聲音再現(xiàn)系統(tǒng)和聲音再現(xiàn)方法

文檔序號：7661185閱讀：283來源：國知局

專利名稱：聲音再現(xiàn)系統(tǒng)和聲音再現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過對多個聲道的部分聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理(virtual sound source process)來再現(xiàn)聲音的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中的聲音再現(xiàn)方法。
背景技術：
被稱作"家庭影院系統(tǒng)"的視頻和聲音再現(xiàn)系統(tǒng)已經越來越普遍。在視頻和聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中，通過在具有相對較大屏幕的顯示器上顯示視頻從而將其從DVD (數(shù)字多功能光盤)或類似物中再現(xiàn)的同時，以多聲道環(huán) 繞聲方法再現(xiàn)聲音，近來以5.1聲道方法再現(xiàn)聲音。因此，視頻和聲音可被強有力地再現(xiàn)。在5.1聲道方法的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中，使用四種類型的揚聲器一種位于聽者前方(此后稱作"前方")；一種位于聽者前方的中央(此后稱作 "中央")；一種位于聽者后方(此后稱作"后方")；還有一種專用于低頻。超低音音箱(sub-woofer)是專用于低頻的揚聲器，其最初處理單聲道中的100Hz或更低頻率的頻帶。其他揚聲器處理100Hz到20KHz的頻帶。圖13示出在傳統(tǒng)的5.1聲道方法的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中的揚聲器放置。也就是說，如圖13所示，用于前左聲道的揚聲器10FL放置在聽者4的前方的左側，用于前右聲道的揚聲器IOFR放置在聽者4的前方的右側，以及用于中央聲道的揚聲器10C放置在聽者4的前方的中央。此外，用于后左聲道的揚聲器IORL放置在聽者4的后方的左側，用于后右聲道的揚聲器IORR放置在聽者4的后方的右側。此外，用于LFE (低頻音效)聲道(專用于低頻)的超低音音箱揚聲器10SW放置在適當的位置。這六個揚聲器IOFL、 IOFR、 IOC、 IORL、 10RR和10SW分別附接到揚聲器箱，并被定位在各個位置。通常，放置這六個在前側或后側的揚聲器使得其距聽者4的距離ds例如約為兩米。在傳統(tǒng)的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中，在用于前左和前右聲道的揚聲器中使用的約15升(litter)的揚聲器箱己經被替換為較小的約一升的音箱，并且將這樣的揚聲器稱作衛(wèi)星揚聲器。當然，那些揚聲器不輸出低頻聲音，因此將被稱作超低音音箱的專用于低頻的揚聲器添加到系統(tǒng)中。當在此情況下時，當除超低音音箱外的揚聲器都是較小的音箱時，供應到超低音音箱 10SW的音頻信號的交界(crossover)頻率是150Hz，此值略高于上述的 100Hz，然而此頻率仍是較低的。當在上述放置的揚聲器系統(tǒng)中從DVD再現(xiàn)5.1聲道的音頻信號時，顯然可再現(xiàn)充分的低音。此外，在再現(xiàn)一側設置專用于低頻的聲道。因此，當聲源是電影時，按照慣例不能夠獲得的深沉的低音在房間內回蕩，從而可獲得強有力的并且逼真的感受。然而，在相對較小的房間內，可能沒有地方放置上述的六個揚聲器以再現(xiàn)多聲道環(huán)繞聲。此外，六個揚聲器和放大器的需求不利地導致較高成本。由聲漏(sound leakage)導致的噪聲也是一個問題。例如，在典型的 5.1聲道揚聲器配置中，在欣賞DVD的視頻和聲音時，需要約90dB或更大的音量再現(xiàn)強有力的聲音。也就是說，如果聽者希望獲得良好的多聲道環(huán)繞音效，則他/她需要考慮噪聲問題。用于解決上述問題的方法的實施例是虛擬聲源處理(虛擬聲像定位處理)，在專利文獻1和2 (日本未經實審的專利申請公開第9-327099號和第10-224900號)中描述了該實施例。在此處理中，待被供應到兩個實際地放置的揚聲器的音頻信號被生成?；谠谔摂M聲像(virtual sound image)被定位的位置處放置揚聲器時到聽者雙耳的傳遞函數(shù)(HRTF:頭相關傳遞函數(shù))來處理音頻信號。通過使用此虛擬聲源處理，可僅用兩個揚聲器再現(xiàn)上述的5.1聲道的多聲道環(huán)繞聲。因此，可節(jié)省空間并降低成本。
在日本專利申請第2006-24302號(2006年2月1日遞交)中，本申請的申請人已經提供了一種聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其能夠通過使用上述的虛擬聲源處理實現(xiàn)多聲道環(huán)繞聲。在此先前提出的發(fā)明中，將兩個揚聲器固定在聽者的耳朵附近，因此聽者可聽到具有充足音量的聲音，即使實際上并非以那樣大的音量從揚聲器輸出聲音。因此，減小了傳播到鄰近房屋的聲音。此外，在該先前提出的發(fā)明中，在對多聲道環(huán)繞聲的前方和后方聲道的聲音分量執(zhí)行了虛擬聲源處理之后，將其供應到兩個揚聲器，然后再現(xiàn) 前方和后方聲道的那些聲音分量。使用此配置，有利地無需設置用于前方和后方聲道的揚聲器。然而，在此情況下，與在聲道的聲像定位位置處實際地設置了用于聲道的實揚聲器(real speaker)(術語"實揚聲器"用于將其與再現(xiàn)被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號的揚聲器相區(qū)分)，并且聲道的音頻信號被供應到實揚聲器以再現(xiàn)聲音的情況相比，基于被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號而再現(xiàn)的聲音的聲像(虛擬聲像)的定位在如下的聲道中變差，在該聲道中聲像被定位在包含聽者的中央面(median plane)的平面中的位置 (也就是，5.1聲道多環(huán)繞方法中的中央聲道)。也就是說，在聲像定位位置在包含聽者的中央面的平面中的聲道(例如中央聲道)的聲音中，通過虛擬聲源處理生成的虛擬聲像的定位變差。在此情況下，實揚聲器不僅包含放置在中央聲道的聲像定位位置的用于中央聲道的揚聲器，在通過將中央聲道的音頻信號等量地供應到用于前左和前右兩個聲道的實揚聲器，來獲得中央聲道的聲像定位的情況下，其還包含用于前左和前右兩個聲道的兩個揚聲器?？紤]了上述要點而做出了本發(fā)明，并且本發(fā)明致力于提供一種聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其解決在上述虛擬聲源處理中，聲像定位位置在包含聽者的中央面的平面中的聲道(例如中央聲道)的聲像定位變差的問題。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種用于再現(xiàn)包含第一聲道的多個聲道的音頻信號的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，在第一聲道中再現(xiàn)聲像被定位在聽者前方方
向上的位置。該聲音再現(xiàn)系統(tǒng)包含第一揚聲器，將第一聲道的音頻信號供給該第一揚聲器，并放置該第一揚聲器使得由第一聲道的音頻信號生成的再現(xiàn)聲像定位在聽者前方方向上的位置；一對第二揚聲器，將被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號供給該第二揚聲器，使得所述再現(xiàn)聲像定位在預定的位置；虛擬聲源處理裝置，用于對多個聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理，從而生成待被供應到第二揚聲器的音頻信號；音量檢測裝置，用于檢測來自第一聲道的音頻信號的第一聲道的音量，并檢測來自其他聲道的音頻信號的除第一聲道外的聲道的音量；音量比較裝置，用于比較由音量檢測裝置檢測到的第一聲道的音量與每一個其他聲道的音量；以及控制裝置，用于基于由音量比較裝置生成的比較結果，控制第一聲道和其他聲道的音頻信號的增益。在具有上述配置的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中，實揚聲器作為用于多個聲道中第一聲道的第一揚聲器被放置，在第一聲道中再現(xiàn)聲像被定位在聽者前方方向上的位置，第一聲道例如是中央聲道。此外，設置了一對第二揚聲器，將被執(zhí)行了虛擬聲源處理的多個聲道的音頻信號供給所述第二揚聲器。音量檢測裝置檢測第一聲道的音量和除第一聲道外的聲道的音頻信號的音量。音量比較裝置比較由音量檢測裝置檢測到的第一聲道的音量與每一個其他聲道的音量?？刂蒲b置基于由音量比較裝置生成的比較結果，控制第一聲道和其他聲道的音頻信號的增益。由控制裝置執(zhí)行的對多個聲道的音頻信號的增益控制實現(xiàn)了其中聲像被定位在聽者前方方向上的位置的聲道(例如其中聲像定位很難獲得的中央聲道)的聲音的聲像定位的改進，即使當利用虛擬聲源處理來再現(xiàn)多個聲道的聲音時也是如此。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可以改進其中聲像被定位在聽者前方方向上的位置的聲道(例如其中聲像定位很難獲得的中央聲道)的聲音的聲像定位，即使當利用虛擬聲源處理來再現(xiàn)多個聲道的聲音時也是如此。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)的配置的實施例；圖2示出根據(jù)本實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中的揚聲器放置的實施例；圖3示出根據(jù)本實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中的揚聲器放置的實施例；圖4用于示出根據(jù)本實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)的操作，其中示出了距離和聲壓之間的關系；圖5示出根據(jù)本實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中的揚聲器放置的實施例；圖6A和6B示出根據(jù)本實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中的揚聲器放置的實施例；圖7示出根據(jù)本實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中的音頻信號輸出裝置的配置實施例的框圖；圖8用于示出圖7中所示的框圖的一部分的配置；圖9用于示出圖7中所示的框圖的一部分的配置；圖IOA到IOC用于示出在根據(jù)本實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中對各個聲道的音頻信號執(zhí)行的增益調整；圖11示出根據(jù)本實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中的揚聲器放置的實施圖12示出根據(jù)另一實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中的揚聲器放置的實施例；以及圖13示出在傳統(tǒng)的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中揚聲器放置的典型實施例。
具體實施方式
此后，參考圖式描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)。在此實施方式中，將再現(xiàn)上述5.1聲道方法的多聲道環(huán)繞聲的情況作為實施例描述。以下描述的實施方式是如下的情況下的實施例，其中通過利用在 DVD播放器中再現(xiàn)的視頻信號和音頻信號執(zhí)行影像收看和5.1聲道環(huán)繞聲收聽。在此實施方式中，當電視接收器屏幕用于影像收看時，通過利用包含在電視接收器內的兩個揚聲器和設置在聽者耳朵附近的兩個揚聲器再現(xiàn) 5.1聲道的多環(huán)繞聲。圖1示出根據(jù)此實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)的概貌。如圖1所示，根據(jù)此實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)包含電視接收器1，該電視接收器1包含用于前左和前右聲道的兩個揚聲器IIFL和11FR; DVD播放器2;音頻信號輸出裝置3;和設置在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2。在此實施方式中，基本上在除LFE (低頻音效)聲道外的所有5.1聲道環(huán)繞方法的聲道的音頻信號上執(zhí)行虛擬聲源處理，并且通過利用設置在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2再現(xiàn)聲音。然而，如在以上發(fā)明內容中描述的，很難定位作為虛擬聲像的其中待被定位的再現(xiàn)聲像在包含聽者4的中央面的平面中的聲道的聲音，在此情況下是很難定位中央聲道的聲音。因此，在此實施方式中不僅將中央聲道的聲音作為虛擬聲像定位，而且還利用實揚聲器再現(xiàn)中央聲道的聲音。在此情況下，未設置專用于中央聲道的實揚聲器，而是采用了包含在電視接收器1內的用于前左和前右聲道(用于兩個立體聲聲道)的兩個揚聲器。也就是說，以1:1的比例將中央聲道的音頻信號添加到這兩個聲道的音頻信號中，從而通過實揚聲器實現(xiàn)中央聲道的聲音的聲像定位。如此配置的原因如下。即，通常顯示器放置在聽者4的正前方，且用于前左和前右聲道的兩個揚聲器放置在顯示器的兩側。然而，將用于中央聲道的實揚聲器放置在放置顯示器的位置的中央是很少見的。在此實施方式中，對5.1聲道環(huán)繞聲中的前左和前右聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理，并通過利用在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1 和11SW2再現(xiàn)聲音。此外，電視接收器1的兩個揚聲器IIFL和IIFR用作實揚聲器。電視接收器1的兩個揚聲器IIFL和IIFR可放置在電視接收器1的機殼內，或可將其與電視接收器1分離地并且獨立地設置。在此實施方式中，設置在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和 11SW2還供給5.1聲道環(huán)繞聲中的低頻聲道的音頻信號。因此，優(yōu)選地將能夠充分再現(xiàn)LFE聲道的音頻信號的揚聲器用作揚聲器11SW1和 11SW2。電視接收器1例如具有能夠接收電視廣播信號的功能。電視接收器1 基于所接收的電視廣播信號再現(xiàn)電視廣播節(jié)目的視頻信號和音頻信號，在電視接收器1的顯示器ID上顯示所再現(xiàn)的電視廣播節(jié)目的影像，并通過揚聲器UFL和IIFR輸出所再現(xiàn)的電視廣播節(jié)目的聲音。DVD播放器2再現(xiàn)記錄在DVD上的視頻信號和音頻信號，并輸出這些信號。在此實施例中，在DVD播放器2中再現(xiàn)的視頻信號Vi被供應到電視接收器1，并且與所再現(xiàn)的視頻信號Vi相對應的影像被顯示在顯示器 ID上。另一方面，在DVD播放器2中再現(xiàn)的音頻信號Au被供應到音頻信號輸出裝置3。在此實施方式中，音頻信號輸出裝置3具有與5.1聲道的多聲道環(huán)繞聲方法相對應的解碼功能。當將要以5.1聲道環(huán)繞聲再現(xiàn)由電視接收器1 接收的數(shù)字廣播節(jié)目的聲音時，音頻信號輸出裝置3生成待被供應到設置在聽者4耳朵附近的第一和第二揚聲器11SW1和11SW2的音頻信號，并將生成的信號供應到相應揚聲器。當將要顯示和輸出由DVD播放器2再現(xiàn)的影像和聲音時，音頻信號輸出裝置3不僅生成待被供應到設置在聽者4耳朵附近的第一和第二揚聲器11SW1和11SW2的音頻信號，而且生成待被供應到用于電視接收器1 的左和右聲道的兩個揚聲器IIFL和IIFR的音頻信號，并將這些音頻信號供應到相應揚聲器。在此實施方式中，音頻信號輸出裝置3將前左聲道的音頻信號L和中央聲道的音頻信號C的和信號(L+C);和前右聲道的音頻信號R和中央聲道的音頻信號C的和信號(R+C)供應到用于電視接收器1的左和右兩個聲道的兩個揚聲器IIFL和IIFR。此外，如下所述的，音頻信號輸出裝置3將被執(zhí)行了所謂的虛擬聲源處理的音頻信號供應到聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2。本實施方式中的揚聲器放置實施例此后，參考圖2描述在根據(jù)此實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中的揚聲器放置實施例。
參考圖2，如實線所指示的，用于前左聲道的揚聲器11FL和用于前右聲道的揚聲器11FR作為實揚聲器放置在聽者4前方的左邊和右邊。此外，用于虛擬聲像定位的揚聲器11SW1和11SW2放置在聽者4的左耳和右耳附近，使得揚聲器的振動片(vibrating plate)分別朝向每個耳朵，并且使得揚聲器將聽者4的頭部夾在中間。如上所述，在此實施例中在聽者4的前方的揚聲器IIFL和IIFR被包含在電視接收器1內，并且因此被配置為附接到遮護板(baffle plate)的各個揚聲器單元，該遮護板即較小的揚聲器箱12FL和12FR的前側(例如電視接收器的前面板)。此后，當不需要區(qū)分揚聲器IIFL和UFR二者的聲道時，將其稱作前方揚聲器。在此實施例中未將中央揚聲器IIC實際地設置為實揚聲器。然而，如上所述，以1: 1的比例將中央聲道的音頻信號添加到用于前左和前右聲道的揚聲器IIFL和UFR，從而中央聲道的聲像被定位為如同將實揚聲器放置在由圖2中的點劃線所指示的揚聲器11C的位置上那樣。在此說明書中，將揚聲器11C稱作實揚聲器。在放置在聽者4的左耳和右耳附近的并將聽者4的頭部夾在中間的兩個揚聲器11SW1和11SW2中，揚聲器單元并未容納在揚聲器箱中，并且未附接到遮護板，從而從揚聲器單元的振動片前側和后側發(fā)出的聲音可被混合。在此實施方式中，如上所述，LFE聲道的低頻音頻信號被供應到聽者 4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2，從而從那些揚聲器11SW1和 11SW2中以相同相位發(fā)出LFE聲道的低頻聲音。因此，在此實施方式中揚聲器11SW1和11SW2用作超低音音箱。此外，在此實施方式中，對除LFE聲道外的所有5.1聲道的聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理，并將音頻信號供應到揚聲器11SW1和 11SW2。利用此配置，在聽者4的耳朵附近發(fā)出LFE聲道的低頻聲音，因此聽者4感覺到他/她好像聽到較大音量的聲音。然而，在聽者4的遠處可能很難聽到該低頻聲音，這是因為從揚聲器11SW1和11SW2的揚聲器單元的
振動片的前側和后側輸出的聲音彼此相位相差180°進而它們彼此抵消。因此，可防止由低頻聲源傳播引起的對鄰居的妨礙。如圖3所示，為了證實低頻聲音的衰減，在消聲室中用麥克風14收集來自用作超低音音箱并具有17cm的直徑的揚聲器單元11SW的聲音，麥克風14在距揚聲器單元IISW距離為d的位置處，然后測量聲壓電平 (sound pressure level)的頻率特性。在圖4中示出結果。在此情況下，揚聲器單元IISW既未容納在音箱中也未附接到遮護板。如圖所示，圖4中的四條頻率特性曲線指示當揚聲器單元IISW和麥克風14之間的距離d分別是10 cm、 20cm、 40 cm和80 cm時所獲得的結果。圖4中示出的結果證實了當揚聲器單元未容納在音箱中時，lKHz或更低頻率的聲音明顯衰減。更具體地，頻率越低，衰減量越大。在此實施方式中，設置兩個揚聲器11SW1和11SW2和聽者4的左右耳之間的距離dsw，以使得低頻聲音傳播進聽者4的耳朵同對不會如此地衰減，在此情況下，該距離約為20cm。例如，在傳統(tǒng)的實施例中揚聲器單元IISW和聽者4的耳朵之間的距離通常是2米。另一方面，在此實施方式中，揚聲器11SW1和11SW2和聽者4的耳朵之間的距離是20厘米。因此，根據(jù)此實施例的該距離是傳統(tǒng)實施例的該距離的十分之一。因此，所需要的使聽者4感覺到相同聲壓的能量是上述典型實施例中所需能量的百分之一。具體地，如果在上述典型實施例中需要100W (瓦特)的放大器，則在此實施方式中利用1W的放大器可獲得相同的聲壓。在此實施方式中，即使僅通過供應到揚聲器的音頻信號的輸出的差別，也可降低擴散的聲音量。此外，例如20Hz、 30 Hz和40 Hz的低頻聲音由于相位被抵消，因而除非在超低音音箱的揚聲器單元附近，否則很難聽到聲音。另一方面，通過給低頻聲音可觀的能量可獲得包含于DVD軟件中的強有力的聲音效果，并因此隔音效果增強。在上述配置中，如果僅關注低頻聲音，并且如果僅低頻聲音衰減，則可獲得充足的效果。當然，當從揚聲器11SW1和11SW2中再現(xiàn)并發(fā)出除
低頻聲音外的聲音時，可獲得與上述隔音效果相同的隔音效果。在此實施方式中，對除LFE聲道外的所有5.1聲道的聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理，并將音頻信號供應到揚聲器11SW1和11SW2。也就是說，如圖2所示，5.1聲道環(huán)繞聲除LFE聲道外還包含五個聲道的聲音前左聲道和前右聲道；中央聲道；后左聲道和后右聲道。通常，如圖2中虛線所指示的，其中揚聲器單元附接到用作遮護板的揚聲器箱的前側的揚聲器IIFL'、 IIFR'和IIC'，以及揚聲器IIRL和 11RR放置在聽者4的前側和后側。在此實施方式中，如下所述，各個聲道的聲音是被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號。將音頻信號供應到朝向聽者4耳朵的揚聲器11SW1和 11SW2使得聲音再現(xiàn)。在此情況下，聽者4前方的前左和前右聲道和中央聲道雙重地存在一方面利用實揚聲器再現(xiàn)聲音，另一方面通過被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號，利用放置在聽者4耳朵附近的揚聲器11SW1禾口 USW2再現(xiàn)聲音在此實施方式中，以上述方式配置聲音再現(xiàn)系統(tǒng)。如下所述，根據(jù)中央聲道的音頻信號的音量，對待被供應到實揚聲器的音頻信號，和被執(zhí)行了虛擬聲源處理的待被供應到揚聲器11SW1和11SW2的音頻信號執(zhí)行增益控制，以使得尤其是中央聲道的聲像被定位在圖2中實揚聲器11C的位置。因此，聲像定位被改進。如上所述，揚聲器11SW1和11SW2和聽者4耳朵之間的距離較短。因此，可減小LFE聲道和其他相應音頻頻率的聲道的音頻信號的輻射能量，從而增強隔音(soundproof)效果。此外，如上所述，與其中距離dsw為2米的典型實施例相比，通過將揚聲器11SW1和11SW2和聽者4的耳朵之間的距離dsw設置為20cm，可減小揚聲器11SW1和11SW2的聲壓。還可將此措施應用于后左和后右聲道的音頻信號RL和RR，從而可實現(xiàn)能量節(jié)約。一個考慮了上述要點的揚聲器放置實施例是一種用于在具有按摩椅或類似物的配置的座椅上設置揚聲器的方法。圖5示出此情況的實施例，其中在座椅上設置了待被放置在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2。也就是說，在此實施例中，座椅20具有與飛機商務艙的座椅結構一樣的結構。揚聲器支架(holder) 22附接到座椅20的靠背21的頂部21a，并且揚聲器11SW1和11SW2附接到揚聲器支架22并由揚聲器支架22將其支撐。圖6A和6B示出揚聲器支架22的實施例。揚聲器支架22包含由諸如鋁之類的金屬制成的管子221。如圖6B所示，管子221是扁平環(huán)形的。在由該環(huán)形限定的空間中，揚聲器11SW1和11SW2和輔助揚聲器USW3和 11SW4被支撐同時被固定。設置輔助揚聲器11SW3和11SW4用于補充低頻聲音的功率，僅通過使用放置在聽者4耳朵附近的揚聲器11SW1和11SW2，根據(jù)能聽度 (audibility)對低頻聲音可能不能獲得足夠的可聞度。輔助揚聲器11SW3 和11SW4并非總是必需的。在此實施例中，可能僅將低頻音頻信號(LFE信號)供應到輔助揚聲器11SW3和11SW4?；蛘?，可將被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號供應到輔助揚聲器11SW3和11SW4，與揚聲器11SW1和11SW2—樣。管子221是扁平環(huán)形的。如圖6A所示的，環(huán)形部分實質上是U形的，從而環(huán)繞除面部前側外的聽者4的頭部側部部分(朝向左右耳的側部)，以及頭部的后方部分。此外，支柱部分222a和222b連接到環(huán)形管子221，所述支柱部分用于將揚聲器支架22附接到座椅20的靠背21。通過使用支柱部分222a和 222b，揚聲器支架22可以可分離地設置在座椅20的靠背21上。更具體地，可在座椅20的靠背21的頂部21a中設置長的孔(未示出)，將支柱部分222a和222b插入并配合到所述長孔中。通過將支柱部分222a和 222b插入并配合到靠背21中的長孔，將揚聲器支架22固定到座椅20 上。在當聽者坐在座椅20上時朝向聽者4耳朵的位置處，將揚聲器 11SW1和11SW2固定到U形管子221，并由U形管子221支撐。此外，在聽者4的頭部后方處，將輔助揚聲器11SW3和11SW4固定到管子 221，并由管子221支撐。在此實施例中，當聽者4坐在座椅20上時，將揚聲器11SW1到 11SW4和聽者4頭部(尤其是耳朵)之間的距離設置為約20cm。在此實施例中，通過信號線(揚聲器電纜)將聲道的音頻信號從音頻信號輸出裝置3供應到揚聲器11SW1到11SW4。如上所述，根據(jù)此實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其中多聲道揚聲器如圖 5所示出地附接到座椅20，通過使用數(shù)目比聲道數(shù)目少的揚聲器，坐在座椅20上的聽者4可享受具有大音量的逼真的多聲道聲音。此外，可顯著減小向外界的聲漏。具體地，在此實施方式中，用作超低音音箱的揚聲器11SW1和 11SW2未容納在音箱內并放置在聽者4的耳朵附近，從而可顯著減小向鄰接房間的超低音的泄漏。此外，如上所述，除用于超低音音箱的聲道外的后左和后右聲道的聲音在被執(zhí)行了虛擬聲源處理之后，從揚聲器11SW1 和11SW2發(fā)出。由于可降低音頻信號的電平，所以可進一步降低聲漏和低音泄漏的電平。因此，聽者可在享受DVD畫面的同時享受充足的音量而無需關心其他因素即使是在午夜。由于揚聲器11SW1和11SW2放置在聽者耳朵附近，所以在極端的情況下可將音頻信號的輸出功率降低到傳統(tǒng)實施例的百分之一。因此，可節(jié) 約能量，并且可顯著地降低硬件(輸出放大器)成本。此外，由于較小輸出功率的音頻信號就足夠了，所以可有利地使用不要求較大振幅的薄、輕并且便宜的揚聲器。此外，較小的音頻信號輸出功率降低了熱生成并實現(xiàn) 了諸如電源之類的設備的小型化。因此，可用電池驅動聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，并且可在座椅或類似物的設計中嵌入該聲音再現(xiàn)系統(tǒng)。因此，可在整個聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中實現(xiàn)能量節(jié)約。在此聲音再現(xiàn)系統(tǒng) 中，可維持聽者的滿意水平并且可降低向相鄰空間的聲漏。即使在能夠將5KHz的聲音衰減45dB的典型隔音窗中，衰減量也會減小1KHz時衰減36dB， 100Hz時衰減20dB。具體地，在50Hz或更低頻率時，衰減量更小?？紤]到這些情況，根據(jù)此實施方式的超低音音箱的
隔音效果是顯著的。與用于欣賞視頻/聲音再現(xiàn)的房間的隔音改造相比，成本節(jié)約效果是顯著的。可將音頻信號輸出裝置3設置在預定位置，例如設置在座椅20的座墊表面下。在那種情況下，音頻信號輸出裝置3可通過信號電纜從用作多聲道音頻信號源的DVD播放器2接收音頻信號Au。然而，在此配置中， DVD播放器2需要經由信號電纜連接到座椅。通過在DVD播放器2中設置以無線電波或光無線地發(fā)送多聲道音頻信號的發(fā)送單元，并通過在音頻信號輸出裝置3中設置接收這些被無線發(fā)送的多聲道音頻信號的接收單元，DVD播放器2和座椅20之間的信號電纜變成不必要的。當以無線電波或光從諸如DVD播放器2之類的多聲道音頻信號源發(fā) 送音頻信號時，DVD播放器2和聲音再現(xiàn)系統(tǒng)可被無線地連接，從而可自由地移動具有聲音再現(xiàn)系統(tǒng)的座椅20。根據(jù)本實施方式的音頻信號輸出裝置3的配置實施例圖7是根據(jù)此實施方式的音頻信號輸出裝置3的配置實施例的框圖。根據(jù)此實施方式的音頻信號輸出裝置3包含音頻信號處理單元300和包含微計算機的控制單元100?？刂茊卧?00包含通過系統(tǒng)總線102連接到存儲軟件程序的ROM (只讀存儲器)103的CPU (中央處理單元)101、用作工作區(qū)域的RAM (隨機存取存儲器)104、多個輸入/輸出端口 105到107、用戶操作接口 108、前HRTF (頭相關傳輸函數(shù))存儲單元109、后HRTF存儲單元 110、音量檢測單元111、音量比較單元112，和增益控制信號生成單元 113。用戶操作接口 108包含直接設置在音頻信號輸出裝置3中的鍵操作單元、遙控器和遙控信號接收單元。如上所述，在此實施方式中，將從DVD播放器2發(fā)送的音頻信號Au 供應到音頻信號輸出裝置3中的5.1聲道解碼器301。 5.1聲道解碼器301 接收音頻信號Au，對其執(zhí)行聲道解碼處理，并輸出前左和前右聲道的音頻信號L和R、中央聲道的音頻信號C、后左和后右聲道的音頻信號RL 和RR，以及低頻音頻信號LFE。
經由增益調整放大器311將來自5.1聲道解碼器301的前左聲道的音頻信號L供應到加法器303。經由增益調整放大器313將來自5.1聲道解碼器301的前右聲道的音頻信號R供應到加法器304。經由增益調整放大器312將來自5.1聲道解碼器301的中央聲道的音頻信號C等量地供應到加法器303和304。加法器303將來自增益調整放大器311的前左聲道的音頻信號L與來自增益調整放大器312的中央聲道的音頻信號C相加，并經由放大器305 將通過相加而生成的和音頻信號L+C導向音頻輸出終端307。將供應到輸出終端307的音頻信號供應到電視接收器1的揚聲器IIFL。加法器304將來自增益調整放大器313的前右聲道的音頻信號R與來自增益調整放大器312的中央聲道的音頻信號C相加，并經由放大器306 將通過相加而生成的和音頻信號R+C導向音頻輸出終端308。將供應到輸出終端308的音頻信號供應到電視接收器1的揚聲器IIFR。此外，將來自5.1聲道解碼器301的前左聲道的音頻信號L經由增益調整放大器314供應到加法器317。將來自5.1聲道解碼器301的前右聲道的音頻信號R經由增益調整放大器316供應到加法器318。將來自5.1聲道解碼器301的中央聲道的音頻信號C經由增益調整放大器315等量地供應到加法器317和318。加法器317將來自增益調整放大器314的前左聲道的音頻信號L與來自增益調整放大器315的中央聲道的音頻信號C相加，并將通過相加而生成的和音頻信號L+C供應到前HRTF巻積電路319。加法器318將來自增益調整放大器316的前右聲道的音頻信號R與來自增益調整放大器315的中央聲道的音頻信號C相加，并將通過相加而生成的和音頻信號R+C供應到前HRTF巻積電路319。前HRTF巻積電路319利用數(shù)字濾波器或類似物將在前HRTF存儲單元109中準備的前HRTF與來自5.1聲道解碼器301的前左和前右聲道的音頻信號L和R巻積。因此，在前HRTF巻積電路319中，如果輸入其中的音頻信號不是數(shù) 字信號則將其轉換為數(shù)字信號，前HRTF與其巻積，并將數(shù)字信號轉換為模擬信號，然后輸出該模擬信號。通過在5.1聲道解碼器301中解碼獲得的后左和后右聲道的音頻信號RL和RR被供應到用作虛擬聲源處理單元的后HRTF巻積電路320。后HRTF巻積電路320具有與前HRTF巻積電路319的配置相同的配置。例如，后HRTF巻積電路320通過利用數(shù)字濾波器或類似物將在后 HRTF存儲單元110中準備的后HRTF與來自5.1聲道解碼器301的后左和后右聲道的音頻信號RL和RR巻積。因此，在后HRTF巻積電路320中，如果輸入其中的音頻信號不是數(shù) 字信號則將其轉換為數(shù)字信號，后HRTF與其巻積，并將數(shù)字信號轉換為模擬信號，然后輸出該模擬信號。通過以如下描述的方式進行的測量獲得前HRTF和后HRTF，并分別將它們存儲在前HRTF存儲單元109和后HRTF存儲單元110中。圖8和 9用于示出測量前HRTF和后HRTF的方法。也就是說，如圖8所示，將左聲道測量麥克風41和右聲道測量麥克風42設置在聽者4耳朵附近。然后，將用于前左聲道的揚聲器14FL和用于前右聲道的揚聲器14FR放置在聽者4前方那些揚聲器通常被放置的位置(定位聲像的期望位置)。然后，當再現(xiàn)沖激(impulse)時由麥克風41和42收集從揚聲器 14FL發(fā)出的聲音?；谒占曇舻囊纛l信號，測量從揚聲器14FL到耳朵的傳遞函數(shù)(關于前左聲道的前HRTF)。類似地，當再現(xiàn)沖激時由麥克風41和42收集從揚聲器14FR發(fā)出的聲音?；谒占曇舻囊纛l信號，測量從揚聲器MFR到耳朵的傳遞函數(shù)(關于前右聲道的前HRTF)。以如下的方式獲得前HRTF。即，在前方揚聲器FL和FR以30°的角度和距聽者4為2米的距離放置在聽者4前方的左邊和右邊的條件下，測量從每個揚聲器到耳朵的傳遞函數(shù)。將通過測量獲得的傳遞函數(shù)用作前 HRTF。此外，如圖9所示，將用于后左聲道的揚聲器14RL和用于后右聲道的揚聲器14RR放置在聽者4后方那些揚聲器通常被放置的位置(定位聲
像的期望位置)。然后，當再現(xiàn)沖激時由麥克風41和42收集從揚聲器14RL發(fā)出的聲音?；谒占曇舻囊纛l信號，測量從揚聲器14RL到耳朵的傳遞函數(shù) (關于后左聲道的后HRTF)。類似地，當再現(xiàn)沖激時由麥克風41和42收集從揚聲器14RR發(fā)出的聲音?；谒占曇舻囊纛l信號，測量從揚聲器14RR到耳朵的傳遞函數(shù)(關于后右聲道的后HRTF)。以如下的方式獲得后HRTF。 gp，在后方揚聲器RL和RR以30。的角度和距聽者4為2米的距離放置在聽者4后方的左邊和右邊的條件下，測量從每個揚聲器到耳朵的傳遞函數(shù)。將通過測量獲得的傳遞函數(shù)用作后 HRTF。進一步描述傳遞函數(shù)(HRTF)。例如，將圖8中從前左側到左耳的傳遞函數(shù)稱作傳遞函數(shù)A。然后，測量從左耳附近的揚聲器11SW1到麥克風41的傳遞函數(shù)，并將所獲得的傳遞函數(shù)稱作傳遞函數(shù)B。然后，計算傳遞函數(shù)X使得滿足等式傳遞函數(shù)BX傳遞函數(shù)X二傳遞函數(shù)A。將所獲得的傳遞函數(shù)X與待被供應到揚聲器11SW1的音頻信號巻積。因此，聽者4感覺到那時從揚聲器11SW1發(fā)出的聲音好像是在兩米以外前左側的位置發(fā)出的聲音。此情況與圖9示出的后HRTF的情況相同。傳遞函數(shù)X并非總是必需的，而是在某些情況下可僅使用傳遞函數(shù) A。在以上的描述中，將單個傳遞函數(shù)作為代表描述。然而，實際上，如圖8和9所示存在多個傳遞函數(shù)。將以上述方式測量的前HRTF和后HRTF分別存儲在前HRTF存儲單元109和后HRTF存儲單元110中，并經由輸入/輸出端口 106和107將其供應到前HRTF巻積電路319和后HRTF巻積電路320從而在那里對其進行巻積。因此，當通過將音頻信號FI^和FR"人前HRTF巻積電路319供應到放置在耳朵附近的揚聲器11SW1和11SW2來再現(xiàn)聲音時，聽者4在聽到所再現(xiàn)的聲音時，感覺到聲音好像是從圖2中由虛線指示的前左揚聲器 IIFL'和前右揚聲器IIFR'發(fā)出的。
另一方面，當通過將音頻信號111>和肌*從后HRTF巻積電路320供應到放置在耳朵附近的揚聲器11SW1和11SW2來再5見聲音時，聽者4在聽到所再現(xiàn)的聲音時，感覺到聲音好像是從圖2中由虛線指示的后左揚聲器IIRL和后右揚聲器IIRR發(fā)出的。此時，被執(zhí)行了虛擬聲源處理的前音頻信號Fb和FRh^及后左和后右聲道的音頻信號RI^和肌*的電平可以比那些供應到實揚聲器的信號的電平低揚聲器IIFL'、 IIFR'、 IIRL和IIRR。這是因為揚聲器11SW1和 11SW2放置在聽者4的耳朵附近。在此說明書中，因為上述HRTF的巻積使得聽者在聽到聲音時感覺到聲音好像是從虛擬揚聲器的位置發(fā)出的，所以將上述處理稱作虛擬聲源處理。以上述方式，將前HRTF巻積電路319中通過虛擬聲源處理獲得的音頻信號Fb和FR"共應到加法器321和322。此外，將后HRTF巻積電路 320中通過虛擬聲源處理獲得的音頻信號RI^和RR"共應到加法器321和 322，并將其與從前HRTF巻積電路319供應的音頻信號Fb和FR4目加。然后，將加法器321中的加法輸出供應到加法器323，而將加法器 322中的加法輸出供應到加法器324。經由延遲單元325將低頻音頻信號LFE從5.1聲道解碼器301供應到加法器323和324。將低頻音頻信號LFE添加到加法器321的輸出和加法器322的輸出。經由延遲單元326和327輸出加法器323和324的加法輸出。延遲單元326和327中的延遲量用于調整直到來自用于前左和前右聲道的作為實揚聲器放置的揚聲器IIFL和11FR的再現(xiàn)聲音到達聽者4耳朵的時間，和直到來自揚聲器11SW1和11SW2的再現(xiàn)聲音到達聽者4耳朵的時間。延遲單元325中的延遲量用于防止如果LFE聲道包含前方聲道的聲音則前左和前右聲道的聲像定位變差。也就是說，由于前側的揚聲器通常較小，前左和前右聲道的聲音中的低頻分量常?；旌系絃FE聲道的聲音中。揚聲器11SW1和11SW2放置在聽者4耳朵附近，所以從那里輸出的聲音比從前側揚聲器輸出的聲音更快到達耳朵。因此，如果從設置在聽者4前側的實揚聲器和從聽者4耳朵附近的揚聲器11SW1和11SW2同時地輸出聲音，則前左和前右聲道的聲像定位可能變差。為了防止此變差，調整延遲單元325、 326和327的延遲量使得來自前側實揚聲器的聲音和來自耳朵附近的揚聲器11SW1禾n 11SW2的聲音到達耳朵的時間不出現(xiàn)延遲，更具體地，從用于前左和前右聲道的揚聲器 11FL和11FR輸出再現(xiàn)聲音到該聲音到達聽者4耳朵的時間與從揚聲器 11SW1和11SW2輸出再現(xiàn)聲音到該聲音到達聽者4耳朵的時間相匹配。在此實施方式中，為了進一步穩(wěn)定中央聲道的定位，調整延遲單元 325、 326和327中的延遲量使得來自用于前方聲道的揚聲器IIFL禾卩11FR 的再現(xiàn)聲音更快到達聽者4的耳朵，并使得通過虛擬聲源處理獲得的音頻信號FL*、 FR*、 RL承和RR*以及LFE聲道的音頻信號延遲。在此方法中，由于Haas效應，聽者4可感覺到好像他/她僅聽到作為前方聲道聲音的從揚聲器IIFL和IIFR發(fā)出的聲音。將通過加法器323和324的加法生成的音頻信號經由放大器328和 329導向音頻輸出終端330和331 。這些音頻輸出終端330和331連接到放置在聽者4耳朵附近的揚聲器 11SW1和11SW2。因此，揚聲器11SW1和11SW2用作超低音音箱以基于低頻音頻信號LFE再現(xiàn)聲音，并且還基于被執(zhí)行了虛擬聲源處理的5.1聲道的音頻信號再現(xiàn)聲音。中央聲道的聲像定位的改進在此實施例中，將實揚聲器的聲音再現(xiàn)和被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號的聲音再現(xiàn)并行地用于中央聲道的音頻信號，并且調整增益調整放大器311到316的增益從而改進中央聲道的聲像定位。通過使用控制單元100的音量檢測單元111、音量比較單元112和增益控制信號生成單元113以如下的方式生成增益調整放大器311到316的增益控制信號。在此實施方式中，在從5.1聲道解碼器301輸出的5.1聲道的音頻信號之中，將除LFE聲道音頻信號外的音頻信號供應到音量檢測單元111。音量檢測單元111對供應到它的各個聲道的音頻信號執(zhí)行全波整流，并檢測各個聲道的音量(音頻信號電平)。然后，音量檢測單元111將所檢測的音量輸出到系統(tǒng)總線102?？刂茊卧?00的CPU 101將從音量檢測單元111獲得的各個聲道的音量信息傳輸?shù)揭袅勘容^單元112。音量比較單元112比較各個聲道的音量，集中關注前左和前右聲道的音頻音量電平、中央聲道的音頻音量電平，和后左和后右聲道的音頻音量電平，并檢測音量是均勻分布的、僅中央聲道的音量較大、前側的音量比高于后側，或者音量集中在前方聲道之一上。具體地，在此實施方式中，音量比較單元112將中央聲道的音量與每一個其他聲道(除LFE聲道外)的音量相比較，并將比較檢測輸出發(fā)送到系統(tǒng)總線102。也就是說，在此實施方式中，音量比較單元112發(fā)送作為比較檢測輸出的中央聲道關于每一個其他聲道的的相對音量檢測輸出?？刂茊卧?00的CPU 101將比較檢測輸出從音量比較單元112傳輸?shù)?增益控制信號生成單元113。在此實施方式中，增益控制信號生成單元113生成增益控制信號以調整增益調整放大器311到316的增益，從而可獲得期望的中央聲道的聲像定位。然后，增益控制信號生成單元113將所生成的用于增益調整放大器 311到316的增益控制信號傳輸?shù)较到y(tǒng)總線102?？刂茊卧?00的CPU 101 經由輸入/輸出端口 105將各個增益控制信號供應到各自的增益調整放大器 311到316。在上述配置中，可將音量檢測單元111、音量比較單元112和增益控制信號生成單元113實現(xiàn)為硬件配置，或可將其實現(xiàn)為CPU 101根據(jù)存儲在控制單元100中的ROM 103中的程序而執(zhí)行的軟件處理。增益控制實施例在此實施方式中，當中央聲道的音量比每一個其他聲道的音量都大得多時，執(zhí)行控制以增大待被供應到設置在聽者4前方的實揚聲器的音頻信號中的中央聲道的聲音的音量。此外，減小待被供應到設置在聽者4耳朵附近的揚聲器11SW1和11SW2的被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號中的中央聲道的聲音的音量，或從被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號中除去中央聲道的聲音。也就是說，當中央聲道的音量比每一個其他聲道的音量都大得多時，增益控制信號生成單元113至少增大增益調整放大器312的增益并減小增益調整放大器315的增益。增益調整放大器311、 313、 314和316的增益保持在預設的正常增益。當中央聲道的音量并非比每一個其他聲道的音量都大得多，但是相對而言是最大的時，將待被供應到設置在聽者4耳朵附近的揚聲器11SW1 和11SW2的被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號中的中央聲道的聲音的音量減小到比待被供應到設置在聽者4前方的實揚聲器的音頻信號中的中央聲道的聲音的音量更小。也就是說，當中央聲道的音量在其他聲道的音量之中是相對地最大時，增益控制信號生成單元113減小增益調整放大器311、 313和315的增益，并將增益調整放大器312、 314和316的增益保持在正常增益。當無論音量如何信號僅存在于中央聲道中時，即當除中央聲道外的聲道(除LFE聲道外)的音量很小或為零時，執(zhí)行控制從而將中央聲道的聲音分量的所有音量分配到由設置在聽者4前方的實揚聲器再現(xiàn)的音頻信號中，并除去待被供應到設置在聽者4耳朵附近的揚聲器11SW1和11SW2 的被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號中的中央聲道的聲音。在此情況下，可減小被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號中的中央聲道的聲音，然而除去該中央聲道的聲音更為有效。也就是說，在此情況下，增益控制信號生成單元113將增益調整放大器312的增益設置為正常增益或增大該增益，并將增益調整放大器314的增益設置為零或減小該增益。將其他增益調整放大器的增益設置為正常增
如從以上描述中可理解的，在此實施方式中，基本上，當中央聲道的音量比每一個其他聲道的音量都大時，則優(yōu)先地將中央聲道的聲音的音量的更大的部分分配給設置在聽者4前方的實揚聲器，而將中央聲道的聲音的音量的更小的部分分配給設置在聽者4的耳朵附近的兩個揚聲器11SW1 和11SW2。此外，當很難判斷中央聲道的音量和任一其他聲道的音量哪個是主要的時，將中央聲道的所有聲音分量的音量分配給設置在聽者4前方的實揚聲器，并將中央聲道的音頻信號從待被供應到設置在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2的音頻信號中除去。在此情況下，同樣的，可減小被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號中的中央聲道的聲音，然而除去該音頻信號更為有效。當很難判斷中央聲道的音量和任一其他聲道的音量哪個是主要的時，不是如上所述地僅通過實揚聲器再現(xiàn)聲音，而是通過實揚聲器并且通過被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號來再現(xiàn)聲音。此外，可延遲待被供應到設置在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2的音頻信號，從而其到達耳朵的時間比從前側實揚聲器發(fā)出的聲音到達耳朵的時間更遲。通過促成此延遲，由于上述Haas效應，在中央聲道的聲音分量之中僅由前側實揚聲器再現(xiàn)的聲音分量是主要的，并且從聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2發(fā)出的中央聲道的聲音分量不會影響聲像定位。因此，可獲得良好的中央聲道的聲像定位。圖IOA、 IOB和IOC示出前左和前右聲道、中央聲道，和后左和后右聲道之間的音量關系。參考這些圖，以下描述為了實現(xiàn)良好的中央聲道的聲像定位，在來自前側實揚聲器的再現(xiàn)聲音和來自聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2的利用被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號而再現(xiàn) 的聲音之間的音量平衡的實施例，其中音量被分類為較大(1)、中等 (m)和較小(s)并且假設了它們的多個組。圖10A示出可作為源(源信號)保存的在前左和前右聲道、中央聲道，和后左和后右聲道之間的音量關系。也就是說，圖IOA示出可被分類為較大(1)、中等(m)和較小(s)的音量的組。如圖10A所示，從情
況No. 1到情況No. 27的27種情況是可能的。圖lOB示出在情況No. l到情況No. 27的每一種情況下將從實揚聲器發(fā)出的中央聲道的聲音的預期音量。空白單元指示來自實揚聲器的中央聲道的聲音的音量是零。如上所述，可減小音量增益來替代將音量設置為零。圖10C示出在情況No. 1到情況No. 27中待被供應到放置在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2的信號的類型，以及所預期的它們的音量。也就是說，圖10C中的"全部都在耳朵處"指示在待被供應到兩個揚聲器11SW1和11SW2的音頻信號之中，對除LFE聲道外的所有聲道的音頻信號都執(zhí)行了虛擬聲源處理。"C不在耳朵處"指示從待被供應到兩個揚聲器11SW1和11SW2的音頻信號中除去了中央聲道的音頻信號C 以及LFE聲道的音頻信號，并且對其他聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理。參考圖10A，在情況No. 4、 5、 7到9、 13、 14、 16到18，和25到27中，其中中央聲道的單元加了陰影，中央聲道聲音的音量相對大于其他聲道的音量。在情況No. 4、 5、 7到9、 13、 14、 16到18，和25到27的那些情況中，如圖10B中所示，優(yōu)選地主要由實揚聲器再現(xiàn)中央聲道的聲音。此外，優(yōu)選地，將待被供應到放置在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1 和11SW2的音頻信號設置為"C不在耳朵處"。考慮到上述要點，在此實施方式中，在情況No. 4、 5、 7到9、 13、 14、 16到18，和25到27的那些情況中，增益控制信號生成單元113生成用于增益調整放大器312、 314和316的增益控制信號，使得增益G2、 G4 和G6被設置為預設的正常增益，并生成用于增益調整放大器311、 313和 315的增益控制信號，使得增益G1、 G3和G5被設置為零。將這些增益控制信號經由輸入/輸出端口 105分別供應到增益調整放大器311到316。如上所述，在圖10A到10C示出的實施例中，當其中虛擬聲像很難定位的中央聲道的聲音的音量相對最大時，不對中央聲道的聲音執(zhí)行虛擬聲源處理，而是主要從放置在前側的實揚聲器將中央聲道的聲音再現(xiàn)并輸
出。因此，中央聲道的再現(xiàn)聲像定位被改進。在此實施方式中，參考圖IOA，在情況No. l到3、 6、 10到12、 15，和19到24中，其中中央聲道的音量并非顯著地大于其他聲道的音量，則如圖10B和10C所示，優(yōu)選地不在實揚聲器中再現(xiàn)中央聲道的聲音，而是將被執(zhí)行了虛擬聲源處理的"全部都在耳朵處"的音頻信號供應到放置在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2。因此，在此實施方式中，在情況No. 1歪1J3、 6、 10到12、 15，和19 到24的那些情況中，增益控制信號生成單元113生成用于增益調整放大器311、 312和313的增益控制信號，使得增益Gl、 G2和G3被設置為零，并生成用于增益調整放大器314、 315和316的增益控制信號，使得增益G4、 G5和G6被設置為正常增益。將這些增益控制信號經由輸入/輸出端口 105分別供應到增益調整放大器311到316。因此，在情況No. 1到3、 6、 10到12、 15，和19到24的那些情況中，僅在放置在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2中再現(xiàn)5.1 聲道的所有音頻信號。中央聲道的聲音的音量等于或小于其他聲道的音量，因此不會感到中央聲道的聲音的音量不自然，即使定位了其虛擬聲像。在此情況下，從前側實揚聲器發(fā)出的聲音的音量很小或為零，因此可保持根據(jù)此實施方式的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)的低噪聲的優(yōu)點。或者，在情況No. 1到3、 6、 10到12、 15，和19到24的那些情況中，增益調整放大器311、 312和313的增益G1、 G2和G3可以不被設置為零。例如，可生成設置增益為正常的增益控制信號或生成減小增益的增益控制信號，并且可一起使用實揚聲器的聲音再現(xiàn)以及揚聲器iiswi和 11SW2的虛擬聲像定位的聲音再現(xiàn)。在此情況下，延遲待被供應到揚聲器 11SW1和11SW2的音頻信號，從而在時間上遲于由實揚聲器再現(xiàn)音頻信號地再現(xiàn)這些音頻信號，從而利用上述Haas效應改進前側的中央聲道的聲像定位。另一實施例和修改在圖IOA到IOC中示出的實施例中，待被供應到放置在聽者4耳朵附近的兩個揚聲器11SW1和11SW2的被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號包含含中央聲道的"全部都在耳朵處"的信號，和不含中央聲道的"C不在耳朵處"的信號。在此情況下，根據(jù)復雜的具體情況決定是否對中央聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理。由于增益控制方法不需要除去或添加中央聲道，所以可采用如下的簡單方法。也就是說，一起使用設置在聽者4前方的實揚聲器的聲音再現(xiàn)和揚聲器11SW1和11SW2的虛擬聲像定位的聲音再現(xiàn)。此外，執(zhí)行增益控制以增大待被供應到前側實揚聲器的聲道的音頻信號的音量。在此簡單方法中，同樣的，優(yōu)選地延遲待被供應到揚聲器11SW1和 11SW2的音頻信號，使得在時間上遲于由前側實揚聲器再現(xiàn)音頻信號地再現(xiàn)這些音頻信號，從而利用上述Haas效應改進通過前側實揚聲器的中央聲道的聲像定位。在上述實施方式中，電視接收器1中包含的揚聲器IIFL和IIFR用作設置在聽者4前側的實揚聲器?；蛘撸稍陔娨暯邮掌?外單獨地設置獨立揚聲器。例如，如圖ll所示，可將用于前左和前右聲道的揚聲器51FL 和51FR附接到上述座椅20。在圖11中示出的實施例中，支撐臂24L和24R附接到座椅20的扶手 23L和23R，并且其中揚聲器單元容納在揚聲器箱內的揚聲器51FL和 51FR附接到支撐臂24L和24R。在上述實施方式中，通過將中央聲道的音頻信號以1:1的比例等量供應到用于前左和前右聲道的兩個揚聲器，來設置用于中央聲道的實揚聲器。當然，可實際地設置用于中央聲道的實揚聲器。在那樣的情況下，僅設置用于中央聲道的實揚聲器作為實揚聲器，而用于前左和前右聲道的實揚聲器是不必要的。當要利用被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號來定位虛擬聲像時，需要至少兩個揚聲器來接收被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號。因此，在上述實施方式中，需要兩個實揚聲器和兩個用于虛擬聲像定位的揚聲器，總共四個揚聲器。此外，在上述修改中，用于中央聲道的揚聲器被用作實揚聲器，因此總共需要四個揚聲器，其中包含兩個用于虛擬聲像定位的揚聲器。如果用于虛擬聲像定位的兩個揚聲器還被用于中央聲道的前左和前右聲道，則所需要的揚聲器數(shù)目可被減少到兩個。也就是說，與上述實施方式中不同，用于虛擬聲像定位的兩個揚聲器不必放置在聽者4的耳朵附近。因此，如圖12所示，用于虛擬聲像定位的兩個揚聲器15FL和15FR放置在用于前左和前右聲道的揚聲器的位置。然后，測量用于兩個揚聲器15FL和15FR的前側和后側HRTF，并將被執(zhí) 行了虛擬聲源處理的音頻信號供應到兩個揚聲器15FL和15FR?；蛘?，將用于前左和前右聲道的兩個揚聲器15FL和15F視為實揚聲器，并且將中央聲道的音頻信號以1:1的比例等量供應到兩個揚聲器15FL 和15FR。在此方法中，與在上述實施方式中相同的，可實現(xiàn)如在圖12中由點劃線指示的用于中央聲道的實揚聲器15C。因此，所設置的揚聲器數(shù) 目可減少到兩個。在此情況下，無需再說用于后左和后右聲道的揚聲器可以是如圖12 中由虛線指示的用于虛擬聲像定位的揚聲器。然而，LFE聲道需要實揚聲器。當要實現(xiàn)5.1聲道的多聲道環(huán)繞時，需要用于LFE聲道的實揚聲器，因此揚聲器的總數(shù)目是三個。在上述實施方式中，將中央聲道視為如下的聲道，其中在包含聽者的中央面的平面中定位聲像。然而，本發(fā)明并不局限于中央聲道。例如，可使用直接地在聽者后面的聲道或直接地在聽者頭部之上的聲道。本領域中的技術人員應理解，根據(jù)設計需求和其他因素可出現(xiàn)各種修改、組合、子組合和變更，只要它們落入隨附權利要求或其等價物的范圍之內。相關申請的交叉引用本發(fā)明包含與2006年9月22日遞交到日本專利局的日本專利申請JP 2006-256803相關的主題，該日本專利申請的全部內容通過引用被結合于此。
權利要求
1.一種用于再現(xiàn)包含第一聲道的多個聲道的音頻信號的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，在所述第一聲道中再現(xiàn)聲像被定位在聽者前方方向上的位置，所述聲音再現(xiàn)系統(tǒng)包括第一揚聲器，將所述第一聲道的音頻信號供給所述第一揚聲器，并放置所述第一揚聲器使得由所述第一聲道的音頻信號生成的再現(xiàn)聲像定位在所述聽者前方方向上的位置；一對第二揚聲器，將被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號供給所述第二揚聲器，使得所述再現(xiàn)聲像定位在預定的位置；虛擬聲源處理裝置，用于對所述多個聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理，從而生成待被供應到所述第二揚聲器的音頻信號；音量檢測裝置，用于檢測來自所述第一聲道的音頻信號的所述第一聲道的音量，并檢測來自其他聲道的音頻信號的除所述第一聲道外的聲道的音量；音量比較裝置，用于比較由所述音量檢測裝置檢測到的所述第一聲道的音量與每一個其他聲道的音量；以及控制裝置，用于基于由所述音量比較裝置生成的比較結果，控制所述第一聲道和其他聲道的音頻信號的增益。
2. 如權利要求1所述的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，如果已經確定所述第一聲道的音量相對較大于每一個其他聲道的音量，則所述控制裝置執(zhí)行增益控制以減小在待被供應到所述虛擬聲源處理裝置的多個聲道的音頻信號之中的所述第一聲道的音頻信號的音量。
3. 如權利要求1所述的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，如果已經確定所述第一聲道的音量相對較大于每一個其他聲道的音量，則所述控制裝置執(zhí)行控制以從待被供應到所述虛擬聲源處理裝置的多個聲道的音頻信號之中去除所述第一聲道的音頻信號。
4. 如權利要求1所述的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，如果已經確定所述第一聲道的音量相對較大于每一個其他聲道的音量，則所述控制裝置控制所述第一聲道的音頻信號的增益以增大所述第一聲道的音量。
5. 如權利要求4所述的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，如果已經確定所述第一聲道的音量相對較大于每一個其他聲道的音量，則所述控制裝置執(zhí)行控制，使得被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號被供應到所述第二揚聲器，同時被延遲使得從所述第二揚聲器中發(fā)出聲音的時間比所述第一揚聲器中的聲音發(fā)出時間更遲。
6. 如權利要求1所述的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其中，在被執(zhí)行了虛擬聲源處理的待被供應到所述第二揚聲器的音頻信號之中，至少延遲與待被供應到所述第一揚聲器的音頻信號的聲道相同的聲道的音頻信號，使得從所述第二揚聲器發(fā)出的聲音遲于所述第一揚聲器中的聲音發(fā)出時間。
7. 如權利要求1所述的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其中由在靠近所述聽者耳朵的預定位置處的支撐裝置支撐所述第二揚聲器，所述第二揚聲器的揚聲器單元未被附接到遮護板，從而從所述揚聲器單元的振動片的前側和后側輸出的聲音分量可彼此疊加。
8. 如權利要求1所述的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其中所述多個聲道的音頻信號是多聲道環(huán)繞方法的音頻信號，以及其中所述第一聲道的音頻信號是中央聲道的音頻信號。
9. 如權利要求8所述的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其中所述第一揚聲器包含用于前左和前右聲道的兩個揚聲器，以及其中所述第一聲道的中央聲道的音頻信號分別被添加到所述前左聲道和所述前右聲道的音頻信號中。
10. —種在聲音再現(xiàn)系統(tǒng)中的聲音再現(xiàn)方法，所述聲音再現(xiàn)系統(tǒng)包含第一揚聲器，將包含第一聲道的多個聲道的音頻信號之中的所述第一聲道的音頻信號供給所述第一揚聲器，在所述第一聲道中再現(xiàn)聲像被定位在聽者的前方方向上的位置，并放置所述第一揚聲器使得由所述第一聲道的音頻信號生成的再現(xiàn)聲像定位在所述聽者的前方方向上的位置；一對第二揚聲器，將被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號供給所述第二揚聲器，使得所述再現(xiàn)聲像定位在預定的位置；以及虛擬聲源處理裝置，用于對所述多個聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理，從而生成待被供應到所述第二揚聲器的音頻信號；所述聲音再現(xiàn)方法包括以下步驟比較待被供應到所述第一揚聲器的所述第一聲道的音頻信號的音量與每個其他聲道的音頻信號的音量，所述比較由所述聲音再現(xiàn)系統(tǒng)的音量比較裝置執(zhí)行；以及基于在所述音量比較步驟中生成的比較結果，控制所述第一聲道和其他聲道的音頻信號的增益。
11. 一種聲音再現(xiàn)設備，包括.-虛擬聲源處理裝置，將包含第一聲道的多個聲道的音頻信號供給所述虛擬聲源處理裝置，在所述第一聲道中再現(xiàn)聲像被定位在聽者的前方方向上的位置，并且所述虛擬聲源處理裝置對所述多個聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理以生成待被供應到一對揚聲器的音頻信號；輸出電路，用于將所述第一聲道的音頻信號輸出到放置在所述聽者的前方方向上的前方揚聲器；音量檢測裝置，用于檢測來自所述第一聲道的音頻信號的所述第一聲道的音量，并檢測來自其他聲道的音頻信號的除所述第一聲道外的聲道的音量；以及控制裝置，用于基于由所述音量檢測裝置檢測到的所述第一聲道的音量和其他聲道的音量的比較結果，控制所述第一聲道和其他聲道的音頻信號的增益。
12. —種用于再現(xiàn)包含第一聲道的多個聲道的音頻信號的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，在所述第一聲道中再現(xiàn)聲像被定位在聽者前方方向上的位置，所述聲音再現(xiàn)系統(tǒng)包括第一揚聲器，將所述第一聲道的音頻信號供給所述第一揚聲器，并放置所述第一揚聲器使得由所述第一聲道的音頻信號生成的再現(xiàn)聲像定位在所述聽者前方方向上的位置；一對第二揚聲器，將被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號供給所述第二揚聲器，使得所述再現(xiàn)聲像定位在預定的位置；虛擬聲源處理單元，被配置用于對所述多個聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理，從而生成待被供應到所述第二揚聲器的音頻信號；音量檢測單元，被配置用于檢測來自所述第一聲道的音頻信號的所述第一聲道的音量，并檢測來自其他聲道的音頻信號的除所述第一聲道外的聲道的音量；音量比較單元，被配置用于比較由所述音量檢測單元檢測到的所述第一聲道的音量與每一個其他聲道的音量；以及控制單元，被配置用于基于由所述音量比較單元生成的比較結果，控制所述第一聲道和其他聲道的音頻信號的增益。
13.—種聲音再現(xiàn)設備，包括虛擬聲源處理單元，將包含第一聲道的多個聲道的音頻信號供給所述虛擬聲源處理單元，在所述第一聲道中再現(xiàn)聲像被定位在聽者的前方方向上的位置，并且所述虛擬聲源處理單元對所述多個聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理以生成待被供應到一對揚聲器的音頻信號；輸出電路，被配置用于將所述第一聲道的音頻信號輸出到放置在所述聽者的前方方向上的前方揚聲器；音量檢測單元，被配置用于檢測來自所述第一聲道的音頻信號的所述第一聲道的音量，并檢測來自其他聲道的音頻信號的除所述第一聲道外的聲道的音量；以及控制單元，被配置用于基于由所述音量檢測單元檢測到的所述第一聲道的音量和其他聲道的音量的比較結果，控制所述第一聲道和其他聲道的音頻信號的增益。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聲音再現(xiàn)系統(tǒng)，其包含第一揚聲器，將第一聲道的音頻信號供給該第一揚聲器，并放置該第一揚聲器使得由第一聲道的音頻信號生成的再現(xiàn)聲像定位在聽者前方方向上的位置；一對第二揚聲器，將被執(zhí)行了虛擬聲源處理的音頻信號供給該第二揚聲器；虛擬聲源處理單元，用于對多個聲道的音頻信號執(zhí)行虛擬聲源處理；音量檢測單元，用于檢測第一聲道和其他聲道的音量；音量比較單元，用于比較第一聲道的音量與每一個其他聲道的音量；以及控制單元，用于控制第一聲道和其他聲道的音頻信號的增益。
文檔編號H04S7/00GK101150890SQ20071015130
公開日2008年3月26日申請日期2007年9月24日優(yōu)先權日2006年9月22日
發(fā)明者橫田哲平申請人:索尼株式會社

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