聲場調(diào)整濾波器及聲場調(diào)整裝置以及聲場調(diào)整方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在音響信號(hào)上賦予特定的聲場特性，在由立體聲揚(yáng)聲器產(chǎn)生的播 放聲場中提供良好聽感的聲場調(diào)整濾波器及聲場調(diào)整裝置以及聲場調(diào)整方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以前，提出了一種聲場生成裝置，它通過用聆聽者的兩耳間相關(guān)系數(shù)定量地表現(xiàn) 音樂的擴(kuò)張感提供一種能夠感知良好的擴(kuò)張感的播放聲場（參照專利文獻(xiàn)1)。該聲場生成 裝置對(duì)一個(gè)輸入信號(hào)采用第1、第2 -對(duì)處理電路實(shí)施混響音效處理，用第1濾波器對(duì)從第 1處理電路輸出的信號(hào)賦予規(guī)定的振幅特性，用第2濾波器對(duì)從第2處理電路輸出的信號(hào)賦 予規(guī)定的振幅特性，從第1處理電路輸出的信號(hào)、從第1濾波器輸出的信號(hào)以及地2濾波器 的反轉(zhuǎn)輸出信號(hào)用第1加法器相加，另一方面，從第2處理電路輸出的信號(hào)、從第1以及第 2濾波器輸出的信號(hào)用第2加法器相加，第1揚(yáng)聲器靠從第1加法器輸出的加算信號(hào)鳴響， 第2揚(yáng)聲器靠從第2加法器輸出的加算信號(hào)鳴響。將第1以及第2濾波器的振幅特性調(diào)整 成使相對(duì)窄帶平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的兩耳間相關(guān)系數(shù)的頻率特性近似于擴(kuò)散聲場（混響室），放 大限于左右揚(yáng)聲器間的聲像。
[0003] 專利文獻(xiàn)1 :特開平08-130799號(hào)公報(bào)
[0004] 在上述以往的聲場生成裝置中，是通過反射音發(fā)生電路和相關(guān)系數(shù)控制電路進(jìn)行 兩耳間相關(guān)系數(shù)的控制。因?yàn)槭峭ㄟ^在原聲上另外加上反射音調(diào)整相關(guān)系數(shù)，所以從作為 目標(biāo)的聲場和音質(zhì)偏離。另外，由于是在整個(gè)頻帶上讓兩耳間相關(guān)系數(shù)近似于擴(kuò)散聲場，因 而硬件負(fù)擔(dān)大難以提供便宜的裝置。進(jìn)而，在振動(dòng)板共用的板式揚(yáng)聲器中，對(duì)于中高音域頻 帶的音響信號(hào)如圖7所示，發(fā)生與根據(jù)輸入到一個(gè)聲道的音響信號(hào)從該聲道的揚(yáng)聲器輸出 的聲壓級(jí)相比，存在另一聲道的聲壓級(jí)提高的逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象的特定的頻域A，擾亂由板式揚(yáng)聲器 輸出生成的聲場。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 因而，本發(fā)明的目的在于提供一種使聆聽者兩耳間相關(guān)系數(shù)能夠容易近似于與聆 聽者喜好的聲場對(duì)應(yīng)的值，進(jìn)而適合于板式揚(yáng)聲器的簡易且便宜的裝置以及音響處理方 法。
[0006]在本發(fā)明中，為了解決上述問題，在向左右一對(duì)的立體聲揚(yáng)聲器2輸出的音響信 號(hào)上賦予加上特定的聲場特性的聲場調(diào)整信號(hào)的聲場調(diào)整濾波器5中具備左右一對(duì)的濾 波器電路群5L、5R，它們分別接受左右兩聲道的音響信號(hào)，將音響信號(hào)的規(guī)定頻帶分割成多 個(gè)頻帶，對(duì)各分割頻帶的每個(gè)調(diào)整時(shí)間延遲以及聲壓級(jí)，對(duì)音響信號(hào)的整個(gè)頻帶通過協(xié)同 設(shè)定所希望的脈沖應(yīng)答，生成與左右聲道對(duì)應(yīng)的聲場調(diào)整信號(hào)，分別相互輸出到另一聲道。 通過調(diào)整每個(gè)頻帶的通過特性，對(duì)聆聽者來說可以感知能夠改變固定在規(guī)定位置上的一對(duì) 揚(yáng)聲器2、2的展開角的虛擬揚(yáng)聲器2'，2'，向能夠感知與聽者的喜好相應(yīng)的聽感的兩耳間 相關(guān)系數(shù)進(jìn)行近似。
[0007] 對(duì)于共用振動(dòng)板7a的板式揚(yáng)聲器7具備左右一對(duì)分離濾波器10L、10R，它在中高 音域頻帶的音響信號(hào)中，分離發(fā)生與根據(jù)輸入到一個(gè)聲道的音響信號(hào)從該聲道的揚(yáng)聲器7 輸出的聲壓級(jí)相比，另一個(gè)聲道的聲壓級(jí)提高的逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象的特定的頻域A并輸出到另一聲 道，根據(jù)從該分離濾波器10L、10R輸出的音響信號(hào)，濾波器電路群5L、5R生成聲場調(diào)整信 號(hào)。
[0008] 具備降低濾波器16L、16R，降低逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象發(fā)生的特定的頻域A的聲壓級(jí)，分配以恢 復(fù)輸出到低聲壓級(jí)的頻域A的方式在濾波器電路群5L、5R中調(diào)整了聲壓級(jí)的通過特性。
[0009] 構(gòu)成濾波器電路群5L、5R的多個(gè)濾波器電路50a、50b……50n為了調(diào)整通過特性， 分別具備：分割為多個(gè)頻帶的帶通濾波器51a、51b……51n ;附加分割頻帶的追加時(shí)間延 遲的時(shí)間延遲設(shè)定單元52a、52b......52n ;賦予分割頻帶的規(guī)定增益的增益設(shè)定單元53a、 53b......53n〇
[0010] 在降低濾波器16L、16R中的特定的頻域A的追加增益設(shè)定為濾波器電路群5L、5R 中的特定頻域A的增益k的倒數(shù)1/k。
[0011] 具備在音響信號(hào)上附加為了生成聲場調(diào)整信號(hào)所需要的延遲時(shí)間的延遲電路6L、 6R;在音響信號(hào)上附加聲場調(diào)整信號(hào)，輸出到立體聲揚(yáng)聲器2、2 -側(cè)的計(jì)算輸出器4L、4R， 構(gòu)成使用聲場調(diào)整濾波器5的聲場調(diào)整裝置1。
[0012] 在本發(fā)明中，能夠容易只以虛擬揚(yáng)聲器的展開角的改變調(diào)整聆聽者相對(duì)立體聲揚(yáng) 聲器的兩耳間相關(guān)系數(shù)，不僅生成擴(kuò)散聲場，而且能夠向感知與聆聽者的喜好一致的聲場 的值進(jìn)行近似，因此軟件上的負(fù)荷小，因而能夠用簡易的裝置便宜地提供。
[0013] 另外，具有的優(yōu)點(diǎn)是可以在左右聲道的振動(dòng)板共用的板式揚(yáng)聲器中進(jìn)行調(diào)整，而 不會(huì)因特有的聲壓級(jí)的逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象擾亂聲場。
【附圖說明】
[0014] 圖1是涉及本發(fā)明的聲場調(diào)整裝置的方框圖。
[0015] 圖2是聲場調(diào)整濾波器的概念圖。
[0016] 圖3是聲場調(diào)整的說明圖。
[0017] 圖4是相對(duì)頻率的揚(yáng)聲器展開角的對(duì)應(yīng)表。
[0018] 圖5是涉及其他實(shí)施例的聲場調(diào)整裝置的方框圖。
[0019] 圖6是進(jìn)一步涉及其他實(shí)施例的聲場調(diào)整裝置的方框圖。
[0020] 圖7是表示板式揚(yáng)聲器的頻率特性的曲線圖。
[0021] 圖8是表不兩耳間相關(guān)系數(shù)相對(duì)頻率的變化的曲線圖。
[0022] 圖9是在兩耳間相關(guān)系數(shù)相對(duì)頻率的變化中進(jìn)行聲場調(diào)整的信號(hào)處理有無的比 較的曲線。
[0023] 符號(hào)說明
[0024]1 :聲場調(diào)整裝置
[0025] 2 :揚(yáng)聲器
[0026]3L:輸入端子
[0027] 3R:輸入端子
[0028] 4L:計(jì)算輸出器
[0029] 4R :計(jì)算輸出器
[0030] 5 :聲場調(diào)整濾波器
[0031] 5L:濾波器電路群
[0032] 5R:濾波器群電路
[0033] 6L:延遲電路
[0034] 6R:延遲電路
[0035] 7 :揚(yáng)聲器
[0036] 7a:振動(dòng)板
[0037] 8 :聲場調(diào)整裝置
[0038] 9 :聲場調(diào)整濾波器
[0039] 10L :分離濾波器
[0040] 10R :分離濾波器
[0041] 11L:計(jì)算輸出器
[0042] 11R:計(jì)算輸出器
[0043] 12L :提取濾波器
[0044] 12R :提取濾波器
[0045] 13L :透過濾波器
[0046] 13R :透過濾波器
[0047] 14:聲場調(diào)整裝置
[0048]15 :聲場調(diào)整濾波器
[0049] 16L:降低濾波器
[0050] 16R:降低濾波器
[0051] 50a,50b......50n :濾波器電路
[0052] 51a、51b......51n :帶通濾波器
[0053] 52a、52b......52n :時(shí)間延遲設(shè)定單元
[0054] 53a、53b......53n :增益設(shè)定單元
[0055] 54 :反轉(zhuǎn)器
【具體實(shí)施方式】
[0056] 參照【附圖說明】本發(fā)明實(shí)施方式。
[0057] 如圖1所不，向左右獨(dú)立的一對(duì)立體聲揚(yáng)聲器2輸出音響信號(hào)的聲場調(diào)整裝置1 具備：與左右各聲道對(duì)應(yīng)的輸入端子3L、3R，計(jì)算輸出器4L、4R以及聲場調(diào)整濾波器5、延遲 電路6L、6R。向輸入端子3L、3R輸入經(jīng)過數(shù)字化的音響信號(hào)。但是，也可以設(shè)置成這樣的構(gòu) 成，音響信號(hào)處理裝置1內(nèi)置AD變換器，將輸入的模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)。
[0058] 聲場調(diào)整濾波器5用與左右通道對(duì)應(yīng)的一對(duì)濾波器電路群5L、5R構(gòu)成。一個(gè)濾波 器電路群5L將輸入到左聲道的輸入端子3L的音響信號(hào)生成為聲場調(diào)整信號(hào)，輸出到右聲 道的計(jì)算輸出器4R。計(jì)算輸出器4R將通過了延遲電路6R的右聲道的音響信號(hào)，和用聲場 調(diào)整濾波器5L生成的聲場調(diào)整信號(hào)相加并輸出。同樣，另一個(gè)濾波器電路群5R將輸入到 右聲道的輸入端子3R的音響信號(hào)生成為聲場調(diào)整信號(hào)，輸出到左聲道的計(jì)算輸出器4L。計(jì) 算輸出器4L將通過了延遲電路6L的左聲道的音響信號(hào)，和用濾波器電路群5R生成的聲場 調(diào)整信號(hào)相加并輸出。延遲電路6L、6R將用聲場調(diào)整濾波器5L、5R的聲場調(diào)整信號(hào)生成的 延遲時(shí)間附加在音響信號(hào)上。
[0059] 構(gòu)成聲場調(diào)整濾波器5的濾波器電路群5L、5R如圖2所示具備多個(gè)濾波器電路 50a,50b……50n。這些濾波器電路50a、50b……50n具備協(xié)同覆蓋所希望的頻帶的帶通濾 波器51a、51b......51c，在各帶通濾波器51a、51b......51n上附加規(guī)定的追加時(shí)間延遲t 1、 t 2……Tn的時(shí)間延遲設(shè)定單元52a、52b……52n，附加規(guī)定的追加增益K1……Kn的增益 設(shè)定單元53a、53b……53n。濾波器電路50a、50b……50n的各頻帶的合成輸出的相位用反 轉(zhuǎn)器54反轉(zhuǎn)。濾波器電路群5L、5R的脈沖響應(yīng)經(jīng)由時(shí)間延遲設(shè)定單元52a、52b……52n， 以及增益設(shè)定單元53a、53b......53n在各帶通濾波器51a、51b......51n的每個(gè)頻帶上進(jìn)行調(diào) 整合計(jì)，可以設(shè)定所希望的通過特性。
[0060] 而且，濾波器電路群5L、5R也可以適用和上述具有同樣的脈沖響應(yīng)的FIR濾波器。
[0061] 可是，由立體聲揚(yáng)聲器展現(xiàn)的播放聲場的良好空間擴(kuò)張感能夠通過近似于在修整 音響環(huán)境的混響室（擴(kuò)散聲場）中的聆聽者的收聽位置的兩耳間相關(guān)系數(shù)實(shí)現(xiàn)。但是，兩 耳間相關(guān)系數(shù)在將一般的左右揚(yáng)聲器配置在展開角（以聆聽者為中心的各揚(yáng)聲器的方向 角％ P)60°的播放聲場中，如圖9的三角點(diǎn)所示，特別是對(duì)于擴(kuò)散聲場的兩耳間相關(guān)系數(shù)， 在大于等于中音域中和擴(kuò)散聲場自身相比（圖9的虛線）有大的不同。因而，通過將頻帶 分割成窄帶，對(duì)每個(gè)窄帶上各自調(diào)整兩耳間相關(guān)系數(shù)，來近似擴(kuò)散聲場的兩耳間相關(guān)系數(shù) (圖9的