專利名稱：聲場控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能在播放多聲道聲音時調(diào)節(jié)聲場的聲場控制裝置。
背景技術(shù)：
近年來，在起居室或試聽室安裝能播放多聲道聲音的音響系統(tǒng)以在家欣賞如電影和音樂之類的內(nèi)容的用戶已經(jīng)增多。例如，當(dāng)用戶使用AV系統(tǒng)來播放電影DVD時，從多個揚聲器播放出多聲道聲音。因此，用戶在觀看電影的同時感受來自環(huán)境的環(huán)繞聲。
在上述音響系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)每個聲道的均衡以準(zhǔn)確進行聲像定位是十分重要的。已經(jīng)實際應(yīng)用這樣一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于通過從揚聲器分別輸出測試聲并測量微型試聽室的聲場以調(diào)節(jié)均衡從而來調(diào)節(jié)音量或頻率特性。例如，上述系統(tǒng)是YPAO(雅馬哈室內(nèi)聲參優(yōu)化器，注冊商標(biāo))等等。
專利文獻1公開了一種能調(diào)節(jié)直達聲與模擬了特殊收集裝置的混響的效果聲之比的聲音播放裝置和立體聲播放設(shè)備。
JP-A-2002-374599然而，由于聲場是用來模擬在實際空間中聲音的回聲的，因此使試聽室的混響均衡以形成滿意的聲場是十分重要的。具體地說，在模擬收集裝置(比如大廳)的聲音以添加模擬的回聲并且將此模擬聲音從試聽室輸出的時候，均衡會更加重要。
然而，試聽室一般具有對于回聲較差的均衡效果。例如，由于該房間具有一側(cè)的墻、窗簾、家具等，因此聲音吸收情況、反射情況和形成駐波的情況就會不同。因此，在試聽室中的回聲很容易不均衡。
因此，雖然調(diào)節(jié)了來自揚聲器的聲音聲級的均衡，但仍存在混響的不均衡。所以，引起了不能形成具有良好均衡的聲場的問題。
另外，如上所述，因為試聽室的形狀和存在家具或窗簾的原因，試聽室一般具有不平坦的頻率特性。即，特殊頻率被房間的形狀突出為尋常波，或者特殊頻率被窗簾和家具吸收而變得模糊。
然而，當(dāng)通過直接控制音頻信號的頻率特性來調(diào)節(jié)頻率特性時，產(chǎn)生頻率特性嚴(yán)重模糊的問題。例如，當(dāng)試聽室的頻率特性具有大的傾角并且通過設(shè)置一個頻率特性中具有大峰值的濾波器來調(diào)節(jié)頻率特性時，該聲場的頻率特性在設(shè)置濾波器之后是平坦的頻率特性。然而，會引起直達聲成分不自然并且十分難聽到的問題。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種聲場控制裝置，其能夠根據(jù)其中布置了播放多聲道聲音的音響系統(tǒng)的聲場環(huán)境來調(diào)節(jié)混響效果聲的輸出均衡和混響效果聲的頻率特性。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到上面的目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種聲場控制裝置，其用于向多個布置在空間中的揚聲器供給音頻信號來在該空間中形成聲場，所述裝置包括測量裝置，其測量從揚聲器輸出、從該空間的墻面反射并到達收聽位置的各個間接聲的聲級；混響應(yīng)用裝置，其根據(jù)音頻信號產(chǎn)生用于加強間接聲的混響模擬信號；以及混響均衡調(diào)節(jié)裝置，其根據(jù)從揚聲器輸出的間接聲的聲級來控制混響模擬信號的電平并把控制后的混響模擬信號供給相應(yīng)的揚聲器，以使得間接聲和混響模擬信號合成后的各個電平在揚聲器之間得到均衡。
在以上配置中，測量裝置測量從多個揚聲器輸出的間接聲的聲級。在混響均衡調(diào)節(jié)裝置中，根據(jù)間接聲的聲級來控制混響模擬信號的電平，以使得間接聲與混響模擬信號之間的合成后的電平在每個揚聲器都得到均衡。因此，自然地補足了在安裝了音響系統(tǒng)的室內(nèi)的頻率特性間接聲的不均衡以及缺乏感。例如，通過增加對于安置在具有低混響方向上的混響效果聲輸出的混響模擬信號的輸出，可對低混響進行補足。因此，在本發(fā)明中，根據(jù)其中布置了音響系統(tǒng)的聲場環(huán)境可補足用于加強間接聲的混響模擬信號的輸出均衡。
優(yōu)選的是，供給多個揚聲器的音頻信號是多聲道音頻信號?；祉憫?yīng)用裝置根據(jù)由合成所述多聲道音頻信號的一部分或全部所獲得的信號來產(chǎn)生混響模擬信號。
具體地說，當(dāng)從環(huán)繞用戶安置的并被提供了多聲道音頻信號的揚聲器中輸出聲音時，會發(fā)生用戶感到在聲音中的環(huán)繞間接聲不均衡的情況，例如，用戶感到有一個揚聲器處在具有低混響的方向。在此情況下，由于具有低混響的方向可能十分顯著，因此不會獲得多聲道聲音的環(huán)繞效果。在本發(fā)明中，由于調(diào)節(jié)了混響模擬信號的輸出均衡，因此可充分展示環(huán)繞效果。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種聲場控制裝置，其包括直接供給裝置，其向揚聲器提供輸入的音頻信號；測量裝置，當(dāng)從揚聲器輸出的聲音到達收聽位置時該測量裝置測量該聲音的頻率特性；混響應(yīng)用裝置，其產(chǎn)生該音頻信號的混響聲；以及濾波器，其以用于對所測量的頻率特性的一部分或全部進行補償?shù)臑V波器特性來對所述混響聲進行濾波，以把濾波后的混響聲供給揚聲器。
在本發(fā)明中，混響供給裝置產(chǎn)生音頻信號的混響聲，并且以用于對從揚聲器到達收聽位置的聲音的頻率特性的一部分或全部進行補償?shù)臑V波器特性來對所述混響聲進行濾波。因此，當(dāng)從揚聲器傳送到收聽位置的聲音的頻率特性不平坦時，調(diào)節(jié)該混響聲的頻率特性。因此，其中安裝了音響系統(tǒng)的聲場的音頻特性的缺乏感得到補足，并且由直達聲成分的頻率特性峰值導(dǎo)致的不悅耳的聲音和不自然的聲音也得到補足，從而更平滑地產(chǎn)生聲音。
優(yōu)選的是，直接供給裝置把輸入的多聲道音頻信號分別供給不同的揚聲器。提供與多聲道音頻信號的聲道數(shù)量一樣多的測量裝置和濾波器。
在本發(fā)明中，在對應(yīng)于多聲道音頻信號的聲音從揚聲器到達收聽位置之時的頻率特性可變得平坦。
優(yōu)選的是，混響應(yīng)用裝置根據(jù)由合成多聲道音頻信號的一部分或全部而獲得的信號來產(chǎn)生混響模擬信號。
在本發(fā)明中，聲場是以每一組揚聲器來劃分而不是以每一個揚聲器來劃分的(例如，前置揚聲器組和后置揚聲器組)。因此，控制聲場十分容易。
優(yōu)選的是，濾波器被設(shè)置成具有用于對被測量頻率特性的一部分進行補償?shù)臑V波器特性。直接供給裝置包括直達聲濾波器，該直達聲濾波器以對被測量頻率特性的一部分進行補償?shù)臑V波器特性來調(diào)節(jié)音頻信號的頻率特性。
在本發(fā)明中，由于直接供給裝置調(diào)節(jié)頻率特性，因此直達聲和間接聲的頻率特性都可被調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明，由于可對其中安裝了揚聲器的空間的混響不均衡以及聲音頻率特性的不均勻度進行調(diào)節(jié)，因此可在其中聲音的回聲按聲音傳送的方向而不同的房間中或在其中聲音的特殊頻率成分被吸收的房間中形成具有良好品質(zhì)的聲場。


通過參照以下附圖詳細描述本發(fā)明優(yōu)選的示例性實施例，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點將更加明顯，其中圖1是說明根據(jù)實施例的聲場控制裝置的配置的框圖；圖2是說明根據(jù)實施例的信號處理裝置的配置的框圖；圖3是說明根據(jù)實施例的聲場控制裝置的聲場測量裝置的操作流程；以及圖4是說明對在根據(jù)實施例的聲場控制裝置中的濾波器的均衡器增益進行調(diào)節(jié)的方法的流程。
具體實施例方式
如圖1所示，下面將描述包括了根據(jù)本發(fā)明實施例的聲場控制裝置的音響系統(tǒng)。圖1是說明包括了聲場控制裝置10的音響系統(tǒng)1的框圖。圖2是說明該聲場控制裝置10的處理部分的詳細示圖。聲場控制裝置10輸出7個聲道(下文“聲道”稱為“ch”)的多聲道聲音作為示例。
在圖1中，Lch揚聲器21和Rch揚聲器23布置在用戶U的前面位置(在圖1中三角形的鼻子所在的方向)。用于輸出主要應(yīng)用效果聲的混響效果聲的FLch揚聲器24和FRch揚聲器25布置在Lch揚聲器(左前方)和Rch揚聲器(右前方)的上方。Cch揚聲器22(前方)布置在Lch揚聲器(左前方)和Rch揚聲器(右前方)的中心。RLch揚聲器26(左后方)和RRch揚聲器27(右后方)布置在Lch揚聲器(左前方)和Rch揚聲器(右前方)的后面位置。
根據(jù)本實施例的聲場控制裝置10除了輸出對輸入信號進行放大以輸出該輸入信號的直達聲以外，還從揚聲器輸出對在預(yù)定大廳中測量的混響進行模擬的混響效果聲等等，從而形成兩個聲場，比如前聲場和環(huán)繞聲場。前聲場在用戶U的前面位置提供深度感和立體感，從而從前方來環(huán)繞用戶U。環(huán)繞聲場是從處在收聽位置的用戶U的后方(在布置了RLch揚聲器和RRch揚聲器的那一側(cè))來環(huán)繞用戶U的聲場。通過將用于輸出混響效果聲的混響模擬信號進行合成來形成聲場。通過以對在預(yù)定大廳中測得的混響模擬特性進行模擬的濾波器來處理被合成的多聲道音頻信號從而對混響模擬信號進行合成。
另外，根據(jù)本實施例的聲場控制裝置10在收聽位置安裝了麥克風(fēng)M，分別從揚聲器相繼輸出測試聲，隨后麥克風(fēng)M從由該麥克風(fēng)校正的測試聲的響應(yīng)信號中獲得直達聲成分的聲級和間接聲成分的聲級。根據(jù)間接聲成分的聲級的比來調(diào)節(jié)混響模擬信號的輸出比。因此，例如安裝在具有低混響和顯著吸收聲音特性的方向上的揚聲器得到加強，從而通過增加混響效果聲的輸出來增加混響。對安裝在具有高混響的方向上的揚聲器進行調(diào)節(jié)，以減小混響效果聲的輸出。如上所述，本實施例的聲場控制裝置不僅向用戶提供預(yù)定大廳的混響效果，還通過對該聲場的混響缺陷進行補償?shù)葋碚{(diào)節(jié)混響的不均衡。
<根據(jù)本發(fā)明實施例的聲場控制裝置的配置的描述>
下面將使用圖1和圖2來描述根據(jù)本實施例的聲場控制裝置的配置。聲場控制裝置10包括DSP解碼器11、信號處理單元12、D/A轉(zhuǎn)換器13、低通濾波器14、電子音量調(diào)節(jié)器15、功率放大器16、控制器17、存儲器18、操作單元19和顯示單元20。另外，揚聲器21到27連接到聲場控制裝置10的功率放大器16?？刂破?7包括聲場測量單元171。另外，音響系統(tǒng)1除了聲場控制裝置10之外還包括A/D轉(zhuǎn)換器172和麥克風(fēng)M來操作聲場測量單元171。
如圖1所示，在試聽室101中，作為前置揚聲器的聲道L、C、R的揚聲器21、22、23布置在用戶U的收聽位置的左前方、中前方和右前方。另外，聲道FL、FR、RL、RR的揚聲器24、25、26、27布置在用戶U的收聽位置的左前方、右前方、左后方和右后方來作為聲場控制揚聲器。
此外，從信號處理單元12輸出的FLch、FRch的信號是用來形成前述的前聲場的混響模擬信號。另外，RLch和RRch是合成的信號，其是多聲道聲音信號LSch、RSch與用于形成環(huán)繞聲場的混響模擬信號的合成。
DSP解碼器11連接到DIR(數(shù)字音頻接口接收器)32、A/D轉(zhuǎn)換器34、和HDMI(高清多媒體接口，其為注冊商標(biāo))接收器36。DSP解碼器11通過HDMI(注冊商標(biāo))接收器36和A/D轉(zhuǎn)換器34獲得數(shù)字比特流并將其轉(zhuǎn)換成五個聲道Lch(聲道)、Rch、Cch、LSch和RSch的數(shù)字聲音信號(PCM信號)，最后把這些信號輸出到信號處理單元12。另外，DSP解碼器11支持各種數(shù)據(jù)格式，比如AAC(注冊商標(biāo))、杜比數(shù)字(注冊商標(biāo))、DTS(注冊商標(biāo))、MPEG-1/2、和MPEG-2多聲道、MP3，并由未示出的解碼器把外部輸入信號解碼器成5路數(shù)字聲音信號(PCM信號)。另外，例如當(dāng)五個聲道的數(shù)字聲音信號(PCM信號)直接從DVD播放器輸入時，DSP解碼器11把這些信號輸出到信號處理單元12。
信號處理單元12由DSP來配置并執(zhí)行各種信號處理，比如添加關(guān)于DSP解碼器11的輸出的混響模擬信號。在信號處理單元12中處理的數(shù)字聲音信號被輸出到D/A轉(zhuǎn)換器13。
D/A轉(zhuǎn)換器13把從信號處理單元12輸入的七路數(shù)字聲音信號Lch、Rch、Cch、RLch、RRch、FLch和FRch轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號。
低通濾波器14從在D/A轉(zhuǎn)換器13中產(chǎn)生的各個模擬聲音信號中移除在大于奈奎斯特頻率的頻帶中的重疊噪聲(折疊噪聲)。電子音量調(diào)節(jié)器15根據(jù)按操作單元19的操作從控制器17中輸出的控制信號來調(diào)節(jié)從低通濾波器14輸出的聲道信號的音量。功率放大器16把由電子音量調(diào)節(jié)器15所調(diào)節(jié)的模擬聲音信號放大并輸出到揚聲器21到27。
揚聲器21到27根據(jù)從功率放大器16輸出的模擬聲音信號來輸出聲音。即，分別是揚聲器21輸出Lch的聲音，揚聲器22輸出Cch的聲音，揚聲器23輸出Rch的聲音，揚聲器24輸出FLch的聲音，揚聲器25輸出FRch的聲音，揚聲器26輸出RLch和LSch的聲音，揚聲器27輸出RRch和RSch的聲音。
控制器17通過在操作單元19中執(zhí)行的操作來控制每個單元。例如，當(dāng)在操作單元19中操作音量的調(diào)節(jié)操作時，控制器17把相應(yīng)的控制信號輸出到電子音量調(diào)節(jié)器15以改變從揚聲器21到27發(fā)出的聲音音量。CPU和MPU適用于控制器17。此時，控制器17在軟件中具體化實現(xiàn)。
麥克風(fēng)M安裝在用戶U的位置。麥克風(fēng)M、A/D轉(zhuǎn)換器和聲場測量單元171以這樣的順序來順序地連接。
麥克風(fēng)M是具有1個聲道的非方向性麥克風(fēng)。A/D轉(zhuǎn)換器172把音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。輸入/輸出單元包括接口和存儲器，并臨時存儲數(shù)字信號。
聲場測量單元171使得揚聲器21到27順序地輸出測試聲(比如脈沖聲)，并且通過A/D轉(zhuǎn)換器172獲得由麥克風(fēng)M收集的音頻信號。獲得的信號是作為一個系統(tǒng)的從揚聲器到麥克風(fēng)M的試聽室的響應(yīng)信號。聲場測量單元171對該響應(yīng)信號進行釋譯并測量聲音信號的大小以及直達聲成分和間接聲成分的頻率特性。直達聲成分從揚聲器直接到達麥克風(fēng)M。間接聲成分分別從各揚聲器經(jīng)墻面反射然后到達麥克風(fēng)M。
聲場測量單元171測量揚聲器21到27的響應(yīng)信號的直達聲成分和間接聲成分的聲級。通過對計算的值進行比較，當(dāng)聲音從揚聲器21到27輸出時可檢測直達聲和混響聲的不均衡。
存儲器18存儲了在控制器17中執(zhí)行的程序或用于控制的各種數(shù)據(jù)。操作單元19用來由用戶向聲場控制裝置1輸入(比如對其調(diào)節(jié))各種操作。顯示單元20用來把消息從聲場控制裝置1顯示給用戶。
如圖2所示，將說明信號處理單元12的配置。信號處理單元12包括主信號線40和聲場產(chǎn)生裝置121，以產(chǎn)生前聲場和環(huán)繞聲場。主信號線40包括濾波器401到404，其調(diào)節(jié)多聲道音頻信號的頻率特性。
聲場產(chǎn)生裝置121包括形成聽音者前方的前聲場的前聲場形成單元52和形成環(huán)繞聲場的環(huán)繞聲場形成單元56。另外，聲場產(chǎn)生裝置121包括產(chǎn)生LSch和RSch信號的差值信號的減法器42，以及把該差值信號與Lch、Rch和Cch的信號進行合成的前輸入信號合成單元44。合成的信號被輸入到前聲場形成單元52。
另外，聲場產(chǎn)生裝置121包括前聲場信號電平控制單元80，其控制前聲場形成單元52的輸出信號的電平的均衡；和環(huán)繞聲場信號電平控制單元81，其控制環(huán)繞聲場形成單元56的輸出信號的電平。
另外，信號處理單元12包括加法器62到65和濾波器91到94。加法器62到65把前聲場信號電平控制單元80的輸出與環(huán)繞聲場信號電平控制單元81的輸出相加。濾波器91到94對形成前聲場和環(huán)繞聲場的混響效果聲的頻率特性進行調(diào)節(jié)。另外，信號處理單元12還包括加法器95和加法器96，其用于把加法器62到65的RLch、RRch信號輸出與在后方的LSch和RSch的音頻信號聲道相加。
由DSP解碼器“產(chǎn)生五個聲道的數(shù)字聲音信號并通過主信號線40將其傳送到D/A轉(zhuǎn)換器13。在具有五個聲道的信號中的頻率特性由在傳送該信號的中途提供的濾波器401到404來調(diào)節(jié)。濾波器401到404按照由控制器17指示的均衡器增益來調(diào)節(jié)多聲道音頻信號的L、R、LS和RS的每個聲道的頻率特性。均衡器增益是由控制器17根據(jù)聲場測量單元171的測量結(jié)果來設(shè)置的。另外，混響模擬信號，如RLch、RRch被加法器95、96添加到濾波器401到404中的濾波器403和404的輸出中。
前輸入信號合成單元44直接地或以權(quán)重系數(shù)來把從減法器42輸出的差值信號(LS-RS)與輸入信號中的Lch、Cch和Rch信號進行合成。合成后的信號稱為合成的前信號F。這里，由于差值信號(LS-RS)包括作為主成分的混響成分，并且獲得該差值信號來使得前信號具有適當(dāng)?shù)牧浚瑥亩浞旨由钤谇奥晥鲂纬蓡卧?2中產(chǎn)生的前聲場的深度，在環(huán)繞聲道之間的差值信號(LS-RS)被輸入到前輸入信號合成單元44。
環(huán)繞輸入信號合成單元48直接地或以權(quán)重系數(shù)來把從減法器46輸出的差值信號(L-R)與輸入信號中的環(huán)繞信號LS、RS進行合成。合成后的信號稱為合成的環(huán)繞信號S。另外，環(huán)繞輸入信號合成單元48把此合成的信號輸出到環(huán)繞聲場形成單元56。
這里，前信號的差值信號(L-R)被輸入到環(huán)繞輸入信號合成單元48的原因是該差值信號(L-R)包括作為主成分的混響成分，并且通過把混響成分以適當(dāng)?shù)牧亢喜⒌江h(huán)繞信號中而充分地加深了在環(huán)繞輸入信號合成單元48中產(chǎn)生的環(huán)繞聲場的深度。
前聲場形成單元52包括反射聲參數(shù)存儲器72和卷積操作單元74。由于混響就是將多個反射聲進行合成，因此前聲場形成單元52通過對合成的前信號F的多個反射聲的模擬信號進行合成來產(chǎn)生一個用于在用戶U的收聽位置的前方形成前聲場的混響模擬信號。關(guān)于多個反射聲的配置信息作為反射聲參數(shù)存儲在反射聲參數(shù)存儲器72中。卷積操作單元74包括一個FIR濾波器。將反射聲參數(shù)設(shè)置為濾波器系數(shù)。濾波器的卷積操作針對合成的前信號F來執(zhí)行。因此，卷積操作單元74把卷積操作的結(jié)果輸出到前聲場信號電平控制單元80。
環(huán)繞聲場形成單元56包括反射聲參數(shù)存儲器76和卷積操作單元78。由于混響就是將多個反射聲進行合成，因此，環(huán)繞聲場形成單元56通過對合成的環(huán)繞信號S的多個反射聲的模擬信號進行合成來產(chǎn)生用于在用戶U的收聽位置的前方形成環(huán)繞聲場的混響模擬信號。關(guān)于多個反射聲的配置信息作為反射聲參數(shù)存儲在反射聲參數(shù)存儲器76中。卷積操作單元78包括一個FIR濾波器。反射聲參數(shù)設(shè)置為濾波器系數(shù)。濾波器的卷積操作針對合成的環(huán)繞信號S來執(zhí)行。因此，卷積操作單元78把對該信號卷積操作的結(jié)果輸出到環(huán)繞聲場信號電平控制單元81。
前聲場形成單元52的卷積操作單元74和環(huán)繞聲場形成單元56的卷積操作單元78可由一級FI R濾波器或串聯(lián)的多個FIR濾波器構(gòu)成。
前聲場電平控制單元80根據(jù)從聲場測量單元171獲得的直達聲成分和間接聲成分的聲級來對從前聲場形成單元52產(chǎn)生的混響模擬信號FL1、FR1、RL1、RR1的電平進行調(diào)節(jié)。即，由于混響模擬信號增強了間接聲成分，因此調(diào)節(jié)混響模擬信號的電平來使得間接聲成分在試聽室的揚聲器方向上得到均衡(另外，還使得直達聲成分的比在揚聲器方向上適當(dāng)?shù)鼐?。調(diào)節(jié)了的混響模擬信號FL3、FR3、RL3和RR3被輸出到加法器62到65。
環(huán)繞聲場信號電平控制單元81根據(jù)從聲場測量單元171獲得的直達聲成分和間接聲成分的聲級來對從環(huán)繞聲場形成單元52產(chǎn)生的混響模擬信號FL2、FR2、RL2、RR2的電平進行調(diào)節(jié)。即，由于混響模擬信號增強了間接聲成分，因此調(diào)節(jié)混響模擬信號的電平來使得間接聲成分在試聽室的揚聲器方向上得到均衡(另外，還使得直達聲成分的比在揚聲器方向上適當(dāng)?shù)鼐?。調(diào)節(jié)了的混響模擬信號FL4、FR4、RL4和RR4被輸出到加法器62到65。
加法器62到65把從前聲場電平控制單元80輸出的混響模擬信號FL3、FR3、RL3、RR3與從環(huán)繞聲場電平控制單元81輸出的混響模擬信號FL4、FR4、RL4、RR4進行合成，從而把合成的信號分別輸出到濾波器91到94。
濾波器91到94是IIR(無限脈沖響應(yīng))濾波器，并根據(jù)聲場測量單元171的測量結(jié)果對從加法器62到65輸出的混響模擬信號的合成了的頻率特性進行調(diào)節(jié)。
加法器95對從濾波器93輸出的RLch的混響模擬信號和作為多聲道聲音信號之一的左環(huán)繞信號LS進行合成，從而把合成的信號輸出到D/A轉(zhuǎn)換器13。加法器96對從濾波器94輸出的RRch的混響模擬信號和作為多聲道聲音信號之一的右環(huán)繞信號RS進行合成，從而把合成的信號輸出到D/A轉(zhuǎn)換器13。
接著，通過使用圖3的流程圖來描述根據(jù)本實施例的聲場控制裝置的聲場測量單元171的操作過程。
在ST1，在顯示單元20上顯示用于引導(dǎo)來設(shè)置麥克風(fēng)M的顯示屏。例如，在顯示單元20上顯示“把麥克風(fēng)設(shè)置到收聽位置”。在ST2，確定操作單元19是否執(zhí)行了對麥克風(fēng)M的設(shè)置進行確認的確認操作。當(dāng)該確認操作沒有執(zhí)行時，ST2設(shè)置成N并等待。當(dāng)ST2設(shè)置成Y時，則執(zhí)行下一步驟。在ST3，在與揚聲器21、23、26和27相對應(yīng)的Lch、Rch、LSch和RSch之中順序地選擇一個聲道。隨后，向所選聲道輸入測試聲來產(chǎn)生來自每個聲道揚聲器L、R、RL和RR的測試聲。將脈沖聲或時間伸展脈沖用作測試聲。在ST4，存儲從麥克風(fēng)M收集的測試聲的響應(yīng)信號。通過對每個揚聲器重復(fù)ST3和ST4來獲得在揚聲器方向上的響應(yīng)信號。
在圖3的例子中，后面的ST5和ST6與ST7和ST8并行地執(zhí)行。
在ST5，測量所存儲的響應(yīng)信號的直達聲成分的聲級。特別地是，在對應(yīng)于直達聲成分的開始10到30毫秒的范圍中的數(shù)據(jù)被提取來計算聲級的積分值和聲級的時間平均值。該計算對每個揚聲器執(zhí)行。在ST6，測量所存儲的響應(yīng)信號的直達聲成分的頻率特性。具體地說，通過對數(shù)據(jù)執(zhí)行傅立葉變換，以與ST5相同的方式把在對應(yīng)于直達聲成分的開始10到30毫秒的范圍中的數(shù)據(jù)提取來計算頻率特性。對每個揚聲器執(zhí)行該計算。
在ST7，測量所存儲的響應(yīng)信號的間接聲成分的聲級。具體地說，跳過在對應(yīng)于直達聲成分的開始10到30毫秒的范圍中的數(shù)據(jù)，而對在開始10到30毫秒之后的100毫秒期間的數(shù)據(jù)計算其積分值的聲級，隨后計算該聲級的時間平均值。對每個揚聲器執(zhí)行該平均值的計算。在ST8，在所存儲的響應(yīng)信號之中計算間接聲成分的頻率特性。以與ST7相同的方式，跳過在對應(yīng)于直達聲成分的開始10到30毫秒的范圍中的數(shù)據(jù)，而通過對在隨后100毫秒期間的數(shù)據(jù)執(zhí)行傅立葉變換來計算頻率特性。對每個揚聲器執(zhí)行該計算。
在ST9，從ST5到ST8的計算值被作為一組參數(shù)來存儲。另外，獲得直達聲成分與間接聲成分之間的比，并且對L、R、RL、RR的每一個來存儲該比(使用該值來調(diào)節(jié)聲級的方法將在下面圖4的描述中說明)。
另外，ST5到ST8的執(zhí)行與次序無關(guān)。該計算可對每一個揚聲器執(zhí)行。另外，除了ST3和ST4以外，從ST3到ST8的整個步驟也都可對每一個揚聲器重復(fù)地執(zhí)行。
<由控制器進行的頻率特性補償方法的描述>
濾波器401到405以及濾波器91到94是用來調(diào)節(jié)頻率特性的均衡濾波器。下文中，參考回圖2，將說明調(diào)節(jié)均衡器增益的調(diào)節(jié)方法。原則上，在被測量的試聽室101中每個揚聲器的頻率濾波器的反向濾波器都被設(shè)置為均衡器增益。頻率特性由聲場測量單元171測量。然而，當(dāng)多聲道聲音信號的L、R、C、LS、RS聲音信號(下文稱為“直接信號”)的頻率特性被調(diào)節(jié)時，該頻率特性會變得平坦。然而，這些信號會有大量音樂丟失。例如，當(dāng)試聽室101的頻率特性具有傾角而濾波器401到404的特性具有峰值以便補償該傾角時，所述頻率特性會變得平坦。然而，用戶U會感到該聲音不悅耳或不自然(難聽)。
因此，優(yōu)選的是本實施例的聲場控制裝置10對用于調(diào)節(jié)混響模擬信號的頻率特性的濾波器91到94分配了補償直接信號頻率特性的濾波器特性(均衡器增益)大于一半的調(diào)節(jié)量。
參照圖4，將具體說明濾波器401到404以及濾波器91到94的均衡器增益的設(shè)置方法。圖4是說明關(guān)于Lch的設(shè)置方法的流程圖。在該流程圖中，對濾波器401和濾波器91設(shè)置均衡器增益，其中濾波器401用于調(diào)節(jié)Lch的直接輸出的頻率特性，濾波器91用于調(diào)節(jié)從布置在Lch上方位置的FLch揚聲器24輸出的混響模擬信號。
(ST11)使用聲場測量單元171來測量在從Lch傳送來的聲場之中的直達聲成分的頻率特性。該操作對應(yīng)于在圖3中所示的ST6的操作。
(ST12)計算從ST11獲得的頻率特性的反向濾波器，并且調(diào)節(jié)其增益使得該增益的最小值設(shè)置成0dB。
(ST13，ST14)把從ST12獲得的增益分配給濾波器401和濾波器91。對于從ST12獲得的直接信號減去了一部分增益的dB值，被分配給濾波器401和濾波器91作為濾波器401的均衡器值(ST13)。在圖4中，分配了從ST12所獲得的三分之一[dB值]。在ST14中，當(dāng)通過把這些值分配給濾波器401和濾波器91來匹配聲場控制裝置10的輸出時，分配濾波器91的均衡器增益來使得在收聽位置的直達聲成分的每一個頻率的功率電平平坦。
(ST15)從ST13獲得的均衡器增益的值被轉(zhuǎn)化從而使得峰值被設(shè)置到0dB，隨后被轉(zhuǎn)化的值被設(shè)置成濾波器401的均衡器增益的值。
因此，在設(shè)置濾波器401時，通過調(diào)節(jié)關(guān)于混響模擬信號的頻率特性，補足了關(guān)于直接信號的頻率特性調(diào)節(jié)量的減少量。因此，減小了直達聲的音質(zhì)變化，而聽者聽到的聲音的直達聲成分也會比較自然。
(ST16)通過使用聲場測量單元171，在從Lch傳送來的聲場之中測量間接聲成分的頻率特性。該操作對應(yīng)于在圖3中所示的ST8的操作。
(ST17)計算從ST11獲得的頻率特性的反向濾波器，隨后調(diào)節(jié)增益來使得最小增益值被設(shè)置到0dB。
(ST18)通過將從ST17獲得的增益與在ST14中被分配給濾波器91的增益相乘來計算均衡器增益。
(ST19)設(shè)置濾波器91來使得從ST18獲得的增益的峰值成為0dB。
<根據(jù)控制器的頻率特性補償方法的補充說明>
Lch的設(shè)置在對應(yīng)于圖4的描述中進行了描述。類似地對濾波器402和濾波92設(shè)置調(diào)節(jié)量，其中濾波器402用于對Rch和布置在Rch上方的FRch的頻率特性進行調(diào)節(jié)。另外，在RLch揚聲器中，由加法器95來合成LSch的濾波器403的輸出和RLch的濾波器93的輸出(加法器65的輸出)。使用與如圖4所示相同的方法來類似地設(shè)置濾波器403和濾波器93。另外，在RRch揚聲器中，由加法器96來合成RSch的濾波器404的輸出和RRch的濾波器94的輸出(加法器65的輸出)。使用與如圖4所示相同的方法來類似地設(shè)置濾波器94和濾波器404。
<根據(jù)本實施例的聲場控制單元的補充說明>
另外，多聲道聲音信號被直接輸入到前輸入信號合成單元44和環(huán)繞輸入信號合成單元48。然而，該信號可以在調(diào)節(jié)了其增益、頻率特性和相位特性后被輸入。
另外，由于聲場被分成環(huán)繞聲場和前聲場，因此根據(jù)本實施例的聲場控制單元獨立地包括前聲場形成單元52和環(huán)繞聲場形成單元56。然而，劃分聲場的方法和控制聲場的方法并沒有限制?？稍诿恳粋€聲場提供聲場形成單元(等價于環(huán)繞聲場形成單元56)。例如，對于每一個揚聲器來測量聲場，并且可提供具有功能與環(huán)繞聲場形成單元相同的聲場形成單元。
另外，可以通過監(jiān)控音源來動態(tài)地執(zhí)行前輸入信號合成單元44的合成、環(huán)繞輸入信號合成單元48的合成比以及添加權(quán)重。
雖然已針對特殊優(yōu)選的實施例說明和描述了本發(fā)明，但對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是在本發(fā)明指導(dǎo)的基礎(chǔ)上可做出各種改變和修改。顯然這些改變和修改是在由所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神、范圍和意圖之內(nèi)。
本申請基于2006年4月28日提交的日本專利申請2006-126870，其內(nèi)容被結(jié)合在此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種聲場控制裝置，其用于把音頻信號供給多個安置在一個空間中的揚聲器來在該空間中形成聲場，該裝置包括測量裝置，其用于測量從所述揚聲器輸出、從所述空間的墻面反射、并到達收聽位置的各個間接聲的聲級；混響應(yīng)用裝置，其根據(jù)所述音頻信號產(chǎn)生用于加強所述間接聲的混響模擬信號；以及混響均衡調(diào)節(jié)裝置，其根據(jù)從所述揚聲器輸出的間接聲的聲級來控制所述混響模擬信號的電平并把控制后的混響模擬信號供給對應(yīng)揚聲器，以使得間接聲和混響模擬信號合成后的各個電平在揚聲器之間得到均衡。
2.如權(quán)利要求1所述的聲場控制裝置，其中供給多個揚聲器的所述音頻信號是多聲道音頻信號；并且其中所述混響應(yīng)用裝置根據(jù)通過對所述多聲道音頻信號的一部分或全部進行合成所獲得的信號來產(chǎn)生所述混響模擬信號。
3.一種聲場控制裝置，其包括直接供給裝置，其把輸入的音頻信號供給揚聲器；測量裝置，當(dāng)從所述揚聲器輸出的聲音到達收聽位置時所述測量裝置測量該聲音的頻率特性；混響應(yīng)用裝置，其產(chǎn)生所述音頻信號的混響聲；以及濾波器，其以用于對所測量頻率特性的一部分或全部進行補償?shù)臑V波器特性來對所述混響聲進行濾波，以把濾波后的混響聲供給所述揚聲器。
4.如權(quán)利要求3所述的聲場控制裝置，其中所述直接供給裝置把輸入的多聲道音頻信號分別供給不同的揚聲器；并且其中提供與所述多聲道音頻信號的聲道數(shù)量一樣多的所述測量裝置和所述濾波器。
5.如權(quán)利要求4所述的聲場控制裝置，其中所述混響應(yīng)用裝置根據(jù)通過對所述多聲道音頻信號的一部分或全部進行合成所獲得的信號來產(chǎn)生混響模擬信號。
6.如權(quán)利要求3所述的聲場控制裝置，其中所述濾波器被設(shè)置成具有對所測量頻率特性的一部分進行補償?shù)臑V波器特性；并且其中所述直接供給裝置包括直達聲濾波器，其以對所測量頻率特性的一部分進行補償?shù)臑V波器特性來調(diào)節(jié)所述音頻信號的頻率特性。
全文摘要
一種聲場控制裝置，其用于把音頻信號供給多個安置在空間中的揚聲器來在該空間中形成聲場，該聲場控制裝置包括測量單元，其用于測量從揚聲器輸出、從該空間的墻面反射、并到達收聽位置的各個間接聲的聲級；混響應(yīng)用單元，其根據(jù)該音頻信號產(chǎn)生用于加強間接聲的混響模擬信號；和混響均衡調(diào)節(jié)單元，其根據(jù)從揚聲器輸出的間接聲的聲級來控制混響模擬信號的電平并把控制后的混響模擬信號供給對應(yīng)揚聲器，以使得間接聲和混響模擬信號合成后的各個電平在揚聲器之間得到均衡。
文檔編號H04S3/00GK101064974SQ20071009721
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者片山真樹, 竹下健一朗, 增田克彥 申請人:雅馬哈株式會社