专利名称：音频信号处理装置以及音频信号处理方法
技术领域：
本发明涉及用于对定位在给定角度的声源的音频信号执行音频信号处理的音频信号处理装置以及音频信号处理方法。
背景技术：
各种声源被包括在记录CD(光盘)、DVD(数字多功能盘)上的内容等或诸如TV(电视)广播节目等内容的音频信号中。例如，在记录了音乐的内容的情形中，诸如歌声和乐器声等声源被包括在音频信号中。此外，在内容是TV广播节目的情形中，诸如演员的声音、音效、笑声和掌声等声源被包括在音频信号中。
尽管这些声源在记录时常常是使用不同的话筒来记录的，但即使是在这种情况下，音频信号本身最终也会被下降混音到预先确定的声道数，诸如2ch(声道)或5.1ch。此时，通过执行混音等，就执行了调节以使相应的声源被定位在相应的方向上。
相关技术的示例包括日本未审专利申请第2-298200号公报中公开的示例。
发明内容
当如上所述地获得的内容在再现装置或TV接收器一侧被再现(接收/解调)时，所再现的音频是作为复制相应声源的定位方向的音频而获得的。
但是，根据用户的偏好等，生产者一方预期的声源的定位感可能不被接受。而且还需要能增加欣赏内容的方式的多样性的设计，诸如仅提取定位在给定方向上的声源等。由此，需要执行诸如提取定位在给定方向上的声源、或是增大/减小或消除其音像等调节。
鉴于上述问题，需要配置如下的音频信号处理装置。
即，首先，该音频信号处理装置包括分割装置，用于将多个声道的音频信号中的每一个分割为多个频带。
此外，该音频信号处理装置包括相位差计算装置，用于对由分割装置分割的这多个频带中的每一个计算这多个声道的音频信号之间的相位差。
此外，该音频信号处理装置包括电平比计算装置，用于对由分割装置分割的这多个频带中的每一个计算这多个声道的音频信号之间的电平比。
此外，该音频信号处理装置包括音频信号处理装置，用于在由相位差计算装置和电平比计算装置计算得到的这多个频带中的每一个的相位差和电平比的基础上对分割装置所获得的经分割信号执行输出增益设置。
在此，当这多个系统的音频信号中的每一个被分割为多个频带时，每个音频信号中所包括的多个声源可被分割。由此，经频带分割的这多个系统的音频信号的相位差和电平比起到指示单独的频带中的每一个的声源定位方向的信息的作用。因此，通过在关于如上所述地为这些单独的频带中的每一个获得的这多个系统的相应音频信号的相位差和电平比的信息的基础上对经分割的输出执行音频信号处理，就可通过诸如仅提取或去除定位在给定方向上的声源并进一步调节其音量来为每个单独的定位角度执行声源调节。
如上所述，根据本发明，可通过诸如仅提取或去除定位在给定方向上的声源并进一步调节其音量来对每个单独的定位方向执行声源调节。
图1是示出包括根据本发明第一实施例的音频信号处理装置的再现装置的内部配置的框图；图2是根据本发明的一个实施例的再现装置中所包括的遥控器的外观；图3是示出根据第一实施例的音频信号处理装置的内部配置的框图；图4是示出根据第一实施例的音频信号处理装置中所包括的频带专属增益计算电路的内部配置的框图；图5是示出根据第一实施例的相位差增益组的特性的示例图；图6是示出根据第一实施例的电平比增益组的特性的示例图；图7是示出根据第一实施例的增益调节操作的过程的流程图；图8是示出包括根据本发明的第二实施例的音频信号处理装置的再现装置的内部配置的框图；图9是示出根据第二实施例的音频信号处理装置的内部配置的框图；图10是示出根据第二实施例的增益调节操作的过程的流程图；图11是根据本发明的第三实施例的再现装置的操作部分中所包括的操作器的外观；图12是示出根据第三实施例的音频信号处理装置的内部配置的框图；图13是示出根据第三实施例的音频信号处理装置中所包括的频带专属增益计算电路的内部配置的框图；图14A和14B分别是示出根据每个单独范围的增益指定信号的值相同的情形的窗函数组的示例的示图；图15A和15B分别是示出根据每个单独范围的增益指定信号的值不同的情形的窗函数组的示例的示图；图16是示出作为根据第三实施例的增益调节操作的、在使用窗函数来计算增益值的情形中的调节操作的过程的流程图；图17是示出在使用每个单独范围的增益指定信号的值和相位差作为变量的函数被用于根据第三实施例的增益值计算的情形中、每个单独的定位角度范围组的相位差增益的特性的示例的示图；图18是示出在使用每个单独范围的增益指定信号的值和电平比作为变量的函数被用于根据第三实施例的增益值计算的情形中、每个单独的定位角度范围组的电平比增益的特性的示例的示图；图19是示出在使用每个单独范围的增益指定信号的值和相位差作为变量的函数以及使用每个单独范围的增益指定信号的值和电平比作为变量的函数被用于根据第三实施例的增益值计算的情形中、增益调节操作的过程的流程图。
具体实施例方式
<第一实施例>
以下将描述实施本发明的最优模式(以下将称其为一个实施例)。
图1是示出包括根据本发明的一个实施例的音频信号处理装置的再现装置1的内部配置的框图。
再现装置1包括附图中所示的介质再现部分2，并可对例如CD(光盘)、DVD(数字多功能盘)或蓝光盘等光盘记录介质、诸如MD(迷你盘磁光盘)或硬盘等磁盘、具有内建半导体存储器的记录介质等预定的记录介质执行再现。
在此情形中，假定由于两个系统，即左声道和右声道的音频信号而产生的内容被记录在记录再现部分2所对应的记录介质中。根据该实施例，由介质再现部分2再现的这些左声道和右声道音频信号被提供给作为音频信号处理装置的音频信号处理部分3。
根据来自介质再现部分2的左声道和右声道音频信号、以及来自稍后将描述的系统控制器5的角度指定信号，音频信号处理部分3调适为对定位在指定角度(方向)的声源的音频信号执行所要求的音频信号处理。然后，由此被执行了音频信号处理的左声道和右声道音频信号(以下称为音频信号Lex和音频信号Rex)被提供给D/A转换器4。
应当注意，音频信号处理部分3的内部配置将在稍后描述。
来自音频信号处理部分3的音频信号Lex和Rex经受D/A转换器4的D/A转换，然后作为左声道音频信号输出和右声道音频信号输出被输出。
系统控制器5由包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)和CPU(中央处理单元)的微机构成，并执行再现装置1的全面控制。
系统控制器5包括图中所示的操作部分6和命令接收部分7。操作部分6包括被设置成出现在再现装置1的外壳的外表面上的各种操作器，并且根据这些操作器的操作的命令信号被提供给系统控制器5。此外，命令接收部分7接收由图中所示的遥控器10发出的例如红外信号等而产生的命令信号。在遥控器10上也设有各种操作器。命令接收部分7适于向系统控制器5提供与对遥控器10上的这些操作器的操作对应的命令信号。
系统控制器5适于根据来自操作部分6和命令接收部分7的命令信号执行各种控制操作。与来自用户的操作输入对应的操作由此在再现装置1中被执行。
例如，操作部分6和遥控器10分别设有用于对记录在加载到介质再现部分2上的记录介质中的内容给出再现指令的操作器。响应于与对操作器的操作对应的命令信号的输入，系统控制器5控制介质再现部分2以启动内容的再现。
此外，在此情形中，在遥控器10上设有如图2中所示的用于指定方向的操作器。亦即，设有如图2中所示的右键10a、左键10b、上键10c和下键10d。
用户可通过操作上述右键10a或左键10b来对再现装置1指定和输入定位角度。
回到图1，响应于与右键10a、左键10b的操作对应的命令信号的输入，系统控制器5生成要向音频信号处理部分3提供的角度指定信号。亦即，该角度指定信号表示指示通过右键10a和左键10b的操作来指定和输入的定位角度的信息。
接下来，图3示出音频信号处理部分3的内部结构。
首先，音频信号处理部分3包括向其输入左声道音频信号的分析滤波器组11L、以及用于输入右声道音频信号的分析滤波器组11R。设置分析滤波器组11L、11R用于将输入音频信号分割为多个预定频带。
如所公知的，作为将输入信号分量分割为多个频带的方法的示例，有使用DFT(离散傅立叶变换)滤波器组、小波滤波器组、QMF(正交镜像滤波器)等的所谓滤波器组方法。滤波器组包括一组分析滤波器组和合成滤波器组。该滤波器组方法在根据预期目的为每个单独的频带处理输入信号时等使用，并且被广泛用于例如不可逆压缩。
分析滤波器组11L将输入的左声道音频信号分成等带宽的n个频带，由此生成n个子带信号(sub1-L、sub2-L……subn-L)。如图中所示，这些单独的n个子带信号sub1-L到subn-L中的每一个经由n个增益单元13(13-1到13-n)中带相应下标(1到n)的一个被提供给合成滤波器组14L。
合成滤波器组14L合成以此方式提供的n个子带信号(sub1-L到subn-L)，并将它们重新组合为原始音频信号的形式。
类似地，分析滤波器组11R也将输入的右声道音频信号分为等带宽的n个频带，由此生成n个子带信号(sub1-R、sub2-R……subn-R)。在此情形中，这些单独的n个子带信号sub1-R到subn-R中的每一个也经由上述n个增益单元13(13-1到13-n)中带相应下标(1到n)的一个被提供给合成滤波器组14R。
合成滤波器组14R合成所提供的n个子带信号(sub1-R到subn-R)，并将它们重新组合为原始音频信号的形式。
应当注意，尽管在此例中输入音频信号被分析滤波器组11中的每一个分割为相等的带宽，但是输入音频信号也可被分割为不等的带宽。
此外，如图中所示，由分析滤波器组11L生成的单个子带信号sub1-L到subn-L中的每一个还被分支并提供给n个频带专属增益计算电路12(12-1到12-n)中带相应下标的一个。
类似地，由分析滤波器组11R生成的单独的子带信号sub1-R到subn-R中的每一个也被分支并提供给n个频带专属增益计算电路12-1到12-n中带相应下标的一个。
亦即，相应频带的左声道子带信号(以下也称为子带信号sub-L)和相应频带的右声道子带信号(以下也称为子带信号sub-R)由此被输入到每一个单独的频带专属增益计算电路12-1到12-n。
来自图1中所示的系统控制器5的角度指定信号被输入到每一个单独的频带专属增益计算电路12-1到12-n。在如稍后将描述地分别输入的左声道子带信号sub-L与右声道子带信号sub-R之间的相位差和电平比以及上述角度指定信号的基础上，为了提取定位在由此角度指定信号指定的角度的声源，各频带专属增益计算电路12分别计算要为相应频带的子带信号sub-L、子带信号sub-R设置的增益G-sub。
亦即，频带专属增益计算电路12-1到12-n以频带专属增益计算电路12-1生成要为子带信号sub1-L和子带信号sub1-R生成的增益G-sub1、而频带专属增益计算电路12-2生成要为子带信号sub2-L和子带信号sub2-R设置的增益G-sub2的方式生成要为相应频带的子带信号sub1-L到subn-L和子带信号sub1-R到subn-R设置的增益G-sub1到G-subn。
应当注意，如上所述的频带专属增益计算电路12的内部配置将在稍后描述。
由频带专属增益计算电路12-1到12-n计算得到的单独的增益G-sub1到G-subn中的每一个被提供给上述增益单元13-1到13-n当中带相应下标的增益单元13。
在所提供的增益G-sub的基础上，单独的增益单元13中的每一个调节来自分析滤波器组11L和分析滤波器组11R的子带信号sub-L和子带信号sub-R的增益，并将子带信号sub-L和子带信号sub-R分别提供给合成滤波器组14L和合成滤波器组14R。
如上所述，合成滤波器组14L和14R合成从增益单元13-1到13-n提供的子带信号sub1-L到subn-L以及子带信号sub1-R到subn-R，并将它们重新组合为原始音频信号的形式来输出。
在此，从增益单元13-1到13-n提供的相应频带的子带信号sub-L和子带信号sub-R的每一个的增益根据增益G-sub被调节，以提取定位在由角度指定信号所指定的角度的声源，其中增益G-sub由频带专属计算电路12中相应的一个生成。
例如，如果定位在指定角度的声源通过频带1到频带2(子带信号sub1-L到sub2-L以及子带信号sub1-R到sub2-R)配置，则增益被调节为仅使这些子带信号sub1-L到sub2-L以及子带信号sub1-R到sub2-R的增益＝1，而使所有其它频带的增益＝0。
由此，通过如上所述地合成并重构所有频带的子带信号而获得的音频信号可被再现为仅定位在由上述角度指定信号指定的角度的声源被提取的音频信号。
在此，如上所述地分别从合成滤波器组14L和14R输出的、分别可作为仅定位在由角度指定信号指定的角度的声源被提取的音频信号而获得的音频信号分别被称为音频信号Lex和音频信号Rex。
图4示出各频带专属增益计算电路12的内部配置。
首先，来自图3中所示的分析滤波器组11L的子带信号sub-L被输入到傅立叶变换器21L，在此执行诸如FFT(快速傅立叶变换)等傅立叶变换处理。由傅立叶变换处理获得的复子带信号csub-L被提供给相位差计算器22和电平比计算器23。
此外，来自分析滤波器组11R的子带信号sub-R被输入到傅立叶变换器21R以接受傅立叶变换处理，并且类似地作为复子带信号csub-R被提供给相位差计算器22和电平比计算器23。
相位差计算器22计算来自傅立叶变换器21L的复子带信号csub-L与来自傅立叶变换器21R的复子带信号csub-R之间的相位差(时间差)。
在此，假定在时间ω之际复子带信号csub-L和csub-R分别为L(ω)和R(ω)，在时间ω之际复子带信号csub-L与复子带信号csub-R之间的相位差θlr(ω)由以下[式1]给出。
应当注意，在以下[式1]中，-180°≤θlr(ω)≤180°。
此外，Re(x)表示复数x的实部，而Im(x)表示复数x的虚部。
θlr(ω)={tan-1(Im(L(ω))Re(L(ω)))-tan-1(Im(R(ω))Re(R(ω)))}*180π]]>相位差计算器22在上述[式1]的基础上计算来自傅立叶变换器21L的复子带信号csub-L与来自傅立叶变换器21R的复子带信号csub-R之间的相位差θlr(ω)。然后，通过顺序输出以此方式计算得到的相位差θlr(ω)，相位差信号θlr被提供给增益计算器24。
此外，电平比计算器23计算来自傅立叶变换器21L的复子带信号csub-L与来自傅立叶变换器21R的复子带信号csub-R之间的电平比。
在此，假定在时间ω之际复子带信号csub-L和csub-R分别为L(ω)和R(ω)，在时间ω之际复子带信号csub-L与复子带信号csub-R之间的电平比maglr(ω)由以下[式2]给出。
但是应当注意，在以下[式2]中，-1≤maglr(ω)≤1。
maglr(ω)=Re(L(ω))2+Im(L(ω))2-Re(R(ω))2+Im(R(ω))2Re(L(ω))2+Im(R(ω))2+Re(R(ω))2+Im(R(ω))2]]>电平比计算器23在上述[式2]的基础上计算来自傅立叶变换器21L的复子带信号csub-L与来自傅立叶变换器21R的复子带信号csub-R之间的电平比maglr(ω)。然后，通过顺序输出以此方式计算得到的电平比maglr(ω)，电平比信号maglr被提供给增益计算器24。
在来自相位差计算器22的相位差信号θlr和来自电平比计算器23的电平比信号maglr、还有来自图1中所示的系统控制器5的角度指定信号的基础上，为了提取定位在由此角度指定信号指定的角度的声源，增益计算器24计算要为相应频带的左声道子带信号sub-L和右声道子带信号sub-R设置的增益G-sub。
这里应当注意，音像的定位是基于人的感官知觉，因此没有明确的定义，并且因此难以用数学表达式等来表达。例如，对于左声道、右声道立体声音频信号，当相应的声道信号完全相等时，声源将被感知为定位在各扬声器中间附近。此外，当信号仅被包括在左侧声道中时，声源将被感知为定位在左侧的扬声器附近。
在此说明书中，这种对音频信号位置的感官知觉被称为定位，并且以给定点为参考到音频信号的定位位置的角度被称为定位角度。
在定位音像的各种已知方法当中，有一种是通过到达听者双耳的音频信号之间的相位差(时间差)和电平比(声压水平比)来使声源被感知为定位在特定位置(特定方向)。例如，在日本未审专利申请第2-298200号公报中公开的方法里，通过对来自声源的信号执行傅立叶变换、并对频率轴上的每个声道的信号给予频率相关的相位差和电平比来使音频信号定位在给定方向上。
基于与此方法相反的想法，在此实施例中，将各声道的音频信号之间的相位差、电平比视为指示声源定位的角度的信息。由此，如前所述，在此实施例中，通过分析各声道的音频信号之间的相位差和各声道的音频信号之间的电平比来确定声源的定位角度。
有鉴于此，根据上述音频信号处理部分3的配置，为每个单独的频带确定各声道的音频信号之间的相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)。亦即，由此为个频带的单独的音频信号中的每一个确定定位角度。
一旦以此方式通过相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)确定了每个单独的频带的定位角度，然后在输入角度指定信号与这些单独的频带中的每一个的定位角之差的基础上，图4中所示的增益计算器24可计算要为相应频带的音频信号(sub1-L到subn-L以及sub1-R到subn-R)设置的增益，从而提取在由上述角度指定信号指定的定位角度的声源。
具体而言，在此实施例中，首先，分别获得根据从相位差θlr(ω)确定的定位角计算得到的相位差增益Gθ(ω)、以及根据从电平比maglr(ω)确定的定位角计算得到的电平比增益Gmag(ω)。然后，通过将相位差增益Gθ(ω)和电平比增益Gmag(ω)相乘来确定最终要给予每个子带信号sub-L、sub-R的增益G-sub。
亦即，假定在时间ω之际增益G-sub为增益值G-sub(ω)，则最终的增益G-sub确定如下G-sub(ω)＝Gθ(ω)×Gmag(ω)然后，在增益计算器24中，取由角度指定信号指定的定位角度为angle(角度)，相位差增益Gθ(ω)由以下[式3]确定。
应当注意，在以下[式3]中，gradient(梯度)为等于或大于0的任意值，而top_width为0°≤top_width≤180°的任意值。
此外，假定了可由角度指定信号指定的定位角度angle为-180°≤angle≤180°。
此外，假定了相位差增益Gθ(ω)为0≤Gθ(ω)≤1，并且如果计算得到的Gθ(ω)的值小于0，则Gθ(ω)＝0。
(θlr(ω)＞angle+top_width→(1)(angle-top_width≤θlr(ω)≤angle+top_width→(2)(θlr(ω)＜angle-top_width)→(3)Gθ(ω)=1+angle+top_width-θlr(ω)gradient···(1)1···(2)1-angle-top_width-θlr(ω)gradient···(3)]]>此外，类似地，在增益计算器24中，取由角度指定信号指定的定位角度为angle，电平比增益Gmag(ω)由以下[式4]确定。
应当注意，在此[式4]中，gradient同样是等于或大于0的任意值，而top_width为0°≤top_width≤180°的任意值。
此外，假定了可由角度指定信号指定的定位角度angle为-180°≤angle≤180°。
此外，假定了电平比增益Gmag(ω)为0≤Gmag(ω)≤1，并且如果计算得到的Gmag(ω)的值小于0，则Gmag(ω)＝0。
(maglr(ω)*180＞angle+top_width)→(1)(angle-top_width≤maglr(ω)*180≤angle+top_width)→(2)(maglr(ω)*180＜angle-top_width)→(3)Gmag(ω)=1+angle+top_width-maglr(ω)*180gradient···(1)1···(2)1-angle-top_width-maglr(ω)*180gradient···(3)]]>在上述[式3]和[式4]中，关于gradient和top_width的各种设置是可能的，其示例将在以下描述。
首先，第一示例针对于对所有频带(子带)，gradient、top_width的值都固定的方法。以下图5示出了在上述[式3]中将top_width、gradient的值固定top_width、gradient的值固定为top_width＝20°、gradient＝-80°时所获得的相位差增益Gθ(ω)的特性，由角度指定信号指定的角度的值被设置为angle＝0°和angle＝-80°。
图5以坐标图的形式分别沿横轴和纵轴取相位差θlr(ω)和相位差增益Gθ(ω)来示出相位差增益Gθ(ω)的值。亦即，图5示出了与每个单独的定位角度对应的相位差增益Gθ(ω)的值。
首先，在此第一示例中，因为top_width的值固定为“20°”，所以其内相位差增益Gθ(ω)的值变为最大值(在此情形中，Gθ(ω)＝1)的宽度为40°。具体而言，当angle＝0°时，从-20°到20°的相位差θlr(ω)的范围对应于top_width(Gθ(ω)＝1)，而当angle＝-80°时，从-100°到-60°的相位差θlr(ω)的范围对应于top_width(Gθ(ω)＝1)。亦即，在上述[式3]中(同样适用于[式4])，因为增益变为最大值的范围是从“angle-top_width”到“angle+top_width”，所以增益变为最大值的范围是“top_width×2”。
此外，在此情形中，因为gradient的值固定为“1”，在top_width的范围以外，亦即，在(θlr(ω)＞angle+top_width)或(θlr(ω)＜angle-top_width)的部分中，所以在求解[式3]时，相位差增益Gθ(ω)总是变为负值，并且与上述0≤Gθ(ω)≤1的条件一起，使得此top_width范围以外的相位差增益Gθ(ω)的值全部变为“0”。
此外，第二示例针对尽管gradient对所有频带(子带)固定，但是top的值根据angle的指定值而改变的方法。在此情形中，例如，根据angle的指定值，top_width的值如下确定top_width＝|angle/4|例如，以下图6示出了分别在上述[式4]中gradient的值被固定为例如gradient＝20，并且angle＝0°和angle＝-80°被指定为angle的值时获得的电平比增益Gmag(ω)的特性。
图6也以坐标图的形式分别沿横轴和纵轴取电平比maglr(ω)和电平比增益Gmag(ω)来示出电平比增益Gmag(ω)的值。
在此情形中，因为根据angle的指定值，top_width的值变为“top_width＝|angle/4|”，如图中所示，所以当angle＝0°时，top_width＝0°，而当angle＝-80°时，top_width＝20°。
此外，在此情形中，因为gradient的值没有像在上述示例的情形中那样被设为“1”而是被设为“20”，所以top_width范围以外的电平比增益Gmag(ω)的值不是全变为“0”。亦即，在此情形中，在top_width的范围以外(maglr(ω)·180＞angle+top_width)或(maglr(ω)·180＜angle-top_width)的部分当中，在最多到电平比maglr(ω)的某个值的范围内，将获得正值作为“式4”的计算结果。亦即，如图中所示，即使是在top_width的范围以外的时候，在电平比maglr(ω)的值到达某个值之前，随着离angle值的距离增大，电平比增益Gmag(ω)的值逐渐降低到0。
如从图5和6的描述中可以认识到的，在[式3]和[式4]中，gradient的值是用于调节top_width范围以外的部分相对于相位差增益Gθ(ω)、电平比增益Gmag(ω)的斜率的值。
根据上述方法，通过如上所述地设置top_width的值和gradient的值就可自由地调节增益窗的形状。
此外，在以上描述中，根据第二个示例，例如，在top_width＝|angle/4|的情况下，当angle的值为0°时，top_width的宽度被调适为随angle的值离0°的距离增大而增大。这是基于以根据上述[式1]和[式2]的计算，可能会有计算得到的相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)的值可能作为更接近“0”(即，更接近中心)的值而被获得的情形的假定。
亦即，在相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)的值作为更接近中心的值而被获得的情形中，如果在angle指定了远离0°的角度的情况下通过top_width勉强地提取的定位角范围相当窄，则定位在要被提取的定位角度的频带分量可能不能被正确地提取，或者反过来，除该频带分量以外的其它频带分量可能会被提取。
作为对比，如果如在上述第二示例中那样以增大指定的angle值离0°的距离来增大top_width的宽度，则即使是通过计算获得了接近于“0”的值作为如上所述的相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)的时候，所要提取的频带也能被正确提取。
通过如上所述的[式3]和[式4]，可以确定要为相应子带信号设置以提取定位在由角度指定信号指定的角度的声源的相位差增益Gθ(ω)和电平比增益Gmag(ω)。
此外，如上所述，在图4中所示的增益计算器24中，最终要对相应子带信号sub-L、sub-R设置的增益值G-sub(ω)是通过在[式3]和[式4]的基础上获得的相位差增益Gθ(ω)和电平比增益Gmag(ω)之间的乘法(G-sub(ω)＝Gθ(ω)×Gmag(ω))来计算的。
然后，增益计算器24顺序输出此增益值G-sub(ω)作为要提供给图3中所示的增益单元13的增益G-sub。
图7以流程图的形式示出根据上述第一实施例的声源提取操作的过程。
在图7中，首先在步骤S101，左声道信号和右声道信号分别被分割成多个频带。亦即，此操作对应于将分别输入到图3中所示的分析滤波器组11L和分析滤波器组11R的左声道信号和右声道信号分割为n个频带、由此分别生成子带信号sub-1-L到subn-L和子带信号sub1-R到subn-R的操作。
在接下来的步骤S102，被如此分割的左声道信号和右声道信号经过傅立叶变换。亦即，在图4中所示的每个频带专属增益计算电路12内对输入到傅立叶变换器21L和傅立叶变换器21R的子带信号sub-L和sub-R分别执行傅立叶变换。
在步骤S103，为每个单独的带(频带)计算左声道信号与右声道信号之间的相位差θlr(ω)。亦即，每个频带专属增益计算电路12中的相位差计算器22在来自傅立叶变换器11L的复子带信号csub-L和来自傅立叶变换器11R的复子带信号csub-R的基础上计算相位差θlr(ω)。
然后，在步骤S104，在相位差θlr、[式3]以及角度指定信号(angle)的基础上为每个单独的频带计算相位差增益Gθ(ω)。亦即，每个频带专属增益计算电路12中的增益计算器24在从相位差计算器22提供的相位差θlr、从系统控制器5提供的角度指定信号的值(angle的值)以及上述[式3]的基础上计算相位差增益Gθ(ω)。
然后，在步骤S105，为每个单独的频带计算左声道信号与右声道信号之间的电平比maglr(ω)。亦即，每个频带专属增益计算电路12中的电平比计算器23在来自傅立叶变换器11L的复子带信号csub-L和来自傅立叶变换器11R的复子带信号csub-R的基础上计算电平比maglr(ω)。
然后，在步骤S106，在电平比maglr(ω)、[式4]以及角度指定信号(angle)的基础上为每个单独的频带计算电平比增益Gmag(ω)。亦即，每个频带专属增益计算电路12中的增益计算器24在从电平比计算器23提供的电平比maglr(ω)、从系统控制器5提供的角度指定信号值(angle的值)以及上述[式4]的基础上计算电平比增益Gmag(ω)。
应当注意，在此例中，为方便说明，相位差θlr(ω)/相位差增益Gθ(ω)以及电平比maglr(ω)/电平比增益Gmag(ω)的计算是依次执行的。但是，在实际的配置中，这些计算是同时且并行执行的。
在步骤S107，通过为每个单独的频带将相位差增益Gθ(ω)与电平比增益Gmag(ω)相乘来计算增益值G-sub(ω)。这对应于将在步骤S104中生成的相位差增益Gθ(ω)与在步骤S106生成的电平比增益Gmag(ω)彼此相乘的操作。
通过上述步骤S107，由每个频带专属增益计算电路12中的增益计算器24确定要为每个频带设置的最终增益值G-sub(ω)。
在接下来的步骤S108，对每个单独的频带给予左声道信号和右声道信号增益值G-sub(ω)。亦即，图3中所示的每个增益单元13向输入的子带信号sub-L和子带信号sub-R给予从相应的一个频带专属增益计算电路12提供的增益值G-sub(ω)。
然后，在步骤S109，相应频带的左声道信号和相应频带的右声道信号被合成并输出。亦即，从增益单元13-1到13-n提供的相应频带的左声道信号会被输入到图3中所示的合成滤波器组14L，合成滤波器组14L随即合成这些信号并输出所得结果。此外，从增益单元13-1到13-n提供的相应频带的右声道信号被输入到合成滤波器组14R，合成滤波器组14R随即合成这些信号并输出所得结果。
由此，如上已述，分别可作为仅定位在由角度指定信号指定的角度(angle)的声源被提取的信号来再现的音频信号Lex和音频信号Rex从合成滤波器组14L和合成滤波器组14R被输出。
因为仅音频信号Lex和音频信号Rex被输出，所以可以使听者有好像仅定位在指定角度的声源被提取的感知。换言之，这允许仅定位在指定角度的声源被提取。
尽管以上描述是针对在实现根据此实施例的声源提取操作时声音处理部分3由执行图7中所示的相应操作的硬件构成的情形，但是也可部分地或完全地由软件处理来实现此操作。在此情形中，音频信号处理部分3可由根据用于执行图7中所示的相应处理的程序操作的微机等配置。在此情形中，音频信号处理部分3包括诸如ROM等其中记录了上述程序的记录介质。
此外，在第一实施例中，在[式3]和[式4]的计算中，使用给定时间点(时间(ω))的相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)的值作为每个信道的音频信号的相位差和电平比。但是，也可使用相位差θlr(ω)与电平比maglr(ω)的积分结果作为相位差和电平比的值。
此外，在第一实施例中，使用如上述[式3]和[式4]的以相位差θlr(ω)和angle为自变量用于确定增益Gθ(ω)的函数、以及以电平比maglr(ω)和angle为自变量的用于确定增益Gmag(ω)的函数来计算增益值G-sub。或者，可通过使用对可由角度指定信号预先指定的每个单独的定位角度(angle)按原样使用如上述图5、6中所示的定义增益特性的窗函数(关于增益的窗)来确定增益值。
亦即，例如，在上述如图5中所示的angle＝0°的情形中，在angle＝0°时此时增益窗的形状是预先确定的，并且作为定义增益窗的形状的函数，以相位差θlr(ω)(定位角度)为自变量的用于确定增益Gθ(ω)的函数被预先生成和准备好。类似地，对于angle的其它值亦是如此，要与此时的angle值对应地设置的增益窗的形状被预先确定，并且定义那些窗形状中的每一个的函数被预先生成和准备好。
此外，对于电平比maglr(ω)亦是如此，对于可能被指定的每个单独的angle值，要与angle的相应值对应地设置的增益窗的形状被预先确定，并且作为定义那些窗形状中的每一个的函数，以电平比maglr(ω)为自变量的函数预先被生成并准备好。
然后，当angle的值实际由角度指定信号指定时，根据angle的该指定值选择相位差的一个窗函数以及电平比的一个窗函数，并将计算得到的相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)的值替换到这些窗函数中，由此来分别计算相位差增益Gθ(ω)和电平比增益Gmag(ω)。
但是，应当注意，当在此实施例中使用如[式3]和[式4]中的以angle为自变量的函数来计算增益时，与如上所述的仅使用相位差θlr(ω)、电平比maglr(ω)为自变量的窗函数的情形不同，仅可为每类增益保留一种函数，即[式3]和[式4]中的每一个的函数。
亦即，如可从以上说明中理解的，使用窗函数的方法要求与相应angle值对应地准备单独的函数，因此保留增益计算函数所需的存储容量往往趋于增加。作为对比，当如上所述地仅保留[式3]和[式4]已足够时，就可实现所需存储容量的相应减少。
此外，在此例中，定位在指定角度的声源的音量被调节为仅定位在指定角度的声源被提取并输出。但是，替换地，也可执行其它音频信号处理，诸如对定位在指定角度的声源进行混响处理等。
具体而言，在混响处理的情形中，增益单元13起到执行混响处理的混响处理单元的作用，并可被调适为在基于相位差和电平比计算得到的混响系数(用于改变混响程度的参数)的基础上对每个子带信号执行混响处理。
此外，在此例中，指定角度的增益窗是凸形的，因此仅定位在指定角度的声源被提取。但是，当反过来，定位在指定角度的声源要被消除时，可设置指定定位角度的部分变为凹形的增益窗。
<第二实施例>
接下来将描述本发明的第二实施例。
根据作为第一实施例的一种应用的第二实施例，当再现与音频信号同步的视频信号时，根据视频的缩放来执行声源的提取。
图8示出根据如上所述的第二实施例的再现装置30的内部配置。
应当注意到，在图8中，在以上已参考图1描述的部分用相同的标记来表示，并且其说明将被省略。
首先，在此情形中，音频信号以及与这些音频信号同步的视频信号被记录在将由再现装置30再现的记录介质中。介质再现部分32适于对记录在所加载的记录介质中的音频信号和视频信号执行再现。
作为再现的音频信号的左声道信号和右声道信号被提供给音频信号处理部分33。此外，分别与左声道信号和右声道信号同步地再现的视频信号V被提供给视频信号处理部分34。
在此，在第二实施例中，对视频信号的缩放操作可通过遥控器10中所包括的上、下、左和右键(图2中所示的10a到10d)执行。
作为缩放操作，屏幕上的左/右方向可通过右键10a/左键10b来指定，而进一步的放大/缩小可通过上键10c/下键10d来指定。
在此情形中，响应于经由命令接收部分7从遥控器10输入与右键10a/左键10b对应的命令信号，系统控制器5用于输出角度指定信号。输出的角度指定信号被提供给音频信号处理部分33，并且在此情形中被分支以再提供给视频信号处理部分34。
此外，响应于输入与上方向键10c/下方向键10d对应的命令信号，系统控制器5用于输出如图中所示的缩放倍数指定信号。此缩放倍数指定信号也被提供给音频信号处理部分33和视频信号处理部分34。
除了具有附于第一实施例中的音频信号处理部分3的功能、即提取定位在由角度指定信号指定的角度的声源的功能以外，在此情形中，音频信号处理部分33还用于根据缩放倍数指定信号来调节定位在指定角度的声源的增益(或定位在除指定角度以外的其它角度的声源的增益)。亦即，定位在由角度指定信号指定的角度(亦即，在此情形中是缩放位置)的声源的音量根据视频的缩放倍数被如此调节。
音频信号处理部分33的内部配置将在稍后描述。
此外，视频信号处理部分34对输入的视频信号V执行各种视频信号处理。例如，执行诸如轮廓校正处理或γ校正处理等图像质量校正处理。
此外，尤其是在此情形中，执行根据上述角度指定信号和缩放倍数指定信号的视频缩放处理。具体而言，执行处理以使根据由角度指定信号指定的在屏幕上的左/右位置、以及由缩放倍数指定信号指定的缩放倍数，要在视频信号V的基础上显示的视频的一部分被放大/缩小。
已由视频信号处理部分34执行视频信号处理的视频信号V如图中所示地经由D/A转换器35被输出。
图9示出音频信号处理部分33的内部配置。
应当注意，在图9中，已对第一实施例(图3)描述过的部分也是由相同标记表示，并且其说明将被省略。
在此情形中的音频信号处理部分33里，如图中所示，左声道信号被输入到分析滤波器组11L，并分支以再提供给增益调节电路39L。此外，输入到分析滤波器组11R的右声道信号被分支以再提供给增益调节电路39R。
除了上述左声道信号以外，来自合成滤波器组14L的音频信号Lex被输入到增益调节电路39L。此外，来自图8中所示的系统控制器5的缩放倍数指定信号也被输入到增益调节电路39L。
在增益调节电路39L中，根据由缩放倍数指定信号指定的缩放倍数来调节音频信号Lex或左声道信号的增益。亦即，响应于缩放倍数的增大(即，放大)执行增益调节以使音频信号Lex的增益提高(或左声道信号的增益降低)。此外，响应于缩放倍数的减小(即，缩小)执行增益调节以使音频信号Lex的增益降低(或左声道信号的增益提高)。
然后，增益调节电路39L执行增益经调节的音频信号Lex和左声道信号的合成(累加)并输出所得结果。
此外，除了上述右声道信号以外，来自合成滤波器组14R的音频信号Rex也被输入到增益调节电路39R。此外，来自系统控制器5的缩放倍数指定信号也被输入到增益调节电路39R。
在增益调节电路39R中，也根据由缩放倍数指定信号指定的缩放倍数来调节音频信号Rex或右声道信号的增益。亦即，响应于缩放倍数增大(即，放大)执行增益调节以使音频信号Rex的增益提高(或右声道信号的增益降低)。此外响应于缩放倍数的减小(缩小)执行增益调节以使音频信号Rex的增益降低(或右声道信号的增益增大)。
然后，增益调节电路39R还执行增益经调节的音频信号Rex和右声道信号的合成(累加)并输出所得结果。
增益调节电路39L和39R的输出作为音频信号输出经由图8中所示的D/A转换器4被外部输出。
在如上所述的音频信号处理部分33的配置中，音频信号Lex和音频信号Rex分别作为定位在由角度指定信号指定的角度的声源被提取的信号而被获得。亦即，定位在由角度指定信号指定的视频的左-右位置的声源被提取。此外，根据上述配置，以此方式提取的声源的音量根据指定缩放倍数被调节。亦即，因定位在视频的缩放位置处而被提取的声源的音量可根据视频缩放倍数来调节。
就此而言，在相关技术中有视频的一部分根据缩放操作被放大/缩小的视频信号再现装置等。这使得能够通过诸如放大到视频的中心来放大想要观看的部分。
但是，在这种被赋予此视频缩放功能的相关技术的装置中，即使是在执行了放大的情形中，音频信号也是被如常输出。由此，有可能会失去视频与音频之间的整体感，从而使用户感到不协调，诸如取决于具体情形，当来自由于放大而不再被显示在屏幕上的部分的声音被包括在音频信号中的情况。
作为对比，根据第二实施例，还与视频缩放功能同步地执行音频信号的调节。具体而言，根据放大/缩小角度，可根据缩放倍数来调节定位在该角度的音像的音量。由此，如在相关技术中的因放大的视频与音频之间的失配而产生的不协调感可被有效地减少。
图10以流程图的形式示出由图8和9的配置实现的操作。
应当注意到，在图10中，像根据上述参考图7提及的步骤S101到S109的操作那样，根据步骤S201到S209的操作对应于提取定位在由角度指定信号指定的角度的声源的操作。由此，根据步骤S201到S209的操作将不再这里再次描述，并且以下说明将仅集中于步骤S210到S213。
首先，在步骤S210，根据缩放倍数指定信号确定左声道/Lex以及右声道/Rex的增益值。亦即，此操作对应于图9中所示的增益调节电路39L和增益调节电路39R根据缩放倍数指定信号分别为来自合成滤波器组14L的音频信号Lex或来自介质再现部分32的左声道信号、以及来自合成滤波器组14R的音频信号Rex或来自介质再现部分32的右声道信号确定增益值的操作。
然后，在步骤S211，在所确定的增益值的基础上，调节左声道信号、音频信号Lex、右声道信号、以及音频信号Rex的增益。亦即，增益调节电路39L调节左声道信号或音频信号Lex的增益，而增益调节电路39R调节右声道信号或音频信号Rex。
然后，在步骤S212，左声道信号/音频信号Lex与右声道信号/音频信号Rex被合成以供输出。亦即，增益调节电路39L合成左声道信号/音频信号Lex以供输出，而增益调节电路39R合成右声道信号/音频信号Rex以供输出。
就此而言，如以上参考图9所描述的，作为每个增益调节电路39中根据缩放倍数指定信号进行的增益调节，响应于放大，音频信号Lex和音频信号Rex方的增益被提高，或左声道信号和右声道信号方的增益被降低。此外，响应于缩小，音频信号Lex和音频信号Rex方的增益被降低，或左声道信号和右声道信号方的增益被提高。
例如，当执行前一种调节时，亦即，当响应于放大进行提高音频信号Lex/Rex方的增益的调节时，执行调节以使音频信号Lex/Rex的音量变为大于设定的音量。这可能会有问题，因为用户所设定的音量不再被遵守。
为应对此问题，可执行后一种调节，即响应于放大操作降低左声道信号/右声道信号方的增益的调节。
但是，对于实际的听觉，当按上述调节方法仅对音频信号Lex/Rex方和左声道信号/右声道信号方这两者之一执行调节时，作为整体音量，可能无法与原始设定的音量达到均衡。鉴于此，使用户感到不协调感的可能性可能没有被完全消除。
有鉴于此，当考虑到这一点时，还可以用综合的方式来调节音频信号Lex/Rex方和左声道信号/右声道信号方的增益。
应当注意， 尽管在上述第二实施例中说明也是针对于由音频信号处理部分33的硬件配置来实现声源提取操作的情形，但是此操作的部分或全部可由软件处理来实现。在此情形中，音频信号处理部分33可由根据用于执行图10中所示的相应操作的程序来操作的微机等构成。在此情形中，音频信号处理部分33包括诸如ROM等其中记录了上述程序的记录介质。
<第三实施例>
本发明的第三实施例是上述第一实施例的一种应用，通过此实施例，可为预先设定的每个单独的定位角度范围执行已定位声源的增益调节。
应当注意，根据第三实施例的再现装置的总体配置与上述图1中所示的再现装置的总体配置相同。亦即，该再现装置可仅对记录在记录介质中的音频信号执行再现。
此情形中的再现装置包括设置在图1中所示的操作部分6上的如以下图11中所示的杆钮操作器6-1、6-2、6-3、6-4和6-5。
杆钮操作器6-1、6-2、6-3、6-4和6-5各自起到用于调节定位在相应定位角度内的声源的增益(音量)的操作器的作用。
在第三实施例中，当多个系统的音频信号(亦即，在此情形中是左声道信号和右声道信号)从扬声器输出时，可定位声源的角度范围(在此情形中为例如360°)被分为5个等间隔的范围。
亦即，在此情形中，取听者所见的前方为0°(中心)，角度范围被分为180°到108°、108°到36°、36°到-36°、-36°到-108°、以及-108°到-180°的范围。这些定位角度的范围在此被称为定位角度范围。
在此情形中，在所分的5个定位角度范围当中，范围180°到108°被定义为定位角度范围1，而108°到36°被称为定位角度范围2。类似地，接下来的范围36°到-36°、-36°到-108°、以及-108°到-180°分别被定义为定位角度范围3、定位角度范围4、以及定位角度范围5。
在图11中，杆钮操作器6-1起到用于对定位在定位角度范围1中的声源调节增益的操作器的作用。此外，类似地，操作器6-2、操作器6-3、操作器6-4、以及操作器6-5分别起到用于对定位在定位角度范围2、定位角度范围3、定位角度范围4、以及定位角度范围5中的声源调节增益的操作器的作用。
尽管未示出，但是与杆钮操作器6-1到6-5中的每一个的操作对应的每一个操作信息被输入到系统控制器5，并被转换为每个单独范围的增益指定信号。如以下图12中也示出的，每个单独范围的这一增益指定信号被提供给音频信号处理部分43内的每个频带专属增益计算电路12-1到12-n。
应当注意，尽管杆钮操作器6-1到6-5被设置在操作部分6中，但是杆钮操作器6-1到6-5也可被设置在遥控器10中。
此外，尽管定位角度范围被分为等间隔，但是定位角度也可被分为不等间隔。此外，尽管定位角度范围的数目被设为5个，但是所分的定位角度范围也可以是5以外的其它数目。
图12示出了根据第三实施例的再现装置中的音频信号处理部分43的内部配置。应当注意，在图12中，以上已参考图3描述的部分也将由相同标记表示，并且其说明将被省略。
如上所述，在此情形中的再现装置里，对应于每个杆钮操作器6-1到6-5的操作的操作信息被输入到系统控制器5，并被转换为每个单独范围的增益指定信号，该增益指定信号随即被提供给图中所示的每个频带专属增益计算电路12-1到12-n。
在如此输入的每个单独范围的增益指定信号、来自分析滤波器组11L的子带信号sub-L以及来自分析滤波器组11R的子带信号sub-R的基础上，每个频带专属增益计算电路12计算在下游侧的增益单元13中要为相应频带的子带信号sub-L和子带信号sub-R分别设置的增益G-sub。
此情形中的每个频带专属增益计算电路12的内部配置如以下图13中所示。
应当注意，在图13中，已参考图4描述的部分也用相同标记来表示，并且其说明将被省略。
在此情形中的频带专属增益计算电路12设有增益计算器44以取代上述图4中所示的频带专属增益计算电路12中所设的增益计算器24。在此情形中，来自相位差计算器22的相位差信号θlr、以及来自电平比计算器23的电平比信号maglr也被输入增益计算器44。此外，来自系统控制器5的每个单独范围的增益指定信号被输入到增益计算器44。
增益计算器44设有图中所示的存储部分45。存储部分45被配置为诸如ROM等存储了窗函数关联信息45a的存储装置。
窗函数对应信息45a是指在其中预定的相应窗函数与可由增益指定信号为每个单独范围指定的每个单独的定位角度范围的每一个增益组合相关联的信息。在此情形中，因为最终增益值G-sub(ω)是通过相位差增益Gθ(ω)与电平比增益Gmag(ω)相乘而得到的，所以作为与此对应的窗函数，将准备两种窗函数，亦即，以相位差信号θlr(θlr(ω))的值为自变量的用于表达相位差增益Gθ(ω)的函数、以及以电平比maglr(maglr(ω))为自变量的用于表达电平比增益Gmag(ω)的函数。
亦即，窗函数对应信息45a包括在其中预定的对应相位差窗函数与可由增益指定信号为每个单独范围指定的每个单独的定位角度范围的每个增益组合的信息、以及在其中预定的相应电平比窗函数与可由增益指定信号为每个单独范围指定的每个单独的定位角度范围的每个增益组合的信息。
该窗函数对应信息45a将在稍后参考图14、15再来说明。
在来自系统控制器5的每个单独范围的增益指定信号的基础上，增益计算器44从上述窗函数对应信息45a中读出相应的相位差窗函数，并基于此相位差窗函数以及来自相位差计算器22的相位差θlr(ω)执行计算，由此根据相应频带来计算相位差增益Gθ(ω)。
此外，与此同时，在每个单独范围的增益指定信号的基础上，增益计算器44从上述窗函数对应信息45a中读出相应的电平比窗函数，并基于此电平比窗函数以及来自电平比计算器23的电平比maglr(ω)来执行计算，由此根据相应频带来计算电平比增益Gmag(ω)。
然后，在此情形中的增益计算器44中，增益值G-sub(ω)也是通过执行如下计算来计算的G-sub(ω)＝Gθ(ω)×Gmag(ω)以此方式，在相应的频带专属增益计算电路12(12-1到12-n)中计算出要为各频带设置的增益G-sub(G-sub1到G-subn)。如上述图12中所示，每个增益G-sub1到G-subn被输入到带相应下标的一个增益单元13-1到13-n中，然后被给予每个子带信号sub-L和子带信号sub-R。
图14A、14B、15A和15B是用于说明上述相位差窗函数和电平比窗函数的图。图14A和15A分别以坐标图的形式，沿横轴取相位差θlr(ω)并沿纵轴取相位差增益Gθ(ω)来示出相位差增益Gθ(ω)的特性(亦即，相位差窗函数)。图14B和15B分别以坐标图的形式，沿横轴取电平比maglr(ω)并沿纵轴取电平比增益Gmag(ω)来示出电平比增益Gmag(ω)的特性(亦即，电平比窗函数)。
首先，14A和14B示出根据由增益指定信号为单独范围指定对所有定位角度范围1到5相同的增益值的情形而设置的窗函数的示例。
如图14A和14B中所示，在对所有定位角度范围指定相同值为增益的情形中，定义了据之无论输入的相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)为何总是获得恒定增益值函数。
此外，图15A和15B示出根据由增益指定信号为单独范围指定对定位角度范围1到5不同的增益的情形而设置的窗函数的示例。
这些窗函数(相位差窗函数和电平比窗函数)被设置为在例如听觉实验等的结果的基础上，以指定增益(音量)输出定位在每个定位范围中的声源。
然后，先对可由增益指定信号为单独范围指定的单独的定位角度范围的每个增益组合确定如上所述的窗函数。通过将可由增益指定信号为如上所述的单独范围指定的单独的定位角度范围的每个增益组合与单独为每个增益组合定义的窗函数相关联来创建上述窗函数对应信息45a。
由于如上所述的窗函数对应信息45a，在如上所述地输入的每个单独范围的增益指定信号的值的基础上，增益计算器44可选择相应的合适的相位差窗函数和电平比窗函数。亦即，由增益计算器44选择的相位差窗函数和电平比函数分别为被设置成使定位在相应定位角度范围中的声源能以由增益指定信号为单独范围指定的增益(音量)输出的窗函数。
然后，在以合适方式选择的窗函数的基础上，在增益计算器44中，从相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)确定要为相应频带设置的合适的增益值Gθ(ω)和Gmag(ω)。
如上所述，增益值Gθ(ω)和Gmag(ω)在增益计算器44中被相乘，所得结果在每个增益单元13中作为增益G-sub被给予每个相应子带信号sub-L和子带信号sub-R。由此，在合成滤波器组14L和合成滤波器组14R中通过合成获得的音频信号Lex和音频信号Rex分别为可使定位在每个定位角度范围的声源具有由增益指定信号为每个单独范围指定的增益(音量)的信号。
亦即，定位在每个定位角度范围中的声源的增益可通过由增益指定信号为每个单独范围指定的增益来如此调节。
在此，假定例如吉他、贝司、人声、鼓和键盘的声源分别被定位在定位角度范围1、定位角度范围2、定位角度范围3、定位角度范围4和定位角度范围5，根据上述第三实施例，用户可自由调节这些相应部分中的每一个的音量。亦即，用户可自由地和手动地进行这样的指定来仅提取或消除定位在给定的定位角度的声源，例如，仅提取吉他的声源或是消除人声的声源。
图16是示出上述每一个单独的定位角度范围的增益调节操作的过程的流程图。
首先，在步骤S301到S304，通过与上述图7中所示的步骤S101到S103以及S105中相同的操作，可对每个单独的频带执行左声道信号和右声道信号的频带分割和傅立叶变换、以及相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)的计算。
然后，在步骤S305，根据每个单独范围的增益指定信号的相应值执行相位差窗函数和电平比窗函数的选择。亦即，根据从系统控制器5输入的每个单独范围的增益指定信号的相应值，每个频带专属增益计算电路12中的增益计算器44从存储部分45中的窗函数对应信息45a中选择相应的相位差窗函数和电平比窗函数。
在接下来的步骤S306中，在所选择的相位差窗函数和相位差θlr(ω)的基础上为每个单独的频带计算相位差增益Gθ(ω)。亦即，每个频带专属增益计算电路12中的增益计算器44将来自相位差计算器22的相位差θlr(ω)代入所选择的相位差窗函数中，并求解此函数，由此计算相位差增益Gθ(ω)。
此外，在步骤S307中，在所选的电平比窗函数和电平比maglr(ω)的基础上计算电平比增益Gmag(ω)。亦即，每个频带专属增益计算电路12中的增益计算器44将来自电平比计算器23的电平比maglr(ω)代入所选的电平比窗函数，并求解此函数，由此来计算电平比增益Gmag(ω)。
应当注意，在此情形中，同样是为便于说明，相位差θlr(ω)/相位差增益Gθ(ω)的计算以及电平比maglr(ω)/电平比增益Gmag(ω)的计算是依次执行的。但是，实际上，这些计算是同时且并行地执行的。
在接下来的步骤S308到S310，以与上述图7中的步骤S107到S109中一样的方式，增益计算器44将每个单独频带的相位差增益Gθ(ω)与电平比增益Gmag(ω)相乘以计算增益值G-sub(ω)。此外，对于每个单独的频带，增益单元13对左声道信号和右声道信号分别给予计算得到的增益值G-sub(ω)，然后合成滤波器组14L和合成滤波器组14R分别合成相应频带的左声道信号和相应频带的右声道信号，并输出所得结果。
由此，可构成使定位在每个定位角度范围的声源具有增益指定信号为每个单独范围指定的增益(音量)的音频信号Lex和右声道音频信号被输出。
应当注意，尽管以上说明是针对每个单独的定位角度范围的增益调整操作也是由音频信号处理部分33的硬件配置实现的情形，但是此操作的部分或全部可由软件处理来实现。在此情形中，音频信号处理部分33可由根据用于执行图16中所示的相应处理的程序操作的微机等配置。在此情形中，音频信号处理部分33包括诸如ROM等其中记录了上述程序的记录介质。
顺便提及，在以上说明中，为了实现根据第三实施例的对每个单独的定位角度范围的增益调节，要为每个频带设置的增益值G-sub是通过使用仅以相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)为自变量的窗函数来确定的。但是，或者，增益值G-sub可通过使用以相位差增益Gθ(ω)和各个范围的增益指定信号相应值、以及电平比增益Gmag(ω)和各个范围的增益指定信号相应值为自变量的函数来获得。
作为实现此目的的具体方法，首先根据定位角度范围的数目来分割(在此情形中为5)相位差θlr(ω)可取的值(在此情形中，是180°到-180°)、以及电平比maglr(ω)可取的值(在此情形中，是1到-1)，并使用独立的函数来为这些独立的经分割的范围计算相位差增益Gθ(ω)和电平比增益Gmag(ω)。然后，将独立地为这些独立的范围确定的相位差增益Gθ(ω)和电平比增益Gmag(ω)的值乘以由增益指定信号为每个单独的范围指定的每个范围的增益值，由此来计算用于使定位在每个定位角度范围的声源具有由增益指定信号为每个单独范围指定的增益(音量)的相位差增益Gθ(ω)和电平比增益Gmag(ω)。
然后，对于每个单独的频带，将以此方式计算得到的相位差增益Gθ(ω)和电平比增益Gmag(ω)相乘以获得最终增益值G-sub(ω)。
在此，为根据定位角度范围1到5来分割相位差θlr(ω)而设置的阈值从180°一侧起依次定义为T0、T1、T2、T3、T4和T5。此外，为各个定位角度范围确定的相位差增益Gθ(ω)从范围1一侧起依次定义为Gθ1(ω)、Gθ2(ω)、Gθ3(ω)、Gθ4(ω)和Gθ5(ω)。此外，由增益指定信号为各个范围指定的单独的定位角度范围的增益值从范围1一侧起依次定义为Gset1、Gset2、Gset3、Gset4和Gset5。
在此情形中，上述通过将为每个单独范围独立确定的相位差增益的值乘以由增益指定信号为每个单独范围指定的每个范围的增益值来进行的相位差增益Gθ(ω)的确定可由以下[式5]来表达。
Gθ(ω)=Gset1×Gθ1(ω)←(θlr(ω)>T1)Gset2×Gθ2(ω)←(T1≥θlr(ω)>T2)Gset3×Gθ3(ω)←(T2≥θlr(ω)>T3)Gset4×Gθ4(ω)←(T3≥θlr(ω)>T4)Gset5×Gθ5(ω)←(T4≥θlr(ω))]]>此外，类似地，对于电平比增益Gmag(ω)，根据定位角度范围1到5为分割电平比maglr(ω)而设置的阈值从“1”一侧起依次定义为T1/180、T2/180、T3/180、T4/180和T5/180。此外，为各个定位角度范围确定的电平比增益Gmag(ω)从范围1一侧起依次定义为Gmag1(ω)、Gmag2(ω)、Gmag3(ω)、Gmag4(ω)和Gmag5(ω)。另外，由增益指定信号为各个范围指定的单独的定位角度范围的增益值从范围1一侧起依次定义为Gset1、Gset2、Gset3、Gset4和Gset5。在此情形中，上述通过将为每个单独范围独立确定的电平比增益的值乘以由增益指定信号为每个单独范围指定的每个范围的增益值来确定电平比增益Gmag(ω)可由以下[式6]来表达。
Gmag(ω)=Gset1×Gmag1(ω)←(maglr(ω)×180>T1)Gset2×Gmag2(ω)←(T1≥maglr(ω)×180>T2)Gset3×Gmag3(ω)←(T2≥maglr(ϖ)×180>T3)Gset4×Gmag4(ω)←(T3≥maglr(ω)×180>T4)Gset5×Gmag5(ω)←(T4≥maglr(ω)×180)]]>此外，在此情形中，如上所述，各个定位角度范围的相位差增益Gθ1(ω)、Gθ2(ω)、Gθ3(ω)、Gθ4(ω)和Gθ5(ω)是通过使用为每个单独的定位角度范围独立地设定的函数来计算的。
具体而言，假定各个定位角度范围的增益窗的左斜线的斜率定义为gradientθ1L、gradientθ2L、gradientθ3L、gradientθ4L和gradientθ5L，各个定位角度范围的增益窗的右斜线的斜率定义为gradientθ1R、gradientθ2R、gradientθ3R、gradientθ4R和gradientθ5R，各个定位角度范围的增益窗的上底的宽度除以2定义为top_widthθ1、top_widthθ2、top_widthθ3、top_widthθ4和top_widthθ5，则相位差增益Gθ1(ω)、Gθ2(ω)、Gθ3(ω)、Gθ4(ω)和Gθ5(ω)由以下[式7]、[式8]、[式9]、[式10]和[式11]确定。
但是，应当注意，在以下[式7]到[式11]中，0≤Gθ1(ω)≤1、0≤Gθ2(ω)≤1、0≤Gθ3(ω)≤1、0≤Gθ4x(ω)≤1且0≤Gθ5(ω)≤1。
(θlr(ω)＞(T0+T1)/2+top_widthθ1)→(1)(T0+T1)/2-top_widthθ1≤θlr(ω)≤(T0+T1)/2+top_widthθ1)→(2)(T1＜θlr(ω)＜(T0+T1)/2-top_widthθ1)→(3)Gθ1(ω)=1+(T0+T1)/2+top_widthθ1-θlr(ω)gradientθ1R···(1)1···(2)1-(T0+T1)/2-top_widthθ1-θlr(ω)gradientθ1L···(3)]]>[式8]
(T1≥θlr(ω)＞(T1+T2)/2+top_widthθ2→(1)(T1+T2)/2-top_widthθ2≤θlr(ω)≤(T1+T2)/2+top_widthθ2)→(2)(T2＜θlr(ω)＜(T1+T2)/2-top_widthθ2)→(3)Gθ2(ω)=1+(T1+T2)/2+top_widthθ2-θlr(ω)gradientθ2R···(1)1...(2)1-(T1+T2)/2-top_widthθ2-θlr(ω)gradientθ2L···(3)]]>[式9](T2≥θlr(ω)＞(T2+T3)/2+top_widthθ3)→(1)(T2+T3)/2-top_widthθ3≤θlr(ω)≤(T2+T3)/2+top_widthθ3)→(2)(T3＜θlr(ω)＜(T2+T3)/2-top_widthθ3)→(3)Gθ3(ω)=1+(T2+T3)/2+top_widthθ3-θlr(ω)gradientθ3R···(1)1···(2)1-(T2+T3)/2-top_widthθ3-θlr(ω)gradientθ3L···(3)]]>[式10](T3≥θlr(ω)＞(T3+T4)/2+top_widthθ4)→(1)(T3+T4)/2-top_widthθ4≤θlr(ω)≤(T3+T4)/2+top_widthθ4)→(2)(T4＜θlr(ω)＜(T3+T4)/2-top_widthθ4)→(3)Gθ4(ω)=1+(T3+T4)/2+top_widthθ4-θlr(ω)gradientθ4R···(1)1···(2)1-(T3+T4)/2-top_widthθ4-θlr(ω)gradientθ4L···(3)]]>[式11](T4≥θlr(ω)＞(T4+T5)/2+top_widthθ5→(1)(T4+T5)/2-top_widthθ5≤θlr(ω)≤(T4+T5)/2+top_widthθ5)→(2)(θlr(ω)＜(T4+T5)/2-top_widthθ5)→(3)Gθ5(ω)=1+(T4+T5)/2+top_widthθ5-θlr(ω)gradientθ5R···(1)1···(2)1-(T4+T5)/2-top_widthθ5-θlr(ω)gradientθ5L···(3)]]>此外，根据以上说明，各个定位角度范围的电平比增益gmag1(ω)、Gmag2(ω)、Gmag3(ω)、Gmag4(ω)和Gmag5(ω)通过使用为各个定位角度范围独立地设定的函数来类似地计算。
亦即，假定各个定位角度范围的增益窗的左斜线的斜率定义为gradientmag1L、gradientmag2L、gradientmag3L、gradientmag4L和gradientmag5L，各个定位角度范围的增益窗的右斜线的斜率定义为gradientmag1R、gradientmag2R、gradientmag3R、gradientmag4R和gradientmag5R，并且各个定位角度范围的增益窗的上底的宽度除以2定义为top_widthmag1、top_widthmag2、top_widthmag3、top_widthmag4和top_widthmag5，则电平比增益Gmag1(ω)、Gmag2(ω)、Gmag3(ω)、Gmag4(ω)和Gmag5(ω)由以下[式12]、[式13]、[式14]、[式15]和[式16]确定。
但是，应当注意，在以下[式12]到[式16]中，0≤Gmmag1(ω)≤1、0≤Gmag2(ω)≤1、0≤Gmag3(ω)≤1、0≤ Gmag4(ω)≤1且0≤Gmag5(ω)≤1。
(maglr(ω)×180＞(T0+T1)/2+top_widthmag1)→(1)(T0+T1)/2-top_widthmag1≤maglr(ω)×180≤(T0+T1)/2+top_widthmag1)→(2)(T1＜maglr(ω)×180＜(T0+T1)/2-top_widthmag1)→(3)Gmag1(ω)=1+(T0+T1)/2+top_widthmag1-maglr(ω)×180gradientmag1R···(1)1···(2)1-(T0+T1)/2-top_midthmag1-maglr(ω)×180gradientmag1L···(3)]]>[式13](T1≥maglr(ω)×180＞(T1+T2)/2+top_widthmag2)→(1)(T1+T2)/2-top_widthmag2≤maglr(ω)×180≤(T1+T2)/2+top_widthmag2)→(2)(T2＜maglr(ω)×180＜(T1+T2)/2-top_widthmag2)→(3)Gmag2(ω)=1+(T1+T2)/2+top_widthmag2-maglr(ω)×180gradientmag2R···(1)1···(2)1-(T1+T2)/2-top_widthmag2-maglr(ω)×180gradientmag2L···(3)]]>[式14](T2≥maglr(ω)×180＞(T2+T3)/2+top_widthmag3)→(1)(T2+T3)/2-top_widthmag3≤maglr(ω)×180≤(T2+T3)/2+top_widthmag3)→(2)(T3＜maglr(ω)×180＜(T2+T3)/2-top_widthmag3)→(3)
Gmag3(ω)=1+(T2+T3)/2+top_widthmag3-maglr(ω)×180gradientmag3R···(1)1···(2)1-(T2+T3)/2-top_widthmag3-maglr(ω)×180gradientmag3L···(3)]]>[式15](T3≥maglr(ω)×180＞(T3+T4)/2+top_widthmag4)→(1)(T3+T4)/2-top_widthmag4≤maglr(ω)×180≤(T3+T4)/2+top_widthmag4)→(2)(T4＜maglr(ω)×180＜(T3+T4)/2-top_widthmag4)→(3)Gmag4(ω)=1+(T3+T4)/2+top_widthmag4-maglr(ω)×180gradientmag4R···(1)1···(2)1-(T3+T4)/2-top_widthmag4-maglr(ω)×180gradientmag4L···(3)]]>[式16](T4≥maglr(ω)×180＞(T4+T5)/2+top_widthmag5)→(1)(T4+T5)/2-top_widthmag5≤maglr(ω)×180≤(T4+T5)/2+top_widthmag5)→(2)(maglr(ω)×180＜(T4+T5)/2-top_widthmag5)→(3)Gmag5(ω)=1+(T4+T5)/2+top_widthmag5-maglr(ω)×180gradientmag5R···(1)1···(2)1-(T4+T5)/2-top_widthmag5-maglr(ω)×180gradientmag5L···(3)]]>在此，阈值T0到T5是固定值，并且在如此实施例的分割为5等分的情形中，T0＝180°、T1＝108°、T2＝36°、T3＝-36°、T4＝-108°、T5＝-180°。
此外，gradientθ1L到gradientθ5L、gradientθ1R到gradientθ5R、gradientmag1L到gradienmag5L、gradientmag1R到 gradientmag5R、top_widthθ1到top_widthθ5、 以及top_widthmag1到top_widthmag5的相应值被设为固定值或是适当地从系统控制器5指定的值。例如，在这些值是从系统控制器5适当地指定的值的情形中，这些值可被选择为使各增益值在相应的定位角度范围之间的边界处连续。
接下来，图17以坐标图的形式，沿横轴取相位差θlr(ω)，沿纵轴取相位差增益Gθ(ω)，示出在假定gradientθ1L＝1、gradientθ2L＝26、gradientθ3L＝20、gradientθ4L＝1且gradientθ5L＝180，gradientθ1R＝1、gradientθ2R＝26、gradientθ3R＝180、gradientθ4R＝1且gradientθ5R＝20，还有top_widthθ1＝36°、top_widthθ2＝30°、top_widthθ3＝30°、top_widthθ4＝36°和top_widthθ5x＝30°的情况下相位差增益Gθx(ω)的特性，其中相应定位角度范围的增益由增益指定信号为各个范围指定如下定位角度范围1的增益Gset1＝1.0；定位角度范围2的增益Gset2＝1.3；定位角度范围3的增益Gset3＝1.0；定位角度范围4的增益Gset4＝0.7且定位角度范围5的增益Gset5＝1.0。
此外，图18以坐标图的形式，沿横轴取电平比maglr(ω)，沿纵轴取电平比增益Gmag(ω)，示出在假定gradientmag1L到gradientmag5L及gradientmag1R到gradientmag5R全部设为“1”，还有top_widthmag1到top_widthmag5全部设为“36°”的情况下电平比增益Gmag(ω)的特性，其中相应定位角度范围的增益由增益指定信号为各个范围指定如下定位角度范围1的增益Gset1＝1.0；定位角度范围2的增益Gset2＝0.7；定位角度范围3的增益Gset3＝1.0；定位角度范围4的增益Gset4＝1.3且定位角度范围5的增益Gset5＝1.0。
首先，在图17中，因为在此情形中top_widthθ1和top_widthθ4被设为“36°”，gradientθ1L和gradientθ1R被设为“1”，所以获得定位角度范围1和定位角度范围4中的相位差增益Gθ(ω)在该范围的整个区域上分别变为平坦。在此情形中，因为定位角度范围1的增益＝1.0，而定位角度范围4的增益＝0.7，所以与为其计算对应于定位角度范围1(在此情形中为180°＜Gθ(ω)≤108°)和定位角度范围4(在此情形中为-36°＜Gθ(ω)≤-108°)的相位差θlr(ω)的值的频带(子带信号)对应的相位差增益Gθ(ω)分别为“1”和“0.7”。
此外，对于其它定位范围，亦即，定位角度范围2、定位角度范围3和定位角度范围5，因为[gradientθ2L＝26，gradientθ2R＝26且top_widthθ2＝30°]，[gradientθ3L＝20，gradientθ3R＝180且top_widthθ3＝30°]，而[gradientθ5L＝180，gradientθ5R＝20且top_widthθ5＝30°]，所以相应范围的增益窗(增益特性)的形状如图中所示。此外，在此情形中，因为定位角度范围2的增益＝1.2，定位角度范围3的增益＝1.0，而定位角度范围5的增益＝1.0，所以相应top_width的部分的增益值为“1.3”、“1.0”和“1.0”。此外，对于定位角度范围2、定位角度范围3和定位角度范围5中除top_width以外的部分，图中所示的形状是通过基于[式8]、[式9]和[式11]的计算(具体而言，是通过计算相应表达式中的(1)和(3))来获得的。
此外，在图18中，因为gradientmag1L到gradientmag5L及gradientmag1R到gradientmag5R全部设为“1”，而top_widthmag1到top_widthmag5全部设为“36°”，所以在图中所示的每个定位角度范围中获得恒定值。具体而言，因为在此情形中，相应定位角度的增益被指定为定位角度范围1的增益＝1.0；定位角度范围2的增益＝0.7；定位角度范围3的增益＝1.0；定位角度范围4的增益＝1.3；而定位角度范围5的增益＝1.0，所以与为其计算对应于定位角度范围1的电平比maglr(ω)的值的频带(子带信号)对应的电平比增益Gmag1(ω)的值全部为“1.0”。此外，与为其计算对应于定位角度范围2的电平比maglr(ω)的值的频带(子带信号)对应的电平比增益Gmag2(ω)的值全部为“0.7”，与为其计算对应于定位角度范围3的电平比maglr(ω)的值的频带(子带信号)对应的电平比增益Gmag3(ω)的值全部为“1.0”，与为其计算对应于定位角度范围4的电平比maglr(ω)的值的频带(子带信号)对应的电平比增益Gmag4(ω)的值全部为“1.3”，而与为其计算对应于定位角度范围5的电平比maglr(ω)的值的频带(子带信号)对应的电平比增益Gmag5(ω)的值全部为“1.0”。
根据上述方法，可通过使用以相位差θlr(ω)和由增益指定信号为各个范围指定的单独的定位角度范围的增益值(Gset1到Gset5)为自变量的函数来计算用于以增益指定信号为每个单独范围指定的增益(音量)调节定位在每个定位角度范围的声源的相位差增益Gθ(ω)。类似地，可通过使用以电平比maglr(ω)和由增益指定信号为各个范围指定的单独的定位角度范围的增益值(Gset1到Gset5)为自变量的函数来计算用于以增益指定信号为每个单独范围指定的增益(音量)调节定位在每个定位角度范围的声源的电平比增益Gmag(ω)。
亦即，在此情形中，要被存储在存储部分45中的函数可至少为[式7]到[式11]以及[式12]到[式16]。由此，与如上所述的和可为相应定位角度范围设置的每个单独的增益值组合对应地准备窗函数的情形相比，要被存储在存储部分45中的数据量可被减少。
图19是示出在执行根据第三实施例的增益调节操作时、通过如上所述地使用以相位差θlr(ω)和由增益指定信号为各个范围指定的单独的定位角度范围的增益值(Gset1到Gset5)为自变量的函数、以及以电平比maglr(ω)和由增益指定信号为各个范围指定的单独的定位角度范围的增益值(Gset1到Gset5)为自变量的函数来计算增益值的情形中的操作过程的流程图。
首先，在此情形中，在步骤S401到S404，以与上述图16中所示的步骤S301到S304中相同的方式，对每个单独的频带执行左声道信号和右声道信号的频带分割和傅立叶变换、以及相位差θlr(ω)和电平比maglr(ω)的计算。
此外，在此情形中，在下一个步骤S405中，在相位差θlr(ω)以及[式7]到[式11]的基础上为各个频带计算相位差增益Gθ1(ω)、Gθ2(ω)、Gθ3(ω)、Gθ4(ω)和Gθ5(ω)。亦即，每个频带专属增益计算电路12中的增益计算器44基于从相位差计算器22输入的相位差θlr(ω)以及预先设定的[式7]到[式11]执行计算，由此计算出相位差增益Gθ1(ω)、Gθ2(ω)、Gθ3(ω)、Gθ4(ω)和Gθ5(ω)。
然后，在接下来的步骤S406，在[式5]的基础上，从相位差增益Gθ1(ω)、Gθ2(ω)、Gθ3(ω)、Gθ4(ω)和Gθ5(ω)和每个单独范围的增益指定信号的值(Gset1、Gset2、Gset3、Gset4和Gset5)计算出对应于每个频带的相位差增益Gθ(ω)。亦即，每个频带专属增益计算电路12中的增益计算器44通过从在步骤S405计算得到的相位差增益Gθ(ω)(即，Gθ1(ω)、Gθ2(ω)、Gθ3(ω)、Gθ4(ω)和Gθ5(ω)之一)、以及从系统控制器5提供的每个单独范围的增益指定信号的值执行基于[式5]的计算来计算要为相应频带(子带信号)设置的相位差增益Gθ(ω)。
此外，在步骤S407，在电平比maglr(ω)以及[式12]到[式16]的基础上为各个频带计算电平比增益Gmag1(ω)、Gmag2(ω)、Gmag3(ω)、Gmag4(ω)和Gmag5(ω)。亦即，每个频带专属增益计算电路12中的增益计算器44基于从电平比计算器23输入的电平比maglr(ω)以及[式12]到[式16]执行计算，由此来计算电平比增益Gmag1(ω)、Gmag2(ω)、Gmag3(ω)、Gmag4(ω)和Gmag5(ω)。
此外，在步骤S408，在[式6]的基础上，从电平比增益Gmag1(ω)、Gmag2(ω)、Gmag3(ω)、Gmag4(ω)和Gmag5(ω)以及每个单独范围的增益指定信号的值(Gset1、Gset2、Gset3、Gset4和Gset5)计算出对应于每个频带的电平比增益Gmag(ω)。亦即，每个频带专属增益计算电路12中的增益计算器44通过从在步骤S407中计算得到的电平比增益Gmag(ω)(亦即Gmag1(ω)、Gmag2(ω)、Gmag3(ω)、Gmag4(ω)和Gmag5(ω)之一)以及从系统控制器5提供的每个单独范围的增益指定信号的值执行基于[式6]的计算来计算要为相应频带(子带信号)设置的电平比增益Gmag(ω)。
应当注意，在此情形中，为便于说明，相位差θlr(ω)/相位差增益Gθ(ω)的计算以及电平比maglr(ω)/电平比增益Gmag(ω)的计算是依次执行的。但是实际上，这些计算是同时且并行地执行的。
然后，在步骤S409到S411，以与上述图16中所示的步骤S308到S310中相同的方式，增益计算器44将每个单独频带的相位差增益Gθ(ω)与电平比增益Gmag(ω)相乘以计算增益值G-sub(ω)。此外，对于每个单独的频带，增益单元13分别给予左声道信号和右声道信号增益值G-sub(ω)，然后合成滤波器组14L和合成滤波器组14R分别合成相应频带的左声道信号和相应频带的右声道信号，并输出所得结果。
应当注意，在上述示例中，如上所述的使用[式5]到[式16]对每个单独的定位角度范围的增益调节操作是由音频处理部分33的硬件配置实现的。但是，也可由软件处理来实现此操作的部分或全部。在此情形中，音频信号处理部分33可由根据用于执行图19中所示的相应操作的程序操作的微机等配置。在此情形中，音频信号处理部分33包括诸如ROM等其中记录了上述程序的记录介质。
在此，作为为每个单独的定位角度范围执行增益调节的方法，除了如上所述的使用[式5]到[式16]来计算增益值的方法以外，还可采用取在相应阈值(T0到T5)中点处的增益值为由各个范围的增益指定信号指定的增益值、在其间执行线性内插或曲线内插的方法。在此情形中，因为没有使用窗函数，所以可实现存储部分45所需容量的相应减少。
此外，在根据第三实施例为每个单独的定位角度范围执行增益调节时，还可采用以下方法。
亦即，首先与每个单独的定位角度范围对应地，提供一种用于生成用来提取定位在该定位角度范围中的声源音频信号Lex和音频信号Rex的系统。亦即，在此情形中，提供了一用于生成用于提取定位在定位角度范围1中的声源的音频信号Lex和音频信号Rex的系统、一用于生成用于提取定位在定位角度范围2中的声源的音频信号Lex和音频信号Rex的系统、一用于生成用于提取定位在定位角度范围3中的声源的音频信号Lex和音频信号Rex的系统、一用于生成用于提取定位在定位角度范围4中的声源的音频信号Lex和音频信号Rex的系统、以及一用于生成用于提取定位在定位角度范围5中的声源的音频信号Lex和音频信号Rex的系统。例如，可将这一配置看成是提供了五个根据第一实施例的音频信号处理部分3的系统。
然后，与这多个系统的音频信号Lex/音频信号Rex的每个输出对应地设置增益调节电路，并且在这些增益调节电路中的每一个里，根据由每个单独范围的增益指定信号指定的每个单独的定位角度范围的增益值，调节并输出音频信号Lex/音频信号Rex的增益。然后，从这些增益调节电路输出的相应的音频信号Lex和相应的音频信号Rex被分别合成和输出。
由此，以与上述相同的方式，可根据每个单独范围的增益指定信号的值来调节定位在每个定位范围中的声源。
<实施例的修改>
尽管以上已描述了本发明的若干实施例，但是本发明并不被限定于上述的各个实施例。
例如，尽管在相应实施例中仅使用了2声道，即左声道和右声道的音频信号，但是本发明可适用于使用2个以上声道的音频信号的情形。
在相应实施例中，相位差和电平比分别由频带专属增益计算电路12的相位差计算器22和电平比计算器23计算，相位差增益和电平比增益分别是根据计算得到的相位差和电平比来确定的，而最终的增益G-sub是通过将这些增益相乘来确定的。但是，也可将所确定的相位差增益和电平比增益乘以合适的因子并执行累加，并将所得结果设为最终的增益G-sub。
此外，尽管在相应实施例中，要为音频信号设置的增益值是在相应声道的音频信号的相位差和电平比的计算结果的基础上计算得到的，但是增益值也可仅在相位差和电平比之一的基础上计算。应当注意，对于高音频频率的音频信号而言，其相位差与所感知到的定位角度之间的关系的强度减小。由此，对于相位差，可仅对例如4kHz或以下的信号执行此计算。
此外，除了电平比以外，还可计算指示相应声道信号之间的声压电平之差的任何其它因子，并且可在此因子的基础上计算增益值。
此外，尽管在相应实施例中，介质再现部分2从记录介质再现音频信号(和视频信号)，但是介质再现部分2可被配置成用于接收/解调AM/FM或TV广播以输出音频信号(和视频信号)的调谐器装置。
或者，除了被配置为包括如上所述的介质再现部分2、并具有对记录介质的再现功能或广播信号接收功能的再现装置以外，每个实施例中的再现装置还可被配置为用于输入外部再现(接收)的音频信号并对此输入的音频信号执行音频信号处理的再现装置。
此外，在第二实施例中，可采用可根据使用例如上键10c/下键10d的放大/缩小操作来手动调节定位在由左/右键(10a、10b)指定的角度的音像的音量作为根据缩放倍数对音频信号进行调节的配置。但是，此配置还可被应用于如第一实施例中的仅对音频信号执行再现的情形。
亦即，即使是在仅对音频信号执行再现的时候，也可根据使用上键10c/下键10d等的手动操作来调节定位在指定角度的音像的音量。
此外，在第二实施例中，还可采用根据使用例如上键10c/下键10d的放大/缩小操作来变宽或变窄所要提取的声源的范围的配置。
亦即，例如，通过根据使用上键10c的放大操作使[式3]和[式4]中的top_width或gradient的值变小，以及根据使用下键10d的缩小操作使top_width或gradient的值变小，就可与放大/缩小操作同步地改变所要提取的声源的范围。
此外，尽管第三实施例是针对当如第一实施例中地仅对音频信号执行再现时对每个单独的定位角度范围执行增益调节的示例，但是也可采用即使是在当如第二实施例中地也对视频信号执行再现时，也能对每个单独的定位角度范围执行增益调节的配置。
本领域技术人员应当理解，取决于设计需要或其它因素，可能会产生各种修改、组合、子组合和变更，但是它们仍落在所附权利要求及其等效技术方案的范围内。
权利要求
1.一种音频信号处理装置，包括分割装置，用于将多个声道的音频信号中的每一个分割为多个频带；相位差计算装置，用于对由所述分割装置分割的所述多个频带中的每一个计算所述多个声道的音频信号之间的相位差；电平比计算装置，用于对由所述分割装置分割的所述多个频带中的每一个计算所述多个声道的音频信号之间的电平比；以及音频信号处理装置，用于在由所述相位差计算装置和所述电平比计算装置计算得到的所述多个频带中的每一个的相位差和电平比的基础上，对所述分割装置所获得的经分割的信号执行输出增益设置。
2.如权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于所述音频信号处理装置在由所述相位差计算装置和所述电平比计算装置计算得到的所述多个频带中的每一个的相位差和电平比、以及关于指定的定位角度的信息的基础上，对所述经分割的信号执行所述输出增益设置。
3.如权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于所述音频信号处理装置通过在由所述相位差计算装置和所述电平比计算装置计算得到的所述多个频带中的每一个的相位差和电平比、以及关于指定的定位角度的信息的基础上对所述经分割的信号执行所述输出增益设置，从而来提取定位在指定角度的声源的音频。
4.如权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于，还包括视频输入装置，用于输入与音频信号同步的视频信号；视频信号处理装置，用于执行视频信号处理以使在所述视频信号的基础上获得的视频局部被放大；以及定位角度指定装置，用于根据由所述视频信号处理装置放大的视频局部的位置来指定定位角度，其中所述音频信号处理装置在由所述相位差计算装置和所述电平比计算装置计算得到的所述多个频带中的每一个的相位差和电平比、以及由所述定位角度指定装置指定的所述定位角度的基础上，对所述经分割的信号执行所述输出增益设置。
5.如权利要求4所述的音频信号处理装置，其特征在于，还包括增益值指定装置，用于根据所述视频信号处理装置放大所述视频局部的倍数来指定增益值，其中所述音频信号处理装置在由所述相位差计算装置和所述电平比计算装置计算得到的所述多个频带中的每一个的相位差和电平比、由所述定位角度指定装置指定的所述定位角度、以及由增益值指定装置指定的所述增益值的基础上，对所述经分割的信号执行所述输出增益设置。
6.如权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于，还包括范围增益值指定装置，用于为预先设定的多个定位角度范围中的每一个指定增益值，其中所述音频信号处理装置在由所述相位差计算装置和所述电平比计算装置计算得到的所述多个频带中的每一个的相位差和电平比、以及由所述范围增益值指定装置为所述定位角度范围中的每一个指定的所述增益值的基础上，对所述经分割的信号执行所述输出增益设置。
7.如权利要求6所述的音频信号处理装置，其特征在于所述音频信号处理装置从可预先为所述定位角度范围中的每一个指定的每种增益值组合而设置的多个窗函数当中选择与由所述范围增益值指定装置指定的所述定位角度范围的每一个的增益值对应的一窗函数；以及所述音频信号处理装置在所选择的窗函数、以及由所述相位差计算装置和所述电平比计算装置计算得到的所述多个频带中的每一个的相位差和电平比的基础上，计算要为所述经分割的信号中的每一个设置的增益值。
8.如权利要求6所述的音频信号处理装置，其特征在于所述音频信号处理装置在以由所述范围增益值指定装置指定的定位角度范围中的每一个的增益值和由所述相位差计算装置计算得到的相位差为自变量的函数、以及以由所述范围增益值指定装置指定的所述定位角度范围中的每一个的增益值和由所述电平比计算装置计算得到的电平比为自变量的函数的基础上计算要为所述经分割的信号中的每一个设置的增益值。
9.一种音频信号处理方法，包括以下步骤将多个声道的音频信号中的每一个分割成多个频带；为由所述分割步骤分割的所述多个频带中的每一个计算所述多个声道的音频信号之间的相位差；为由所述分割步骤分割的所述多个频带中的每一个计算所述多个声道的音频信号之间的电平比；以及在由所述相位差计算步骤和所述电平比计算步骤计算得到的所述多个频带中的每一个的相位差和电平比的基础上，对由所述分割步骤获得的经分割的信号执行输出增益设置。
10.一种音频信号处理装置，包括分割部分，用于将多个声道的音频信号中的每一个分为多个频带；相位差计算部分，用于为由所述分割部分分割的所述多个频带中的每一个计算所述多个声道的音频信号之间的相位差；电平比计算部分，用于为由所述分割部分分割的所述多个频带中的每一个计算所述多个声道的音频信号之间的电平比；以及音频信号处理部分，用于在由所述相位差计算部分和所述电平比计算部分计算得到的所述多个频带中的每一个的相位差和电平比的基础上，对由所述分割部分获得的经分割的信号执行输出增益设置。
全文摘要
一种音频信号处理装置，包括分割部分，用于将多个声道的音频信号中的每一个分为多个频带；相位差计算部分，用于为由分割部分分割的多个频带中的每一个计算这多个声道的音频信号之间的相位差；电平比计算部分，用于为由分割部分分割的多个频带中的每一个计算这多个声道的音频信号之间的电平比；以及音频信号处理部分，用于在由相位差计算部分和电平比计算部分计算得到的多个频带中的每一个的相位差和电平比的基础上对由分割部分得到的经分割的信号执行输出增益设置。
文档编号H04S3/00GK1964582SQ200610146478
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月13日 优先权日2005年11月11日
发明者君岛匡朗 申请人:索尼株式会社