专利名称：便携终端装置的扬声器特性补偿方法
技术领域：
本发明涉及降低便携终端装置内的扬声器之间产生的交调失真(cross talk)的扬声器特性补偿方法。
背景技术：
现有的交调失真消除器的特征在于向输入信号所对应的假想音像到达视听者的右耳或左耳的传送函数，叠加用于消除到达收听者的右耳或左耳的交调失真成分的传送函数的滤波器。
专利文献1日本专利申请公开号特开平09-327099号公报(第1～2页)专利文献2日本专利申请公开号特开2002-111817号公报(第1～2页，第9～10页)现在，存在向与从扬声器到收听者的耳对应的传送函数叠加了用于消除从扬声器达到视听者的右耳或左耳的交调失真成分的传送函数的滤波器，但有无法适当地减少便携终端装置的壳体内的扬声器相互之间的交调失真的问题。
发明内容
本发明的扬声器特性补偿方法是在壳体内部容纳了至少2个扬声器的便携终端装置的扬声器特性补偿方法，包括针对输入到扬声器的输入信号，进行降低在壳体内在扬声器之间产生的交调失真的处理的处理步骤。
本发明的扬声器特性补偿方法包括在壳体内部容纳了至少2个扬声器的便携终端装置中，针对输入到扬声器的输入信号，进行降低在壳体内在扬声器之间产生的交调失真的处理的处理步骤，能够适当地减少便携终端装置的壳体内的扬声器相互之间的交调失真。
图1是表示实施例1～7中的扬声器重放系统的重放模型的图。
图2是实施例1的扬声器特性补偿电路的概念图。
图3是实施例2的扬声器特性补偿电路的概念图。
图4是实施例3的扬声器特性补偿电路的概念图。
图5是实施例4的扬声器特性补偿电路的概念图。
图6是实施例5的扬声器特性补偿电路的概念图。
图7是实施例7的扬声器特性补偿电路的概念图。
图8是实施例8中的扬声器重放系统的重放模型的图。
图9是实施例8的扬声器特性补偿电路的概念图。
具体实施例方式
实施例1发明者的研究结果判断出会产生以下的现象在为了使便携终端装置小型化而使后气室共通的情况下，从一个扬声器重放的声波音响上在壳体内结合，并泄漏到另一个扬声器。图1对该现象进行了模型化。
图1所示的第一扬声器1R(一个扬声器)和第二扬声器1L(另一个扬声器)设置在未图示的便携终端的壳体内，而后气室是共通的。另外，如该图所示，用HLR表示用于驱动第二扬声器1L的驱动信号Ld至少由于在壳体内的音响结合而变形并从第一扬声器1R发射出来的传送特性，用HRL表示用于驱动第一扬声器1R的驱动信号Rd至少由于在壳体内的音响结合而变形并从第二扬声器1L发射出来的传送特性。进而，用HRR表示用于驱动第一扬声器1R的驱动信号Rd由于放大器或扬声器特性等而变形并从第一扬声器1R发射出来的传送特性，用HLL表示用于驱动第二扬声器1L的驱动信号Ld由于放大器或扬声器特性等而变形并从第二扬声器1L发射出来的传送特性。另外，用SR表示由于上述变形而从第一扬声器1R发射出来的扬声器发射信号，用SL表示从第二扬声器1L发射出来的扬声器发射信号。
如图1所示那样，在壳体内有音响结合的便携终端装置中，驱动信号Rd被付与了HRR那样的传送特性，另外驱动信号Ld通过HLR那样的特性而被音响结合。另外，该两个信号相加被发射。另一方面，驱动信号Ld被付与HLL那样的特性，另外，驱动信号Rd通过HRL那样的特性而被音响结合。另外，该两个信号相加被发射。因此，可以如下式(1)那样表示从第一扬声器SR、第二扬声器SL发射的信号、扬声器发射信号SR、扬声器发射信号SL。
SR＝RdHRR+LdHLRSL＝LdHLL+RdHRL根据该公式1，判断出扬声器发射信号SR包含驱动信号Rd和驱动信号Ld的两个成分，扬声器发射信号SL包含驱动信号Ld和驱动信号Rd的两个成分。这在2个或以上的扬声器中成立。因此，在壳体内有音响结合的情况下，即使通过多个扬声器重放，重放音像也极窄，无法实现有临场感的重放。
发明者着眼于以上的现象，通过在图1所示的重放系统模型的前级设置图2所示的扬声器特性补偿电路，来谋求降低在壳体内扬声器之间产生的交调失真。
图2是用于本发明的实施例1的便携终端装置中的扬声器特性补偿电路的概要图。如图2所示，本实施例的扬声器特性补偿电路具备上述第一扬声器1R用的频道2R、上述第二扬声器1L用的频带2L。另外，该扬声器特性补偿电路具备对输入到第二扬声器1L的输入信号L进行加工，生成与第一扬声器1R对应的交叉成分的第一加工装置3LR；将该第一加工装置3LR的输出信号与到第一扬声器1R的作为直接成分的输入信号R相加，输出驱动信号Rd的第一加法装置4R。同样，该扬声器特性补偿电路具备对输入到第一扬声器1R的输入信号R进行加工，生成与第二扬声器1L对应的交叉成分的第二加工装置3RL；将该第二加工装置3RL的输出信号与输入到第二扬声器1L的作为直接成分的输入信号L相加，生成驱动信号Ld的第二加法装置4L。
在本实施例中，分别将该驱动信号Rd、驱动信号Ld作为在上述图1中说明了的驱动信号Rd、驱动信号Ld使用。另外，在本实施例中，第一加工装置3LR和第二加工装置3RL各自的输出(交叉成分)分别相当于使从另一个扬声器泄漏到一个扬声器的声音降低的降低信号。
接着，说明动作。输入到本发明的便携终端装置的输入信号R进行分支，一个输入到第二加工装置3RL，另一个作为直接成分输入到第一加法装置4R。同样，输入到本发明的便携终端装置的输入信号L进行分支，一个输入到第一加工装置3LR，另一个作为直接成分输入到第二加法装置4L。
输入到第一加工装置3LR的输入信号L通过第一加工装置3LR，通过例如具有-HLR/HRR的滤波器，输入到第一加法装置4R。在第一加法装置4R中，通过将来自第一加工装置3LR的输出信号(交叉成分)、输入信号R(直接成分)相加，生成驱动信号Rd。同样，输入到第二加工装置3RL的输入信号R通过第二加工装置3RL，通过例如具有-HRL/HLL的滤波器，输入到第二加法装置4L。在第二加法装置4L中，通过将来自第二加工装置3RL的输出信号(交叉成分)、输入信号L(直接成分)相加，生成驱动信号Ld。
如果用通过上述处理生成的驱动信号Rd、驱动信号Ld驱动第一扬声器1R和第二扬声器1L，则根据图1，从扬声器R发射的扬声器发射信号SR成为公式2那样。
SR=RdHRR+LdHLR]]>=(R-LHLRHRR)HRR+(L-RHRLHLL)HLR]]>=RHRR-RHRLHLLHLR-LHLR+LHLR]]>=R(HRR-HRLHLRHLL)]]>另外，从第二扬声器1L发射的扬声器发射信号SL成为公式3那样。
SL=LdHLL+RdHRL]]>=(L-RHRLHLL)HLL+(R-LHLRHRR)HRL]]>=LHLL-LHLRHRRHRL-RHRL+LHRL]]>=L(HLL-HLRHRLHRR)]]>因此，判断出扬声器发射信号SR、扬声器发射信号SL都只发射各自的输入信号R成分、输入信号L成分，消除了相反侧的信号成分。即，根据本实施例，能够重放消除了壳体内的音响结合的信号，能够得到能够提高扬声器分离的效果。
另外，在本发明的实施例中，说明了通过对输入到上述另一个扬声器的输入信号进行加工，来得到使从另一个扬声器泄漏到一个扬声器的声音降低的降低信号的情况。但是，本发明并不只限于此，该生成方法也可以是任意的。也可以通过对另外作成的信号进行加工，来生成上述降低信号。
另外，传送特性HRL和传送特性HLR、传送特性HRR和传送特性HLL在共通的情况下或越被看作是共通则越近似的情况下，可以认为HLR＝HRL＝HX、HRR＝HLL＝HD。在该情况下，第一加工装置3LR和第二加工装置3RL的传送特性可以是-HX/HD。另外，从第一扬声器1R、第二扬声器1L发射的扬声器发射信号SR、SL分别成为公式4、公式5那样。
SR=RdHD+LdHX]]>=(R-LHXHD)HD+(L-RHXHD)HX]]>=RHD-LHX+LHX-RHXHDHX]]>=R(HD-HX2HD)]]>[公式5]SL=LdHD+RdHX]]>=(L-RHXHD)HD+(R-LHXHD)HX]]>=LHD-RHX+RHX-LHXHDHX]]>=L(HD-HX2HD)]]>因此，例如在壳体内左右对称或上下对称地配置了扬声器的情况等下，通过该加工装置3的共通化，能够得到削减信号加工装置的制造成本的效果。
另外，在本发明的实施例中，说明了2频道输入、2扬声器重放的情况下的扬声器特性补偿方法。但是，该特性补偿方法并不只限于2频道输入、2扬声器重放的情况，也对应于N(N为3或以上)个的扬声器的特性补偿方法。
传送特性HLR、传送特性HRL在壳体内的音响结合的基础上，也有包含扬声器特性的情况。
实施例2在实施例1中，作为降低交调失真的处理步骤，使用了第一加工装置3LR和第二加工装置3RL，但在本实施例中，说明使用后述的第一直接加工装置5RR、第二直接加工装置5LL、第一交叉加工装置6LR、第二交叉加工装置6RL的情况。另外，对于从扬声器重放的声波在壳体内音响结合而泄漏到其他扬声器的现象，由于与实施例1中的图1一样，所以在此省略说明。
图3是用于本发明的实施例2的便携终端装置中的扬声器特性补偿电路的概要图。如图3所示，该实施例的扬声器特性补偿电路具备上述第一扬声器1R用的频道2R、上述第二扬声器1L用的频道2L。另外，该扬声器特性补偿电路具备加工输入到第一扬声器1R的输入信号R，生成与第一扬声器1R对应的直接成分的第一直接加工装置5RR；加工输入到第二扬声器1L的输入信号L，生成与第一扬声器1R对应的交叉成分的第一交叉加工装置6LR；将通过上述两个加工生成的信号进行相加，输出驱动信号Rd的第一加法装置4R。同样，具备加工输入到第二扬声器1L的输入信号L，生成与第二扬声器1L对应的直接成分的第二直接加工装置5LL；加工输入到第一扬声器1R的输入信号R，生成与第二扬声器1L对应的交叉成分的第二交叉加工装置6RL；将通过上述两个加工生成的信号进行相加，输出驱动信号Ld的第二加法装置4L。
接着，说明动作。输入到本发明的便携终端装置的输入信号R进行分支，一个输入到第二交叉加工装置6RL，另一个输入到第一直接加工装置5RR。同样，输入到本发明的便携终端装置的输入信号L进行分支，一个输入到第一交叉加工装置6LR，另一个输入到第二直接加工装置5LL。
输入到第一交叉加工装置6LR的输入信号L通过第一交叉加工装置6LR，例如通过具有-HLR那样的特性的滤波器，输入到第一加法装置4R。输入到第一直接加工装置5RR的输入信号R通过第一直接加工装置5RR，例如通过具有HLL那样的特性的滤波器，输入到第一加法装置4R。通过该第一加法装置4R，生成驱动信号Rd。同样，输入到第二交叉加工装置6RL的输入信号R通过第二交叉加工装置6RL，例如通过具有-HRL那样的特性的滤波器，输入到第二加法装置4L。输入到第二直接加工装置5LL的输入信号L通过第二直接加工装置5LL，例如通过具有HRR那样的特性的滤波器，输入到第二加法装置4L。通过该第二加法装置4L，生成驱动信号Ld。
如果用通过上述处理生成的驱动信号Rd、驱动信号Ld驱动第一扬声器1R、第二扬声器1L，则根据图1，从扬声器R发射的扬声器发射信号SR成为公式6那样。
SR＝RdHRR+LdHLR＝(RHLL-LHLR)HRR+(LHRR-RHRL)HLR＝R(HLLHRR-HRLHLR)-L(HLRHRR-HRRHLR)＝R(HLLHRR-HRLHLR)另外，从第二扬声器1L发射的扬声器发射信号SL成为公式7那样。
SL＝LdHLL+RdHRL＝(LHRR-RHRL)HLL+(RHLL-LHLR)HRL＝L(HRRHLL-HLRHRL)-R(HRLHLL-HLLHRL)＝L(HRRHLL-HLRHRL)因此，判断出扬声器发射信号SR、扬声器发射信号SL分别都只发射输入信号R成分、输入信号L成分，消除了相反侧的信号成分。即，根据本实施例，能够重放消除了壳体内的音响结合的信号，能够得到能够提高扬声器分离的效果。
另外，与实施例1相比，在本实施例的情况下，还具有以下的效果，即针对与扬声器对应的输入信号，在左右相对地维持了第一扬声器1R的扬声器发射信号SR、第二扬声器1L的扬声器发射信号SL的音响的振幅和相位。
另外，传送特性HRL和传送特性HLR、传送特性HRR和传送特性HLL在共通的情况下或越被看作是共通则越近似的情况下，可以认为HLR＝HRL＝HX、HRR＝HLL＝HD。因此，第一直接加工装置5RR和第二直接加工装置5LL的传送特性可以为HD。同样，第一交叉加工装置6LR和第二交叉加工装置6RL的传送特性可以为-HX。
在该情况下，从第一扬声器1R、第二扬声器1L发射的扬声器发射信号SR、SL成为公式8、公式9那样。
SR＝RdHD+LdHX＝(RHD-LHX)HD+(LHD-RHX)HX＝RHD2-LHXHD+LHDHX-RHX2＝R(HD2-HX2)[公式9]SL＝LdHD+RdHX＝(LHD-RHX)HD+(RHD-LHX)HX＝LHD2-RHXHD+RHDHX-LHX2＝L(HD2-HX2)因此，例如在壳体内左右对称或上下对称地配置了扬声器的情况下，通过对应的直接加工装置5或交叉加工装置6的共通化，能够得到削减信号加工装置的制造成本的效果。
另外，在本实施例中，对与发明的实施例1一样或相当的部分付与同一符号而省略说明，只说明了不同的部分。
实施例3在实施例2中，作为降低壳体内的交调失真的处理步骤，使用了第一直接加工装置5RR、第二直接加工装置5LL、第一交叉加工装置6LR、第二交叉加工装置6RL，但在本实施例中，说明进而使用后述的第一后加工装置7RR、第二后加工装置7LL使得扬声器发射信号与输入到扬声器的输入信号的振幅、相位大致一致的情况。
另外，对于从扬声器重放的声波在壳体内音响结合而泄漏到其他扬声器的现象，由于与实施例1中的图1一样，所以在此省略说明。
另外，对于第一直接加工装置5RR、第二直接加工装置5LL、第一交叉加工装置6LR、第二交叉加工装置6RL，由于与实施例2中的图3一样，所以在此省略说明。
图4是用于本发明的实施例3的便携终端装置中的扬声器特性补偿电路的概要图。如图4所示，本实施例的扬声器特性补偿电路在实施例2中说明了的第一直接加工装置5RR、第二直接加工装置5LL、第一交叉加工装置6LR、第二交叉加工装置6RL的基础上，还具备对在第一加法装置4R中相加了的信号进一步进行加工，生成驱动第一扬声器1R的驱动信号Rd的第一后加工装置7RR；对在第二加法装置4L中相加了的信号进一步进行加工，生成驱动第二扬声器1L的驱动信号Ld的第二后加工装置7LL。在本实施例中，分别将该驱动信号Rd、驱动信号Ld作为在上述图1中说明了的驱动信号Rd、驱动信号Ld进行说明。
接着，说明动作。在第一加法装置4R中相加了的信号被输入到第一后加工装置7RR。输入到第一后加工装置7RR的信号通过第一后加工装置7RR，例如通过具有1/(HLL·HRR-HLR·HRL)那样的特性的滤波器，生成驱动信号Rd。同样，在第二加法装置4L中相加了的信号被输入到第二后加工装置7LL。输入到第二后加工装置7LL的信号通过第二后加工装置7LL，例如通过具有1/(HLL·HRR-HLR·HRL)那样的特性的滤波器，生成驱动信号Ld。
如果用通过上述处理生成的驱动信号Rd、驱动信号Ld分别驱动第一扬声器1R和第二扬声器1L，则根据图1，从扬声器R发射的扬声器发射信号SR成为公式10那样。
SR=RdHRR+LdHLR]]>=(RHLLHLLHRR-HLRHRL-LHLRHLLHRR-HLRHRL)HRR]]>+(LHRRHLLHRR-HLRHRL-RHRLHLLHRR-HLRHRL)HLR]]>=1HLLHRR-HLRHRL(R(HLLHRR-HRLHLR)-L(HLRHRR-HRRHLR))]]>=R]]>另外，从第二扬声器1L发射的扬声器发射信号SL成为公式11那样。
SL=LdHLL+RdHRL]]>=(LHRRHLLHRR-HLRHRL-RHRLHLLHRR-HLRHRL)HLL]]>+(RHLLHLLHRR-HLRHRL-LHLRHLLHRR-HLRHRL)HRL]]>=1HLLHRR-HLRHRL(L(HRRHLL-HLRHRL)-R(HRLHLL-HLLHRL))]]>=L]]>因此，判断出扬声器发射信号SR、扬声器发射信号SL分别都只发射输入信号R成分、输入信号L成分，消除了相反侧的信号成分。即，根据本实施例，能够重放消除了壳体内的音响结合的信号，能够得到能够提高扬声器分离的效果。
另外，与实施例1、实施例2相比，在本实施例的情况下，能够更进一步完全消除扬声器特性和壳体内的音响结合的影响。即能够使扬声器的输出信号与输入到扬声器的输入信号的振幅或相位大致一致。
另外，传送特性HRL和传送特性HLR、传送特性HRR和传送特性HLL在共通的情况下或越被看作是共通则越近似的情况下，可以认为HLR＝HRL＝HX、HRR＝HLL＝HD。因此，第一后加工装置7RR和第二后加工装置7LL的传送特性可以为1/(HD2-HX2)。同样，在该情况下，从第一扬声器1R、第二扬声器1L发射的各个扬声器发射信号SR、扬声器发射信号SL成为公式12、公式13那样。
SR=RdHD+LdHX]]>=(RHDHD2-HX2-LHXHD2-HX2)HD]]>+(LHDHD2-HX2-RHXHD2-HX2)HX]]>=1HD2-HX2(R(HD2-HX2)-L(HXHD-HDHX))]]>=R]]> SL=LdHD+RdHX]]>=(LHDHD2-HX2-RHXHD2-HX2)HD]]>+(RHDHD2-HX2-LHXHD2-HX2)HX]]>=1HD2-HX2(L(HD2-HX2)-R(HXHD-HDHX))]]>=L]]>因此，例如在壳体内左右对称或上下对称地配置了扬声器的情况等下，通过该后加工装置7的共通化，能够得到削减信号加工装置的制造成本的效果。
另外，在本实施例中，对与发明的实施例1和发明的实施例2一样或相当的部分付与同一符号而省略说明，只说明了不同的部分。
另外，在本实施例中，说明了将第一后加工装置7RR、第二后加工装置7LL设置在第一直接加工装置5RR、第二直接加工装置5LL、第一交叉加工装置6LR、第二交叉加工装置6RL的后面。但是，本发明并不只限于此，也有是在第一直接加工装置5RR、第二直接加工装置5LL、第一交叉加工装置6LR、第二交叉加工装置6RL之前进行加工使得扬声器发射信号与输入到扬声器的输入信号的振幅、相位大致一致的前加工装置的情况。
实施例4在实施例1中，作为降低交调失真的处理步骤，使用了第一加工装置3LR和第二加工装置3RL，但在本实施例中，说明使用后述的第一乘法加工装置8LR、第二乘法加工装置8RL的情况。
另外，对于从扬声器重放的声波在壳体内音响结合而泄漏到其他扬声器的现象，由于与实施例1中的图1一样，所以在此省略说明。
图5是用于本发明的实施例2的便携终端装置中的扬声器特性补偿电路的概要图。如图5所示，本实施例的扬声器特性补偿电路具备对输入到第二扬声器1L的输入信号L进行加工，生成与第一扬声器1R对应的交叉成分的第一乘法加工装置8LR；对输入到第一扬声器1R的输入信号R进行加工，生成与第二扬声器1L对应的交叉成分的第二乘法加工装置8RL。
接着，说明动作。输入到本发明的便携终端装置的输入信号R进行分支，一个输入到第二乘法加工装置8RL，另一个作为直接成分输入到第一相加装置4R。同样，输入到本发明的便携终端装置的输入信号L进行分支，一个输入到第一乘法加工装置8LR，另一个作为直接成分输入到第二加法装置4L。
输入到第一乘法加工装置8LR的输入信号L通过第一乘法加工装置8LR，例如乘以小于1的标量(scalar)值β，通过具有使符号反转的特性的滤波器，输入到第一加法装置4R。在第一加法装置4R中，通过将来自第一乘法加工装置8LR的输出信号、输入信号R相加，生成驱动信号Rd。同样，输入到第二乘法加工装置8RL的输入信号R通过第二乘法加工装置8RL，例如乘以小于1的标量(scalar)值α，通过具有使符号反转的特性的滤波器，输入到第二加法装置4L。在第二加法装置4L中，通过将来自第二乘法加工装置8RL的输出信号、输入信号L相加，生成驱动信号Ld。
如果用通过上述处理生成的驱动信号Rd、驱动信号Ld驱动第一扬声器1R和第二扬声器1L，则根据图1，从扬声器R发射的扬声器发射信号SR成为公式14那样。
SR＝RdHRR+LdHLR＝(R-βL)HRR+(L-αR)HLR＝R(HRR-αHLR)-L(βHRR-HLR)另外，从第二扬声器L发射的扬声器发射信号SL成为公式15那样。
SL＝LdHLL+RdHRL＝(L-αR)HLL+(R-βL)HRL＝L(HLL-βHRL)-R(αHLL-HRL)接着，决定在第一乘法加工装置8LR中使用的最优的系数β。即，为了提高第一扬声器1R的扬声器发射信号SR与输入到第二扬声器1L的输入信号L的分离，判断出可以决定为(βHRR-HLR)的值最接近于0那样的值。即，最优系数β*成为公式16那样。
β*=argminβ|(βHRR-HLR)|]]>对此，判断为在第一乘法加工装置8LR中，通过将输入信号L乘以最优系数β*，在驱动信号Rd中只发射出R成分，消除或减少了其他信号成分(L成分)。同样，决定在第二乘法加工装置8RL中使用的最优系数α。即，为了提高第二扬声器1L的扬声器发射信号SL与输入到第一扬声器的输入信号R的分离，判断出可以决定为(αHLL-HRL)的值最接近于0那样的值。即，最优系数α*成为公式17那样。
α*=argminα|(αHLL-HRL)|]]>对此，判断为在第二乘法加工装置8RL中，通过将输入信号R乘以最优系数α*，在驱动信号Ld中只发射出L成分，消除或减少了其他信号成分(R成分)。
根据以上情况，通过决定α*、β*，将α*、β*用于第一乘法加工装置8LR、第二乘法加工装置8RL中，能够重放消除了壳体内的音响结合的信号，因此能够得到可以提高扬声器分离的效果。
另外，由于上述乘法加工装置8的制造成本廉价，所以具有能够以低成本实现扬声器的特性补偿的效果。
另外，在本实施例中，对与发明的实施例1一样或相当的部分付与同一符号而省略说明，只说明了不同的部分。
实施例5在实施例1中，作为降低交调失真的处理步骤，使用了第一加工装置3LR和第二加工装置3RL，但在本实施例中，说明使用后述的第一子频带分割装置9LR、第一子频带加工装置10LR、第一子频带合成装置11LR、第二子频带分割装置9RL、第二子频带加工装置10RL、第二子频带合成装置11RL的情况。
另外，对于从扬声器重放的声波在壳体内音响结合而泄漏到其他扬声器的现象，由于与实施例1中的图1一样，所以在此省略说明。另外，对于第一加法装置4R和第二加法装置4L的加法计算，由于与实施例1一样，所以在此省略说明。
图6是用于本发明的实施例5的便携终端装置中的扬声器特性补偿电路的概要图。如图6所示，本实施例的扬声器特性补偿电路具备加工输入到第二扬声器1L的输入信号L而生成与第一扬声器1R对应的交叉成分的第一子频带分割装置9LR、第一子频带加工装置10LR、第一子频带合成装置11LR；加工输入到第一扬声器1R的输入信号R而生成与第一扬声器1R对应的交叉成分的第二子频带分割装置9RL、第二子频带加工装置10RL、第二子频带合成装置11RL。
接着，说明动作。输入到第二扬声器1L的输入信号L被输入到第二加法器4L和第一子频带分割装置9LR。在子频带分割装置9LR中，以频率的高低为基准将输入信号L分割为K个子频带。从低频开始顺序地设由子频带分割装置9LR分割了的信号为信号L1、L2、……LK。信号L1被输入到第一子频带加工装置10LR1。信号L2被输入到第一子频带加工装置10LR2，顺序地到信号LK为止，分别输入到对应的第一子频带加工装置10LRj(j＝1、2……K)。在第一子频带加工装置10LRj中，对输入的信号Lj进行加工并输出。例如在-HLR/HRR那样的特性中切取出与频带j相当的频带相等的特性，对输入的信号Lj进行加工。进而，实施以下这样的加工向该信号Lj附加乘以了某系数γj的特性。加工了的来自第一子频带加工装置10LRj的输出信号通过第一子频带合成装置11LR被合成，输入到第一加法装置4R。在第一加法装置4R中，将输入到第一扬声器1R的输入信号R、来自第一子频带合成装置11LR的输出信号相加，输出用于驱动第一扬声器1R的驱动信号Rd。
同样，输入到第一扬声器1R的输入信号R被输入到第一加法器4R和第二子频带分割装置9RL。在子频带分割装置9RL中，以频率的高低为基准将输入信号R分割为K个子频带。从低频开始顺序地设由子频带分割装置9RL分割了的信号为信号R1、R2、……RK。信号R1被输入到第二子频带加工装置10RL1。信号R2被输入到第二子频带加工装置10RL2，顺序地到信号RK为止，分别输入到对应的第二子频带加工装置10RLj(j＝1、2……K)。在第二子频带加工装置10RLj中，对输入的信号Rj进行加工并输出。例如在-HRL/HLL那样的特性中切取出与频带j相当的频带相等的特性，对输入的信号Rj进行加工。进而，实施以下这样的加工向该信号附加乘以了某系数γj的特性。加工了的来自第二子频带加工装置10RLj的输出信号通过第二子频带合成装置11RL被合成，输入到第二加法装置4L。在第二加法装置4L中，将输入到第二扬声器1L的输入信号L、来自第二子频带合成装置11RL的输出信号相加，输出用于驱动第二扬声器1L的驱动信号Ld。
通过以上处理，如果在全部的频带中设置γj为1，则能够得到与实施例1一样的效果。如果使γj变化，则在每个频带中能够使加工的程度变化，例如通过将低频信号的γj设置得大，能够强调输出信号的低频信号成分。
另外，在本实施例中，对与上述实施例一样或相当的部分付与同一符号而省略说明，只说明了不同的部分。
实施例6在实施例1中，作为降低交调失真的处理步骤，使用了第一加工装置3LR和第二加工装置3RL，但在本实施例中，说明使用未图示的后述的第一低频通过装置、第二低频通过装置的情况。另外，本实施例用第一低频通过装置替换图2中的第一加工装置3LR，用第二低频通过装置替换第二加工装置3RL，其他与图一样。
另外，对于从扬声器重放的声波在壳体内音响结合而泄漏到其他扬声器的现象，由于与实施例1中的图1一样，所以在此省略说明。
本实施例的扬声器特性补偿电路具备对输入到第二扬声器1L的输入信号L进行加工，生成与第一扬声器1R对应的交叉成分的第一低频通过装置；对输入到第一扬声器1R的输入信号R进行加工，生成与第二扬声器1L对应的交叉成分的第二低频通过装置。
接着，说明动作。输入到第二扬声器1L的输入信号L被输入到第二加法器4L和第一低频通过装置。在第一低频通过装置中，例如实施以下的加工，即向-HLR/HRR付与通过LPF(Low PassFilter低通滤波器)而得到的特性。加工后的来自第一低频通过装置的输出信号被输入到第一加法装置4R。在第一加法装置4R中，将输入到第一扬声器1R的输入信号R和来自第一低频通过装置的输出信号相加，输出用于驱动第一扬声器1R的驱动信号Rd。同样，输入到第一扬声器1R的输入信号R被输入到第一加法器4R和第一低频通过装置。在第二低频通过装置中，例如实施以下的加工，即向-HRL/HLL付与通过LPF(Low Pass Filter低通滤波器)而得到的特性。加工后的来自第二低频通过装置的输出信号被输入到第二加法装置4L。在第二加法装置4L中，将输入到第二扬声器1L的输入信号L和来自第二低频通过装置的输出信号相加，输出用于驱动第二扬声器1L的驱动信号Ld。
根据本实施例，只对低频信号成分实施音响结合的消除处理。因此，由于能够减少由于消除高频信号成分的信号的相位不一致而造成的高频成分的强调感，所以具有能够舒适地收听音响信号的效果。
另外，在本实施例中，对与发明的实施例1一样或相当的部分付与同一符号而省略说明，只说明了不同的部分。
另外，本实施例所记载的技术也可以适用于实施例1以外。
实施例7在实施例1中，作为降低交调失真的处理步骤，使用了第一加工装置3LR和第二加工装置3RL，但在本实施例中，说明使用后述的相关性计算装置13、控制装置14、第一开关15LRa、第一开关15LRb、第二开关15RLa、第二开关15RLb、第一信号加工装置16LR、第二信号加工装置16RL的情况。
另外，对于从扬声器重放的声波在壳体内音响结合而泄漏到其他扬声器的现象，由于与实施例1中的图1一样，所以在此省略说明。另外，对于第一加法装置4R和第二加法装置4L的加法计算，由于与实施例1一样，所以在此省略说明。
图7是用于本发明的实施例7的便携终端装置中的扬声器特性补偿电路的概要图。如图7所示，本实施例的扬声器特性补偿电路具备计算出输入到第一扬声器1R的输入信号R、输入到第二扬声器1L的输入信号L的每个频率成分的相关性的相关性计算装置13；根据输入信号L和输入信号R的相关性，控制第一开关15LR和第二开关15RL的控制装置14；对输入的信号进行加工的第一信号加工装置16LR、第二信号加工装置16RL。第一开关15LR与第一信号加工装置16LR1～第一信号加工装置16LRK的任意一个连接，第二开关15RL与第二信号加工装置16RL1～第二信号加工装置16RLK的任意一个连接。
接着，说明动作。输入到第一扬声器1R的输入信号R被输入到第一加法装置4R、第二开关15RLa和相关性计算装置13。输入到第二扬声器1L的输入信号L被输入到第二加法装置4L、第一开关15LRa和相关性计算装置13。在相关性计算装置13中，对每个频率成分计算输入信号R和输入信号L的相关性，将计算结果输入到控制装置14。在输入了计算结果的控制装置14中，与输入信号R和输入信号L的每个频率的相关性系数对应地，切换第一开关15LRa、第一开关15LRb和第二开关15RLa、第二开关15RLb。例如，在某频带的相关性高的情况下，控制第一开关15LR或第二开关15RL，使得该频带与将相当的频带的信号强度设置为0的第一信号加工装置16RL或第二信号加工装置16LR连接。作为第一信号加工装置16RL，例如也有以下的情况，即在将某特定频带的信号强度设置为0后，实施付与-HLR/HRR那样的特性的加工。作为第二信号加工装置16LR，例如也有以下的情况，即在将某特定频带的信号强度设置为0后，实施付与-HRL/HLL那样的特性的加工。
在此，在某频带的相关性高时，表示输入信号L、输入信号R的某频带的信号成分接近于同相。这时，通过用于消除音响结合的处理，将原来的信号、与原来的信号的反相接近的信号相加，减少了相关性高的频带的成分，会产生听觉上的恶化。但是，如果根据上述实施例，则由于将相关性高的频带的信号成分加上0，所以有不会产生上述那样的听觉上的恶化的效果。
进而由于原来的同相成分是定位于中央的声音，所以即使对同相成分不消除音响结合，收听者也能够得到良好的音像。
另外，在本实施例中，对与发明的实施例1一样或相当的部分付与同一符号而省略说明，只说明了不同的部分。
实施例8图8表示对由多个扬声器构成的重放系统进行了模型化的情况。如图8所示那样，在该重放系统中，由于N个扬声器的气室是共通的，所以在壳体内相互产生音响结合。将该音响结合称为壳体内交调失真成分。另外，在本重放系统中，也考虑输入到重放系统的某频道的信号直接传送并从对应的扬声器发射的特性。将其称为壳体内直接成分。在图8中，定义以下的记号。将在重放系统中驱动第i个扬声器的信号作为驱动信号Sdi，将在重放系统中从第i个扬声器发射的信号作为扬声器发射信号Si，将i频道的驱动信号Sdi由于扬声器特性或放大器特性、音响结合等而变形并从i扬声器发射的传送特性作为传送特性Hii，将i频道的驱动信号Sdi由于扬声器特性或放大器特性、音响结合等而变形并从第j个扬声器发射的传送特性作为传送特性Hij。
图8的从重放系统发射的发射信号S、驱动扬声器的驱动信号Sd、传送特性H成为公式18那样。
S＝[S1，S2，…，SN]T[公式19]Sd＝[Sd1，Sd2，…，SdN]T H=H11,H21,···,HN1H12,H22,···,HN2···H1N,H2N,···,HNN]]>这样，成为公式21。
S=HSd]]>=H11Sd1+H21Sd2+···+HN1SdNH12Sd1+H22Sd2+···+HN2SdN···H1NSd1+H2NSd2+···+HNNSdN]]>根据公式21可知，从扬声器发射的扬声器发射信号Si包含其他频道的壳体内交调失真成分。
图9表示能够消除公式21所示的壳体内交调失真成分的处理。是用滤波器Gij处理频道i的输入信号Xi，并与频道j相加，再与标量值σ相乘的壳体内交调失真消除滤波器。在此，如果设输入信号Xi和滤波器Gij为[公式22]X＝[X1，X2，…，XN]TG=G11,G21,···,GN1G12,G22,···,GN2···G1N,G2N,···,GNN]]>则作为G的滤波器特性，例如为[公式23]G=Q11,Q12,···,Q1NQ21,Q22,···,Q2N···QN1,QN2,···,QNN]]>其中，Qij是矩阵H的(i，j)成分的余因子。如果用图9的结构实施处理，则成为 S=σHGX]]>=QH11,H21,···,HN1H12,H22,···,HN2···H1N,H2N,···,HNNQ11,Q12,···,Q1NQ21,Q22,···,Q2N···QN1,QN2,···,QNNX1X2···XN]]>=σDetH,0,···,00,DetH,0.···,0···0,···,0,DeHX1X2···XN]]>=σDetH·X1DetH·X2···DetH·XN]]>=σDetH·X]]>detH是具有频率特性的常数，判断出通过图2的处理从扬声器发射的信号S完全除去了附加了detH这样的特性的FF的壳体内交调失真成分。在希望使S与输入信号X完全一致的情况下，也可以在图8的处理的前级或后级，设置扬声器数量，即N个1/σ·detH那样的特性的滤波器。
另外，在传送特性Hii和Hij共通的情况下，或越被看作是共通则越近似的情况下，可以看作是Hii＝HD和Hij＝HX。由此，例如在便携终端装置中对称地具备扬声器的情况下，通过传送特性的共通化，能够谋求削减制造成本。
以下具体地说明有3个扬声器的情况。首先，在有3个扬声器的情况下，从重放系统发射的信号S、驱动扬声器的驱动信号Sd、传送特性H如下式那样。
S＝[S1，S2，S3]T[公式26]Sd＝[Sd1，Sd2，Sd3]T H=H11,H21,H31H12,H22,H32H13,H23,H33]]>这时，从扬声器发射的信号S成为[公式28]S=HSd]]>=H11Sd1+H21Sd2+H31Sd3H12Sd16H22Sd2+H32Sd3H13Sd1+H23Sd2+H33Sd3]]>可知包含其他频道的壳体内交调失真成分。现在，作为G的滤波器特性考虑以下的公式。
G=Q11,Q12,Q13Q21,Q22,Q23Q31,Q32,Q33]]>G的滤波器如公式29那样。在此，Qij是矩阵H的(i，j)成分的余因子。如果用图9的结构实施处理，则成为[公式30]S=σHGX]]>=σH11,H21,H31H12,H22,H32H13,H23,H33Q11,Q12,Q13Q21,Q22,Q23Q31,Q32,Q33X1X2X3]]>=σDetH,0,00,DetH,00,0,DetHX1X2X3]]>=σDetH·X1DetH·X2DetH·X3]]>=σDetH·X]]>因此，判断出从扬声器发射的扬声器发射信号S完全除去了附加了σ·detH这样的特性的壳体内交调失真成分。图9表示本处理的流程。在希望使从扬声器发射的发射信号S与输入信号X完全一致的情况下，也可以在图3的处理的前级或后级，设置扬声器数量，即3个1/σ·detH那样的特性的滤波器。
权利要求
1.一种扬声器特性补偿方法，是壳体内部容纳了至少2个扬声器的便携终端装置的扬声器特性补偿方法，其特征在于包括针对输入到上述扬声器的输入信号，降低在上述壳体内在上述扬声器之间产生的交调失真的处理步骤。
2.根据权利要求1所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于上述处理步骤包括将使在上述壳体内从另一个上述扬声器泄漏到一个上述扬声器的声音降低的降低信号，加上输入到上述一个扬声器的输入信号的步骤。
3.根据权利要求2所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于通过对输入到上述另一个扬声器的输入信号进行加工，来生成上述降低信号。
4.根据权利要求3所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于将用于驱动上述另一个扬声器的驱动信号至少由于音响结合而变形并从上述一个扬声器发射的传送特性，除以用于驱动上述一个扬声器的驱动信号至少由于放大器或扬声器特性而变形并从上述一个扬声器发射的传送特性，根据使符号反转的特性，来进行输入到上述另一个扬声器的输入信号的加工。
5.根据权利要求1所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于上述处理步骤包括对输入到一个扬声器的成为直接成分的输入信号进行加工的第一直接加工步骤；对输入到另一个扬声器的输入信号进行加工，得到与上述一个扬声器对应的交叉成分的第一交叉加工步骤；将上述两个加工后的信号相加，生成用于驱动上述一个扬声器的驱动信号的第一相加步骤；对输入到另一个扬声器的成为直接成分的输入信号进行加工的第二直接加工步骤；对输入到一个扬声器的输入信号进行加工，得到与上述另一个扬声器对应的交叉成分的第二交叉加工步骤；将上述两个加工后的信号相加，生成用于驱动上述第二扬声器的驱动信号的第二相加步骤。
6.根据权利要求5所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于上述第一直接加工步骤是基于用于驱动上述另一个扬声器的驱动信号至少由于放大器或扬声器特性而变形并从上述另一个扬声器发射的传送特性的加工，上述第一交叉加工步骤是基于用于驱动上述另一个扬声器的驱动信号至少由于音响结合而变形并从上述一个扬声器发射的传送特性的加工，上述第二直接加工步骤是基于用于驱动上述一个扬声器的驱动信号至少由于放大器或扬声器特性而变形并从上述一个扬声器发射的传送特性的加工，上述第二交叉加工步骤是基于用于驱动上述一个扬声器的驱动信号至少由于音响结合而变形并从上述另一个扬声器发射的传送特性的加工。
7.根据权利要求5所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于还包括进而对上述一个的进行了加法计算的信号进行加工，使得从上述一个扬声器发射的扬声器发射信号大致与输入到上述一个扬声器的输入信号的振幅或相位一致的后加工步骤。
8.根据权利要求5所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于还包括在进行上述两个加工之前，对输入到上述一个扬声器的输入信号进行加工，使得上述一个扬声器发射信号大致与输入到上述一个扬声器的输入信号的振幅或相位一致的前加工步骤。
9.根据权利要求3或4所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于以输入到上述另一个扬声器的输入信号的子频带为单位，进行输入到上述另一个扬声器的输入信号的加工。
10.根据权利要求4所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于根据对上述特性通过低通滤波器而得到的特性，进行输入到上述另一个扬声器的输入信号的加工。
11.根据权利要求3或4所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于以频率成分以单位，求出输入到上述另一个扬声器的输入信号与输入到上述一个扬声器的输入信号的相关性，根据该相关性，进行输入到上述另一个扬声器的输入信号的加工。
12.根据权利要求3所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于将输入到上述另一个扬声器的输入信号乘以小于1的标量值，根据使符号反转的特性，进行输入到上述另一个扬声器的输入信号的加工。
13.根据权利要求5所述的扬声器特性补偿方法，其特征在于一个的直接加工步骤和另一个的直接加工步骤、或者一个的交叉加工步骤和另一个的交叉加工步骤大致共通。
14.一种便携终端装置，是壳体内部容纳了至少2个扬声器的便携终端装置，其特征在于包括针对输入到上述扬声器的输入信号，降低在上述壳体内在上述扬声器之间产生的交调失真的处理装置。
15.根据权利要求14所述的便携终端装置，其特征在于上述处理装置将使在上述壳体内从另一个上述扬声器泄漏到一个上述扬声器的声音降低的降低信号，加上输入到上述一个扬声器的输入信号。
16.根据权利要求15所述的便携终端装置，其特征在于通过对输入到上述另一个扬声器的输入信号进行加工，来生成上述降低信号。
17.根据权利要求16所述的便携终端装置，其特征在于将用于驱动上述另一个扬声器的驱动信号至少由于音响结合而变形并从上述一个扬声器发射的传送特性，除以用于驱动上述一个扬声器的驱动信号至少由于放大器或扬声器特性而变形并从上述一个扬声器发射的传送特性，根据使符号反转的特性，来进行输入到上述另一个扬声器的输入信号的加工。
18.根据权利要求14所述的便携终端装置，其特征在于上述处理装置包括对输入到上述一个扬声器的成为直接成分的输入信号进行加工的第一直接加工装置；对输入到另一个扬声器的输入信号进行加工，得到与上述一个扬声器对应的交叉成分的第一交叉加工装置；将上述两个加工后的信号相加，生成用于驱动上述一个扬声器的驱动信号的第一相加装置(4R)；对输入到另一个扬声器的成为直接成分的输入信号进行加工的第二直接加工装置；对输入到一个扬声器的输入信号进行加工，得到与上述另一个扬声器对应的交叉成分的第二交叉加工装置；将上述两个加工后的信号相加，生成用于驱动上述第二扬声器的驱动信号的第二相加装置(4L)。
19.根据权利要求18所述的便携终端装置，其特征在于上述第一直接加工装置进行基于用于驱动上述另一个扬声器的驱动信号至少由于放大器或扬声器特性而变形并从上述另一个扬声器发射的传送特性的加工，上述第一交叉加工装置进行基于用于驱动上述另一个扬声器的驱动信号至少由于音响结合而变形并从上述一个扬声器发射的传送特性的加工，上述第二直接加工装置进行基于用于驱动上述一个扬声器的驱动信号至少由于放大器或扬声器特性而变形并从上述一个扬声器发射的传送特性的加工，上述第二交叉加工装置进行基于用于驱动上述一个扬声器的驱动信号至少由于音响结合而变形并从上述另一个扬声器发射的传送特性的加工。
20.根据权利要求18所述的便携终端装置，其特征在于还包括进而对上述一个的进行了加法计算的信号进行加工，使得从上述一个扬声器发射的扬声器发射信号大致与输入到上述一个扬声器的输入信号的振幅或相位一致的后加工装置。
21.根据权利要求18所述的便携终端装置，其特征在于还包括在进行上述两个加工之前，对输入到上述一个扬声器的输入信号进行加工，使得上述一个的扬声器发射信号大致与输入到上述一个扬声器的输入信号的振幅或相位一致的前加工步骤。
22.根据权利要求16或17所述的便携终端装置，其特征在于以输入到上述另一个扬声器的输入信号的子频带为单位，进行输入到上述另一个扬声器的输入信号的加工。
23.根据权利要求17所述的便携终端装置，其特征在于根据对上述特性通过低通滤波器而得到的特性，进行输入到上述另一个扬声器的输入信号的加工。
24.根据权利要求16或17所述的便携终端装置，其特征在于以频率成分以单位，求出输入到上述另一个扬声器的输入信号与输入到上述一个扬声器的输入信号的相关性，根据该相关性，进行输入到上述另一个扬声器的输入信号的加工。
25.根据权利要求16所述的便携终端装置，其特征在于将输入到上述另一个扬声器的输入信号乘以小于1的标量值，根据使符号反转的特性，进行输入到上述另一个扬声器的输入信号的加工。
26.根据权利要求18所述的便携终端装置，其特征在于一个的直接加工装置和另一个的直接加工装置、或者一个的交叉加工装置和另一个的交叉加工装置大致共通。
27.一种扬声器特性补偿方法，是壳体内部容纳了N个扬声器的便携终端装置的扬声器特性补偿方法，其特征在于在使用具有用于驱动第i个扬声器的驱动信号Sdi至少由于壳体内的音响结合而变形并从第j个扬声器发射的传送特性Hij、用于驱动第i个扬声器的驱动信号至少由于放大器或扬声器特性而变形并从第i个扬声器发射的传送特性Hii的H矩阵，用以下的公式1来表示从上述第i个扬声器发射的扬声器发射信号Si的情况下，[公式1]S1S2···SN=HSd=H11,H21,···,HN1H12,H22,···,HN2···H1N,H2N,···,HNNSd1Sd2···SdN]]>通过针对与上述第i个扬声器对应的输入信号Xi，进行基于上述矩阵H的(i，j)成分的余因子Qij的以下滤波器特性G的处理，从而生成上述第i个扬声器的驱动信号Sdi。[公式2]Sd1Sd2···SdN=GX1X2···XN,]]>其中G=aQ11,Q12,···,Q1NQ21,Q22,···,Q2N···QN1,QN2,···,QNN]]>
28.一种便携终端装置，是壳体内部容纳了N个扬声器的便携终端装置，其特征在于在使用具有用于驱动第i个扬声器的驱动信号Sdi至少由于壳体内的音响结合而变形并从第j个扬声器发射的传送特性Hij、用于驱动第i个扬声器的驱动信号至少由于放大器或扬声器特性而变形并从第i个扬声器发射的传送特性Hii的H矩阵，用以下的公式3来表示从上述第i个扬声器发射的扬声器发射信号Si的情况下，[公式3]S1S2···SN=HSd=H11,H21,···,HN1H12,H22,···,HN2···H1N,H2N,···,HNNSd1Sd2···SdN]]>通过针对与上述第i个扬声器对应的输入信号Xi，进行基于上述矩阵H的(i，j)成分的余因子Qij的以下滤波器特性G的处理，从而生成上述第i个扬声器的驱动信号Sdi。[公式4]Sd1Sd2···SdN=GX1X2···XN,]]>其中G=aQ11,Q12,···,Q1NQ21,Q22,···,Q2N···QN1,QN2,···,QNN]]>
全文摘要
现在，并不存在具备了用于使在便携终端内在扬声器之间产生的交调失真降低的处理步骤的扬声器特性补偿方法。因此，无法降低在便携终端内在扬声器之间产生的交调失真。本发明的扬声器特性补偿方法包括在壳体内部容纳了至少2个扬声器的便携终端装置中，降低其相互产生的交调失真的处理步骤，能够降低在扬声器之间产生的交调失真。
文档编号H04R1/20GK1898990SQ200480038749
公开日2007年1月17日 申请日期2004年12月7日 优先权日2003年12月24日
发明者松冈文启, 木村胜 申请人:三菱电机株式会社