定位声像的装置和方法
【专利摘要】根据一个实施例，声像定位装置包括存储单元（10）、选择单元（20）和第一操作单元（30）。存储单元（10）存储多个声音传递特性，其中每一个对应于声像方向和定位感的强调度。选择单元（20）被配置为从多个声音传递特性中选择合适的声音传递特性。合适的声音传递特性最适合于由方向指示信息指示的声像方向和由强调度指示信息指示的强调度。第一操作单元（30）被配置为将合适的声音传递特性与第一音频信号进行卷积，以获得第二音频信号。
【专利说明】定位声像的装置和方法
【技术领域】
[0001]在此描述的实施例通常涉及用于定位声像的装置和方法。
【背景技术】
[0002]通过使用诸如扬声器或耳机的声音重放装置，在收听者的任意位置(前后向、左右向)定位声像(作为虚拟声源)的立体声技术是众所周知的。
[0003]作为传统的立体声技术的声音定位装置，头相关传递函数(从定位声像的期望位置到收听者的双耳)与音频信号进行卷积，音频信号被呈现给收听者。因此，声像可在期望的位置被定位。
[0004]在该用于声音重放装置的声音定位装置中，期望实现根据收听者的喜好调整(将要呈现给收听者的)定位感的强调度(emphasis degree)的功能。
[0005]然而，为了调整收听者的定位感的强调度，通过使用头相关传递函数准确地重现在收听者的耳朵处的声压(当声源真实存在时)是不足的。在基于头相关传递函数的声像的定位处理中，影响定位感的强调度的因素并不清楚，声像的定位感的强调度很难进行调整。
【发明内容】
[0006]实施例提供了一种用于容易地调整声像的定位感的强调度的装置和方法。
[0007]根据一个实施例，声像定位装置包括存储单元、选择单元和第一操作单元。存储单元存储多个声音传递特性，其中每一个与声像方向和定位感的强调度相对应。选择单元被配置为从多个声音传递特性中选择合适的声音传递特性。合适的声音传递特性最适合于由方向指示信息指示的声像方向和由强调度指示信息指示的强调度。第一操作单元被配置为将合适的声音传递特性与第一音频信号进行卷积，以获得第二音频信号。
[0008]根据实施例，可以提供一种用于容易地调整声像的定位感的强调度的装置和方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是根据第一实施例的声像定位装置的框图。
[0010]图2是示出根据第一实施例的声音传递特性的第一个例子的图。
[0011]图3是示出根据第一实施例的声音传递特性的第二个例子的图。
[0012]图4是示出根据第一实施例的声音传递特性的第三个例子的图。
[0013]图5是示出根据第一实施例的声音传递特性的第四个例子的图。
[0014]图6是示出根据第一实施例的声音传递特性的第五个例子的图。
[0015]图7是示出根据第一实施例的由于圆盘的直径的不同而产生的声音传递特性的比较结果的图。
[0016]图8是示出由于圆盘的直径的不同而产生的圆盘中心附近的声压级的比较结果的图。[0017]图9是根据第一实施例的声像定位方法的流程图。
[0018]图10是根据第二实施例的声像定位装置的框图。
[0019]图11是用于测量声音传递特性的装置的示意图。
[0020]图12是用于说明双耳声级差和双耳时间差的不意图。
【具体实施方式】
[0021]第一实施例
[0022]图1是根据第一实施例的声像定位装置的框图。在下面的说明中，收听者转向的方向被定义为“前方”，收听者转向的方向的相反方向被定义为“后方”。另外，朝着收听者转向的方向的左侧方向被定义为“左方”，朝着收听者转向的方向的右侧方向被定义为“右方”。例如，可以想象收听者通过头戴式听筒享受聆听乐曲的情形。在该声像定位装置中，声像沿着收听者的期望方向被定位，并且收听者可以调整声像的定位感的程度。
[0023]在图1中，声像定位装置包括输入单元50和存储单元10。输入单元50用于收听者指示定位声像的方向(声像方向)和声像的定位感的强调度(强调度)。根据来自输入装置50的指示声像方向和强调度的信息，选择单元20从多个声音传递特性中选择与声像方向和强调度最匹配的一个。所选择的声音传递特性被称为“指示的声音传递特性”。第一操作单元30将指示的声音传递特性与音频信号(第一音频信号)进行卷积。因此，可获得添加了前后向定位信息和强调度的音频信号(第二音频信号)。
[0024]另外，第二操作单元40将双耳声级差和双耳时间差分配给第二音频信号。在此，双耳时间差可以是双耳相位差。因此，可获得添加了左右向定位?目息的首频/[目号(第二首频信号和第四音频信号)。输出单元 60向收听者输出第三音频信号和第四音频信号。
[0025]另外，作为存储单元100，例如，使用诸如存储器或HDD的存储设备100。另外，作为选择单元20、第一操作单元30和第二操作单元40，例如，使用诸如CPU的操作处理设备200。另外，输入单元50例如是远程控制器。输出单元60例如是头戴式听筒或耳机。
[0026]为了重现立体声，需要实现前后向声像定位和左右向声像定位。前后向声像定位和左右向声像定位可被独立地控制。
[0027]对于前后向声像定位，人类的耳廓的声音传递特性是主要相关的。简单来说，耳廓收集来自前方的声音并放大该声音。另一方面，耳廓屏蔽来自后方的声音，并削弱该声音。当人听见声音时，由于耳廓的存在，在来自前方和后方的声音中出现声音传递特性的不同。因此，通过听觉确定前方和后方的声音传递特性的不同，从而可以实现前后向声像定位。
[0028]在第一实施例中，作为模拟耳廓的声音传递特性的声音传递特性，可以使用每一个与声像方向和强调度相对应的多个声音传递特性。在此，例如，如果以收听者为中心，收听者的前方是0°，则声像方向表示定位声像的方向，即，收听者听到虚拟声音的方向。另外，例如，如果声像方向发生各种改变，则强调度表示所听到的声音的声压级的变化量。
[0029]如在后面所说明的，该强调度的级别对应于位于声音传递特性的最低频率侧的下降(dip)的频率。简单来说，例如，通过使用下降的频率不相同的多个声音传递特性，强调度的级别可以被调整为匹配收听者的喜好。另外，下降是与其它相邻频率的增益相比增益下降的区域。简单来说，下降的频率是位于声音传递特性的最低频率侧的向下凸起的顶点的频率。[0030]该声音传递特性可以例如通过使用从屏蔽板中获得的声音传递特性来创建。简单来说，通过将(从多个声音传递特性中选择的)声音传递特性与第一音频信号进行卷积，可以生成被分配了(收听者期望的)前后向定位信息的第二音频信号。
[0031]以下详细说明用于第一实施例的声像定位装置的屏蔽板的声音传递特性。
[0032]屏蔽板是模拟人类的耳廓的薄板。屏蔽板最好不容易变形并且不传输声波。因此，可以使用具有适当厚度并由诸如木头、金属或塑料制成的板。作为屏蔽板的形状，期望是更简单的形状，例如，可以使用圆形板。另外，屏蔽板的尺寸可以根据人类耳廓的标准尺寸任意地确定。在这种情况下，作为尺寸的定义，例如可以使用屏蔽板的表面的典型长度(在圆形板的情况下，是其直径)、平面上与前后轴垂直的投影区域(横截面)。如在后面说明的，与强调度的级别对应的下降的频率取决于屏蔽板的尺寸。
[0033]以下说明用于测量屏蔽板的声音传递特性的方法。
[0034]图11是用于测量屏蔽板的声音传递特性的测量设备的示意图。在图11中，测量设备包括在圆形屏蔽板530表面上的中心附近具有声音接收点的麦克风510和远离屏蔽板530的中心预定距离的扬声器520。另外，作为从法线方向到屏蔽板530的表面的扬声器520的方向Θ，通过将屏蔽板530的前侧(麦克风510的一侧)的方向(法线方向)定义为前方0° ,与屏蔽板530的前后轴垂直的方向被设置为90° ,屏蔽板530的后侧(麦克风510的相反一侧)的方向被设置为后方180°。
[0035]在设置了屏蔽板530的条件下从扬声器520到麦克风510的声音传递函数中，包括了模拟耳廓的声音传递特性的信息，即用于收听者识别沿着向前和向后方向的声像信息的信息(前后向定位信息)。另外，包括在声音从声像位置传播到收听者的位置时的幅度衰减和时间延迟的信息，即用于收听者识别沿着向左和向右方向的声像的信息(左右向定位信息)。然而，左右向定位信息还被包括在用于左右向声像定位的信号中(如后面所说明的)。因此，如果是前后向定位，则为了不被双重应用，左右向定位信息应当从声音传递函数中移除。
[0036]因此，屏蔽板530的声音传递特性被计算为“在设置了屏蔽板530的条件下从扬声器520到麦克风510的声音传递函数”与“在未设置屏蔽板530的条件下从扬声器520到麦克风510的声音传递函数”之比。简单来说，屏蔽板530的声音传递特性通过下面的等式计算。
【权利要求】
1.一种用于定位声像的装置，包括: 存储单元，用于存储多个声音传递特性，其中每一个与声像方向和定位感的强调度对应； 选择单元，其被配置为从所述多个声音传递特性中选择合适的声音传递特性，所述合适的声音传递特性是最适合于由方向指示信息指示的声像方向和由强调度指示信息指示的强调度；以及 第一操作单元，其被配置为将所述合适的声音传递特性与第一音频信号进行卷积，以获取第二音频信号。
2.如权利要求1所述的装置，其中， 所述存储单元存储: 第一声音传递特性集合，其包括与第一声像方向对应且在第一频率处有下降的第一声音传递特性和与第二声像方向对应且在第二频率处有下降的第二声音传递特性；以及第二声音传递特性集合，其包括与所述第一声像方向对应且在比所述第一频率低的第三频率处有下降的第三声音传递特性和与所述第二声像方向对应且在比所述第二频率低的第四频率处有下降的第四声音传递特性； 所述选择单元通过使用所述强调度指示信息来选择所述第一声音传递特性集合和所述第二声音传递特性集合中的一个，并从所选择的声音传递特性集合中选择与由所述方向指示信息指示的声像方向对应的合适的声音传递特性。
3.如权利要求1所述的装置，还包括: 第二操作单元，其被配置为通过使用指示所述声像的距离的距离指示信息来计算相位差和声级差，并通过将所述相位差和所述声级差分配给所述第二音频信号来获得第三音频信号和第四音频信号。
4.如权利要求3所述的装置，还包括: 输入单元，用于使收听者输入所述强调度指示信息；以及 输出单元，用于输出所述第三音频信号和所述第四音频信号； 其中，所述选择单元从所述输入单元获得所述强调度指示信息。
5.如权利要求1所述的装置，其中， 所述第一操作单元将所述合适的声音传递特性的一部分频带与所述第一音频信号进行卷积。
6.一种用于定位声像的方法，包括: 在存储单元中存储多个声音传递特性，其中每一个与声像方向和定位感的强调度相对应； 从所述多个声音传递特性中选择合适的声音传递特性，所述合适的声音传递特性最适合于由方向指示信息指示的声像方向和由强调度指示信息指示的强调度；以及将所述合适的声音传递特性与第一音频信号进行卷积，以获取第二音频信号。
7.如权利要求6所述的方法，还包括: 通过使用指示所述声像的距离的距离指示信息，计算相位差和声级差；以及通过将所述相位差和所述声级差分配给所述第二音频信号来获得第三音频信号和第四音频信号。
【文档编号】H04S1/00GK103517199SQ201310033653
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年1月29日 优先权日:2012年6月15日
【发明者】染田惠一郎 申请人:株式会社东芝