专利名称：音像控制装置及音像控制方法
技术领域：
本发明涉及一种音像控制装置及音像控制方法，利用由数字滤波器再现传递特性，并将其卷积在原来的原音(以下称为“源音(source sound)”)中，由此控制音像的定位。
背景技术：
人在听取声音时，传递特性会根据音源位置的方向受到头部形状和耳廓的影响而发生变化。已有利用这一事实，由数字滤波器再现该传递特性并将其卷积在原来的声音中，由此控制音像的定位的音像控制装置。
例如，专利文献1(日本专利申请特开7-298399号公报)中公开了一种立体音响收听装置(STEREOPHONIC SOUND LISTENING DEVICE)，以对应于人的声音的辨别阈(sound discrimination limit)的间隔保持传递滤波器，该传递滤波器再现来自受听者的头部周围的各个方向的声音的音波传递特性。
图1是表示以往的音像控制装置的结构的方框图。
图1中，音像控制装置10的结构包括音像控制单元11、虚拟音场1用音像定位单元12、虚拟音场2用音像定位单元13、调控增益(Panning Gain)控制单元14、虚拟反射音产生单元15以及定位音/虚拟反射音加法单元16。
调控增益控制单元14的结构包括虚拟音场1Rch用调控增益控制单元21、虚拟音场1Lch用调控增益控制单元22、虚拟音场2Rch用调控增益控制单元23以及虚拟音场2Lch用调控增益控制单元24，而定位音/虚拟反射音加法单元16的结构包括Rch定位音/虚拟反射音加法单元25以及Lch定位音/虚拟反射音加法单元26。
虚拟音场1用音像定位单元12和虚拟音场2用音像定位单元1 3主要由传递特性滤波器(数据)，将音场定位在任意位置。
调控增益控制单元14对从虚拟音场1用音像定位单元12和虚拟音场2用音像定位单元13输出的音频信号进行交叉渐变(cross-fade)处理。
对音像控制装置10输入单声道输入音频信号30，并且从音像控制装置10输出Rch输出音频信号31和Lch输出音频信号32。另外，41为向虚拟音场1用音像定位单元12的传递特性滤波器转送系统，而42为向虚拟音场2用音像定位单元13的传递特性滤波器转送系统。
音像控制单元11将虚拟音场1用调控增益控制单元控制信号43输出给虚拟音场1Rch用调控增益控制单元21和虚拟音场1Lch用调控增益控制单元22，并将虚拟音场2用调控增益控制单元控制信号44输出给虚拟音场2Rch用调控增益控制单元23和虚拟音场2Lch用调控增益控制单元24。
虚拟音场1Rch用调控增益控制单元21、虚拟音场1Lch用调控增益控制单元22、虚拟音场2Rch用调控增益控制单元23以及虚拟音场2Lch用调控增益控制单元24，通过虚拟音场1用调控增益控制单元控制信号43和虚拟音场2用调控增益控制单元控制信号44被进行增益控制，并将虚拟音场1Rch用调控增益控制单元音频信号45、虚拟音场1Lch用调控增益控制单元音频信号46、虚拟音场2Rch用调控增益控制单元音频信号47以及虚拟音场2Lch用调控增益控制单元音频信号48，分别输出给Rch定位音/虚拟反射音加法单元25和Lch定位音/虚拟反射音加法单元26。
另外，虚拟反射音产生单元15将虚拟反射音产生单元Rch输出音频信号49和虚拟反射音产生单元Lch输出音频信号50，输出给Rch定位音/虚拟反射音加法单元25和Lch定位音/虚拟反射音加法单元26。
Rch定位音/虚拟反射音加法单元25将虚拟音场1Rch用调控增益控制单元音频信号45、虚拟音场2Rch用调控增益控制单元音频信号47和虚拟反射音产生单元Rch输出音频信号49相加，并作为Rch输出音频信号31输出。
Lch定位音/虚拟反射音加法单元26将虚拟音场1Lch用调控增益控制单元音频信号46、虚拟音场2Lch用调控增益控制单元音频信号48和虚拟反射音产生单元Lch输出音频信号50相加，并作为Lch输出音频信号32输出。
根据上述结构，需要在每一定间隔保持传递特性滤波器。另外，为了得到精确度更高的音像定位，需要更多方向的传递特性滤波器。因此，需要用于存储许多的传递特性滤波器的大量存储区域。专利文献1的装置通过只以与人的声音辨别阈对应的间隔准备传递特性滤波器，来谋求精确度更高的音像定位的实现，而不使数据量大幅度增加。
然而，在这种以往的音像控制装置中，虽然在一定程度上能够期待减少数据量，但是由于所准备的传递特性滤波器的间隔变得不固定，因此在选择移动目的地的坐标点附近的传递特性滤波器时等的控制方法变得复杂，所述移动目的地的坐标点是根据用于音像控制的移动指示而计算的。结果，出现用于音像控制的音像控制单元的电路规模的增大，以及运算量增加等问题。
另外，对于距离方向而言也存在如下问题，即，由于对每个距离都需要准备所有方位的传递特性滤波器，所以，如果要进一步提高距离方向的精确度，则对一个距离需要所有方位的传递特性滤波器，从而需要庞大数量的传递特性滤波器。
发明内容
发明要解决的问题本发明的目的在于提供一种音像控制装置以及音像控制方法，在将传递特性滤波器的间隔保持一定的同时，能够提高距离方向的音像定位的精确度而不增加传递特性滤波器。
解决问题的方案根据本发明的一个方面，提供一种音像控制装置，该装置包括距离增益控制单元，对于从头部到音像的距离方向，对单信道单声道的声音输入信号的声压进行增益控制；音像定位单元，对所述距离增益控制后的声音信号，基于与将音像定位的位置对应的参数数据进行仰角和方位的音像定位运算；调控增益控制单元，对从所述音像定位单元输出的双信道立体声的声音信号进行交叉渐变处理，以控制声压；定位音/虚拟反射音加法单元，对从所述调控增益控制单元输出的、包含定位信息的声音信号，分别加上双信道立体声的声音信号，以输出双信道立体声的声音输出信号；以及音像控制单元，对所述音像定位单元、所述距离增益控制单元以及所述调控增益控制单元，设定所述参数数据以及用于增益控制的增益值。
根据本发明的另一个方面，提供一种音像控制装置，该装置包括距离增益控制单元，对于从头部到音像的距离方向，对单信道单声道的声音输入信号的声压进行增益控制；音像定位单元，对所述距离增益控制后的声音信号，基于与将音像定位的位置对应的参数数据进行仰角和方位的音像定位运算；反射音增益控制单元，对单信道单声道的声音输入信号的声压，进行基于反射音的距离的增益控制；虚拟反射音产生单元，在使用头戴式耳机试听时，对所述反射音增益控制后的声音信号产生虚拟的反射音，以使音像定位在头部外侧；调控增益控制单元，对从所述音像定位单元输出的双信道立体声的声音信号进行交叉渐变处理，以控制声压；定位音/虚拟反射音加法单元，对从所述调控增益控制单元输出的、包含定位信息的声音信号，以及从所述虚拟反射音产生单元输出的虚拟反射音的声音信号，分别加上双信道立体声的声音信号，以输出双信道立体声的声音输出信号；以及音像控制单元，对所述音像定位单元、所述距离增益控制单元、所述反射音增益控制单元以及所述调控增益控制单元，设定所述参数数据以及用于增益控制的增益值。
根据本发明的另一个方面，提供一种音像控制方法，该方法包括距离增益控制步骤，对于从头部到音像的距离方向，对单信道单声道的声音输入信号的声压进行增益控制；第一音像定位步骤，对所述距离增益控制后的声音信号，基于与将音像定位的位置对应的第一参数数据进行音像定位运算；第二音像定位步骤，对所述距离增益控制后的声音信号，基于与将音像定位的位置对应的第二参数数据进行音像定位运算；反射音增益控制步骤，对单信道单声道的声音输入信号的声压，进行基于反射音的距离的增益控制；虚拟反射音产生步骤，在使用头戴式耳机试听时，对所述反射音增益控制后的声音信号产生虚拟的反射音，以使音像定位在头部外侧；调控增益控制步骤，对在所述第一和第二音像定位步骤输出的双信道立体声的声音信号进行交叉渐变处理，以控制声压；以及输出步骤，对在所述调控增益控制步骤输出的、包含定位信息的声音信号，以及在所述虚拟反射音产生步骤输出的虚拟反射音的声音信号，分别加上双信道立体声的声音信号，以输出双信道立体声的声音输出信号。
图1是表示以往的音像控制装置的结构的方框图；图2是表示本发明的一个实施例的音像控制装置的结构的方框图；图3是表示上述实施例的音像控制装置的调控增益表的一个例子的图；图4是表示上述实施例的音像控制装置的调控增益表中的实际的存储值的图；
图5是表示上述实施例的音像控制装置的距离增益表的一个例子的图；图6是表示上述实施例的音像控制装置的反射音增益表的一个例子的图；图7是表示上述实施例的音像控制装置的距离增益表的实际的存储值的图；以及图8是用以说明上述实施例的音像控制装置的音像的移动的图。
具体实施例方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。
图2是表示本发明的一个实施例的音像控制装置的结构的方框图。本实施例为适用于使用由双信道形成的立体声语音信号将音像定位在受听者周围的任意位置的音像控制装置的例子。
图2中，音像控制装置100包括距离增益控制单元101、反射音增益控制单元102、音像控制单元110、虚拟音场1用音像定位单元120、虚拟音场2用音像定位单元130、调控增益控制单元140、虚拟反射音产生单元150以及定位音/虚拟反射音加法单元160。
调控增益控制单元140包括虚拟音场1Rch用调控增益控制单元141、虚拟音场1Lch用调控增益控制单元142、虚拟音场2Rch用调控增益控制单元143以及虚拟音场2Lch用调控增益控制单元144。另外，定位音/虚拟反射音加法单元160包括Rch定位音/虚拟反射音加法单元161以及Lch定位音/虚拟反射音加法单元162。
上述各个单元输入/输出如下信号。
对音像控制装置100输入单声道输入音频信号170，并且从音像控制装置100输出Rch输出音频信号171和Lch输出音频信号172。另外，181为向虚拟音场1用音像定位单元120进行转送的传递特性滤波器转送系统，而182为向虚拟音场2用音像定位单元130进行转送的传递特性滤波器转送系统。
音像控制单元110将距离增益控制单元控制信号191输出给距离增益控制单元101，并将反射音增益控制单元控制信号192输出给反射音增益控制单元102。另外，音像控制单元110将虚拟音场1用调控增益控制单元控制信号183输出给虚拟音场1Rch用调控增益控制单元141和虚拟音场1Lch用调控增益控制单元142，并将虚拟音场2用调控增益控制单元控制信号184输出给虚拟音场2Rch用调控增益控制单元143和虚拟音场2Lch用调控增益控制单元144。
距离增益控制单元101将距离增益控制单元输出音频信号193输出给虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130，而反射音增益控制单元102将反射音增益控制单元输出音频信号194输出给虚拟反射音产生单元150。
虚拟音场1Rch用调控增益控制单元141、虚拟音场1Lch用调控增益控制单元142、虚拟音场2Rch用调控增益控制单元143以及虚拟音场2Lch用调控增益控制单元144通过虚拟音场1用调控增益控制单元控制信号183和虚拟音场2用调控增益控制单元控制信号184而被进行增益控制，并将虚拟音场1Rch用调控增益控制单元音频信号185、虚拟音场1Lch用调控增益控制单元音频信号186、虚拟音场2Rch用调控增益控制单元音频信号187以及虚拟音场2Lch用调控增益控制单元音频信号188，分别输出给Rch定位音/虚拟反射音加法单元161和Lch定位音/虚拟反射音加法单元162。
另外，虚拟反射音产生单元150将虚拟反射音产生单元Rch输出音频信号1 89和虚拟反射音产生单元Lch输出音频信号190，输出给Rch定位音/虚拟反射音加法单元161和Lch定位音/虚拟反射音加法单元162。
Rch定位音/虚拟反射音加法单元161将虚拟音场1Rch用调控增益控制单元音频信号185、虚拟音场2Rch用调控增益控制单元音频信号187和虚拟反射音产生单元Rch输出音频信号189相加，并作为Rch输出音频信号171输出。
Lch定位音/虚拟反射音加法单元162将虚拟音场1Lch用调控增益控制单元音频信号186、虚拟音场2Lch用调控增益控制单元音频信号188和虚拟反射音产生单元Lch输出音频信号190相加，并作为Lch输出音频信号172输出。
距离增益控制单元101对于从头部到音像的距离方向，对所输入的由单信道形成的单声道语音信号的声压进行增益控制，并将距离增益控制后的距离增益控制单元输出音频信号193输出给虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130。
反射音增益控制单元102对所输入的由单信道形成的单声道语音信号的声压进行基于反射音的距离的增益控制，并将反射音增益控制后的反射音增益控制单元输出音频信号194输出给虚拟反射音产生单元150。
音像控制单元110对虚拟音场1用音像定位单元120设定用于将音像定位在某一位置的第一参数数据，并对虚拟音场2用音像定位单元130设定用于将音像定位在与所述某一位置相同或者不同位置的第二参数数据。另外，音像控制单元110对距离增益控制单元101、调控增益控制单元140和反射音增益控制单元102分别设定规定的增益值。
另外，音像控制单元110具有距离增益表210(参见图5和图7)，用于在根据距离改变声压时，参照在某一距离上设定的增益值；反射音增益表220(参见图6和图7)，用于在根据距离改变声压时，参照在某一距离上设定的增益值；以及调控增益表200(参见图3和图4)，用于在根据移动时间改变声压时，参照在某一移动时间上设定的增益值。对距离增益表210、反射音增益表220和调控增益表200，设定根据虚拟音场特性的增益特性。
音像控制单元110设定在从始点移动到终点时的移动时间以及到始点的距离和到终点的距离。由此，音像控制单元110参照距离增益表210、反射音增益表220和调控增益表200，按某一单位时间对距离增益控制单元101、反射音增益控制单元102和调控增益控制单元140自动地设定与当时的移动经过时间和移动距离对应的增益值。
虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130是使用由双信道形成的立体声语音信号将音像定位在收听者周围的任意位置的音像定位部件。虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130设定与将音像定位的位置对应的参数数据，并基于所设定的参数数据对所输入的由单信道形成的单声道语音信号进行仰角和方位的音像定位运算。
调控增益控制单元140对从虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130输出的音频信号进行交叉渐变处理，由此控制从虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元1 30输出的双信道立体声的语音信号的声压。
虚拟反射音产生单元150在使用头戴式耳机试听时产生虚拟的反射音，以使音像定位在头部外侧。
这样，音像控制装置100在通过传递特性滤波器处理而对仰角和方位进行控制的虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130的输入的前级，设置进行距离方向的增益控制的距离增益控制单元101，并在用于使用头戴式耳机试听时将音像控制在头部外侧的定位的虚拟反射音产生单元150的输入的前级，设置进行基于反射音的距离的增益控制的反射音增益控制单元102。通过设置距离增益控制单元101和反射音增益控制单元102，音像控制装置100成为与传递特性滤波器处理独立地进行有关距离的增益控制的结构。
图3是表示上述的调控增益表200的一个例子的图。横轴表示作为参照地址的索引[index]，纵轴表示增益[dB]。调控增益表200具有用于进行音频信号的交叉渐变处理的两种表值，即，淡出(Fade Out)表值(参见标记■)和淡入(Fade In)表值(参见标记▲)。图中的标记点表示在表中实际存储的值的点。
图4是表示图3的调控增益表200中的实际的存储值(增益值)的图。图4中，调控增益表200存储与参照地址0-127[address]对应的淡出及淡入表值。参照调控增益表200的动作为如下。音像控制单元110根据移动时间计算参照地址，并参照图4的调控增益表200来读出相应的参照地址的存储值(增益值)。然后，音像控制单元110对调控增益控制单元140设定所读出的增益值。例如，音像控制单元110根据移动时间计算参照地址“26”，读出与参照地址“26”对应的淡入增益值“-1.981”和淡出增益值“-13.811”，并对调控增益控制单元140进行设定。另外，使用如上所述的调控增益表的音频信号的交叉渐变处理本身，在以往技术中也在图1所示的调控增益控制单元14中进行。
图5是表示上述距离增益表210的一个例子的图。横轴表示距头部的距离[cm]，纵轴表示增益[dB]。距离增益表210具有两种表值，即SP增益值(参见标记■)和HP增益值(参见标记▲)。虽然在本实施例具有两种增益值，但根据规格也可以是三个以上，以改变敏感度。图中的标记点表示在表中实际存储的值的点。如图5所示，增益的变化量与距离对应地大幅度变化(即，距离短时变化量较大)。因此，在本实施例中，根据距离设置三个区域，并对三个区域的每一个改变所存储的表值的间隔，由此抑制增益表格的容量。例如，在相对距离的变化量最大的区域a.以1cm间隔，在相对距离的变化量第二大的区域b.以8cm间隔，而相对距离的变化量少的区域c.以16cm间隔分别设定增益，并存储与所设定的增益对应的表值。
图6是表示上述反射音增益表220的一个例子的图。横轴表示距头部的距离[cm]，纵轴表示增益[dB]。图中的标记点(参见标记■)表示在表中实际存储着值的部分。如图6所示，对于反射音增益表220也同样地，增益的变化量与距离对应地大幅度变化(即，距离短时变化量较大)。因此，在本实施例中，根据距离设置三个区域，并对三个区域的每一个改变所存储的表值的间隔，由此抑制增益表格的容量。例如，在相对距离的变化量最大的区域a.以1cm间隔，在相对距离的变化量第二大的区域b.以8cm间隔，而相对距离的变化量少的区域c.以16cm间隔分别设定增益，并存储与所设定的增益对应的表值。
图7是表示图5的距离增益表210中的实际的存储值(增益值)的图。在此以HP增益值的情形为例，但是SP增益值的情形和图6所示的反射音增益表220的反射音增益值的情形也是同样的。图7中，距离增益表210存储与参照地址0-255[address]对应的表值。参照距离增益表210(反射音增益表220也同样)的动作为如下。音像控制单元110根据距离计算参照地址，并参照上述距离增益表210(反射音增益表220)来读出相应的参照地址的存储值(增益值)。然后，音像控制单元110将所读出的增益值设定在距离增益控制单元101(反射音增益控制单元102)。例如，音像控制单元110根据距离计算参照地址“166”，读出与参照地址“166”对应的增益值“-11.204”，并对距离增益控制单元101(反射音增益控制单元102)进行设定。
下面对如上构成的音像控制装置的动作进行说明。
首先对滤波器系数进行说明，该滤波器系数设定在虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130中。
图8是用以说明音像的移动的图。图8中，方位角(angle)及仰角(elevation)为(a1，e1)的音像的A点位于头部300的左前方，方位角及仰角为(a2，e2)的音像的B点位于头部300的右前方。作为A点和B点的滤波器系数使用根据方位角和仰角计算的(不依据距离的)系数，并分别设定在虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130中。另外，假设表现实际音像的音像为A’(a1，e1，d1)和B’(a2，e2，d2)。在本实施例，作为控制对象的参数新追加了表示离开头部300的距离(distance)的距离信息，即A’点的距离d1和B’点的距离d2。距离增益控制单元101通过参照距离增益表210，来与上述的方位角和仰角独立地设定A’点的距离d1和B’点的距离d2。由此，能够对从A’点到B’点的音像的移动进行控制。作为更具体的效果，着眼于相对距离方向的传递特性滤波器的差异的大部分为增益分量，并对音像的移动引入离开头部300的距离(信息)，由此能通过独立的增益控制进行距离方向的控制。具体而言，只要保持与相对某一距离一定间隔的仰角和方位对应的传递特性滤波器，对距离方向也能够实现精确度较高的音像定位。这里，滤波器系数不基于距离未优选，而作为优选的例子，滤波器系数以头部300的大小(约10至15cm)的距离为基准较好。
回到图2进行说明，对虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130设定了上述的滤波器系数，与以往例子同样地，通过传递特性滤波器处理对仰角和方位进行控制。在本实施例中，在该虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130的输入的前级，设置了进行距离方向的增益控制的距离增益控制单元101。而且，虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130，首先对由距离增益控制单元101进行了增益控制的单信道单声道的输入音频信号进行基于音像定位运算的音像定位控制。进一步，在本实施例中，在虚拟反射音产生单元150的输入的前级设置了进行基于反射音的距离的增益控制的反射音增益控制单元102。而且，反射音增益控制单元102对反射音也进行与上述的定位的情形同样的基于距离的增益控制。
首先，距离增益控制单元101和反射音增益控制单元102被输入单信道单声道的输入音频信号170。
当输入单信道单声道的输入音频信号170时，距离增益控制单元101参照装备在音像控制单元110内的距离增益表210(图5)，读出与当前的距离信息对应的距离增益值。距离增益表210的动作如图7所示。通过距离增益控制单元101，能够将单声道输入音频信号170的声压控制为距离增益值，由此能够实现距离方向的音像控制。
同样地，当输入单信道单声道的输入音频信号170时，反射音增益控制单元102参照装备在音像控制单元110内的反射音增益表220(图6)，读出与当前的距离信息对应的反射音增益值。通过反射音增益控制单元102，在使用头戴式耳赛机试听时控制为根据距离的虚拟反射音的声压，由此能够实现头部外侧的定位的控制。
在虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130，使用传递特性滤波器对通过距离增益控制单元101控制为距离增益值的单声道输入音频信号进行音像定位运算，将音像定位在收听者周围的任意位置。
调控增益控制单元140参照被内置在音像控制单元110中的调控增益表200(图3)，对虚拟音场1Rch用调控增益控制单元141、虚拟音场1Lch用调控增益控制单元142、虚拟音场2Rch用调控增益控制单元143以及虚拟音场2Lch用调控增益控制单元144，设定与当前的调控信息对应的调控增益值。虚拟音场1Rch用调控增益控制单元141、虚拟音场1Lch用调控增益控制单元142、虚拟音场2Rch用调控增益控制单元143以及虚拟音场2Lch用调控增益控制单元144基于被设定的调控增益值，对从虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130输出的音频信号进行交叉渐变处理。
另一方面，反射音增益控制单元102将反射音增益控制单元输出音频信号194输出给虚拟反射音产生单元150，所述反射音增益控制单元输出音频信号194是在使用头戴式耳机试听时控制为基于距离的虚拟反射音的声压的信号。虚拟反射音产生单元150基于反射音增益控制单元输出音频信号194，通过某个空间的音响特性滤波器产生虚拟的反射音，并对在使用头戴式耳机试听时的头部外侧的定位进行控制。
定位音/虚拟反射音加法单元160的Rch定位音/虚拟反射音加法单元161和Lch定位音/虚拟反射音加法单元162，将从调控增益控制单元140输出的包含定位信息的音频信号，以及和从虚拟反射音产生单元150输出的虚拟反射音的音频信号，分别在Rch和Lch相加。从Rch定位音/虚拟反射音加法单元161和Lch定位音/虚拟反射音加法单元162，输出Rch输出音频信号171和Lch音频输出信号172。
从控制步骤而言，上述的动作如下。
实行(1)距离增益控制步骤，对于从头部到音像的距离方向，对单信道单声道的声音输入信号的声压进行增益控制；(2)第一音像定位步骤，对距离增益控制后的声音信号，基于与将音像定位的位置对应的第一参数数据进行音像定位运算；(3)第二音像定位步骤，对距离增益控制后的声音信号，基于与将音像定位的位置对应的第二参数数据进行音像定位运算；(4)反射音增益控制步骤，对单信道单声道的声音输入信号的声压，进行基于反射音的距离的增益控制；(5)虚拟反射音产生步骤，在使用头戴式耳机试听时，对反射音增益控制后的声音信号产生虚拟的反射音，以使音像定位在头部外侧；
(6)调控增益控制步骤，对在第一和第二音像定位步骤输出的双信道立体声的声音信号进行交叉渐变处理，以控制声压；以及(7)输出步骤，对在调控增益控制步骤输出的、包含定位信息的声音信号，以及在虚拟反射音产生步骤输出的虚拟反射音的声音信号，分别加上双信道立体声的声音信号，以输出双信道立体声的声音输出信号。
通过实行上述各个步骤，使用由双信道形成的立体声语音信号，将音像定位在收听者周围的任意位置。
对上述第一音像定位步骤、第二音像定位步骤、距离增益控制步骤、反射音增益控制步骤以及调控增益控制步骤，适当地实行设定第一参数数据、第二参数数据以及用于增益控制的增益值的音像控制步骤。
如上详细地所述，根据本实施例，音像控制装置100在虚拟音场1用音像定位单元120和虚拟音场2用音像定位单元130的前级，设置距离增益控制单元101，用于对于从头部到音像的距离方向，对所输入的由单信道形成的单声道语音信号的声压进行增益控制。另外，在用于头戴式耳赛机试听时将音像控制在头部外侧的定位的虚拟反射音产生单元150的前级，设置反射音增益控制单元102，用于对所输入的由单信道形成的单声道语音信号的声压进行基于反射音的距离增益控制。由此，能够与传递特性滤波器处理独立地进行有关距离的增益控制。也就是说，首先通过距离增益控制单元101以独立的增益控制进行距离方向的控制，然后对距离增益控制后的声音信号，通过各个音像定位单元120及130进行将音像定位的音像定位运算。对于虚拟反射音产生单元150也同样地，首先通过反射音增益控制单元102进行基于反射音的距离增益控制，然后对反射音增益控制后的声音信号，通过虚拟反射音产生单元150将音像控制在头部外侧的定位。因此，与不区分距离方向而只是使用数字滤波器再现传递特性的以往例子相比，本发明将使用对于距离方向的传递特性滤波器的音像定位运算等置换为增益控制，由此在确保音像的定位精确度的同时，能够将运算量或者传递特性滤波器的数目大幅度地减少。作为具体的效果，由于使以独立的增益控制进行距离方向的控制成为可能，所以只要保持与相对某一距离一定间隔的仰角和方位对应的传递特性滤波器，对距离方向也能够实现精确度较高的音像定位。另外，为了减少传递特性滤波器的数目，专利文献1所述的装置需要使所准备的传递特性滤波器的间隔不固定，而本发明没有该必要。因此，根据本实施例，能够简化使选择传递特性滤波器时等的控制方法，并能够减少用于音像控制的音像控制单元110的电路规模和运算量。
这样，通过使与传递特性滤波器处理独立地进行有关距离的增益控制成为可能，在将传递特性滤波器的间隔保持一定的同时，尤其能够提高在距离方向的精确度而不增加传递特性滤波器。
上述的说明为本发明的优选实施例的例证，本发明的范围并不限于此。例如，也可以设置为省略了反射音增益控制单元102和虚拟反射音产生单元150的装置。
另外，虽然在本实施例中对适用于音频信号的音像控制装置的例子进行了说明，但是也可以适用于音频信号以外的音像控制装置。
另外，图3至图8的表等为一个例子，也可以是任何数据结构。
另外，虽然在本实施例中使用了音像控制装置及音像控制方法的名称，但是这是为了便于说明，不用说也可以是音响装置、音响播放系统以及音像定位方法等。
再者，构成上述音像控制装置的各个电路单元，例如信号处理单元等的种类、信道数以及连接方法等并不限于上述的实施例。
如上所述，根据本发明，着眼于相对距离方向的传递特性滤波器的差异的大部分为增益分量，并使以独立的增益控制进行距离方向的控制成为可能。由此，只要保持与相对某一距离一定间隔的仰角和方位对应的传递特性滤波器，对距离方向也能够实现精确度较高的音像定位。
因此，本发明的音像控制装置和音像控制方法能够与传递特性滤波器处理独立地进行距离方向的音像定位中的增益控制。结果，在将传递特性滤波器的间隔保持一定的同时，尤其能够提高在距离方向的精确度而不增加传递特性滤波器，作为对诸如便携式电话装置等的音像控制装置等是有用的。另外，本发明的音像控制装置和音像控制方法也可以适用于游戏机等用途。
权利要求
1.一种音像控制装置，包括距离增益控制单元，对于从头部到音像的距离方向，对单信道单声道的声音输入信号的声压进行增益控制；音像定位单元，对所述距离增益控制后的声音信号，基于与将音像定位的位置对应的参数数据进行仰角和方位的音像定位运算；调控增益控制单元，对从所述音像定位单元输出的双信道立体声的声音信号进行交叉渐变处理，以控制声压；定位音/虚拟反射音加法单元，对从所述调控增益控制单元输出的、包含定位信息的声音信号，分别加上双信道立体声的声音信号，以输出双信道立体声的声音输出信号；以及音像控制单元，对所述音像定位单元、所述距离增益控制单元以及所述调控增益控制单元，设定所述参数数据以及用于增益控制的增益值。
2.一种音像控制装置，包括距离增益控制单元，对于从头部到音像的距离方向，对单信道单声道的声音输入信号的声压进行增益控制；音像定位单元，对所述距离增益控制后的声音信号，基于与将音像定位的位置对应的参数数据进行仰角和方位的音像定位运算；反射音增益控制单元，对单信道单声道的声音输入信号的声压，进行基于反射音的距离的增益控制；虚拟反射音产生单元，在使用头戴式耳机试听时，对所述反射音增益控制后的声音信号产生虚拟的反射音，以使音像定位在头部外侧；调控增益控制单元，对从所述音像定位单元输出的双信道立体声的声音信号进行交叉渐变处理，以控制声压；定位音/虚拟反射音加法单元，对从所述调控增益控制单元输出的、包含定位信息的声音信号，以及从所述虚拟反射音产生单元输出的虚拟反射音的声音信号，分别加上双信道立体声的声音信号，以输出双信道立体声的声音输出信号；以及音像控制单元，对所述音像定位单元、所述距离增益控制单元、所述反射音增益控制单元以及所述调控增益控制单元，设定所述参数数据以及用于增益控制的增益值。
3.如权利要求1所述的音像控制装置，其中，所述音像定位单元包括第一虚拟音场用音像定位单元，基于将音像定位在第一虚拟音场的第一参数数据进行音像定位运算；以及第二虚拟音场用音像定位单元，基于将音像定位在第二虚拟音场的第二参数数据进行音像定位运算。
4.如权利要求3所述的音像控制装置，其中，所述音像控制单元对所述第一虚拟音场用音像定位单元设定用于将音像定位在某一位置的所述第一参数数据，并对所述第二虚拟音场用音像定位单元设定用于将音像定位在与所述某一位置相同或者不同的位置的所述第二参数数据。
5.如权利要求1所述的音像控制装置，其中，所述音像控制单元具有在根据距离改变声压时用于参照在某一距离上设定的增益值的距离增益表，并且对所述距离增益控制单元设定所参照的增益值。
6.如权利要求2所述的音像控制装置，其中，所述音像控制单元具有在根据距离改变声压时用于参照在某一距离上设定的增益值的反射音增益表，并且对所述反射音增益控制单元设定所参照的增益值。
7.如权利要求1所述的音像控制装置，其中，所述音像控制单元具有在根据移动时间改变声压时用于参照在某一移动时间上设定的增益值的调控增益表，并且对所述调控增益控制单元设定所参照的增益值。
8.如权利要求2所述的音像控制装置，其中，所述音像控制单元包括距离增益表，用来在根据距离改变声压时参照在某一距离上设定的增益值；反射音增益表，用来在根据距离改变声压时参照在某一距离上设定的增益值；以及调控增益表，用来在根据移动时间改变声压时参照在某一移动时间上设定的增益值，所述音像控制单元通过设定在从始点移动到终点时的移动时间以及到始点的距离和到终点的距离，参照所述距离增益表、所述反射音增益表和所述调控增益表，按某一单位时间，对所述距离增益控制单元、所述反射音增益控制单元和所述调控增益控制单元设定与当时的移动经过时间和移动距离对应的增益值。
9.一种音像控制方法，包括距离增益控制步骤，对于从头部到音像的距离方向，对单信道单声道的声音输入信号的声压进行增益控制；第一音像定位步骤，对所述距离增益控制后的声音信号，基于与将音像定位的位置对应的第一参数数据进行音像定位运算；第二音像定位步骤，对所述距离增益控制后的声音信号，基于与将音像定位的位置对应的第二参数数据进行音像定位运算；反射音增益控制步骤，对单信道单声道的声音输入信号的声压，进行基于反射音的距离的增益控制；虚拟反射音产生步骤，在使用头戴式耳机试听时，对所述反射音增益控制后的声音信号产生虚拟的反射音，以使音像定位在头部外侧；调控增益控制步骤，对在所述第一和第二音像定位步骤输出的双信道立体声的声音信号进行交叉渐变处理，以控制声压；以及输出步骤，对在所述调控增益控制步骤输出的、包含定位信息的声音信号，以及在所述虚拟反射音产生步骤输出的虚拟反射音的声音信号，分别加上双信道立体声的声音信号，以输出双信道立体声的声音输出信号。
10.如权利要求9所述的音像控制方法，还包括音像控制步骤，对所述第一音像定位步骤、所述第二音像定位步骤、所述距离增益控制步骤、所述反射音增益控制步骤以及所述调控增益控制步骤，设定所述第一参数数据、所述第二参数数据以及用于增益控制的增益值。
全文摘要
一种音像控制装置以及音像控制方法，在将传递特性滤波器的间隔保持一定的同时，还能够明显提高距离方向的精确度而不增加传递特性滤波器。音像控制装置(100)在虚拟音场1用音像定位单元(120)和虚拟音场2用音像定位单元(130)的输入的前级，设置距离增益控制单元(101)，对于从头部到音像的距离方向对所输入的由单信道形成的单声道语音信号的声压进行增益控制，在用于使用头戴式耳机试听时将音像控制在头部外侧的定位的虚拟反射音产生单元(150)的输入的前级，设置反射音增益控制单元(102)，对所输入的由单信道形成的单声道语音信号的声压，进行基于反射音的距离的增益控制。
文档编号H04R5/033GK101090585SQ20071011007
公开日2007年12月19日 申请日期2007年6月14日 优先权日2006年6月14日
发明者今木俊作 申请人:松下电器产业株式会社