专利名称：声音映像控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种声音映像控制系统，尤其涉及通过从多个扬声器中回放音频信号，控制声音映像定向位置的一种声音映像控制系统。
背景技术：
近几年来，盛行以DVD为代表的多通道声音回放系统。然而，居住条件常常不允许安装5个或6个扬声器。因此，研制了一种使用所谓虚拟回放方法的声音映像控制系统，该系统实现带有左声道和右声道扬声器的环绕信号的虚拟回放。
同样，特别在用于汽车声响设备的声音映像控制系统中，由于反射，回响和驻波相当大的影响，汽车内窄小空间内的扬声器安装受到限制。在汽车内部这样窄小的空间内，通常很难自由地定位声音映像。然而，还有一种将包含在音乐内的声音等定位在乘客的前中心位置的强烈的需求。为了满足上述的需求，如下面描述的一种声音映像控制系统已在研制过程中。
在下文中，将参考附图描述传统的声音映像控制系统。图47是一张示图，示出传统声音映像控制系统的结构。在图47中，安装在车辆上601内的声音映像控制系统包括声音源61；信号处理部分62；FR扬声器621，放置在车辆601右前门；和FL扬声器622，放置在车辆601左前门。声音处理部分62含有控制滤波器63和64。
下面描述图47所示的声音映像控制系统的工作原理。来自声音源61的信号在信号处理部分62中进行处理，并从FR扬声器621和FL扬声器622中叵放。控制滤波器63控制来自声音源61的右声道信号，而控制滤波器64控制来自声音源61的左声道信号。信号处理部分62进行信号处理，以使来自FR扬声器621的声音定位在目标声音源631的位置上，并使来自FL扬声器622的声音定位在目标声音源632的位置上。特别地，按如下方法控制信号处理部分62的控制滤波器63和64。即，假定听众A的中心位置(图47所示的小十字)是一个控制点，从FR扬声器621到控制点的传输特性为FR，从FL扬声器622到控制点的传输特性为FL，从目标声音源631到控制点的传输特性为G1，而从目标声音源632到控制点的传输特性为G2，信号处理部分62内各自的控制滤波器63和64的特性HR和HL由下列表达式表示。
HR＝G1/FRHL＝G2/FL满足上述表达式的特性(HR和HL)允许FR扬声器受控制，以便在目标声音源631位置上回放声音，并允许扬声器622也受控制，以便在目标声音源632的位置回放声音。结果，对左声道信号和右声道信号的公共中间部分定位在虚拟目标声音源631和632之间。即，听众A将声音映像定位在前目标声音源635位置上。
然而，图47所示的传统系统只有一个控制点，结果，作为感觉机构的右耳和左耳之间的差别不能控制，因此存在一种有限声音映像定向效应。此外，实际使用中的大多数声音映像控制系统只能用于纠正FR扬声器621和FL扬声器622之间的时间延迟，因此，并不能真正实现虚拟的目标声音源631和632。
另一方面，已经研制了通过将双耳设置为控制点进行声音映像控制的一种声音映像控制系统，作为家用的声音映像控制系统。然而，在上述的声音映像控制系统中，假设控制点的个数为2个，即，将单个听众的2个耳朵假设为控制点。因此，上述的声音映像控制系统不能同时对两个听众进行声音映像控制。
发明内容
因此，本发明的一个目标是提供一种声音映像控制系统，该系统能同时对至少两个听众的耳朵进行声音映像控制。
本发明还有下列的特点，以达到上述的目标。本发明指向用于通过从多个扬声器回放音频信号，控制声音映像定向位置的一种声音映像控制系统。该声音映像控制系统包括至少4个扬声器，用于回放音频信号；和信号处理部分，用于将相应于第一个和第二个听众的耳朵位置的4个点设置为控制点，并对作为输入到至少4个扬声器中的每个扬声器的音频信号进行信号处理，以便产生第一个和第二个目标声音源的位置。第一个和第二个目标声音源的位置是分别由第一个和第二个听众感觉到的声音映像定向位置，这样第一个目标声音源的位置是在从第一个听众延伸向第二个听众的相对于第一个听众的方向上，并按某一预定的方位角倾斜，而第二个目标声音源的位置是在从第一个听众延伸向第二个听众的相对于第二个听众的方向上，并按某一预定的方位角倾斜。例如在图7中，“第一个目标声音源的位置”和“第二个目标声音源的位置”将分别相应于目标声音源32和目标声音源31，而“第一个听众”和“第二个听众”将分别相应于听众B和听众A。在图7中，相对于听众B的目标声音源32的方向按与相对于听众B的目标声音源31的方向的相同方位角倾斜，也就是，这两个方向是平行的(如同下面的较佳实施例章节中进一步描述的)。控制第一个和第二个目标声音源的位置，以使从第二个听众到第二个目标声音源的位置的距离比从第一个听众到第一个目标声音源的位置的距离更短。
按照本发明，有可能设置能够实现的一个目标声音源的位置，由此，允许将相应于两个听众耳朵的四个点设置为控制点。即，有可能允许两个听众按相同方式定位声音映像，并能听到相同音质的声音。
在上述声音映像控制系统中，当假定将两个目标声音源的位置设置成与相对于各自听众的正前方向构成一个θ度的夹角，第一个和第二个听众之间的距离假定为x，速度假定为P，并且从第一个和第二个目标声音源的位置到它们的相应听众的控制点的传输时间假定为T1，T2，T3，和T4，按离各自目标声音源的位置的距离增加次序排列。可以设置两个目标声音源的位置，以使满足下列条件，T1＜T2＜＝T3(＝T2+Xsinθ/P)＜T4。
同样，信号处理部分也可中止将音频信号输入到多个扬声器中的一个扬声器，该扬声器放置在相对于第一个和第二听众之间的中心位置的，与第一个和第二个目标声音源的位置相对的对角位置上。特别地，在将目标声音源的位置放置在相对于上述中心位置右前方的情况下(见图16)，放置在相对于第一个和第二个听众之间的中心位置的，与第一个和第二个目标声音源的位置相对的对角位置上的扬声器是一个放置在相对于上述中心位置左后方的扬声器。另一方面，在将目标声音源的位置设置在相对于上述中心位置左后方的情况下(见图18)，放置在相对于上述中心位置的，与第一个和第二个目标声音源的位置相对的对角位置上的扬声器是一个放置在相对于上述中心位置右前方的扬声器。
结果，有可能减少声音映像控制系统中所需的扬声器个数。同样，可减少经受信号处理的信号个数，由此，有可能减少在信号处理过程中的计算量。
更进一步，当2个目标声音源的位置设置在各自听众的正前方时，信号处理部分可以中止将音频输入到多个扬声器中的一个扬声器，该扬声器放置在各自听众的背后位置。也在这种情况，有可能减少声音映像控制系统所需的扬声器个数。
此外，信号处理部分可以包括频率分割部分，低频处理部分，和高频处理部分。这里，频率分割部分将音频信号分成相对于某一预频率的低频成分和高频成分。低频处理部分对音频信号的低频成分进行处理，并在那里输出处理过的信号，该低频信号输入到多个扬声器中的每个扬声器。高频信号处理部分将音频信号的高频成分输入到离第一个和第二个目标声音源的位置之间的中心位置最近一个扬声器，以使该处理过的信号相位与通过低频处理部分输入到多个扬声器的信号相位相同。
结果，仅对声音映像定位控制有效的低频成分进行信号处理，由此，有可能减少在信号处理过程中的计算量。
更进一步，当放置在第一个和第二个听众之间的中心位置正前方的一个高音扬声器包含在多个扬声器中时，即，当第一个和第二个目标声音源的位置设置在各自听众的正前方时，高频处理部分可以将音频信号的高频成分输入到该高音扬声器。
结果，有可能将该高音扬声器用作放置在两个听众之间的中心位置正前方的一个CT扬声器(见图1)，从而，使CT扬声器的尺寸减少。这在声音映像控制系统应用于车辆中的情况下尤其有效。
此外，放置中车辆内的多个扬声器中的至少一个扬声器可以位置在后排座位边，并且第一个和第二个听众坐在在车辆的前排座位。当对多通道的一个音频信号进行信号处理时，放置在车辆内的信号处理部分将所有通道的音频信号输入到放置在后排座位边的至少一个扬声器，没进行信号处理。
结果，在将声音映像控制系统安装在车辆内的情况下，有可能给前排和后排座位上的听众提供高质量的声音。
当连同参考附图时，从本发明的下列的详细描述中将会更明白本发明的这些和其他目标，特点，方面和优点。
图1是例图，示出按照本发明第一实施例的一种声音映像控制系统；图2是一张框图，示出图1所示的信号处理部分2的内部结构；图3是例图，示出一种给从目标声音源31和32到各自听众A和听众B提供相同传输特性的情况；图4A是线图，示出本发明第一实施例中的传输特性GR的时间特性(脉冲响应)；图4B是线图，示出本发明第一实施例中的传输特性GL的时间特性(脉冲响应)；图4C是线图，示出本发明第一实施例中的传输特性GR的幅频特性(传递函数)；图4D是线图，示出本发明第一实施例中的传输特性GL的幅频特性(传递函数)；图5是例图，示出一个扬声器30实际放置在目标声音源31和32邻近区域的一种情况；图6是例图，示出一种用于设置本发明的一个目标声音源的方法；
图7是例图，示出从目标声音源31和32到听众A和B各自中心位置的传输途径；图8是例图，示出使用本发明第一实施例中的一种适配(adaptive)滤波器，获得滤波系数的一种方法；图9是例图，示出CT信号的声音映像同时定位在听众A和B各自正前方的一种情况；图10是例图，示出扬声器30实际放置在听众A(或听众B)的正前方的一种情况；图11是例图，示出进行声音映像定向控制，以使来自SL扬声器24的声音定位在SL扬声器24的实际位置左侧的位置上的一种情况；图12是例图，示出扬声器30实际放置在目标声音源31和32附近区域的一种情况；图13是例图，示出本发明第一实施例中的一种目标声音源设置方法，该方法考虑到因果关系；图14是例图，示出5个信号相结合的情况；图15是例图，示出给听众A和B提供单个目标声音源的情况，该目标声音源设置在离听众A和B等距离的位置上；图16是例图，示出对本发明第二实施例的FR信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统；图17是例图，示出对本发明第二实施例的CT信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统；图18是例图，示出对本发明第二实施例的SL信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统；图19是例图，示出例如对本发明第二实施例的CT信号进行声音映像定向控制的声音映像控制系统的整体结构；
图20是例图，示出按照本发明第三实施例的一种声音映像控制系统；图21是例图，示出本发明第三实施例的信号处理部分2的内部结构；图22是例图，示出对本发明第三实施例中的输入信号高频部分进行强度控制的情况中的信号处理部分2的内部结构；图23是例图，示出对本发明第三实施例的CT信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统；图24是例图，示出对本发明第三实施例的CT信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统；图25是例图，示出对本发明第三实施例的SL信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统；图26是例图，示出本发明第三实施例的信号处理部分2的内部结构；图27是例图，示出在扬声器放置在与图20和23到25所示位置不同位置的情况下，对SL信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统；图28是例图，示出在本发明第四实施例中，对CT信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统；图29是例图，示出本发明第四实施例的信号处理部分2的内部结构；图30是例图，示出将CT信号的目标声音源的位置设置在本发明第三实施例中的显示器500位置上的情况；图31是例图，示出将声音映像定位在图30所示目标声音源的位置上的信号处理部分2的内部结构；图32是例图，示出按照本发明第五实施例的一种声音映像控制系统的概况；图33是例图，示出本发明第五实施例的信号处理部分2的结构；
图34是例图，示出按照本发明第六实施例的一种声音映像控制系统的概况；图35是例图，示出本发明第六实施例的信号处理部分2的结构；图36是例图，示出按照本发明第六实施例，在其他听众坐在后排座位情况下的一种声音映像控制系统的概况；图37是例图，示出用于使用本发明第六实施例的适应滤波器，获得滤波系数的一种方法；图38是例图，示出在考虑到坐在后排座位的其他听众的情况中，信号处理部分2的结构；图39是例图，示出按照第六实施例的，在将WF信号的控制点个数减少到两个的情况中的一种声音映像控制系统的概况；图40是例图，示出本发明第六实施例的信号处理部分2的另一种结构；图41是例图，示出按照本发明第七实施例的一种声音映像控制系统的结构；图42是例图，示出多通道线路3的示范性结构；图43是例图，示出本发明第七实施例的信号处理部分2的示范性结构；图44A是线图，示出本发明第八实施例中传输特性GR的时间特性(脉冲响应)；图44B是线图，示出本发明第八实施例中传输特性GL的时间特性(脉冲响应)；图44C是线图，示出本发明第八实施例中传输特性GR的频率特性(传递函数)；图44D是线图，示出本发明第八实施例中传输特性GL的频率特性(传递函数)；
图45A是线图，示出本发明第八实施例中传输特性GR的时间特性(脉冲响应)；图45B是线图，示出本发明第八实施例中传输特性GL的时间特性(脉冲响应)；图45C是线图，示出本发明第八实施例中传输特性GR的幅频特性(传递函数)；图45D是线图，示出本发明第八实施例中的传输特性GL的幅频特性(传递函数)；图46A是线图，示出本发明第八实施例中驾驶员座位左耳边的声音映像控制效应(幅度特性)；图46B是线图，示出本发明第八实施例中驾驶员座位右耳边的声音映像控制效应(幅度特性)；图46C是线图，示出本发明第八实施例中乘客座位左耳边的声音映像控制效应(幅度特性)；图46D是线图，示出本发明第八实施例中乘客座位右耳边的声音映像控制效应(幅度特性)；图46E是线图，示出本发明第八实施例中乘客座位的声音映像控制效应(表示右耳和左耳之间差异的相位特性)；图46F是线图，示出本发明第八实施例中的驾驶员座位的声音映像控制效应(表示右耳和左耳之间差异的相位特性)；图47是例图，示出一种传统的声音映像控制系统的整体结构。
具体实施例方式
(第一实施例)图1是例图，示出按照本发明第一实施例的一种声音映像控制系统。图1所示的声音映像控制系统包括DVD播放机1，是声音源；信号处理部分2；CT扬声器20，FR扬声器21；FL扬声器22；SR扬声器23，SL扬声器24；听众A的目标声音源31；和听众B的目标声音源32。
DVD播放机1输出，例如，5通道的音频信号(CT信号，FR信号，FL信号，SR信号，和SL信号)。信号处理部分2对从DVD播放机1输出的信号进行信号处理，下面将描述该信号处理过程。CT信号由信号处理部分2进行信号处理，并输入到5个扬声器。即，在信号处理时，对CT信号进行5种不同的滤波处理，并将处理过的CT信号输入到各自的5个扬声器。如同用CT信号的情况，按类似方式对其他信号进行信号处理，并将处理过的信号输入到5个扬声器。
图1示出听众A和B，扬声器20到24，及目标声音源31和32的位置关系。如图1所示，在第一实施例中，CT扬声器32放置在听众A和B中心位置的正前方。FR扬声器21和FL扬声器22分别放置在上述中心位置的右前方和左前方。注意，FR扬声器21和FL扬声器22是对称放置的。SR扬声器23和SL扬声器24分别放置在上述中心位置的右后方和左后方。注意SR扬声器23和SL扬声器24是对称放置的。在第一实施例中，按上所述放置5个扬声器。然而，在另一个实施例中，可以将5个扬声器放置在不同的位置。此外，在另一个实施例中，可以放置多于5个扬声器。
图2是一张框图，示出图1所示的信号处理部分2的内部结构。图2所示的结构包括滤波器100到109，以及加法器200到209。
在下文中，将参考图1和2描述声音映像控制系统的工作原理。在该实施例中，将相应于听众A和B的耳朵位置的四个点(图1所示的AR，AL，BR，和BL)假定为控制点。也作为例子，描述一种情况设置目标声音源31和32，以使FR信号的声音映像定位在相对于FR扬声器21实际位置的右侧位置。将两个目标声音源的位置，即目标声音源31和32的位置，设置在离各自的两个听众的相同方向上。信号处理部分2对来自DVD播放机1的FR信号进行信号处理，并分别从CT扬声器20，FR扬声器21，FL扬声器22，SR扬声器23，和扬声器24中回放合成的5个处理过的FR信号。在上述的信号处理中，如果仿真从目标声音源31到各自的控制点AR和AL的传输特性GaR及GaL和从目标声音源32到各自的控制点BR和BL的传输特性GbR和GbL，听众A和B听到好像在各自的目标声音源31和32回放的FR信号的声音。
更特殊地，在信号处理部分2中，由滤波器105到109对来自DVD播放机1的FR信号输入进行信号处理。分别从CT扬声器20，FR扬声器21，FL扬声器22，SR扬声器23，和SL扬声器24中回放来自滤波器105到109的输出信号。如果回放声音的传输特性，即从每个扬声器到四个控制点(AR，AL，BR，和BL)的传输特性，分别与在相应的控制点(即，听众A和B耳朵的相应位置)上传输特性GaR，GaL，GbR，和GbL相同，听众A和B听到好像在各自的目标声音源31和32位置回放的FR信号的声音。注意，由加法器205到209中一个相应的加法器将来自滤波器105到109的每个输出信号叠加到从另一个通道输出的一个相应的处理过的信号上。
注意图2仅示出用于处理CT信号和FR信号的结构，但是信号处理部分2也可对其他信号(FL信号，SR信号，和SL信号)以类似方式进行信号处理，并叠加所有通道信号，以便获得五个合成信号，用作输出。
这里，从FL扬声器22到控制点AR，AL，BR，和BL的传输特性分别假定为FlaR，F1aL，FLbR，和FLbL。相似地，从FR扬声器21到控制点AR，AL，BR，和BL的传输特性分别假定为FRaR，FRaL，FRbR，FRbL，从SR扬声器23到控制点AR，AL，BR，和BL的传输特性分别假定为SRaR，SRaL，SRbR，和SRbL，从SL扬声器24到控制点AR，AL，BR，和BL的传输特性分别假定为SLaR，SLaL，SLbR，和SLbL，而从CT扬声器20到控制点AR，AL，BR，和BL的传输特性分别假定为CTaR，CTaL，CTbR，和CTbL，在这种情况，为了进行信号处理，使从目标声音源3 1到各自控制点AR和AL的传输特性与GaR和GaL相符，并且使从目标声音源32到各自控制点BR和BL的传输特性与GbR和GbL相符，必需满足下列的等式。
GaR＝H5·CTaR+H6·FRaR+H7·FLaR+H8·SRaR+H9·SLaRGaL＝H5·CTaL+H6·FRaL+H7·FLaL+H8·SRaL+H9·SLaLGbR＝H5·CTbR+H6·FRbR+H7·FLbR+H8·SRbR+H9·SLbR
GbL＝H5·CTbL+H6·FRbL+H7·FLbL+H8·SRbL+H9·SLbL这里H5到H9是图2所示的各自滤波器105到109的滤波系数。在上述的一组等式中，(在下文中，称为等式(a))未知个数(滤波系数)大于等式个数。这表明上述等式具有一个依据条件的不确定答案数值，不表明它们没有答案。事实上，在多个输入和多个输出的逆定理(MINT)中，描述具有不至1个扬声器(控制点个数+1)的控制方法。通常，已知扬声器的个数至少应等于或大于控制点个数，才能获得用于控制上述扬声器的滤波系数(即，答案)。
同样地，通过测量从CT扬声器20，FR扬声器21，FL扬声器22，SR扬声器23，和SL扬声器24到控制点(AR，AL，BR，BL)的传输特性，并测量从目标声音源31和32到相应控制点的传输特性，用上述等式(a)能够获得各自滤波器105到109的滤波特性H5到H9。
在上描述中，将FR信号作为一个例子。按与上所述相类似的方式也能够获得用于对CT信号进行处理的各个滤波器100到104的滤波系数H0到H4。此外，也可按相类似的方式获得FL信号，SL信号，和SR信号的滤波系数，在图2中未示出。结果，对所有通道信号进行声音映像定向控制。
如上所述，所得的滤波系数允许进行声音映像定向控制，以便将声音映像定位在一个设定的目标声音源的位置上，然而，有一种情况由于目标声音源的位置的设置，不能获得上述等式的答案。在这种情况中，不能进行声音映像定位，将声音映像定位在设置的目标声音源的位置上。因此，在下列的描述中，将描述用于设置目标声音源的位置的一种合适方法。
图3是例图，示出一种能给从目标声音源31和32到各自听众A和听众B提供相同传输特性的情况。即，设置目标声音源31和32的位置，分别使它们离听众A和听众B的距离相等，方向相同。图4A和4C是线图，分别示出图3所述的传输特性GR的时间特性和频率特性(幅度)。图4B和4D是线图，分别示出图3所述的传输特性GL的时间特性和频率特性(幅度)。这里，图3和4所示的T1表示从目标声音源31到听众A右耳的传输时间。相似地，T2表示从目标声音源31到听众A左耳的传输时间，T3表示从目标声音源32到听众B右耳的传输时间，而T4表示从目标声音源32到听众B左耳的传输时间。同样，ΔT表示在听众右耳和左耳之间的传输时间的差值(T2-T1)。
图5是例图，示出扬声器30实际放置在目标声音源31和32附近区域的一种情况。提供相应于单通道(在这种情况，FR信号)的单个扬声器。这样，从扬声器30到听众A的双耳的传输特性分别表示为gaR和gaL，而从扬声器30到听众B的双耳的传输特性分别表示为gbR和gbL，如图5所示。T1表示从扬声器30到听众A右耳的传输时间，T2表示从扬声器30到听众A左耳的传输时间，T3表示从扬声器30到听众B右耳的传输时间，而T4表示从扬声器30到听众B左耳的传输时间。由于扬声器30和听众B之间的距离大于扬声器30和听众A之间的距离，上述T1到T4之间的关系如下。
T1＜T2＜T3＜T4...(1)同样，如果听众A左耳放置在离听众B右耳接近相接触的位置，上述T1到T4之间的关系如下。
T1＜T2≤T3＜T4...(2)即，上述等式(2)表示物理上可能的时间关系。
然而，在图3所示的情况中，给听众A和B提供相同的传输特性，假定听众A和B位于相对于扬声器30的相同位置上，这种情况在物理上是不可能的。更特殊地，T1到T4必须基本上满足不等式(1)或不等式(2)。然而，在图3所示的目标声音源31和32的情况中，给出有关听众A左耳和听众B右耳的位置的不等式T3(＝T1)＜T2，不能满足不等式(1)和(2)。信号处理部分必须满足因果关系(上述不等式(1)和(2))，该信号处理部分2能对输入到五个扬声器20到24的信号进行信号处理，以将声音映像定位在目标声音源的位置上。这样，信号处理部分2不能进行图3所示的控制。如上所述，在为2位听众A和B分别设置目标声音源31和32的情况中，不可能将目标声音源的位置设在与各自听众相等的距离，和相同的方向上。因此，重要的是将目标声音源31和32设置成能满足因果关系(causality)的位置上。
图6是例图，示出用于设置本发明中的目标声音源的一种方法。从目标声音源31到听众A双耳的传输特性GaR和GaL与图3所示的传输特性GR和GL相同。即，在图4A和4B中分别示出其中的时间特性。将听众B的目标声音源32设置在和图3所示目标声音源32相同方向的位置上，但是与之相比距离要大时间t。即设置目标声音源32，以便满足T3＝T1+t和T4＝T2+t。通过按上述方法设置目标声音源32，时间特性从图4A和4B所示的时间特性向右边(沿时间轴)漂移了时间t。同样，幅频特性与图4C和4D所示各自的幅频特性相同(即，目标声音源的方向与图3所示的相同)。这样，既使将目标声音源32放置离听众B相同的方向，如图3所示，也能满足因果关系。即，通过将目标声音源32设置在比图3所示的位置大时间t距离的位置上，有可能满足不等式(1)或不等式(2)。结果，信号处理部分2能够控制FR信号，并能获得用于将FR信号的声音映像定位在目标声音源的位置上的滤波系数。
在下文中，更详细地描述用于确定上述t的一种方法。图7是例图，示出从目标声音源31和32到听众A和B各自中心位置的传输途径。在图7中，虑线所示的箭头表示相同的时间(距离)。因此，由于相应于点线所示的一个箭头的一部分，听众B的传输途径所需的时间大于听众A所需的时间。即，假定将两个目标声音源设置成，相对于各自听众的正前方的角度为θ度，而听众A和B之间距离为X，听众B的传输途径比听众A的传输途径长距离Y＝Xsinθ。这样，如果考虑到信号FR的声音通过距离Y所需的时间长短，就能满足其因果关系。即，假定声音的速度为P，由下列等式获得t。
t＝Xsinθ/P...(3)如上所述，通过将目标声音源设置在满足上述不等式(1)或(2)的位置上，有可能将声音映像定位于目标声音源的位置上。注意实际扬声器20到24中的至少一个扬声器应较佳地放置在能满足从目标声音源的位置到相应控制点的多个传输时间之间的关系的一个位置上。在上面的描述中，从目标声音源的位置到相应控制点(AR，AL，BR，和BL)的传输时间(T1，T2，T3，和T4)之间的关系表示为T1＜T2＜T3＜T4。如果有一个扬声器放置在能满足上述关系的位置上，有可能轻易地将声音映像定位在目标声音源的位置上。特别地，在第一实施例中，FR扬声器21放置在满足关系T1＜T2＜T3＜T4的位置上。因此，相应于第一实施例的声音映像控制系统允许将声音映像轻易地放置在目标声音源的位置上。注意由于下列的原因，不能设置图3所示的目标声音源。即，没有一个扬声器的位置能满足图3所示的关系T1＝T3＜T4＝T4，由此，就不能设置按图3所示的目标声音源。
注意由一个计算器用上述等式(a)，或者用图8所示的一种适应滤波器(下面将进行描述)，可以获得如上所述的用于将声音映像放置在目标声音源的位置的滤波系数。
图8是例图，示出用本发明第一实施例中的适应滤波器获得滤波系数的一种方法。在图8中，参考数字105到109表示适应滤波器；参考数字300表示测量信号发生器；参考数字151表示一种用于设置目标特性GaR的目标特性滤波器；参考数字152表示一种用于设置目标特性GaL的目标特性滤波器；参考数字153表示一种用于设置目标特性GbR的目标特性滤波器参考数字154表示一种用于设置目标特性GbL的目标特性滤波器；参考数字41表示放置在听众A右耳位置的麦克风；参考数字42表示放置在听众A左耳位置的麦克风，参考数字43表示放置在听众B右耳位置的麦克风；参考数字44表示放置在听众B左耳位置的麦克风；参考数字181到184表示减法器。
从测量信号发生器300输出的测量信号输入到目标特性滤波器151到154，并且配置有图6所示的目标声音源的传输特性。同时，上述的测量信号输入到适应滤波器105到109(用图2所示相同参考数字表示，用于表明相应的关系)作为基准信号，并从各自的扬声器20到24中回放来自适应滤波器105到109的输出。由麦克风41到44检测回放声音，并输入到各自的减法器181到184。减法器181到184从各自的麦克风41到44的输出信号中减去目标特性滤波器151到154的输出信号。从减法器181到184输出的剩余信号输入到适应滤波器105到109，作为一个出错信号。
在各自的适应滤波器105到109中，依据多级误差滤波-x最小均方(MEFX-LMS)算法进行计算，以致输入的出错信号减少到最小，即，使出错信号接近于0。因此，通过获得各自适应滤波器105到109的有效收敛系数H5到H9，能在听众A和B的双耳位置实现目标传输特性GaR，GaL，GbR，和GbL。如上所述，在时间域获得滤波系数的情况中，必须满足图5所述的因果关系。这样，必须将目标声音源设置在如图6和7所述的位置上。
如上所述，在本发明中，考虑到声波传输的基本物理原理按传输途径增加的距离次序，声波从扬声器30顺序地到达听众A和B，按图6所示设置目标声音源31和32，满足这种因果关系。即，声音先沿较短的传输途径到达听众(见图5)。结果，通过将听众A和B的双耳设置为控制点，有可能进行声音映像定向控制。这样，听众A和B感觉到好像他们听到的声音分别来自虚拟目标声音源31和32。即，他们感觉到好像FR扬声器21放置在按实际位置右侧方向偏离的某一位置上。
在上述的描述中已经描述了用于设置有关FR信号的目标声音源的方法。关于FL信号，将目标声音源相似地设置在左侧位置。因此，上述的方法也允许对FL信号进行声音映像定向控制，将两个听众A和B的双耳设置为控制点。
接着，描述对CT信号进行声音映像定向控制的一种情况，图9是例图，示出将CT信号的声音映像同时定位在听众A和B各自的正前方的一种情况。图10是例图，示出扬声器30实际放置在听众A(或听众B)的正前方的一种情况。如图10所示，传输特性gaR，gaL，gbR，和gbL基本互相相等，而其中的传输时间T也基本上互相相等。因此，不需要考虑目标声音源设置在听众正前方情况中的特殊因果关系。例如，通过将图8所示各自的目标特性滤波器151到154中的传输特性gaR，gaL，gbR，和gbL设置成互相相等(或基本上相等)，能够获得用于实现上述传输特性的滤波系数。这样，听众A和B感觉到好像他们在听分别来自虚拟目标声音源31和32的声音。即，他们感觉到好像CT扬声器20放置在他们各自的正前方。
接着，描述对SL信号进行声音映像定向控制的一种情况。图11是例图，示出进行声音映像定向控制，以使来自SL扬声器24的声音定位在SL扬声器24实际位置的左侧位置的一种情况。图12是例图，示出扬声器30实际放置在目标声音源31和32邻近区域。在图12中，gaR和gaL分别表示从扬声器30到听众A的双耳的传输特性，而gbR和gbL分别表示从扬声器30到听众B的双耳的传输特性。同样，T4′表示从扬声器30到听众A右耳的传输时间，T3′表示从扬声器30到听众A的左耳的传输时间，T2′表示从扬声器30到听众B右耳的传输时间，而T1′表示从扬声器30到听众B左耳的传输时间。由于扬声器30和听众A之间的距离大于扬声器30和听众B之间的距离，上述T’到T4’间的关系如下。
T1′＜T2′＜T3′＜T4′...(4)同样，如果听众A左耳放置在与听众B右耳接近接触的距离，上述T1′到T4′之间的关系如下。
T1′＜T2′≤T3′＜T4′...(5)即，上述不等式(5)表明物理上可能的时间关系。
为了满足上述的不等式(4)或(5)，将目标声音源31和32设置在如图13所示的位置。从目标声音源31到听众A右耳的传输特性GaR和从目标声音源32到听众B右耳的传输特性GbR具有相同的幅频特性(即，相同的方向)，但是目标声音源31和听众A右耳之间距离比目标声音源32和听众B右耳的距离长时间t。相似地，从目标声音源31到听众A左耳的传输特性GaL和从目标声音源32到听众B左耳的传输特性GbL具有相同的幅频特性(即，相同的方向)，但是目标声音源31和听众A左耳之间的距离比目标声音源32和听众B左耳之间的距离长时间t。按上述设置的目标特性允许满足其因果关系(上述不等式(4)或(5))。结果，信号处理部分2能够控制SL信号，并获得用于将SL信号的声音映像定位在目标声音源的位置上的滤波系数。
同样，如同用SL信号的情况，上述方法也允许对SR信号进行声音映像定向控制，将听众A和B的耳朵设置为控制点。
在上面的描述中，已经描述了有关所有5通道信号的目标声音源设置方法以及依据上述方法的声音映像定向控制(因为由于缺少方向稳定性，对WF信号进行声音映像定向控制的需求小于其他通道信号，上面的描述中未描述WF信号。然而，如果需要，可以按照上述的方法进行控制)。图14是例图，示出合成5个信号的一种情况。在图14中，听众A的目标声音源31FR，31CT，31FL，31SR，和31SL表示为由点线所示的扬声器。同样，听众B的目标声音源32FR，32CT，32FL，32SR，和32SL表示为阴影线的扬声器。
在图14中，示出将听众A的中心位置与各自实际扬声器(CT扬声器20，FR扬声器21，FL扬声器22，SR扬声器23，和SL扬声器24)相连的实线箭头。这些实线箭头示出听众A和实际扬声器之间的不平衡(ill-balaced)关系(相对于距离和或角度)。另一方面，将听众A的中心位置与各自目标声音源连接的点线箭头(目标声音源31FR，31CT，31FL，31SR，和31SL)示出比较平衡的关系，通过按本发明实施例描述的方法进行声音映像定向控制，改善了这种平衡关系。如图14所示，通过按上所述进行声音映像定向控制，也能够改进听众B和实际扬声器之间的不平衡关系。
在第一实施例中，将目标声音源设置在扬声器实际位置的右侧或左侧位置。这样，即使在狭窄的房间，例如在不允许将实际扬声器放置在远离他/她有足够距离的位置上，或即使将FR扬声器21，F扬声器22，和CT扬声器23安装进电视机内，用户也能欣赏到环绕声音。
在第一实施例中，将CT信号的目标声音源设置在听众A和B各自的正前方。然而，如果例如有一个电视屏，可以将CT信号的目标声音源设置在电视屏的位置上。
图15是例图，示出给听众A和B提供单个目标声音源，该目标声音源设置在与听众A和B的距离相等位置上。如果电视放置在两个听众A和B之间的中心位置正前方，例如，扬声器30放置在电视的位置上。在这种情况，从扬声器30到听众A左耳的传输特性gbL基本上等于从扬声器30到听众B右耳的传输特性gbR。相似地，从扬声器30到听众A右耳的传输特性gbR基本上等于从扬声器30到听众B左耳的传输特性gbL。因此，如图9和10所述，通过将图15所示的传输特性设置在各自的目标特性滤波器151到154中，有可能获得滤波系数。
同样地，在对CT信号的声音映像定向控制中，如果将目标声音源设置在听众A和B各自的正前方位置上，或将目标声音源设置在离听众A和B相同距离的位置上，不需要满足关于FR信号等所描述的上述因果关系。即，有可能将目标声音源设置在与听众A和B相同的方向和相同距离的位置上。
同样，按照第一实施例，能够同时对两个听众进行声音映像定向控制，由此获得相对于各自听众的相同的声音映像定位效应。
(第二实施例)在下文中，描述按照第二实施例的一种声音映像控制系统。图16是例图，示出在第二实施例中对FR信号进行声音映像定向控制的声音映像控制系统。图16所示的声音映像控制系统的结构与图1所示结构的不同之处在于，不用SL扬声器24对FR信号进行声音映像定向控制。如同用第一实施例的情况，第二实施例的目标是将FR信号(并同样对其他通道信号)的声音映像定位在目标声音源31和32的位置上，但是在第二实施例中所用的扬声器个数不同于第一实施例中所用的个数。特别地，在第一实施例中，由5个扬声器20到24控制4个控制点。另一方面，在第二实施例中，由4个扬声器20到23控制4个控制点。在第二实施例中，控制扬声器的个数等于控制点的个数，由此，能够单独地获得信号处理部分2中的各自控制滤波器的特性(即，获得等式(a)的答案)。
因为SL扬声器24位于与FR信号的目标声音源31和32相对的对角位置上，不使用SL扬声器24。由于上述的SL扬声器24的位置，来自扬声器24的声音达到与来自目标声音源31和32的声音的相对方向上的控制点。在这种情况，在控制占上，来自目标声音源31和32的声音特性符合来自SL扬声器24的声音的特性，但是它们间的差别(特别地，有关相位)与离各自控制点的距离相比变得更大(即，目标特性的波前变得与来自SL扬声器24的声音的波前不一致)。由于该原因，较佳地不应使用与目标声音源对角相对的扬声器(即，不应从那里输入信号)。
通常，控制扬声器个数的减少能够降低声音映像定向效应。然而，本发明的声音映像控制系统包括SR扬声器23，放置在听众的右后方，和FL扬声器22，放置在听众的左前方。上述的扬声器23和22分别放置在与目标声音源31和32相对的直径位置上。因此，在使用与控制点个数相同的多个扬声器，对FR信号进行声音映像定向控制的情况中，不用与目标声音源31和32对角相对的扬声器24，有可能获得带有扬声器20到23的信号处理部分2的控制滤波系数。在这种情况中，即使控制滤波器的个数小于第一实施例中所用的个数，有可能实现如第一实施例相同的定向效应，因为扬声器输出信号的波前与所用的目标特性的波前相对地一致。注意目标特性的设置方法与第一实施例所述的相同，这样，省略了有关的描述。
如同上述的用FR信号的情况，能够减少有关FL信号的扬声器的个数。特别地，不用SR扬声器23，有可能将FL信号的声音映像定位在图14所示各自目标声音源31FL和31FR的位置上。
接着，描述对CT信号进行声音映像定向控制一种情况。图17是例图，示出在第二实施例中对CT信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统。第二实施例的声音映像控制系统与第一实施例的声音映像控制系统(图9所示)的不同之处在于SR扬声器23和SL扬声器24不用作为控制扬声器。由于与FR信号情况中描述的相同原因，不使用分别放置在与目标声音源31和32相对的直径位置上的SR扬声器23和SL扬声器24。
在图17所示的情况中，可以假定由于控制扬声器的个数(扬声器20到22)小于控制的个数，不能获得信号处理部分2的控制滤波器的特性(即，不能获得等式(a)的答案)。然而，将扬声器20到22(这些扬声器输出声音的波前与目标特性相对地一致)放置在与目标声音源31和32相对于听众的方向基本上相同方向上。这样，即使扬声器的个数小于控制点的个数(即，三个扬声器用作四个控制点)，有可能获得该特性。特别地，较低的频率(低于约2KHz)增强由相位控制产生的定向效应，由此，即使三个扬声器用作四个控制点，仅对信号的低频率成分进行的声音映像定向控制允许获得控制特性。特别地，如果它们之间的相位差在λ/4(λ波长)之内，听众一般将两种类型的声音感觉为相同的声音。如果一个人的双耳之间的距离假定为17厘米，具有满足λ/4＝0.17(即λ＝0.68)波长的频率允许在听众双耳之间的中心位置附近的一个点(图17中所示的十字叉)确定为控制点。即，低于500Hz(f＝v/λ＝340/0.68＝500，v速度)的频率允许确定一个控制点。在这种情况中，有关两个听众的控制点个数为2，小于扬声器的个数，由此，有可能获得答案。结果，甚至在图17所示的控制滤波器的个数小于第一实施例的结构中，有可能够实现和第一实施例相同的定向效应。注意，目标特性设置方法和第一实施例中所述的相同。这样，省略了有关的描述。
接着，描述对SL信号进行声音映像定向控制的情况。图18是例图，示出在第二实施例中对SL信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统。第二实施例的声音映像控制系统与第一实施例(图11)的不同之处在于，不将FR扬声器21用作控制扬声器。由于和FR信号情况中描述的相同原因，不使用放置在目标声音源31和32相对的直径方向位置上FR扬声器。即使在图18所示的控制滤波器的个数小于第一实施例的结构中，也有可能实现和第一实施例相同的定向效应。注意，目标特性设置方法和第一实施例中所述的相同。这样，省略了有关的描述。
如同上述的用SL信号的情况，能够减少有关SR信号的扬声器个数。特别地，不使用FL扬声器22，有可能将SR信号的声音映像定位在图14所示的各自目标声音源31SR和32SR的位置上。
如上所述，在使用减少的扬声器个数将通道信号进行合成的情况中，声音映像控制系统的整体结构和图14所示的结构相同，但是，信号处理部分2的内部结构与第一实施例不同。特别地，如上所述，移去了图2所示的有关CT信号的两个控制滤波器103和104，并且移去了图2所示的有关FR信号的控制滤波器109。相似地，关于FL，SR，和SL信号，每个信号移去一个控制滤波器。结果，从声音映像控制系统中移去六个控制滤波器，由此，上述的系统有利地减少信号处理部分2的计算总量，或者增加每个控制滤波器抽头(taps)个数，以均衡计算量。
注意如图19所示，仅使用FR扬声器21和FL扬声器22的结构可以应用于CT信号。在这种情况中，可能进一步移去一个控制滤波器。
在第一和第二实施例中，已经描述了听众个数为2个的情况，但是听众个数不受此限制。即，在听众个数等于或大于3个的情况中，可以按第一和第二实施例所述的进行控制。然而，在听众个数等于或大于3个的情况中，控制点的个数应大于第一实施例中的控制点个数。这样，需要依据控制点的个数增加扬声器的个数。
在上面的描述中，没有提及扬声器系统或隔音场所。然而，不要说一般的系统或房间，本发明也能应用于车载音频设备等。
(第三实施例)
在下文中，描述按照第三实施例的一种声音映像控制系统。图20是例图，示出按照第三实施例的声音映像控制系统。在图20中，上述的声音映像控制系统包括DVD播放机1；信号处理部分2；CT扬声器20；FR扬声器21；FL扬声器22；SR扬声器23，SL扬声器24听众A的目标声音源31；听众B的目标声音源32；显示器500；和车辆501。图20示出第一实施例的声音映像控制系统(图1)的结构，该结构应用于车辆。如同第一实施例的情况，第三实施例的目标是将FR信号(并同样地用于其他通道信号)声音映像定位在目标声音源31和32的位置上。在图20中，扬声器21和22分别放置在两扇前门(或在前门附近区域)。CT扬声器20放置在前显示器中间附近，而扬声器23和24放置在后支架上。注意，在第三实施例中，从DVD播放机1输出视频信号连同音频信号。由显示器500回放该视频信号。
由于车辆内能找到有限的狭小空间，并且存在例如玻璃等的反射物，车辆内的空间趋向具有复杂的声学特性，例如，形成驻波或强回响等的趋向。因此，在受扬声器的个数或性能价格比限制的情况下，很难在从低频到高频的整个频率范围内对多外控制点进行声音映像定向控制。
因此，在第三实施例中，相对于某一预定频率，对信号频率分割，并对较低的频率进行声音映像定向控制，因为对较低的频率控制相对地比较容易。有关用于分割信号的交叠频率，可以对那些相位特性重要的较低频率(例如低于约2KHz)进行声音映像定向控制。如果在低于2KHz的频率发现难以控制的声学特性，信号就在这点上进行分割。在下文中，描述按照第三实施例的声音映像控制系统的工作原理。
图21是例图，示出第三实施例的信号处理部分2的内部结构。在图21所示的结构中，将输入信号(在图21中，仅示出CT信号和FR信号)分割为较低频率和较高频率。注意，省略了图2所示结构和图21所示结构之间交叠部分的描述。
图21所示的结构包括低通滤波器(下文中称作为LPF)310和311；高通滤波器(下文中称作为HPF)320和321；延迟装置(在附图中，表示为“延迟”)330和333；和电平调节器(在附图中，分别表示为“G1”到“G6”)340到345。输入FR信号经过电平调节器344和345进行合适的电平调节，并输入到LPF311和HPF321。LPF311提取FR信号的低频成分，并由滤波器105到109对该提取的信号进行信号处理。除了处理信号中低频成分外，滤波器105到109按类似于图2所示的方式进行工作。
另一方面，HPF321提取输入信号中的高频成分，并由延迟装置333对该提取的信号进行时间调节。延迟装置333对该提取的信号进行时间调节，主要用于校正由滤波器106处理的高频成分和低频成分之间的时延。由加法器210将延迟装置333的输出信号加到滤波器106的输出信号上，滤波器106的输出信号通过加法器206，并且将相加的信号输入到FR扬声器21(在图21中以及同样地在其他附图中，简单地表示为“FR”)。如上所述，由滤波器105到109对输入信号的低频成分进控制控制，以便定位在目标声音源31和32的位置上，而由放置在目标声音源基本上相同方向上的FR信号回放输入信号的高频成分。结果，即使在声学特性复杂的车辆空间内，能够进行控制，以使听众A和B能够听见好象是从目标声音源31和32回放的FR信号。
在上述的将输入信号(在这种情况，为FR信号)分割成低频和高频进行信号处理的情况中，由于从扬声器21中回放的高频声音，听众可以听见来自漂离目标声音源31和32位置的FR信号的整个声音映像。在这种情况中，关于高频成分，可以依据幅度(声压)特性而不是依据相位特性轻易地定位声音映像。这样，通过将信号的高频成分分送给两个扬声器，有可能进行声音映像定位的强度控制。在下文中，描述其中的一个特殊例子。
图22是例图，示出在第三实施例中对输入信号的高频成分进行强度控制的情况中，信号处理部分2的内部结构。在图22所示的结构中，将FR信号的高频成分分送给FR扬声器21和SR扬声器23，并由电平调节器345和346进行强度控制。
如同用FR信号的情况，对FL信号进行处理。即，能够单独地从FL扬声器22回放FL信号的高频成分，或能用FL扬声器22和SL扬声器24对FL信号的高频成分进行强度控制。
接着，描述对CT信号进行声音映像定向控制的一种情况。图23是例图，示出在第三实施例中，对CT信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统。在图23中，将目标声音源31和32设置在听众A和B各自的正前方。注意，该声音映像控制系统的结构(包括信号处理部分2的结构)与图20所述的结构相同。
在图21中，由LPF310提取CT信号的低频成分，并由滤波器100到104对该提取的信号进行信号处理。除了对该信号的低频成分进行处理外，滤波器100到104按类似于图2所示的方式进行工作。
另一方面，由HPF320提取CT信号的高频成分。由电平调节器341和343对提取的信号进行合适的电平调节，以使该信号经受强度控制，用于将提取信号的声音映像定位在听众A和B各自的正前方。由各自的延迟装置330到332对该电平调节的信号进行时间调节，由加法器200到202将经过时延调节的信号加到来自各自滤波器100到102输出上，并输入到CT扬声器20。延迟装置330到332对提取的信号进行时间调节，用于校正高频成分和由滤波器100到104处理的低频成分之间时延，例如这两种成分是由听众A和B的耳朵感觉到的成分。如上所述，由滤波器100到104对CT信号的低频成分进行声音映像定向控制，而CT信号的高频成分经受强度控制。这样，有可能使听众A和B听到好象是从各自的目标声音源31和32中回放的CT信号。
图24是例图，示出在第三实施例中，对CT信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统。图24与图23的不同之处在于，CT信号的目标声音源31(在这种情况中，目标声音源31是与听众A和B等距离的单个目标声音源)设置在显示器500的位置。在进行视频和音频回放的情况中，有效地将目标声音源放置在显示器500的位置上，因为这是很自然的，一个听众从回放电视的位置(即显示器500的位置)能听到影片的演讲或演唱者的声乐。注意，图24所示的目标声音源31按类似于图15所述的方式设置。
在设置图24所示的目标声音源31的情况中，，例如，按图2所示构成信号处理部分2。在图22中，由LPF310提取CT信号的低频成分，由滤波器100到104对该提取的信号进行信号处理。另一方面，由HPF320提取CT信号的高频成分，由延迟装置330对该提取的信号进行时间调节。此外，由加法器200将时间调节的信号加到来自滤波器100的输出上，并输入到CT扬声器20。延迟装置330对提取的信号进行时间调节，以校正高频成分和由滤波器100到104处理的低频成分间的时延，例如，这两种成分是由听众A和B感觉到的成分。注意，可由电平调节器340和341对由加法器200添加的声压电平进行调节。如上所述，由滤波器100到104对CT信号的低频成分进行声音映像定向控制，而从放置在显示器500区域的CT扬声器20中回放CT信号的高频成分。结果，有可能使听众A和B听到好象是从图24所示的显示器500回放的CT信号。
接着，描述对SL信号进行声音映像定向控制的一种情况。图25是例图，示出在第三实施例中，对SL信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统。在图25中，将目标声音源31和32分别设置在听众A和B的左后方。
图26是例图，示出第三实施例的信号处理部分2的内部结构。在图26中，由LPF312提取SL信号的低频成分，并由滤波器110到114对该提取的信号进行信号处理。另一方面，由HPF提取SL信号的高频成分，并由延迟装置335和336对SL信号的高频成分进行时间调节。延迟装置335和336对该提取的信号进行时间调节，以校正高频成分和由滤波器110到114处理的低频成分之间的时延，例如，这两种成分是由听众A和B感觉到的成分。由电平调节器348和349对该时间调节的信号进行合适的电平调节，以使该电平调节的信号经受强度控制，用于将提取信号的声音映像定位在图25所示的目标声音源31和32的位置上。由各自的加法器212和213将电平调节的信号加到滤波器112和114的输出上，并分别输入到SL扬声器24和FL扬声器22。如上所述，由滤波器110到114对SL信号的低频成分进行声音映像定向控制，而SL信号的高频成分经受强度控制。这样，有可能使听众A和B听到好象是从图25所示的目标声音源31和32的位置上回放的SL信号。
如同用SL信号的情况，有可能处理SR信号。即单独地从SR扬声器23回放SR信号的高频成分，或SR信号的高频成分在SR扬声器23和FR扬声器21中经受强度控制。
注意，能在扬声器放置在不同于图20和23到25所示的位置的情况下，进行上述的控制。图27是例图，示出扬声器放置在不同于图20和23到25所示位置的情况下，对SL信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统。在图27中，SR扬声器23和SL扬声器24分别放置在车辆的右后门和左后门。
在图27中，SL信号的目标声音源31和32的设置位置基本上与SL扬声器24的位置相同。因此，可以从SL扬声器24中回放SL信号的高频成分。同样，因为上述的相同原因，不用对整个频带进行声音映像定向控制，可以从SL扬声器24回放SL信号的整个频带。在这种情况，图26所示的延迟装置335用于将SL信号的时间调节到其他通道信号的时间。如上所述，在目标声音源基本上设置在扬声器的相同位置上的情况中，有可能够移去滤波器110到114，LPF312，和HPF322。
如上所述，已经描述了在声音映像控制系统应用于车辆空间内的情况中，用于控制各自5个通道信号的方法。因此，如果合成使所有信号，如图14所述，有可能同时对5个通道信号进行声音映像定向控制。
在上述第三实施例中，假定4个控制点是坐在车辆前排座位上的听众的两对耳朵。然而，控制点的位置不受此限制，可以假定后排座位上的两个听众的耳朵作为控制点。
(第四实施例)在下文中，描述按照第四实施例的一种声音映像控制系统。按照第四实施例的声音映像控制系统也可应用于车辆中，如同第三实施例的情况，并且将描述控制扬声器个数小于控制点个数的情况，如同第二实施例的情况。注意，关于FR，FL，SR，和SL信号，用于减少控制扬声器个数的方法与在第二实施例中所述的相同，并且按类似于第三实施例中所述的方式对信号的高频成分进行处理。另一方面，关于CT信号，用于减少控制扬声器个数的方法与第二实施例中所述的方法相同，或可以是下面描述的一种方法。
在第四实施例中，用两个扬声器，即FR扬声器21和FL扬声器22，对CT信号的低频成分进行声音映像定向控制，而用CT扬声器对CT信号的高频成分进行控制。即，关于CT信号的低频成分，由于低频成分的波长较长，由扬声器21和22对四个控制点进行控制。CT信号的高频成分在3个扬声器20到22经受强度控制。图28是例图，示出在第四实施例中，对CT信号进行声音映像定向控制的一种声音映像控制系统。如图28所述，当控制CT信号时，CT信号不是输入到SR扬声器23和SL扬声器24。图29是例图，示出第四实施例的信号处理部分2的内部结构。注意，关于CT信号，除了图29的信号处理部分2具有的滤波器个数小于图21所示的外，图29所示的信号处理部分2按类似于图21所示的方式进行工作。这样，省略了有关工作原理的详细描述。
在图29中，只有CT信号的高频成分输入到CT扬声器20。即，仅要求CT扬声器20回放高频成分。这样，有可能使用例如高频扬声器的一个小型扬声器，作为CT扬声器。通常，不允许CT扬声器占用较宽的空间(尤其在车辆内)，由此，常常难以放置CT扬声器20。因此，如第四实施例所述，使用小型扬声器作为CT扬声器20，允许将CT扬声器20放置在较狭窄的空间内，例如在车辆内。此外，如果能将CT扬声器安装在显示器500内，从而，节省了空间。
注意，第四实施例中，可以将CT信号的目标声音源设置在显示器500的位置上。图30是例图，示出CT信号的目标声音源的位置设置在第三实施例中的显示器500的位置上。如图30所示，CT信号的目标声音源31(在这种情况，目标声音源31是与听众A和B等距离的单个目标声音源)设置在显示器500的位置上。在这种情况，假定信号处理部分2的结构例如是图31所示的结构。图31是例图，示出将声音映像定位在图30所示的目标声音源的位置上的信号处理部分2的内部结构。图31所示构与图29所示结构的不同之处在于，CT信号的高频成分单独地输入到CT扬声器20。这样，省略有关的详细描述。注意，这种情况中，假定CT扬声器安装在显示器500内，或放置在显示器500的邻近区域。
注意，在第四实施例中，假定4个控制点是车辆前排座位的两个听众的两对耳朵。然而，控制点的位置不受此限制，并且可以将后排座位上的两个听众的两对耳朵的位置假定为控制点。
同样，在第四实施例中，已经描述了声音映像控制系统应用于车辆的空间内的情况。例如，作为另一个实施例，通过使用家用的电视和音频系统，可以使用声音映像控制系统，特别地，如同第四实施例的情况，如果CT扬声器20能够用作高频驱动器，有可能将安装在电视内的扬声器和音频扬声器分别用作CT扬声器20和其他扬声器。
(第五实施例)在下文中，描述按照第五实施例的一种声音映像控制系统，图32是例图，示出按照第五实施例的声音映像控制系统的概况。在第五实施例中，考虑到在后排的听众。即，如图32所示，在第五实施中描述坐在车辆内的4个听众的情况。
图33是例图，示出第五实施例的信号处理部分2的结构。图33所示的信号处理部分2为前排座位的2位听众A和B进行声音映像定向控制，为后排的两位听众C和D，从后面的扬声器23和24(由于与上述的SR扬声器23和SL扬声器24的一致性，用相同的参考数字表示)中回放所有通道的信号，从而，可防止后排座位听众听不清或听不见某些信息。此外，在这种情况中，假定CT信号的声音映像定位在显示器500的位置上。然而，CT信号的目标声音源的位置不受此限制，可以设置在如上所述的听众A和B各自的正前方。在下文中，将详细描述信号处理部分2的工作原理。
由LPF310提取CT信号的低频成分，并由滤波器100到102对该提取信号进行信号处理，以便进行声音映像定向控制。另一方面，由延迟装置330给CT信号的高频成分施加一段适当的时间延迟，该高频成分是由HPF320提取的，并由加法器200将该时间延迟信号加到滤波器100的输出上。从滤波器100到102的输出信号和CT信号的高频成分输入到各自的扬声器20到22，并从这些扬声器进行回放。这样，有可能将CT信号的声音映像定位显示器500的位置上。
注意，在图33所示的结构中，没有使用后面的扬声器23和24，但是在那里可以使用上述的两个扬声器。然而，例如已经考虑后排座位上的声音映像或声量。图33所示的结构使由滤波器100到102的声音映像定向控制引起的后排座位上的不良效应减少到最小，并还允许获得相对于前排座位的极佳的声音映像定向效应，因为仅使用了放置在与目标声音源相同方向上的前扬声器20和22。
由LPF311提取FR信号的低频成分，并由滤波器105到108对提取的信号进行信号处理，以便进行声音映像定向控制。另一方面，由延迟装置331给FR信号高频成分施加一段适当的时间延迟，该高频信号是由HPF321提取的，并由加法器210将时间延迟的信号加到来自滤波器106的输出上。滤波器105到108的输出和高频成分输入到扬声器20到23，并从扬声器20到23中进行回放，从而，对FR信号进行声音映像定向控制。
注意在图33的结构中没有使用后面的扬声器24(SL扬声器)，但是在那里可以使用上述的扬声器。同样，由图33所示结构中的FR扬声器21单独回放FR信号的高频成分，但可以由多个扬声器进行强度控制，如同第三实施例的情况。然而，例如已经考虑在后排座位上的声音映像或声质。图33所示的结构使由滤波器105到108的声音映像定向控制引起的不良效应减少到最小，并能获得有关前排座位的极佳的声音映像定向效应。
如同用FR信号的情况，有可能对FL信号进行处理。即，由LPF312提取FL信号的低频成分，并由滤波器115到118对提取的信号进行信号处理，以便进行声音映像定向控制。另一方面，由延迟装置322给FL信号的高频成分施加一段适当的时间延迟，该高频成分是由HPF322提取的，并由加法器211将时间延迟的信号加到滤波器117的输出上。从扬声器20到22和24中回放来自滤波器115到118的输出和高频成分，从而，对FL信号进行声音映像定向控制。
注意在图33所示的结构中没有使用后面的扬声器23(SR扬声器)，但是在那里也可以使用上述的扬声器。同样，可以从图33所示的结构中的FL扬声器33单独地回放FL信号的高频成分，但是可以由多个扬声器进行强度控制，如同第三实施例的情况。然而，例如已经考虑在后排座位上的声音映像或声质。图33所示的结构使由滤波器115到118的声音映像定向控制引起后排座位的不良效应减少到最小，并且也能获得有关前排座位的极佳的声音映像定向效应。
由电平调节器347对SR信号进行合适的电平调节，由延迟装置334给合成(resultant)的信号施加一段适当的时间延迟，并从SR扬声器23中进行回放。即在第五实施例中，滤波器不对SR信号进行声音映像定向控制。这是因为，如果在听众C和D坐在后排座位而听众A和B坐在前座的情况中，还为前排座位进行有关SR信号的声音映像定向控制，那些后面的扬声器对接近它们的听众C和D没有显著的效应，很可能严重地降低了对听众C和D的声质等。注意，后面的扬声器23和24放置在各自的后门的情况中，如图27所示，目标声音源的位置相对接近后面扬声器23和24的位置，从而不需进行声音映像定向控制，能轻易地获得环绕效应。因此，在这种情况，由滤波器对SR信号进行声音映像定向控制的需要或许很小。注意，如同用SR信号的情况，由于相同的原因，对SL信号也不要进行声音映像定向控制。如上所述，为图32所示的前排座位上的听众A和B，对有关所有通道信号进行声音映像定向控制。
接着，将描述对后排座位进行声音映像定向控制。在第一到第四实施例中所述的结构中，只有前排座位受控制，并进行调节，以使前排座位上能获得最大的效应，没有考虑到后排座位听众的声音映像或声质。在这种情况，后排座位上的听众从放置在他们附近的后面扬声器23和24中听到高音量的声音，并能从前面扬声器20到22(CT扬声器，FR扬声器，FL扬声器)中听到低音量的声音。结果后排座位听众感到来自前面的声音和来自后面的声音严重地不平衡。为以让后排座位上的听众C和D享受到图32所示的环绕声音，需要校正从前面扬声器回放的声音电平和从后面扬声器回放的声音电平之间的不平衡性。
这样，在第五实施例所述的结构能够纠正上述的不平衡性，并不妨碍前排座位听众A和B的声音映像定向效应的减少。在上述的结构中，如图33所示，为前排座位进行声音映像定向控制，使后排座位上的效应减少到最小。另一方面不为后排座位进行声音映像定向控制，仅校正CT，FR，及RL信号和SR及SL信号之间的不平衡性。在下文中，详细描述图33。
由电平调节器348对CT信号进行电平调节，并由延迟装置335给电平调节的信号提供一段时间延迟，并将所合成的信号施加到加法器214和215。由电平调节器349对FR信号进行电平调节，并由延迟装置336给电平调节的信号提供一段时间延迟，并将合成的信号离施加到加法器215。由电平调节器350对FL信号进行电平调节，并由延迟装置337给电平调节的信号提供一段时间延迟，并将所合成的信号施加到加法器214。加法器214和215的输出信号分别施加到加法器212和213。结果，从后面的扬声器24中回放加入有CT信号和FR信号的SR信号。同样，从后面的扬声器23中回放加入有CT信号和FL信号的SL信号。
如上所述，在第五实施例中，连同SR信号和SL信号一起，CT信号，FR信号，和FL信号都是从后面的扬声器23和24中回放的。这样，有可能解决上述的问题后排座位听众感觉来自前面的声音和来自后面的声音的严重不平衡性。同样，通过由电平调节器340到347对前排座位，并由电平调节器对后排座位进行总电平平衡性的调节，使前排座位和后排座位之间不良的共同效应减少到最小。结果，在前排座位和后排座位都能获得极佳的声音质量。
(第六实施例)在下文中，描述按照第六实施例的一种声音映像控制系统。图34是例图，示出按照第六实施例的声音映像控制系统的概况。按照第六实施例的声音映像控制系统对包含在5.1通道的音频信号中的低音信号(WF信号)进行控制。图34示出仅控制前排座位的情况，并例如，在这种情况中所用的信号处理部分2具有如图35所示的结构。
图35是例图，示出第六实施例的信号处理部分2的结构。注意，除了处理WF信号外，为前排座位听众进行控制的方式类似于图33所示的方式。关于WF信号，只为前排座位进行调节，并假定听众A和B接收到基本上相同的WF信号声压，因为它是以非常低的频带回放的(例如，低于约100Hz)。这样，在图35所示的结构中，WF信号经受电平调节和延迟调节，并从WF扬声器25中回放。
图35所示的结构适当地起着只为前排座位听众进行控制的情况中的功能。然而，在也能控制后排座位听众的情况中，当为前排座位听众设置时，WF信号的回放电平对后排座位听众来说是极其高。为了解决上述的问题，可以使用下面描述的方法。在下文中，描述按照第六实施例的声音映像控制系统，在该系统中，考虑到后排座位的听众。
图36是例图，示出按照本发明的，有另外的听众座在后排座位的情况中的声音映像控制系统的概况。如图36所示，用扬声器21到25(不用CT扬声器20)在4个控制点，α、β、γ和θ，以基本上相同的声压对回放的WF信号进行控制。注意，这里不用CT扬声器20作为控制扬声器，但也可使用。然而，或许很少使用CT扬声器20，因为通常很难回放非常低的频率。同样，将接近听众的一个点设置为控制点，替代听众双耳的位置，因为考虑到由于目标频率的较低频率的波长，这已经足够满足需要。
图37是例图，示出使用第六实施例中的适应滤波器获得滤波系数的一种方法。在图37中，控制点，α、β、γ和θ(即，麦克风41到44)目标特性设置在各自的目标特性滤波器155到158上。这里，从WF扬声器25到控制点α的传输特性假定为P1，从WF扬声器25到控制点β的传输特性假定为P2，从WF扬声器25到控制点γ的传输特性假定为P3，从WF扬声器25到控制点θ的传输特性假定为P4。同样，将P1设置在目标特性滤波器155，将P2设置在目标特性滤波器156，将P3’设置在目标特性滤波器157，而将P4’设置在目标特性滤波器158。这里P3’是P3的特性，调节它的电平，以使基本上与P1和P2的电平相同，并且使它的时间特性基本上与P3的时间特性相同。同样P4’是P4的特性，调节它的电平，以使基本上与P1和P2的电平相同，并使它的时间特性基本上与P4的时间特性相同。
在图37中，由各自的适应滤波器120到124对从扬声器21到25中回放的声音进行控制，以使基本上等于在麦克风41到44的各自位置上的目标特性滤波器155到158的目标特性。然后，确定滤波系数，以使来自减法器185到188的出错信号减少到最小。按上所述获得的滤波系数设置在图37所示的各自滤波器120到124上。注意，可以将目标特性滤波器157和158的电平调节到目标特性滤波器155和156的电平。替代地，可以调节目标特性滤波器155和156的电平。
图38是例图，示出考虑到后排座位的其他听众的情况中的信号处理部分2的结构。如图38所示，由延迟装置351对WF信号经过一段适当的时间延迟。并由滤波器120到124对该时间延迟的信号进行信号处理。所合成的信号输入到除CT扬声器20外的所有扬声器，并从这些扬声器中进行回放。这样，听众A到D能够听到WF信号的回放声音，它们的电平是相等的。注意，已经描述了对各自听众A到D以相同电平回放WF信号声音的情况。然而，通过设置所需目标特性能够自由地改变回放电平。同样，在上述结构中，由5个扬声器控制4个控制点，但是，例如在没有提供WF扬声器的情况中，可用4个扬声器21到24作为控制扬声器。
图39是例图，示出在WF信号控制点的个数减少到2个的情况中，按照第六实施例的一种声音映像控制系统的概况。在这种情况中，由于目标频率的较低频率波长，可以通过由3个扬声器(SR扬声器23，SL扬声器24，和WF扬声器25，或FR扬声器21，FL扬声器，和WF扬声器25)控制2个控制点(控制点α设置在听众A和B之间的位置，而控制点β设置在听众C和D之间的位置)对WF信号进行控制，如图39所示。在图40中显示了一种用在上述情况中的信号处理部分2的示范性结构。注意，在上述的结构中，可以将SR扬声器23和SL扬声器24用作控制扬声器，因为控制点个数为2外，从而可移去WF扬声器25。
注意，在上述描述中已经使用了从WF扬声器25到4个控制点的传输特性(上述的P1到P4)，但是如果能够复制P1到P4之间的时间和电平关系，可以使用具有任意频率特性的一个BPF，等。在这种情况中，由电平调节器，延迟装置，和BPF能够构成目标特性滤波器155到158。
如上所述，即使有前排座位听众A和B以及后排座位听众C和D，有可能优化调节WF信号的回放电平，以便适合每个听众。
注意，在第六实施例中，已经描述了用于在车辆中进行控制的方法，但不受此限制，例如，按照第六实施例的声音映像控制系统可以应用于例如私房内的隔声房间的一套家庭房间内，或者应用于音频系统。
(第七实施例)在下文中，描述按照第七实施例的一种声音映像控制系统。在上述的第一到第六实施例中，已经描述了多通道信号的进行声音映像定向控制。在第七实施例中，描述对2外通道信号的声音映像定向控制。图41是例图，示出按照第七实施例的声音映像控制系统的结构。如图41所示，按照第七实施的声音映像控制系统与第一到第六实施例中所述的不同之处在于，将CD播放机4用作声音源，替代DVD播放机1，而且另外包括多通道电路3。注意第七实施例的结构与第一到第六实施例所述结构的不同之处在于，使用了包含WF扬声器25的6个扬声器。
由多通道电路3将从CD播放机4输出的2通道信号(FL信号和FR信号)转换为5.1通道信号。图42是例图，示出多通道电路3的示范性结构。输入FL信号和FR信号分别直接转换成信号处理部分2的FL信号和FR信号。同样，按如下面所述的这样一种方式，将输入FL信号和FR信号转换为CT，SL，和SR信号。
在图41中，由同加法器240对FL信号和FR信号进行相加，由此产生CT信号。例如，定位在中心位置的信号，例如音乐，通常以相同的相位包含在FL信号和FR信号内。这样，额外允许增强相同相位成分的电平。同样由带通滤波器260(下文中称为BPF)将所产生的CT信号限制在WF信号带宽的范围内，从而产生WF信号。如同使用定位在中心位置的信号的情况，通常，低频成分以相同的相位包含在FL信号的FR信号内。这样，通过上述的处理过程产生WF信号。
另一方面，由减法器250从FL信号中减去FR信号，由此，提取FL信号和FR信号之间的差别。即，提取独特地包含在各自FL和FR信号内的成分。换而言之，减少位于中心位置的相同的相位成分。结果，产生SL信号。相似地，由减法器251从FR信号中减去FL信号，由此产生SR信号。然后，由各自的时间延迟装置270和271对产生的SL和SR信号进行适当的时间延迟，由此增强环绕效应。例如，在延迟装置中为各自的SL和SR信号设置两种不同类型的延迟时间，这些延迟时间相对地长于应用于FL信号，FR信号，和CT信号。此外，可以进行附加设置，以仿真反射的声音。如上所述，在第七实施例中，从2通道信号中产生5.1通道信号。然而，产生的方法不受图42所示的限制，并可以使用例如杜比定向逻辑(TM)的一种众所周知的方法。
如上面所述产生的5.1通道信号由信号处理部分2进行声音映像定向控制，如同第一到第七实施例的情况。图43是例图，示出第七实施例的信号处理部分2的示范性结构。信号处理部分2按类似于例如图21或图35所示的方式进行工作。这样，省略了有关工作原理的详细描述。
同样，通过将来自声音源的2通道信号转换为5.1通道信号，同时将声音映像定位在目标声音源的位置上，有可能增强实用性。尤其是，有可能将CT信号的声音映像局限在听众A和B各自的正前方，哪在传统的2通道信号回放中是不可能的。上述的结构允许使用2通道声音源提供音乐和新奇(unprecedented)的服务。
(第八实施例)在下文中，描述按照第八实施例的一种声音映像控制系统。在第八实施例中，按一种不同于其他实施例中所述的方式设置目标特性。图44A到44D是线图，示出和图4所示的相同目标特性。(P72-9～11)在由滤波器对一个信号的低频成分进行信号处理的声音映像定向控制的情况中，有可能获得如图44C和44D中用点线所示的基本上接近平坦的特性。在第八实施例中，在图8所示的目标特性滤波器151到154中，将接近图45所示的延迟特性的时间(T1，T2)和电平设置为目标特性。在图45中，不是低频成分的所有成分具有平坦的特性，但是可以增强用于限制目标范围内的某一频率的LPF特性。同样，如图44C的虑线所示，可以使用接近于目标特性的一种简单近似特性，替代平坦特性。
图46A到46F是线图，示出在设置图45所示的目标特性的情况中的一种声音映像控制效应。在图46中，示出CT信号的声音映像定位在显示器位置上的一种示范情况。图46A和46B示出在驾驶员座位上的幅频特性。图46C和46D示出在乘客座位上的幅频特性。图46E示出表明乘客座位上的右耳和左耳之间的差别的相位特性。图46F示出表明驾驶员座位上右耳和左耳之间的差别的相位特性。注意在图46中，点线表示关掉控制的一种情况，而实线表示打开控制的一种情况。
如图46所示，在驾驶员座位和乘客座位上的幅频特性是平坦的。结果，通过特别防止幅度特性的不平坦性，改善了声质。同样，相位特性改善和改变到接近直线的特性。尤其是，如图46F所示，改善了200到300Hz范围内的一段反相相位，由此，减少了由反相相位或不稳定位置引起的不舒适的感觉。注意听众A和B的左右耳分别有不同的目标特性。特别地，图46F所示的表示左右耳之间的差别的相位特性是依据驾驶员座位听众A的左耳测得的，而图46E所示的表示左右耳之间差别的相位特性是依据乘客座位听众B的右耳测得的。这样，在高频范围内的相位特性有明显的漂移。如上所述，通过用简单时间延迟或电平调节替代目标特性，有可能获得改善音质和声音映像定位的效应。
注意，在上面的描述中，已经描述了目标特性接近实际传输特性的情况，但是，在获得近似相位特性后(时间特性)，有可能某种程度上任意地设置幅频特性。这样，为了产生清晰的和偏高(sharp)的声音或重低音(bass)声音，可以调节音质，例如，同时进行声音映像控制。
如上所述，按照本发明的声音映像控制系统，有可能同时在两个听众的耳朵附近对4个控制点进行声音映像控制。此外，将扬声器不放置在与目标声音源相对的对角或直径的位置上，由此，有可能简化线路结构，并减少计算量，而并没有削弱声音映像控制效应。
同样，将一个输入信号分成低频成分和高频成分。对低频成分进行声音映像定向控制，以等行于控制点上的目标特性，但是不对高频成分进行声音映像定向控制。这样可减少信号处理所需的计算量。
此外，由多个扬声器对低音信号进行信号处理，因此多个控制点上的声压基本上互相相等，由此，可以均衡多个控制点上低音信号的回放电平。同样，通过接近从目标声音源到控制点的关于延迟或电平的目标特性，有可能改善音质并提供任意的特性。
而且，信号处理部分对车辆前两个座位进行声音映像控制，并对后排座位从后面扬声器回放来自声音源的所有输入信号，并没有进行声音映像控制，由此可获得通道信号电平间改善的平衡性和改善的声音清晰度等，并没有削弱前排座位上的声音映像控制效应。
当已经详细描述本发明时，上面的描述在所有方面是示范性的，并不是限制性的。应当明白，能够作出许多其他的修改和变化，并没有背离本发明的范畴。
权利要求
1.一种用于通过从多个扬声器回放音频信号，控制声音映像定向位置的声音映像控制系统，其特征在于，包括至少4个扬声器，用于回放所述音频信号；及信号处理部分，用于将相应于第一个和第二个听众的耳朵位置设置为控制点，并对作为输入到所述至少4个扬声器中的一个扬声器的所述音频信号进行信号处理，以便产生第一个和第二个目标声音源的位置，其中，所述第一个和第二个目标声音源的位置是分别由所述第一个和第二个听众感觉到的声音映像定向位置，这样，所述第一个目标声音源的位置是在从所述第一个听众延伸向所述第二个听众的相对于所述第一个听众的方向上，并按某一预定的方位角倾斜，而所述第二个目标声音源的位置是在从所述第一个听众延伸向所述第二个听众的相对于所述第二个听众的方向，并按所述预定的方位角倾斜，其中对所述第一个和第二个目标声音源的位置进行控制，以使从所述第二个听众到所述第二个目标声音源的位置的距离比从所述第一个听众到所述第一个目标声音源的位置的距离短。
2.按照权利要求1的所述声音映像控制系统，其特征在于，当假定所述第一个和第二个目标声音源的位置设置成与所述各自听众的正前方成一个θ度的角，所述第一个和第二个听众之间的距离假定为X，速度假定为P，而从所述第一个和第二个目标声音源的位置到它们相应听众的控制点的传输时间假定为T1，T2，T3，和T4，按离所述各自目标声音源的位置的距离的增加次序排列，设置所述2个目标声音源的位置，以便满足下列的条件，T1＜T2≤T3(＝T2+Xsinθ/P)＜T4。
3.按照权利要求1的所述声音映像控制系统，其特征在于，所述信号处理部分中止将所述音频信号输入到所述多个扬声器中的一个扬声器，所述扬声器放置在相对于所述第一个和第二个听众之间的中心位置，与所述第一个和第二个目标声音源的位置相对的对角位置上。
4.按照权利要求1的所述声音映像控制系统，其特征在于，当所述2个目标声音源的位置设置在所述各个听众的正前方时，所述信号处理部分中止将所述音频信号输入到所述多个扬声器中的一个扬声器，所述扬声器放置在所述各个听众的背后位置。
5.按照权利要求1的所述声音映像控制系统，其特征在于，所述信号处理部分包括频率分割部分，用于将所述音频信号分成相对于某一预定频率的低频成分和高频成分；低频处理部分，用于对有待输入到所述多个扬声器中的每个扬声器的所述音频信号的所述低频成分进行信号处理，并在那里输出处理过的信号，所述低频成分将输入到所述多个扬声器中的每一个；及高频处理部分，用于将所述音频信号的所述高频成分输入到离所述第一个和第二目标声音源的位置之间的中心位置最近的一个扬声器，以使所述处理过的信号相位与通过所述低频处理部分输入到所述多个扬声器的所述信号相位相同。
6.按照权利要求5的所述声音映像控制系统，其特征在于，包括所述多个扬声器包括一个高音扬声器，放置在所述第一个和第二个听众之间的中心位置的正前方，及将所述第一个和第二个目标声音源的位置设置在所述各自听众的正前方时，所述高频处理部分将所述音频信号的高频成分输入到所述高音扬声器。
7.按照权利要求1的所述声音映像控制系统，其特征在于，包括所述多个扬声器放置在车辆内，并且其中至少一个扬声器放置在后排座位边，所述第一个和第二个听众在所述车辆的所述前排座位上，及当对多路通道的一个音频信号进行信号处理时，放置在所述车辆内的所述信号处理部分将所有通道的音频信号输入到放置在所述后排座位边的至少一个扬声器，而不进行信号处理。
全文摘要
提供一种声音映像控制系统，能够同时对两人进行声音映像定向控制。本发明指向一种声音映像控制系统，通过从多个扬声器回放音频信号控制声音映像定向位置。该声音映像控制系统包括至少4个扬声器，用于回放音频信号；和信号处理部分。信号处理部分将相应于两个听众的耳朵的4个点设置为控制点，并对输入到多个扬声器的音频信号进行信号处理，以使分别表示两个听众的声音映像定向位置的2个目标声音源的位置设置在相对于两个听众的相同方向。这里，设置2个目标声音源的位置，以便满足下列的条件，T1＜T2≤T3＜T4。
文档编号H04S1/00GK1468029SQ0314097
公开日2004年1月14日 申请日期2003年6月9日 优先权日2002年6月7日
发明者桥本裕之, 寺井贤一, 角张勋, 羽中田高尚, 一, 高尚 申请人:松下电器产业株式会社