專利名稱：聲場(chǎng)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(shí)調(diào)節(jié)聲場(chǎng)的聲場(chǎng)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(shí)，從多個(gè)揚(yáng)聲器播放出多聲道聲音。因此，用戶在觀看電影的同時(shí)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(gè)聲道的均衡以準(zhǔn)確進(jìn)行聲像定位是十分重要的。已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用這樣一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于通過從揚(yáng)聲器分別輸出測(cè)試聲并測(cè)量微型試聽室的聲場(chǎng)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(cè)商標(biāo))等等。專利文獻(xiàn)1公開了一種能調(diào)節(jié)直達(dá)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。[專利文獻(xiàn) 1] JP-A-2002-374599然而，由于聲場(chǎng)是用來模擬在實(shí)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(chǎng)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(shí)候，均衡會(huì)更加重要。然而，試聽室一般具有對(duì)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(huì)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(yáng)聲器的聲音聲級(jí)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(chǎng)的問題。另外，如上所述，因?yàn)樵嚶犑业男螤詈痛嬖诩揖呋虼昂煹脑颍嚶犑乙话憔哂胁黄教沟念l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(hào)的頻率特性來調(diào)節(jié)頻率特性時(shí)，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(gè)頻率特性中具有大峰值的濾波器來調(diào)節(jié)頻率特性時(shí)，該聲場(chǎng)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(huì)引起直達(dá)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(chǎng)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(chǎng)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(dá)到上面的目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種聲場(chǎng)控制裝置，其用于向多個(gè)布置在空間中的揚(yáng)聲器供給音頻信號(hào)來在該空間中形成聲場(chǎng)，所述裝置包括測(cè)量裝置，其測(cè)量從揚(yáng)聲器輸出、從該空間的墻面反射并到達(dá)收聽位置的各個(gè)間接聲的聲級(jí)，并且測(cè)量從所述揚(yáng)聲器輸出的直接到達(dá)收聽位置的直達(dá)聲的聲級(jí)；混響應(yīng)用裝置，其根據(jù)音頻信號(hào)產(chǎn)生用于加強(qiáng)間接聲的混響模擬信號(hào)；以及混響均衡調(diào)節(jié)裝置，其根據(jù)從揚(yáng)聲器輸出的間接聲和直達(dá)聲的聲級(jí)來控制混響模擬信號(hào)的電平并把控制后的混響模擬信號(hào)供給相應(yīng)的揚(yáng)聲器，以使得間接聲和混響模擬信號(hào)合成后的各個(gè)電平在揚(yáng)聲器之間得到均衡。在以上配置中，測(cè)量裝置測(cè)量從多個(gè)揚(yáng)聲器輸出的間接聲和直達(dá)聲的聲級(jí)。在混響均衡調(diào)節(jié)裝置中，根據(jù)間接聲和直達(dá)聲的聲級(jí)來控制混響模擬信號(hào)的電平，以使得間接聲與混響模擬信號(hào)之間的合成后的電平在每個(gè)揚(yáng)聲器都得到均衡。因此，自然地補(bǔ)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(duì)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(hào)的輸出，可對(duì)低混響進(jìn)行補(bǔ)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(chǎng)環(huán)境可補(bǔ)足用于加強(qiáng)間接聲的混響模擬信號(hào)的輸出均衡。優(yōu)選的是，供給多個(gè)揚(yáng)聲器的音頻信號(hào)是多聲道音頻信號(hào)?；祉憫?yīng)用裝置根據(jù)由合成所述多聲道音頻信號(hào)的一部分或全部所獲得的信號(hào)來產(chǎn)生混響模擬信號(hào)。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(hào)的揚(yáng)聲器中輸出聲音時(shí)，會(huì)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(gè)揚(yáng)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(huì)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(hào)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(chǎng)控制裝置，其包括直接供給裝置，其向揚(yáng)聲器提供輸入的音頻信號(hào)；測(cè)量裝置，用于測(cè)量從揚(yáng)聲器輸出的直接到達(dá)收聽位置的聲音的頻率特性；混響應(yīng)用裝置，其產(chǎn)生該音頻信號(hào)的混響模擬信號(hào)；以及濾波器，其以用于對(duì)所測(cè)量的頻率特性的一部分或全部進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臑V波器特性來對(duì)所述混響模擬信號(hào)進(jìn)行濾波，以把濾波后的混響模擬信號(hào)供給揚(yáng)聲器。在本發(fā)明中，混響應(yīng)用裝置產(chǎn)生音頻信號(hào)的混響模擬信號(hào)，并且以用于對(duì)從揚(yáng)聲器到達(dá)收聽位置的聲音的頻率特性的一部分或全部進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臑V波器特性來對(duì)所述混響模擬信號(hào)進(jìn)行濾波。因此，當(dāng)從揚(yáng)聲器傳送到收聽位置的聲音的頻率特性不平坦時(shí)，調(diào)節(jié)該混響模擬信號(hào)的頻率特性。因此，其中安裝了音響系統(tǒng)的聲場(chǎng)的音頻特性的缺乏感得到補(bǔ)足，并且由直達(dá)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(bǔ)足， 從而更平滑地產(chǎn)生聲音。優(yōu)選的是，所述聲場(chǎng)控制裝置還用于把輸入的多聲道音頻信號(hào)分別供給不同的揚(yáng)聲器。提供與多聲道音頻信號(hào)的聲道數(shù)量一樣多的測(cè)量裝置和濾波器。在本發(fā)明中，在對(duì)應(yīng)于多聲道音頻信號(hào)的聲音從揚(yáng)聲器到達(dá)收聽位置之時(shí)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(hào)的一部分或全部而獲得的信號(hào)來產(chǎn)生混響模擬信號(hào)。在本發(fā)明中，聲場(chǎng)是以每一組揚(yáng)聲器來劃分而不是以每一個(gè)揚(yáng)聲器來劃分的(例如，前置揚(yáng)聲器組和后置揚(yáng)聲器組)。因此，控制聲場(chǎng)十分容易。優(yōu)選的是，濾波器被設(shè)置成具有用于對(duì)被測(cè)量頻率特性的一部分進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臑V波器特性。所述聲場(chǎng)控制裝置還包括直達(dá)聲濾波器，該直達(dá)聲濾波器以對(duì)被測(cè)量頻率特性的一部分進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臑V波器特性來調(diào)節(jié)音頻信號(hào)的頻率特性。在本發(fā)明中，由于濾波器調(diào)節(jié)頻率特性，因此直達(dá)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(duì)其中安裝了揚(yáng)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(jìn)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(chǎng)。


通過參照以下附圖詳細(xì)描述本發(fā)明優(yōu)選的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，其中圖1是說明根據(jù)實(shí)施例的聲場(chǎng)控制裝置的配置的框圖；圖2是說明根據(jù)實(shí)施例的信號(hào)處理裝置的配置的框圖；圖3是說明根據(jù)實(shí)施例的聲場(chǎng)控制裝置的聲場(chǎng)測(cè)量裝置的操作流程；以及圖4是說明對(duì)在根據(jù)實(shí)施例的聲場(chǎng)控制裝置中的濾波器的均衡器增益進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法的流程。
具體實(shí)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(shí)施例的聲場(chǎng)控制裝置的音響系統(tǒng)。 圖1是說明包括了聲場(chǎng)控制裝置10的音響系統(tǒng)1的框圖。圖2是說明該聲場(chǎng)控制裝置10 的處理部分的詳細(xì)示圖。聲場(chǎng)控制裝置10輸出7個(gè)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(yáng)聲器21和Rch揚(yáng)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(yáng)聲器M和 FRch揚(yáng)聲器25布置在Lch揚(yáng)聲器(左前方)和Rch揚(yáng)聲器(右前方)的上方。Cch揚(yáng)聲器22 (前方)布置在Lch揚(yáng)聲器(左前方)和Rch揚(yáng)聲器(右前方)的中心。RLch揚(yáng)聲器沈(左后方)和RRch揚(yáng)聲器27 (右后方)布置在Lch揚(yáng)聲器(左前方)和Rch揚(yáng)聲器 (右前方)的后面位置。根據(jù)本實(shí)施例的聲場(chǎng)控制裝置10除了輸出對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大以輸出該輸入信號(hào)的直達(dá)聲以外，還從揚(yáng)聲器輸出對(duì)在預(yù)定大廳中測(cè)量的混響進(jìn)行模擬的混響效果聲等等，從而形成兩個(gè)聲場(chǎng)，比如前聲場(chǎng)和環(huán)繞聲場(chǎng)。前聲場(chǎng)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(chǎng)是從處在收聽位置的用戶U的后方(在布置了 RLch揚(yáng)聲器和RRch揚(yáng)聲器的那一側(cè))來環(huán)繞用戶U的聲場(chǎng)。通過將用于輸出混響效果聲的混響模擬信號(hào)進(jìn)行合成來形成聲場(chǎng)。通過以對(duì)在預(yù)定大廳中測(cè)得的混響模擬特性進(jìn)行模擬的濾波器來處理被合成的多聲道音頻信號(hào)從而對(duì)混響模擬信號(hào)進(jìn)行合成。
另外，根據(jù)本實(shí)施例的聲場(chǎng)控制裝置10在收聽位置安裝了麥克風(fēng)M，分別從揚(yáng)聲器相繼輸出測(cè)試聲，隨后麥克風(fēng)M從由該麥克風(fēng)校正的測(cè)試聲的響應(yīng)信號(hào)中獲得直達(dá)聲成分的聲級(jí)和間接聲成分的聲級(jí)。根據(jù)間接聲成分的聲級(jí)的比來調(diào)節(jié)混響模擬信號(hào)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(yáng)聲器得到加強(qiáng)，從而通過增加混響效果聲的輸出來增加混響。對(duì)安裝在具有高混響的方向上的揚(yáng)聲器進(jìn)行調(diào)節(jié)， 以減小混響效果聲的輸出。如上所述，本實(shí)施例的聲場(chǎng)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(duì)該聲場(chǎng)的混響缺陷進(jìn)行補(bǔ)償?shù)葋碚{(diào)節(jié)混響的不均衡。<根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聲場(chǎng)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(shí)施例的聲場(chǎng)控制裝置的配置。聲場(chǎng)控制裝置10包括DSP解碼器11、信號(hào)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(chǔ)器18、操作單元19和顯示單元20。另外，揚(yáng)聲器21 到27連接到聲場(chǎng)控制裝置10的功率放大器16?？刂破?7包括聲場(chǎng)測(cè)量單元171。另外， 音響系統(tǒng)1除了聲場(chǎng)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(chǎng)測(cè)量單元171。如圖1所示，在試聽室101中，作為前置揚(yáng)聲器的聲道L、C、R的揚(yáng)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(yáng)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(chǎng)控制揚(yáng)聲器。此外，從信號(hào)處理單元12輸出的FLch、FRch的信號(hào)是用來形成前述的前聲場(chǎng)的混響模擬信號(hào)。另外，RLch和RRch是合成的信號(hào)，其是多聲道聲音信號(hào)LkKRSch與用于形成環(huán)繞聲場(chǎng)的混響模擬信號(hào)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(cè)商標(biāo))接收器36。DSP解碼器11通過HDMI (注冊(cè)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(gè)聲道Lch (聲道)、Rch、Cch、LSch和 RSch的數(shù)字聲音信號(hào)(PCM信號(hào))，最后把這些信號(hào)輸出到信號(hào)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(cè)商標(biāo))、杜比數(shù)字(注冊(cè)商標(biāo))、DTS (注冊(cè)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(hào)解碼器成5路數(shù)字聲音信號(hào)(PCM信號(hào))。另外，例如當(dāng)五個(gè)聲道的數(shù)字聲音信號(hào)(PCM信號(hào))直接從DVD播放器輸入時(shí)，DSP解碼器11把這些信號(hào)輸出到信號(hào)處理單元12。信號(hào)處理單元12由DSP來配置并執(zhí)行各種信號(hào)處理，比如添加關(guān)于DSP解碼器11 的輸出的混響模擬信號(hào)。在信號(hào)處理單元12中處理的數(shù)字聲音信號(hào)被輸出到D/A轉(zhuǎn)換器 13。D/A轉(zhuǎn)換器13把從信號(hào)處理單元12輸入的七路數(shù)字聲音信號(hào)Lch、Rch, Cch, RLch、RRch、FLch和FRch轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號(hào)。低通濾波器14從在D/A轉(zhuǎn)換器13中產(chǎn)生的各個(gè)模擬聲音信號(hào)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(hào)來調(diào)節(jié)從低通濾波器14輸出的聲道信號(hào)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(hào)放大并輸出到揚(yáng)聲器21到27。揚(yáng)聲器21到27根據(jù)從功率放大器16輸出的模擬聲音信號(hào)來輸出聲音。即，分別是揚(yáng)聲器21輸出Lch的聲音，揚(yáng)聲器22輸出Cch的聲音，揚(yáng)聲器23輸出Rch的聲音，揚(yáng)聲器M輸出FLch的聲音，揚(yáng)聲器25輸出FRch的聲音，揚(yáng)聲器沈輸出RLch和LSch的聲音，揚(yáng)聲器27輸出RRch和RSch的聲音?？刂破?7通過在操作單元19中執(zhí)行的操作來控制每個(gè)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(shí)，控制器17把相應(yīng)的控制信號(hào)輸出到電子音量調(diào)節(jié)器15以改變從揚(yáng)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(shí)，控制器17在軟件中具體化實(shí)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(chǎng)測(cè)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(gè)聲道的非方向性麥克風(fēng)。A/D轉(zhuǎn)換器172把音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。輸入/輸出單元包括接口和存儲(chǔ)器，并臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)。聲場(chǎng)測(cè)量單元171使得揚(yáng)聲器21到27順序地輸出測(cè)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(hào)。獲得的信號(hào)是作為一個(gè)系統(tǒng)的從揚(yáng)聲器到麥克風(fēng)M的試聽室的響應(yīng)信號(hào)。聲場(chǎng)測(cè)量單元171對(duì)該響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行釋譯并測(cè)量聲音信號(hào)的大小以及直達(dá)聲成分和間接聲成分的頻率特性。直達(dá)聲成分從揚(yáng)聲器直接到達(dá)麥克風(fēng)M。間接聲成分分別從各揚(yáng)聲器經(jīng)墻面反射然后到達(dá)麥克風(fēng)M。聲場(chǎng)測(cè)量單元171測(cè)量揚(yáng)聲器21到27的響應(yīng)信號(hào)的直達(dá)聲成分和間接聲成分的聲級(jí)。通過對(duì)計(jì)算的值進(jìn)行比較，當(dāng)聲音從揚(yáng)聲器21到27輸出時(shí)可檢測(cè)直達(dá)聲和混響聲的不均衡。存儲(chǔ)器18存儲(chǔ)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(chǎng)控制裝置1輸入(比如對(duì)其調(diào)節(jié))各種操作。顯示單元20用來把消息從聲場(chǎng)控制裝置1顯示給用戶。如圖2所示，將說明信號(hào)處理單元12的配置。信號(hào)處理單元12包括主信號(hào)線40 和聲場(chǎng)產(chǎn)生裝置121，以產(chǎn)生前聲場(chǎng)和環(huán)繞聲場(chǎng)。主信號(hào)線40包括濾波器401到404，其調(diào)節(jié)多聲道音頻信號(hào)的頻率特性。聲場(chǎng)產(chǎn)生裝置121包括形成聽音者前方的前聲場(chǎng)的前聲場(chǎng)形成單元52和形成環(huán)繞聲場(chǎng)的環(huán)繞聲場(chǎng)形成單元56。另外，聲場(chǎng)產(chǎn)生裝置121包括產(chǎn)生LSch和RSch信號(hào)的差值信號(hào)的減法器42，以及把該差值信號(hào)與Lch、Rch和Cch的信號(hào)進(jìn)行合成的前輸入信號(hào)合成單元44。合成的信號(hào)被輸入到前聲場(chǎng)形成單元52。另外，聲場(chǎng)產(chǎn)生裝置121包括前聲場(chǎng)信號(hào)電平控制單元80，其控制前聲場(chǎng)形成單元52的輸出信號(hào)的電平的均衡；和環(huán)繞聲場(chǎng)信號(hào)電平控制單元81，其控制環(huán)繞聲場(chǎng)形成單元56的輸出信號(hào)的電平。另外，信號(hào)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(chǎng)信號(hào)電平控制單元80的輸出與環(huán)繞聲場(chǎng)信號(hào)電平控制單元81的輸出相加。濾波器91到94對(duì)形成前聲場(chǎng)和環(huán)繞聲場(chǎng)的混響效果聲的頻率特性進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，信號(hào)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(hào)輸出與在后方的LSch和RSch的音頻信號(hào)聲道相加。由DSP解碼器11產(chǎn)生五個(gè)聲道的數(shù)字聲音信號(hào)并通過主信號(hào)線40將其傳送到 D/A轉(zhuǎn)換器13。在具有五個(gè)聲道的信號(hào)中的頻率特性由在傳送該信號(hào)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(hào)的L、R、LS和RS的每個(gè)聲道的頻率特性。均衡器增益是由控制器17根據(jù)聲場(chǎng)量單元171的測(cè)量結(jié)果來設(shè)置的。另外，混響模擬信號(hào)，如RLcKRRch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(hào)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(hào) (LS-RS)與輸入信號(hào)中的Lch、Cch和Rch信號(hào)進(jìn)行合成。合成后的信號(hào)稱為合成的前信號(hào) F。這里，由于差值信號(hào)(LS-RS)包括作為主成分的混響成分，并且獲得該差值信號(hào)來使得前信號(hào)具有適當(dāng)?shù)牧浚瑥亩浞旨由钤谇奥晥?chǎng)形成單元52中產(chǎn)生的前聲場(chǎng)的深度，在環(huán)繞聲道之間的差值信號(hào)(LS-RQ被輸入到前輸入信號(hào)合成單元44。環(huán)繞輸入信號(hào)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(hào) (L-R)與輸入信號(hào)中的環(huán)繞信號(hào)LS、RS進(jìn)行合成。合成后的信號(hào)稱為合成的環(huán)繞信號(hào)S。 另外，環(huán)繞輸入信號(hào)合成單元48把此合成的信號(hào)輸出到環(huán)繞聲場(chǎng)形成單元56。這里，前信號(hào)的差值信號(hào)(L-R)被輸入到環(huán)繞輸入信號(hào)合成單元48的原因是該差值信號(hào)(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(hào)中而充分地加深了在環(huán)繞輸入信號(hào)合成單元48中產(chǎn)生的環(huán)繞聲場(chǎng)的深度。前聲場(chǎng)形成單元52包括反射聲參數(shù)存儲(chǔ)器72和卷積操作單元74。由于混響就是將多個(gè)反射聲進(jìn)行合成，因此前聲場(chǎng)形成單元52通過對(duì)合成的前信號(hào)F的多個(gè)反射聲的模擬信號(hào)進(jìn)行合成來產(chǎn)生一個(gè)用于在用戶U的收聽位置的前方形成前聲場(chǎng)的混響模擬信號(hào)。 關(guān)于多個(gè)反射聲的配置信息作為反射聲參數(shù)存儲(chǔ)在反射聲參數(shù)存儲(chǔ)器72中。卷積操作單元74包括一個(gè)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(duì)合成的前信號(hào)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(chǎng)信號(hào)電平控制單元80。環(huán)繞聲場(chǎng)形成單元56包括反射聲參數(shù)存儲(chǔ)器76和卷積操作單元78。由于混響就是將多個(gè)反射聲進(jìn)行合成，因此，環(huán)繞聲場(chǎng)形成單元56通過對(duì)合成的環(huán)繞信號(hào)S的多個(gè)反射聲的模擬信號(hào)進(jìn)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(chǎng)的混響模擬信號(hào)。關(guān)于多個(gè)反射聲的配置信息作為反射聲參數(shù)存儲(chǔ)在反射聲參數(shù)存儲(chǔ)器76中。卷積操作單元78包括一個(gè)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(duì)合成的環(huán)繞信號(hào)S來執(zhí)行。因此，卷積操作單元78把對(duì)該信號(hào)卷積操作的結(jié)果輸出到環(huán)繞聲場(chǎng)信號(hào)電平控制單元81。前聲場(chǎng)形成單元52的卷積操作單元74和環(huán)繞聲場(chǎng)形成單元56的卷積操作單元 78可由一級(jí)FIR濾波器或串聯(lián)的多個(gè)FIR濾波器構(gòu)成。前聲場(chǎng)電平控制單元80根據(jù)從聲場(chǎng)測(cè)量單元171獲得的直達(dá)聲成分和間接聲成分的聲級(jí)來對(duì)從前聲場(chǎng)形成單元52產(chǎn)生的混響模擬信號(hào)FLl、FRl、RLl、RRl的電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。即，由于混響模擬信號(hào)增強(qiáng)了間接聲成分，因此調(diào)節(jié)混響模擬信號(hào)的電平來使得間接聲成分在試聽室的揚(yáng)聲器方向上得到均衡(另外，還使得直達(dá)聲成分的比在揚(yáng)聲器方向上適當(dāng)?shù)鼐?。調(diào)節(jié)了的混響模擬信號(hào)FL3、FR3、RL3和RR3被輸出到加法器62到65。環(huán)繞聲場(chǎng)信號(hào)電平控制單元81根據(jù)從聲場(chǎng)測(cè)量單元171獲得的直達(dá)聲成分和間接聲成分的聲級(jí)來對(duì)從環(huán)繞聲場(chǎng)形成單元56產(chǎn)生的混響模擬信號(hào)FL2、FR2、RL2、RR2的電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。即，由于混響模擬信號(hào)增強(qiáng)了間接聲成分，因此調(diào)節(jié)混響模擬信號(hào)的電平來使得間接聲成分在試聽室的揚(yáng)聲器方向上得到均衡(另外，還使得直達(dá)聲成分的比在揚(yáng)聲器方向上適當(dāng)?shù)鼐?。調(diào)節(jié)了的混響模擬信號(hào)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(chǎng)電平控制單元80輸出的混響模擬信號(hào)FL3、FR3、RL3、 RR3與從環(huán)繞聲場(chǎng)電平控制單元81輸出的混響模擬信號(hào)FL4、FR4、RL4、RR4進(jìn)行合成，從而把合成的信號(hào)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(chǎng)測(cè)量單元171的測(cè)量結(jié)果對(duì)從加法器62到65輸出的混響模擬信號(hào)的合成了的頻率特性進(jìn)行調(diào)節(jié)。加法器95對(duì)從濾波器93輸出的RLch的混響模擬信號(hào)和作為多聲道聲音信號(hào)之一的左環(huán)繞信號(hào)LS進(jìn)行合成，從而把合成的信號(hào)輸出到D/A轉(zhuǎn)換器13。加法器96對(duì)從濾波器94輸出的RRch的混響模擬信號(hào)和作為多聲道聲音信號(hào)之一的右環(huán)繞信號(hào)RS進(jìn)行合成，從而把合成的信號(hào)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(shí)施例的聲場(chǎng)控制裝置的聲場(chǎng)測(cè)量單元171的操作過程。在STl，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(duì)麥克風(fēng) M的設(shè)置進(jìn)行確認(rèn)的確認(rèn)操作。當(dāng)該確認(rèn)操作沒有執(zhí)行時(shí)，ST2設(shè)置成N并等待。當(dāng)ST2設(shè)置成Y時(shí)，則執(zhí)行下一步驟。在ST3，在與揚(yáng)聲器21、23、沈和27相對(duì)應(yīng)的Lch、Rch、LSch 和RSch之中順序地選擇一個(gè)聲道。隨后，向所選聲道輸入測(cè)試聲來產(chǎn)生來自每個(gè)聲道揚(yáng)聲器L、R、RL和RR的測(cè)試聲。將脈沖聲或時(shí)間伸展脈沖用作測(cè)試聲。在ST4，存儲(chǔ)從麥克風(fēng) M收集的測(cè)試聲的響應(yīng)信號(hào)。通過對(duì)每個(gè)揚(yáng)聲器重復(fù)ST3和ST4來獲得在揚(yáng)聲器方向上的響應(yīng)信號(hào)。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(cè)量所存儲(chǔ)的響應(yīng)信號(hào)的直達(dá)聲成分的聲級(jí)。特別地是，在對(duì)應(yīng)于直達(dá)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(jì)算聲級(jí)的積分值和聲級(jí)的時(shí)間平均值。該計(jì)算對(duì)每個(gè)揚(yáng)聲器執(zhí)行。在ST6，測(cè)量所存儲(chǔ)的響應(yīng)信號(hào)的直達(dá)聲成分的頻率特性。 具體地說，通過對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行傅立葉變換，以與ST5相同的方式把在對(duì)應(yīng)于直達(dá)聲成分的開始10到30毫秒的范圍中的數(shù)據(jù)提取來計(jì)算頻率特性。對(duì)每個(gè)揚(yáng)聲器執(zhí)行該計(jì)算。在ST7，測(cè)量所存儲(chǔ)的響應(yīng)信號(hào)的間接聲成分的聲級(jí)。具體地說，跳過在對(duì)應(yīng)于直達(dá)聲成分的開始10到30毫秒的范圍中的數(shù)據(jù)，而對(duì)在開始10到30毫秒之后的100毫秒期間的數(shù)據(jù)計(jì)算其積分值的聲級(jí)，隨后計(jì)算該聲級(jí)的時(shí)間平均值。對(duì)每個(gè)揚(yáng)聲器執(zhí)行該平均值的計(jì)算。在ST8，在所存儲(chǔ)的響應(yīng)信號(hào)之中計(jì)算間接聲成分的頻率特性。以與ST7相同的方式，跳過在對(duì)應(yīng)于直達(dá)聲成分的開始10到30毫秒的范圍中的數(shù)據(jù)，而通過對(duì)在隨后 100毫秒期間的數(shù)據(jù)執(zhí)行傅立葉變換來計(jì)算頻率特性。對(duì)每個(gè)揚(yáng)聲器執(zhí)行該計(jì)算。在ST9，從ST5到ST8的計(jì)算值被作為一組參數(shù)來存儲(chǔ)。另外，獲得直達(dá)聲成分與間接聲成分之間的比，并且對(duì)L、R、RL、RR的每一個(gè)來存儲(chǔ)該比(使用該值來調(diào)節(jié)聲級(jí)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(jì)算可對(duì)每一個(gè)揚(yáng)聲器執(zhí)行。另外，除了 ST3和ST4以外，從ST3到ST8的整個(gè)步驟也都可對(duì)每一個(gè)揚(yáng)聲器重復(fù)地執(zhí)行。8/9頁<由控制器進(jìn)行的頻率特性補(bǔ)償方法的描述>濾波器401到404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(cè)量的試聽室101中每個(gè)揚(yáng)聲器的頻率濾波器的反向?yàn)V波器都被設(shè)置為均衡器增益。頻率特性由聲場(chǎng)測(cè)量單元171 測(cè)量。然而，當(dāng)多聲道聲音信號(hào)的L、R、C、LS、RS聲音信號(hào)(下文稱為“直接信號(hào)”)的頻率特性被調(diào)節(jié)時(shí)，該頻率特性會(huì)變得平坦。然而，這些信號(hào)會(huì)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(bǔ)償該傾角時(shí)，所述頻率特性會(huì)變得平坦。然而，用戶U會(huì)感到該聲音不悅耳或不自然(難聽)。因此，優(yōu)選的是本實(shí)施例的聲場(chǎng)控制裝置10對(duì)用于調(diào)節(jié)混響模擬信號(hào)的頻率特性的濾波器91到94分配了補(bǔ)償直接信號(hào)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?qǐng)D4，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(duì)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(yáng)聲器M輸出的混響模擬信號(hào)。(STll)使用聲場(chǎng)測(cè)量單元171來測(cè)量在從Lch傳送來的聲場(chǎng)之中的直達(dá)聲成分的頻率特性。該操作對(duì)應(yīng)于在圖3中所示的ST6的操作。(ST12)計(jì)算從STll獲得的頻率特性的反向?yàn)V波器，并且調(diào)節(jié)其增益使得該增益的最小值設(shè)置成OdB。(ST13，ST14)把從ST12獲得的增益分配給濾波器401和濾波器91。對(duì)于從ST12 獲得的直接信號(hào)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(STU)。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(chǎng)控制裝置10的輸出時(shí)，分配濾波器91的均衡器增益來使得在收聽位置的直達(dá)聲成分的每一個(gè)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OdB，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(shí)，通過調(diào)節(jié)關(guān)于混響模擬信號(hào)的頻率特性，補(bǔ)足了關(guān)于直接信號(hào)的頻率特性調(diào)節(jié)量的減少量。因此，減小了直達(dá)聲的音質(zhì)變化，而聽者聽到的聲音的直達(dá)聲成分也會(huì)比較自然。(ST16)通過使用聲場(chǎng)測(cè)量單元171，在從Lch傳送來的聲場(chǎng)之中測(cè)量間接聲成分的頻率特性。該操作對(duì)應(yīng)于在圖3中所示的ST8的操作。(ST17)計(jì)算從STll獲得的頻率特性的反向?yàn)V波器，隨后調(diào)節(jié)增益來使得最小增益值被設(shè)置到OdB。(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(jì)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OdB。<根據(jù)控制器的頻率特性補(bǔ)償方法的補(bǔ)充說明>Lch的設(shè)置在對(duì)應(yīng)于圖4的描述中進(jìn)行了描述。類似地對(duì)濾波器402和濾波器92 設(shè)置調(diào)節(jié)量，其中濾波器402用于對(duì)Rch和布置在Rch上方的FRch的頻率特性進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，在RLch揚(yáng)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(yáng)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(shí)施例的聲場(chǎng)控制單元的補(bǔ)充說明>另外，多聲道聲音信號(hào)被直接輸入到前輸入信號(hào)合成單元44和環(huán)繞輸入信號(hào)合成單元48。然而，該信號(hào)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(chǎng)被分成環(huán)繞聲場(chǎng)和前聲場(chǎng)，因此根據(jù)本實(shí)施例的聲場(chǎng)控制單元獨(dú)立地包括前聲場(chǎng)形成單元52和環(huán)繞聲場(chǎng)形成單元56。然而，劃分聲場(chǎng)的方法和控制聲場(chǎng)的方法并沒有限制?？稍诿恳粋€(gè)聲場(chǎng)提供聲場(chǎng)形成單元(等價(jià)于環(huán)繞聲場(chǎng)形成單元56)。例如，對(duì)于每一個(gè)揚(yáng)聲器來測(cè)量聲場(chǎng)，并且可提供具有功能與環(huán)繞聲場(chǎng)形成單元相同的聲場(chǎng)形成單元。另外，可以通過監(jiān)控音源來動(dòng)態(tài)地執(zhí)行前輸入信號(hào)合成單元44的合成、環(huán)繞輸入信號(hào)合成單元48的合成比以及添加權(quán)重。雖然已針對(duì)特殊優(yōu)選的實(shí)施例說明和描述了本發(fā)明，但對(duì)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(qǐng)基于2006年4月觀日提交的日本專利申請(qǐng)2006-U6870，其內(nèi)容被結(jié)合在此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種聲場(chǎng)控制裝置，其用于把音頻信號(hào)供給多個(gè)安置在一個(gè)空間中的揚(yáng)聲器來在該空間中形成聲場(chǎng)，該裝置包括測(cè)量裝置，其用于測(cè)量從所述揚(yáng)聲器輸出、從所述空間的墻面反射、并到達(dá)收聽位置的各個(gè)間接聲的聲級(jí)，并且測(cè)量從所述揚(yáng)聲器輸出的直接到達(dá)收聽位置的直達(dá)聲的聲級(jí)，還用于測(cè)量從所述揚(yáng)聲器輸出的直接到達(dá)收聽位置的聲音的頻率特性；混響應(yīng)用裝置，其根據(jù)所述音頻信號(hào)產(chǎn)生用于加強(qiáng)所述間接聲的混響模擬信號(hào)；混響均衡調(diào)節(jié)裝置，其根據(jù)從所述揚(yáng)聲器輸出的間接聲和直達(dá)聲的聲級(jí)來控制所述混響模擬信號(hào)的電平并把控制后的混響模擬信號(hào)供給對(duì)應(yīng)揚(yáng)聲器，以使得間接聲和混響模擬信號(hào)合成后的各個(gè)電平在揚(yáng)聲器之間得到均衡；以及濾波器，其以用于對(duì)所測(cè)量頻率特性的一部分或全部進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臑V波器特性來對(duì)所述混響模擬信號(hào)進(jìn)行濾波，以把濾波后的混響模擬信號(hào)供給所述揚(yáng)聲器。
2.如權(quán)利要求1所述的聲場(chǎng)控制裝置，其用于把輸入的多聲道音頻信號(hào)分別供給不同的揚(yáng)聲器；并且其中提供與所述多聲道音頻信號(hào)的聲道數(shù)量一樣多的所述測(cè)量裝置和所述濾波器。
3.如權(quán)利要求2所述的聲場(chǎng)控制裝置，其中所述混響應(yīng)用裝置根據(jù)通過對(duì)所述多聲道音頻信號(hào)的一部分或全部進(jìn)行合成所獲得的信號(hào)來產(chǎn)生混響模擬信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的聲場(chǎng)控制裝置，其中所述濾波器被設(shè)置成具有對(duì)所測(cè)量頻率特性的一部分進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臑V波器特性；并且其中所述聲場(chǎng)控制裝置還包括直達(dá)聲濾波器，其以對(duì)所測(cè)量頻率特性的一部分進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臑V波器特性來調(diào)節(jié)所述音頻信號(hào)的頻率特性。
全文摘要
一種聲場(chǎng)控制裝置，其用于把音頻信號(hào)供給多個(gè)安置在空間中的揚(yáng)聲器來在該空間中形成聲場(chǎng)，該聲場(chǎng)控制裝置包括測(cè)量單元，其用于測(cè)量從揚(yáng)聲器輸出、從該空間的墻面反射、并到達(dá)收聽位置的各個(gè)間接聲的聲級(jí)；混響應(yīng)用單元，其根據(jù)該音頻信號(hào)產(chǎn)生用于加強(qiáng)間接聲的混響模擬信號(hào)；和混響均衡調(diào)節(jié)單元，其根據(jù)從揚(yáng)聲器輸出的間接聲的聲級(jí)來控制混響模擬信號(hào)的電平并把控制后的混響模擬信號(hào)供給對(duì)應(yīng)揚(yáng)聲器，以使得間接聲和混響模擬信號(hào)合成后的各個(gè)電平在揚(yáng)聲器之間得到均衡。
文檔編號(hào)H04S7/00GK102387460SQ20111027641
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者增田克彥, 片山真樹, 竹下健一朗 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社