CN105050024A - 音频处理设备和音频处理方法 - Google Patents

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CN105050024A CN201510196782.5A CN201510196782A CN105050024A CN 105050024 A CN105050024 A CN 105050024A CN 201510196782 A CN201510196782 A CN 201510196782A CN 105050024 A CN105050024 A CN 105050024A
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Abstract

本发明公开了一种音频处理设备和音频处理方法，该音频处理设备包括：测量单元，适于从多个扬声器装置输出测量-测试声音，并且测量针对所输出的测量-测试声音的间接声音的到达方向；生成器，适于生成用于调整间接声音的调整声音；以及调整声音添加器，适于以基于间接声音的到达方向而设置的分配比来将调整声音添加到将要从多个扬声器装置中的至少一个输出的声音中。

Description

音频处理设备和音频处理方法
技术领域
本发明涉及用于通过从多个扬声器装置输出声音来生成期望声场的音频处理设备和音频处理方法。
背景技术
在现有技术中，提出了一种通过向内容声音赋予声场效果来生成声场的音频处理设备(例如，参考JP-A-2001-186599)。通过输出对在诸如音乐厅的声学空间内生成的反射声音进行模拟而获得的伪反射声音，声场效果使得听者尽管处于房间内也能够感到是处在不同的空间(诸如真正的音乐厅)中。
在JP-A-2001-186599中公开的音频处理设备例如使中央声道的音频信号延迟，将延迟后的音频信号分配给右前扬声器装置和左前扬声器装置以及中央扬声器装置，并且在与扬声器装置存在的实际位置不同的位置生成模拟反射声音的声源，从而生成声场。
发明内容
然而，在JP-A-2001-186599中公开的音频处理设备未将聆听环境中的间接声音纳入考虑。即，在声音会在天花板、墙壁等处反射的聆听环境中，在天花板、墙壁等处反射然后到达聆听位置的间接声音(例如，初始反射声音)影响到与从扬声器装置直接到达聆听位置的直接声音分离的声场。这是在JP-A-2001-186599中公开的音频处理设备由于间接声音被生成而难以使聆听环境具有期望声场的情况。
这里，本发明的非限制目的是提供能够在生成了间接声音的聆听环境中生成期望声场的音频处理设备和音频处理方法。
根据本发明的一方面的音频处理设备包括：测量单元，适于从多个扬声器装置输出测量-测试声音，并且测量针对所输出的测量-测试声音的间接声音的到达方向；生成器，适于生成用于调整间接声音的调整声音；以及调整声音添加器，适于以基于间接声音的到达方向而设置的分配比来将调整声音添加到将要从多个扬声器装置中的至少一个输出的声音中。
根据本发明的另一方面的音频处理方法包括：从多个扬声器装置输出测量-测试声音；测量针对输出测量-测试声音的间接声音的到达方向；生成用于调整间接声音的调整声音；以及以基于间接声音的到达方向而设置的分配比将调整声音添加到将要从多个扬声器装置中的至少一个输出的声音中。
间接声音表示除了从扬声器直接到达聆听位置的直接声音外的声音，并且表示在天花板、墙壁等处反射然后到达聆听位置的声音(例如，初始反射声音)。测量单元使用例如逼近四点麦克风方法(closelylocatedfourpointmicrophonemethod)来测量间接声音，该间接声音包括相对于直接声音的到达方向、水平以及相对于直接声音的延迟时间。在逼近四点麦克风方法中，使用了彼此靠近布置且未被布置在同一平面上的四个无方向麦克风。另外，在逼近四点麦克风方法中，基于包括在由相应的无方向麦克风收集的音频信号中的脉冲响应来测量间接声音的到达方向。然而，在本发明中，测量单元可以至少测量间接声音的到达方向而不测量延迟时间和水平。另外，测量单元不限于使用逼近四点麦克风方法来对间接声音的到达方向进行立体测量，并且可以仅测量穿过聆听位置的水平表面上的间接声音的到达方向。
调整声音可以由例如与间接声音相同的成分构成。例如，当右扬声器装置和左扬声器装置布置在聆听位置的音频处理设备的前表面上并且间接声音的到达方向是前方向时，调整声音添加器以分配比1:1将调整声音分配给右扬声器装置和左扬声器装置。然后，调整声音的到达方向与间接声音的到达方向一致。
根据本发明的该方面的音频处理设备可以通过使得调整声音从与间接声音的到达方向相同的方向到达来增强或减弱间接声音。另外，根据本发明的音频处理设备可以通过使得调整声音从稍微偏离间接声音的到达方向的方向到达来加宽间接声音的声像。如上所述，即使当根据本发明的音频处理设备安装在生成了间接声音的聆听环境中时，根据本发明的音频处理设备也能基于间接声音的到达方向使用调整声音来调整间接声音，因而，能够生成期望的声场。
音频处理设备可以被配置成使得测量单元适于测量间接声音相对于测量-测试声音的直接声音的延迟时间和水平，并且生成器适于基于由测量单元测量的间接声音的延迟时间和水平来生成调整声音。
在该方面，调整声音是考虑了间接声音的延迟时间和水平而生成的。间接声音的延迟时间对应于间接声音的声源位置与聆听位置之间的距离。相应地，例如，音频处理设备可以以与间接声音相同的水平在与间接声音的声源位置相同的位置处生成调整声音。因此，调整声音的调整效果进一步提高。
另外，生成器可以生成包括具有间接声音的相反相位的声音的调整声音。因此，间接声音被调整声音抵消。结果，音频处理设备可以使得听者感到听者处在没有生成间接声音的消声室中。
音频处理设备还可以包括声场效果赋予单元，其适于将模拟反射声音赋予到将要从多个扬声器装置中的至少一个输出的声音中，以施加声场效果，并且当模拟反射声音的声源位置与针对测量-测试声音的各间接声音的声源位置中的任一个一致时，声场效果赋予单元可以适于基于间接声音的水平来对模拟反射声音的水平进行衰减。
例如，声场效果赋予单元基于在音乐厅中测量的脉冲响应来生成模拟反射声音，并且从多个扬声器装置输出模拟反射声音。在该方面，声场效果赋予单元在间接声音的声源位置与模拟反射声音的声源位置几乎一致时对模拟反射声音的水平进行衰减，因而，能够防止模拟反射声音的水平由于聆听位置处的间接声音而增加。
在音频处理设备中，生成器可以仅针对相对于直接声音的延迟时间比规定时间短的间接声音来生成调整声音，或者仅针对相对于直接声音的水平等于或高于规定水平的间接声音来生成调整声音。
在该方面，生成器仅针对听者容易感知且容易影响声场的间接声音来生成调整声音。相应地，在该配置中，防止了音频处理设备的总处理负荷增加。
另外，生成器可以使用所谓的有限脉冲响应(FIR)滤波器来生成调整声音，但优选地，生成器包括多抽头延时是可选的。
在多抽头延迟中，基于间接声音的延迟时间来可变地设置每个抽头的延迟量。由于生成器包括多抽头延迟，因此，与使音频信号仅延迟了对每个抽头固定的延迟量的FIR滤波器相比，生成器包括与间接声音的数量相对应的抽头更为优选，因而，能够使用更少数量的抽头来生成调整声音。
当根据本发明的音频处理设备安装在生成了间接声音的聆听环境中时，根据本发明的音频处理设备基于间接声音的到达方向使用调整声音来调整间接声音，因而，能够生成期望的声场。
附图说明
在附图中：
图1A是示出根据第一实施例的音频系统的配置的一部分的框图；
图1B是以平面图示出聆听环境的示意图；
图2是示出AC接收器的功能的框图；
图3是为了描述间接声音的测量而示出聆听环境的平面示意图；
图4A是示出相对于多个测量到的间接声音的直接声音的到达方向、延迟时间以及直接声音的水平的示意图；
图4B是示出包括多个测量到的间接声音的脉冲响应的示意曲线图；
图5是示出调整单元的配置的一部分的框图；
图6是为了描述以基于间接声音的到达方向的分配比来对调整声音进行分配的示例而示出聆听环境的平面示意图；
图7A是示出在添加调整声音之前在聆听位置处的脉冲响应的示意曲线图；
图7B是示出在添加调整声音之后在聆听位置处的脉冲响应的示意曲线图；
图8是为了描述间接声音的声源位置由于调整声音而移动的示例而示出聆听环境的平面示意图；
图9是示出根据第二实施例的AV接收器的功能的框图；以及
图10是为了示出模拟反射声音和间接声音的相应位置而示出聆听环境的平面示意图。
具体实施方式
图1A是示出根据第一实施例的音频系统的配置的一部分的框图，以及图1B是以平面视图示出聆听环境的示意图。图2是示出AV接收器的功能的框图。同时，在图2中，音频信号的路径由实线表示，并且分析结果信息和测量信息的路径由虚线表示。
根据第一实施例的音频系统基于间接声音的到达方向，通过将调整声音输出到在聆听环境下生成的间接声音来生成期望声场。间接声音表示从扬声器装置输出并且在例如天花板、墙壁等处反射、然后到达聆听位置的声音(例如，初始反射声音)。
如图1A所示，音频系统包括AV接收器100、内容再现器200、多个麦克风300(麦克风300A、麦克风300X、麦克风300Y和麦克风300Z)、以及多个扬声器装置400(扬声器装置400FL、扬声器装置400FR、扬声器装置400C、扬声器装置400SL以及扬声器装置400SR)。AV接收器100对应于根据本发明的音频处理设备。
如图1B所示，多个扬声器装置400安装在聆听环境中的聆听位置G附近。该示例表示如下状态：其中，扬声器装置400C安装在聆听位置G的前方(下文中，假设聆听位置G的前方是0°的方位并且通过顺时钟旋转得到正角)，扬声器装置400FR安装在聆听位置G的右前侧(30°的方位)，扬声器装置400SR安装在聆听位置G的右后侧(120°的方位)，扬声器装置400SL安装在聆听位置G的左后侧(240°的方位)，以及扬声器装置400FL安装在聆听位置G的左前侧(330°的方位)。然而，除了多个扬声器装置400外，根据第一实施例的音频系统还可以包括处在穿过聆听位置G的水平面的上侧或下侧上的其他扬声器装置。
多个麦克风300分别是近似无方向(全向)麦克风。多个麦克风300彼此靠近布置以便测量到达聆听位置G的间接声音，并且不布置在同一平面上。更具体地，以麦克风300A作为基准，麦克风300X以距离d为间隔独立地布置在90°的方位处，麦克风300Y以距离d为间隔独立地布置在0°的方位处，以及麦克风300Z以距离d为间隔独立地垂直向上布置。
AV接收器100包括输入单元101、DSP102、CPU103、存储器104、输出单元105和显示单元106。
输入单元101从内容再现器200接收内容数据，并且将从内容数据提取的音频信号输出到DSP102。另外，来自多个麦克风300的各个声音收集信号被输入至输入单元101。
存储器104存储稍后将描述的分析结果信息。存储器104也存储程序。该程序由CPU103读取和执行。因此，CPU103控制输入单元101、DSP102、输出单元105和显示单元106。
输出单元105对每个输入的音频信号进行放大，并且将放大后的音频信号输出至扬声器装置400FL、扬声器装置400SL、扬声器装置400C、扬声器装置400SR以及扬声器装置400FR。
显示单元106在CPU103的控制下基于存储在存储器140中的分析结果信息来执行显示。然而，显示单元106不是该实施例的基本部件。
DSP102与CPU103一起实现根据本发明的生成器和调整声音添加器的相应功能，并且根据CPU103的控制来对从输入单元101输入的每个音频信号执行规定处理。在该实施例中，将描述通过将调整声音添加到内容声音中来调整聆听环境中所生成的间接声音的情况。
如图2所示，AV接收器100实现调整单元10、测量单元11、分析单元12和存储单元13的相应功能。测量单元11和分析单元12利用其中使用了彼此靠近布置的多个麦克风300的逼近四点麦克风方法来获取到达聆听位置G的多个间接声音的到达方向、间接声音相对于直接声音的延迟时间以及间接声音相对于直接声音的水平。分析单元12获取的分析结果信息包括表示相对于针对每个声道的每个间接声音的到达方向、延迟时间和水平的信息。分析结果信息存储在存储单元13(存储器104)中。
测量单元11输出用于每个声道的测量-测试声音的音频信号。每个扬声器装置400基于测量-测试声音的输出音频信号来发出声音。然后，每个声音收集信号从每个麦克风300输入至测量单元11。测量单元11将表示对于每个输入的声音收集信号的脉冲响应的信息(针对经过时间的水平)作为测量信息输出到分析单元12。即，测量单元11将表示与四个麦克风300对应的四个脉冲响应的信息作为测量信息输出到分析单元12。脉冲响应表示到达聆听位置G的直接声音以及多个间接声音。分析单元12使用从各个脉冲响应当中检测到水平等于或大于规定水平的响应的定时作为直接声音和每个间接声音的检测定时来进行以下分析。
分析单元12基于输入的测量信息来获取多个间接声音的到达方向、间接声音相对于直接声音的延迟时间以及间接声音相对于直接声音的水平。分析单元12使用以下基于勾股定理的等式来获取间接声音n的声源位置(Xn,Yn,Zn)，以便在生成直接声音之后获取所生成的第n个间接声音n的到达方向。同时，假设X轴沿着90°的方位，Y轴沿着0°的方位，以及Z轴沿着通过聆听位置G的垂直线。
Xn＝(d2+r2 A_n-r2 X_n)/2d
Yn＝(d2+r2 A_n-r2 Y_n)/2d
Zn＝(d2+r2 A_n-r2 Z_n)/2d
其中，距离d是如上所述的各个麦克风300之间的距离。另外，距离rA_n是间接声音n的声源位置与麦克风300A的位置之间的距离，并且是基于从以对应于麦克风300A的脉冲响应输出测量-测试声音的定时到检测到间接声音n的定时的时间以及声音速度来获取的。以相同的方式，距离rX_n是间接声音n的声源位置与麦克风300X的位置之间的距离，距离rY_n是间接声音n的声源位置与麦克风300Y的位置之间的距离，以及距离rZ_n是间接声音n的声源位置与麦克风300Z的位置之间的距离。
分析单元12获取各个间接声音n的声源位置(Xn,Yn,Zn)。因此，基于声源位置(Xn,Yn,Zn)以及聆听位置G(麦克风300A的位置)来获取间接声音n的到达方向。分析单元12获取从以对应于麦克风300A的脉冲响应检测到直接声音的定时到检测到间接声音n的定时的时间作为间接声音n的延迟时间。另外，分析单元12获取由每个脉冲响应表示的水平作为间接声音n的水平(间接声音与直接声音的水平之比)。
将参照图3描述测量单元11和分析单元12执行的处理的示例。图3是为了描述间接声音的测量而示出聆听环境的平面示意图。图3为了描述而示出了在布置有麦克风300A、麦克风300X和麦克风300Y的水平面上获取间接声音的声源位置的示例。另外，在图3所示的示例中，将进行在假设仅生成一个间接声音的情况下的描述。
首先，测量单元11将具有例如100Hz的正弦波的测量-测试声音的音频信号输出到中央声道C。然后，麦克风300A、麦克风300X和麦克风300Y收集来自扬声器装置400C的直接声音以及在天花板、墙壁等处反射的间接声音。因此，测量单元11获取表示针对各个声音收集信号的脉冲响应的信息作为测量信息。
在图3中，每条虚线表示以每个麦克风300的位置为中心的圆。每个圆的半径是每个间接声音的声源位置与麦克风300的位置之间的距离，并且是基于如上所述的从检测到直接声音的定时到检测到间接声音的定时的时间以及声音速度来获取的。相应地，图3示出了间接声音的声源位于这些圆的线段上。如图3所示，以麦克风300A为中心的具有半径rA的圆、以麦克风300X为中心的具有半径rX的圆以及以麦克风300Y为中心的具有半径rY的圆在点800处彼此相交。即，应该理解，间接声音的声源位置存在于由点800表示的位置。如上所述，分析单元12使用勾股定理来获取间接声音(由点800表示的位置)针对中央声道的声音(从扬声器装置400C输出的声音)的位置。因此，基于间接声音的声源位置和麦克风300A的位置来获取间接声音的到达方向。
随后，将描述分析单元12获取的分析结果信息。图4A是示出多个测量到的间接声音的到达方向、间接声音相对于直接声音的延迟时间以及间接声音相对于直接声音的水平的示意图，以及图4B是示出包括多个测量到的间接声音的脉冲响应的示意性曲线图。在图4A中，各个圆的中心位置表示各个间接声音的声源位置，各个圆的半径表示各个间接声音的水平，以及各个圆的中心位置与聆听位置G(麦克风300的位置)之间的距离表示各个间接声音的延迟时间。另外，如图4A所示，根据第一实施例的音频系统输出例如具有不同频率的正弦波的测量-测试声音，因而，可以针对每个频率获取间接声音的到达方向、延迟时间和水平，并且将间接声音的到达方向、延迟时间和水平包括在分析结果信息中。
音频系统从扬声器装置400C输出例如包括频率为100Hz的正弦波的测量-测试声音。然后，如图4A所示，针对测量-测试声音的间接声音901从大约0°的方位到达，并且针对测量-测试声音的间接声音902从大约270°的方位到达。另外，如图4A所示，与间接声音902相比，间接声音901具有靠近聆听位置G的声源位置，即，间接声音901与间接声音902相比具有较短的延迟时间。另外，间接声音901与间接声音902相比具有较高的水平。因此，与间接声音902相比，间接声音901较强地影响聆听环境900的声场。CPU102可以在显示单元106上显示图4A所示的分析结果信息，以便向听者示出分析结果信息。同时，如上所述，从图4B所示的脉冲响应获取间接声音901和间接声音902的水平和延迟时间。
与中央声道无关地，测量单元11和分析单元12可以从对应于相关声道的扬声器装置400输出用于各个其他声道的测量-测试声音，并且可以获取用于各个声道的间接声音的到达方向、延迟时间和水平作为分析结果信息。
另外，测量单元11和分析单元12使用来自相对于麦克风300A垂直地布置的麦克风300Z的声音收集信号来立体地获取间接声音的到达方向。
另外，本发明不限于测量单元11和分析单元12使用麦克风300A、麦克风300X和麦克风300Y来同时收集测量-测试声音的示例。测量单元11和分析单元12可以通过将单个麦克风300移动至各个位置并顺序地收集声音来获取间接声音的到达方向等。当顺序地收集声音时，可以使用单个麦克风300来获取间接声音的到达方向等。
返回到参照图2进行的描述，分析单元12获取的分析结果信息存储在存储单元13(存储器104)中。调整单元10从存储单元13读取分析结果信息，并且将用于调整间接声音的调整声音的音频信号添加到输入的音频信号中。
图5是示出调整单元的配置的框图。这里，图5中的调整单元10的框图示出了为了针对中央声道C而将调整声音添加到每个间接声音中的配置示例。另外，下文中，将描述为了抵消中央声道的每个间接声音而生成每个调整声音信号的示例。然而，调整声音信号不限于用于抵消间接声音的信号并且可以是用于增强间接声音的信号。调整单元10可以起到生成器和调整声音添加器的作用，该生成器用于生成用于调整间接声音的调整声音，该调整声音添加器用于以基于间接声音的到达方向而设置的分配比来将调整声音添加到输出声音中。
如图5所示，调整单元10包括多抽头延迟1以及多个分配单元3。
多抽头延迟1包括串联连接的多个(例如，10个)抽头2。每个抽头2均包括延迟单元20和水平调整单元21。延迟单元20使输入的音频信号延迟了规定的延迟量并且输出延迟后的音频信号。延迟后的音频信号被输出至在后一级处的抽头2的水平调整单元21和延迟单元20。水平调整单元21调整输入的音频信号的水平，并且将经水平调整的音频信号作为调整声音信号输出到与抽头2对应的分配单元3。
基于分析结果信息的间接声音的延迟时间来设置每个抽头2的延迟单元20的延迟量。基于分析结果信息的间接声音的水平来设置每个抽头2的水平调整单元21的增益。
将使用随后的示例来描述每个抽头2的延迟单元20的延迟量和水平调整单元21的增益的设置值。例如，假设分析结果信息包括与第一间接声音和第二间接声音的延迟时间和水平有关的信息。第一间接声音从直接声音开始10毫秒后生成，并且具有比直接声音高0.5倍的水平。第二间接声音在直接声音之后30毫秒(即，在第一间接声音之后20毫秒)生成，并且具有比直接声音高0.3倍的水平。在该示例中，第一级抽头2的延迟单元20的延迟时间被设置为10毫秒(或者对应于10毫秒的样本数量)，并且第一级抽头2的水平调整单元21的增益被设置为-6.0dB。第二级抽头2的延迟单元20的延迟时间被设置为20毫秒(或对应于20毫秒的样本数量)，并且第二级抽头2的水平调整单元21的增益被设置为-10.0dB。
因此，从第一级抽头2的水平调整单元21输出的调整声音信号具有与第一间接声音相同的特征量(延迟时间和水平)。从第二级抽头2的水平调整单元21输出的调整声音信号具有与第二间接声音相同的特征量。相应的抽头2将调整声音信号输出至相关分配单元3。
调整单元10可以包括所谓的有限脉冲响应(FIR)滤波器来替代多抽头延迟1，作为生成调整声音信号的部件。即，调整单元10可以使用为每个抽头的延迟单元设置固定延迟量(例如，与48kHz的采样频率相对应的0.02毫秒的延迟时间)的FIR滤波器来替代多抽头延迟1。然而，在FIR滤波器中，延迟单元的延迟量是固定的，因而，例如，需要150,000个抽头来生成对应于间接声音的调整声音，其在从生成直接声音时3秒之后生成。然而，如上所述，多抽头延迟1可变地设置每个抽头2的延迟单元20的延迟量，从而可以提供仅针对间接声音的数量(例如，10)的抽头2，因而，与FIR滤波器相比，可以使用少量抽头来生成对应于间接声音的调整声音。
每个分配单元3以规定的分配比将输入的调整声音信号分配给每个声道。将分配给每个声道的调整声音信号与输入至调整单元10的每个音频信号进行合成。即，调整单元10分配调整声音并将该调整声音添加到内容声音。
更具体地，每个分配单元3包括水平调整单元3FL、水平调整单元3FR、水平调整单元3C、水平调整单元3SL、水平调整单元3SR、合成单元4FL、合成单元4FR、合成单元4C、合成单元4SL、合成单元4SR。从每个抽头2输出的调整声音信号被输入至相关的分配单元3的水平调整单元3FL、水平调整单元3FR、水平调整单元3C、水平调整单元3SL和水平调整单元3SR。合成单元4FL在输入至水平调整单元3FL的调整声音信号的水平被调整之后将其与输入到调整单元10的声道FL的音频信号进行合成。以相同的方式，对于声道FR、声道C、声道SL和声道SR，在针对每个声道调整其调整声音信号的水平之后，将调整声音信号与输入至相关声道的音频信号进行合成。另外，多个扬声器装置400中的每一个基于与调整声音信号的分配成分进行了合成的内容的音频信号来发出声音。
每个分配单元3通过(基于振幅的放大比)设置水平调整单元3FL、水平调整单元3FR、水平调整单元3C、水平调整单元3SL和水平调整单元3SR的增益来以规定的分配比将调整声音信号分配给相应声道的音频信号。基于包括在分析结果信息中的间接声音的到达方向来设置分配比。
合成单元4FL、合成单元4FR、合成单元4C、合成单元4SL和合成单元4SR对所分配的调整声音信号的相位进行反转，并且分别将具有反转相位的调整声音信号与输入至调整单元10的音频信号进行合成。然而，在除了抵消间接声音的情况之外的情况(例如，加强间接声音的情况)下，合成单元4FL、合成单元4FR、合成单元4C、合成单元4SL和合成单元4SR分别将所分配的调整声音信号与输入至调整单元10的音频信号进行合成，而不反转所分配的调整声音信号的相位。
将参照图6描述分配调整声音信号的示例。图6是为了描述以基于间接声音的到达方向的分配比来分配调整声音信号的示例而示出聆听环境的平面示意图。
在图6中，当聆听位置G的前方向被设置为0°时，间接声音920从15°的方位逆时针地到达。调整单元10首先将调整声音信号n(其具有与间接声音920相同的特征量)定位在与间接声音920的到达方向相同的方向上，以便抵消间接声音920。在图6所示的示例中，调整单元10使用布置在间接声音920的到达方向的两侧且与间接声音920的到达方向相邻的扬声器装置400FL和扬声器装置400FR来定位调整声音信号n。因此，输入至分配单元3的调整声音信号n未被分配给扬声器装置400C、扬声器装置400SL和扬声器装置400SR。
为了将调整声音信号n定位在与间接声音920的方向相同的方向上，通过使用以下等式获取与调整声音信号n相对应的分配单元3的水平调整单元3FL的放大比Wn_FL和水平调整单元3FR的放大比Wn_FR来获取分配比(放大比Wn_FL:放大比Wn_FR)。
SIN(15°)/SIN(45°)＝(Wn_L-Wn_R)/(Wn_L+Wn_R)
其中，Wn_FL+Wn_FR＝1
因此，获取了为0.59的放大比Wn_FL和为0.41的放大比Wn_FR。即，分配比(放大比Wn_FL:放大比Wn_FR)为0.59:0.41。当以该分配比将调整声音信号n分配给声道FL和声道FR时，调整声音信号n定位在与间接声音920的到达方向相同的方向上。如上所述，由于调整声音信号n具有与间接声音920相同的特征量(延迟量和水平)，因此调整声音信号n以相同的大小定位在与间接声音920相同的位置处。
合成单元4FL和合成单元4FR中的每一个对所分配的调整声音信号的相位进行反转，并且将所分配的具有反转相位的调整声音信号与输入至调整单元10的声道FL和声道FR的音频信号进行合成。因此，扬声器装置400FL和扬声器装置400FR中的每一个均在与间接声音920的声源位置相同的位置处生成具有间接声音920的反转相位的调整声音的声源。然后，间接声音920被具有反转相位的调整声音的声源偏移，并因而可能几乎不能被听者感知。
图7A是示出在添加调整声音之前在聆听位置处的脉冲响应的示意性曲线图，以及图7B是示出在添加了调整声音之后在聆听位置处的脉冲响应的示意性曲线图。如图7A所示，当未添加调整声音时，在生成了直接声音之后顺序地生成间接声音1和间接声音2。然而，在该示例中，将两个调整声音添加到内容声音以便抵消相应的间接声音，因而，能够减小相应的间接声音的水平，使得聆听者感觉不到如图7B所示的间接声音。
AV接收器100不限于生成水平与间接声音相同的调整声音，而是可以通过调整每个抽头2的水平调整单元21的增益来生成水平与间接声音不同的调整声音。因此，根据调整声音来加强或减弱间接声音。
同时，在上述示例中，从布置在间接声音的到达方向的两侧并且彼此相邻的扬声器装置400输出调整声音。然而，例如，在图6所示的示例中，可以从扬声器装置400C和扬声器装置400FL输出调整声音。在这种情况下，根据以聆听位置G为中心的扬声器装置400C和扬声器装置400FL的方位以及间接声音920的到达方向来设置水平调整单元3C和水平调整单元3FL各自的增益。
另外，调整单元10可以仅针对相对于直接声音其延迟时间比规定时间(例如，一秒)短的间接声音来生成调整声音。另外，调整单元10可以仅针对相对于直接声音其水平等于或高于规定水平(例如，对于直接声音为0.3)的间接声音来生成调整声音。调整单元10可以通过抑制将要生成的调整声音的数量来防止CPU103和DSP102的总处理量增加。
同时，每个抽头2的水平调整单元21的功能可以在分配单元3中实现。即，可以为分配单元3的水平调整单元3FL、水平调整单元3FR、水平调整单元3C、水平调整单元3SL和水平调整单元3SR的增益中的每一个设置与水平调整单元21的增益合成的值。因此，简化了调整单元10的配置。
另外，调整单元10可以固定每个调整声音的延迟量和水平，而与每个间接声音的延迟时间和水平无关。另外，调整单元10可以仅将每个间接声音的到达方向纳入考虑，并且可以以基于到达方向的分配比来将调整声音分配给内容声音。
另外，测量单元11可以针对所有声道同时从所有扬声器装置400输出测量-测试声音，并且可以同时测量多个间接声音。在这种情况下，调整单元10根据将相应声道的音频信号进行了下混频的单声道信号来生成调整声音。
另外，测量单元11不限于麦克风300测量间接声音的示例，而是可以根据房间的形状来模拟间接声音的位置和水平。例如，根据实施例的音频系统使得听者将诸如房间形状和扬声器装置400的位置之类的信息输入至个人计算机(PC)，并且基于输入信息通过模拟来计算多个间接声音的到达方向、延迟时间和水平。
在上述示例中，生成调整声音，并且以基于间接声音到达方向的分配比来将调整声音添加到内容声音以便抵消间接声音。然而，调整单元10可以通过如下生成调整声音来移动间接声音的声源位置。
图8是为了描述使用调整声音来移动间接声音的声源位置的示例而示出聆听环境的平面示意图。
如图8的示意图所示，在聆听环境930中生成了间接声音931和间接声音932。间接声音931从60°的方位到达，以及间接声音932从290°的方位到达。间接声音932具有远离聆听位置G的声源位置，并且其水平比间接声音931低。即，间接声音931和间接声音932在沿0°方位穿过聆听位置G的垂直平面上不具有统一的到达方向、延迟时间和水平。
这里，调整单元10将间接声音932的声源位置调整至300°的方位，即，调整至间隔了距离DIS的位置，该距离DIS与从聆听位置G到间接声音931的距离DIS相同。另外，调整单元10将间接声音932的水平调整至间接声音931的水平的相同振幅。
更具体地，调整单元10生成调整声音信号以便以与上述示例相同的方式在多抽头延迟1的第一级抽头2处抵消间接声音932。另外，调整单元10在第二级抽头2中生成特征量(延迟时间和水平)与间接声音931相同的调整声音信号。另外，在与从第二级抽头2输出的调整声音信号相对应的分配单元3中，将水平调整单元3FL和水平调整单元3SL的增益设置成使得调整声音信号定位于300°的方位。然后，间接声音932以聆听位置G为中心沿着0°的方位移动至垂直平面上形成间接声音931的镜像的位置。即，间接声音931和933关于聆听位置G对称。因此，听者感知到间接声音933存在于图8所示的虚拟墙面上。
如上所述，由于从聆听位置G到右墙(90°的方位)和左墙(270°的方位)的距离不相同，AV接收器100即使当右边间接声音和左边间接声音各自的到达方向彼此不对称时也能调整间接声音932的位置，因而，能够使得听者感到听者存在于从聆听位置G到右墙和到左墙的距离相同空间内。
同时，根据实施例的音频系统可以仅调整间接声音的到达方向或者仅调整间接声音的延迟时间。
另外，根据实施例的音频系统可以通过在间接声音的声源位置附近产生成分与间接声音相同的调整声音的声源来增大间接声音的声像。
另外，根据实施例的音频系统可以使得听者使用例如PC来执行间接声音调整。另外，该音频系统使得PC显示图4所示的显示内容并且使用PC的输入装置(键盘等)来接收诸如间接声音抵消操作、间接声音水平调整操作和间接声音移动操作之类的输入。另外，AV接收器100基于操作输入信息来生成调整声音。
随后，将参照图9描述根据第二实施例的音频系统。图9是示出AV接收器100A的功能的框图。
AC接收器100A不同于AV接收器100之处在于，AV接收器100A包括调整单元10A、存储单元13A和声场效果赋予单元14。即，AV接收器100A通过使用调整声音调整间接声音、同时将模拟反射声音添加到内容声音中来生成期望声场，该模拟反射声音是通过模拟音乐厅等的反射声音来获取的。
输入至AV接收器100A的音频信号被输入至声场效果赋予单元14。然而，音频信号可以在调整单元10的后级输入至声场效果赋予单元14。同时，声场效果赋予单元14的功能由DSP102实现。
声场效果赋予单元14基于中央声道的输入音频信号来生成模拟反射声音。更具体地，声场效果赋予单元14从存储单元13A读取与要生成的每个模拟反射声音有关的设置信息。与每个模拟反射声音有关的设置信息包括表示距聆听位置G的距离、至聆听位置的到达方向和水平中的每一个的信息。声场效果赋予单元14将音频信号延迟了与每个模拟反射声音的距离相对应的延迟量，并且基于包括在设置信息中的水平调整该水平。声场效果赋予单元14调整该水平，并且以根据每个模拟反射声音的到达方向的增益比来将延迟后的音频信号分配给每个声道的音频信号。例如，声场效果赋予单元14以增益比1:1将音频信号分配给声道FL和声道SL。然后，在235°的方位与穿过(布置在330°的方位的)扬声器装置400FL和(布置在240°的方位的)扬声器装置400SL的中心位置的聆听位置G间隔规定距离的位置处产生每个模拟反射声音的声源。
同时，能够由听者改变与每个模拟反射声音有关的设置信息。另外，声场效果赋予单元14不限于中央声道，并且可以根据对多个声道的音频信号进行了下混频的单声道信号来生成模拟反射声音。
从声场效果赋予单元14输出的音频信号被输入至调整单元10A。
这里，声场效果赋予单元14从存储单元13A读取分析结果信息，并且基于到达聆听位置G的每个间接声音的水平来调整每个模拟反射声音的水平。另外，调整单元10A从存储单元13A读取与每个模拟反射声音有关的设置信息，并且确定应该针对其生成调整声音的间接声音。
更具体地，对于每个模拟反射声音，当模拟反射声音的到达方向与间接声音的到达方向中的任一个一致，并且到达方向与模拟反射声音的到达方向一致的间接声音距聆听位置G的距离与模拟反射声音距聆听位置G的距离一致时，声场效果赋予单元14基于间接声音的水平来对模拟反射声音的水平进行衰减。即，当模拟反射声音的声源位置与间接声音的声源位置中的任一个一致时，声场效果赋予单元14对模拟反射声音的水平进行衰减，以使得模拟反射声音的声压不会由于聆听位置G处的间接声音而增大。例如，当模拟反射声音的水平为5dB并且在与模拟反射声音的声源位置相同的位置处的间接声音的水平为2dB时，声场效果赋予单元14将模拟反射声音的水平设置为3dB。另外，调整单元10A没有针对在与具有衰减水平的模拟反射声音的声源位置相同的位置处所生成的间接声音而生成调整声音，而是仅针对另一间接声音而生成调整声音。
图10是为了描述根据间接声音的声源位置对模拟反射声音的水平进行衰减的示例而示出聆听环境的平面示意图。在该图中，星形表示间接声音的声源，以及三角形表示模拟反射声音的声源。
如图10所示，在聆听环境940中，模拟反射声音944的距离和到达方向被设置成使得在间接声音941的位置处生成模拟反射声音944。在聆听位置G，假设听者在相同的定时并且从相同的方向聆听到间接声音944和模拟反射声音941。这里，AV接收器100A对模拟反射声音941的水平进行衰减，防止声压在聆听位置G处由于间接声音944而增大，因而，能够向内容声音赋予期望的声场效果。
同时，对于在与模拟反射声音的声源位置不同的位置处的间接声音942和间接声音943，AV接收器100A不使模拟反射声音的水平偏移并且取消针对间接声音942和间接声音943生成调整声音。
本申请基于2014年4月23日提交的第2014-088869号日本专利申请并要求该申请的优先权的权益。
参考符号列表
1：多抽头延迟
2：抽头
3：分配单元
3FL、3FR、3C、3SL、3SR：水平调整单元
4FL、4FR、4C、4SL、4SR：合成单元
10、10A：调整单元
11：测量单元
12：分析单元
13、13A：存储单元
14：声场效果赋予单元
20：延迟单元
21：水平调整单元
100、100A：AV接收器
101：输入单元
102：DSP
103：CPU
104：存储器
105：输出单元
106：显示单元
200：内容再现器
300、300A、300X、300Y、300Z：麦克风
400、400FL、400SL、400C、400FR、400SR：扬声器装置

Claims (10)

1.一种音频处理设备，包括：
测量单元，适于从多个扬声器装置输出测量-测试声音，并且测量针对所输出的测量-测试声音的间接声音的到达方向；
生成器，适于生成用于调整所述间接声音的调整声音；以及
调整声音添加器，适于以分配比将所述调整声音添加到将要从所述多个扬声器装置中的至少一个输出的声音中，所述分配比是基于所述间接声音的到达方向而设置的。
2.根据权利要求1所述的音频处理设备，其中，
所述测量单元适于测量所述间接声音相对于所述测量-测试声音的直接声音的延迟时间和水平，并且
所述生成器适于基于由所述测量单元测量到的所述间接声音的延迟时间和水平来生成所述调整声音。
3.根据权利要求2所述的音频处理设备，其中，
所述生成器适于生成这样的调整声音，该调整声音包括具有所述间接声音的反转相位的声音。
4.根据权利要求3所述的音频处理设备，其中，
在将所述间接声音称为第一间接声音并将所述调整声音称为第一调整声音的情况下，
所述生成器还适于生成不同于所述第一调整声音的第二调整声音，并且
所述调整声音添加器还适于将所述第二调整声音添加到将要从所述多个扬声器装置中的至少一个输出的声音中，以将添加有所述第一调整声音和所述第二调整声音的声音定位在与所述第一间接声音的到达方向不同的方位。
5.根据权利要求4所述的音频处理设备，其中，
所述测量单元还适于测量针对所输出的测量-测试声音的第二间接声音的到达方向，
所述生成器适于生成这样的第二调整声音，该第二调整声音的延迟时间和水平与所述第二间接声音的延迟时间和水平相同，并且
所述调整声音添加器适于将所述第二调整声音添加到将要从所述多个扬声器装置中的至少一个输出的声音中，以将添加有所述第一调整声音和所述第二调整声音的声音定位在与所述第二间接声音的到达方向关于聆听位置对称的方位。
6.根据权利要求2或3所述的音频处理设备，还包括：
声场效果赋予单元，适于将模拟反射声音赋予将要从所述多个扬声器装置中的至少一个输出的声音，以施加声场效果，其中，
当所述模拟反射声音的声源位置与针对所述测量-测试声音的各间接声音的任意一个声源位置一致时，所述声场效果赋予单元适于基于所述间接声音的水平来对所述模拟反射声音的水平进行衰减。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的音频处理设备，其中，
所述生成器适于仅针对这样的间接声音来生成调整声音，该间接声音相对于所述直接声音的延迟时间比规定时间短。
8.根据权利要求2至5中任一项所述的音频处理设备，其中，
所述生成器适于仅针对这样的间接声音来生成调整声音，该间接声音相对于所述直接声音的水平等于或高于规定水平。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的音频处理设备，其中，
所述生成器包括多抽头延迟。
10.一种音频处理方法，包括：
从多个扬声器装置输出测量-测试声音；
测量针对所输出的测量-测试声音的间接声音的到达方向；
生成用于调整所述间接声音的调整声音；以及
以分配比将所述调整声音添加到将要从所述多个扬声器装置中的至少一个输出的声音中，所述分配比是基于所述间接声音的到达方向而设置的。
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