立体声声音控制设备和立体声声音控制方法

专利名称：立体声声音控制设备和立体声声音控制方法
技术领域：
本发明涉及用于例如汽车导航系统或者包括导航功能的移动电话的立体声 (stereophonic )声音控制设备和立体声声音控制方法。
背景技术：
传统上，汽车导航系统和具有导航功能的移动电话是用于为用户提供位置 数据的独立的可用设备。通常，将GPS (全球定位系统)接收器安装在这些设 备上，而且将使用GPS接收器获得的位置数据呈现在显示单元上。进一步，由 于在GPS接收器之外，还特别将加速度传感器安装在汽车导航系统上，所以使 用加速度传感器获得方向数据并且与位置数据一同呈现在显示单元上。
还存在这样的设备，其不仅具有视觉显示位置或者方向的功能而且具有将 位置或者方向以可听方式通知给用户的功能。
另一方面，存在只在用户的耳朵附近产生声音而声音不是在所有方向中散 布的过程(见例如专利文献1)。在专利文献1中，所公开的技术是这样的基 于使用照相机拍摄的用户的脸部的尺寸，测量移动终端和用户的脸部之间的距 离，而且将与该距离对应的滤波器系数从存储器中读出并且指定用于立体声声 音处理器的滤波器。根据该技术，基于将通过右和左扬声器释放的声波而产生 的声音图像，在与用户的脸部对应的位置上被定位。因此，由右和左扬声器释 放的声波在用户的脸部会聚而不被广泛地扩散。
专利文献l: JP-A-2006-l57558
然而，在上面描述的传统技术中存在下面问题。
(a) 对于在显示单元屏幕上呈现位置数据的设备来说，由于为了该目的将 位置显示在屏幕上，所以位置的显示可能与其他显示共同存在，而且在这种情 况下，将难于识别位置的显示。
(b) 对于使用音频来提供方向指引(guidance)的设备来说，当读诸如右、 左、上和下之类的方向时，直观的识别受到影响。进一步，为了使用音频来提供方向指引并且加强直观识别，在360度的所有方向上需要许多扬声器。因此，
设备的尺寸会增加而且成本升高。
(c )通过使用立体声声音提供音频指向性的设备可以通过仅仅使用两个扬
声器在360度的所有方向中产生伪声音。然而，其现在的用途仅仅是使得声音 被更加容易地听到，而不是容易地提供方向指示(用于指引、识别、警告)。

发明内容
为了解决这些缺陷，本发明的一个目的是提供能够低成本地容易地发出用 于方向的音频指示的立体声声音控制设备和立体声声音控制方法。
该目的是通过下面的配置或者方法实现的。
(1 )立体声声音控制设备包括
音频数据获取单元，用于获得音频数据；
位置数据获取单元，用于获得位置数据；
控制器，用于使用由在位置数据获取单元获得的位置数据中的改变，来指 定设备主体的方位角(azimuth),以采用方位角数据和位置数据来获得指示到预 定位置或者给定位置的距离和方向的距离数据和方向数据，并且输出这些数据 作为用于声音的定位数据；和
处理器，用于使用定位数据来执行针对音频数据获取单元所获得的音频数 据的立体声声音处理。
根据该配置，由于使用方位角数据和位置数据来获得针对预定位置或者给 定位置的距离数据和方向数据，而且由于将这些数据作为声音定位数据输出， 所以可以从视觉数据中分离地发出针对方向的音频指示。 (2)在(1)中所述的立体声声音控制设备还包括
加速度检测器，用于检测加速度，
其中，控制器获得来自加速度检测器的加速度数据并且确定设备主体沿其 已经移动了或者正在移动的方位角，使用通过所执行的确定获得的该方位角数 据和位置数据来获得指示到预定位置或者给定位置的距离和方向的距离数据和 方向数据，并且输出这些数据作为声音定位数据。
根据该布置，由于从加速度检测器中获得加速度数据并且确定设备主体已 经沿其移动了或者正在移动的方位角，所以可以获得准确的方位角数据。
(3 )在(1 )中所述的立体声声音控制设备包括用于检测方向方位(directionalbearing)的方位一企测器，
其中，控制器从方位检测器获得方位数据以确定设备主体沿其面向前方的 方位角，使用通过确定获得的方位角数据和位置数据获取相对于预定位置或者 给定位置的距离数据和方向数据，并且输出这些数据作为声音定位数据。
根据该布置，由于使用诸如地磁(geomagnetic)传感器或者水平传感器之 类的方位检测器获得方位数据，而且由于设备主体沿其面对前方的方位角，所 以可以获得方位角数据而不必准备加速度检测器。
(4)在(3)中所述的立体声声音控制设备包括
姿态检测器，用于检测姿态，
其中，控制器基于从姿态检测器获得的、表示设备主体相对于地球表面的 姿态的姿态数据校正方向数据。
根据该布置，当将本发明应用于诸如移动电话的移动终端时，可以获得移 动终端的用户的姿态，而且由于基于姿态数据校正方向数据，所以可以提高方 向数据的准确性。
(5 )在(1 )所述的立体声声音控制设备还包括
盲点检测器，用于检测盲点，
其中，控制器获得指示到由盲点检测器检测到的物体的距离和方向的距离 数据和方向数据，并且输出这些数据作为声音定位数据。
根据该布置，当将本发明应用于汽车导航系统时，可以检测诸如车辆的后 面或者侧面之类的盲点，并且可以提高安全性。进一步，作为示例盲点;险测器， 有人体存在斗企观M专感器(human presence detection sensor )。 (6) —种立体声声音控制设备，包括
输入单元，用于输入包括针对多个声道的音频数据的数据；
控制器，用于针对使用输入单元输入的数据所指示的每个声道，获得预定 或者给定的位置数据，并且计算距离数据和方向数据，并且输出这些数据作为 声音定位数据；和
处理器，用于基于控制器输出的定位数据为音频数据执行立体声声音处理。 根据该布置，针对每个声道获得距离数据和方向数据并且将这些数据作为 声音定位数据，而且基于定位数据为音频数据执行立体声声音处理。因此，当 输入多个不同的声音时，各个的声音可以被容易地识别并且可以被听到而不会 混淆。
(7) 在(6)中所述的立体声声音控制设备，控制器识别使用输入单元沿
着相同的声道输入的音频数据，获得不仅针对声道数据而且针对标识数据的预 定或者给定位置数据，计算距离数据和方向数据，并且输出这些数据作为声音 定位数据。
根据该布置，可以获得已经将定位数据针对每个标识符添加到其中的话音。
(8) 在(6)中所述的立体声声音控制设备，输入单元传送或者接收无线 电波，而且控制器使用输入单元所接收到的无线电波的方向强度来识别无线电 发送源的方向并获得方向数据，并且输出方向数据作为声音定位数据。
根据该布置，可以呈现无线电发送源的方位，而且当将发送源所输出的无 线电波的强度乘以音量时，还可以大致呈现距离。
(9) 在(1)到(8)之一中所述的立体声声音控制设备，还包括选择器，
其中，选择器确定是否应该针对由音频数据获取单元所获得的音频数据执
行立体声声音处理。
根据该布置，可以选择是否应该执行立体声声音处理。
(10) 根据在(9)中所述的立体声声音控制设备，选择器使用距离数据来 才丸行所述确定。
根据该布置，可以基于距离数据确定是否应该执行立体声声音处理。
(11) 对于在(1)到(10)之一中所述的立体声声音控制设备，处理器针 对其中距离数据指示距离等于或者短于预定距离的情况执行立体声声音处理。
根据该布置，可以仅仅针对其中距离数据指示距离等于或者短于预定距离 的情况执行立体声声音处理。
(12) 对于在(1)到(10)之一中所述的立体声声音控制设备，处理器仅 仅针对其中距离数据指示距离在预定距离范围内的情况执行立体声声音处理。
根据本发明，可以仅仅针对其中距离数据指示距离在预定范围内的情况执 行立体声声音处理。
(13 )在(1)到(12)之一中所述的立体声声音控制设备还包括显示单元，
其中，控制器使用方位数据以在显示单元上提供屏幕呈现。
根据该布置，可以不仅使用音频而且使用显示器来发出对方向的指示。
(14)立体声声音设备，包括
至少两个扬声器；
音频数据获取单元，用于获得音频数据；位置数据获取单元，用于获得位置数据；
控制器，用于使用由位置数据获取单元获得的位置数据的变化来指定设备 主体的方位角，以使用方位角数据和位置数据来获得指示到预定位置或者给定 位置的距离和方向的距离数据和方向数据，并且用于输出这些数据作为用于声音的定位数据；
处理器，用于使用定义数据来针对音频数据获取单元获得的音频数据执行立体声声音处理；和输出单元，用于通过两个扬声器输出处理器已经对其执行了立体声声音处 理的音频数据。
根据该配置，由于用提供给每个声道的方向来产生音频数据，所以输入的 多个不同声音可以被容易地识别，并且能够被听到而不会混淆。进一步，由于 可以使用最少两个扬声器提供立体声声音，所以可以将由于引入本发明的立体 声声音设备导致的成本增加最小化。
(15) 在(14)中所述的立体声声音设备还包括 图像拾取(pickup)单元，用于获得物体的图像，其中，基于使用图像拾取单元所输入的图像，控制器识别通过扬声器收听 声音的收听者，获得指示收听者相对于设备主体的距离和方向的距离数据和方 向数据，并且输出这些数据作为声音定位数据。
根据该布置，可以将最佳立体声声音提供给收听通过扬声器输出的声音的 收听者。
(16) 在(14)或者(15)中所述的立体声声音设备，还包括选择器，其中，选择器确定是否应该对由音频数据获取单元所获得的音频数据执行 立体声声音处理。
根据该布置，可以选择是否应该执行立体声声音处理。
(17) 根据(16)中所述的立体声声音设备，选择器使用距离数据来执行确定。
根据该布置，可以基于距离数据确定是否应该执行立体声声音处理。
(18) 对于在(14)到(17)的任何一个中所述的立体声声音设备，处理 器针对其中距离数据指示距离等于或者短于预定距离的情况执行立体声声音处理。
根据该布置，可以仅仅针对其中距离数据指示距离等于或短于预定距离的
情况执行立体声声音处理。
(19) 对于在(14)到(17)之一中所述的立体声声音设备，处理器仅仅
针对其中距离数据指示距离在预定距离范围内的情况执行立体声声音处理。
根据本发明，可以仅仅针对其中距离数据指示距离在距离预定范围内的情 况执行立体声声音处理。
(20) 在(14)到(19)之一中所述的立体声声音设备还包括显示单元，
其中，控制器使用定位数据在显示单元上提供屏幕呈现。 根据该布置，不仅可以使用音频而且可以使用显示器来发出对于方向的指示。
(21) —种立体声声音控制方法，包括
音频数据获取步骤，用于获得音频数据；
位置数据获取步骤，用于获得位置数据；
定位数据获取步骤，用于使用在位置数据获取步骤中所获得的位置数据的 变化来指定设备主体的方位角，使用方位角数据和位置数据来获得指示到预定 位置或者给定位置的距离和方向的距离数据和方向数据，并且输出这些数据作 为用于声音的定位邀:据；和
处理步骤，用于使用定位数据来为在音频数据获取步骤中所获得的音频数 据执行立体声声音处理。
根据该方法，由于使用方位角数据和位置数据来获得针对预定或者给定位 置的距离数据和方向数据，而且由于输出这些数据作为声音定位数据，所以可 以与视觉数据分离地发出针对方向的音频指示。进一步，由于可以使用最少两 个扬声器提供立体声声音，所以可以将引入本发明的立体声声音设备所弓I起的 成本增加最小化。
根据本发明，通过执行立体声声音处理准备针对话音的方向数据，可以为 收听者提供诸如指引、识别和警告之类的、与视觉数据分离的音频方向指示。


图1是示出根据本发明第一实施例的立体声声音设备的配置的示意框图2是示出根据本发明第一实施例的立体声声音设备的处理单元的详细布 置的框图3是示出作为示例定位(localization)数据的、由收听者位于中心的"方位、仰角(elevation)和距离"所表示的坐标信息的图4是示出根据本发明第二实施例的立体声声音设备的配置的框图5是用于解释根据本发明第二实施例的立体声声音设备的功能的图6是示出根据本发明第二实施例的立体声声音设备的处理单元的详细布置的框图；和
图7是示出根据本发明第三实施例的立体声声音设备的配置的示意框图。
具体实施例
下面参照附图将详细描述本发明的优选实施例。
(第一实施例)
图1是示出根据本发明第一实施例的立体声声音设备的配置的示意框图。 当参照图l时，本发明的立体声声音设备是其中应用了本发明的汽车导航系统， 其包括传感器单元l、照相机输入单元2、地图数据存储单元3、数字音频数据 存储单元4、显示单元5、控制单元6、处理单元7、转换单元8和扬声器9和 10。
传感器单元1包括用于接收GPS (全球定位系统)信号的GPS接收器以及 加速度传感器。在加速度传感器获得加速度数据的同时，GPS接收器获得位置 数据，而且将所获得的位置数据和加速度数据传送到控制单元6。照相机输入单 元2通过拍摄物体获得照相机视频数据，并且将照相一几视频数据传送到控制单 元6。地图数据存储单元3存储地图数据。数字音频数据存储单元4存储用于为 诸如指引、识别或者警告之类的方向指示准备消息的数字音频数据。显示单元5 包括液晶显示屏幕，并且显示包括位置数据的、从控制单元6接收来的显示数 据。
控制单元6控制设备的各个部分，并且包括CPU (中央处理单元)(未示 出)、诸如其中存储用于操作CPU的程序的ROM (只读存储器)之类的非易失 存储器、和诸如被用于CPU所执行的操作的RAM (随机存取存储器)之类的 易失存储器。控制单元6从传感器单元1获得用于指定设备主体的位置的位置 数据，从地图数据存储单元3获得表示设备主体位于中心的地图数据，从传感 器单元1获得加速度凄t据以指定主体沿着其面向前方的方位角(azimuth),使用方 位角数据和位置数据来计算相对于预定或者给定位置的距离信息和方向信息， 并且输出这些信息作为用于声音的定位数据。将这些定位数据传送到处理单元7。与定位数据一起，将存储在数字音频数据存储单元4中并且与当前情况一致
的数字音频数据也传送到处理单元7。
而且，控制单元6将从照相机输入单元2接收来的照相机视频数据转换为 能够由显示单元5显示的显示数据，并且将显示数据传送到显示单元5。
作为另 一个处理，控制单元6可以使用照相机输入单元2所捕获的图像来 识别正在收听通过扬声器9和IO输出的声音的收听者，并且可以获得相对于设 备主体的、收听者位置和收听者方位角的数据，以计算作为声音定位数据输出 到处理单元7的距离数据和方向数据。
当处理单元7从控制单元6接收到声音定位数据(距离数据和方位角数据) 和数字音频数据时，而且当距离数据指示距离等于或短于预定距离时，处理单 元7基于所接收到的定位数据对数字音频数据执行立体声声音处理，并且将处 理结果传送到转换单元8。在其中距离数据指示距离等于或短于预定距离的情况 之外，还可以针对其中距离数据指示落在预定范围内的距离的情况执行立体声 声音处理。替代地，可以去除这些限制。
图2是示出处理单元7的详细布置的框图。当参照图2时，处理器单元7 包括滤波器系数存储器71,其中存储多个滤波器系数；和针对左和右声道的 控制滤波器72L和72R，它们使用与方位数据(bearing data)相关联的滤波器系数， 并且控制从数字音频数据存储单元4接收来的数字音频数据的相位。
在滤波器系数存储器71中，将滤波器系数存储在与方位数据关联的表中， 而且输出与方位数据关联的滤波器系数。将从该表中读出的滤波器系数传送到 控制滤波器72L和72R。在这种情况下，将用于声道L的滤波器系数传送到用 于声道L的控制滤波器72L,而将用于声道R的滤波器系数传送到用于R的控 制滤波器72R。
控制滤波器72L和72R使用从滤波器系数存储器71传送来的滤波器系数， 并且控制从数字音频数据存储单元4获得并且经由控制单元6接收到的数字音 频数据的相位。从数字音频数据存储单元4获得的数字音频数据是非立体声数 据，并且被控制滤波器72L调节到用于声道L的相位和被控制滤波器72R调节 到用于声道R的相位。
如图3所示，输入到滤波器系数存储器71的定位数据是由收听者位于中心 的"方位、仰角和距离"表示的坐标数据。从滤波器系数存储器71读出与定位 数据相关联的滤波器系数，并且将其传送到控制滤波器72L和72R。应该注意，
在事先将滤波器系数存储在滤波器系数存储器71中并且将它们传送到控制滤波器72L和72R之外，用户可以直接将值输入到控制滤波器72L和72R。以这种 方式，处理单元7基于定位数据对非立体声、数字音频数据进行定位并且输出 立体声、数字音频数据。
转换单元8包括D/A转换器(未示出)，将从处理单元7接收到的数字音频 数据转换为模拟音频信号，并且驱动扬声器9和10。将扬声器9和10布置为获 得立体声效果。
传感器单元1和控制单元6分别用作位置数据获取单元和加速度检测器。 照相机输入单元2与图像拾取单元对应，数字音频数据存储单元4和控制单元6 构成音频数据获取单元。控制单元6还与控制器对应，而处理单元7与处理器 对应。进一步，传感器单元l、数字音频数据存储单元4、控制单元6、处理单 元7和转换单元S构成立体声声音控制设备。
现在将描述上述布置的立体声声音设备的操作。控制单元6从传感器单元1 获得位置数据和角度数据。然后，控制单元6使用角度数据来确定设备主体已 经沿其移动了、或者正在沿其移动的方位角，并且使用通过确定而获得的方位 角数据和位置数据，并计算相对于预定位置或者给定位置的距离数据和方向数 据，并将这些数据作为声音定向数据输出到处理单元7。而且，控制单元6从数 字音频数据存储单元4读取针对当前情况最佳的数字音频数据，诸如方向的指 引或者识别、或者警告，并且将该音频数据传送到处理单元7。
当处理单元7从控制单元6接收定位数据和相关数字音频数据时，处理单 元7基于定位数据执行用于数字音频数据的立体声声音处理，并且将结果传送 到转换单元8。也就是说，处理单元7与使用收听者位于中心的"方位、仰角和 距离，，表示的坐标系统的定位数据相关联地从滤波器系数存储器71中读出滤波 器系数，并且将滤波器系数传送到控制滤波器72L和72R。在这种情况中，将 声道L的滤波器系数传送到声道L的控制滤波器72L，同时将声道R的滤波器 系数传送到声道R的控制滤波器72R。
然后，控制滤波器72L使用声道L的滤波器系数来控制数字音频数据的相 位，而控制滤波器72R使用声道R的滤波器系数来控制数字音频数据的相位。 之后，将对其进行了相位控制的声道L和声道R的数字音频数据作为立体声数 字音频数据传送到转换单元8。转换单元8将从处理单元7接收来的立体声数字 音频数据转换为模拟音频数据，并且驱动扬声器9和10。因此，通过扬声器9
和10释放立体声声音。由于立体声声音具有方向性，所以能够使能音频方向指 示，来替代于使用显示器。应该注意，因为本实施例的立体声声音设备是应用 了本发明的汽车导航系统，收听者自然是驾驶员。
如上所述，根据该实施例的立体声声音设备，由可以获得位置数据和检测 加速度的传感器单元1获得加速度数据，而且确定设备主体已经沿其移动了或 者正在移动的方位角。然后，使用通过所述确定获得的方位角数据和位置数据， 并且计算相对于预定或者给定位置的距离数据和方向数据，而且在将这些数据 当作定位数据的同时，针对数字音频数据执行立体声声音处理以产生具有方向 性的数字音频数据。然后，将所产生的数字音频数据转换为模拟音频数据，而
且驱动两个扬声器9和IO来输出立体声声音。通过该处理，不使用必须从显示 单元5的屏幕读取的视觉形式，而是可以使用音频形式来提供收听者将快速理 解的方向指示(指引、识别或者警告)。特别由于可以通过执行立体声声音处理 将360度的方向的信息包括在音频数据中，所以方向指示不仅提供至左或者右， 而是在所有方向中提供。此外，由于可以沿方向指示例如距离，所以用户(收 听者)可以在某个时刻仅仅通过收听来获得必须的信息。而且，由于仅仅需要 最少两个扬声器，所以可以最小化引入本发明的立体声声音设备所引起的成本 增力口。
顺带地，传统汽车导航系统仅仅使用显示器和话音提供方向指示，从而在 例如要发出在街道的远端左转的指引的情况中，在显示器上呈现转弯和到转弯 处的距离，而由扬声器提供话音"在街道的远端左转"。随后，驾驶员必须观看 显示器以获得关于转弯和到转弯的距离的详细信息；然而，由于必须几乎同时 地视觉确认实际的交通条件，所以驾驶员可能只有时间观看部分转弯信息或者 没有时间观看转弯信息，并且错过转弯。另一方面，根据本发明，基本上不需 要视觉确认，所以需要非常少的时间或不需要时间来完全掌握所提供的信息， 而且不发生其中驾驶员没有获得足够信息的情况。
在该实施例中，获得加速度数据来确定方位角。然而，由于可以基于位置 数据中的临时变化来大致确定方位角，所以并不必需需要在传感器单元1中所 包括的加速度传感器。然而当使用位置数据时，执行下面处理。控制单元6基 于由传感器单元1所获得的位置数据中的变化来指定设备主体的方位角，使用 由传感器单元1获得的方位角和位置数据来计算相对于预定或者给定位置的距 离数据和方向数据，并且在将这些数据当作声音定位数据的同时，执行针对从
数字音频数据存储单元4获得的数字音频数据的立体声声音处理。
进一步，可以使用检测车辆方位的方位传感器(方位检测器(未示出))来执行方位角的确定。也就是说，控制单元6从方位传感器获得方位数据，并且 确定设备主体沿其面向前方的方位角。然后，基于通过所述确定获得的方位角 数据和位置数据，控制单元6计算相对于预定或者给定位置的距离数据和方向 数据，并在将这些数据当作声音定位数据的同时，执行针对从数字音频数据存 储单元4获得的数字音频数据的立体声声音处理。进一步，可以通过使用诸如 地磁传感器或者水平传感器之类的姿态检测器(未示出)来增加方向数据的准 确度。也就是说，控制单元6从姿态检测传感器获得指示设备主体相对于地球 表面的姿态的姿态数据，并且基于所获得的姿态数据来校正方向数据。
进一步，在该实施例中，传感器单元1获得位置数据和加速度数据。当将 用于检测在车辆的后方或者侧面存在人的传感器(盲点检测器(未示出))附加 安装在传感器单元1上时，可以检测在车辆的后方或者侧面存在的人的位置。 当将该布置应用于诸如汽车之类的车辆时，通过扬声器9和IO释放在车辆后方 或者在有碰撞危险的其他位置有人的音频警告，以引起驾驶员对该方向的注意。 在这种情况中，控制单元6获得相对于人存在传感器所捕获的人或者物体的存 在的距离数据和方向数据，并且将这些数据作为声音定位数据传送到处理单元 7。当附加提供用于监测车辆的后方和侧面的单元时，与视觉情况不同，接收信 息而不必进行特别的注意。因此，增加了识别的速度，并且确保了安全驾驶。
在使用人存在检测传感器获取人的位置之外，可以通过GPS获得用户正在 通过电话进行通话的另一方的位置数据。使用该位置数据，可以从另一方图像 所占据的电话屏幕上的位置输出话音。如果此时所听到的声音是用户正在与之 通话的一方的话音，则感觉就像另 一方的人实际存在一样。
而且，在该实施例中，本发明应用于汽车导航系统；然而，当将本发明应 用于诸如移动电话的移动终端时，也可以获得相同的效果。在这种情况下，替 代于加速度传感器，可以将地》兹传感器或者水平传感器用作传感器单元1。然而， 由于移动终端的姿态根据用户持有该移动终端的角度而持续变化，所以可以使 用照相机输入单元2来计算移动终端相对于地球表面的姿态，而且基于该结果， 可以校正方向数据。
而且，对于荻取移动终端和人的相关情况来说，假设存在这样的条件，例 如，在人的脸部应该持续指向移动终端期间，通过图像处理提取脸部特征，而且基于眼睛的定位和尺寸，可以大致获得移动终端相对于人的姿态。只要可以 获得该姿态数据，则可以使用姿态数据校正移动终端的位置数据，而且使能指 挥将人的图像定位在屏幕中心的指令。然而，如果使用例如人应该正确地站立 的条件作为前提，则必须将加速度传感器或者水平传感器安装在移动终端上， 以准确地校正不满足该条件的情况下的方向方位。当然，虽然传感器的提供是 任意的，但是不论对于移动终端还是汽车导航系统，应该使用适当的传感器。
此外，针对该实施例准备了两个扬声器，即扬声器9和扬声器10。然而， 扬声器的数量不限于两个，而可以使用多于两个来获得立体声效果。然而，由 于许多的扬声器增加制造成本，所以应该对此进行考虑。
而且，在本实施例中，不包括可选功能，用来任意选择使用该功能从而针对数字音频数据存储单元4和控制单元6获得的音频数据执行立体声声音处理。然而，可以将选择是否使用该功能的可选功能提供在用于开始导航的菜单屏幕 或者系统设置屏幕上。或者替代地，可以人工地或者基于距离数据自动地选择 该功能。
而且，在该实施例中，使用横向角(transverse angle )以及音量和频率特性 来表示距离的感觉；然而，可以使用仰角(elevation angle )。
(第二实施例)
图4是示出根据本发明第二实施例的立体声声音设备的示意框图。在参照 图4时，针对该实施例的立体声声音设备是诸如应用本发明的移动电话之类的 移动终端。在与第一实施例相同的配置和功能之外，该立体声声音设备还包括 通过导线针对多个声道接收包括音频数据的数据的输入单元(输入装置)11。 为了以时分方式使用分组进行通信，每个分组包括"标识符"和相关联的"音 频数据"。控制单元6对于通过输入单元11输入的数据获取每个声道的预定或 者给定位置数据，并且计算距离数据和方向数据。然后，控制单元6将这些数 据作为声音定位数据输出。而且，控制单元6识别通过输入单元11经由相同的 声道输入的音频数据，获得不仅针对声道数据而且针对标识数据预定或者给定 的位置数据，计算距离数据和方向数据，并且输出这些数据作为声音定位数据。 因此，可以为各个标识符获得使用立体声数据产生的声音。也就是说，释放话 音，同时复用用于各个标识符的不同方向。因此，收听者可以识别多个声音而 基本上不将它们混淆。
可以用针对输入单元11输入的数据复用方向方位数据。进一步，可以通过交换字符数据并且转换该数据来产生话音。而且，可以将方位数据显示在显示 单元5上，从而可以附加提供从标识数据获得的、诸如学生姓名和学生的班级
之类的详细信息，以更加容易地识别个体。在图5中示出了这种状态。在图5 中，复用说话者A、 B和C的话音，而且将所获得的数字数据作为无线电波传 送给移动终端15。输入单元ll接收该无线电波，而且由于数字数据被作为分组 传送，所以将数据分离为用于各个说话者的数据。假设将左位置数据提供给说 话者A,将上位置数据提供给说话者B,而将右位置数据提供给说话者C,针对 分离的声音执行立体声声音处理，从而说话者A的话音位于左侧，说话者B的 话音位于顶部，而说话者C的话音位于右侧。而且，处理单元7A基于针对个体 的定位数据提供显示。结果，如图5所示，说话者A的图像显示在显示单元5 的屏幕的左下区域，说话者B的图像显示在上方中间处，而说话者C的图像显 示在右下区域。
处理单元7A包括用于同时执行多组音频数据的声道L和声道R的多个控 制滤波器。对于该实施例，假设提供数量与三个说话者A到C的数量相同的控 制滤波器。如图6所示，处理单元7A包括滤波器系数存储器71A、用于声道L 的三个控制滤波器72AL、用于声道R的三个控制滤波器72AR、用于将三个控 制滤波器72AL的输出相加的加法器73AL、和用于将三个控制滤波器72AR的 输出相加的加法器73AR。
在滤波器系数存储器71A中，针对各个说话者将滤波器系数存储在与定位 数据相关联的表中，而且与输入定位数据一致地输出滤波器系数。在本实施例 中，由于存在三个说话者A到C,所以输出针对说话者A的声道L和R的滤波 器系数、针对说话者B的声道L和R的滤波器系数、和针对说话者C的声道L 和R的滤波器系数。在针对声道L和R从滤波器系数存储器71A中输出的滤波 器系数中，将与说话者A相关联的针对声道L和R的滤波器系数传送到第一控 制滤波器72AL和72AR,将与说话者B相关联的针对声道L和R的滤波器系数 传送到第二控制滤波器72AL和72AR,并且将与说话者C相关联的针对声道L 和R的滤波器系数传送到第三控制滤波器72AL和72AR。
各个控制滤波器72AL和72AR使用来自滤波器系数存储器71A的滤波器 系数来控制针对各个说话者的输入数字音频数据的相位。进入处理单元7A的数 字音频数据不是立体声的，而且被控制滤波器72AL调节到声道L的相位和一皮 控制滤波器72AR调节到声道R的相位。如之前参照图3所描述的那样，传送到滤波器系数存储器71A的定位数据是由收听者位于中心的"方位、仰角和距
离"所表示的坐标数据。不仅将滤波器系数事先存储在滤波器系数存储器71A 并传送到控制滤波器72AL和72AR，而且用户还可以直接输入值。
加法器73AL将针对声道L的控制滤波器72AL的输出相加并且输出结果， 而加法器73AR将针对声道R的控制滤波器72AR的输出相加并且输出结果。 以这种方式，基于针对个体的定位数据，处理单元7A执行用于非立体声数字音 频数据的定位处理，并且输出立体声数字音频数据。
再次参照图4,根据独立的位置数据，控制单元6将数据作为标识符显示在 显示单元5上。例如，对于可视电话来说，控制单元6将图像数据显示在指定 的位置。应该注意，用户可以使用显示单元5来人工输入针对每个标识符的方 位数据。例如，当观看显示器时，用户将标识符定位在任意显示位置。因此， 可以根据用户喜欢的方法来提供方位数据。
而且，存在这样的情况，其中针对输入单元11输入的音频数据不包括标识 符，并且仅仅是已经被添加了声音的复用数据。这种示例数据是在视频会议中 使用单个麦克风收集多个说话者的话音时获得的数据。假设传送该音频数据， 则控制单元6通过执行语音识别来分析音频l史据，并且产生方位数据。通过该 处理，能够以伪方式(pseudo manner)识别话音。如上所述，而且使用移动终 端，可以再现话音就好i^个人实际存在一样。
应该注意，传感器单元l、数字音频数据存储单元4、控制单元6、处理单 元7A、转换单元8和输入单元11构成立体声声音控制设备。
根据本实施例的立体声声音设备，基于方位数据，针对被提供有标识符的 各组音频数据执行立体声声音处理，而且产生具有方向性的音频数据。因此， 收听者可以识别多种声音而不将它们混淆。因此，当用户同时通过电话与多方 说话时，用户可以听见在不同位置的各方的语音，并且能够识别这些语音而不 感到困惑。
(第三实施例)
图7是示出根据本发明第三实施例的立体声声音设备的示意框图。当参照 图7时，本实施例的立体声声音设备是诸如将本发明应用其上的移动电话之类 的移动终端。在与第一实施例对应的配置和功能之外，该立体声声音设备包括 输入单元12，其具有通过无线电从外部取回数字数据的功能，即用于接收从无 线电传送源发送来的无线电波的功能。
每特定时间段，控制单元6接收由输入单元12接收到的无线电状态以及数 字音频数据，并且记录无线电状态。然后，控制单元6使用无线电状态和移动 终端的姿态变化来确定无线电强度和方位，即确定所接收到的无线电波的方向
强度。在这之后，基于方向强度，控制单元6获得无线电传送源的方向并且计 算方向数据，而且输出方向数据作为声音定向数据。应该注意，输入单元12可 以包括传送功能，从而将检测无线电波反向传送以读取无线电接收强度。
应该注意，传感器单元l、数字音频数据存储单元4、控制单元6、处理单 元7 (或者7A )、转换单元8和输入单元11构成立体声声音控制设备。
如上所述，根据该实施例的立体声声音设备，每特定时间段都接收到无线 电传送源传送的无线电波(数字数据)，而且通过参照移动终端的姿态变化来确 定所接收到的无线电波的方向强度。因此，可以将无线电传送源的方位呈现给 用户，而且当将无线电传送源的接收强度乘以源音量时，可以呈现大致的距离。
在该实施例以及第一实施例中，已经处理了一组音频数据。然而，如在第 二实施例中那样，可以处理多组音频数据。在这种情况下，使用处理单元7A。
本发明提供下列效果。当针对特定话音执行立体声声音处理时，可以容易 地跟踪或者识别方向，或者可以获得诸如警告之类的有用数据作为附加信息。 可以将本发明应用于汽车导航系统或者具有导航功能的移动电话。
权利要求
1.一种立体声声音控制设备包括音频数据获取单元，用于获得音频数据；位置数据获取单元，用于获得位置数据；控制器，用于使用由位置数据获取单元获得的位置数据的改变，来指定设备主体的方位角，以采用方位角数据和位置数据来获得指示到预定位置或者给定位置的距离和方向的距离数据和方向数据，并且输出这些数据作为用于声音的定位数据；和处理器，用于使用定位数据来执行针对音频数据获取单元所获得的音频数据的立体声声音处理。
2. 根据权利要求1所述的立体声声音控制设备，还包括 加速度检测器，用于检测加速度，其中，控制器获得来自加速度检测器的加速度数据并且确定设备主体沿 其已经移动了或者正在移动的方位角，使用通过所执行的确定获得的该方位 角数据和位置数据来获得指示到预定位置或者给定位置的距离和方向的距离 数据和方向数据，并且输出这些数据作为声音定位数据。
3. 根据权利要求1所述的立体声声音控制设备，还包括 用于^:测方向方位的方位;险测器，其中，控制器从方位检测器获得方位数据以确定设备主体沿其已经移动 了或正在移动的方位角，使用通过所述确定获得的方位角数据和位置数据获 取相对于预定位置或者给定位置的距离数据和方向凄t据，并且输出这些数据 作为声音定位数据。
4. 根据权利要求3所述的立体声声音控制设备，还包括 姿态检测器，用于检测姿态，其中，控制器基于从姿态检测器获得的、表示设备主体相对于地球表面 的姿态的姿态数据校正方向数据。
5. 根据权利要求1所述的立体声声音控制设备，还包括 盲点检测器，用于检测盲点，其中，控制器获得指示到由盲点检测器检测到的物体的距离和方向的距 离数据和方向数据，并且输出这些数据作为声音定位数据。
6. —种立体声声音控制设备，包括输入单元，用于输入包括针对多个声道的音频数据的数据；控制器，用于针对使用输入单元输入的数据所指示的每个声道，获得预定或者给定的位置数据，并且计算距离数据和方向数据，并且输出这些数据作为声音定位数据；和处理器，用于基于控制器输出的定位数据为音频数据执行立体声声音处理。
7. 根据权利要求6所述的立体声声音控制设备，其中，所述控制器识别 使用输入单元沿着相同的声道输入的音频数据，获得不仅针对声道数据而且 针对标识数据的预定或者给定位置数据，计算距离数据和方向数据，并且输 出这些数据作为声音定位数据。
8. 根据权利要求6所述的立体声声音控制设备，其中，所述输入单元传 送或者接收无线电波，而且控制器使用输入单元所接收到的无线电波的方向 强度来识别无线电发送源的方向并获得方向数据，并且输出方向数据作为声 音定位数据。
9. 根据权利要求1所述的立体声声音控制设备，还包括选择器，其中，所述选择器确定是否应该针对由音频数据获取单元所获得的音频 数据执行立体声声音处理。
10. 根据权利要求9所述的立体声声音控制设备，其中选择器使用距离 数据来执行所述确定。
11. 根据权利要求1所述的立体声声音控制设备，其中处理器针对其中 距离数据指示距离等于或者短于预定距离的情况执行立体声声音处理。
12. 根据权利要求1所述的立体声声音控制设备，其中处理器仅仅针对 其中距离数据指示距离在预定距离范围内的情况执行立体声声音处理。
13. 根据权利要求1所述的立体声声音控制设备，还包括显示单元， 其中，控制器使用方位数据以在显示单元上提供屏幕呈现。
14. 一种立体声声音设备，包括 至少两个扬声器；音频数据获取单元，用于获得音频数据； 位置数据获取单元，用于获得位置数据；控制器，用于使用由位置数据获取单元获得的位置数据的变化来指定设备主体的方位角，以使用方位角数据和位置数据来获得指示到预定位置或者 给定位置的距离和方向的距离数据和方向数据，并且用于输出这些数据作为用于声音的定位数据；处理器，用于使用定位数据来针对音频数据获取单元获得的音频数据执 行立体声声音处理；和输出单元，用于通过两个扬声暴输出处理器已经对其执行了立体声声音 处理的音频数据。
15. 根据权利要求14所述的立体声声音设备，还包括 图像拾取单元，用于获得物体的图像，其中，基于使用图像拾取单元所输入的图像，控制器识别通过扬声器收 听声音的收听者，获得指示收听者相对于设备主体的距离和方向的距离数据 和方向数据，并且输出这些数据作为声音定位数据。
16. 根据权利要求14所述的立体声声音设备，还包括选择器，其中所述选择器确定是否应该对由音频数据获取单元所获得的音频数据 执行立体声声音处理。
17. 根据权利要求16所述的立体声声音设备，其中所述选择器使用距离 数据来执行确定。
18. 根据权利要求14所述的立体声声音设备，其中所述处理器针对其中 距离数据指示距离等于或者短于预定距离的情况执行立体声声音处理。
19. 根据权利要求14所述的立体声声音设备，其中所述处理器仅仅针对 其中距离数据指示距离在预定距离范围内的情况执行立体声声音处理。
20. 根据权利要求14所述的立体声声音设备，还包括显示单元， 其中，所述控制器使用定位数据在显示单元上提供屏幕呈现。
21. —种立体声声音控制方法，包括 音频数据获取步骤，用于获得音频数据； 位置数据获取步骤，用于获得位置数据；定位数据获取步骤，用于使用在位置数据获取步骤中所获得的位置数据 的变化来指定设备主体的方位角，使用方位角数据和位置数据来获得指示到 预定位置或者给定位置的距离和方向的距离数据和方向数据，并且输出这些 数据作为用于声音的定位数据；和处理步骤，用于使用定位数据来为在音频数据获取步骤中所获得的音频数据执行立体声声音处理。
全文摘要
本发明提供立体声声音控制设备和立体声声音控制方法。在所述控制设备中，控制单元6从传感器单元11获得指定设备主体的位置的位置数据，而且从传感器单元1获得加速度数据，以指定主体沿其面向前方的方位角。然后，控制单元使用方位角数据和位置数据来计算相对于预定或者给定位置的距离数据和方向数据，并且输出这些数据作为声音定位数据。基于声音定位数据，处理单元7执行针对数字音频数据的立体声声音处理，并且产生具有方向性的数字音频数据。转换单元8将数字音频数据转换为模拟音频数据，并且驱动扬声器9和10来释放立体声话音。结果，使用仅仅通过收听就可以容易地理解的话音形式，可以将方向指示提供给收听者。
文档编号H04S5/00GK101203071SQ20071018867
公开日2008年6月18日 申请日期2007年11月21日 优先权日2006年11月22日
发明者今木俊作, 兴那岭靖, 山田富之, 高田周一 申请人:松下电器产业株式会社