声场再现设备和方法以及程序的制作方法_4

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公式(17)的计算执行帧组合来获得输出信号d( Xrspk,t)。
[0161][数学式 16]
[0163] [数学式 17]
[0164] dcurr (xrspk,n+IN) = d '(xrspk,n,1 )wsyn( n) +dprev( xrspk,n+IN)
[0165] ? ? ? (17)
[0166] 注意,这里,尽管使用与时间频率分析单元61使用的窗函数相同的窗函数,在除此 之外的窗(诸如汉明窗)的情况下可以是矩形窗。
[0167] 此外,在公式(17)中,cTev(Xrspk,n+lN)和cTul:1:( Xrspk,n+lN)两者表示输出信号d (xrspk,t),dpirev(xrspk,n+lN)表示更新之前的值,并且d eimr(xrspk,n+lN)表示更新之后的值。
[0168] 时间频率组合单元66将这样获得的输出信号d(xrspk,t)设置为声场再现设备41的 输出作为真实扬声器阵列驱动信号。
[0169] 如上所述,声场再现设备41可以更准确地再现声场。
[0170] 〈真实扬声器阵列驱动信号生成处理的描述〉
[0171]接下来,将描述上述声场再现设备41执行的处理的流程。当提供了传递函数和声 音收集信号时,声场再现设备41执行通过将声音收集信号转换为真实扬声器阵列驱动信号 而执行输出的真实扬声器阵列驱动信号生成处理。
[0172] 在下文中,将通过参照图6的流程图来描述声场再现设备41的真实扬声器阵列驱 动信号生成处理。注意,尽管可由逆滤波器生成装置52预先执行逆滤波器的生成,但是在这 里将继续描述使得在真实扬声器阵列驱动信号的生成时生成逆滤波器。
[0173] 在步骤S11中,时间频率分析单元61分析从球状麦克风阵列11提供的声音收集信 号s(p,t)的时间频率信息。
[0174] 具体地,时间频率分析单元61对声音收集信号s(p,t)执行时间帧划分,将窗函数 w_(n)与作为结果获得的输入帧信号sfr(p,n,l)相乘,并且计算窗函数应用信号sw(p,n, 1)〇
[0175] 此外,时间频率分析单元61对窗函数应用信号sw(p,n,1)执行时间频率转换,并且 将作为其结果获得的时间频谱S(p,co,1)提供到空间频率分析单元62。即,通过执行公式 (4)的计算来计算时间频谱S(p, ?,1)。
[0176] 在步骤S12中,空间频率分析单元6 2对从时间频率分析单元61提供的时间频谱S (P,《,1)执行空间频率转换,并且将作为结果获得的空间频谱Snm(a,co,1)提供到空间滤波 器应用单元63。
[0177] 具体地,空间频率分析单元62通过计算公式(5)将时间频谱S(p,co,1)转换成空间 频谱Sn m(a,co,1)。
[0178] 在步骤S13中,空间滤波器应用单元63将空间滤波器wn(a,r,《 )应用于从空间频 率分析单元62提供的空间频谱Snm(a,co,1)。
[0179] 即,空间滤波器应用单元63通过计算公式(7)将使用空间滤波器wn(a,r,《)的滤 波器处理应用于空间频谱S nm(a,《,1),并且将作为结果获得的空间频谱Dnm(r,《,1)提供 到空间频率组合单元64。
[0180] 在步骤S14中,空间频率组合单元64执行从空间滤波器应用单元63提供的空间频 谱Snm(a,《,1)的空间频率组合,并且将作为结果获得的时间频谱Dt( Xvspk,《,1)提供到逆 滤波器应用单元65。即,在步骤S14中,通过执行公式(11)的计算来获得时间频谱Dt(Xvspk, ? ,D〇
[0181] 在步骤S15中,时间频率分析单元71分析所提供的传递函数g (xvspk, xrspk, n)的时间 频率信息。具体地,时间频率分析单元71对传递函数g (xvspk, xrspk, n)执行与步骤S11中的处 理类似的处理,并且将作为结果获得的时间频谱G(Xvspk,Xrspk,co )提供到逆滤波器生成单元 72〇
[0182] 在步骤S16中,逆滤波器生成单元72基于从时间频率分析单元71提供的时间频谱G (xvspk,xrspk, W )计算逆滤波器H(xvspk,xrspk, W ),并且将该逆滤波器H(xvspk,xrspk, W )提供到 逆滤波器应用单元65。例如,在步骤S16中,执行公式(12)的计算,并且计算逆滤波器H (Xvspk,Xrspk,〇) 〇
[0183] 在步骤S17中,逆滤波器应用单元65将从逆滤波器生成单元72提供的逆滤波器H (xvspk,xrspk, W )应用于从空间频率组合单元64提供的时间频谱Dt(xvspk, W,1),并且将作为 结果获得的逆滤波器信号提供到时间频率组合单元66。例如,在步骤S17中, 执行公式(13)的计算,并且通过滤波器处理来计算逆滤波器信co,1)。
[0184] 在步骤S18中,时间频率组合单元66执行从逆滤波器应用单元65提供的逆滤波器 Di(xrspk,《,1)的时间频率组合。
[0185] 具体地,时间频率组合单元66通过执行公式(14)的计算,根据逆滤波器信号D: (Xrspk, W,1)计算输出帧信号d'(xrspk,n, 1)。另外,时间频率组合单元66通过将窗函数Wsyn U)与输出帧信号(1'(^31^,11,1)相乘来执行公式(17)的计算,并且通过帧组合来计算输出 信号d( Xrspk,t)。时间频率组合单元66将这样获得的输出信号d(Xrspk,t)作为真实扬声器阵 列驱动信号输出到真实扬声器阵列12,并且真实扬声器阵列驱动信号生成处理结束。
[0186] 如上所述,声场再现设备41通过使用空间滤波器的滤波器处理,根据声音收集信 号生成虚拟扬声器阵列驱动信号,并且通过对虚拟扬声器阵列驱动信号进行使用逆滤波器 的滤波器处理而另外生成真实扬声器阵列驱动信号。
[0187] 在声场再现设备41中,通过生成其半径r大于球状麦克风阵列11的传感器半径a的 虚拟扬声器阵列13的虚拟扬声器阵列驱动信号以及使用逆滤波器将所获得的虚拟扬声器 阵列驱动信号转换成真实扬声器阵列驱动信号,即使真实扬声器阵列12的形状是某种形 状,也可以更准确地再现声场。
[0188] 〈第二实施例〉
[0189] 〈声场再现系统的配置示例〉
[0190]注意,至此,尽管已描述了一个设备执行将声音收集信号转换成真实扬声器阵列 驱动信号的处理的示例,但是也可通过由多个设备构成的声场再现系统来执行将声音收集 信号转换成真实扬声器阵列驱动信号的处理。
[0191] 这样的声场再现系统例如诸如图7所示来构成。注意,在图7中,相同的附图标记被 附于与图3或图5的情况对应的部分,并且将省略其描述。
[0192] 图7所示的声场再现系统101由驱动信号生成装置111和逆滤波器生成装置52构 成。与图5中的情况类似,时间频率分析单元71和逆滤波器生成单元72包括在逆滤波器生成 装置52中。
[0193] 此外,驱动信号生成装置111由通过相互执行无线通信执行各种类型的信息传递 等的发送装置121和接收装置122构成。具体地,发送装置121布置在执行球面波(声音)的声 音收集的真实空间中,并且接收装置122布置在再生所收集的声音的再现空间中。
[0194] 发送装置121具有球状麦克风阵列11、时间频率分析单元61、空间频率分析单元62 和通信单元131。通信单元131由天线等构成,并且通过无线通信将从空间频率分析单元62 提供的空间频谱S nm(a,《,1)发送到接收装置122。
[0195] 此外,接收装置122具有通信单元132、空间滤波器应用单元63、空间频率组合单元 64、逆滤波器应用单元65、时间频率组合单元66和真实扬声器阵列12。通信单元132由天线 等构成,并且通过利用无线通信接收从通信单元131发送的空间频谱S nm(a,co,1)而对空间 滤波器应用单元63进行提供。
[0196] 〈声场再现处理的描述〉
[0197] 接下来,将通过参照图8的流程图来描述图7所示的声场再现系统101执行的声场 再现处理。
[0198] 在步骤S41中,球状麦克风阵列11收集真实空间中的声音,并且将作为结果获得的 声音收集信号提供到时间频率分析单元61。
[0199] 在执行了步骤S42和步骤S43的处理时,此后,当获得声音收集信号时,这些处理与 图6的步骤S11和步骤S12的处理类似,因此将省略其描述。然而,在步骤S43中,空间频率分 析单元62将所获得的空间频谱S nm(a,《,1)提供到通信单元131。
[0200] 在步骤S44中,通信单元131通过无线通信将从空间频率分析单元62提供的空间频 谱S nm(a,《,1)发送到接收装置122。
[0201] 在步骤S45中,通信单元132通过利用无线通信接收从通信单元131发送的空间频 谱S nm(a,《,1),对空间滤波器应用单元63进行提供。
[0202] 在执行了步骤S46至步骤S51的处理时,此后,当接收到空间频谱时,这些处理与图 6的步骤S13至步骤S18的处理类似,因此将省略其描述。然而,在步骤S51中,时间频率组合 单元66将所获得的真实扬声器阵列驱动信号提供到真实扬声器阵列12。
[0203]在步骤S52中,真实扬声器阵列12基于从时间频率组合单元66提供的真实扬声器 阵列驱动信号而再生声音,并且声场再现处理结束。以此方式,当基于真实扬声器阵列驱动 信号再生声音时,在再现空间中再现真实空间的声场。
[0204] 如上所述,声场再现系统101通过使用空间滤波器的滤波器处理,根据声音收集信 号生成虚拟扬声器阵列驱动信号,并
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