CN101065990A - 声像定位装置 - Google Patents

Abstract

提供一种声像定位装置，能够使多个收听者容易并正确地进行声像定位。在方向决定频带信息存储单元(11)中，存储有预先算出的每个方向的方向决定频带，控制滤波计算单元(12)在被输入目标位置信息时，从方向决定频带信息存储单元(11)中读出与目标位置信息对应的方向决定频带，计算控制滤波系数以使考虑了屏蔽的感觉声平的最大值与所读出的方向决定频带一致，并输出到声像定位处理单元(13)。声像定位处理单元(13)在从控制滤波计算单元(12)输入了控制滤波系数时，将输入的控制滤波系数与输入的声源信号卷积而进行声像定位处理，并将进行了声像定位的音响信号的声像定位信号输出到未图示的头戴式耳机或扬声器等的音响再现装置。

Description

声像定位装置

技术领域

本发明涉及使声像产生在三维空间的任意位置的声像定位装置。

背景技术

以往，有关使用扬声器或头戴式耳机等的音响再现装置，使声像定位在三维空间内的任意位置的技术，进行了广泛研究。

通过这些研究可知，将从要定位声像的位置至收听者的耳部的音响传递特性忠实地再现，并通过与声源信号卷积而对收听者进行提示，能够使声像定位在期望的位置。

这种音响传递特性分为表示墙壁等的反射、衍射、散射等产生的传递特性的空间传递函数、表示收听者的头部和躯体的反射、衍射、散射等产生的传递特性的头部传递函数等。

其中，有关使用头部传递函数的声像定位，已知通过忠实地再现收听者的头部传递函数，与声源信号进行卷积而提示收听者，能够使声像定位在任意的位置(例如，参照非专利文献1)。

在使用这种头部传递函数的以往的声像定位装置中，有正确地测定收听者固有的头部传递函数，并忠实地再现该函数从而进行声像定位的声像定位装置，或对于所有的收听者共用地使用标准的头部传递函数来进行声像定位的声像定位装置。

图15是表示以往的声像定位装置的方框图。

在图15中，以往的声像定位装置包括：存储对每个要定位声像的方向上所形成的头部传递函数的头部传递函数存储单元61；基于使声像定位的目标位置信息而选择头部传递函数的头部传递函数选择单元62；基于选择的头部传递函数进行声像定位处理并输出的声像定位处理单元63。

这里，头部传递函数存储单元61中存储的头部传递函数可以是收听者固有的头部传递函数，也可以是对于所有收听者共用地使用的标准的头部传递函数。

在这样的声像定位装置中，输入的声源信号与基于输入的目标位置信息而选择的头部传递函数卷积，作为声像定位过的音响信号的声像定位信号而被输出到头戴式耳机或扬声器等的音响再现装置。

这样，在以往的声像定位装置中，能够使用收听者固有的、或标准的头部传递函数，进行声像定位。

非专利文献1：ィェンスブラゥエルト·森本政之·後藤敏幸編著「空間音響」鹿島出版会、昭和61年7月10日

发明内容

发明要解决的课题

但是，在以往的使用头部传递函数的声像定位装置中，存在三个问题。

第一，已知在头部传递函数中存在个人差，在使用不是本人的头部传递函数的情况下，有时不能正确地声像定位在作为目标的位置。因此，在对所有收听者共用地使用标准的头部传递函数的声像定位装置中，存在会发生不能正确地进行声像定位的收听者的问题。特别是在这种情况下，声像的前后及上下方向的位置与目标位置的不同十分明显。

第二，为了测定头部传递函数而需要特殊的装置，对于所有收听者测定本人的头部传递函数，实际上是不可能的，因而存在使用收听者本人的头部传递函数的声像定位装置不能容易地形成的问题。

第三，在输入的声源信号中，包含了使声像定位在与目标位置不同的位置的声像定位的索引信息的情况下，存在即使进行声像定位处理，有时也不能正确地声像定位在目标位置的问题。

本发明为了解决以往的问题而完成，其目的在于，提供许多收听者能够容易并正确地进行声像定位的声像定位装置。

用于解决课题的手段

本发明的声像定位装置具有以下结构，包括：方向决定频带信息存储部件，存储与方向决定频带有关的信息；控制滤波计算部件，从所述方向决定频带信息存储部件中读出与输入的目标位置对应的所述方向决定频带，并基于读出的所述方向决定频带和考虑了屏蔽的感觉声平(sense level)而计算控制滤波系数；以及声像定位处理部件，对于输入的声源信号，使用所述控制滤波系数进行声像定位处理。

根据该结构，本发明的声像定位装置基于与输入的目标位置对应的方向决定频带和考虑了屏蔽的感觉声平而计算控制滤波系数，使用所算出的控制滤波系数进行声像定位处理。因此，能够容易并正确地进行声像定位而不使用头部传递函数。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述控制滤波计算部件计算所述控制滤波系数，以使考虑了所述屏蔽(masking)的感觉声平取最大值的频率与所述目标位置所对应的方向决定频带一致。

根据该结构，本发明的声像定位装置计算控制滤波系数，以使采取考虑了屏蔽的感觉声平的最大值的频率与目标位置所对应的方向决定频带一致。因此，能够容易并正确地进行声像定位而不使用头部传递函数。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：包括存储头部传递函数的头部传递函数存储部件，所述控制滤波计算部件基于从所述头部传递函数存储部件取得的头部传递函数、考虑了所述屏蔽的感觉声平和与所述目标位置对应的方向决定频带而计算所述控制滤波系数。

根据该结构，本发明的声像定位装置基于头部传递函数、与输入的目标位置对应的方向决定频带和考虑了屏蔽的感觉声平而计算控制滤波系数，使用算出的控制滤波系数进行声像定位处理。因此，能够容易并正确地进行声像定位而不使用头部传递函数。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述控制滤波计算部件计算所述控制滤波系数，以使基于所述头部传递函数算出的考虑了所述屏蔽的感觉声平取最大值的频率与所述目标位置所对应的方向决定频带一致。

根据该结构，本发明的声像定位装置通过考虑了屏蔽的感觉声平和与目标位置对应的方向决定频带而校正头部传递函数，并计算控制滤波系数。因此，仅准备标准的头部传递函数，就能够容易并正确地进行声像定位。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述控制滤波计算部件将考虑了所述屏蔽的感觉声平和与所述目标位置对应的方向决定频带的至少一个分割为多个频带，基于每个频带的频带声平或频带信息而计算所述控制滤波系数。

根据该结构，本发明的声像定位装置将考虑了屏蔽的感觉声平、与目标位置对应的方向决定频带的至少一个分割为多个频带，对每个频带计算控制滤波系数。因此，能够通过计算更简单的频率特性的控制滤波系数而使声像定位，能够容易并正确地进行声像定位。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述控制滤波计算部件将所述头部传递函数、考虑了所述屏蔽的感觉声平和与所述目标位置对应的方向决定频带的至少一个分割为多个频带，基于每个频带的频带声平或频带信息而计算所述控制滤波系数。

根据该结构，本发明的声像定位装置将头部传递函数、考虑了屏蔽的感觉声平、与目标位置对应的方向决定频带的至少一个分割为多个频带，对每个频带计算控制滤波系数。因此，能够通过计算更简单的频率特性的控制滤波系数而使声像定位，能够容易并正确地进行声像定位。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述控制滤波计算部件基于所述声源信号的频率特性，计算所述控制滤波系数，以使考虑了位于与所述目标位置对应的方向决定频带以外的频带的屏蔽的感觉声平的最大值受到抑制。

根据该结构，本发明的声像定位装置抑制声源信号的方向决定频带以外的频带的声平的峰值。因此，无论对于什么样的声源信号，都能够正确地进行声像定位。

而且，所述控制滤波计算部件也可以为以下结构：基于所述声源信号的频率特性，将考虑了位于与所述目标位置对应的方向决定频带以外的频带的屏蔽的感觉声平和预先设定的值进行比较，并计算所述控制滤波系数，以使考虑了比预先设定的值大的频带的屏蔽的感觉声平受到抑制。

根据该结构，本发明的声像定位装置抑制声源信号的方向决定频带以外的频带的声平的峰值。因此，无论对于什么样的声源信号，都能够正确地进行声像定位。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述控制滤波计算部件将所述声源信号的频率特性分割为多个频带，基于每个频带的频带声平或频带信息而计算所述控制滤波系数。

根据该结构，本发明的声像定位装置将声源信号的频率特性分割为多个频带，对每个频带计算控制滤波系数。因此，能够通过计算更简单的频率特性的控制滤波系数而使声像定位，能够容易并正确地进行声像定位。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述控制滤波计算部件计算使在与所述目标位置对应的方向决定频带的两端的频带中的至少一个频带受到抑制的控制滤波系数，将它作为所述控制滤波系数。

根据该结构，本发明的声像定位装置能够通过计算更简单的控制滤波系数而使声像定位，能够容易并正确地进行声像定位。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述控制滤波计算部件将所述控制滤波系数分割为多个频带，对每个频带计算所述控制滤波系数。

根据该结构，本发明的声像定位装置将控制滤波系数分割为多个频带并计算。因此，能够通过计算更简单的频率特性的控制滤波系数而使声像定位，能够容易并正确地进行声像定位。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述方向决定频带信息存储部件包括方向决定频带信息选择部件，该方向决定频带信息选择部件对根据收听者特征分类的多个收听者组的每个组存储所述方向决定频带信息，使所述方向决定频带信息存储部件基于输入的收听者信息而从每个所述收听者组的方向决定频带信息中选择合适的所述方向决定频带信息。

根据该结构，本发明的声像定位装置选择与收听者的特征适合的方向决定频带信息，计算控制滤波系数。因此，能够容易并正确地对于更多的人进行声像定位。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述方向决定频带信息存储部件对根据收听者的身体特征分类的多个收听者组的每个组存储所述方向决定频带信息。

根据该结构，本发明的声像定位装置选择与收听者的身体性特征适合的方向决定频带信息，计算控制滤波系数。因此，能够容易并正确地对于更多的人进行声像定位。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述方向决定频带信息选择部件从输入的收听者的图像数据中提取所述身体性特征，使所述方向决定频带信息存储部件基于提取出的所述身体性特征而从每个所述收听者组的方向决定频带信息中选择合适的所述方向决定频带信息。

根据该结构，本发明的声像定位装置从输入的收听者的图像数据中提取身体性特征，选择与提取出的身体性特征适合的方向决定频带信息，计算控制滤波系数。因此，能够容易并正确地对于更多的人进行声像定位。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：还包括声源信号校正部件，该声源信号校正部件通过对输入的声源信号进行频率分析，抑制使所述声源信号中包含的声像定位在与所述目标位置不同的位置上的声像定位的索引信息，从而校正所述声源信号，所述声像定位处理部件对于由所述声源信号校正部件校正过的所述声源信号进行声像定位处理。

根据该结构，本发明的声像定位装置对声源信号进行频率分析，在其中一个部分有声平的峰值时，在抑制该声平后，与算出的控制滤波系数进行卷积，所以无论声源信号如何，都能够使声像容易地定位在目标位置。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述声源信号校正部件对输入的声源信号进行频率分析，对每个频带比较声源信号的频带声平和预先设定的值，如果有被判断是频带声平比预先设定的值大的频带，则通过抑制该频带的频带声平而校正所述声源信号。

根据该结构，本发明的声像定位装置对声源信号进行频率分析，在其中一个部分有声平的峰值时，在抑制该声平后，与算出的控制滤波系数进行卷积，所以无论声源信号如何，都能够使声像容易地定位在目标位置。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述声源信号校正部件对输入的声源信号进行频率分析，对每个频带计算考虑了声源信号的屏蔽的感觉声平，将感觉声平和预先设定的值进行比较，通过抑制被判断为感觉声平比预先设定的值大的频带的感觉声平而校正所述声源信号。

根据该结构，本发明的声像定位装置对声源信号进行频率分析，在其中一个部分有声平的峰值时，在抑制该声平后，与算出的控制滤波系数进行卷积，所以无论声源信号如何，都能够使声像容易地定位在目标位置。

此外，本发明的声像定位装置也可以为以下结构：所述方向决定频带信息存储部件和所述控制滤波计算部件构成声像定位辅助装置，所述声像定位辅助装置与所述声像定位处理部件进行通信，从而将所述滤波系数传送到所述声像定位处理部件。

根据该结构，本发明的声像定位装置将声像定位处理部件和声像定位辅助装置独立构成，声像定位辅助装置能够将算出的滤波系数从远程提供给声像定位处理部件，所以能够使收听者安装在耳部等上的部分小型化。

发明效果

根据本发明，通过基于考虑了屏蔽的感觉声平和方向决定频带而计算使声像产生在目标位置的控制滤波系数，能够使多个收听者容易并正确地进行声像定位。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的声像定位装置的方框图。

图2是本发明的第2实施方式的声像定位装置的方框图。

图3是本发明的第3实施方式的声像定位装置的方框图。

图4是本发明的第3实施方式的其他形态的声像定位装置的方框图。

图5是本发明的第4实施方式的声像定位装置的方框图。

图6是本发明的第4实施方式的第一其他形态的声像定位装置的方框图。

图7是本发明的第4实施方式的第二其他形态的声像定位装置的方框图。

图8是本发明的第5实施方式的声像定位装置的方框图。

图9是本发明的第5实施方式的第一其他形态的声像定位装置的方框图。

图10是本发明的第5实施方式的第二其他形态的声像定位装置的方框图。

图11是本发明的第5实施方式的第三其他形态的声像定位装置的方框图。

图12表示由头部传递函数算出的频带声平和方向决定频带的例子的图。

图13表示由头部传递函数算出的考虑了屏蔽的感觉声平和方向决定频带的例子的图。

图14表示控制滤波系数的例子的图。

图15是以往的声像定位装置的方框图。

标号说明

11方向决定频带信息存储单元(方向决定频带信息存储部件)

12控制滤波计算单元(控制滤波计算部件)

13声像定位处理单元(声像定位处理部件)

21方向决定频带信息存储单元(方向决定频带信息存储部件)

22方向决定频带信息选择单元(方向决定频带信息选择部件)

31控制滤波计算单元(控制滤波计算部件)

32头部传递函数存储单元(头部传递函数存储部件)

41、42控制滤波计算单元(控制滤波计算部件)

51声源信号校正单元(声源信号校正部件)

61头部传递函数存储单元

62头部传递函数选择单元

63声像定位处理单元

具体实施方式

首先，说明有关作为本发明基础的用于声像定位的索引信息的理论。

如在背景技术中所述，如果将头部传递函数忠实地再现，则能够使声像定位在任意的位置，所以认为用于声像定位的索引信息包含在头部传递函数之中。

根据上述非专利文献1，在用于声像定位的索引信息中，认为主要与前后和上下方向的定位有关的索引信息包含在头部传递函数的振幅频谱中，阐明用于声像定位的索引信息的研究也在广泛进行。

作为它的一个例子，Blauert(“Sound localization in the median plane，”Acustica，vol.22，pp.205-213，1969/70)提出了从正中面内提示窄带噪声时，产生的声像的方向与声源方向没有关系，依赖于刺激的中心频率而被感知。Blauert将决定这样的声像方向的频带定义为方向决定频带(DirectionalBand)。

而且，在声源为宽频带信号的情况下，也依赖于头部传递函数的主频带(Boosted Band)而感知声像方向，提出了该方向与方向决定频带的方向一致的假说。

但是，Blauert提出的方向决定频带是使全部被实验者的实验结果一致的方向决定频带，同样即使对于主频带，也是基于头部传递函数的平均值的方向决定频带。因此，未考虑有关头部传递函数的个人差别，不能说明确地提出了方向决定频带和头部传递函数之间的关系。

本发明人对每个被实验者进行了有关方向决定频带和头部传递函数的主频带之间关联的分析。其结果可知，在5kHz以上的频带中，头部传递函数的主频带和该方向的方向决定频带有所不同。

作为一例，图12表示由某个被实验者的头部传递函数算出的频带声平和后方的方向决定频带。各线段表示在正中面内正面为0度，上方向上声源的位置每次改变30度时的频带声平。

该被实验者在11.2kHz为后方(图中180的线段)的方向决定频带，但在该频带中，从图中也可知，从正面稍稍上方(图中30的线段)的频带声平成为主频带声平，与Blauert的假说不一致。

作为产生这样的不一致的理由，认为在Blauert的假说中，未考虑作为听觉现象之一的屏蔽。根据日本音响学会的‘音响用语词典’(コロナ社)，屏蔽为某个音的最小可听值因其他音的存在而上升的现象。特别是根据以往广泛的研究，已十分清楚有关某个频率分量的音将该频率分量的周边、尤其是较高频率的音屏蔽的现象。关于这种屏蔽，作为著名的文献，可列举穆尔(ム—ァ(Moore))的“听觉心理学概论”(誠信書房)。

即使关于头部传递函数，特别是在5kHz以上的频带中产生尖的峰和谷，所以认为不可忽略屏蔽的影响。

因此，本发明人尝试通过头部传递函数计算考虑了屏蔽的感觉声平，并搞清楚它与方向决定频带之间的关系。根据前面提到的‘音响用语词典’，感觉声平将音的强度的声平定义为以该音的最小可听值作为基准来表示的值。考虑了屏蔽的感觉声平，根据以下的步骤进行计算。

首先，单独地计算头部传递函数的各频率分量对周边频率产生的屏蔽量。通过将它们全部合并而计算总屏蔽量。通过从头部传递函数的各频率分量的声平中减去总屏蔽量的声平而求考虑了屏蔽的感觉声平。

作为一例，图13中表示由图12的被实验者的头部传递函数算出的考虑了屏蔽的感觉声平和后方的方向决定频带。再有，这里，表示了以ISO/IECMPEG-1 Psychoacoustic Model(ISO/IEC 11172-3：1993(E))为参考而算出的750Hz等间隔的每个频带的感觉声平。在图12中，由根据被实验者的头部传递函数算出的频带声平而对屏蔽的影响进行校正所获得的频带声平相当于考虑了该屏蔽的感觉声平。

与图12的情况有所不同，后方(图中180的线段)的数值在11625Hz时最大(在5kHz以上的频带中)，与后方的方向决定频带11.2kHz大致一致。

这样，本发明人得到了以下结论：声像定位的前后和上下方向的索引信息能够由头部传递函数算出的考虑了屏蔽的感觉声平和方向决定频带之间的关系来说明。更具体地说，由某个方向的头部传递函数算出的考虑了屏蔽的感觉声平为最大的频带和该方向的方向决定频带是一致的。

根据以上结果，可导出以下结论：为了在任意的前后和上下方向上进行声像定位，不一定需要收听者本人的头部传递函数，通过对考虑了屏蔽的感觉声平和方向决定频带进行考虑而计算控制滤波系数就可以。更具体地说，为了使通过控制滤波系数算出的考虑了屏蔽的感觉声平为最大的频率和要定位声像的位置的方向决定频带一致，计算控制滤波系数就可以。

此外，例如即使头部传递函数在收听者间有所不同，但如果考虑了上述屏蔽的感觉声平和方向决定频带之间的关系相同，则能够使用共用的控制滤波系数进行同样的声像定位，所以能够容易地实现可以使多个收听者容易并正确地进行声像定位的声像定位装置。

再有，根据以往技术(例如，日本专利第3388235号)可知，声像的左右方向(在上述专利中相当于上升角)通过使用两耳间时间差和两耳间声平差而能够与前后和上下方向(在上述专利中相当于上方角)独立地控制。因此，在本发明的声像定位装置中，通过附加了使用上述两耳间时间差和两耳间声平差来控制声像的左右方向的功能，显然能够使声像定位在三维空间内的任意位置。

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

(第1实施方式)

图1是表示本发明的第1实施方式的声像定位装置。

在图1中，本实施方式的声像定位装置包括：方向决定频带信息存储单元11，构成预先存储方向决定频带的信息的方向决定频带信息存储部件；控制滤波计算单元12，构成从方向决定频带信息存储单元11读出与输入的目标位置信息对应的方向决定频带的信息，从而基于读出的方向决定频带的信息而计算控制滤波系数的控制滤波计算部件；以及声像定位处理单元13，构成对于输入的声源信号，使用控制滤波计算单元12算出的控制滤波系数进行声像定位处理，并输出声像定位信号的声像定位处理部件。

在这样的声像定位装置中，在方向决定频带信息存储单元11中，存储有预先算出的与每个方向的方向决定频带有关的信息。

然后，控制滤波计算单元12在被输入了目标位置信息时，从方向决定频带信息存储单元11读出与目标位置信息对应的方向决定频带，并计算控制滤波系数，以使考虑了屏蔽的感觉声平的最大值与读出的方向决定频带一致。

例如，如图14所示，如果是抑制方向决定频带两端的频带的滤波，则方向决定频带中的屏蔽量减少，所以考虑了方向决定频带中的屏蔽的感觉声平增大，能够使声像定位在与方向决定频带对应的位置上。再有，即使在方向决定频带两端的频带中仅抑制其中一个，也可获得同样的效果。

控制滤波计算单元12将这样算出的控制滤波系数输出到声像定位处理单元13。

声像定位处理单元13在从控制滤波计算单元12输入了控制滤波系数时，将输入的控制滤波系数与输入的声源信号卷积而进行声像定位处理，将作为进行过声像定位的音响信号的声像定位信号输出到未图示的头戴式耳机或扬声器等的音响再现装置。

这样，在本实施方式中，从目标位置的方向决定频带，计算控制滤波系数，以使在该方向决定频带考虑了屏蔽的感觉声平最大，并将算出的控制滤波系数与声源信号卷积而进行声像定位，所以即使不使用测定上需要时间、而且数据量多的头部传递函数，也能够容易地使声像定位在目标位置上。

此外，如果在方向决定频带信息存储单元11中预先存储了适合多人的方向决定频带，则能够对多个收听者正确地进行声像定位。

(第2实施方式)

下面，图2是表示本发明的第2实施方式的声像定位装置的图。再有，本实施方式与上述第1实施方式大致同样地构成，所以在同样的结构上附加相同的标号而仅说明特征部分。

本实施方式的声像定位装置的特征是，包括方向决定频带信息选择单元22，该单元构成基于收听者的身体性特征等的收听者信息，生成并输出成为方向决定频带变化的主要因素的收听者的特征信息的方向决定频带信息选择部件，构成方向决定频带信息存储部件的方向决定频带信息存储单元21对成为方向决定频带变化主要因素的每个收听者的特征存储多个方向决定频带信息，方向决定频带信息选择单元22选择与输出的收听者的特征信息适合的方向决定频带的信息。

具体地说，在方向决定频带信息存储单元21中，将成为方向决定频带变化的主要因素的收听者的特征(例如，耳部的大小或脸部的轮廓等)作为分类项目，对每个分类项目的特征，存储预先算出的每个方向的方向决定频带(方向决定频带信息)。

在方向决定频带信息选择单元22中，表示收听者的身体性特征(脸部或全身等)的图像信息作为收听者信息而被输入，方向决定频带信息选择单元22从该图像信息中提取收听者的特征(耳部的大小或脸部的轮廓或身高等)，该特征成为方向决定频带信息的分类项目的方向决定频带变化的主要因素，被存储在预先设定的方向决定频带信息存储单元21中，并作为收听者的特征信息而输出到方向决定频带信息存储单元21。

方向决定频带信息存储单元21从适合于输入的收听者的特征信息的方向决定频带信息中，根据控制滤波计算单元12的请求，输出所指定的方向的方向决定频带。

与上述实施方式同样，控制滤波计算单元12读出与输入的目标位置对应的方向决定频带，计算控制滤波系数并输出到声像定位处理单元13。

与上述实施方式同样，声像定位处理单元13从控制滤波计算单元12被输入了控制滤波系数时，将输入的控制滤波系数与输入的声源信号卷积并输出。

这样，在本实施方式中，对成为方向决定频带变化主要因素的每个收听者的特征准备多个方向决定频带信息，从收听者的身体性特征等的收听者信息中提取成为方向决定频带变化的主要因素的收听者的特征，以适合于提取的收听者特征的方向决定频带信息的方向决定频带来计算控制滤波系数，以使考虑了屏蔽的感觉声平为最大，并将算出的控制滤波系数与声源信号卷积而进行声像定位，所以能够对多个收听者正确地进行声像定位。

再有，在本实施方式中，作为收听者信息而输入图像信息，从图像信息中提取收听者特征，但方向决定频带信息选择单元22也可以提示成为方向决定频带变化主要因素的特征点的项目(例如，耳部的大小或脸部的轮廓或身高等)，使收听者输入各项目中的自己的特征，从与输入的特征对应的方向决定频带信息中选择所指定的方向的方向决定频带。

此外，也可以不是收听者的身体性特征，而将对声像定位产生影响的听觉性特征(例如，方向决定频带的差异等)作为分类项目。

(第3实施方式)

下面，图3是表示本发明的第3实施方式的声像定位装置的图。再有，本实施方式与上述第1实施方式大致同样地构成，所以在同样的结构上附加相同的标号而仅说明特征部分。

本实施方式的声像定位装置的特征是，包括预先存储头部传递函数的头部传递函数存储单元32，构成控制滤波计算部件的控制滤波计算单元31根据存储在构成头部传递函数存储部件的头部传递函数存储单元32中的头部传递函数计算考虑了屏蔽的感觉声平，对头部传递函数进行校正，以使算出的感觉声平的最大值与从方向决定频带信息存储单元11中读出的方向决定频带一致，从而计算控制滤波系数。

具体地说，与上述实施方式同样，方向决定频带信息存储单元11中，存储有预先算出的每个方向的方向决定频带。

在头部传递函数存储单元32中，存储有标准的头部传递函数。

然后，控制滤波计算单元31在被输入目标位置信息时，从方向决定频带信息存储单元11中读出与目标位置信息对应的方向决定频带，从头部传递函数存储单元32中读出头部传递函数，根据读出的头部传递函数而计算考虑了屏蔽的感觉声平，对头部传递函数进行校正，以使算出的感觉声平的最大值与读出的方向决定频带一致，从而计算并输出控制滤波系数。

与上述实施方式同样，声像定位处理单元13从控制滤波计算单元31被输入了控制滤波系数时，将输入的控制滤波系数与输入的声源信号卷积并输出。

这样，在本实施方式中，由于对头部传递函数进行校正，以使根据头部传递函数算出的考虑了屏蔽的感觉声平的最大值与方向决定频带一致，从而计算控制滤波系数，所以能够对头部传递函数中包含的个人差异基于方向决定频带进行校正，能够对多个收听者正确地进行声像定位。

作为本实施方式的其他形态，如图4所示，设置上述第2实施方式的方向决定频带信息存储单元21及方向决定频带选择单元22，取代方向决定频带信息存储单元11。通过这样构成，能够对头部传递函数中包含的个人差异基于与收听者的特征对应的方向决定频带进行校正，能够对多个收听者正确地进行声像定位。

再有，在本实施方式中，将标准的头部传递函数存储在头部传递函数存储单元32中，但还可以存储在所有方向上包含了共同特征的全方向共同的头部传递函数，也可以如上述第2实施方式的方向决定频带信息存储单元21那样，根据收听者的特征进行分类而存储多个头部传递函数。

(第4实施方式)

下面，图5是表示本发明的第4实施方式的声像定位装置的图。再有，本实施方式与上述第1实施方式大致同样地构成，所以在同样的结构上附加相同的标号而仅说明特征部分。

本实施方式的声像定位装置的特征是，声源信号被输入到构成控制滤波计算部件的控制滤波计算单元41，控制滤波计算单元41计算控制滤波系数，该控制滤波系数使根据声源信号算出的考虑了屏蔽的感觉声平中所包含的方向决定频带以外的最大值受到抑制。

具体地说，与上述实施方式同样，在方向决定频带信息存储单元11中，存储有预先算出的每个方向的方向决定频带。

然后，控制滤波计算单元41在被输入了目标位置信息时，从方向决定频带信息存储单元11读出与目标位置信息对应的方向决定频带，根据输入的声源信号而计算考虑了屏蔽的感觉声平，如果在读出的方向决定频带以外的频带有最大值，则计算并输出控制滤波系数，以抑制该最大值，并且使考虑了上述屏蔽的感觉声平的最大值与读出的方向决定频带一致。

与上述实施方式同样，声像定位处理单元13从控制滤波计算单元输入了控制滤波系数时，将输入的控制滤波系数与输入的声源信号卷积并输出。

这样，在本实施方式中，对声源信号进行分析，在目标位置的方向决定频带以外的频带有考虑了屏蔽的感觉声平的最大值的情况下，计算控制滤波系数，以抑制该最大值，所以无论声源信号如何，都能够使声像容易地定位在目标位置。

作为本实施方式的第1其他形态，如图6所示，设置上述第2实施方式的方向决定频带信息存储单元21及方向决定频带信息选择单元22，取代方向决定频带信息存储单元11。通过这样构成，能够对多个收听者正确地进行声像定位。

作为本实施方式的第2其他形态，如图7所示，包括上述第3实施方式的头部传递函数存储单元32，与上述第3实施方式同样，构成控制滤波计算部件的控制滤波计算单元42对头部传递函数进行校正，以使头部传递函数存储单元32中存储的考虑了头部传递函数的屏蔽的感觉声平的最大值与从方向决定频带信息存储单元11读出的方向决定频带一致，从而计算控制滤波系数。通过这样构成，能够使多个收听者正确地进行声像定位。

再有，在本实施方式中，如果从声源信号而考虑了屏蔽的感觉声平，在与目标位置对应的方向决定频带不同的频带中最大，则该最大值受到抑制，但也可以在与目标位置对应的方向决定频带不同的频带中，将考虑了上述屏蔽的感觉声平和预先设定的值比较，并使被判断为比预先设定的值大的考虑了频带的屏蔽的感觉声平受到抑制。

此外，也可以不限于上述方法，而设置使声像定位在声源信号中包含的、与目标位置不同的位置上的声像定位的索引信息受到抑制的处理。

(第5实施方式)

下面，图8是表示本发明的第5实施方式的声像定位装置的图。再有，本实施方式与上述第1实施方式大致同样地构成，所以在同样的结构上附加相同的标号而仅说明特征部分。

本实施方式的声像定位装置的特征是，包括声源信号校正单元51，该单元构成声源信号校正部件，对输入的声源信号进行频率分析，在全频带比较声源信号的频带声平和预先设定的值，如果有被判断为频带声平比预先设定的值大的频带，则抑制并输出该频带的频带声平。

具体地说，与上述实施方式同样，在方向决定频带信息存储单元11中，存储有预先算出的每个方向的方向决定频带。

与上述实施方式同样，控制滤波计算单元12读出与输入的目标位置对应的方向决定频带，计算控制滤波系数并将其输出到声像定位处理单元13。

声源信号校正单元51对输入的声源信号进行频率分析，在全频带比较声源信号的频带声平和预先设定的值，如果有被判断为频带声平比预先设定的值大的频带，则对其进行抑制并输出到声像定位处理单元13，以使该频带的频带声平变为例如预先设定的值以下。

与上述实施方式同样，声像定位处理单元13从控制滤波计算单元12输入了控制滤波系数时，将输入的控制滤波系数与输入的声源信号(声源信号校正单元51校正过的声源信号)卷积并输出。

这样，在本实施方式中，对声源信号进行频率分析，在其中一个部分有声平的峰值的情况下，抑制该声平后，与算出的控制滤波系数卷积，所以无论声源信号如何，都能够使声像容易地定位在目标位置。

再有，在本实施方式中，使声源信号的比预先设定的值大的声平的频带受到抑制，但也可以计算考虑了声源信号的屏蔽的感觉声平，将感觉声平和预先设定的值比较，使判断为感觉声平比预先设定的值大的频带的感觉声平受到抑制。

此外，也可以使目标位置的方向决定频带从控制滤波计算单元12输入到声源信号校正单元51，抑制所输入的方向决定频带以外的频带中的最大值。

此外，也可以不限于上述方法，而设置使声像定位在声源信号中包含的、与目标位置不同的位置上的声像定位的索引信息受到抑制的处理。

此外，也可以将频带分割为多个，设置对每个频带施以抑制的阈值。

作为本实施方式的第1其他形态，如图9所示，设置上述第2实施方式的方向决定频带信息存储单元21及方向决定频带信息选择单元22，取代方向决定频带信息存储单元11。通过这样构成，能够对多个收听者正确地进行声像定位。

作为本实施方式的第2其他形态，如图10所示，包括上述第3实施方式的控制滤波计算单元31和头部传递函数存储单元32，与上述第3实施方式同样，控制滤波计算单元31对头部传递函数进行校正，以使头部传递函数存储单元32中存储的考虑了头部传递函数的屏蔽的感觉声平的最大值与从方向决定频带信息存储单元11读出的方向决定频带一致，从而计算控制滤波系数。通过这样构成，能够对多个收听者正确地进行声像定位。

作为本实施方式的第3其他形态，如图11所示，设置上述以往的声像定位装置中的方向决定频带信息存储单元61、头部传递函数选择单元62和声像定位处理单元63。通过这样构成，即使是与以往的声像定位装置同样的方式，也能够对多个收听者正确地声像定位在目标位置。

这样，在本实施方式中，包括声源信号校正单元51，该单元对输入的声源信号进行频率分析，在全频带比较声源信号的频带声平和预先设定的值，如果有被判断为频带声平比预先设定的值大的频带，则抑制并输出该频带的频带声平，所以即使在输入的声源信号中包含例如使声像定位在与目标位置不同的位置上的声像定位的索引信息，也能够正确地声像定位在目标位置。

再有，根据“听觉心理学概论”可知，人的听觉具有被称为“听觉滤波”的与带通滤波器类似的功能，对于输入到耳部的信号的频率分量，进行某种平滑。即，在上述各实施方式中，控制滤波计算单元对于输入的声源信号的频率特性、头部传递函数、考虑了屏蔽的感觉声平、方向决定频带，即使不考虑到该频率分量的细节，也可以计算听觉上足够精度的控制滤波系数。

因此，控制滤波计算单元也可以将输入的声源信号的频率特性、头部传递函数、考虑了屏蔽的感觉声平、方向决定频带中至少一个分配在多个频带中，基于每个频带的频带声平或频带信息而计算控制滤波系数。此外，也可以对每个频带计算控制滤波系数。

此外，控制滤波计算单元也可以预先计算必要的控制滤波系数，根据目标位置而选择控制滤波系数，并将它输出到声像定位处理单元。

此外，在上述各实施方式中，可以将除了声像定位处理单元以外的各单元作为进行控制滤波计算的声像定位辅助装置，也可以作为通过通信等来提供控制滤波信息的声像定位信息服务器。通过这样构成，本发明的声像定位装置可以独立构成声像定位处理单元和声像定位辅助装置，声像定位辅助装置将算出的滤波系数远程提供给声像定位处理单元，所以能够将收听者在耳部安装的部分小型化。

此外，也可以将第5实施方式的声源信号校正单元51作为独立的声源信号校正装置。

工业上的利用可能性

如以上那样，本发明的声像定位装置具有能够将多个收听者容易并正确地进行声像定位的效果，在移动电话、游戏机、CD(Compact Disc)播放机等进行声音再现的全部装置中，在使声像产生在三维空间的任意位置上的情况下是有用的。

Claims (18)

1.一种声像定位装置，其特征在于，包括：方向决定频带信息存储部件，存储与方向决定频带有关的信息；控制滤波计算部件，从所述方向决定频带信息存储部件中读出与输入的目标位置对应的所述方向决定频带，并基于读出的所述方向决定频带和考虑了屏蔽的感觉声平而计算控制滤波系数；以及声像定位处理部件，对于输入的声源信号，使用所述控制滤波系数进行声像定位处理。

2.如权利要求1所述的声像定位装置，其特征在于，所述控制滤波计算部件计算所述控制滤波系数，以使考虑了所述屏蔽的感觉声平取最大值的频率与所述目标位置所对应的方向决定频带一致。

3.如权利要求1所述的声像定位装置，其特征在于，包括存储头部传递函数的头部传递函数存储部件，所述控制滤波计算部件基于从所述头部传递函数存储部件取得的头部传递函数、考虑了所述屏蔽的感觉声平和与所述目标位置对应的方向决定频带而计算所述控制滤波系数。

4.如权利要求3所述的声像定位装置，其特征在于，所述控制滤波计算部件计算所述控制滤波系数，以使基于所述头部传递函数算出的考虑了所述屏蔽的感觉声平取最大值的频率与所述目标位置所对应的方向决定频带一致。

5.如权利要求1或权利要求2所述的声像定位装置，其特征在于，所述控制滤波计算部件将考虑了所述屏蔽的感觉声平和与所述目标位置对应的方向决定频带的至少一个分割为多个频带，基于每个频带的频带声平或频带信息而计算所述控制滤波系数。

6.如权利要求3或权利要求4所述的声像定位装置，其特征在于，所述控制滤波计算部件将所述头部传递函数、考虑了所述屏蔽的感觉声平和与所述目标位置对应的方向决定频带的至少一个分割为多个频带，基于每个频带的频带声平或频带信息而计算所述控制滤波系数。

7.如权利要求1至权利要求6的任何一项所述的声像定位装置，其特征在于，所述控制滤波计算部件基于所述声源信号的频率特性，计算所述控制滤波系数，以使考虑了位于与所述目标位置对应的方向决定频带以外的频带的屏蔽的感觉声平的最大值受到抑制。

8.如权利要求1至权利要求6的任何一项所述的声像定位装置，其特征在于，所述控制滤波计算部件基于所述声源信号的频率特性，将考虑了位于与所述目标位置对应的方向决定频带以外的频带的屏蔽的感觉声平和预先设定的值进行比较，并计算所述控制滤波系数，以使考虑了比预先设定的值大的频带的屏蔽的感觉声平受到抑制。

9.如权利要求7或权利要求8所述的声像定位装置，其特征在于，所述控制滤波计算部件将所述声源信号的频率特性分割为多个频带，基于每个频带的频带声平或频带信息而计算所述控制滤波系数。

10.如权利要求1至权利要求9的任何一项所述的声像定位装置，其特征在于，所述控制滤波计算部件计算使在与所述目标位置对应的方向决定频带的两端的频带的至少一个频带受到抑制的控制滤波系数，将它作为所述控制滤波系数。

11.如权利要求1至权利要求10的任何一项所述的声像定位装置，其特征在于，所述控制滤波计算部件将所述控制滤波系数分割为多个频带，对每个频带计算所述控制滤波系数。

12.如权利要求1至权利要求11的任何一项所述的声像定位装置，其特征在于，所述方向决定频带信息存储部件包括方向决定频带信息选择部件，该方向决定频带信息选择部件对根据收听者特征分类的多个收听者组的每个组存储所述方向决定频带信息，使所述方向决定频带信息存储部件基于输入的收听者信息而从每个所述收听者组的方向决定频带信息中选择合适的所述方向决定频带信息。

13.如权利要求12所述的声像定位装置，其特征在于，所述方向决定频带信息存储部件对根据收听者的身体特征分类的多个收听者组的每个组存储所述方向决定频带信息。

14.如权利要求13所述的声像定位装置，其特征在于，所述方向决定频带信息选择部件从输入的收听者的图像数据中提取所述身体性特征，使所述方向决定频带信息存储部件基于提取出的所述身体性特征而从每个所述收听者组的方向决定频带信息中选择合适的所述方向决定频带信息。

15.如权利要求1至权利要求14的任何一项所述的声像定位装置，其特征在于，还包括声源信号校正部件，该声源信号校正部件通过对输入的声源信号进行频率分析，抑制所述声源信号中包含的使声像定位在与所述目标位置不同的位置上的声像定位的索引信息，从而校正所述声源信号，所述声像定位处理部件对于由所述声源信号校正部件校正过的所述声源信号进行声像定位处理。

16.如权利要求15所述的声像定位装置，其特征在于，所述声源信号校正部件对输入的声源信号进行频率分析，对每个频带比较声源信号的频带声平和预先设定的值，如果有被判断是频带声平比预先设定的值大的频带，则通过抑制该频带的频带声平而校正所述声源信号。

17.如权利要求15所述的声像定位装置，其特征在于，所述声源信号校正部件对输入的声源信号进行频率分析，对每个频带计算考虑了声源信号的屏蔽的感觉声平，将感觉声平和预先设定的值进行比较，通过抑制被判断为感觉声平比预先设定的值大的频带的感觉声平而校正所述声源信号。

18.如权利要求1所述的声像定位装置，其特征在于，所述方向决定频带信息存储部件和所述控制滤波计算部件构成声像定位辅助装置，所述声像定位辅助装置与所述声像定位处理部件进行通信，从而将所述滤波系数传送到所述声像定位处理部件。

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