信号处理装置的制作方法

本发明涉及，使定位于规定的位置的声像向收听者的位置移动、或使定位于收听者的位置的声像向规定的位置移动的信号处理装置。

背景技术：

在近几年的游戏机等中，进行使效果音以及人物的声音(音频对象)的声像定位位置相对于收听者逐渐移动的处理。专利文献1中说明，使音频对象定位于规定的位置的技术，通过应用这样的技术，从而能够进行使音频对象逐渐移动的处理。例如，通过利用图9的方法，从而能够使定位于收听者的右侧(或左侧)的声像向收听者的左侧(或右侧)逐渐移动。

在图9中，650是，使声像定位于左侧的声像定位滤波器，也是例如由专利文献1的技术制造的声像定位滤波器。651也是，同样使声像定位于右侧的定位声像定位滤波器。652是，用于使声像向左右移动的合成单元。在使声像向左移动的情况下，将所述合成单元652内的系数α设定为1。据此，从扬声器603a以及603b输出所述左侧定位的声像定位滤波器650的输出信号，因此，声像定位于左侧。在使声像向右移动的情况下，将所述合成单元652内的系数α设定为0。据此，从扬声器603a以及603b输出所述右侧定位的声像定位滤波器651的输出信号，因此，声像定位于右侧。并且，将α的值设定在0与1之间，从而能够使声像向左右移动。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开平9－233599号公报

然而，若针对所述专利文献1所记载的技术，适用所述图9示出的方法，则能够使图10示出的音频对象662向收听者660的左右移动，但是，存在的问题是，随着音频对象接近收听者的位置(左右的正中间)，(尽管本来希望就通过收听者附近)而该音频对象远离收听者，移动到左右的扬声器位置的中心。这起因于，左侧定位的声像定位滤波器650和右侧定位的声像定位滤波器651为左右对称，即，左侧定位滤光片650的左扬声器用输出信号与右侧定位滤光片651的右扬声器用输出信号(至少大致)相同，同样，左侧定位滤光片650的右扬声器用输出信号与右侧定位滤光片651的左扬声器用输出信号(至少大致)相同。

在使声像从左向右移动的中途的阶段将图9的所述α设定为0.5的情况下，声像定位滤波器为左右对称，因此，作为合成单元652的输出的朝向左侧扬声器的信号和朝向右侧扬声器的信号成为相同的信号。也就是说，左右的扬声器603a以及603b输出单声道信号。在此情况下，声像定位于被配置在左右的扬声器603a以及603b的中心的位置。其结果为，定位于左耳边的声像向右耳边移动的过程中，导致答复远离头部周边，移动到扬声器间位置(参照图11)。

并且，即使组合所述专利文献1和图9所记载的方法，也不能进行将音频对象从收听者的正面向收听者的方向(或其相反)移动的音响表现。

技术实现要素：

鉴于所述以往的问题，本发明的目的在于，提供能够使定位于规定的位置的声像向收听者的位置移动、尤其没有不协调感地实现收听者的前后以及左右的移动的信号处理装置。

为了解决所述问题，权利要求1所记载的信号处理装置，其中，具备相位旋转单元a以及控制单元，所述相位旋转单元a，使信号a的相位旋转来生成相位差为θ的两个信号，所述控制单元，使所述θ随时间转变，所述控制单元，以在规定的时刻t0所述θ成为大致0度的方式对相位进行控制，以在时刻t1所述θ成为大致180度的方式对相位进行控制。

权利要求2所记载的信号处理装置，其中，所述相位旋转单元a，由使所述信号a的相位旋转θ1度的第一相位旋转单元、和使所述信号a的相位旋转－θ1度的第二相位旋转单元构成，所述θ1为θ/2。

权利要求3所记载的信号处理装置，其中，具备：相位旋转单元a，使信号a的相位旋转来生成相位差为θ的两个信号；相位旋转单元b，使信号b的相位旋转来生成相位差为θ的两个信号；第一加法单元，将对所述相位旋转单元a的第一输出信号乘以系数g1的信号、与对所述相位旋转单元b的第一输出信号乘以系数g2的信号相加；第二加法单元，将对所述相位旋转单元a的第二输出信号乘以所述系数g2的信号、与对所述相位旋转单元b的第二输出信号乘以所述系数g1的信号相加；以及控制单元，使所述θ、所述系数g1、所述系数g2随时间转变，所述控制单元，对相位进行控制，以使所述θ，在时刻t0成为大致0度，在时刻t1成为大致180度，并且，对所述系数g1以及所述系数g2进行控制，以使所述系数g1，在所述θ为0度时成为正的值g，在180度时成为比g小的正的值h，使所述系数g2，在所述θ为0度时成为0，180度时成为所述h。

权利要求4所记载的信号处理装置，其中，所述控制单元，对所述系数g1、所述系数g2进行控制，以使所述系数g1，在所述θ为360度时成为0，使所述系数g2，在所述θ为360度时成为g。

权利要求5所记载的信号处理装置，其中，所述相位旋转单元a，由使所述信号a的相位旋转θ1度的第一相位旋转单元、和使所述信号a的相位旋转－θ1度的第二相位旋转单元构成，所述相位旋转单元b，由使所述信号b的相位旋转－θ1度的第三相位旋转单元、和使所述信号b的相位旋转θ1度的第四相位旋转单元构成，所述θ1为θ/2。

权利要求6所记载的信号处理装置，其中，所述信号a、所述信号b是，由声像定位滤波器所生成的信号，所述声像定位滤波器用于由两个扬声器使信号s的声像定位于规定的位置。

根据权利要求1的发明，能够使定位于规定的位置的声像逐渐接近、或远离收听者。

根据权利要求2的发明，能够在维持自然的音色的状态下，使定位于规定的位置的声像逐渐接近、或远离收听者。

根据权利要求3的发明，能够通过虚拟声像定位技术，使定位于规定的位置的声像逐渐接近、或远离收听者。

根据权利要求4的发明，能够使定位于规定的位置的声像逐渐接近收听者，进而逐渐远离收听者，定位于原来定位的位置的左右对称的位置。

根据权利要求5的发明，能够在维持自然的音色的状态下，通过虚拟声像定位技术，使定位于规定的位置的声像逐渐接近、或远离收听者。

根据权利要求6的发明，能够将虚拟声像定位技术和权利要求3、4所记载的声像定位处理一体来进行处理。

附图说明

图1是示出实施例1的信号处理装置的结构的图。

图2是示出简化的实施例1的信号处理装置的结构的图。

图3是示出相位差的转变方法的一个例子的图。

图4是示出组合声像定位滤波器和信号处理装置来利用的结构的图。

图5是示出实施例2的信号处理装置的结构的图。

图6是示出相位差的转变方法的另一个例子的图。

图7是实施例2的效果的说明图。

图8是示出简化的实施例2的信号处理装置的结构的图。

图9是示出用于使声像移动的以往的技术的图。

图10是以往的技术的问题的说明图。

图11是以往的技术的问题的说明图。

具体实施方式

以下，作为信号处理装置的方案之一，示出实施例。而且，以下说明的实施例，都示出一个具体例子。以下的实施例所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态等是，一个例子，而不是限定本发明的宗旨。本发明，由权利要求书确定。因此，以下的实施例的构成要素之中的、实施方案中没有记载的构成要素，为了实现本发明的问题而并不一定需要，但是，作为构成更优选的形态的要素而被说明。

(实施例1)

以下，对于实施例1的信号处理装置，参照附图进行说明。

在本实施例中，说明使单声道信号的声像逐渐移动的技术。说明实现规定的时刻定位于收听者的正面(立体声扬声器间的中心的位置)的声像，随时间的经过而接近收听者本身的方向的音响表现的技术。

在该实施例中，利用所谓头内定位的现象。这是，在由立体声扬声器对单声道信号进行再现时，若从一方的扬声器照原样输出该单声道信号，从另一方的扬声器输出该单声道信号的相位反转后的信号，则错认该单声道信号的声像仿佛定位于收听者的头内的现象(参照非专利文献1：鹿島出版会，イェンスブラウエルト他著、空間音響p138(鹿岛出版会，jensblauert等，空间音响p138))。

图1是示出本实施例的信号处理装置的结构的图。

在图1中，100是，使输入信号a的相位旋转θ1度的第一相位旋转单元。101是，使输入信号a的相位旋转－θ1度的第二相位旋转单元。102是，使θ1随时间转变的控制单元。103a以及103b是，分别输出第一相位旋转单元100和第二相位旋转单元101的输出信号的立体声扬声器。

以下说明如上构成的信号处理装置的工作。

首先，在时刻0，在控制单元102中，将θ1设为0度。据此，由第一相位旋转单元100，使输入信号a的相位旋转0度。同样，由第二相位旋转单元101，使输入信号a的相位旋转0度。由立体声扬声器103a以及103b的各个扬声器输出，第一相位旋转单元100的输出信号和第二相位旋转单元101的输出信号。据此，从左右的立体声扬声器103a以及103b输出相同的声音，因此，声像定位于左右的立体声扬声器103a以及103b之间的中心的位置。

在下一个时刻(例如10msec后)，在控制单元102中，将θ1设为1度。据此，由第一相位旋转单元100，使输入信号a的相位旋转1度。同样，由第二相位旋转单元101，使输入信号a的相位旋转－1度。由立体声扬声器103a以及103b的各个扬声器输出，第一相位旋转单元100的输出信号和第二相位旋转单元101的输出信号。

如此，每当时刻经过时，由控制单元102，将θ1在+方向上逐渐更新，据此，由第一相位旋转单元100和第二相位旋转单元101使各个输入信号的相位旋转。

设为，时刻经过后，控制单元102，在时刻t，将θ1设定为90度。在此情况下，第一相位旋转单元100的输出信号和第二相位旋转单元101的输出信号的相位差成为180度，因此，立体声扬声器103a以及103b输出的信号成为相位反转的信号。在此情况下，成为本实施例的开头说明的头内定位的状态，错认声像仿佛定位于收听者本身的头内。

由控制单元102如此控制θ1，在时刻0定位于收听者的正面的声像逐渐移动，在时刻t定位于收听者的头内，因此，能够实现声像逐渐接近自己那样的音响表现。

在本实施例中，将在时刻的相位的初始值设为0度，但是，并不需要是0度，也可以是例如30度等。在此情况下，在时刻t，由第一相位旋转单元100使相位旋转120(＝30+90)度，由第二相位旋转单元101使相位旋转－60(＝30－90)度。也就是说，在时刻0为相同相位，在时刻t为反相位即可，因此，并不需要由第一相位旋转单元100旋转的相位角度和由第二相位旋转单元101旋转的相位角度的正负的绝对值相同。

并且，也可以控制成，固定一方的旋转角，仅更新另一方，从而在时刻t相位差成为180度。图2示出此时的结构。而且，在图2中，在至下侧立体声扬声器103b的路径上，需要实现与相位旋转单元200产生的延迟时间相同的延迟时间的延迟单元，但是，没有图示。图2的结构，比图1的结构简单，但是，在图2的结构的情况下存在的问题是，从一方的扬声器输出完全没有进行相位旋转的信号，因此，双方的扬声器间的音色不同。在图1的结构的情况下，对双方的信号进行相位旋转处理来使音色成为均匀，因此，在音色自然的状态下进行声像的移动处理。

并且，第一相位旋转单元100、第二相位旋转单元101也可以，仅使输入信号a的频率成分之中的低频带的频率成分进行相位旋转。例如，也可以仅使基于反相成分的头内定位的现象明显的1.5khz以下的频率成分进行相位旋转。

并且，在本实施例中，实现了声像逐渐接近收听者的音响表现，但是，由同样的技术也能够实现位于收听者的头内的声像逐渐远离收听者那样的音响表现。也就是说，在时刻0将θ1设为90度，将θ1在－方向上逐渐更新。据此，在时刻t，将θ1设为0度。据此，定位于收听者的头内的声像在时刻t移动到收听者的正面。

图3示出相位差(θ1)随着时刻而转变的情况的一个例子。在该例子中，在时刻t0声像位于与收听者远离的位置，随着时刻逐渐接近收听者的方向，在时刻t1最接近收听者。进而，声像随着时刻逐渐远离收听者，在时刻t2定位于与收听者远离的原来的位置。

当然，图3示出的相位差的转变的方法仅仅是一个例子，不仅限于如图3直线性地转变，也不仅限于在时刻t0相位差从0开始在+方向上转变。

如上所述，根据本实施例，包括使信号a的相位旋转θ1度的第一相位旋转单元100、使所述信号a的相位旋转－θ1度的第二相位旋转单元101、以及使所述θ1随时间转变的控制单元102，在所述控制单元102，以在规定的时刻t0所述θ1成为大致0度的方式对相位进行控制，以在时刻t1所述θ1成为大致90度的方式对相位进行控制，据此，能够实现定位于收听者的正面的声像逐渐接近收听者、或定位于收听者的位置的声像逐渐远离收听者那样的音响表现。

(实施例2)

以下，对于实施例2的信号处理装置，参照附图进行说明。在本实施例中说明，使由声像定位滤波器定位于规定的位置的声像逐渐移动的技术。说明使声像移动以使在某规定的时刻定位于规定的位置的声像随着时间的经过而接近收听者本身的方向的技术。也就是说，如图4示出，单声道信号由声像定位滤波器20处理，针对从此输出的两个信号，由本实施例中说明的信号处理装置10使声像移动。在此，声像定位滤波器20也可以是任何滤波器。例如，也可以是预先说明的专利文献1中公开的滤波器。

在该实施例中，利用所谓头内定位的现象。这是，在由立体声扬声器对单声道信号进行再现时，若从一方的扬声器照原样输出该单声道信号，从另一方的扬声器输出该单声道信号的相位反转后的信号，则错认该单声道信号的声像仿佛定位于收听者的头内的现象。

图5是示出本实施例的信号处理装置的结构的图。

图4的信号处理装置10表示，图5的信号处理装置10，图4的信号a、信号b分别与图5的信号a、信号b一致。

在图5中，300是，使信号a的相位旋转θ度的第一相位旋转单元。301是，使信号a的相位旋转－θ度的第二相位旋转单元。302是，使信号b的相位旋转－θ度的第三相位旋转单元。303是，使信号b的相位旋转θ度的第四相位旋转单元。305是，将第一相位旋转单元300的输出信号与第三相位旋转单元302的输出信号相加的第一加法单元。306是，将第二相位旋转单元301的输出信号与第四相位旋转单元303的输出信号相加的第二加法单元。304是，使所述θ、以及示出所述第一加法单元305、第二加法单元306中相加的信号的权重的系数(g1，g2)，随时间转变的控制单元。103a以及103b是，输出所述第一加法单元305和所述第二加法单元306的输出信号的立体声扬声器。

以下说明如上构成的信号处理装置10的工作。

首先，在时刻0，控制单元304，将θ设为0度，将系数g1(＝g)设为1.0，将系数g2设为0.0。据此，能够由所述第一相位旋转单元300使输入信号a的相位旋转0度，由所述第二相位旋转单元301使输入信号a的相位旋转0度，由所述第三相位旋转单元302使输入信号b的相位旋转0度，由所述第四相位旋转单元303使输入信号b的相位旋转0度。

接着，所述第一加法单元305将对所述第一相位旋转单元300的输出信号乘以1.0的信号、与对所述第三相位旋转单元302的输出信号乘以0.0的信号相加。也就是说，所述第一加法单元305的输出信号，与信号a相同。

所述第二加法单元306将对所述第二相位旋转单元301的输出信号乘以0.0的信号、与对所述第四相位旋转单元303的输出信号乘以1.0的信号相加。也就是说，所述第二加法单元306的输出信号，与信号b相同。

由立体声扬声器103a以及103b的各个扬声器输出，第一加法单元305的输出信号和第二加法单元306的输出信号。

据此，从左右的扬声器分别输出，信号a、信号b，因此，声像，位于由声像定位滤波器20定位的位置。

在下一个时刻(例如，10msec后)，控制单元304，将θ设定为1度，将系数g1设定为比1.0稍微小的值(＝h)，将系数g2设定为比0.0稍微大的值。据此，由所述第一相位旋转单元300使输入信号a的相位旋转1度，由所述第二相位旋转单元301使输入信号a的相位旋转－1度，由所述第三相位旋转单元302使输入信号b的相位旋转－1度，由所述第四相位旋转单元303使输入信号b的相位旋转1度。

对于系数g1、系数g2，在本实施例中，为了简化说明，设为g1＝cos((θ/2)*π/180)，g2＝sin((θ/2)*π/180)，但是，不仅限于此。

接着，所述第一加法单元305将对所述第一相位旋转单元300的输出信号乘以cos((1.0/2)*π/180)的信号、与对所述第三相位旋转单元302的输出信号乘以sin((1.0/2)*π/180)的信号相加。

所述第二加法单元306将对所述第二相位旋转单元301的输出信号乘以sin((1.0/2)*π/180)的信号、与对所述第四相位旋转单元303的输出信号乘以cos((1.0/2)*π/180)的信号相加。

由立体声扬声器103a以及103b的各个扬声器输出，第一加法单元305的输出信号和第二加法单元306的输出信号。

据此，从左右的扬声器输出的声音，定位于从由声像定位滤波器20定位的位置向收听者的头内稍微移动的位置。

如此，每当时刻经过时，由控制单元304，将θ逐渐接近+90度。并且，将系数g1和系数g2逐渐接近相同的值。在本实施例中，g1＝cos((θ/2)*π/180)，g2＝sin((θ/2)*π/180)，因此，随着θ接近+90度，系数g1、系数g2自动地接近相同的值。

而且，在时刻t，若由控制单元304将θ设定为90度，则由所述第一相位旋转单元300使输入信号a的相位旋转90度，由所述第二相位旋转单元301使输入信号a的相位旋转－90度，由所述第三相位旋转单元302使输入信号b的相位旋转－90度，由所述第四相位旋转单元303使输入信号b的相位旋转90度。

系数g1、系数g2成为，相同的值(cos(π/4)＝sin(π/4))，因此，所述第一加法单元305输出，以相同的权重将所述第一相位旋转单元300的输出信号和所述第三相位旋转单元302的输出信号相加的信号。

所述第二加法单元306输出，以相同的权重将所述第二相位旋转单元301的输出信号和所述第四相位旋转单元303的输出信号相加的信号。

由立体声扬声器103a以及103b的各个扬声器输出，第一加法单元305的输出信号和第二加法单元306的输出信号。

据此，上侧的立体声扬声器103a输出，

(信号a的90度相位旋转+信号b的－90度相位旋转)*sin(π/4)，

下侧的立体声扬声器103b输出，

(信号a的－90度相位旋转+信号b的90度相位旋转)*sin(π/4)，

因此，它们具有180度相位差、即相位反转了，据此，输出的声音的声像定位于收听者的头内。

如此进行控制，从而能够实现在时刻0定位于规定的位置的声像逐渐接近收听者，在时刻t定位于收听者的头内的音响表现。

并且，在本实施例中，实现了声像逐渐接近收听者的音响表现，但是，由同样的技术也能够实现位于收听者的头内的声像逐渐远离收听者那样的音响表现。也就是说，在时刻0将θ设为90度，将θ在－方向上逐渐更新。据此，在时刻t，将θ设为0度。据此，定位于收听者的头内的声像在时刻t移动到由声像定位滤波器20定位的位置。

并且，如图6转变，从而得到的效果为，一旦接近收听者之后，远离收听者，接近原来声像定位的位置的左右对称的位置。在时刻t0将θ设为0度(相位差0度)，在时刻t1将θ设为90度(相位差180度)，在时刻t1将θ设为180度(相位差360度)，从而能够进行声像逐渐接近收听者，然后远离的音响表现。

此时，对于系数g1和系数g2，即使θ超过90度之后，也设为g1＝cos((θ/2)*π/180)，g2＝sin((θ/2)*π/180)即可。据此，在θ成为180度(相位差360度)时，g1成为0.0，g2(＝g)成为1.0，从扬声器103a(虽然相位反转了，但是)输出信号b，从扬声器103b(虽然相位反转了，但是)输出信号a。也就是说，从立体声扬声器输出，与θ为0度时左右相反的信号。

图7是说明其效果的图。在图中，501示出收听者，502至504分别示出在时刻t0、时刻t1、时刻t2的虚拟音源位置。如此控制，从而得到的效果为，虚拟音源位置502从收听者501的左侧接近，通过收听者501的头内位置，向右侧远离。

并且，在第一相位旋转单元300、第二相位旋转单元301、第三相位旋转单元302、第四相位旋转单元303也可以，仅使输入信号a的频率成分之中的低频带的频率成分进行相位旋转。例如，也可以仅使基于反相成分的头内定位的现象明显的1.5khz以下的频率成分进行相位旋转。

而且，也可以控制成，固定一方的旋转角(相位角度)，仅更新另一方，从而在时刻t相位差成为180度。图2示出此时的结构。而且，在该图中，在不处理相位旋转的一侧的路径上，需要实现与相位旋转单元产生的延迟时间相同的延迟时间的延迟单元，但是，没有图示。图8的结构，比图5的结构简单，但是，在图8的结构的情况下存在的问题是，从一方的扬声器输出完全没有进行相位旋转的信号，因此，双方的扬声器间的音色不同。在图5的结构的情况下，对双方的信号进行相位旋转处理，因此，在音色自然的状态下进行声像的移动处理。

如上所述，根据本实施例，具备：第一相位旋转单元300，使信号a的相位旋转θ度；第二相位旋转单元301，使信号a的相位旋转－θ度；第三相位旋转单元302，使信号b的相位旋转－θ度；以及第四相位旋转单元303，使信号b的相位旋转θ度，第一加法单元305，对第一相位旋转单元的输出信号和第三相位旋转单元的输出信号加权并进行相加；第二加法单元306，对第二相位旋转单元的输出信号和第四相位旋转单元的输出信号加权并进行相加；控制单元304，使所述θ、示出所述权重的系数随时间转变，在所述控制单元304中，逐渐对相位进行控制，以使所述θ在规定的时刻t0成为0度，使所述θ在时刻t1成为90度，对所述第一加法单元305以及第二加法单元306中加上的系数进行控制，以使所述θ越接近90度就越接近相同的值，从而能够实现定位于规定的位置的声像逐渐接近收听者、或者位于收听者的位置的声像逐渐远离收听者那样的音响表现。

以上，说明了本发明的实施例涉及的信号处理装置，但是，本发明，不仅限于该实施例。只要不脱离本发明的宗旨，对本实施例实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态，以及组合不同实施例的构成要素来构筑的形态，也可以包含在一个或多个形态的范围内。

本发明涉及的信号处理装置，能够实现使效果音以及人物的声音的声像接近或远离收听者的音响表现，因此，能够广泛地应用于游戏设备以及游乐设备。

符号说明

1、1a、10、10a信号处理装置

20声像定位滤波器

100、300第一相位旋转单元

101、301第二相位旋转单元

102、201、304控制单元

103a、103b、603a、603b立体声扬声器

200相位旋转单元

302第三相位旋转单元

303第四相位旋转单元

305第一加法单元

306第二加法单元

501收听者

502、503、504虚拟音源位置

650声像定位滤波器(左侧定位滤波器)

651声像定位滤波器(右侧定位滤波器)

652合成单元

662音频对象