声场再现设备和方法以及程序的制作方法
【技术领域】
[0001] 本技术涉及一种声场再现设备和方法以及程序，具体地，涉及一种使得能够更准 确地再现声场的声场再现设备和方法以及程序。
【背景技术】
[0002] 在现有技术中，提出了通过使用真实空间中的球状或环状麦克风阵列收集的信号 在再现空间中再现与真实空间类似的声场的技术。
[0003] 例如，作为这样的技术，提出了利用紧凑球状麦克风阵列实现声音收集以及利用 扬声器阵列实现再生(例如，参见非专利文献1)。
[0004] 此外，例如，还提出了利用具有任意阵列形状的扬声器阵列实现再生，以及使得能 够预先收集从扬声器直到麦克风的传递函数以及通过生成逆滤波器吸收各个扬声器的特 性的差别(例如，参见非专利文献2)。
[0005] 引用列表
[0006] 非专利文献
[0007] 非专利文献 1 :Zhiyun Li等在2004年悉尼举行的Proceedings of ICAD 04-Tenth Meeting of the International Conference on Auditory Display上的 "Capture and Recreation of Higher Order 3D Sound Fields via Reciprocity"
[0008] 非专利文献2: Shiro Ise在Journal of the Acoustical Society of Japan的 2011 年第67卷第11 期上的 "Boundary Sound Field Control"
【发明内容】
[0009] 技术问题
[0010] 然而，在非专利文献1所公开的技术中，虽然可以由紧凑球状麦克风阵列来实现声 音收集并且由扬声器阵列来实现再生，但是为了严格的声场再现，扬声器阵列的形状是球 状或环状的，并且需要限制比如扬声器需要具有相等密度的布置等。
[0011] 例如，如图1的左侧所示，构成扬声器阵列SPA11的各个扬声器是环形布置的，并且 在该图内，在变为相对于虚线表示的参考点而言各个扬声器具有相等密度(为了简单，图中 为相等角度）的布置的情况下，严格的声场再现是可能的。在该示例中，对于相互相邻的任 意两个扬声器，由连接一个扬声器与参考点的直线和连接另一扬声器与参考点的直线形成 的角度变为恒定角度。
[0012] 与此相对，在图内诸如右侧所示由以矩形形状由以相等间隔排列的扬声器构成的 扬声器阵列SPA12的情况下，在图内扬声器距虚线表示的参考点不具有相等密度，因此不能 严格执行声场再现。在该示例中，由连接相互相邻的两个扬声器之一与参考点的直线和连 接另一扬声器与参考点的直线形成的角度针对每组的两个相邻扬声器的变为不同的角度。
[0013] 此外，由于假定采用诸如发出单极声源的理想扬声器阵列生成驱动信号，因此由 于实际扬声器的特性的影响，不能准确地再现真实空间的声场。
[0014] 另外，在非专利文献2公开的技术中，如果可以利用任意阵列形状执行再生并且预 先收集从扬声器直到麦克风的传递函数并生成逆滤波器，则可以吸收各个扬声器的特性的 差别。另一方面，在预先收集的从每个扬声器到每个麦克风的传递函数组保持类似特性的 情况下，将难以获得稳定的逆滤波器，以用于根据传递函数生成驱动信号。
[0015] 在构成球状麦克风阵列MKA11的麦克风彼此靠近的情况下，诸如使用具体图2的右 侧所示的球状麦克风阵列MKA11的示例，从由以矩形形状以相等间隔排列的扬声器构成的 扬声器阵列SPA21的特定扬声器到所有麦克风的距离将变为大致相等的距离。因此，将难以 获得逆滤波器的稳定解。
[0016] 注意，在图2内的左侧，示出了如下示例：从扬声器阵列SPA21的扬声器到构成球状 麦克风阵列MKA21的各个麦克风的距离不是相等距离，并且传递函数的变化变大。在该示例 中，由于从扬声器阵列SPA21的扬声器到各个麦克风的距离不同，因此可以获得逆滤波器的 稳定解。然而，使得球状麦克风阵列MKA21的半径大到能够获得逆滤波器的稳定解的程度是 不现实的。
[0017]考虑到这样的情形来执行本技术，并且本技术可以更准确地再现声场。
[0018]问题的解决方案
[0019] 根据本技术的一方面，一种声场再现设备包括:第一驱动信号生成单元，被配置成 将通过使得球状或环状麦克风阵列收集声音所获得的声音收集信号转换成虚拟扬声器阵 列的驱动信号，该虚拟扬声器阵列具有比麦克风阵列的第一半径大的第二半径；以及第二 驱动信号生成单元，被配置成将虚拟扬声器阵列的驱动信号转换成布置在虚拟扬声器阵列 包围的空间内部或外部的真实扬声器阵列的驱动信号。
[0020] 第一驱动信号生成单元可通过对从声音收集信号获得的空间频谱应用使用空间 滤波器的滤波器处理而将声音收集信号转换成虚拟扬声器阵列的驱动信号。
[0021] 声场再现设备还可包括:空间频率分析单元，被配置成将从声音收集信号获得的 时间频谱转换成空间频谱。
[0022] 第二驱动信号生成单元可通过使用基于从真实扬声器阵列到虚拟扬声器阵列的 传递函数的逆滤波器，对虚拟扬声器阵列的驱动信号应用滤波器处理，将虚拟扬声器阵列 的驱动信号转换成真实扬声器阵列的驱动信号。
[0023] 虚拟扬声器阵列可以是球状或环状扬声器阵列。
[0024] 根据本技术的一个方面的声场再现方法或程序包括:第一驱动信号生成步骤，将 通过使得球状或环状麦克风阵列收集声音所获得的声音收集信号转换成虚拟扬声器阵列 的驱动信号，该虚拟扬声器阵列具有比麦克风阵列的第一半径大的第二半径；以及第二驱 动信号生成步骤，将虚拟扬声器阵列的驱动信号转换成布置在虚拟扬声器阵列包围的空间 内部或外部的真实扬声器阵列的驱动信号。
[0025] 根据本技术的一个方面，将通过使得球状或环状麦克风阵列收集声音所获得的声 音收集信号转换成虚拟扬声器阵列的驱动信号，该虚拟扬声器阵列具有比麦克风阵列的第 一半径大的第二半径，以及将虚拟扬声器阵列的驱动信号转换成布置在虚拟扬声器阵列包 围的空间内部或外部的真实扬声器阵列的驱动信号。
[0026] 本发明的有利效果
[0027] 根据本技术的一个方面，可以更准确地再现声场。
[0028] 注意，不一定限于这里描述的效果，并且这里描述的效果可以是本说明书内描述 的任意效果。
【附图说明】
[0029] 图1是描述现有技术的声场再现的图。
[0030] 图2是描述现有技术的声场再现的图。
[0031]图3是描述本技术的声场再现的图。
[0032]图4是描述本技术的声场再现的另一不例的图。
[0033]图5是示出声场再现设备的配置示例的图。
[0034]图6是描述真实扬声器阵列驱动信号生成处理的流程图。
[0035]图7是示出声场再现系统的配置示例的图。
[0036]图8是描述声场再现处理的流程图。
[0037] 图9是示出计算机的配置示例的图。
【具体实施方式】
[0038] 在下文中，将通过参照附图来描述应用本技术的实施例。
[0039] 〈第一实施例〉
[0040] 〈本技术〉
[0041 ]在本技术中，通过使用真实空间中的球状或环状麦克风阵列收集的信号，生成真 实扬声器阵列的驱动信号，以使得在再现空间中再现与真实空间相同的声场。在该情况下， 假设麦克风阵列足够小和紧凑。
[0042]此外，球状或环状虚拟扬声器阵列布置在真实扬声器阵列内部或外部。另外，通过 第一信号处理，根据麦克风阵列声音收集信号生成虚拟扬声器阵列驱动信号。此外，通过第 二信号处理，根据虚拟扬声器阵列驱动信号生成真实扬声器阵列驱动信号。
[0043]例如，在图3所示的示例中，由球状麦克风阵列11收集真实空间的球状波，并且通 过将从布置在以矩形形状布置的真实扬声器阵列12中的虚拟扬声器阵列13的驱动信号获 得的驱动信号提供到在再现空间中的真实扬声器阵列12来再现真实空间的声场。
[0044] 在图3中，球状麦克风阵列11由多个麦克风(麦克风传感器)构成，并且各个麦克风 布置在以预定参考点为中心的球体的表面上。在下文中，布置构成球状麦克风阵列11的扬 声器的球体的中心将被称为球状麦克风阵列11的中心，并且该球体的半径将被称为球状麦 克风阵列11的半径或者传感器半径。
[0045] 此外，真实扬声器阵列12由多个扬声器构成，并且这些扬声器通过以矩形形状排 列来布置。在该示例中，构成真实扬声器阵列12的扬声器排列在水平表面上以便包围预定 参考点处的用户。
[0046] 注意，构成真实扬声器阵列12的扬声器的布置不限于图3所示的示例，并且每个扬 声器可被布置为包围预定参考点。因此，例如，构成真实扬声器阵列的每个扬声器可被安装 在房间的天花板或墙壁上。
[0047] 另外，在该示例中，通过排列多个虚拟扬声器而获得的虚拟扬声器阵列13布置在 真实扬声器阵列12内。即，真实扬声器阵列12布置在由构成虚拟扬声器阵列13的扬声器包 围的空间外部。在该示例中，构成虚拟扬声器阵列13的每个扬声器以预定参考点为中心以 圆形（环形)排列，并且与图1所示的扬声器阵列SPA11类似，这些扬声器被布置成相对于参 考点以相等密度排列。
[0048] 在下文中，构成虚拟扬声器阵列13的扬声器所布置的圆形的中心将被称为虚拟扬 声器阵列13的中心，并且该圆形的半径将被称为虚拟扬声器阵列13的半径。
[0049] 这里，在再现空间中，虚拟扬声器阵列13的中心位置、即参考点可能需要被设置为 与假设在再现空间中的球状麦克风阵列11的中心位置(参考点）相