專利名稱：聲音處理設(shè)備、聲像定位方法和聲像定位程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如下這樣的聲音處理設(shè)備、聲像定位方法和聲像定位程序其適用于 再現(xiàn)聲音信號(hào)的設(shè)備(如電視接收機(jī)或車載音頻設(shè)備)，并且移動(dòng)源自要再現(xiàn)的聲音的聲 像。
背景技術(shù)：
近來(lái)的電視接收機(jī)和車載音頻設(shè)備大多設(shè)計(jì)為具有位于聽(tīng)眾頭部下面的揚(yáng)聲器。 因此，當(dāng)從位于聽(tīng)眾頭部下面的揚(yáng)聲器產(chǎn)生再現(xiàn)的聲音時(shí)，聲像在聽(tīng)眾頭部下面擴(kuò)展，這給 出了不自然的聲場(chǎng)感覺(jué)。因此，為了改善這樣的情況，期望提供提高聲像的定位位置以給出自然的聲場(chǎng)感 覺(jué)的功能。在過(guò)去，例如，如在JP-UM-A-5-43700(專利文獻(xiàn)1)中公開(kāi)的那樣，執(zhí)行如下這 樣的處理加重聽(tīng)眾就聽(tīng)覺(jué)而言感覺(jué)頭部上面的聲源的方向的頻帶分量(8kHz左右)。Blauert把根據(jù)仿真的中心頻率感測(cè)特定方向性(而不論聲源的方向如何)的頻 帶定義為定向頻帶。例如，在 Blauert，J. (1969/70) "Sound localization in themedian plane”Acustica 22，205-213 (非專利文獻(xiàn)1)中提到了該定義。

發(fā)明內(nèi)容
然而，朝向頭部上面的方向中的前述定向頻帶是在大約8kHz左右的窄頻帶，并且 實(shí)際地單獨(dú)加重該頻段的處理提供了對(duì)于具有各種頻譜的聲音的不穩(wěn)定效果。因此，存在如下這樣的需求在盡可能寬的頻段上提供聲像定位效果(如，聲像增 強(qiáng)效果)。因此，期望在寬頻帶上穩(wěn)定地提供向上或向下的聲像定位效果，而不執(zhí)行復(fù)雜處理。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種聲音處理設(shè)備，包括濾波器部件，其為聲音信 號(hào)提供根據(jù)如下譜差異的頻率增益特性并輸出所述聲音信號(hào)，其中所述譜差異是產(chǎn)生自虛 擬聲像位置的聲音到聽(tīng)眾耳朵的先前所測(cè)第一頭相關(guān)傳遞函數(shù)與產(chǎn)生自實(shí)際聲源位置的 聲音到耳朵的先前所測(cè)第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)之間的譜差異。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聲音處理設(shè)備，所述濾波器部件為聲音信號(hào)提供根據(jù)如下譜 差異的頻率增益特性并輸出所述聲音信號(hào)，其中所述譜差異是產(chǎn)生自虛擬聲像位置的聲音 到聽(tīng)眾耳朵的先前所測(cè)第一頭相關(guān)傳遞函數(shù)與產(chǎn)生自實(shí)際聲源位置的聲音到耳朵的先前 所測(cè)第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)之間的譜差異。于是，關(guān)于要輸出的聲音信號(hào)，根據(jù)從實(shí)際聲源位置產(chǎn)生的聲音到聽(tīng)眾耳朵的先 前所測(cè)第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)的影響被降低，從而可以使得根據(jù)第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)的特性 平坦。另外，可以添加根據(jù)從虛擬聲像位置產(chǎn)生的聲音到聽(tīng)眾耳朵的先前所測(cè)第一頭相關(guān) 傳遞函數(shù)的影響。這可以允許再現(xiàn)聲音的聲像的定位位置朝向虛擬聲像位置平移。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以穩(wěn)定地在寬頻帶上提供向上或向下聲像定位效果，而不執(zhí)行復(fù)雜的處理。


圖1是用于說(shuō)明測(cè)量頭相關(guān)傳遞函數(shù)(head-related transfer function)的環(huán) 境的圖；圖2是用于說(shuō)明測(cè)量頭相關(guān)傳遞函數(shù)的環(huán)境的圖；圖3A到圖3G是示出在改變方位角的同時(shí)所測(cè)量的上部頭相關(guān)傳遞函數(shù)與下部頭 相關(guān)傳遞函數(shù)之間的差異的特性；圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例適用的聲音處理設(shè)備的圖；圖5A到圖5C是用于說(shuō)明聲像定位濾波器的配置示例的圖；圖6是用于說(shuō)明添加根據(jù)上部頭相關(guān)傳遞函數(shù)與下部頭相關(guān)傳遞函數(shù)之間的差 異的特性并執(zhí)行對(duì)于8kHz附近的加重的情況的圖；圖7是放大地示出了圖6中所示的8kHz周圍的圖；以及圖8是用于說(shuō)明具有聲像定位濾波器和用于加重8kHz周圍的加重濾波器的聲音 處理設(shè)備的圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的聲音處理設(shè)備、聲像定位方法和聲像 定位程序的實(shí)施例。通過(guò)示例，將給出如下情況的實(shí)施例的下列描述，所述情況為實(shí)際聲 源位于聽(tīng)眾頭部下面，而源自從實(shí)際聲源產(chǎn)生的聲音的聲像定位在實(shí)際聲源上面。[關(guān)于8kHz頻段以外的定向頻段的檢查]過(guò)去已使用的朝向頭部上面的方向中的定向頻帶僅為大約8kHz左右的窄頻帶。 因此，已經(jīng)對(duì)該頻帶以外的較高(或較低)聲像定位的譜信號(hào)(spectrumcue)進(jìn)行了檢查。圖1和圖2是說(shuō)明用于檢查的檢查條件的圖。在圖1中，如虛線所指示的那樣，以 經(jīng)過(guò)聽(tīng)眾耳朵的水平面作為分界線，在從水平面起大約30度的上升角(關(guān)于中間平面的仰 角)的方向中提供上聲源2u，而在從水平面起大約30度的下降角(關(guān)于中間平面的俯角) 的方向中提供下聲源2d。如圖2中所示，將這些上聲源2u和下聲源2d在聽(tīng)眾1附近從相對(duì)于聽(tīng)眾1的0度 的位置(中間平面)移至各個(gè)30度的方位角俯仰(azimuth anglepitch)所指示的位置。 利用位于各個(gè)方位角位置的上聲源2u和下聲源2d，測(cè)量出頭相關(guān)傳遞函數(shù)。具體地說(shuō)，如圖1中所示，在圖2中所示的30度方位角俯仰(pitch)所指示的各 位置測(cè)量上部頭相關(guān)傳遞函數(shù)(在下文中稱為“上部HRTF”)和下部頭相關(guān)傳遞函數(shù)(在 下文中稱為“下部HRTF” )，而不改變聽(tīng)眾頭部的方向。利用基于HUMANSCALE 1/2/3的全世界人種的平均尺寸，通過(guò)使用B&K生產(chǎn)的 HATS (Head And Torso Simulator，頭部和軀干仿真器)來(lái)執(zhí)行頭相關(guān)傳遞函數(shù)的測(cè)量。獲得對(duì)于每一個(gè)方位角測(cè)量出的上部HRTF與下部HRTF之間的譜差異“上部 HRTF-下部HRTF”，并在曲線圖上進(jìn)行繪制。圖3A到圖3G是示出在根據(jù)前述檢查條件獲得以水平面作為分界線的上部HRTF 與下部頭HRTF之間的譜差異“上部HRTF-下部HRTF”時(shí)的頻譜的圖。
圖3A到圖3G示出以聽(tīng)眾1的前側(cè)(0度)作為基準(zhǔn)，對(duì)于30度的各個(gè)方位角俯仰 (0度、30度、60度、90度、120度、150度和180度)測(cè)量的上部HRTF與下部HRTF之間的譜 差異“上部HRTF-下部HRTF”。在圖3A到圖3G中，橫坐標(biāo)表示頻率(對(duì)數(shù)存儲(chǔ)，logarithm memory)，而縱坐標(biāo)表示增益(dB)。在圖3A到圖3G中，附圖標(biāo)記“a”所表示的頻譜是在聲源側(cè)的耳朵處(圖2示例 中的右耳)的HRTF譜差異“上部HRTF-下部HRTF”。附圖標(biāo)記“b”所表示的頻譜是在與聲 源相反一側(cè)的耳朵處(圖2示例中的左耳)的HRTF譜差異。圖3A到圖3G的相互比較示出了如下這樣的特性共同結(jié)構(gòu)在從大約200Hz到大 約1. 2kHz的頻段中，與低頻側(cè)相比，具有凹入的譜差異，而不論方位角如何。也就是說(shuō)，很明顯，相同方位角的上部HRTF的相同頻段的電平(level)往往變得 比下部HRTF更低。不論方位角如何都滿足該趨勢(shì)。讓我們考慮在聽(tīng)眾的頭部下面提供聲源(下部揚(yáng)聲器)以產(chǎn)生聲音的情況，以及 基于頭相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)定位由產(chǎn)生自聲源的聲音所形成的聲像的濾波器。為了簡(jiǎn)化描述，通過(guò)示例，將對(duì)如下情況給出下列描述，所述情況為在中間平面 (圖2中所示的0度)的方向(其中，雙耳處的頭相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)變得基本彼此相同) 中提供下聲源2d和上聲源2u。圖4是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的聲音處理設(shè)備以及還用于說(shuō)明聽(tīng)眾、聲源 和聲像之間的關(guān)系的圖。如圖4中所示，根據(jù)本實(shí)施例的聲音處理設(shè)備包括聲音信號(hào)處理 單元11、聲像定位濾波器12、揚(yáng)聲器13和電平指示單元14。根據(jù)本實(shí)施例的聲音處理設(shè)備可以適配為用于處理和輸出來(lái)自(例如)電視接收 機(jī)、車載音頻設(shè)備和游戲裝置的音頻信號(hào)(聲音信號(hào))的各種音頻設(shè)備。如圖4中所示，以如下這樣的方式設(shè)計(jì)根據(jù)本實(shí)施例的聲音處理設(shè)備，所述方式 為當(dāng)揚(yáng)聲器(聲源)13位于聽(tīng)眾1下面時(shí)，可以在虛擬聲像位置20或靠近該位置20的位 置處感測(cè)到源自從揚(yáng)聲器13產(chǎn)生的再現(xiàn)聲音的聲像。也就是說(shuō)，在圖4中，揚(yáng)聲器(聲源)13的位置是實(shí)際產(chǎn)生聲音的真實(shí)聲源位置， 而聲像20所指示的位置是用戶感測(cè)聲像的虛擬聲像位置(虛擬聲源)。例如，聲音信號(hào)處理單元11提供有從各種記錄介質(zhì)讀取的數(shù)字聲音信號(hào)，或者從 接收到的數(shù)字廣播信號(hào)分離出的數(shù)字聲音信號(hào)。聲音信號(hào)處理單元11形成要從提供到其的數(shù)字聲音信號(hào)再現(xiàn)的預(yù)定格式的數(shù)字 聲音信號(hào)，并將形成的數(shù)字聲音信號(hào)提供到聲像定位濾波器12。當(dāng)提供的數(shù)字聲音信號(hào)例如是數(shù)據(jù)壓縮類型時(shí)，聲音信號(hào)處理單元11執(zhí)行擴(kuò)展 處理，以將數(shù)字聲音信號(hào)恢復(fù)到數(shù)據(jù)壓縮之前的數(shù)字聲音信號(hào)。當(dāng)提供的數(shù)字聲音信號(hào)是 在預(yù)定調(diào)制系統(tǒng)中調(diào)制的信號(hào)時(shí)，聲音信號(hào)處理單元11執(zhí)行將數(shù)字聲音信號(hào)解調(diào)到原始 數(shù)字聲音數(shù)據(jù)的處理。如圖4中所示，聲像定位濾波器12為再現(xiàn)聲音提供根據(jù)如下譜差異的頻率增益特 性，所述譜差異是從先前所測(cè)虛擬聲像位置20到聽(tīng)眾1的耳朵的頭相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF) 與從揚(yáng)聲器13到聽(tīng)眾1的耳朵的頭相關(guān)傳遞函數(shù)(下部HRTF)之間的譜差異。由“上部 HRTF-下部HRTF”給出譜差異。將根據(jù)“上部HRTF-下部HRTF”的特性賦予再現(xiàn)聲音意味著對(duì)產(chǎn)生自揚(yáng)聲器13的聲音執(zhí)行下列的兩種處理(1)和(2)。也就是說(shuō)，其意味著(1)通過(guò)從揚(yáng)聲器13到聽(tīng)眾1的耳朵的特性(下部HRTF)，從揚(yáng)聲器13產(chǎn)生并且 到達(dá)聽(tīng)眾1的耳朵的聲音的特性被校正為平坦，以及(2)另外，從目標(biāo)位置處的聲像(虛擬聲像位置)20到聽(tīng)眾1的耳朵的特性(上部 HRTF)被添加到從揚(yáng)聲器13產(chǎn)生并且到達(dá)聽(tīng)眾1的耳朵的聲音。然后，將配備有特性“上部HRTF-下部HRTF”的數(shù)字聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬聲音信 號(hào)，然后將其提供到揚(yáng)聲器13，以便從其產(chǎn)生再現(xiàn)聲音。在根據(jù)本實(shí)施例的聲音處理設(shè)備中，聲像定位濾波器12將特性“上部HRTF-下部 HRTF”添加到產(chǎn)生自揚(yáng)聲器13的聲音。于是，可以以如下這樣的方式收聽(tīng)再現(xiàn)聲音，所述方 式為源自從揚(yáng)聲器13產(chǎn)生的聲音的聲像定位在虛擬聲像位置20或與其靠近的位置處。在圖4所示示例的情況下，揚(yáng)聲器13和虛擬聲像位置20落在相對(duì)于聽(tīng)眾1的中 間平面。然而，所述情況不是限制性的。當(dāng)揚(yáng)聲器13和虛擬聲像位置20不落在相對(duì)于聽(tīng) 眾1的中間平面時(shí)，基本方法相同，以使得通過(guò)下部HRTF校正待再現(xiàn)的聲音信號(hào)，并且向其 提供上部HRTF特性。此時(shí)，如果滿足由如下等式1給出的關(guān)系，則即使當(dāng)揚(yáng)聲器13和虛擬聲像位置20 不落在中間平面上時(shí)，也能夠通過(guò)上面參照?qǐng)D4所述的聲像定位濾波器12上移再現(xiàn)聲音的聲像。對(duì)于雙耳的HRTF 上部HRTF(左耳)-下部HRTF(左耳)=上部HRTF(右耳)-下 部HRTF (右耳)(1)讓我們?cè)俅螜z查上部HRTF與下部HRTF之間的差異的特性。圖3B到圖3F示出了 在揚(yáng)聲器13和虛擬聲像位置20不落在中間平面上時(shí)的差異特性。這些特性示出了在較高 頻率側(cè)等式1變得更少滿足的這一趨勢(shì)。然而，盡管通過(guò)等式1未完美地滿足所述特性，但是差異在低頻帶到上至大約 1. 2kHz的中頻帶中較小并且它們的曲線是類似的，從宏觀視角來(lái)看，可以說(shuō)等式1近似了 所述特性?？傊?，特性“上部HRTF-下部HRTF”具有如下特征。(A)在從大約200Hz到大約1. 2kHz的頻帶中，與低頻側(cè)相比，譜差異凹入，而不論 方位角如何。(B)在低頻帶到上至大約1. 2kHz的中頻帶中，從宏觀視角來(lái)看，滿足等式1，而不 論方位角如何。根據(jù)特征A和B可以得出下列描述。如果在從大約200Hz到大約1. 2kHz的頻帶 中，濾波器具有相比于低頻側(cè)的凹入的增益，則可以在等于或低于大約1. 2kHz的頻帶中以 固定的濾波器結(jié)構(gòu)上移聲像，而不論方位角如何。由于與8kHz附近的窄定向頻段相比，可 以處理更寬的頻段和各種聲音，因此聲像增強(qiáng)效果變得穩(wěn)定。根據(jù)本實(shí)施例，如上面參照?qǐng)D4說(shuō)明的那樣，可以在虛擬聲像位置20或靠近位置 20的位置處，使得源自從位于聽(tīng)眾1下面的揚(yáng)聲器13所產(chǎn)生的聲音的聲像可感測(cè)。讓我們考慮參照?qǐng)D4所述的聲像定位濾波器12是具有相反形狀的正和負(fù)特性的 增益濾波器的情況。在這種情況下，可以在聽(tīng)眾1下面(如，揚(yáng)聲器13的位置)的方向中 或者位于揚(yáng)聲器位置附近的虛擬聲像位置處，使得源自從位于聽(tīng)眾1上面(如，虛擬聲像位
6置20)的揚(yáng)聲器所產(chǎn)生的聲音的聲像可感測(cè)。相對(duì)于方位角穩(wěn)定的趨勢(shì)意味著不論方位角如何，通過(guò)固定的濾波器結(jié)構(gòu)，在揚(yáng) 聲器與聽(tīng)眾之間的位置關(guān)系中，從位于經(jīng)過(guò)聽(tīng)眾耳朵的位置的水平面下面(上面)的揚(yáng)聲 器所產(chǎn)生的聲音的聲像定位在上面(下面)。也就是說(shuō)，所述趨勢(shì)指示更寬服務(wù)區(qū)域的平移濾波器的可能性，其將聲像位置上 移或下移，以便即使固定濾波器也可以在各個(gè)聽(tīng)眾位置實(shí)現(xiàn)強(qiáng)健的聲像移動(dòng)效果。因此，在上移聲像的情況下，如上所述，聲像定位濾波器(聲像平移上/下濾波器) 僅需要是所謂的參數(shù)均衡器(PEQ)以使得200Hz到1. 2kHz頻段的聲音信號(hào)凹入。另一方 面，在下移聲像的情況下，應(yīng)該增大相同頻段中的增益。圖5A到圖5C是用于說(shuō)明聲像定位濾波器12的配置示例的圖。聲像定位濾波器 12例如可以由圖5A中所示的單個(gè)數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)。該數(shù)字濾波器12可以由前述PEQ(如， IIR(無(wú)限脈沖響應(yīng))濾波器或FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器)實(shí)現(xiàn)。聲像定位濾波器12可以配置為如圖5B中所示的多個(gè)數(shù)字濾波器12(1)、 12(2)、……、12(n)。在這種情況下，通過(guò)精密地指定頻率范圍可以提供期望的增益。另外，如圖5C中所示，聲像定位濾波器12可以配置為具有相減分量產(chǎn)生器121和 計(jì)算單元122 (并行結(jié)構(gòu))。在這種情況下，相減分量產(chǎn)生器121產(chǎn)生如下這樣的信號(hào)(相減分量信號(hào))該信 號(hào)用于基于輸入到相減分量產(chǎn)生器121的模擬聲音信號(hào)，為200Hz到1. 2kHz的中頻帶的聲 音信號(hào)提供對(duì)應(yīng)于“上部HRTF-下部HRTF”的特性。將相減分量產(chǎn)生器121中所產(chǎn)生的信 號(hào)提供到計(jì)算單元122。計(jì)算單元122從提供的聲音信號(hào)的200Hz到1. 2kHz的頻段分量中減去提供自相 減分量產(chǎn)生器121的信號(hào)(相減分量信號(hào))。這使得可以減小200Hz到1. 2kHz頻段的信號(hào) 的增益，并且在聽(tīng)眾的前向方向或其上中定位源自從位于聽(tīng)眾下面的揚(yáng)聲器所產(chǎn)生的聲音 的聲像(如圖3A到圖X中所示)。盡管已經(jīng)通過(guò)示例，給出了處理數(shù)字聲音信號(hào)的情況的前述實(shí)施例描述，但是本 發(fā)明也可以適配為處理模擬聲音信號(hào)的情況。如從上面顯而易見(jiàn)的那樣，可以以具有各種結(jié)構(gòu)的均衡器的形式實(shí)現(xiàn)聲像定位濾 波器12。[根據(jù)電平指示的電平調(diào)整]如圖4中所示，提供電平指示單元14以接受來(lái)自用戶的電平指示輸入，并將該電 平指示輸入提供到聲像定位濾波器12。然后，聲像定位濾波器12可以根據(jù)來(lái)自用戶的指示 調(diào)整200Hz到1. 2kHz頻段的增益。在這種情況下，聲像定位濾波器12可以配置為參數(shù)均衡器，以便例如以10Hz為單 元、100Hz為單元等精密地調(diào)整增益，由此確保根據(jù)用戶意圖的精密增益調(diào)整。另外，例如，可以關(guān)于中心頻率調(diào)整增益，以便可以根據(jù)中心頻率處的增益自動(dòng)地 調(diào)整200Hz到1. 2kHz范圍中的增益。利用調(diào)整200Hz到1. 2kHz范圍中的聲音信號(hào)的增益(其與聲像的移動(dòng)有關(guān))的 能力，在虛擬聲像位置20的位置平移得太高或太低時(shí)，用戶可以迅速且充分地調(diào)整位置。[與多個(gè)信道的兼容性]
為了簡(jiǎn)化描述，將給出從單個(gè)揚(yáng)聲器產(chǎn)生聲音的情況的如下描述。然而，電視接收 機(jī)和車載音頻設(shè)備通常至少再現(xiàn)立體聲。例如，在由位于相對(duì)于聽(tīng)眾的水平面(其經(jīng)過(guò)聽(tīng)眾的耳部)下面的立體聲揚(yáng)聲器 再現(xiàn)立體聲的情況下，對(duì)右聲道和左聲道中的每一個(gè)的信號(hào)執(zhí)行聲像定位濾波器的濾波處 理(其已經(jīng)在上面參照?qǐng)D4和圖5A到圖5C進(jìn)行了說(shuō)明)。對(duì)以前述方式配置來(lái)再現(xiàn)立體聲的聲音處理設(shè)備進(jìn)行通過(guò)使用聲像定位濾波器 (上面參照?qǐng)D4和圖5A到圖5C而進(jìn)行了說(shuō)明)的立體聲的收聽(tīng)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明許 多未指定的測(cè)試對(duì)象已經(jīng)識(shí)別出了聲像移動(dòng)效果。K. Genuit博士提到了人體各個(gè)部分(各個(gè)部位)對(duì)于聲像定位頭相關(guān)傳遞函數(shù) (HRTF)的幾何影響。根據(jù)他的陳述，頭部部分影響400Hz或更高頻率處的HRTF，肩膀部分 影響200Hz到10kHz的頻率處的HRTF，而軀干部分影響100Hz到2kHz的頻率處的HRTF。如上所述，在根據(jù)本實(shí)施例的聲音處理設(shè)備中使用上部HRTF與下部HRTF之間的 差異(而非HRTF本身)，但是該差異受到人體各部分很多影響。具體地說(shuō)，上部HRTF好像受到人體各部分中頭部部分的影響，而下部HRTF好像受 到肩膀部分和軀干部分以及頭部部分的影響。當(dāng)然，人體的各個(gè)部分(部位)在個(gè)體之間是不同的。然而，人體每一部分對(duì)于軀 干的位置和尺寸比以及每一部分的形狀在個(gè)體之間并非顯著地不同。因此，即使頭相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)受到人體各個(gè)部分的影響，仍基于所述影響反 映到的上部HRTF與下部HRTF之間的差異來(lái)對(duì)要再現(xiàn)的聲音信號(hào)執(zhí)行濾波處理。這使得可 以將源自從揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲音的聲像平移(定位)到多個(gè)不同聽(tīng)眾中每一個(gè)的頭部前方或 者頭部上面或下面。這從如下的前述結(jié)果中顯而易見(jiàn)使用參照?qǐng)D4和圖5A到圖5C所述的聲像定位 濾波器的立體聲的收聽(tīng)測(cè)試，使得許多未指定的測(cè)試對(duì)象已經(jīng)識(shí)別出聲像移動(dòng)效果。如上所述，過(guò)去使用的向上定向頻段的問(wèn)題這樣的要加重的頻帶是高頻帶 (8kHz附近)且很窄，使得即使在要處理包含各種頻帶的聲音信號(hào)時(shí)，也需要考慮穩(wěn)定性的 問(wèn)題。由于根據(jù)本實(shí)施例的聲音處理設(shè)備中所使用的譜信號(hào)覆蓋了 200Hz到1. 2kHz的 主要聲音頻段，因此其具有能夠?yàn)楦鞣N聲音更穩(wěn)定地提供更清楚效果的優(yōu)點(diǎn)。[常規(guī)定向頻段的使用]如上所述，由于過(guò)去所使用的向上定向頻段是高且窄的頻帶，因此存在穩(wěn)定性的 問(wèn)題。然而，當(dāng)處理包含8kHz附近的高頻分量的聲音信號(hào)時(shí)，可以從向上定向頻段期望某 種效果。在這方面，如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的聲音處理設(shè)備通過(guò)降低200Hz到1. 2kHz范 圍中的聲音信號(hào)的增益并增大8kHz周圍聲音信號(hào)的增益，來(lái)加重聲音信號(hào)的增益。也就是說(shuō)，根據(jù)下面所述實(shí)施例的聲音處理設(shè)備通過(guò)最近要使用的譜信號(hào)與過(guò)去 使用的向上定向頻段的組合來(lái)處理聲音信號(hào)。這使得可以在聽(tīng)眾1的前向方向中或該方向 上面或下面來(lái)定位源自從位于聽(tīng)眾1下面的揚(yáng)聲器13所產(chǎn)生的聲音的聲像(如圖4中所 示)°圖6是示出用于說(shuō)明在通過(guò)降低200Hz到1. 2kHz范圍中聲音信號(hào)的增益并增大8kHz周圍聲音信號(hào)的增益來(lái)加重聲音信號(hào)的增益的情況下的處理的增益特性的圖。在該示例中，如圖6中附圖標(biāo)記“A”所指示的部分中那樣，例如以750Hz作為中心 頻率，將200Hz到1. 2kHz頻段的聲音信號(hào)的增益調(diào)整至變得更低。也就是說(shuō)，該部分是基 于前述“上部HRTF-下部HRTF”進(jìn)行調(diào)整以減小增益的部分。進(jìn)一步，如圖6中附圖標(biāo)記“B”所指示的部分中那樣，例如以8kHz作為中心頻率， 將8kHz周圍的聲音信號(hào)的增益調(diào)整至變得更高。該部分對(duì)應(yīng)于過(guò)去所使用的向上定向頻 段。如從上面顯而易見(jiàn)的那樣，通過(guò)把200Hz到1.2kHz范圍中的聲音信號(hào)以及8kHz 周圍的聲音信號(hào)作為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了更寬頻段中的信號(hào)處理。這帶來(lái)了如下優(yōu)點(diǎn)對(duì)各種聲音 提供了更穩(wěn)定的效果，并且使得聲像位置的上移的效果更清楚。為了加重8kHz周圍的向上定向頻段，在過(guò)去僅通過(guò)均衡器來(lái)加重8kHz的周圍。然 而，該系統(tǒng)通常加重也待加重的頻段的基部，這引起了如下問(wèn)題由于頻率掩蔽而使得對(duì)于 目標(biāo)頻段的加重的程度略微地變?nèi)酢榱颂幚碓搯?wèn)題，可以抑制所使用的向上定向頻段的前后端頻段。盡管該系統(tǒng)減 小了頻率掩蔽，但是其仍具有的問(wèn)題是對(duì)于目標(biāo)頻段的加重的程度較小。在此方面，根據(jù) 本實(shí)施例的聲音處理設(shè)備從低頻側(cè)快速地加重向上定向頻段。圖7是放大地示出圖6中的附圖標(biāo)記“B”所指示的8kHz周圍的圖。為了使得增 益水平對(duì)稱并且8kHz作為中心頻率，低頻側(cè)變?yōu)槿鐖D7中所示的虛線所指示的那樣。然而，如圖7中的實(shí)線所指示的那樣，增益以這種方式受控使得從低頻側(cè)朝向 8kHz快速地增大，并且調(diào)整到大約8kHz水平對(duì)稱。這加重了定向頻段，并抑制了對(duì)于認(rèn)為影響較大的低頻側(cè)的頻率掩蔽，由此為加 重效果提供了更好的感覺(jué)級(jí)別。圖8是用于說(shuō)明如下這樣的聲音處理設(shè)備的框圖，所述聲音處理設(shè)備如上面參照 圖6和圖7所述的那樣，通過(guò)降低200Hz到1. 2kHz范圍中的增益并增大8kHz周圍的聲音 信號(hào)的增益來(lái)執(zhí)行加重聲音信號(hào)的增益的處理。如圖8中所示，在該示例中，在聲像定位濾波器12與揚(yáng)聲器13之間提供8kHz頻 帶加重濾波器15。在圖8中，聲像定位濾波器12與上面參照?qǐng)D4和圖5A到圖5C所述的聲像定位濾 波器12相同。如圖6中附圖標(biāo)記“A”所指示的部分中那樣，聲像定位濾波器12執(zhí)行降低 200Hz到1. 2kHz范圍中的聲音信號(hào)的增益的處理。8kHz頻帶加重濾波器15執(zhí)行如下這樣的處理增大圖6中附圖標(biāo)記“B”所指示 的部分中的聲音信號(hào)或者如圖7中所示的8kHz周圍的聲音信號(hào)的增益。以數(shù)字濾波器或 DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)形式，該8kHz頻帶加重濾波器15也是可行的。與圖5C所示的示例 中不同，8kHz頻段加重濾波器15可以用相加分量產(chǎn)生器和加法器來(lái)配置。聲像定位濾波器12和8kHz頻帶加重濾波器15可以調(diào)整要再現(xiàn)的聲音信號(hào)的增 益，以實(shí)現(xiàn)源自從位于聽(tīng)眾下面的揚(yáng)聲器所產(chǎn)生的聲音的聲像的向上定位。[頻帶的精細(xì)調(diào)整和增益特性的調(diào)整]已經(jīng)對(duì)于如下情況給出了實(shí)施例的上述描述，所述情況為聲像定位濾波器12如 圖6中附圖標(biāo)記“A”所指示的部分中那樣，在750Hz作為中心頻率的情況下對(duì)聲音信號(hào)執(zhí)行增益調(diào)整。然而，該情況不是限制性的。例如，可以將中心頻率設(shè)置為800Hz、1kHz等。進(jìn)一步，各種模式都是可能的，例如 包括如下這樣的模式在中心頻率設(shè)置為1kHz的情況下，增益從低頻側(cè)朝向1kHz緩慢地降 低，并且在從1kHz到1. 2kHz的部分中相對(duì)快速地增大。也就是說(shuō)，可以調(diào)整待添加到聲音信號(hào)的增益特性的細(xì)節(jié)。如從上面顯而易見(jiàn)的 那樣，200Hz到1. 2kHz范圍中的濾波可以改變?cè)鲆娴撞炕蚍逯堤幍念l率，或者可以逐頻率 地改變?cè)鲆?。根?jù)前述實(shí)施例，基于設(shè)置到圖3A到圖3G所示的“上部HRTF-下部HRTF”的頻 譜，將與聲像的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的頻段設(shè)置到200Hz到1. 2kHz的頻段。然而，該頻段不應(yīng)該必須是限制性的。例如，根據(jù)從聽(tīng)眾到揚(yáng)聲器的距離、在包括 聽(tīng)眾的耳部的水平面與揚(yáng)聲器的方向之間所限定的角度等，可以略微地平移頻帶。例如，下限可以設(shè)置為200Hz，并且可以在1.2到2kHz范圍內(nèi)確定上限。當(dāng)將上限 平移得更高時(shí)，下限可以在更高頻率的方向中平移。無(wú)論如何，頻段包括1. 2kHz基本上很 重要。[實(shí)施例的效果]根據(jù)前述實(shí)施例的聲音處理設(shè)備在不同于過(guò)去所知的定向頻帶(8kHz周圍)的主 聲音頻帶中操縱與聲像的移動(dòng)有關(guān)的譜。也就是說(shuō)，在上部方向和下部方向中的頭相關(guān)傳 遞函數(shù)之間的差異中出現(xiàn)的、且與聲像的移動(dòng)有關(guān)的穩(wěn)定的增益結(jié)構(gòu)被反映在要對(duì)聲音信 號(hào)執(zhí)行的濾波處理上。于是，可以穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)聲像移動(dòng)效果，并且可以使服務(wù)區(qū)域更寬。也就是說(shuō)，可以 滿足聲像移動(dòng)效果的穩(wěn)定性和服務(wù)區(qū)域的擴(kuò)展這兩者。[根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法和程序]要注意的是，如上所述，聲像定位濾波器12和8kHz頻帶加重濾波器15可以由諸 如數(shù)字濾波器或DSP之類的計(jì)算機(jī)形成。于是，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法是這樣的聲像定位方法其使得濾波器部件為聲 音信號(hào)提供根據(jù)如下譜差異的特性并輸出聲音信號(hào)，其中所述譜差異是產(chǎn)生自虛擬聲像位 置的聲音到聽(tīng)眾耳朵的先前所測(cè)第一頭相關(guān)傳遞函數(shù)與產(chǎn)生自實(shí)際聲源位置的聲音到耳 朵的先前所測(cè)第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)之間的譜差異。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法適配為如圖4或圖8中所示的聲像定位濾波 器12所執(zhí)行的處理。進(jìn)一步，可以包括圖8中所示的8kHz頻帶加重濾波器15的功能。另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的程序是這樣的計(jì)算機(jī)可讀聲像定位程序其允許計(jì)算 機(jī)處理聲音數(shù)據(jù)為聲音信號(hào)提供根據(jù)如下譜差異的特性，所述譜差異是產(chǎn)生自虛擬聲像位 置的聲音到聽(tīng)眾耳朵的先前所測(cè)第一頭相關(guān)傳遞函數(shù)與產(chǎn)生自實(shí)際聲源位置的聲音到耳 朵的先前所測(cè)第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)之間的譜差異。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的程序適配為由組成如圖4或圖8中所示的聲像定 位濾波器12的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序。進(jìn)一步，可以包括圖8中所示的8kHz頻帶加重濾波器 15的功能。如從上面顯而易見(jiàn)的那樣，含有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聲音處理設(shè)備的前述描述中 已經(jīng)描述的特征的聲音處理方法和聲音處理程序是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法和程序。
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[其他]在前述實(shí)施例中，可以將輸入到聲像定位濾波器(聲像平移上/下濾波器)12的 聲音施加到已經(jīng)經(jīng)歷了各種信號(hào)處理(或在聲像定位濾波器12之后出現(xiàn))的聲音信號(hào)以
及普通聲音。另外，本發(fā)明可以適用于電視接收機(jī)、車載音頻設(shè)備、游戲裝置和再現(xiàn)聲音信號(hào)的 各種其他音頻設(shè)備。具體地，當(dāng)本發(fā)明適用于電視接收機(jī)和家庭游戲裝置時(shí)，即使揚(yáng)聲器例如位于顯 示屏下面，產(chǎn)生自揚(yáng)聲器的聲音的聲像也可以定位在位于揚(yáng)聲器上面的顯示屏的方向中。同樣地，即使揚(yáng)聲器例如位于顯示屏上面，產(chǎn)生自揚(yáng)聲器的聲音的聲像也可以定 位在位于揚(yáng)聲器下面的顯示屏的方向中。本申請(qǐng)包含與2009年4月21日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP 2009-102701中公開(kāi)的主題有關(guān)的主題，將其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用的方式合并在此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素可以出現(xiàn)各種修改、組合、 部分組合和變更，只要其在所附權(quán)利要求及其等價(jià)物的范圍內(nèi)即可。
權(quán)利要求
一種聲音處理設(shè)備，包括濾波器部件，其為聲音信號(hào)提供根據(jù)如下譜差異的頻率增益特性并輸出所述聲音信號(hào)，其中所述譜差異是產(chǎn)生自虛擬聲像位置的聲音到聽(tīng)眾耳朵的先前所測(cè)第一頭相關(guān)傳遞函數(shù)與產(chǎn)生自實(shí)際聲源位置的聲音到耳朵的先前所測(cè)第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)之間的譜差異。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲音處理設(shè)備，其中，所述濾波器部件為聲音信號(hào)提供根據(jù) 如下頻率區(qū)段中的譜差異的頻率增益特性，并輸出所述聲音信號(hào)，其中在所述頻率區(qū)段中， 對(duì)于每一個(gè)方位角，在改變方位角但不改變關(guān)于聽(tīng)眾的虛擬聲像位置與實(shí)際聲源位置之間 的垂直位置關(guān)系的同時(shí)而要測(cè)量的第一頭相關(guān)傳遞函數(shù)與第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)之間的譜 差異所指示的頻率增益特性中改變的趨勢(shì)是共同的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲音處理設(shè)備，進(jìn)一步包括加重部件，用于在實(shí)際聲源位置 位于聽(tīng)眾下面并且虛擬聲像位置位于聽(tīng)眾上面時(shí)，關(guān)于輸入聲音信號(hào)加重8kHz頻率的周 圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲音處理設(shè)備，進(jìn)一步包括加重部件，用于在實(shí)際聲源位置 位于聽(tīng)眾下面并且虛擬聲像位置位于聽(tīng)眾上面時(shí)，關(guān)于輸入聲音信號(hào)加重8kHz頻率的周 圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲音處理設(shè)備，其中，所述濾波器部件調(diào)整根據(jù)譜差異的頻 率增益特性的電平，以及進(jìn)一步包括電平指示部件，用于從用戶接受指示根據(jù)譜差異的頻率增益特性的電平調(diào) 整的信息，并將所述信息提供到所述濾波器部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲音處理設(shè)備，其中，所述濾波器部件調(diào)整根據(jù)譜差異的頻 率增益特性的電平，以及
7.一種聲像定位方法，包括使得濾波器部件為聲音信號(hào)提供根據(jù)如下譜差異的頻率增益特性，所述譜差異是產(chǎn)生 自虛擬聲像位置的聲音到聽(tīng)眾耳朵的先前所測(cè)第一頭相關(guān)傳遞函數(shù)與產(chǎn)生自實(shí)際聲源位 置的聲音到耳朵的先前所測(cè)第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)之間的譜差異。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聲像定位方法，其中，所述濾波器部件為聲音信號(hào)提供根據(jù) 如下頻率區(qū)段中的譜差異的頻率增益特性，并輸出所述聲音信號(hào)，其中在所述頻率區(qū)段中， 對(duì)于每一個(gè)方位角，在改變方位角但不改變關(guān)于聽(tīng)眾的虛擬聲像位置與實(shí)際聲源位置之間 的垂直位置關(guān)系的同時(shí)而要測(cè)量的第一頭相關(guān)傳遞函數(shù)與第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)之間的譜 差異所指示的頻率增益特性中改變的趨勢(shì)是共同的。
9.一種聲音處理設(shè)備，包括濾波器單元，其配置為向聲音信號(hào)提供根據(jù)如下譜差異的頻率增益特性并輸出所述聲 音信號(hào)，其中所述譜差異是產(chǎn)生自虛擬聲像位置的聲音到聽(tīng)眾耳朵的先前所測(cè)第一頭相關(guān) 傳遞函數(shù)與產(chǎn)生自實(shí)際聲源位置的聲音到耳朵的先前所測(cè)第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)之間的譜差異。
全文摘要
在此公開(kāi)了聲音處理設(shè)備、聲像定位方法和聲像定位程序。所述聲音處理設(shè)備包括濾波器部件，其用于為聲音信號(hào)提供根據(jù)如下譜差異的頻率增益特性并輸出所述聲音信號(hào)，其中所述譜差異是產(chǎn)生自虛擬聲像位置的聲音到聽(tīng)眾耳朵的先前所測(cè)第一頭相關(guān)傳遞函數(shù)與產(chǎn)生自實(shí)際聲源位置的聲音到耳朵的先前所測(cè)第二頭相關(guān)傳遞函數(shù)之間的譜差異。
文檔編號(hào)H04S7/00GK101873522SQ20101016317
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
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