專利名稱：再現(xiàn)音頻信號的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及再現(xiàn)音頻信號的方法和裝置。
(2)背景技術(shù)在雙聲道立體聲系統(tǒng)中，例如圖14所示，虛擬聲源VSS在左聲道揚聲器SPL和右聲道揚聲器SPR之間的一條線上產(chǎn)生，且感覺到的聲音就象是從虛擬聲源VSS發(fā)出的。當收聽者位于其底邊是揚聲器SPL和SPR之間的線的等腰三角形的頂點時，實現(xiàn)了具有平衡的左右輸出的立體聲聲場。特別是給予了位于等邊三角形的頂點P0處的收聽者最佳的立體聲效果(見PCT日文譯文專利公開號2002-505058)。
(3)發(fā)明內(nèi)容然而，實際上，收聽者不總是位于最佳收聽點P0。例如，在存在多個收聽者的環(huán)境中，一些收聽者可以靠近任一揚聲器。這樣的收聽者會聽到將其任一聲道中再現(xiàn)的聲音加重的不平衡的聲音。
即使在存在單個收聽者的環(huán)境中，給出最佳效果的收聽點限于點P0。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于再現(xiàn)音頻信號的方法包括以下步驟將第一音頻信號提供給第一揚聲器陣列以執(zhí)行波陣面合成，用波陣面合成在無窮遠處產(chǎn)生第一虛擬聲源，將第二音頻信號提供給第二揚聲器陣列以執(zhí)行波陣面合成，并用波陣面合成在無窮遠處產(chǎn)生第二虛擬聲源，其中從第一虛擬聲源獲取的第一聲波的傳播方向和從第二虛擬聲源獲取的第二聲波的傳播方向相互交叉。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，左右聲道聲波作為平行平面波從揚聲器輸出。因此，可以在各聲波聲道的整個收聽區(qū)域以相同的音量級再現(xiàn)聲音，且收聽者可以在整個收聽區(qū)域收聽具有平衡音量的左右聲道聲音。
(4)


圖1為示出本發(fā)明的一個實施例的聲音空間的圖；圖2A和2B為示出本發(fā)明的一個實施例的聲音空間的圖；圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示例聲音空間的圖；圖4A和4B為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的波陣面合成的模擬圖；圖5A和5B為示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的波陣面的圖；圖6為示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的聲音空間的圖；圖7為示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電路的示意圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的再現(xiàn)裝置的方框圖；圖9A和9B為示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的再現(xiàn)裝置的操作的圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的再現(xiàn)裝置的方框圖；圖11A和11B為示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的再現(xiàn)裝置的操作的圖；圖12A和12B為示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的再現(xiàn)操作的圖；圖13為示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的再現(xiàn)裝置的操作的圖；圖14為示出一般的立體聲聲場的圖。
(5)具體實施方式
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，用波陣面合成產(chǎn)生虛擬聲源，并控制該虛擬聲源的位置以將左右聲道聲波作為平行平面波傳播。
聲場再現(xiàn)參見圖1，閉合的表面S包圍著一個具有任意形狀的空間，且在該閉合的表面S中不包括聲源。以下符號用于表示該閉合表面S的內(nèi)部和外部空間p(ri)內(nèi)部空間中任意點ri處的聲壓p(rj)閉合的表面S上任意點rj處的聲壓ds包括點rj的小區(qū)域n在點rj處到小區(qū)域ds的矢量法線un(rj)在點rj處法線n的方向上的聲點速度ω音頻信號的角頻率ρ空氣密度
v音速(＝340m/s)kω/v用以下基爾霍夫積分公式確定聲壓p(ri)p(ri)=∫(p(rj)∂Gij∂n+jωρun(rj)Gij)ds]]>…公式(1)其中Gij=exp(-jk|ri-rj|)4π|ri-rj|]]>公式(1)指閉合表面S上點rj處聲壓p(rj)和在法向矢量方向上點rj處的聲點速度un(rj)的合適的控制允許在閉合表面S的內(nèi)部空間中再現(xiàn)聲場。
例如，聲源SS在圖2A的左邊部分中示出，而圍繞具有半徑R的球面空間的閉合表面SR(由虛線表示)在圖2A的右邊部分示出。如上所述，通過控制閉合表面SR上的聲壓和聲點速度un(rj)，可以不用聲源SS而再現(xiàn)由聲源SS在閉合表面SR的內(nèi)部空間內(nèi)產(chǎn)生的聲場。在聲源SS的位置處產(chǎn)生虛擬聲源VSS。因此，合適地控制了閉合表面SR上的聲壓和聲點速度，從而允許收聽者在閉合表面SR內(nèi)感覺到聲音，就好象虛擬聲源VSS處于聲源SS的位置。
當閉合表面SR的半徑無窮大時，定義了一個平面表面SSR而不是閉合表面SR，如圖2A中的實線所示。又，通過控制平面表面SSR上的聲壓和聲點速度，可以不用聲源SS而再現(xiàn)由聲源SS在閉合表面SR的內(nèi)部空間中所產(chǎn)生的聲場、或在平面表面SSR右邊區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的聲場。在此情況下，也在聲源SS的位置處產(chǎn)生虛擬聲源VSS。
因此，對平面表面SSR上所有點處的聲壓和聲點速度的合適的控制允許將虛擬聲源VSS放置在平面表面SSR的左邊，并允許將聲場放置在右邊。該聲場可以是收聽區(qū)域。
實際上，如圖2B中所示，平面表面SSR的寬度是有限的，并控制了平面表面SSR上有限的點CP1-CPx處的聲壓和聲點速度。在以下說明中，將平面表面SSR上聲壓和聲點速度受控制的點CP1-CPx稱為“控制點”。
控制點CP1-CPx處的聲壓和聲點速度的控制為了控制控制點CP1-CPx處的聲壓和聲點速度，如圖3中所示，執(zhí)行以下過程(A)相對于平面表面SSR將多個m揚聲器SP1-SPm放置在靠近聲源，例如，平行于平面表面SSR。揚聲器陣列是揚聲器SP1-SPm的集合。
(B)控制提供給揚聲器SP1-SPm的音頻信號以控制在控制點CP1-CPx處的聲壓和聲點速度。
這樣，用波陣面合成再現(xiàn)從揚聲器SP1-SPm輸出的聲波，好象該聲波是從虛擬聲源VSS輸出，以產(chǎn)生所希望的聲場。用波陣面合成再現(xiàn)從揚聲器SP1-SPm輸出的聲波的位置處于平面表面SSR上。因此，在以下說明中，平面表面SSR被稱為“波陣面合成表面”。
波陣面合成的模擬圖4A和4B示出示例的基于計算機的波陣面合成的模擬。雖然以下討論提供給揚聲器SP1-SPm的音頻信號的處理，用下列值進行模擬揚聲器的數(shù)量m16揚聲器之間的距離10cm各揚聲器的直徑8cmΦ控制點的位置向收聽者離開各揚聲器10cm控制點的數(shù)量116(在線上以1.3cm的間隔相隔)圖4A中所示的虛擬聲源的位置收聽區(qū)域前面1m圖4B中所示的虛擬聲源的位置收聽區(qū)域前面3m收聽區(qū)域的大小2.9(深)×4m(寬)當用w表示以米(m)為單位的揚聲器之間的距離，用v表示音速(＝340m/s)，并用fhi表示以赫茲(Hz)為單位的再現(xiàn)的上限頻率時，定義下列等式fhi＝v/(2w)因此，最好減小揚聲器SP1-SPm(m＝16)之間的距離w。因此，揚聲器SP1-SPm的直徑越小越好。
當提供給揚聲器SP1-SPm的音頻信號是數(shù)字處理的信號時，控制點CP1-CPx之間的距離最好不超過與采樣頻率相應(yīng)的波長的1/4-1/5，以抑制采樣干擾。如上所述，在這些模擬中，提供了8kHz的采樣頻率，且控制點CP1-CPx之間的距離為1.3cm。
在圖4A和4B中，用波陣面再現(xiàn)從揚聲器SP1-SPm輸出的聲波，就好象它們是從虛擬聲源VSS輸出的，并在收聽區(qū)域中顯示清楚的波形。即，合適地進行波陣面合成以產(chǎn)生目標虛擬聲源VSS和聲場。
在圖4A中所示的模擬中，虛擬聲源VSS的位置是收聽區(qū)域前1m，且虛擬聲源VSS離波陣面合成表面SSR較近。因此波形的曲率小。另一方面，在圖4B中所示的模擬中，虛擬聲源VSS的位置是收聽區(qū)域前3m，且虛擬聲源VSS比圖4A所示的離波陣面合成表面SSR更遠。因此波形的曲率比圖4A中所示的大。因此，因為虛擬聲源VSS離波陣面合成表面SSR更遠，聲波變得更靠近平行平面波。
平行平面波聲場如圖5A中所示，根據(jù)從揚聲器SP1-SPm的輸出用波陣面合成產(chǎn)生虛擬聲源VSS。虛擬聲源VSS設(shè)置在離揚聲器SP1-SPm無限距離處(波陣面合成表面)，并設(shè)置在揚聲器SP1-SPm的中心的聲軸上。如從前面部分(部分[3])中的波陣面合成的模擬中可以明顯地看出的，通過波陣面合成所獲得的聲波(波形)SW也具有無限曲率，且聲波SW作為平行平面波沿揚聲器SP1-SPm的的聲軸傳播。
如圖5B中所示，另一方面，當將虛擬聲源VSS放置在離揚聲器SP1-SPm無窮遠處時，如果虛擬聲源VSS的位置從揚聲器SP1-SPm的中心聲軸偏移，通過波陣面合成所獲得的聲波SW作為平行平面波傳播，并將聲波SW的傳播方向與揚聲器SP1-SPm的聲軸之間所限定的角θ設(shè)置成θ≠0。
在以下說明中，角θ稱為“偏轉(zhuǎn)角”。在立體聲系統(tǒng)中，當聲波SW的傳播方向沿揚聲器SP1-SPm的中心聲軸時設(shè)定θ＝0，為左聲道中的逆時針方向設(shè)置θ＞0，為右聲道中的順時針方向設(shè)置θ＜0。
因為圖5A和5B中所示的聲波SW包括平行平面波，在由聲波SW產(chǎn)生的整個聲場中聲波SW具有相同的聲壓，故聲壓級沒有不同。因此，在整個聲波SW的聲場中音量級相同。
波陣面合成算法在圖6中，使用下列符號u(ω)虛擬聲源VSS的輸出信號，即，原始音頻信號H(ω)與信號u(ω)卷積以實現(xiàn)合適的波陣面合成的傳遞函數(shù)C(ω)從揚聲器SP1-SPm至控制點CP1-CPm的傳遞函數(shù)q(ω)用波陣面合成在控制點CP1-CPm處實際再現(xiàn)的信號通過將傳遞函數(shù)C(ω)和H(ω)與原始音頻信號u(ω)卷積來確定再現(xiàn)的音頻信號q(ω)，并由下列等式給出q(ω)＝C(ω)·H(ω)·u(ω)通過確定從揚聲器SP1-SPm至控制點CP1-CPx的傳遞函數(shù)來定義傳遞函數(shù)C(ω)。
通過傳遞函數(shù)H(ω)的控制，根據(jù)再現(xiàn)的音頻信號q(ω)執(zhí)行合適的波陣面合成，并產(chǎn)生圖5A和5B中所示的平行平面波形。
發(fā)生電路用于產(chǎn)生根據(jù)前面部分(部分[5])中所述的波陣面合成算法從原始音頻信號u(ω)再現(xiàn)的音頻信號q(ω)的發(fā)生電路可具有圖7中所示的示例結(jié)構(gòu)。為揚聲器SP1-SPm中的每一個提供了此發(fā)生電路，并提供了發(fā)生電路WF1-WFm。
在各發(fā)生電路WF1-WFm中，通過輸入端11將原始數(shù)字音頻信號u(ω)依次提供給數(shù)字濾波器12和13以產(chǎn)生再現(xiàn)的音頻信號q(ω)，并通過輸出端14將該信號q(ω)提供給揚聲器SP1-SPm中的相應(yīng)揚聲器。發(fā)生電路WF1-WFm可以是數(shù)字信號處理器(DSP)。
因此，根據(jù)揚聲器SP1-SPm的輸出產(chǎn)生虛擬聲源VSS。可以通過濾波器12和13的傳遞函數(shù)C(ω)和H(ω)將虛擬聲源VSS的位置設(shè)置成預(yù)定值，例如將虛擬聲源VSS放置在離揚聲器SP1-SPm無窮遠處。如圖5A或5B所示，可以通過改變?yōu)V波器12和13的傳遞函數(shù)C(ω)和H(ω)來改變偏轉(zhuǎn)角θ。
第一實施例圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的再現(xiàn)裝置。該再現(xiàn)裝置根據(jù)在前面部分(部分[1]-[6])中所述的過程產(chǎn)生虛擬聲源VSS，并將虛擬聲源VSS設(shè)置在離波陣面合成表面SSR無窮遠處。在圖8中，m個揚聲器SP1-SPm的數(shù)量為24(m＝24)。例如，如圖3所示，揚聲器SP1-SPm平行地放置在收聽者前面以產(chǎn)生一個揚聲器陣列。
在圖8中，從諸如光盤(CD)播放器、數(shù)字通用光盤(DVD)播放器或數(shù)字廣播調(diào)諧器之類的信號源SC獲取左聲道數(shù)字音頻信號uL(ω)和右聲道數(shù)字音頻信號uR(ω)。將信號uL(ω)提供給發(fā)生電路WF1-WF12以產(chǎn)生與再現(xiàn)的音頻信號q(ω)相應(yīng)的再現(xiàn)的音頻信號q1(ω)-q12(ω)。將信號uR(ω)提供給發(fā)生電路WF13-WF24以產(chǎn)生與再現(xiàn)的音頻信號q(ω)相應(yīng)的再現(xiàn)的音頻信號q13(ω)-q24(ω)。
信號q1(ω)-q12(ω)和q13(ω)-q24(ω)被提供給數(shù)字/模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器電路DA1-DA2和DA13-DA24，并被轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號L1-L12和R13-R24。通過功率放大器PA1-PA12和PA13-PA24將信號L1-L12和R13-R24提供給揚聲器SP1-SP12和SP13-SP24。
再現(xiàn)裝置還包括用作用于將虛擬聲源VSS的位置設(shè)置在無窮遠處的位置設(shè)置電路的微型計算機21。微型計算機21具有用于設(shè)置偏轉(zhuǎn)角θ的數(shù)字Dθ?？梢詫⒃撈D(zhuǎn)角θ以5°的幅度例如從0°變成45°。因此，微型計算機21包括與信號q1(ω)-q24(ω)的個數(shù)即24和能設(shè)置的偏轉(zhuǎn)角θ的個數(shù)即10相應(yīng)的24×10數(shù)據(jù)集Dθ，并通過操作操作開關(guān)22來選擇這些數(shù)據(jù)集Dθ中的一個。
將選擇的數(shù)據(jù)集Dθ提供給各發(fā)生電路WF1-WF24中的數(shù)字濾波器12和13，并控制數(shù)字濾波器12和13的傳遞函數(shù)H(ω)和C(ω)。
通過此結(jié)構(gòu)，發(fā)生電路WF1-WF24將從信號源SC輸出的左聲道數(shù)字音頻信號uL(ω)轉(zhuǎn)換成信號q1(ω)-q24(ω)，并將信號q1(ω)-q24(ω)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后的音頻信號L1-L12提供給揚聲器SP1-SP24。因此，如圖9A和9B，從揚聲器SP1-SP12將左聲道聲波SWL作為平行平面波輸出。同樣地，根據(jù)右聲道數(shù)字音頻信號uR(ω)，從揚聲器SP13-SP24將右聲道聲波SWR作為平行平面波輸出。
因此，收聽者可以收聽從立體聲系統(tǒng)中的信號源SC輸出的音頻信號uL(ω)和uR(ω)。左聲道中的音量級在左聲道聲波SWL的整個收聽區(qū)域中相同，而右聲道中的音量級在右聲道聲波SWR的整個收聽區(qū)域中相同。
因此，在兩個聲波SWL和SWR的收聽區(qū)域中，即在圖9A和9B中聲波SWL和SWR相互重疊的區(qū)域中，在該收聽區(qū)域中左聲道中的音量級與右聲道中的音量級相同。因此，收聽者可以在整個該收聽區(qū)域收聽具有平衡的音量級的左右聲道聲音。
例如，即使在存在多個收聽者的環(huán)境中，所有收聽者都可以收聽具有左右聲道中最佳平衡的音量級的音樂等。即使在存在單個收聽者的環(huán)境中，收聽點也不限于特定點，且收聽者可以在任何地方聽聲音。也可以空間定位聲音。
當操作操作開關(guān)22來改變數(shù)據(jù)Dθ時，根據(jù)數(shù)據(jù)Dθ控制在各發(fā)生電路WF1-WF24中的濾波器12和13的特性。例如，如圖9A或9B所示，根據(jù)數(shù)據(jù)Dθ將該偏轉(zhuǎn)角θ以5°的幅度從0°變成45°。圖9A和9B分別示出偏轉(zhuǎn)角θ為大和小。
根據(jù)一個收聽者或幾個收聽者，改變偏轉(zhuǎn)角θ以改變聲波SWL和SWR的收聽區(qū)域，從而提供理想的聲場。
第二實施例圖10示出本發(fā)明的第二實施例的再現(xiàn)裝置。在第二實施例中，如圖11A和11B所示，從虛擬聲源VSS輸出的聲波SWL和SWR作為平行平面波傳播的區(qū)域比在前面部分(部分[7])中所描述的第一實施例中區(qū)域要寬。
如前面部分(部分[7])中所描述的第一實施例中，m個揚聲器SP1-SPm的個數(shù)為24(m＝24)且例如揚聲器SP1-SP24以圖3中所示的方式平行地放置在收聽者前面以產(chǎn)生一個揚聲器陣列。
從信號源SC獲取左右聲道數(shù)字音頻信號uL(ω)和uR(ω)。將信號uL(ω)提供給發(fā)生電路WF1-WF24以產(chǎn)生與再現(xiàn)的音頻信號q(ω)相應(yīng)的再現(xiàn)的音頻信號q1(ω)-q24(ω)。將信號q1(ω)-q24(ω)提供給加法電路AC1-AC24。
將信號uR(ω)提供給發(fā)生電路WF25-WF48以產(chǎn)生與再現(xiàn)的音頻信號q(ω)相應(yīng)的再現(xiàn)的音頻信號q25(ω)-q48(ω)，并將信號q25(ω)-q48(ω)提供給加法電路AC1-AC24。加法電路AC1-AC24輸出信號q1(ω)-q24(ω)與q25(ω)-q48(ω)相加的信號S1-S24。相加的信號S1-S24由下列等式給出S1＝q1(ω)+q25(ω)S2＝q2(ω)+q26(ω)…S24＝q24(ω)+q48(ω)將相加的信號S1-S24提供給D/A轉(zhuǎn)換器電路DA1-DA24，并轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號。將模擬信號通過功率放大器PA1-PA24提供給揚聲器SP1-SP24。
該再現(xiàn)裝置還包括用作用于將虛擬聲源VSS的位置設(shè)置在無窮遠處的位置設(shè)置電路的微型計算機21。微型計算機21具有用于設(shè)置偏轉(zhuǎn)角θ的數(shù)據(jù)Dθ。如果可以將偏轉(zhuǎn)角θ按5°的幅度例如從0°變成45°，則微型計算機21包括與信號q1(ω)-q48(ω)的個數(shù)即48和能設(shè)置的偏轉(zhuǎn)角θ的個數(shù)即10相應(yīng)的48×10數(shù)據(jù)集Dθ，并通過操作操作開關(guān)22來選擇這些數(shù)據(jù)集Dθ中的一個。將所選擇的數(shù)據(jù)集Dθ提供給各發(fā)生電路WF1-WF24中的數(shù)字濾波器12和13，并控制數(shù)字濾波器12和13的傳遞函數(shù)H(ω)和C(ω)。
采用此結(jié)構(gòu)，因為相加的信號S1-S24是左聲道中的再現(xiàn)的音頻信號q1(ω)-q24(ω)與右聲道中的再現(xiàn)的音頻信號q48(ω)-q25(ω)相加的信號，如圖11A或11B所示，左聲道聲波SWL和右聲道聲波SWR被線性相加并從揚聲器SP1-SP24輸出。
當操作操作開關(guān)22來選擇數(shù)據(jù)Dθ時，偏轉(zhuǎn)角θ以圖11A或11B所示的方式改變。圖11A和11B分別示出偏轉(zhuǎn)角θ是大和小。
因此，根據(jù)第二實施例的再現(xiàn)裝置也可以輸出左右聲道聲波SWL和SWR作為平行平面波，因此，允許收聽者收聽從立體聲系統(tǒng)中的信號源SC輸出的音頻信號uL(ω)和uR(ω)。收聽者也可以在圖11A和11B中聲波SWL和SWR相互重疊的整個區(qū)域內(nèi)收聽具有平衡級的左右聲道聲音。
如圖11A和11B所示，虛擬聲源VSS輸出的聲波SWL和SWR作為平行平面波傳播的區(qū)域比圖9A和9B中所示的區(qū)域要寬，從而允許收聽者收聽在更寬的區(qū)域中具有平衡的級的左右聲道聲音。另外，在θ＝0時實現(xiàn)非立體聲再現(xiàn)，因此可以根據(jù)偏轉(zhuǎn)角θ調(diào)節(jié)對聲音的立體聲感覺。
第三實施例圖12示出將平行平面波立體聲再現(xiàn)應(yīng)用于右、左和中聲道中的三聲道立體聲再現(xiàn)的示例應(yīng)用。可以通過將環(huán)繞右和環(huán)繞左(或右后或左后)聲道組合成五聲道立體聲再現(xiàn)中的右前和左前聲道來實施該三聲道立體聲再現(xiàn)。
在三聲道立體聲再現(xiàn)中，將左聲道中的再現(xiàn)的音頻信號q1(ω)-q8(ω)的模擬信號提供給揚聲器SP1-SP24中的8個左聲道揚聲器SP1-SP8，將中聲道中再現(xiàn)的音頻信號q9(ω)-q16(ω)的模擬信號提供給8個中聲道揚聲器SP9-SP16，并將右聲道中再現(xiàn)的音頻信號q17(ω)-q24(ω)的模擬信號提供給8個右聲道揚聲器SP17-SP24。以上述方式產(chǎn)生再現(xiàn)的音頻信號q1(ω)-q8(ω)、q9(ω)-q16(ω)和q17(ω)-q24(ω)。
如圖12A和12B所示，因此，獲取右和左聲道聲波SWL和SWR作為平行平面波，獲取中聲道聲波SWC作為平行平面波。例如可以用圖12A或12B中所示的方式改變聲波SWL和SWR的偏轉(zhuǎn)角θ。圖12A或12B示出該偏轉(zhuǎn)角θ分別為大和小。
第四實施例圖13示出從揚聲器SP1-SP24輸出的平行平面波在墻面上被反射而將反射波對著收聽者。具體來說，將右聲道中再現(xiàn)的音頻信號q13(ω)-q24(ω)的模擬信號提供給揚聲器SP1-SP24中的左聲道揚聲器SP1-SP12，并將右聲道聲波SWR輸出作為平行平面波。聲波SWR在右墻面WR上被反射。
將左聲道中的再現(xiàn)的音頻信號q1(ω)-q12(ω)的模擬信號提供給揚聲器SP1-SP24中的右聲道揚聲器SP13-SP24，并將左聲道聲波SWL輸出作為平行平面波。聲波SWL在左墻面WL上被反射。通過在墻面WL和WR上反射的聲波SWL和SWR產(chǎn)生聲場。
其它實施例雖然將該多個m個揚聲器SP1-SPm水平地設(shè)置成一條線以產(chǎn)生揚聲器陣列，揚聲器陣列也可以是在垂直平面上設(shè)置成具有多行×多列的矩陣的揚聲器的集合。雖然揚聲器SP1-SPm與波陣面合成表面SSR相互平行，它們不一定要相互平行。揚聲器SP1-SPm可以不放置在同一條線中或同一平面中。
由于聽覺靈敏度或識別性能在水平方向上高而在垂直方向上低的聽覺特性，可以將揚聲器SP1-SPm設(shè)置成十字形或倒轉(zhuǎn)的T形結(jié)構(gòu)。當揚聲器SP1-SPm與音響和視聽(AV)系統(tǒng)集成時，可以將揚聲器SP1-SPm以框架形結(jié)構(gòu)放置在顯示器的左、右、頂和底，或以U形或倒U形結(jié)構(gòu)放置在顯示器的左、右、頂和底。本發(fā)明的一個實施例也可以應(yīng)用于后揚聲器或側(cè)揚聲器，或應(yīng)用于適用在垂直方向上輸出聲波的揚聲器系統(tǒng)。可以將本發(fā)明的一個實施例與通用的雙聲道立體聲系統(tǒng)或5.1聲道的音響系統(tǒng)相組合。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解根據(jù)設(shè)計要求和其它因素可以有各種修改、組合、子組合和變型，就象它們在所附權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)一樣。
權(quán)利要求
1.一種用于再現(xiàn)音頻信號的方法，其特征在于，包括以下步驟將第一音頻信號提供給第一揚聲器陣列以執(zhí)行波陣面合成；并用波陣面合成在無窮遠處產(chǎn)生第一虛擬聲源。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟將第二音頻信號提供給第二揚聲器陣列以執(zhí)行波陣面合成；并用波陣面合成在無窮遠處產(chǎn)生第二虛擬聲源，其中從所述第一虛擬聲源獲取的第一聲波的傳播方向和從所述第二虛擬聲源獲取的第二聲波的傳播方向相互交叉。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通常將所述第一音頻信號和所述第二音頻信號提供給構(gòu)成所述第一揚聲器陣列和所述第二揚聲器陣列的所有或部分揚聲器。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，由相互交叉的所述第一聲波的傳播方向和所述第二聲波的傳播方向所限定的角是可變的。
5.一種用于再現(xiàn)音頻信號的裝置，其特征在于，包括第一處理電路，適用于處理提供給第一揚聲器陣列的第一音頻信號以根據(jù)從所述第一揚聲器陣列輸出的聲波用波陣面合成產(chǎn)生第一虛擬聲源；和第一設(shè)置電路，適用于設(shè)置所述第一虛擬聲源的位置，其中所述第一設(shè)置電路將所述第一虛擬聲源的位置設(shè)置在無窮遠處，從而從所述第一揚聲器陣列輸出平行平面波。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，還包括第二處理電路，適用于處理提供給第二揚聲器陣列的第二音頻信號以根據(jù)從所述第二揚聲器陣列輸出的聲波用波陣面合成產(chǎn)生第二虛擬聲源；和第二設(shè)置電路，適用于將所述第二虛擬聲源的位置設(shè)置在無窮遠處，其中從所述第一虛擬聲源獲取的第一聲波的傳播方向與從所述第二虛擬聲源獲取的第二聲波的傳播方向相互交叉。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，通常將所述第一音頻信號和所述第二音頻信號提供給構(gòu)成所述第一揚聲器陣列和所述第二揚聲器陣列的所有或部分揚聲器。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一設(shè)置電路和所述第二設(shè)置電路改變由相互交叉的所述第一聲波和傳播方向和所述第二聲波的傳播方向所限定的角。
全文摘要
將音頻信號提供給揚聲器陣列以執(zhí)行波陣面合成。用波陣面合成在無窮遠處產(chǎn)生虛擬聲源。
文檔編號H04S3/00GK1761368SQ20051011631
公開日2006年4月19日 申請日期2005年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者佐古曜一郎, 矢部進, 寺內(nèi)俊郎, 山下功誠, 三浦雅美 申請人:索尼株式會社