 熊谷邦洋, 鈴木宏司 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社