專利名稱：聲學(xué)裝置、延時(shí)計(jì)算方法和記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲學(xué)裝置，如立體聲系統(tǒng)和多聲道聲學(xué)系統(tǒng)，涉及一種確定該聲學(xué)裝置中使用的揚(yáng)聲器的延時(shí)的方法，以及一種記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
在如記錄在DVD(數(shù)字通用盤)上的電影、以及數(shù)字電視廣播的內(nèi)容中，已經(jīng)逐漸在使用如5.1聲道和7.1聲道的所謂多聲道的音頻數(shù)據(jù)，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，設(shè)置多聲道收聽系統(tǒng)，如5.1聲道和7.1聲道系統(tǒng)的機(jī)會(huì)也增多了。
例如，5.1聲道收聽系統(tǒng)由六個(gè)音頻通道組成前左聲道、前中聲道、前右聲道、后左聲道、后右聲道及亞低音揚(yáng)聲器(subwoofer)聲道，它可以通過(guò)采用對(duì)應(yīng)六個(gè)音頻通道的六個(gè)揚(yáng)聲器來(lái)回放音頻。5.1聲道中的符號(hào)[.1]指的是用于補(bǔ)償?shù)皖l成分的亞低音揚(yáng)聲器聲道。
在多聲道收聽系統(tǒng)中，由于使用多個(gè)揚(yáng)聲器，在某些情況下會(huì)因?yàn)槊恳粋€(gè)揚(yáng)聲器與用戶之間的距離、每個(gè)揚(yáng)聲器的輸出特性以及在揚(yáng)聲器與用戶之間存在障礙等影響，導(dǎo)致在用戶聽到從每個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)出音頻的位置處、不能形成由多聲道收聽系統(tǒng)形成的適當(dāng)?shù)幕胤怕晥?chǎng)。例如，可能出現(xiàn)下面的情況應(yīng)該位于前側(cè)中央的聲像向右側(cè)或左側(cè)發(fā)生了偏移。
由于這一原因，一些多聲道收聽系統(tǒng)配置有所謂的時(shí)間校準(zhǔn)功能，其能夠通過(guò)適當(dāng)?shù)匮舆t從每一個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)出的音頻來(lái)形成適當(dāng)?shù)幕胤怕晥?chǎng)。例如，如圖15所示提供了具有用于揚(yáng)聲器時(shí)間校準(zhǔn)功能的收聽系統(tǒng)。
如圖15所示的收聽系統(tǒng)允許數(shù)字放大器102執(zhí)行用于測(cè)量在TSP信號(hào)產(chǎn)生部件101中產(chǎn)生的時(shí)間延展脈沖(TSP)(脈沖信號(hào)能量沿時(shí)間軸分布的信號(hào))的信號(hào)的DAC(數(shù)字—模擬轉(zhuǎn)換)回放，并允許該信號(hào)從介于SP1到SP5的目標(biāo)揚(yáng)聲器中發(fā)射出去。
以這種方式發(fā)出的TSP測(cè)量信號(hào)通過(guò)設(shè)置在由用戶選擇的收聽位置的話筒MC接收，通過(guò)話筒放大器+ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)103將其放大和轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。為了確定脈沖響應(yīng)，該信號(hào)由信號(hào)分析部件104進(jìn)行分析。
根據(jù)確定的脈沖響應(yīng)，確定了從每一個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)出的音頻到達(dá)目標(biāo)收聽位置的時(shí)間，并為每一個(gè)揚(yáng)聲器調(diào)整了向揚(yáng)聲器提供音頻的延時(shí)，從而來(lái)自每一個(gè)揚(yáng)聲器的音頻可以被用戶在同一時(shí)間聽到。因此，能夠容易而準(zhǔn)確地形成與收聽位置對(duì)應(yīng)的最佳回放聲場(chǎng)。
當(dāng)例如在日本未審查專利申請(qǐng)公開號(hào)第10-248097號(hào)和第10-248098號(hào)(后面將進(jìn)行描述)公開的聲學(xué)處理裝置中執(zhí)行所謂的揚(yáng)聲器時(shí)間校準(zhǔn)時(shí)，用來(lái)通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出測(cè)試聲音、通過(guò)設(shè)置在預(yù)定位置的話筒接收該聲音以及在如上所述的收聽系統(tǒng)中得到脈沖響應(yīng)的技術(shù)已經(jīng)得到廣泛使用。

發(fā)明內(nèi)容
然而，由于墻壁的反射和駐波的影響，尤其是在居家的房間內(nèi)的情況下，在用來(lái)形成具有真實(shí)感受的回放聲場(chǎng)的多個(gè)揚(yáng)聲器脈沖響應(yīng)中，具有超低頻到低頻波段的亞低音揚(yáng)聲器脈沖響應(yīng)花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)聚。因此，存在測(cè)量時(shí)間變得很長(zhǎng)和存儲(chǔ)器在系統(tǒng)執(zhí)行的目標(biāo)下負(fù)荷增大的可能性。
更具體地，在多聲道收聽系統(tǒng)中，如果來(lái)自亞低音揚(yáng)聲器的音頻延時(shí)能被正確地測(cè)量，問(wèn)題可能出在處理時(shí)間和制造費(fèi)用等方面，例如必須花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間和需要具有用于過(guò)程檢測(cè)的大存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)器。
鑒于上述問(wèn)題，優(yōu)選能夠快速而準(zhǔn)確地相對(duì)于來(lái)自低音頻的揚(yáng)聲器、諸如低音揚(yáng)聲器和亞低音揚(yáng)聲器的音頻進(jìn)行延時(shí)檢測(cè)，而不需要使用大容量的存儲(chǔ)器。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，這里提供一種聲學(xué)設(shè)備，包括正值轉(zhuǎn)換裝置，用于將通過(guò)使用話筒收集揚(yáng)聲器發(fā)出的測(cè)試信號(hào)而得的響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正值；檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)成為響應(yīng)信號(hào)的第一個(gè)山峰部分的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分，該響應(yīng)信號(hào)通過(guò)正值轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成正值；估算裝置，用于從包含第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的峰值位置或其附近位置、根據(jù)轉(zhuǎn)換成正值的響應(yīng)信號(hào)確定的至少N(N為1或更大的整數(shù))個(gè)點(diǎn)估算響應(yīng)信號(hào)的上升點(diǎn)(rise point)；以及計(jì)算裝置，用于根據(jù)由估算裝置估算的上升點(diǎn)和產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)的時(shí)間計(jì)算由話筒收集的音頻的延時(shí)。
在根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的聲學(xué)裝置中，揚(yáng)聲器發(fā)出的測(cè)試信號(hào)可以由話筒接收，也可以變成響應(yīng)信號(hào)。該響應(yīng)信號(hào)可以由正值轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成正值。第一瞬態(tài)響應(yīng)部分，即轉(zhuǎn)換成正值的響應(yīng)信號(hào)的第一個(gè)山峰部分，可以被檢測(cè)裝置檢測(cè)到，該第一瞬態(tài)響應(yīng)部分可以用作基準(zhǔn)，而響應(yīng)信號(hào)的上升點(diǎn)可以由估算裝置估算。然后，根據(jù)估算的上升點(diǎn)，可以計(jì)算目標(biāo)揚(yáng)聲器的延時(shí)。
結(jié)果，快速而準(zhǔn)確地確定音頻延時(shí)，特別是用于低音頻的揚(yáng)聲器發(fā)出音頻的延時(shí)、而不需要提供用來(lái)存儲(chǔ)響應(yīng)信號(hào)的大存儲(chǔ)器成為可能。


圖1表示應(yīng)用本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式
的回放裝置的方框圖；圖2表示如圖1所示的回放裝置的測(cè)量功能部件8的方框圖；圖3表示測(cè)試信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例(正弦波的脈沖信號(hào))；圖4表示相對(duì)于圖3測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例；圖5A和5B表示通過(guò)將圖4中的響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正值和第一瞬態(tài)響應(yīng)部分來(lái)得到的待分析波形；圖6表示分析如圖5A和5B所示的待分析波形的過(guò)程；圖7表示用于分析待分析波形的部分的選擇；圖8表示確定待分析波形上升點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例；圖9表示在上升點(diǎn)前存在偏移的待分析波形的一個(gè)實(shí)施例；圖10表示在上升點(diǎn)前混合噪聲的待分析波形的一個(gè)實(shí)施例；圖11表示存在不能被消除的高頻噪聲的待分析波形的一個(gè)實(shí)施例；圖12表示測(cè)量功能部件8的操作流程圖；圖13表示估算上升點(diǎn)的另一個(gè)方法；圖14表示估算上升點(diǎn)的另一個(gè)方法；以及圖15表示能夠校正聲場(chǎng)的收聽系統(tǒng)(聲學(xué)系統(tǒng))一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，下面將對(duì)根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的一種裝置、一種方法及一種記錄介質(zhì)進(jìn)行描述。在下面將要描述的具體實(shí)施方式
中，將對(duì)用作實(shí)施例的一個(gè)例子進(jìn)行描述，在這個(gè)例子中本發(fā)明被應(yīng)用到能夠?qū)τ涗浽诠獗P記錄介質(zhì)、諸如DVD(數(shù)字通用盤，以下簡(jiǎn)稱為”光盤”)上的多聲道音頻信號(hào)進(jìn)行回放的回放裝置中。
下面將要描述的、根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的回放裝置能夠測(cè)量從揚(yáng)聲器到話筒的距離內(nèi)發(fā)生的空間延遲，該話筒是為了在多聲道回放環(huán)境下調(diào)節(jié)時(shí)間校準(zhǔn)而安裝在收聽位置的。然而，應(yīng)用到下面將要描述的、本具體實(shí)施方式
的回放裝置中的本發(fā)明在與特別是用于低音頻的揚(yáng)聲器，也稱作亞低音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器(其脈沖響應(yīng)更消耗時(shí)間)一起使用時(shí)比較有效。因此，下面將會(huì)具體描述一種情況，其中將對(duì)用于低音頻的揚(yáng)聲器，也稱作亞低音揚(yáng)聲器或低音揚(yáng)聲器(以下簡(jiǎn)稱為”低音揚(yáng)聲器”)進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)。
應(yīng)用到根據(jù)該具體實(shí)施方式
的回放裝置中的本發(fā)明也能夠應(yīng)用到除低音揚(yáng)聲器外的普通揚(yáng)聲器，如高音揚(yáng)聲器中。然而，通常相對(duì)脈沖響應(yīng)不花費(fèi)時(shí)間、用于高音頻的揚(yáng)聲器，如高音揚(yáng)聲器，能夠通過(guò)采用在第2004-133671號(hào)日本專利申請(qǐng)(申請(qǐng)專利時(shí)間更早)中公開的采用脈沖響應(yīng)測(cè)量空間延遲的方法來(lái)更準(zhǔn)確地測(cè)量空間延遲。
在普通揚(yáng)聲器的情況下，空間延遲的測(cè)量等價(jià)于延遲量的測(cè)量，該延遲量的產(chǎn)生主要取決于揚(yáng)聲器和安裝在收聽位置上的話筒之間的距離，即等價(jià)于揚(yáng)聲器和話筒之間的距離測(cè)量。然而，當(dāng)以低音揚(yáng)聲器作為目標(biāo)時(shí)，與普通揚(yáng)聲器相比，在低音揚(yáng)聲器前一級(jí)配置的濾波器中的延遲通常更大。
因此，在下面將要描述的本具體實(shí)施方式
回放裝置中，應(yīng)該使用時(shí)間校準(zhǔn)進(jìn)行校正的延遲是組合了空間延遲和取決于揚(yáng)聲器系統(tǒng)的電延遲的延時(shí)，下面稱之為”低音揚(yáng)聲器延時(shí)”。這樣設(shè)計(jì)下面將要描述的本具體實(shí)施方式
的回放裝置以便低音揚(yáng)聲器延時(shí)可以通過(guò)時(shí)間校準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量和校正。
回放裝置的配置和基本操作首先，將對(duì)本具體實(shí)施方式
回放裝置的配置和基本操作進(jìn)行描述。圖1表示本具體實(shí)施方式
回放裝置的結(jié)構(gòu)圖。本具體實(shí)施方式
的回放裝置可以重放，例如，5.1聲道的多聲道音頻信號(hào)。如圖1所示，本具體實(shí)施方式
的回放裝置包括介質(zhì)回放部件1、幀緩沖器2、聲場(chǎng)校正部件3、開關(guān)電路4、功率放大器部件5、測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生部件6、話筒的接線端7、測(cè)量功能部件8、控制部件10、LCD(液晶顯示器)11和操作部件12。
如圖1所示，顯示設(shè)備DP通過(guò)幀緩沖器2連接到本具體實(shí)施方式
的回放裝置上，而揚(yáng)聲器SP1到SP6通過(guò)功率放大器部件5以與每個(gè)5.1聲道對(duì)應(yīng)的方式與其連接。此外，話筒MC連接到話筒的接線端7上。
控制部件10控制本具體實(shí)施方式
的回放裝置的每個(gè)部件。盡管未示出，控制部件10被配置成包括CPU(中央處理器)和非易失性存儲(chǔ)器，如ROM(只讀存儲(chǔ)器)、RAM(隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器)和EEPROM(電可擦可編程ROM)的微型計(jì)算機(jī)。
同樣如圖1所示，LCD 11和操作部件12連接到控制部件10上。LCD 11具有較大的顯示屏，可以根據(jù)來(lái)自控制部件10的信息顯示各種類型的信息，如導(dǎo)航消息、警告消息和狀態(tài)顯示。
操作部件12包括電源開/關(guān)鍵、回放鍵、暫停鍵、快進(jìn)鍵、快速倒帶鍵及其它各種類型的操作鍵。操作部件12從用戶接受操作輸入，將該輸入轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將該信號(hào)提供給控制部件10。結(jié)果，控制部件10能夠根據(jù)來(lái)自用戶的操作輸入控制每個(gè)部件。
在此具體實(shí)施方式
中，舍棄條件列表13和將波形數(shù)據(jù)庫(kù)14連接到控制部件10上。如下面將會(huì)描述的，當(dāng)確定低音揚(yáng)聲器延時(shí)時(shí)需要它們存儲(chǔ)使用的舍棄條件信息和上升點(diǎn)信息。
盡管未示出，介質(zhì)回放部件1包括用于光盤如DVD的加載部件；具有主軸電動(dòng)機(jī)等的用于光盤的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件；具有光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)拾取部件，如激光光源、物鏡、2軸致動(dòng)器、光束分離器和光檢測(cè)器等；用于在光盤半徑方向上移動(dòng)光學(xué)拾取部件的兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(sled motor)；以及各種類型的伺服電路，也包括視頻解碼器和音頻解碼器。
當(dāng)通過(guò)操作部件12接收到回放指令時(shí)，控制部件10控制每一個(gè)部件，以便開始用于回放加載到介質(zhì)回放部件1中的光盤上記錄的內(nèi)容的處理。這里假定加載到介質(zhì)回放部件1中的介質(zhì)是DVD，且其上記錄的內(nèi)容是由5.1聲道的音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)組成的電影內(nèi)容。
在這種情況下，在控制部件10的控制下，介質(zhì)回放部件1旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)加載的DVD，通過(guò)向DVD發(fā)射激光和接收反射光讀取記錄在DVD上的控制數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等，并對(duì)各種類型的這些段數(shù)據(jù)進(jìn)行分離。分離的數(shù)據(jù)中的控制數(shù)據(jù)提供給控制部件10，以使控制數(shù)據(jù)可以用來(lái)控制各個(gè)部件。
分離的音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)壓縮并記錄在DVD上。因此，為了在數(shù)據(jù)壓縮前重新構(gòu)建音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)，介質(zhì)回放部件1根據(jù)讀取的音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理。重建的視頻數(shù)據(jù)通過(guò)幀緩沖器2提供給顯示設(shè)備DP。
幀緩沖器2是這樣的以便寫入/讀取視頻數(shù)據(jù)是由控制部件10控制的，且?guī)彌_器2被用于為了克服所謂的撕裂同步(rip sync)的偏差而將視頻數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在幀單元中。也就是說(shuō)，如下面將要描述的，處理過(guò)程要花費(fèi)時(shí)間，因?yàn)橐獙?duì)音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行聲場(chǎng)校正處理等操作，且在音頻數(shù)據(jù)的回放與視頻數(shù)據(jù)的回放之間存在時(shí)間滯后。因此，為了克服這個(gè)時(shí)間滯后，提供幀緩沖器2以使視頻數(shù)據(jù)的回放定時(shí)與音頻數(shù)據(jù)的回放定時(shí)同步，從而不發(fā)生撕裂同步偏差。
顯示設(shè)備DP例如包括，具有較大屏幕的顯示元件，如LCD、PDP(等離子顯示屏)、有機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示器或CRT(陰極射線管)。顯示設(shè)備DP將由幀緩沖器2提供的視頻數(shù)據(jù)形成用于顯示器的模擬視頻信號(hào)，并允許其自身顯示元件的顯示屏根據(jù)該模擬視頻信號(hào)顯示視頻。
結(jié)果，基于視頻數(shù)據(jù)、由介質(zhì)回放部件1回放的視頻被顯示在顯示設(shè)備DP顯示元件的顯示屏上，從而用戶能夠看到該視頻。
另一方面，在介質(zhì)回放部件1中，分離和解碼的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)一步分解成5.1聲道的每一個(gè)音頻通道的音頻數(shù)據(jù)。每一個(gè)音頻通道的音頻數(shù)據(jù)都提供給聲場(chǎng)校正部件3。聲場(chǎng)校正部件3能夠以與每一個(gè)音頻通道對(duì)應(yīng)的方式分別處理來(lái)自介質(zhì)回放部件1的5.1聲道每一個(gè)音頻通道的每一條音頻數(shù)據(jù)，并包括延遲處理部件、音質(zhì)調(diào)節(jié)部件和增益調(diào)節(jié)部件。
將聲場(chǎng)校正部件3設(shè)計(jì)成當(dāng)在每一個(gè)音頻通道的音頻數(shù)據(jù)上執(zhí)行延遲處理、音質(zhì)調(diào)節(jié)處理和增益調(diào)節(jié)處理等時(shí)(這些音頻數(shù)據(jù)根據(jù)來(lái)自測(cè)量功能部件8(將在以后描述)的指令參數(shù)被提供給聲場(chǎng)校正部件3)，能夠形成正確的聲場(chǎng)，并且將基于音頻數(shù)據(jù)的音頻從每一個(gè)場(chǎng)聲器SP1～SP6中發(fā)出(將在以后描述)。
由聲場(chǎng)校正部件3處理的每一個(gè)音頻通道的音頻數(shù)據(jù)通過(guò)開關(guān)電路4輸入到功率放大器部件5。開關(guān)電路4和功率放大器部件5中的任一個(gè)都能夠處理5.1聲道的音頻數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，在回放過(guò)程中，在控制部件10的控制下開關(guān)電路4切換到聲場(chǎng)校正部件3一側(cè)，并且在隨后一級(jí)中將來(lái)自聲場(chǎng)校正部件3每一個(gè)音頻通道的音頻數(shù)據(jù)輸入到功率放大器部件5。
功率放大器部件5也包括對(duì)應(yīng)每一個(gè)音頻通道的放大處理部件，其在控制部件10的控制下將每個(gè)音頻通道的音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)，將該模擬音頻信號(hào)的電平放大到指示的電平，并在之后向相應(yīng)揚(yáng)聲器SP1～SP6提供該模擬音頻信號(hào)。
結(jié)果，由介質(zhì)回放部件1回放的、基于每個(gè)音頻通道的音頻數(shù)據(jù)的音頻從揚(yáng)聲器SP1～SP6中的相應(yīng)揚(yáng)聲器中發(fā)出，從而用戶能夠收聽到該音頻。
并且，在多聲道聲學(xué)系統(tǒng)中，存在由于多個(gè)揚(yáng)聲器每一個(gè)的安裝位置與用戶收聽每一個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)出的音頻的收聽位置之間的關(guān)系、是否存在阻礙音頻傳播的障礙以及多個(gè)揚(yáng)聲器聲學(xué)特性的差異的影響，而難以形成令人滿意的聲場(chǎng)的情況。
也就是說(shuō)，在本具體實(shí)施方式
的回放裝置中，在揚(yáng)聲器之間存在聲音從每一個(gè)揚(yáng)聲器SP1～SP6到達(dá)收聽位置的時(shí)間差異，以及在應(yīng)當(dāng)彼此一致的揚(yáng)聲器之間存在音質(zhì)和音量(電平)的差異。結(jié)果，單獨(dú)和獨(dú)立地聽到從每一個(gè)揚(yáng)聲器SP1～SP6發(fā)出的音頻。因此，存在難以形成希望的令人滿意聲場(chǎng)的情況。
由于這一原因，在本具體實(shí)施方式
的回放裝置中，當(dāng)通過(guò)操作部件12下達(dá)執(zhí)行聲場(chǎng)校正的指令時(shí)，控制部件10控制測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生部件6和測(cè)量功能部件8等，以執(zhí)行聲場(chǎng)校正。
在本具體實(shí)施方式
的回放裝置中，當(dāng)要測(cè)量相對(duì)于低音揚(yáng)聲器的延時(shí)(低音揚(yáng)聲器延時(shí))時(shí)，如果使用脈沖響應(yīng)，將要花費(fèi)一定時(shí)間直到脈沖響應(yīng)會(huì)聚。因此，測(cè)量將要花費(fèi)時(shí)間，而具有大存儲(chǔ)容量的存儲(chǔ)器也成為必需的。
由于這一原因，在本具體實(shí)施方式
的回放裝置中，當(dāng)測(cè)量低音揚(yáng)聲器延時(shí)時(shí)，不使用脈沖響應(yīng)，而使用連續(xù)正弦波形成的短脈沖信號(hào)(burst signal)作為測(cè)試信號(hào)。也就是說(shuō)，當(dāng)執(zhí)行聲場(chǎng)校正處理時(shí)，在控制部件10的控制下，測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生部件6產(chǎn)生正弦波短脈沖信號(hào)，將該信號(hào)發(fā)送到與低音揚(yáng)聲器相連的音頻通道，并允許基于目標(biāo)測(cè)試信號(hào)將音頻通過(guò)低音揚(yáng)聲器發(fā)出。
由該低音揚(yáng)聲器發(fā)出的測(cè)試信號(hào)通過(guò)話筒MC接收，該信號(hào)作為相對(duì)于測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)提供給測(cè)量功能部件8中，標(biāo)定出目標(biāo)響應(yīng)信號(hào)的上升點(diǎn)，并根據(jù)該標(biāo)定的上升點(diǎn)確定低音揚(yáng)聲器延時(shí)。根據(jù)該低音揚(yáng)聲器延時(shí)，測(cè)量功能部件8能夠給與聲場(chǎng)校正部件3的低音揚(yáng)聲器相連接的音頻通道延遲電路設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù)。
相對(duì)于與不是低音揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器相連接的音頻通道，同樣如上所述，通過(guò)采用在第2004-133671號(hào)日本專利申請(qǐng)(申請(qǐng)專利時(shí)間更早)公開的采用脈沖響應(yīng)測(cè)量空間延遲的方法，可以準(zhǔn)確地測(cè)量空間延遲，并且根據(jù)該延遲，可以確定相對(duì)于目標(biāo)音頻通道的延遲量。然后，產(chǎn)生基于該延遲量的參數(shù)，并提供給聲場(chǎng)校正部件3。并且，將測(cè)量功能部件8設(shè)計(jì)成能根據(jù)各個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)出的測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生用于音質(zhì)調(diào)節(jié)和增益調(diào)節(jié)的參數(shù)，并能將這些參數(shù)提供給聲場(chǎng)校正部件3。
同樣如上所述，將聲場(chǎng)校正部件3配置成包括用于每一個(gè)音頻通道的延遲處理部件、音質(zhì)調(diào)節(jié)部件和增益調(diào)節(jié)部件。聲場(chǎng)校正部件3相對(duì)于來(lái)自測(cè)量功能部件8的每一個(gè)音頻通道將用于延遲時(shí)間的每個(gè)參數(shù)、音質(zhì)調(diào)節(jié)信息和電平調(diào)節(jié)信息設(shè)置到對(duì)應(yīng)的處理部件中，并對(duì)每一個(gè)音頻通道的音頻進(jìn)行延遲處理、音質(zhì)調(diào)節(jié)和增益調(diào)節(jié)。
如上所述，通過(guò)測(cè)量功能部件8和聲場(chǎng)校正部件3的功能，可以形成對(duì)應(yīng)于收聽位置的正確聲場(chǎng)。特別地，相對(duì)于低音揚(yáng)聲器，通過(guò)采用短脈沖信號(hào)進(jìn)行低音揚(yáng)聲器延遲的測(cè)量，使相對(duì)于與低音揚(yáng)聲器相連接的音頻通道快速而準(zhǔn)確地確定延遲量而不增加設(shè)備的負(fù)擔(dān)成為可能。
下面，將結(jié)合低音揚(yáng)聲器延時(shí)的測(cè)量，對(duì)測(cè)量功能部件8各部分的配置和操作進(jìn)行說(shuō)明。圖2表示與低音揚(yáng)聲器延時(shí)測(cè)量相關(guān)的測(cè)量功能部件8部件的一部分的方框圖。圖3表示作為測(cè)試信號(hào)的正弦波短脈沖信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例。圖4表示通過(guò)收集圖3的測(cè)試信號(hào)而得到的響應(yīng)信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例。圖5A和5B表示待分析信號(hào)的波形(分析目標(biāo)波形)的實(shí)施例，這些波形由如圖4所示的響應(yīng)信號(hào)形成。
如圖2所示，與低音揚(yáng)聲器延時(shí)測(cè)量相關(guān)的測(cè)量功能部件8的各部分包括附加均值部件81(additional averaging section)、濾波部件82、正值轉(zhuǎn)化部件83、第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84以及低音揚(yáng)聲器延時(shí)計(jì)算部件85。第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84配置成能夠查閱舍棄條件列表13。低音揚(yáng)聲器延時(shí)計(jì)算部件85配置成能夠查閱波形數(shù)據(jù)庫(kù)14。
在附加均值部件81的前一級(jí)，配置有用來(lái)放大響應(yīng)信號(hào)的話筒放大器和用來(lái)將以模擬信號(hào)提供的響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的ADC(模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器)。然而，為了描述的簡(jiǎn)潔，在這里就略去了這些部分。
同樣如上所述，當(dāng)通過(guò)操作部件12指示執(zhí)行聲場(chǎng)校正處理時(shí)，控制部件10控制了測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生部件6、開關(guān)4和功率放大器部件5，從而由測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生部件6產(chǎn)生的、作為測(cè)試信號(hào)的正弦波短脈沖信號(hào)通過(guò)低音揚(yáng)聲器再現(xiàn)。該信號(hào)由安裝在收聽位置的話筒MC收集，而將通過(guò)聲音收集而得到的響應(yīng)信號(hào)(相對(duì)于正弦波短脈沖信號(hào)的響應(yīng)信號(hào))被提供給測(cè)量功能部件8的附加均值部件81。
附加均值部件81對(duì)提供給其的多個(gè)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行同步附加均值，提高響應(yīng)信號(hào)的SN(信噪比)水平，并在這之后將響應(yīng)信號(hào)提供給濾波部件82。當(dāng)由于響應(yīng)信號(hào)一度用于測(cè)試環(huán)境中暗噪聲水平比較低的場(chǎng)合，在隨后的延時(shí)計(jì)算中不存在特別的問(wèn)題時(shí)，可以忽略同步的附加均值過(guò)程。濾波部件82對(duì)提供給其的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波，例如，切除DC(直流)成分和低音揚(yáng)聲器不需要的中到高頻，并在濾波處理之后將響應(yīng)信號(hào)提供給正值轉(zhuǎn)換部件83。對(duì)于濾波部件82，應(yīng)當(dāng)選擇具有與時(shí)間不相關(guān)的相位變化的濾波器或具有小相位旋轉(zhuǎn)的濾波器，如直線式相位濾波器，從而響應(yīng)信號(hào)的波形不會(huì)顯著惡化。
通過(guò)對(duì)提供給其的響應(yīng)信號(hào)執(zhí)行絕對(duì)值轉(zhuǎn)換處理或平方處理，正值轉(zhuǎn)換部件83將響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正值。該轉(zhuǎn)換成正值的響應(yīng)信號(hào)是隨后用于分析的信號(hào)，并被提供給第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84。
實(shí)際波形的一個(gè)實(shí)施例如下所示。如圖3所示，由測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生部件6產(chǎn)生、通過(guò)低音揚(yáng)聲器進(jìn)行回放的測(cè)試信號(hào)(測(cè)量信號(hào))例如圖3所示的由5個(gè)波長(zhǎng)的正弦波(100Hz)組成。作為該信號(hào)被話筒MC收集的結(jié)果，得到如圖4所示的響應(yīng)信號(hào)(低音揚(yáng)聲器響應(yīng)波形)。
當(dāng)然，如圖3所示，由于測(cè)試信號(hào)并不是以穩(wěn)定方式連續(xù)進(jìn)行回放的正弦波，所以響應(yīng)信號(hào)變成如圖4所示的瞬態(tài)響應(yīng)波形，并且由于房間內(nèi)的混響而沒(méi)有會(huì)聚在5個(gè)波長(zhǎng)的范圍內(nèi)。同樣如上所述，當(dāng)濾波部件82對(duì)如圖4所示的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以及為了將響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正值，正值轉(zhuǎn)換部件83對(duì)其進(jìn)行絕對(duì)值轉(zhuǎn)換處理時(shí)，得到了如圖5A所示的響應(yīng)波形。該如圖5A所示的波形是將在下一級(jí)進(jìn)行分析的波形。
為了方便，在如圖5A所示待分析的波形(轉(zhuǎn)換成絕對(duì)值的響應(yīng)波形)中，可以觀察到的作為短脈沖波的響應(yīng)的第一山峰部分，稱之為“第一瞬態(tài)響應(yīng)部分”，而隨后的山峰部分稱之為“第二瞬態(tài)響應(yīng)部分”、“第三瞬態(tài)響應(yīng)部分”、……圖5B表示被矩形包圍的部分的放大波形，在圖5B中用黑色填充的部件是第一山峰部分，即第一瞬態(tài)響應(yīng)部分。
在目標(biāo)揚(yáng)聲器中，也就是說(shuō)在本具體實(shí)施方式
的低音揚(yáng)聲器中，對(duì)于成為用作測(cè)試信號(hào)的短脈沖波的源的正弦波，優(yōu)選通過(guò)另一個(gè)使用的測(cè)量裝置來(lái)預(yù)先確定在其處測(cè)試信號(hào)被認(rèn)為具有確定的輸出的頻率或者在其處肯定在該頻率的響應(yīng)不會(huì)很低的事實(shí)的頻率。
當(dāng)確定了第一瞬態(tài)響應(yīng)部分時(shí)，有可能根據(jù)其波形評(píng)估上升點(diǎn)，結(jié)果可以確定低音揚(yáng)聲器的延時(shí)。因此，相對(duì)于待分析波形來(lái)自動(dòng)搜尋“第一瞬態(tài)響應(yīng)部分”變得重要起來(lái)。例如，當(dāng)接收到如圖5A所示的待分析波形輸入時(shí)，用來(lái)選擇和確定“第一瞬態(tài)響應(yīng)部分”的元件就是第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84。
圖6表示使用在本具體實(shí)施方式
回放裝置的第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84中用來(lái)選擇和確定第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的過(guò)程，還表示提供給第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84中的待分析波形的一個(gè)實(shí)施例。
例如，假設(shè)將如圖6所示的4096個(gè)采樣點(diǎn)的待分析波形提供給第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84。如圖6上部箭頭所指示的，將待分析波形的4096個(gè)采樣點(diǎn)的一半的第2048個(gè)采樣點(diǎn)的位置作為分析的起點(diǎn)，相對(duì)于時(shí)間(在朝向過(guò)去的方向)在之前的方向進(jìn)行分析。
在這種情況下，當(dāng)采樣頻率FS＝48kHz時(shí)，對(duì)應(yīng)于2048個(gè)采樣點(diǎn)的低音揚(yáng)聲器延時(shí)為42.6ms(毫秒)。如果在低音揚(yáng)聲器中的電延時(shí)設(shè)置為0，可以測(cè)量出空間延遲，即距離，大約為15m(米)。在用于進(jìn)行測(cè)量的低音揚(yáng)聲器中，當(dāng)發(fā)生長(zhǎng)于或等于42.6ms的延時(shí)時(shí)，就不能進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)在系統(tǒng)側(cè)假設(shè)具有比上述長(zhǎng)的延時(shí)時(shí)，改變?cè)诜治龅钠鹗键c(diǎn)的采樣點(diǎn)和回放側(cè)短脈沖波的長(zhǎng)度。
作為用于分析的假設(shè)，設(shè)置振幅基準(zhǔn)值的參數(shù)TH_WF_SIN。參數(shù)TH_WF_SIN的值需要設(shè)置成至少高于暗噪聲電平，且需要設(shè)置成小于對(duì)應(yīng)于能夠被假定為第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的波形的量。這里的數(shù)值是在CPU和DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)內(nèi)能夠觀察的數(shù)值，CPU和DSP通過(guò)話筒和ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)構(gòu)成了第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84，并配置在附加均值部件81的前一級(jí)。
然后，分析從第2048個(gè)采樣點(diǎn)位置以一個(gè)采樣點(diǎn)為單為開始進(jìn)行，它是如前所述的向前方式的起點(diǎn)。在分析中，當(dāng)在目標(biāo)采樣點(diǎn)前、具有低于或等于TH_WF_SIN的采樣點(diǎn)如圖6所示持續(xù)規(guī)定采樣點(diǎn)數(shù)目(TH_WF_COUNT)時(shí)，將該位置設(shè)定為“臨時(shí)上升點(diǎn)”。
在如圖6所示實(shí)施例的情況下，將規(guī)定采樣點(diǎn)數(shù)目TH_WF_COUNT大致設(shè)定為100個(gè)采樣點(diǎn)。也就是說(shuō)，當(dāng)存在短脈沖波響應(yīng)時(shí)，假設(shè)下面的內(nèi)容是預(yù)先知道的規(guī)定采樣點(diǎn)數(shù)目不變得大于或等于TH_WF_COUNT個(gè)采樣點(diǎn)，而數(shù)據(jù)數(shù)值不變得小于或等于振幅基準(zhǔn)值TH_WF_SIN。
當(dāng)從“臨時(shí)上升點(diǎn)”看時(shí)，相對(duì)于時(shí)間該點(diǎn)所屬的第一個(gè)山峰波形，在第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84中是目標(biāo)“第一瞬態(tài)響應(yīng)部分”的候選(candidate)。以如上所述的方式，當(dāng)選擇好候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分時(shí)，向該山峰波形增加幾個(gè)舍棄條件，以便確定選擇波形是第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的可能性實(shí)際增大。
如果SN值原先就是好的，即使沒(méi)有附加舍棄條件也不存在問(wèn)題。然而實(shí)際上，當(dāng)考慮在居家的回放環(huán)境下測(cè)量時(shí)，有可能出現(xiàn)這樣的情況，其中暗噪聲電平高且觀察到噪音波形在第一瞬態(tài)響應(yīng)部分之前一定的時(shí)間處出現(xiàn)。此外，可能出現(xiàn)這樣的情況，其中由于低音揚(yáng)聲器經(jīng)常直接安裝在地板上，在作為再現(xiàn)的測(cè)試信號(hào)的脈沖信號(hào)通過(guò)空氣傳播并且到達(dá)話筒MC之前，從低音揚(yáng)聲器外殼傳給地板的振動(dòng)到達(dá)話筒MC，并能以波形的形式觀察到。
通過(guò)上面的事實(shí)，相對(duì)于確定的候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的波形，例如通過(guò)將實(shí)際舍棄條件與下面的舍棄條件比較來(lái)檢查實(shí)際舍棄條件。舍棄條件的例子如下所示(1)計(jì)算結(jié)果表明低音揚(yáng)聲器延時(shí)大于或小于期望的時(shí)間(包括相對(duì)于時(shí)間計(jì)算負(fù)時(shí)間的情況)，(2)山峰的尺寸(面積)比期望的尺寸小，以及(3)山峰左肩平均傾斜度的計(jì)算結(jié)果表明傾斜度比預(yù)定值更小。
條件(1)是基本上能夠確定第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的選擇是否錯(cuò)誤的條件。條件(2)是防止噪音被不正確地確定為第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的條件。條件(3)是防止不能消除的影響(如DC成份)和防止通過(guò)地板傳導(dǎo)振動(dòng)的條件。
上述的舍棄條件(1)至(3)只是幾個(gè)例子，當(dāng)然還可以使用除這些條件以外的舍棄條件，也能夠根據(jù)用于音頻等的回放環(huán)境組合使用多個(gè)舍棄條件。在本具體實(shí)施方式
下，以在第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84能夠查詢的記錄介質(zhì)13(如存儲(chǔ)器)中數(shù)據(jù)庫(kù)式的舍棄條件列表的方式，提前配置舍棄條件。
在該具體實(shí)施方式
的回放裝置中，如圖1所示，舍棄條件列表13連接到控制部件10上，第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84通過(guò)控制部件10接收和使用舍棄條件列表提供的信息。
然后，當(dāng)滿足舍棄條件(舍棄因子)時(shí)，再次選擇候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分(選擇另一個(gè)候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分)，再次執(zhí)行上述的分析。基本上，當(dāng)將要舍棄該舍棄條件時(shí)，常常選擇相對(duì)于時(shí)間在第一瞬態(tài)響應(yīng)部分之前、原來(lái)應(yīng)當(dāng)成為正確解決方案的候選。因此，例如可以通過(guò)對(duì)每次循環(huán)(每次改變用于第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的候選)增大振幅基準(zhǔn)值TH_WF_SIN來(lái)進(jìn)行改進(jìn)。
然而，當(dāng)該循環(huán)重復(fù)過(guò)多的次數(shù)時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)改變候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的次數(shù)過(guò)度多時(shí)，存在不能對(duì)假定為正確的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分進(jìn)行檢測(cè)的情況。因此，向用戶顯示一條信息，如錯(cuò)誤信息，并放棄對(duì)低音揚(yáng)聲器延時(shí)的測(cè)量。隨后例如在調(diào)節(jié)好回放聲場(chǎng)之后，例如低音揚(yáng)聲器安裝位置發(fā)生變化或安裝話筒MC的收聽位置發(fā)生變化，就要再次進(jìn)行低音揚(yáng)聲器延時(shí)的測(cè)量。
之后，根據(jù)目標(biāo)第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的多個(gè)采樣值，當(dāng)正確選擇了第一瞬態(tài)響應(yīng)部分并確定為待分析的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分時(shí)，低音揚(yáng)聲器延時(shí)計(jì)算部件85參考預(yù)先配置好的波形數(shù)據(jù)庫(kù)14，估算待分析波形(短脈沖波響應(yīng))的上升點(diǎn)，并根據(jù)該上升點(diǎn)確定低音揚(yáng)聲器延時(shí)。
在本具體實(shí)施方式
的回放裝置中，如圖1所示，波形數(shù)據(jù)庫(kù)14與控制部件10相連接，而低音揚(yáng)聲器延時(shí)計(jì)算部件85可以通過(guò)控制部件10接收和使用波形數(shù)據(jù)庫(kù)14提供的數(shù)據(jù)。
圖7表示提供給低音揚(yáng)聲器延時(shí)計(jì)算部件85的待分析波形的一個(gè)實(shí)施例。圖8表示估算待分析波形上升點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例。在如圖7所示的待分析波形中，本具體實(shí)施方式
的低音揚(yáng)聲器延時(shí)計(jì)算部件85通過(guò)使用受噪聲影響小、表現(xiàn)為上升部分的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的數(shù)據(jù)，而不是使用在第一瞬態(tài)響應(yīng)部分之前、表現(xiàn)為對(duì)噪聲影響敏感的部分的數(shù)據(jù)來(lái)估算上升點(diǎn)。
更具體地，如圖8所示，例如如圖7所示、確定對(duì)應(yīng)具有滿意SN比的上升部分峰值、1/2峰值和3/4峰值的采樣點(diǎn)數(shù)。為了估算最初的上升點(diǎn)，將采樣點(diǎn)數(shù)與波形數(shù)據(jù)庫(kù)14的信息進(jìn)行比較。
也就是說(shuō)，在波形數(shù)據(jù)庫(kù)14中存儲(chǔ)了設(shè)置成索引值的峰值、1/2峰值和3/4峰值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系和指示上升點(diǎn)的信息。當(dāng)然，存儲(chǔ)了多個(gè)不同的索引值和與之對(duì)應(yīng)的指示上升點(diǎn)的信息。如果確定了峰值、1/2峰值和3/4峰值，就能夠唯一地確定上升點(diǎn)。
基本上，如果待分析波形(測(cè)量信號(hào))不復(fù)雜且回放只限于低音揚(yáng)聲器，波形數(shù)據(jù)庫(kù)14可以比較簡(jiǎn)單地行成。當(dāng)然，上升點(diǎn)也可以通過(guò)代替波形數(shù)據(jù)庫(kù)14使用預(yù)定函數(shù)來(lái)確定。除了下面將要描述的確定上升點(diǎn)方法的一個(gè)實(shí)施例之外，為了確定零交叉點(diǎn)(zero-cross point)例如可以根據(jù)上述多個(gè)采樣點(diǎn)/數(shù)據(jù)確定回歸直線或回歸曲線，或者通過(guò)外插法可以確定零交叉點(diǎn)。
在上述方式中，低音揚(yáng)聲器延時(shí)計(jì)算部件85可以快速而準(zhǔn)確地指定待分析波形的上升點(diǎn)，并能夠計(jì)算作為低音揚(yáng)聲器延時(shí)的從測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)刻直到目標(biāo)上升點(diǎn)的時(shí)間。結(jié)果，可以快速而準(zhǔn)確地檢測(cè)低音揚(yáng)聲器延時(shí)，可以相對(duì)于與低音揚(yáng)聲器相連的音頻通道正確地對(duì)聲場(chǎng)校正部件3設(shè)置遲時(shí)，并由此形成正確的聲場(chǎng)。
在通過(guò)本具體實(shí)施方式
的回放裝置進(jìn)行的低音揚(yáng)聲器延時(shí)測(cè)量中，需要注意的是通過(guò)收集作為測(cè)試信號(hào)的正弦波短脈沖信號(hào)得到的響應(yīng)波形并不形成周期性波形，因?yàn)橥瑯尤缟纤觯擁憫?yīng)是瞬態(tài)響應(yīng)。例如，即使觀察到具有山峰波形的每一個(gè)“瞬態(tài)響應(yīng)部分”的峰值和零交叉值，它們也不是周期性的，并且難以從它們估算出最初的上升點(diǎn)。
通過(guò)采用與例如在第2004-133671號(hào)日本專利申請(qǐng)中提出的、基于從波形的最大值得到的相對(duì)值估算脈沖響應(yīng)上升點(diǎn)的方法相同的方法同樣難以確定上升點(diǎn)。理由在于其不同于脈沖響應(yīng)，這里使用的短脈沖響應(yīng)波形是基于低頻的，其波長(zhǎng)長(zhǎng)，如圖7所示同樣是瞬態(tài)響應(yīng)的，上升部分?jǐn)U展很大的范圍，且在上升檢測(cè)中的誤差變得更大。
并且，由于部分上述的舍棄條件是必需的，在待分析波形的波形響應(yīng)的上升部分及相對(duì)于時(shí)間這一部分的前一部分中，由于受到噪聲和其它震動(dòng)的影響，測(cè)量值可能不穩(wěn)定。在待分析波形上升點(diǎn)之前的波形中出現(xiàn)問(wèn)題的情況的實(shí)施例如圖9、10和11所示。
例如，可能出現(xiàn)下面的情況。如圖9所示，在待分析波形上升點(diǎn)之前出現(xiàn)偏移。如圖10所示，由于在待分析波形上升點(diǎn)之前受到噪聲影響，可能出現(xiàn)被錯(cuò)誤地當(dāng)作瞬態(tài)響應(yīng)的山峰部分。如圖11所示，不能被LPF(低通濾波器)除去的高頻噪聲導(dǎo)致出現(xiàn)被錯(cuò)誤地當(dāng)作瞬態(tài)響應(yīng)的山峰部分。
因此，在本具體實(shí)施方式
的回放裝置的測(cè)量功能部件8中，如圖9、10和11所示，通過(guò)采用認(rèn)為SN比令人滿意的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分中的采樣值估算上升點(diǎn)，而不是采用具有受偏移和噪聲影響很大的可能性的部分的數(shù)據(jù)(具有差的SN比的部分)確定上升點(diǎn)。
下面，將會(huì)參考圖12中的流程圖，對(duì)上述的測(cè)量功能部件8的操作進(jìn)行描述。在圖12所示的流程圖中的處理過(guò)程是當(dāng)通過(guò)操作部件12從用戶得到指令執(zhí)行聲場(chǎng)校正處理時(shí)，由測(cè)量功能部件8在控制部件10的控制下執(zhí)行的處理過(guò)程。
當(dāng)從用戶得到指令執(zhí)行聲場(chǎng)校正處理時(shí)，聲場(chǎng)校正部件3在控制部件10的控制下進(jìn)行操作，產(chǎn)生正弦波的短脈沖信號(hào)，并將該信號(hào)提供給低音揚(yáng)聲器，從而發(fā)出該信號(hào)。然后，該信號(hào)由安裝在收聽位置的話筒MC接收，其被提供給測(cè)量功能部件8的附加均值部件81，從而執(zhí)行增加SN水平的附加均值處理(步驟S101)。
之后，將與正弦波的短脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的、經(jīng)過(guò)附加均值處理的響應(yīng)信號(hào)提供給濾波部件82，從而進(jìn)行用于消除噪音的濾波處理(步驟S102)。在濾波部件82中，例如濾去對(duì)低音揚(yáng)聲器而言不必要的直流分量和中到高頻。
然后，將進(jìn)行了濾波處理的響應(yīng)波形提供給正值轉(zhuǎn)換部件83，從而進(jìn)行正值轉(zhuǎn)換處理(步驟S103)。如上所述，該正值轉(zhuǎn)換處理通過(guò)對(duì)響應(yīng)波形進(jìn)行絕對(duì)值轉(zhuǎn)換處理或通過(guò)對(duì)其進(jìn)行平方處理，將響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正值。將以這種方式使響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正值而得到的信號(hào)作為待分析波形提供給第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84。如上所述的第一瞬態(tài)響應(yīng)選擇和確定部件84確定和選擇候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分，其是待分析波形的第一個(gè)山峰部分(步驟S104)。
當(dāng)選擇候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分時(shí)，通過(guò)參考預(yù)先提供的舍棄條件列表13確定選擇的候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分是否與舍棄條件相一致(步驟S105)。以如上所述的方式，將一些舍棄條件添加到候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分中，以使確定和選擇的波形是實(shí)際被應(yīng)該確定的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的可能性增大。
在步驟S105的確定過(guò)程中，當(dāng)選擇的候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分與預(yù)定舍棄條件不一致時(shí)，確定選擇的候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分為目標(biāo)第一瞬態(tài)響應(yīng)部分(步驟S106)。然后，如參考圖8所述的，低音揚(yáng)聲器延時(shí)計(jì)算部件85根據(jù)在步驟S106確定的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的多個(gè)采樣值、根據(jù)波形數(shù)據(jù)庫(kù)14的信息估算響應(yīng)信號(hào)的上升點(diǎn)(步驟S107)。使用該估算的上升點(diǎn)計(jì)算低音揚(yáng)聲器延時(shí)(步驟S108)，并由此完成如圖12所示的處理。
當(dāng)在步驟S105的確定過(guò)程中確定了選擇的候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分與舍棄條件相一致時(shí)，確定步驟S109已經(jīng)執(zhí)行的處理次數(shù)是否小于或等于預(yù)定的次數(shù)(步驟S109)。換句話說(shuō)，步驟S109的確定過(guò)程確定與舍棄條件一致的候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的數(shù)目是否大于或等于預(yù)定值。
由于這一原因，當(dāng)在步驟S109的定過(guò)確程中確定步驟S109已經(jīng)執(zhí)行處理的次數(shù)不小于或等于預(yù)定次數(shù)時(shí)，這種情況不能正常檢測(cè)第一瞬態(tài)響應(yīng)部分。因此，作出不能檢測(cè)目標(biāo)第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的錯(cuò)誤信息報(bào)告(步驟S110)，并隨之完成如圖12所示的處理過(guò)程。
當(dāng)在步驟S109的判定過(guò)程中確定步驟S109已經(jīng)執(zhí)行處理的次數(shù)小于或等于預(yù)定次數(shù)時(shí)，改變候選第一瞬態(tài)響應(yīng)部分(步驟S111)。然后，重復(fù)從步驟S104開始的處理，并執(zhí)行對(duì)下一個(gè)第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的處理。
結(jié)果，對(duì)于該具體實(shí)施方式
的測(cè)量功能部件8，可能快速而準(zhǔn)確地指定待分析波形的上升點(diǎn)，該波形由與作為測(cè)試信號(hào)的短脈沖信號(hào)響應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)形成，以及可能計(jì)算出作為低音揚(yáng)聲器延時(shí)的、從測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生時(shí)刻直到目標(biāo)上升點(diǎn)的時(shí)間段。然后，根據(jù)計(jì)算的低音揚(yáng)聲器延時(shí)，相對(duì)于與低音揚(yáng)聲器連接的音頻通道的延時(shí)能夠正確地被設(shè)置到聲場(chǎng)校正部件3中，并且能夠形成正確的回放聲場(chǎng)。
換句話說(shuō)，連續(xù)正弦波形成的短脈沖波通過(guò)目標(biāo)揚(yáng)聲器(低音揚(yáng)聲器)再現(xiàn)為測(cè)試信號(hào)(測(cè)量信號(hào))。相對(duì)于通過(guò)使用話筒收集信號(hào)得到的響應(yīng)信號(hào)的方波或絕對(duì)值波形，檢測(cè)“第一瞬態(tài)響應(yīng)部分”，其是波形內(nèi)的第一個(gè)山峰部分。然后，根據(jù)包含檢測(cè)的山峰頂點(diǎn)鄰近的兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)，通過(guò)使用列表或特定函數(shù)來(lái)估算與正弦波目標(biāo)頻率相關(guān)的“上升點(diǎn)”。這使快速而準(zhǔn)確地計(jì)算直到話筒的安裝距離和包含低音揚(yáng)聲器內(nèi)的濾波器延遲的“低音揚(yáng)聲器延時(shí)”成為可能。
該方法的特性在于，對(duì)于在低音揚(yáng)聲器系統(tǒng)中具有大的非線性特性的測(cè)量信號(hào)，直接使相對(duì)于簡(jiǎn)單回放信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)成為分析波形。從機(jī)械結(jié)構(gòu)的角度看，當(dāng)與普通揚(yáng)聲器比較時(shí)，對(duì)于具有更大非線性特性的亞低音揚(yáng)聲器，這特別有效。例如，在使用TSP的脈沖響應(yīng)測(cè)量方法中，相對(duì)于脈沖響應(yīng)計(jì)算，預(yù)先假定線性特性，并存在脈沖響應(yīng)不同于實(shí)際的脈沖響應(yīng)的情況。也可以說(shuō)，通過(guò)進(jìn)行直接響應(yīng)分析的測(cè)量低音揚(yáng)聲器延時(shí)的方法更具有操作實(shí)用性。
在上述的具體實(shí)施方式
中，通過(guò)假定通過(guò)參考預(yù)先提供的波形數(shù)據(jù)庫(kù)14，在三個(gè)數(shù)值，即第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的峰值、1/2峰值和3/4峰值的基礎(chǔ)上估算待分析波形的上升點(diǎn)來(lái)進(jìn)行描述。然而，本發(fā)明并不限于這個(gè)例子。圖13和14表示估算待分析波形上升點(diǎn)的其它方法。
例如，如圖13的A、B部分所示，通過(guò)具有對(duì)應(yīng)于從第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的頂部振幅(從0值(零值)到峰值的振幅)的峰值側(cè)20％的值的點(diǎn)和具有對(duì)應(yīng)于從0值(零值)側(cè)40％的值的點(diǎn)的直線與0值(零值)的水平軸彼此相交的位置可以估算為上升點(diǎn)。
如圖13的A部分所示，優(yōu)選預(yù)先測(cè)量的暗噪聲水平(在測(cè)量環(huán)境無(wú)人的狀態(tài)下測(cè)得的噪聲)為對(duì)應(yīng)于從0值(零值)側(cè)的40％的值。
并且，如圖14的A、B部分所示，在確定的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分中，通過(guò)具有對(duì)應(yīng)于從第一瞬態(tài)響應(yīng)部分頂部振幅(從0值(零值)到峰值的振幅)的峰值側(cè)的50％值的點(diǎn)和峰值點(diǎn)或與峰值點(diǎn)非常接近點(diǎn)的直線與0值(零值)的水平軸彼此相交的位置可以估算成上升點(diǎn)。
在如圖14A、B部分所示實(shí)施例的情況下，如果確定了第一瞬態(tài)響應(yīng)部分，并可以確定其峰值位置，就只需要確定連接峰值位置和具有對(duì)應(yīng)于振幅的50％值的點(diǎn)。從而，上升點(diǎn)可以相對(duì)容易地估算。
除了參考圖13和14描述的實(shí)施例之外，同樣可能通過(guò)采用相對(duì)于頂部振幅的適當(dāng)比率來(lái)估算上升點(diǎn)，例如根據(jù)確定的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的頂部振幅，通過(guò)具有對(duì)應(yīng)于從第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的頂部振幅(從0值(零值)到峰值的振幅)的峰值側(cè)的30％的值的點(diǎn)和具有對(duì)應(yīng)于從0值(零值)側(cè)的30％的值的點(diǎn)的直線與0值(零值)的水平軸彼此相交的位置可以估算成上升點(diǎn)。也就是說(shuō)，在根據(jù)確定的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分而確定的N(N為1或更大的整數(shù))個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，可以估算待分析波形的上升點(diǎn)，也就是，相對(duì)于短脈沖信號(hào)(測(cè)試信號(hào))的響應(yīng)信號(hào)的上升點(diǎn)。
作為用來(lái)產(chǎn)生正弦波短脈沖信號(hào)的測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生部件的功能和組成如圖2所示測(cè)量功能部件8的每一個(gè)部件的功能當(dāng)然可以通過(guò)由控制部件10執(zhí)行的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，在控制部件10中生成用來(lái)執(zhí)行參考圖12中流程圖所述處理的程序，并執(zhí)行該程序。由此，作為測(cè)量功能部件8的功能通過(guò)控制部件10來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而可以測(cè)量和適當(dāng)?shù)匦Ｕ鄬?duì)于低音揚(yáng)聲器的低音揚(yáng)聲器延時(shí)。
在上述具體實(shí)施方式
中，采用100Hz的正弦波短脈沖信號(hào)作為測(cè)試信號(hào)，但本發(fā)明并不限于該例子。就頻率來(lái)說(shuō)，可以使用具有100Hz或其附近頻率、對(duì)低音揚(yáng)聲器有意義的信號(hào)，或者使用具有幾十Hz到幾百Hz、其上疊加有時(shí)間窗從而具有與上述短脈沖信號(hào)類似的預(yù)定時(shí)間寬度的信號(hào)作為測(cè)試信號(hào)。時(shí)間窗的疊加可以通過(guò)疊加具有固定時(shí)間寬度的矩形波(脈沖信號(hào))來(lái)實(shí)現(xiàn)。短脈沖信號(hào)并不限于多個(gè)正弦波，也可以只是一個(gè)正弦波。并且，如果揚(yáng)聲器的響應(yīng)特性是令人滿意的，也可以使用半波的正弦波。
在上述具體實(shí)施方式
的回放裝置中，描述了第一響應(yīng)部分的確定和用來(lái)估算待分析波形上升點(diǎn)的處理都通過(guò)測(cè)量功能部件8的低音揚(yáng)聲器延時(shí)計(jì)算部件85來(lái)執(zhí)行的，但本發(fā)明并不限于該例子。第一響應(yīng)部分的確定和用來(lái)估算待分析波形上升點(diǎn)的處理也可以通過(guò)不同的部件來(lái)相應(yīng)地執(zhí)行。
在上述具體實(shí)施方式
的回放裝置中，以參考圖8的描述方式描述了測(cè)量功能部件8的低音揚(yáng)聲器延時(shí)計(jì)算部件85，從在待分析波形的時(shí)間方向的預(yù)定位置開始向在時(shí)間返回的方向進(jìn)行分析，但本發(fā)明并不限于該例子。該分析當(dāng)然可以在時(shí)間通道的方向上從上升點(diǎn)之前預(yù)定位置開始進(jìn)行。
在上述具體實(shí)施方式
中所用的所有響應(yīng)信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度、其采樣頻率以及其分析的基準(zhǔn)位置等，都只是例子，并且當(dāng)然不限于這些值。
在上述具體實(shí)施方式
的回放裝置中，采用本發(fā)明可以被應(yīng)用到能回放光盤、如DVD的回放裝置的情況作為例子來(lái)進(jìn)行描述，但本發(fā)明并不限于該例子。本發(fā)明同樣可以應(yīng)用到能夠再現(xiàn)音頻信號(hào)的個(gè)人計(jì)算機(jī)和各種類型的回放裝置、記錄和回放裝置和音頻設(shè)備，如音頻放大器。
在上述具體實(shí)施方式
的回放裝置中，采用對(duì)5.1聲道的多聲道音頻進(jìn)行回放的情況作為例子來(lái)進(jìn)行描述，但本發(fā)明并不限于該例子。本發(fā)明同樣可以應(yīng)用到需要測(cè)量由用于低音頻的揚(yáng)聲器、如低音揚(yáng)聲器或亞低音揚(yáng)聲器發(fā)出音頻的低音揚(yáng)聲器延時(shí)的情況。
本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，取決于設(shè)計(jì)要求和其它因素，可以進(jìn)行各種修改、組合、次—組合和改變，只要它們?cè)诤蟾降臋?quán)利要求及其等價(jià)物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聲學(xué)裝置，包括正值轉(zhuǎn)換裝置，用于將通過(guò)使用話筒收集揚(yáng)聲器發(fā)出的測(cè)試信號(hào)而得到的響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正值；檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)成為響應(yīng)信號(hào)第一個(gè)山峰部分的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分，所述響應(yīng)信號(hào)通過(guò)正值轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成正值；估算裝置，用于從包含第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的峰值位置或其附近位置、根據(jù)轉(zhuǎn)換成正值的響應(yīng)信號(hào)確定的至少N(N為1或更大的整數(shù))個(gè)點(diǎn)估算響應(yīng)信號(hào)的上升點(diǎn)；以及計(jì)算裝置，用于根據(jù)由估算裝置估算的上升點(diǎn)和產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)的時(shí)間計(jì)算由話筒收集的音頻的延時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的聲學(xué)裝置，其中用于發(fā)出測(cè)試信號(hào)的揚(yáng)聲器用于低音頻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的聲學(xué)裝置，其中估算裝置通過(guò)參考由多條信息組成的列表信息估算上升點(diǎn)，其中N個(gè)點(diǎn)中的兩個(gè)或多個(gè)與上升點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的聲學(xué)裝置，其中估算裝置根據(jù)預(yù)定的函數(shù)估算上升點(diǎn)，其中根據(jù)N個(gè)點(diǎn)中的兩個(gè)或多個(gè)來(lái)確定上升點(diǎn)。
5.一種延時(shí)計(jì)算方法，包括下列步驟從揚(yáng)聲器發(fā)出測(cè)試信號(hào)；通過(guò)使用話筒收集該揚(yáng)聲器發(fā)出的測(cè)試信號(hào)；將通過(guò)使用話筒收集得到的響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正值；檢測(cè)成為轉(zhuǎn)換成正值的響應(yīng)信號(hào)的第一山峰部分的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分；從包含檢測(cè)的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分峰值位置或其附近位置、根據(jù)轉(zhuǎn)換成正值的響應(yīng)信號(hào)確定的至少N(N為1或更大的整數(shù))個(gè)點(diǎn)估算響應(yīng)信號(hào)的上升點(diǎn)；以及根據(jù)通過(guò)估算的上升點(diǎn)和產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)的時(shí)間，計(jì)算由話筒收集的音頻的延時(shí)。
6.一種記錄介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有一延時(shí)計(jì)算程序，用于使計(jì)算機(jī)能執(zhí)行包括下列步驟的處理產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)并將所述測(cè)試信號(hào)提供給揚(yáng)聲器，從而發(fā)出所述的測(cè)試信號(hào)；將通過(guò)使用話筒收集由揚(yáng)聲器發(fā)出的測(cè)試信號(hào)而得到的響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正值；檢測(cè)成為響應(yīng)信號(hào)第一個(gè)山峰部分的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分，所述響應(yīng)信號(hào)在正值轉(zhuǎn)換步驟中轉(zhuǎn)換成正值；從包含在檢測(cè)步驟檢測(cè)的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的峰值位置或其附近位置、根據(jù)轉(zhuǎn)換成正值的響應(yīng)信號(hào)確定的至少N(N為1或更大的整數(shù))個(gè)點(diǎn)估算目標(biāo)響應(yīng)信號(hào)的上升點(diǎn)；以及根據(jù)估算步驟估算的上升點(diǎn)和產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)的時(shí)間，計(jì)算由目標(biāo)話筒收集的音頻的延時(shí)。
7.一種聲學(xué)裝置，包括正值轉(zhuǎn)換部件，配置成用于將通過(guò)使用話筒收集揚(yáng)聲器發(fā)出的測(cè)試信號(hào)而得的響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正值；檢測(cè)部件，配置成用于檢測(cè)成為響應(yīng)信號(hào)第一個(gè)山峰部分的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分，所述響應(yīng)信號(hào)通過(guò)正值轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換成正值；估算部件，配置成用于從包含第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的峰值位置或其附近位置、根據(jù)轉(zhuǎn)換成正值的響應(yīng)信號(hào)確定的至少N(N為1或更大的整數(shù))個(gè)點(diǎn)估算響應(yīng)信號(hào)的上升點(diǎn)；以及計(jì)算部件，配置成用于根據(jù)由估算部件估算的上升點(diǎn)和產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)的時(shí)間計(jì)算由話筒收集的音頻的延時(shí)。
全文摘要
一種聲學(xué)裝置，包括正值轉(zhuǎn)換部件，配置成用于將通過(guò)使用話筒收集的揚(yáng)聲器發(fā)出的測(cè)試信號(hào)而得到的響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正值；檢測(cè)部件，配置成用來(lái)檢測(cè)成為響應(yīng)信號(hào)的第一個(gè)山峰部分的第一瞬態(tài)響應(yīng)部分，該響應(yīng)信號(hào)通過(guò)正值轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換成正值；估算部件，配置成用于從包含第一瞬態(tài)響應(yīng)部分的峰值位置或其附近位置的至少N(N為1或更大的整數(shù))個(gè)點(diǎn)中估算響應(yīng)信號(hào)的上升點(diǎn)；以及計(jì)算部件，配置成用于根據(jù)由估算部件估算的上升點(diǎn)和產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)的時(shí)間計(jì)算由話筒收集的音頻的延時(shí)。
文檔編號(hào)H04R3/00GK1856188SQ20061008415
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者淺田宏平, 板橋徹德 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社