CN101326855A - 音响信号处理装置、音响信号处理方法、音响再现系统、音响信号处理装置的设计方法 - Google Patents

音响信号处理装置、音响信号处理方法、音响再现系统、音响信号处理装置的设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101326855A
CN101326855A CNA2005800522443A CN200580052244A CN101326855A CN 101326855 A CN101326855 A CN 101326855A CN A2005800522443 A CNA2005800522443 A CN A2005800522443A CN 200580052244 A CN200580052244 A CN 200580052244A CN 101326855 A CN101326855 A CN 101326855A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
signal
passage
loud speaker
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2005800522443A
Other languages
English (en)
Inventor
柳川博文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chiba Institute of Technology
Authentic Ltd
Original Assignee
Chiba Institute of Technology
Authentic Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chiba Institute of Technology, Authentic Ltd filed Critical Chiba Institute of Technology
Publication of CN101326855A publication Critical patent/CN101326855A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/04—Circuit arrangements, e.g. for selective connection of amplifier inputs/outputs to loudspeakers, for loudspeaker detection, or for adaptation of settings to personal preferences or hearing impairments
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00—Two-channel systems
    • H04S1/002—Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/03—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/15—Transducers incorporated in visual displaying devices, e.g. televisions, computer displays, laptops
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/04—Plane diaphragms
    • H04R7/045—Plane diaphragms using the distributed mode principle, i.e. whereby the acoustic radiation is emanated from uniformly distributed free bending wave vibration induced in a stiff panel and not from pistonic motion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2420/07—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

本发明的音响信号处理装置当利用具有左右通道共用的振动板的扬声器来再现声音时，可以使收听者感觉到宽阔的音场。音响再现系统(10)用于利用扬声器(20)来再现声音，该扬声器(20)具备液晶显示装置的透明面板(24)和与左右各通道的信号对应地对透明面板(24)进行励振的励振器(26)，具备：一对输入端子(32)，分别被输入左右通道的信号；一对音场调整滤波器(38)，具有针对多个预定的频带分别预先设定的频带通过特性，使所输入的左右通道的信号分别通过；运算输出器(36)，从所输入的左右各通道的信号减去通过了音场调整滤波器(38)的其他通道的信号，将该结果作为扬声器(20)的对应的通道的信号来输出；以及延迟电路(34)，设在运算输出器(36)的前级。

Description

音响信号处理装置、音响信号处理方法、音响再现系统、音响信号处理装置的设计方法
技术领域
本发明涉及用于利用具有左右通道共用的振动板的扬声器来再现声音的音响信号处理装置以及方法、音响再现系统、以及音响处理装置的设计方法。
背景技术
以往，公知有在音响再现系统中对供给到左右扬声器的音响信号施加信号处理，从而可以将声象定位方向(收听者感知音源的方向)与左右扬声器位置相比扩得更大的音场扩大技术。例如，在非专利文献1所公开的技术中，通过对左右各通道的音响信号卷积从音源到收听者的左右耳的位置的传递函数(HRTF)，从而可以使收听者感觉到恰如从其音源位置输出了声音那样的音场。
另外，在非专利文献2中，公开了当使用扬声器来再现音响的情况下，消除左右通道间的串扰(crosstalk)的技术。将这样的串扰消除技术与非专利文献1公开的技术组合，一边消除左右扬声器的串扰，一边使用非专利文献1的音场扩大技术，从而可以更有效地扩大声象定位方向。
另外，在非专利文献3中，公开了如下结构的扬声器：在覆盖液晶显示装置的表面的透明面板的左右设置励振器，使用该励振器使液晶面板振动，从而将该透明面板作为振动板而产生音响。根据这样的扬声器，可以利用液晶显示装置和扬声器的一体化来实现省空间化，并且通过从同一位置产生声音和影像来提高临场感。
非专利文献1：D.B.Anderson et al，“The sound dimension”，IEEE SPECTRUM，March 1997.
非专利文献2：M.R.Shcroeder et al，“Comparative study ofEuropean concert halls：correlation of subjective preference withgeometric an acoustic parameters”，J.Accoust.Soc.Am.，V01.55，No.4，October 1974.
非专利文献3：“The NXT Technology Review 01”、[online]、[平成16年5月18日检索]、因特网<URL：http://www.flatspeaker.com/nxtsound/technology/techReview.php>
图13示出如非专利文献3公开的那样具有左右通道共用的振动板的扬声器的频率特性的一个例子。该图所示的频率特性是仅向左右的一方通道提供音响信号并在扬声器前方位置测定出音压来取得的。如在该图中附加圆圈所示那样，在该扬声器的频率特性中，表示出多个电平衰落得较大的点。可以认为成为这样的特性的原因在于，由于振动板的振动姿态部分地以逆相位振动而发生放射音的抵消。
另外，在上述非专利文献2公开的技术中，如该文献的图2所示那样，进行将各通道的音响信号乘以1/S以及1/(1-C2)的处理(C＝A/S，S为从左右扬声器到收听者的相同侧的耳的各个传递函数，A为从左右扬声器到收听者的相反侧的耳的各个传递函数)。因此，在将该技术应用于非专利文献3公开的结构的扬声器的情况下，如图13所示那样在电平衰落得较大的频率处S的值接近零，由于利用该值来进行除法，所以响应的收敛性变差，存在难以在实用的范围内取得期望的音响特性的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述的点而提出的，其目的在于：当利用具有左右通道共用的振动板的扬声器来再现声音时，可以使收听者感觉到宽阔的音场。
为了达成上述的目的，本发明的音响信号处理装置用于利用扬声器来再现声音，该扬声器具备左右通道共用地设置的振动板和与左右各通道的信号对应地对上述振动板进行励振的与左右各通道对应的励振器，其特征在于包括：
一对输入端子，分别被输入左右通道的信号；
一对音场调整滤波器，具有针对多个预定的频带分别预先设定的频带通过特性，使上述输入的左右通道的信号分别通过；以及
运算输出部件，从上述输入的左右各通道的信号减去通过了上述滤波器的其他通道的信号，将该结果作为上述扬声器的对应的通道的信号来输出。
另外，在本发明的一个方式中，上述音场调整滤波器是具有将上述具有针对多个预定的频带分别预先设定的频带通过特性的带通滤波器，针对这些多个频带全体合起来的通过特性的数字滤波器，如果使用线性相位形FIR滤波器作为该带通滤波器，则每个频带的相位延迟时间为相同值，在将各频带的特性相加时无需挪动时间轴，滤波器的设计变得容易。
另外，在本发明的一个方式中，在上述运算输出部件的前级，具备具有与上述音场调整滤波器的相位延迟时间对应的延迟时间的延迟电路。通过设置这样的延迟电路，可以使各通道的信号和从其他通道通过音场调整滤波器而供给的信号的相位配合，由此，可以更有效地进行用于音场扩大的音响处理。
另外，在本发明的另一方式中，也可以设为上述音场调整滤波器由与多个预定的频带分别对应地设置的多个带通滤波器构成，
上述运算输出部件从左右各通道的输入信号减去分别通过了上述多个带通滤波器的其他通道的音响信号。
另外，本发明的音响信号处理方法用于利用扬声器来再现声音，该扬声器具备左右通道共用地设置的振动板和与左右各通道的信号对应地对上述振动板进行励振的与左右各通道对应的励振器，其特征在于，
使左右通道的输入信号通过具有针对多个预定的频带分别预先设定的频带通过特性的滤波器，
从左右各通道的输入信号减去通过了上述滤波器的其他通道的信号，
将该减法后的结果的信号作为上述扬声器的对应的通道的信号来输出。
另外，本发明的音响再现系统的特征在于包括：
扬声器，该扬声器具备左右通道共用地设置的振动板和与左右各通道的信号对应地对上述振动板进行励振的与左右各通道对应的励振器；
一对输入端子，分别被输入左右通道的信号；
一对音场调整滤波器，具有针对多个预定的频带分别预先设定的频带通过特性，使上述输入的左右通道的信号分别通过；以及
运算输出部件，从上述输入的左右各通道的信号减去通过了上述滤波器的其他通道的信号，将该结果作为上述扬声器的对应的通道的信号来输出。
另外，本发明的音响信号处理装置的设计方法的特征在于包括：
测定出与多个频带i(i＝1、...、N；N为频带数)分别对应的带通滤波器BPi的脉冲响应并设为第一试验信号Smi的步骤；
将上述第一试验信号Smi的相位反转而设为第二试验信号Sci的步骤；
向上述扬声器的一方的通道输入上述第一试验信号Smi，并且通过时间延迟调整器以及电平调整器向上述扬声器的另一方的通道输入上述第二试验信号Sci，使用立体声麦克风收音上述扬声器所产生的声音来取得其测定信号SLi、SRi的步骤；
使用立体声麦克风来收音将产生与上述第一试验信号Smi或上述第二试验信号Sci对应的声音的音源设置于上述扬声器的左侧或右侧的位置时的声音，取得该测定信号作为基准信号SL＊ i、SR＊ i的步骤；
利用上述时间延迟调整器以及电平调整器来分别调整时间延迟以及电平，以使上述测定信号SLi、SRi近似于上述基准信号SL＊ i、SR＊ i的步骤；
将上述调整后的时间延迟设为调整时间延迟τi的步骤；
将与上述调整后的电平的上述第一试验信号Smi对应的增益设为调整增益ki的步骤；
将上述脉冲响应δi乘以上述调整增益ki并且使其延迟上述调整时间延迟τi而设为脉冲响应hci的步骤；以及
将该脉冲响应hci针对全部频带相加来决定上述滤波器的响应hc的步骤。
另外，本发明的音响信号处理装置的设计方法的特征在于包括：
测定出与多个频带i(i＝1、...、N；N为频带数)分别对应的带通滤波器BPi的脉冲响应而设为第一试验信号Smi的步骤；
向上述扬声器的一方的通道输入上述第一试验信号Smi，并且通过时间延迟调整器以及电平调整器向上述扬声器的另一方的通道输入上述第二试验信号Sci，使用立体声麦克风收音上述扬声器所产生的声音来取得其测定信号SLi、SRi的步骤；
取得对上述第一试验信号Smi、和作为关于与该频带i对应的频带的从上述扬声器的左侧或右侧的位置到收听者的头部的传递函数HRTF的傅立叶逆变换的两耳的脉冲响应进行了卷积的信号作为基准信号SL＊ i＝SR＊ i的步骤；
利用上述时间延迟调整器以及电平调整器来分别调整时间延迟以及电平，以使上述测定信号SLi、SRi近似于上述基准信号SL＊ i、SR＊ i的步骤；
将上述调整后的时间延迟设为调整时间延迟τi的步骤；
将与上述调整后的电平的上述第一试验信号Smi对应的增益设为调整增益ki的步骤；
将上述脉冲响应δi乘以上述调整增益ki并且使其延迟上述调整时间延迟τi而设为脉冲响应hci的步骤；以及
将该脉冲响应hci针对全部频带相加来决定上述滤波器的响应hc的步骤。
根据本发明，当利用具有左右通道共用的振动板的扬声器来再现声音时，可以使收听者感觉到宽阔的音场。
附图说明
图1是作为本发明的一个实施例的音响再现系统的系统结构图。
图2是本实施例的音响再现系统具备的扬声器的剖面图。
图3是示出设计本实施例的音响再现系统具备的音场调整滤波器的步骤的流程图。
图4是用于说明在音场调整滤波器的设计方法中从各频带的带通滤波器的脉冲响应取得第一试验信号的步骤的图。
图5是用于说明从第一试验信号取得第二试验信号的步骤的图。
图6是用于说明测定信号SLi、SRi的测定步骤的图。
图7是用于说明基准信号SL＊ i、SR＊ i的测定步骤的图。
图8是用于说明频带的合并处理的图。
图9是用于说明相位延迟时间的图。
图10是用于说明针对各频带i从带通滤波器的脉冲响应δi求出脉冲响应hci的步骤的图。
图11是用于说明从脉冲响应hci求出作为音响调整滤波器的特性的脉冲响应hc的步骤的图。
图12是示出本实施例的音响再现系统的再现音的频率特性的图，图12(a)示出左右信号的电平差，图12(b)示出左右信号的相位差。
图13是示出具有左右通道共用的振动板的扬声器的音压的频率特性的图。
(标号说明)
BPi：带通滤波器；Smi：第一试验信号；Sci：第二试验信号；SLi、SRi：测定信号；SL＊ i、SR＊ i：基准信号；τi：调整时间延迟；ki：调整增益；δi、hci、he：脉冲响应；10：音响再现系统；20：扬声器；22：液晶单元；24：透明面板；26(26L、26R)：励振器；30：音响信号处理装置；32(32L、32R)：输入端子；34(34L、34R)：延迟电路；36(36L、36R)：运算输出器；38(38L、38R)：音场调整滤波器
具体实施方式
图1是作为本发明的一个实施例的音响再现系统10的系统结构图。如图1所示，本实施例的音响再现系统10具备扬声器20、音响信号处理装置30。首先，对扬声器20的结构进行说明。
图2是扬声器20的剖面图。本实施例中的扬声器20例如与个人计算机用等的液晶显示器装置一体化，如图2所示，具备覆盖液晶单元22的表面的例如丙烯酸制的透明面板24、设置在保持液晶单元22的支撑框25和透明面板24之间的左右各通道的励振器26(26L、26R)。励振器26例如由音圈(Voice Coil)或压电元件构成，各通道的励振器26L、26R与分别供给来的音响信号对应地对透明面板24进行励振，从而发生音响。这样，本实施例的扬声器20构成为具有在左右通道中共用的振动板(即透明面板24)。另外，在各通道中分别设有多个励振器26L、26R。
如参照上述图13说明的那样，在如扬声器20那样具有左右通道共用的振动板的结构中，在频率特性中出现多个电平衰落的点，所以在希望扩大扬声器20所产生的声音的声象定位方向的情况下，由于应用了从前的音响处理技术，所以无法取得充分的效果。与此相对，在本实施例中，由音响信号处理装置30进行信号处理，从而扩大扬声器20的再现音的声象定位方向，可以使收听者感觉到宽阔的音场。以下，对音响信号处理装置30进行说明。
如图1所示，音响信号处理装置30具备被输入左右各通道的音响信号的输入端子32(32L、32R)、延迟电路34(34L、34R)、运算输出器36(36L、36R)、以及音场调整滤波器38(38L、38R)。向输入端子32输入数字化后的音响信号。但是，也可以构成为音响信号处理装置30内置有AD转换器，而将所输入的模拟信号转换成数字信号。各通道的输入信号通过延迟电路34供给到运算输出器36。
另外，左通道的输入信号通过音场调整滤波器38L供给到右通道的运算输出器36R，运算输出器36R输出从通过了延迟电路34R的右通道信号减去通过了音场调整滤波器38L的左通道的信号(或者将相位反转并相加)的信号。同样地，右通道的输入信号通过音场调整滤波器38R供给到左通道的运算输出器36L，运算输出器36L从通过了延迟电路34L的左通道的信号减去通过了音场调整滤波器38R的右通道的信号(或者将相位反转并相加)并输出。来自各运算输出器36L、36R的输出信号被DA转换后供给到扬声器20的励振器26L、26R。
音场调整滤波器38具有如后详述那样针对多个频带的各个，将设定有作为频带通过特性的脉冲响应的带通滤波器相加的特性。另外，延迟电路34与基于音场调整滤波器38的时间延迟对应地使各通道的输入信号的相位延迟。由此，可以将由运算输出器36加减后的信号的相位合起来。
一般，在音响再现系统中，由于存在从左右各扬声器输出而进入收听者的相反侧的耳的声音，所以音场的宽度变小，并且从左右扬声器到相反侧的耳的声音的传递特性根据频带而不同。与此相对，在本实施例中，使左右各通道的音响信号通过针对每个频带设定了脉冲响应的音场调整滤波器38，从其他通道的音响信号减去(将相位反转并相加)，从而可以实现宽阔的音场。
接着，对音场调整滤波器38的设计方法进行说明。
图3是示出设计音场调整滤波器38的步骤的流程图。另外，图4～图11是用于说明图3的各步骤的图。
首先，在图3的步骤100中，如图4所示，计算出例如1/4八音度(octave)左右的窄频带的带通滤波器BPi(i为表示频带的序号，i＝1～N；N为带通滤波器的个数)的脉冲，将这些脉冲响应设为第一试验信号Smi。各带通滤波器BPi的中心频率fci、频带宽度fΔi、以及个数N设定成可以覆盖成为音响信号处理的对象的频率区域(例如1000Hz～3000Hz)。另外，在本实施例中，例如使用线性相位形FIR带通滤波器作为带通滤波器BPi。
接着，在步骤102中，如图5所示，将各第一试验信号Smi的相位反转成逆相位，设为第二试验信号Sci。
接着，在步骤104中，如图6所示，向扬声器20的左通道的励振器26L输入第一试验信号Smi，并且通过时间延迟调整器50以及电平调整器52向右通道的励振器26R输入第二试验信号Sci，使用设置在其前方的假头戴式麦克风(dummy head microphone)54来收音从扬声器20产生的声音，将其测定信号设为SLi、SRi。另外，假头戴式麦克风54是可以对人的左右两耳的位置的音压进行测定的麦克风。
接着，在步骤106中，使用时间延迟调整器50以及电平调整器52来对第二试验信号Sci的时间延迟以及电平进行调整，以使使用假头戴式麦克风54测定出的左右两耳的测定信号SLi、SRi的时间差以及电平差最近似于在左侧的励振器24L的更左侧的位置设置了单独的扬声器的情况下测定出的左右的信号(以下称为基准信号)SL＊ i、SR＊ i的时间差以及电平差。将这样调整后的时间延迟设为调整时间延迟τi，并且，将调整后的第二试验信号Sci的最大值Mci和第一试验信号Smi的最大值Mmi的比率(Mci/Mmi)设为调整增益ki。另外，如图7所示，例如在假头戴式麦克风54的左正旁边设置左右通道独立的作为通常类型的扬声器的基准扬声器56，通过向该基准扬声器56输入第一试验信号Smi，从而预先测定出基准信号SL＊ i、SR＊ i。另外，也可以向基准扬声器56输入第二试验信号Sci来测定基准信号SL＊ i、SR＊ i。
另外，通过对第一试验信号Smi、和作为关于相应的频带的从收听者的左正旁边的位置到收听者的头部的传递函数HRTF的傅立叶逆变换的两耳的脉冲响应进行卷积，可以取得与将音源设置于左正旁边时同样的信号，也可以将该信号设为基准信号SL＊ i、SR＊ i。
另外，在上述的说明中，设为将音源配置于左正旁边，但不限于此，只要与希望扩大的声象定位方向对应地配置于扬声器20的左侧或右侧的位置即可。
接着，在步骤108中，针对在上述步骤104、106中求出的各频带i的调整时间延迟τi以及调整增益ki，在邻接的2个以上频带中时间延迟以及增益都一致或是预定的容许误差范围(例如±10％)的情况下，合并这些频带设为一个频带而使用公共的调整时间延迟以及调整增益的值。例如，在频带s和频带(s+1)中调整时间延迟τs、τs+ 1以及调整增益ks、ks+1分别一致的情况下，如图8所示，合并这些频带，设为可以覆盖合并前的各频带s、(s+1)的带通滤波器的通过频带的特性的带通滤波器。在这样合并了频带的情况下，将合并后的频带作为一个频带而重新赋予频带序号i。
接着，在步骤110中，针对各频带i的带通滤波器BPi计算出脉冲响应δi，求出其相位延迟时间T(即直到脉冲响应达到峰值为止的时间)。例如，如果如图9所示那样取得了脉冲响应，则相位延迟时间T成为To。另外，在使用了线性相位FIR形带通滤波器作为带通滤波器BPi的情况下，如果将滤波器的抽头数设为M，则相位延迟时间T成为相当于N/2抽头而各频带的相位延迟时间T成为相同值。另一方面，如果使用线性相位FIR形以外的带通滤波器，则相位延迟时间T根据频带而成为不同的值。在该情况下，进行与相位延迟时间最大的频带对应地使其他频带的脉冲响应延迟的处理，以使相位延迟时间在各频带中成为相同值。
接着在步骤112中，将上述那样求出的相位延迟时间T设为延迟电路34的延迟时间。
接着在步骤114中，如图10所示，将使各频带的脉冲响应δi仅延迟相应的频带i的调整时间延迟τi，并且乘以调整增益ki，而设为脉冲响应hci。
然后在步骤116中，如图11所示，将脉冲响应hci全部相加而作为一个脉冲响应hc，将该脉冲响应hc设为音场调整滤波器38的通过特性。
这样，在图3所示的滤波器设计步骤中，根据从扬声器20产生的声音来设定音场调整滤波器38的特性，所以可以设计出与该扬声器20的音响特性对应的最佳的音场调整滤波器38。此时，由于使用每个频带的脉冲响应来设计滤波器特性，所以可以考虑与频率的不同对应的声音的传递特性的变化来进行更适合的滤波器设计。进而，在音场调整滤波器38的特性设定时，取得与用于测定基准信号SL＊ i、SR＊ i的基准扬声器56的位置对应的声象定位方向，所以通过适当设定该基准扬声器56的位置，还可以调整声象定位方向。
另外，在本实施例中，构成为使左右各通道的音响信号通过音场调整滤波器38而从其他通道的音响信号减去，不进行如上述非专利文献2的技术那样使用各通道的信号进行除法运算的处理。因此，可以使用如图13所示那样在频率特性中存在多个大的衰落的扬声器20，来有效地扩大声象定位方向。
图12用波形A示出了使用假头戴式麦克风54收音了由本实施例的系统生成的声音时的左右信号的电平差(该图(a))以及相位差(该图(b))的频率特性，并且用波形B示出了将单一的音源设置在假头戴式麦克风54的左正旁边时的左右的电平差以及相位差。另外，图12(a)的纵轴用分贝表示出右通道的信号相对于左通道的信号的比率。
另外，图12(b)的纵轴用分贝表示出右通道的信号相对于左通道的信号的延迟，表示越是负的值则右通道的信号的延迟越大的情况。
如对图12(a)、(b)的波形A、B进行比较可知那样，根据本实施例的系统，可知在将音源设置于左正旁边的情况下取得了更近似的左右信号的电平差以及相位差，可以再现与音源存在于左正旁边的情况相同的音场(即比实际的扬声器20的位置更宽阔的音场)。即使人实际收听本实施例的系统的再现音，也可以感觉到恰如音源存在于左正旁边那样的音场，可以确认为有效地扩大了声象定位方向。
另外，在上述实施例中，构成为设有具有将针对每个频带求出的脉冲响应hci相加的脉冲响应hc的音场调整滤波器38，但不限于此，也可以构成为区别频带地设置具有各脉冲响应hci的带通滤波器，将通过了这些滤波器的信号相加后从其他通道的信号减去，这样的结构也包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种音响信号处理装置，用于利用扬声器来再现声音，该扬声器具备左右通道共用地设置的振动板和与左右各通道的信号对应地对上述振动板进行励振的与左右各通道对应的励振器，其特征在于包括：
一对输入端子，分别被输入左右通道的信号；
一对音场调整滤波器，具有针对多个预定的频带分别预先设定的频带通过特性，使上述输入的左右通道的信号分别通过；以及
运算输出部件，从上述输入的左右各通道的信号减去通过了上述滤波器的其他通道的信号，将该结果作为上述扬声器的对应的通道的信号来输出。
2.根据权利要求1所述的音响信号处理装置，其特征在于：
上述音场调整滤波器是具有将具有上述针对多个预定的频带分别预先设定的频带通过特性的带通滤波器，针对这些多个频带全体相加后的通过特性的数字滤波器。
3.根据权利要求2所述的音响信号处理装置，其特征在于：上述带通滤波器是线性相位形FIR滤波器。
4.根据权利要求2或3所述的音响信号处理装置，其特征在于：
在上述运算输出部件的前级，具备具有与上述音场调整滤波器的延迟时间对应的延迟时间的延迟电路。
5.根据权利要求1所述的音响信号处理装置，其特征在于：
上述音场调整滤波器由与多个预定的频带分别对应地设置的多个带通滤波器构成，
上述运算输出部件从左右各通道的输入信号减去分别通过了上述多个带通滤波器的其他通道的音响信号。
6.一种音响信号处理方法，用于利用扬声器来再现声音，该扬声器具备左右通道共用地设置的振动板和与左右各通道的信号对应地对上述振动板进行励振的与左右各通道对应的励振器，该音响信号处理方法的特征在于：
使左右通道的输入信号通过具有针对多个预定的频带分别预先设定的频带通过特性的滤波器，
从左右各通道的输入信号减去通过了上述滤波器的其他通道的信号，
将该减法后的结果的信号作为上述扬声器的对应的通道的信号来输出。
7.一种音响再现系统，其特征在于包括：
扬声器，该扬声器具备左右通道共用地设置的振动板和与左右各通道的信号对应地对上述振动板进行励振的与左右各通道对应的励振器；
一对输入端子，分别被输入左右通道的信号；
一对音场调整滤波器，具有针对多个预定的频带分别预先设定的频带通过特性，使上述输入的左右通道的信号分别通过；
运算输出部件，从上述输入的左右各通道的信号减去通过了上述滤波器的其他通道的信号，将该结果作为上述扬声器的对应的通道的信号来输出。
8.根据权利要求7所述的音响再现系统，其特征在于：
上述音场调整滤波器是具有将对于上述针对多个预定的频带分别预先设定的频带通过特性，针对这些多个频带全体相加的通过特性的数字滤波器。
9.一种权利要求1中记载的音响信号处理装置的设计方法，其特征在于包括：
测定出与多个频带i(i＝1、...、N；N为频带数)分别对应的带通滤波器BPi的脉冲响应而设为第一试验信号Smi的步骤；
将上述第一试验信号Smi的相位反转而设为第二试验信号Sci的步骤；
向上述扬声器的一方的通道输入上述第一试验信号Smi，并且通过时间延迟调整器以及电平调整器向上述扬声器的另一方的通道输入上述第二试验信号Sci，使用立体声麦克风收音上述扬声器所产生的声音来取得其测定信号SLi、SRi的步骤；
取得表示把产生与上述第一试验信号Smi或上述第二试验信号Sci对应的声音的音源设置于上述扬声器的左侧或右侧的位置时的声音的信号作为基准信号SL＊ i、SR＊ i的步骤；
利用上述时间延迟调整器以及电平调整器分别调整时间延迟以及电平，以使上述测定信号SLi、SRi近似于上述基准信号SL＊ i、SR＊ i的步骤；
将上述调整后的时间延迟设为调整时间延迟τi的步骤；
将与上述调整后的电平的上述第一试验信号Smi对应的增益设为调整增益ki的步骤；
将上述脉冲响应δi乘以上述调整增益ki并且使其延迟上述调整时间延迟τi而设为脉冲响应hci的步骤；以及
将该脉冲响应hci针对全部频带相加来决定上述滤波器的响应hc的步骤。
10.一种权利要求1中记载的音响信号处理装置的设计方法，其特征在于包括：
测定出与多个频带i(i＝1、...、N；N为频带数)分别对应的带通滤波器BPi的脉冲响应而设为第一试验信号Smi的步骤；
将上述第一试验信号Smi的相位反转而设为第二试验信号Sci的步骤；
向上述扬声器的一方的通道输入上述第一试验信号Smi，并且通过时间延迟调整器以及电平调整器向上述扬声器的另一方的通道输入上述第二试验信号Sci，使用立体声麦克风收音上述扬声器所产生的声音来取得其测定信号SLi、SRi的步骤；
将对上述第一试验信号Smi、和作为关于与该频带i对应的频带的从上述扬声器的左侧或右侧的位置到收听者的头部的传递函数HRTF的傅立叶逆变换的两耳的脉冲响应进行卷积的信号作为基准信号SL＊ i、SR＊ i来取得的步骤；
利用上述时间延迟调整器以及电平调整器来分别调整时间延迟以及电平，以使上述测定信号SLi、SRi近似于上述基准信号SL＊ i、SR＊ i的步骤；
将上述调整后的时间延迟设为调整时间延迟τi的步骤；
将与上述调整后的电平的上述第一试验信号Smi对应的增益设为调整增益ki的步骤；
将上述脉冲响应δi乘以上述调整增益ki并且使其延迟上述调整时间延迟τi而设为脉冲响应hci的步骤；
将该脉冲响应hci针对全部频带相加来决定上述滤波器的响应hc的步骤。
CNA2005800522443A 2005-12-05 2005-12-05 音响信号处理装置、音响信号处理方法、音响再现系统、音响信号处理装置的设计方法 Pending CN101326855A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2005/022282 WO2007066378A1 (ja) 2005-12-05 2005-12-05 音響信号処理装置、音響信号処理方法、音響再生システム、音響信号処理装置の設計方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101326855A true CN101326855A (zh) 2008-12-17

Family

ID=38122531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2005800522443A Pending CN101326855A (zh) 2005-12-05 2005-12-05 音响信号处理装置、音响信号处理方法、音响再现系统、音响信号处理装置的设计方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20090161879A1 (zh)
EP (1) EP1959714A4 (zh)
CN (1) CN101326855A (zh)
WO (1) WO2007066378A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104885482A (zh) * 2012-12-25 2015-09-02 株式会社欧声帝科国际 声场调整滤波器及声场调整装置以及声场调整方法
CN106856583A (zh) * 2015-12-08 2017-06-16 安讯士有限公司 用于控制音频区域中的声像的方法、装置和系统
CN110235450A (zh) * 2017-02-02 2019-09-13 歌乐株式会社 音响装置和音响控制装置
CN110301141A (zh) * 2017-02-24 2019-10-01 Ｎｖｆ科技有限公司 面板扬声器控制器和面板扬声器
CN112673648A (zh) * 2018-09-21 2021-04-16 Jvc建伍株式会社 处理装置、处理方法、再现方法以及程序
CN113596685A (zh) * 2020-04-30 2021-11-02 维沃移动通信有限公司 扬声器及电子设备

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012078422A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Roland Corp 音信号処理装置
WO2012115840A2 (en) * 2011-02-24 2012-08-30 Rambus Inc. Delay fault testing for chip i/o
WO2016003962A1 (en) 2014-07-01 2016-01-07 Corning Incorporated Cross-cancellation of audio signals in a stereo flat panel speaker
CN106303821A (zh) * 2015-06-12 2017-01-04 青岛海信电器股份有限公司 串音消除方法与系统
KR102468799B1 (ko) * 2017-08-11 2022-11-18 삼성전자 주식회사 전자장치, 그 제어방법 및 그 컴퓨터프로그램제품
KR102527842B1 (ko) * 2018-10-12 2023-05-03 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그 제어 방법
WO2023183745A1 (en) * 2022-03-21 2023-09-28 Qualcomm Incorporated Audio crosstalk cancellation and stereo widening

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51132803A (en) * 1975-04-17 1976-11-18 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Sound field expander
US4191852A (en) * 1978-05-16 1980-03-04 Shin-Shirasuna Electric Corporation Stereophonic sense enhancing apparatus
JPH0727391B2 (ja) * 1989-07-19 1995-03-29 富士通テン株式会社 雑音低減装置
JP2000092578A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Fujitsu Ltd スピーカ装置
US6928168B2 (en) * 2001-01-19 2005-08-09 Nokia Corporation Transparent stereo widening algorithm for loudspeakers
JP2004172700A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Onkyo Corp スピーカシステム
GB0405475D0 (en) * 2004-03-11 2004-04-21 New Transducers Ltd Loudspeakers
JP3909065B2 (ja) * 2004-06-21 2007-04-25 学校法人千葉工業大学 音響信号処理装置、音響信号処理方法、音響再生システム、音響信号処理装置の設計方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104885482A (zh) * 2012-12-25 2015-09-02 株式会社欧声帝科国际 声场调整滤波器及声场调整装置以及声场调整方法
CN106856583A (zh) * 2015-12-08 2017-06-16 安讯士有限公司 用于控制音频区域中的声像的方法、装置和系统
CN110235450A (zh) * 2017-02-02 2019-09-13 歌乐株式会社 音响装置和音响控制装置
CN110235450B (zh) * 2017-02-02 2021-03-09 歌乐株式会社 音响装置和音响控制装置
CN110301141A (zh) * 2017-02-24 2019-10-01 Ｎｖｆ科技有限公司 面板扬声器控制器和面板扬声器
US10986446B2 (en) 2017-02-24 2021-04-20 Google Llc Panel loudspeaker controller and a panel loudspeaker
CN110301141B (zh) * 2017-02-24 2021-08-06 谷歌有限责任公司 面板扬声器控制器和面板扬声器
CN112673648A (zh) * 2018-09-21 2021-04-16 Jvc建伍株式会社 处理装置、处理方法、再现方法以及程序
CN112673648B (zh) * 2018-09-21 2022-05-03 Jvc建伍株式会社 处理装置、处理方法、再现方法以及存储介质
CN113596685A (zh) * 2020-04-30 2021-11-02 维沃移动通信有限公司 扬声器及电子设备
CN113596685B (zh) * 2020-04-30 2022-09-20 维沃移动通信有限公司 扬声器及电子设备
US11871200B2 (en) 2020-04-30 2024-01-09 Vivo Mobile Communication Co., Ltd. Speaker and electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007066378A1 (ja) 2007-06-14
US20090161879A1 (en) 2009-06-25
EP1959714A4 (en) 2010-02-24
EP1959714A1 (en) 2008-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101326855A (zh) 音响信号处理装置、音响信号处理方法、音响再现系统、音响信号处理装置的设计方法
US10104485B2 (en) Headphone response measurement and equalization
CN1943273B (zh) 声像定位控制装置
US7382885B1 (en) Multi-channel audio reproduction apparatus and method for loudspeaker sound reproduction using position adjustable virtual sound images
JP2019193291A (ja) ヘッドマウントスピーカのためのオーディオエンハンスメント
US20090238372A1 (en) Vertically or horizontally placeable combinative array speaker
Bouéri et al. Audio signal decorrelation based on a critical band approach
RU2006126231A (ru) Способ и устройство для воспроизведения обширного монофонического звука
JP2001507879A (ja) ステレオ音響エキスパンダ
JP3663461B2 (ja) 周波数選択的空間感向上システム
CN1839663B (zh) 音频立体声处理方法、设备和系统
JP2014060720A (ja) ステレオ・イメージを強化する、単独又は一対で使用されるように設定可能な一体型アクティブ音響ラウドスピーカ筐体
JP7384162B2 (ja) 信号処理装置、信号処理方法、およびプログラム
Glasberg et al. The loudness of sounds whose spectra differ at the two ears
US6999590B2 (en) Stereo sound circuit device for providing three-dimensional surrounding effect
Backman et al. A self-calibrating earphone
JP3909065B2 (ja) 音響信号処理装置、音響信号処理方法、音響再生システム、音響信号処理装置の設計方法
Flanagan et al. Discrimination of group delay in clicklike signals presented via headphones and loudspeakers
Muraoka et al. Examination of multichannel sound-field recomposition utilizing frequency-dependent interaural cross correlation (FIACC)
JPH06147968A (ja) 音響評価方法
JP5467305B2 (ja) 反射音生成装置
Bellini et al. Experimental validation of equalizing filters for car cockpits designed with warping techniques
US20170078793A1 (en) Inversion Speaker and Headphone for Music Production
JP2003111198A (ja) 音声信号処理方法および音声再生システム
Bruschi et al. Immersive sound reproduction in real environments using a linear loudspeaker array

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20081217