CN111543068A - 声音处理装置、声音处理方法和程序 - Google Patents

声音处理装置、声音处理方法和程序 Download PDF

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CN111543068A CN201880084628.0A CN201880084628A CN111543068A CN 111543068 A CN111543068 A CN 111543068A CN 201880084628 A CN201880084628 A CN 201880084628A CN 111543068 A CN111543068 A CN 111543068A
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板桥徹德
林繁利
中川亨
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    • H04R5/00Stereophonic arrangements
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Abstract

声像定位处理单元41相对于从声源单元20提供的音频信号执行音频信号处理以定位再现音频的声像。控制单元46基于由姿势倾斜信息生成单元30生成并且指示收听者的收听姿势的倾斜的姿势倾斜信息来控制声像定位处理单元的音频信号处理,从而根据收听姿势的倾斜来调整声像将被定位的位置。例如,根据收听者的收听姿势的向前倾斜向上调整声像将被定位的位置,而根据收听姿势的向后倾斜向下调整声像将被定位的位置,由此声像将被定位的位置的高度被调整为恒定,而与收听姿势的向前倾斜和向后倾斜无关。因此,可以防止由于收听姿势的倾斜的变化而引起的声像的位置不自然地移动。

Description

声音处理装置、声音处理方法和程序
技术领域
本技术涉及声学处理设备、声学处理方法和程序。本技术使得可以防止由于收听姿势的倾斜的变化而引起的声像的位置的不自然地移动。
背景技术
常规地,已经提供了其声像将被成功地定位的声音,而与其使用位置无关。例如,根据专利文献1,例如,在对声音信号执行将再现声音的声像定位在预定位置的处理之后,考虑收听者的头部的位置和安装在头枕中的扬声器装置的位置来执行校正处理。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本专利申请公开第2003-111200号
发明内容
技术问题
同时,例如,在收听者坐在可躺座椅上并且声源(诸如扬声器装置)设置在可躺座椅的前方的情况下,声像的位置是固定位置,而与可躺座椅的倾斜无关。然而,在安装在可躺座椅的头枕中的扬声器装置输出专利文献1中描述的再现声音的情况下,再现声音的声像的位置根据可躺座椅的倾斜角度在上下方向上不自然地移动。例如,当可躺座椅的倾斜角度增大时,再现声音的声像的位置朝着天顶方向移动。
因此,本技术的目的是提供一种声学处理设备、声学处理方法和程序,其使得可以防止由于收听姿势的倾斜在前后方向上的变化而引起的声像的位置的不自然地移动。
问题的解决方案
根据本技术的第一方面,一种声学处理设备包括:
声像定位处理部,其执行用于定位再现声音的声像的声音信号处理;以及
控制部,其基于再现声音的收听者的收听姿势的倾斜来控制由声像定位处理部执行的声音信号处理,并且根据收听姿势的倾斜来调整声像的定位位置。
根据本技术,声像定位处理部通过使用从关于声像的定位的虚拟扬声器到再现声音的收听者的声音的传递函数的滤波处理来执行用于定位再现声音的声像的声音信号处理。控制部基于收听者的收听姿势在前后方向上的倾斜来控制由声像定位处理部执行的声音信号处理,并且根据收听姿势的倾斜来调整声像的定位位置。例如,控制部以这种方式执行控制,使得根据收听姿势的倾斜在上下方向上调整声像的定位位置,根据由收听者设置的收听姿势在前方向上的倾斜在向上方向上调整声像的定位位置,根据在后方向上的倾斜在向下方向上调整声像的定位位置,并且将声像的定位位置的高度调整为固定高度,而与收听姿势在前后方向上的倾斜无关。另外,控制部可以根据由外部装备设置的收听姿势的倾斜在上下方向上调整声像的定位位置。
声像定位处理部将经过声音信号处理的声音信号提供给扬声器装置,该扬声器装置设置在收听者头部附近的预定位置(诸如收听者所坐的椅子的座椅靠背上的头枕位置)处。另外,声学处理设备还包括倾斜检测部,其检测座椅靠背的倾斜,并且控制部使用由倾斜检测部检测到的座椅靠背的倾斜作为收听姿势的倾斜。另外,声学处理设备还包括校正处理部,其基于对应于收听者的头部相对于扬声器装置的位置的校正控制信息,对由声像定位处理部处理的声音信号执行校正处理。可以将经过由校正处理部执行的校正处理的声音信号提供给扬声器装置。
根据本技术的第二方面,一种声学处理方法包括:
由声像定位处理部执行用于将再现声音的声像定位在预定位置处的声音信号处理;以及
由控制部基于再现声音的收听者的收听姿势的倾斜来控制由声像定位处理部执行的声音信号处理,并且由控制部根据收听姿势的倾斜来调整声像的位置。
根据本技术的第三方面,一种使计算机执行声音信号处理的程序包括:
执行用于将再现声音的声像定位在预定位置处的声音信号处理;以及
基于再现声音的收听者的收听姿势的倾斜来控制声音信号处理,并且根据收听姿势的倾斜来调整声像的位置。
注意,本技术的程序是可以使用提供给可以以计算机可读形式执行各种程序代码的通用计算机的存储介质和通信介质(例如,诸如光盘、磁盘、半导体存储器的存储介质或诸如网络的通信介质)来提供的程序。通过以计算机可读形式提供这样的程序,在计算机上执行对应于该程序的处理。
发明的有益效果
根据本技术,执行用于定位再现声音的声像的声音信号处理,基于再现声音的收听者的收听姿势的倾斜来控制声音信号处理,并且根据收听姿势的倾斜来调整声像的定位位置。这使得可以防止由于收听者在前后方向上的姿势的倾斜而引起的声像的位置在上下方向上的不自然地移动。注意,本说明书中描述的效果仅是示例,而不是限制。可以存在额外的效果。
附图说明
[图1]是示出声学系统的配置的示例的示图。
[图2]是示出扬声器装置的布置的示例的示图。
[图3]是示出声学处理部的第一实施方式的配置的示例的示图。
[图4]是用于描述声像定位处理的原理的示图。
[图5]是示出在真实声道扬声器的多个高度之间切换的情况的示例的示图。
[图6]是示出声学处理部的操作的流程图。
[图7]是示出再现声音的声像的位置和收听者在前后方向上的姿势的倾斜的示例的示图。
[图8]是示出声学处理部的第二实施方式的配置的示例的示图。
[图9]是用于描述声像定位处理的原理的示图。
具体实施方式
下面将描述用于实现本技术的实施方式。注意,将按以下顺序给出描述。
1.声学系统的配置
2.第一实施方式
3.第二实施方式
4.其他实施方式
<1.声学系统的配置>
在下文中,参考附图,将描述使用根据本技术的声学处理设备的声学系统的配置。图1示出了声学系统的配置的示例。声学系统10包括声源部20、姿势倾斜信息生成部30、声学处理部40和扬声器装置50。声学处理部40对应于根据本技术的声学处理设备。
声源部20具有记录介质再现功能和信号接收功能中的至少任何一个。记录介质再现功能是将声音信号输出到外部的功能。通过再现存储在固定到声源部20的记录介质(例如,诸如硬盘设备或存储器设备)或可拆卸地附接到声源部20的记录介质(例如,诸如盘状记录介质或存储器设备)中的内容来获得声音信号。信号接收功能是将通过接收电波获得的内容的声音信号或经由网络接收的内容的声音信号输出到外部的功能。声源部20将声音信号输出到声学处理部40,通过使用记录介质再现功能或信号接收功能来输出该声音信号。
姿势倾斜信息生成部30生成指示收听者的收听姿势的倾斜的姿势倾斜信息,并将所生成的姿势倾斜信息输出到声学处理部40。姿势倾斜信息生成部30包括倾斜检测部,该倾斜检测部被配置为使得位置检测传感器、倾斜传感器等被安装在例如收听者所坐的可躺座椅中。位置检测传感器指示座椅靠背的倾斜位置。倾斜传感器检测座椅靠背的倾斜角度。姿势倾斜信息生成部30生成指示在前后方向上的姿势的倾斜的姿势倾斜信息,同时使用由倾斜检测部检测到的座椅靠背的倾斜作为收听者在前后方向上的姿势的倾斜。另外,在外部装备控制可躺座椅的座椅靠背的倾斜的情况下,姿势倾斜信息生成部30可以使用用于控制座椅靠背的倾斜的控制信息作为姿势倾斜信息。另外,在座椅靠背以预定角度与就坐表面成一体的座椅的情况下,姿势倾斜信息生成部30可以以类似的方式使用检测座椅靠背的倾斜的结果或用于使整个可躺座椅倾斜以使座椅靠背倾斜的控制信息作为姿势倾斜信息。另外,姿势倾斜信息生成部30还可以通过使用捕获收听者的图像来识别物体,基于识别结果来检测收听者的头部在前后方向上的姿势的倾斜,并且生成姿势倾斜信息。另外,作为指示收听者的收听姿势的倾斜的信息,也可以使用通过在可躺座椅的座椅靠背中安装压力传感器而获得的检测结果。在这种情况下,可以根据压力传感器的输出结果检测或估计可躺座椅的倾斜角度或倾斜位置或收听者的就座姿势。
声学处理部40基于由姿势倾斜信息生成部30生成的姿势倾斜信息,对从声源部20提供的声音信号执行调整再现声音的声像的定位位置的处理,并将经过处理后的声音信号输出到扬声器装置50。注意,声学处理部40的细节将在后面描述。
扬声器装置50设置在收听者的头部附近的预定位置处。例如,扬声器装置50包括左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR,尽管它们未示出。左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR中的每一个扬声器可以包括单个扬声器,其可以是包括超级高音扬声器或低音扬声器并且使得可以输出高质量声音的所谓高保真扬声器。
图2示出了扬声器装置的布置的示例。扬声器装置50设置在座椅60的座椅靠背61上的头枕位置处。头枕位置是收听者LS的头部附近的位置。另外,扬声器装置50的左声道扬声器SPL设置在头部的左侧。扬声器装置50的右声道扬声器SPR设置在头部的右侧。左声道扬声器SPL基于从声学处理部40提供的左声道声音信号输出再现声音。另外,右声道扬声器SPR基于从声学处理部40提供的右声道声音信号输出再现声音。
<2.第一实施方式>
接下来,将描述声学处理部的第一实施方式。注意,根据第一实施方式,将描述其中可躺座椅是汽车座椅、乘员的头部由头枕支撑,并且头枕包括扬声器装置的情况。在这种情况下,坐在可躺座椅上的收听者(汽车的乘员)听到从位于收听者的头部对角线后方的左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的再现声音。
根据第一实施方式的声学处理部将由安装在头枕中的扬声器再现的声音的声像的位置移动到由虚拟扬声器再现的声音的声像的位置,并且从而消除当从收听者的头部后面附近的位置或收听者的耳朵后方的位置听到再现声音时生成的陌生感和不适感。另外,基于收听者在前后方向上的姿势的倾斜,将再现声音的声像的定位位置调整到期望位置。另外,假设从声源部20输出到声学处理部40的声音信号是双声道信号。
图3示出了声学处理部的第一实施方式的配置的示例。声学处理部40包括声像定位处理部41、校正处理部44和控制部46。
声像定位处理部41执行用于定位再现声音的声像的声音信号处理。具体地,声像定位处理部41执行将从左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的再现声音的声像定位在由虚拟左声道扬声器VSPL和虚拟右声道扬声器VSPR再现的声音的声像的位置处的处理。
校正处理部44对从声像定位处理部41输出的声音信号执行校正处理,就好像声音信号是从虚拟左声道扬声器VSPL和虚拟右声道扬声器VSPR准确地输出的。这使得可以消除当从收听者的头部后面附近的位置或收听者的耳朵后方的位置听到再现声音时生成的陌生感和不适感,并且这允许收听者听到作为自然声音的声音。
控制部46基于再现声音的收听者的收听姿势的倾斜来控制由声像定位处理部41执行的声音信号处理,并且根据收听姿势的倾斜来调整声像的定位位置。例如,控制部46根据收听姿势的倾斜在上下方向上调整再现声音的声像的定位位置,并且控制定位位置,使得即使当可躺座椅的座椅靠背的倾斜角度变化时再现声音的声像的位置也不会在上下方向上不自然地移动。
接下来,将描述根据第一实施方式的声学处理设备的相应部的细节。首先,在描述声像定位处理部41之前,将描述声像定位处理的原理。图4是用于描述声像定位处理的原理的示图。
如图4所示,假设虚拟头部DH的位置是预定再现声场中的收听者的位置。实际左声道扬声器(在下文中,称为“真实左声道扬声器”)RSPL和实际右声道扬声器(在下文中,称为“真实右声道扬声器”)RSLR设置在相对于处于虚拟头部DH的位置处的收听者的声像将被定位的左虚拟扬声器位置和右虚拟扬声器位置(假设为扬声器的位置的位置)处。
接下来,虚拟头部DH的两个耳朵部分收集从真实左声道扬声器RSPL和真实右声道扬声器RSPR输出的声音,并且预先测量传递函数(HRTF)。传递函数(HRTF)表示当声音到达假设头部DH的两个耳朵部分时,从真实左声道扬声器RSPL和真实右声道扬声器RSPR输出的声音如何改变。
如图4所示,根据第一实施方式,M11是从真实左声道扬声器RSPL到虚拟头部DH的左耳的声音的传递函数,并且M12是从真实左声道扬声器RSPL到虚拟头部DH的右耳的声音的传递函数。以类似的方式,M21是从真实右声道扬声器RSPR到虚拟头部DH的左耳的声音的传递函数,并且M22是从真实右声道扬声器RSPR到虚拟头部DH的右耳的声音的传递函数。
在这种情况下,通过使用以上参考图4描述的先前测量的传递函数来处理从位于收听者的耳朵附近的头枕的左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的声音的声音信号。随后,左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出处理后的声音信号的再现声音。
这使得可以定位从左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的再现声音的声像,使得收听者感觉好像从左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的再现声音从位于真实左声道扬声器RSPL的位置处的虚拟左声道扬声器VSPL和位于真实右声道扬声器RSPR的位置处的虚拟右声道扬声器VSPR的位置输出。
另外,通过改变真实声道扬声器的高度,相对于相应的高度生成传递函数M11、M12、M21和M22。图5示出了在真实声道扬声器的多个高度之间切换的情况的示例。将真实左声道扬声器RSPL和真实右声道扬声器RSPR的高度改变为位置PS-L、PS-M和PS-H的高度的同时,相对于相应的高度预先测量传递函数M11、M12、M21和M22。
注意,这里,虚拟头部DH已经用于测量传递函数(HRTF)。然而,本技术不限于此。当人实际坐在再现声场中用于测量传递函数并且麦克风设置在他/她的耳朵附近时,还可以测量声音的传递函数。
图3所示的声像定位处理部41通过使用先前测量的传递函数来执行滤波处理。声像定位处理部41包括四个滤波器411、412、413和414以及两个加法器415和416。
滤波器411是通过使用传递函数M11来处理从声源部20提供的左声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于左声道的加法器415的滤波器。另外,滤波器412是通过使用传递函数M12来处理从声源部20提供的左声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于右声道的加法器416的滤波器。
另外,滤波器413是通过使用传递函数M21来处理从声源部20提供的右声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于左声道的加法器415的滤波器。另外,滤波器414是通过使用传递函数M22来处理从声源部20提供的右声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于右声道的加法器416的滤波器。
加法器415将从滤波器411和滤波器413提供的声音信号相加。加法器416将从滤波器412和滤波器414提供的声音信号相加。
这使得可以以这种方式定位声像,即虚拟左声道扬声器VSPL输出从用于左声道的加法器415输出的声音信号的声音,并且虚拟右声道扬声器VSPR输出从用于右声道的加法器416输出的声音信号的声音。
校正处理部44对从声像定位处理部41输出的声音信号执行校正处理,并且定位从左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的声音,就好像声音是从虚拟左声道扬声器VSPL和虚拟右声道扬声器VSPR准确地输出的。
校正处理部44是应用了听觉传输系统(transaural system)的声音滤波器。听觉传输系统是即使在使用扬声器的情况下也能实现类似于双耳系统的效果的技术。双耳系统是一种通过使用耳机精确再现声音的方法。
参考图3所示的示例,将描述听觉传输系统。听觉传输系统从相应的扬声器输出的声音中消除从左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出到收听者的相应的左耳和右耳的声音的传递函数G11、G12、G21和G22的影响。
换句话说,校正处理部44从要从再现声场中的左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的声音中消除传递函数的影响。这使得可以将从左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的声音的声像准确地定位在对应于虚拟扬声器位置的位置处。为了消除从左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR到收听者的左耳和右耳的声音的传递函数的影响,例如,校正处理部44包括用于根据从右声道扬声器SPR到收听者的左耳和右耳的声音的传递函数的逆函数来处理声音信号的滤波器441、442、443和444以及加法器445和446。
注意,当头枕的形状或材料、扬声器装置的安装位置、扬声器的性能或特性等改变时,从头枕的左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR到收听者的左耳和右耳的声音的传递函数改变。换句话说,可以说为包括扬声器装置的不同形状的头枕准备了不同的传递函数。因此,根据通过使用要使用的头枕测量的传递函数,预先设置用于消除在通过使用头枕听到声音的情况下将发生的传递函数的影响的系数数据,并且存储该系数数据。注意,系数数据可以存储在存储介质中,或者可以存储在校正处理部44或控制部46中。
如上所述,校正处理部44的相应滤波器441、442、443和444中的每一个滤波器通过使用根据头枕的形状或材料、扬声器装置的安装位置、扬声器的性能或特性等预先设置的系数数据来执行校正处理。
从声像定位处理部41的用于左声道的加法器415输出的声音信号被提供给校正处理部44的用于左声道的滤波器441和用于右声道的滤波器442。从声像定位处理部41的用于右声道的加法器416输出的声音信号被提供给校正处理部44的用于左声道的滤波器443和用于右声道的滤波器444。
相应滤波器441、442、443和444中的每一个滤波器对提供给每个滤波器的声音信号执行滤波处理,以用于消除声音到收听者的耳朵的传递函数的影响。通过使用包括左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR的头枕来测量传递函数。
注意,校正处理部44的每个滤波器通过使用图3所示的传递函数G11、G12、G21或G22的逆函数处理声音信号来消除再现声场中的传递函数G11、G12、G21或G22的影响。
滤波器441的输出被提供给用于左声道的加法器445。滤波器442的输出被提供给用于右声道的加法器446。以类似的方式,滤波器443的输出被提供给用于左声道的加法器445。滤波器444的输出被提供给用于右声道的加法器446。
加法器445和446将所提供的声音信号相加。加法器445将相加后的声音信号输出到左声道扬声器SPL。加法器446将相加后的声音信号输出到右声道扬声器SPR。这使得可以从头枕的左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的声音中消除对应于再现声场中的收听者的头部的当前位置的传递函数的影响。另外,这使得可以定位声音的声像,就好像声音是从虚拟左声道扬声器VSPL和虚拟右声道扬声器VSPR准确地输出的。
控制部46基于收听者的姿势倾斜信息来控制声像定位处理部41。具体地,例如,在可躺座椅的座椅靠背的倾斜角度增大的情况下,控制部46基于姿势倾斜信息在声像定位处理部41的滤波器411、412、413和414的传递函数M11、M12、M13和M14之间切换,并且防止再现声音的声像的位置在向上方向移动。
图6是示出声学处理部的操作的流程图。在步骤ST1中,声学处理部40开始获取姿势倾斜信息。声学处理部40开始从姿势倾斜信息生成部30获取姿势倾斜信息,并且进行到步骤ST2。注意,在不可能从姿势倾斜信息生成部30获取姿势倾斜信息的情况下,声学处理部40将收听者的姿势设置为预设姿势。
在步骤ST2中,声学处理部40设置传递函数。声学处理部40基于在步骤ST1中获取的姿势倾斜信息,为滤波器411至414设置对应于收听者在前后方向上的姿势的倾斜的传递函数,并且进行到步骤ST3。
在步骤ST3中,声学处理部40执行滤波处理。声学处理部40通过使用所设置的传递函数对从声源部20输出的声音信号执行滤波处理,并且进行到步骤ST4。
在步骤ST4中,声学处理部40确定姿势是否已经改变。声学处理部40基于从姿势倾斜信息生成部30输出的姿势倾斜信息来确定收听者在前后方向上的姿势的倾斜是否已经改变。在确定姿势没有改变的情况下,声学处理部40返回到步骤ST3并且继续执行滤波处理。可选地,在检测到姿势改变的情况下,声学处理部40进行到步骤ST5。
在步骤ST5中,声学处理部40改变传递函数。声学处理部40根据由从姿势倾斜信息生成部30获取的姿势倾斜信息所指示的收听者在前后方向上的姿势的倾斜来改变传递函数,返回到步骤ST3,并且通过使用所改变的传递函数来执行滤波处理。
注意,如图5所示,在先前相对于真实左声道扬声器RSPL和真实右声道扬声器RSPR的多个水平的相应高度测量传递函数的情况下,所测量的传递函数与收听者在前后方向上的姿势的倾斜的角度范围相关联。这里,在所改变的姿势的倾斜超过对应于步骤ST4中所设置的传递函数的姿势的倾斜的角度范围的情况下,声学处理部40进行到步骤ST5,并且将所设置的传递函数改变为对应于所改变的姿势的倾斜的传递函数。
如上所述,根据第一实施方式,在头枕的左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR基于从声源部20输出的2ch声音信号输出再现声音的情况下,收听者可以听到再现声音,就好像再现声音是从虚拟左声道扬声器VSL和虚拟右声道扬声器VSR输出的。因此,尽管收听者实际上听到了从位于收听者的头部对角线后方的左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的声音,但是收听者听到声音,就好像声音是从收听者的前方输出的。这使得可以防止收听者感到陌生或不适,就好像从左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的再现声音粘在收听者的后侧,并且这允许收听者很好地听到声音。
另外,即使当座椅的座椅靠背的角度改变时,也可以根据所改变的座椅靠背的角度(对应于收听者在前后方向上的姿势的倾斜)防止再现声音的声像的位置在上下方向上的不自然地移动。图7示出了再现声音的声像的位置和收听者在前后方向上的姿势的倾斜的示例。例如,当座椅60的座椅靠背61的角度是图7(b)所示的角度时,再现声音的声像的定位位置是设置在收听者LS前方的位置PS-M处的虚拟左声道扬声器VSPL和虚拟右声道扬声器VSPR的位置。这里,控制部46根据由收听者设置的收听姿势在前方向上的倾斜在向上方向上调整声像的定位位置,并且根据在后方向上的倾斜在向下方向上调整声像的定位位置。例如,当座椅靠背61如图7(a)所示被直立放置并且传递函数如常规技术中描述被固定时,再现声音的声像的定位位置是设置在收听者LS前方的位置PS-L处的虚拟左声道扬声器VSPL和虚拟右声道扬声器VSPR的位置。然而,根据本技术,根据收听者在前后方向上的姿势的倾斜来改变传递函数,并且这使得可以将再现声音的声像的定位位置设置到设置在收听者LS前方的位置PS-M处的虚拟左声道扬声器VSPL和虚拟右声道扬声器VSPR的位置。另外,当座椅靠背61如图7(c)所示倾斜并且传递函数如常规技术中描述被固定时,再现声音的声像的定位位置是设置在收听者LS前方的位置PS-H处的虚拟左声道扬声器VSPL和虚拟右声道扬声器VSPR的位置。然而,根据本技术,根据收听者在前后方向上的姿势的倾斜来改变传递函数,并且这使得可以将再现声音的声像的定位位置设置到设置在收听者LS前方的位置PS-M处的虚拟左声道扬声器VSPL和虚拟右声道扬声器VSPR的位置。因此,通过将声像的定位位置的高度调整为固定高度,而与收听姿势在前后方向上的倾斜无关,可以根据收听姿势在前后方向上的姿势的倾斜的变化来防止再现声音的声像的位置在上下方向上的不自然地移动。
<3.第二实施方式>
接下来,将描述声源部20输出两个以上声道的多声道声音信号的情况。图8是示出声学处理部的第二实施方式的配置的示例的示图。根据第二实施方式的声学处理部40的声像定位处理部42基于与根据第一实施方式的声像定位处理部41的原理相似的原理来定位从扬声器输出的声音的声像。然而,第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于,从安装在头枕中的左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的声音的声像被定位,就好像声像是从如图8所示的由虚线指示的五个虚拟扬声器VSP1至VSP5输出的。
图9是用于描述由图8所示的根据第二实施方式的声学处理部执行的声像定位处理的原理的示图。如图9所示,假设虚拟头部DH的位置是预定再现声场中的收听者的位置。真实扬声器RSP1至RSP5实际上设置在虚拟扬声器的位置(假设为扬声器位置的位置)处,用于相对于处于虚拟头部DH的位置处的收听者定位声像。另外,预先测量从相应真实扬声器RSP1至RSP5输出到虚拟头部DH的左耳和右耳中的每一个耳朵的声音的传递函数(HRTF)。
如图9所示,根据第二实施方式,N11是从真实扬声器RSP1到虚拟头部DH的左耳的声音的传递函数,并且N12是从真实扬声器RSP1到虚拟头部DH的右耳的声音的传递函数。另外,N21是从真实扬声器RSP2到虚拟头部DH的左耳的声音的传递函数,并且N22是从真实扬声器RSP2到虚拟头部DH的右耳的声音的传递函数。
以类似的方式,N31是从真实扬声器RSP3到虚拟头部DH的左耳的声音的传递函数,并且N32是从真实扬声器RSP3到虚拟头部DH的右耳的声音的传递函数。N41是从真实扬声器RSP4到虚拟头部DH的左耳的声音的传递函数,并且N42是从真实扬声器RSP4到虚拟头部DH的右耳的声音的传递函数。另外,N51是从真实扬声器RSP5到虚拟头部DH的左耳的声音的传递函数,并且N52是从真实扬声器RSP5到虚拟头部DH的右耳的声音的传递函数。
另外,以与第一实施方式类似的方式在上下方向移动虚拟扬声器VSP-1至VSP-5的位置的同时,相对于多个不同位置预先测量传递函数N11、N12、N21、N22、N31、N32、N41、N42、N51和N52。
声学处理部40通过使用先前已经测量的对应传递函数来处理例如从声源部20输出的5声道声音信号,执行用于消除再现声场中的传递函数的影响的校正处理,将处理后的声音信号输出到扬声器装置50,并且从安装在头枕中的扬声器装置50的左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出再现声音。
图8所示的声像定位处理部42通过使用先前测量的传递函数来执行滤波处理。声像定位处理部42包括10个滤波器421至430以及两个加法器431和432。
滤波器421是通过使用传递函数N11来处理从声源部20提供的第一声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于左声道的加法器431的滤波器。另外,滤波器422是通过使用传递函数N12来处理从声源部20提供的第一声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于右声道的加法器432的滤波器。
滤波器423是通过使用传递函数N11来处理从声源部20提供的第二声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于左声道的加法器431的滤波器。另外,滤波器424是通过使用传递函数N12来处理从声源部20提供的第二声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于右声道的加法器432的滤波器。
滤波器425是通过使用传递函数N11来处理从声源部20提供的第三声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于左声道的加法器431的滤波器。另外,滤波器426是通过使用传递函数N12来处理从声源部20提供的第三声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于右声道的加法器432的滤波器。
滤波器427是通过使用传递函数N11来处理从声源部20提供的第四声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于左声道的加法器431的滤波器。另外,滤波器422是通过使用传递函数N12来处理从声源部20提供的第四声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于右声道的加法器432的滤波器。
滤波器429是通过使用传递函数N11来处理从声源部20提供的第五声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于左声道的加法器431的滤波器。另外,滤波器430是通过使用传递函数N12来处理从声源部20提供的第五声道声音信号,并且将处理后的声音信号提供给用于右声道的加法器432的滤波器。
加法器431将从滤波器421、423、425、427和429提供的声音信号相加。加法器432将从滤波器422、424、426、428和430提供的声音信号相加。
这使得可以定位声像,使得虚拟扬声器VSP1至VSP5输出从用于左声道的加法器431输出的声音信号的声音和从用于右声道的加法器432输出的声音信号的声音。
根据第二实施方式的校正处理部44以类似于第一实施方式的方式配置。校正处理部44对从声像定位处理部42输出的声音信号执行校正处理,并且定位从左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的声音,就好像声音是从虚拟扬声器VSP1至VSP5准确地输出的。
控制部46基于收听者的姿势倾斜信息来控制声像定位处理部42。具体地,例如,在可躺座椅的座椅靠背的倾斜角度增大的情况下,基于姿势倾斜信息来切换声像定位处理部42的滤波器421至430的传递函数N11、N12、N21、N22、N31、N32、N41、N42、N51和N52,并且防止再现声音的声像的位置在向上方向移动。
如上所述,根据第二实施方式,在头枕的左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR基于从声源部20输出的多声道声音信号输出再现声音的情况下收听者可以听到再现声音,就好像再现声音是从虚拟扬声器VSP1到VSP-5的位置输出的。因此,以类似于第一实施方式的方式,尽管收听者听到了从位于收听者的头部对角线后方的左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的声音,但是收听者听到声音,就好像声音是从收听者的前方输出的。这使得可以防止收听者感到陌生或不适,就好像从左声道扬声器SPL和右声道扬声器SPR输出的再现声音粘在收听者的后侧,并且这允许收听者很好地听到声音。另外,可以根据收听者在前后方向上的姿势的倾斜的变化来防止再现声音的声像的位置在上下方向上的不自然地移动。
<4.其他实施方式>
在第一实施方式和第二实施方式中,已经描述了其中可躺座椅是汽车座椅、扬声器装置安装在设置在座椅靠背的顶部上的头枕中,并且声学处理部40包括声像定位处理部41(42)和校正处理部44的情况。然而,也可以将声像定位处理部41与校正处理部44一体化,并且执行滤波处理,在该滤波处理中,由声像定位处理部41执行的处理和由校正处理部44执行的处理被组合。另外,将扬声器装置安装在收听者的头部附近的预定位置处就足够了,并且该预定位置不限于头枕。
另外,声学处理部根据收听者在前后方向上的姿势的倾斜的变化来防止再现声音的声像的位置在上下方向上的不自然地移动就足够了。声学处理部不必包括校正处理部。
另外,其中安装扬声器装置的座椅不限于汽车座椅。例如,如上所述,还可以将扬声器装置安装在设置在飞机、火车等中的可躺座椅中。另外,如上所述,还可以将扬声器装置安装在用于在游乐园中建立并且承载骑乘者的游乐设施等的座椅中,使得骑乘者在前后方向上的姿势的倾斜改变。另外,如上所述,不仅可以将扬声器装置安装在设置在移动物体中的座椅中,而且还可以将扬声器装置安装在设置在固定位置处的座椅中。例如,可以将扬声器装置安装在休息的地方的可躺座椅中或具有可躺功能的按摩椅中。
另外,可以通过根据收听者在前后方向上的姿势的倾斜的变化调整定位位置来防止再现声音的声像的定位位置在上下方向上的不自然地移动。另外,还可以通过根据姿势的倾斜的变化来控制再现声音的声像的定位位置的移动方向和移动量来提供动态的真实感。例如,在外部设备根据视频的再现使座椅在前后方向上自动倾斜的情况下,控制部46根据由外部设备设置的收听姿势的倾斜在上下方向上调整声像的定位位置。这里,将描述根据由外部设备设置的收听姿势的倾斜在上下方向上调整声像的定位位置的示例。在通过使用来自外部装备的控制信号根据视频再现使座椅在前后方向上自动倾斜的情况下,姿势倾斜信息生成部30使用来自外部装备的控制信号作为姿势倾斜信息,并且控制部46基于姿势倾斜信息,在对应于座椅的倾斜的再现声音的声像的位置的移动方向上更多地移动声像的定位位置。当如上所述移动再现声音的声像的定位位置时,例如,可以通过使用飞行器之间的空战等的模拟视频来动态地再现在收听者跟随敌机的场景中的快速转弯行为等。另外,例如,在座椅根据下落场景等的模拟视频的再现而自动地在前方向倾斜的情况下,可以通过在与对应于座椅的倾斜的再现声音的声像的位置的移动方向相反的方向上移动声像的定位位置来动态地再现下落行为等。
本说明书中描述的一系列处理可以通过硬件、软件或它们的组合配置来执行。在通过软件执行该系列处理的情况下,可以将其中记录了处理顺序的程序安装到并入专用硬件的计算机中的存储器中,由此执行该程序,或者可以将该程序安装到能够执行各种类型的处理的通用计算机中,由此执行该程序。
例如,程序可以预先记录在用作记录介质的硬盘、固态驱动器(SSD)或只读存储器(ROM)中。可选地,程序可以临时或永久地存储(记录)在诸如软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光(MO)盘、数字通用光盘(DVD)、蓝光盘(BD)(注册商标)、磁盘或半导体存储器的可移动记录介质中。这种可移除记录介质可以被提供为所谓的封装软件。
除了从上述可移除记录介质安装到计算机中之外,程序还可以经由诸如局域网(LAN)或互联网的网络以有线或无线方式从下载站点传送到计算机。计算机可以接收以这种方式传送的程序,并且将该程序安装到诸如包含在其中的硬盘的记录介质中。
应当注意,本说明书中描述的效果仅是示例,并且决不限于此,并且可以提供本文中未描述的附加效果。另外,本技术不应被解释为限于上述技术的实施方式。上述技术的实施方式以示例的形式公开了本技术,并且显而易见的是,本领域技术人员可以在不脱离本技术的主题的情况下对实施方式进行修改或替换。即,为了确定本技术的主题,应当考虑权利要求。
另外,根据本技术的声学处理设备也可以如下配置。
(1)一种声学处理设备,包括:
声像定位处理部,其执行用于定位再现声音的声像的声音信号处理;以及
控制部,其基于再现声音的收听者的收听姿势的倾斜来控制由声像定位处理部执行的声音信号处理,并且根据收听姿势的倾斜来调整声像的定位位置。
(2)根据(1)的声学处理设备,
其中,收听姿势的倾斜是前后方向的倾斜。
(3)根据(2)的声学处理设备,
其中,控制部根据收听姿势的倾斜在上下方向上调整声像的定位位置。
(4)根据(3)的声学处理设备,
其中,控制部根据由收听者设置的收听姿势在前方向上的倾斜在向上方向上调整声像的定位位置,并且根据在后方向上的倾斜在向下方向上调整声像的定位位置。
(5)根据(4)的声学处理设备,
其中,控制部将声像的定位位置的高度调整为固定高度,而与收听姿势在前后方向上的倾斜无关。
(6)根据(3)的声学处理设备,
其中,控制部根据由外部装备设置的收听姿势的倾斜在上下方向上调整声像的定位位置。
(7)根据(1)至(6)中任一项的声学处理设备,其中,
声像定位处理部通过使用从虚拟扬声器到收听者的声音的传递函数的滤波处理来定位再现声音的声像,以及
控制部根据收听姿势的倾斜来切换传递函数,并且调整声像的定位位置。
(8)根据(1)至(7)中任一项的声学处理设备,
其中,声像定位处理部将经过声音信号处理的声音信号提供给扬声器装置,该扬声器装置设置在收听者的头部附近的预定位置处。
(9)根据(8)的声学处理设备,
其中,扬声器装置设置在收听者所坐的椅子的座椅靠背上的头枕位置处。
(10)根据(9)的声学处理设备,还包括:
倾斜检测部,其检测座椅靠背的倾斜,
其中,控制部使用由倾斜检测部检测到的座椅靠背的倾斜作为收听姿势的倾斜。
(11)根据(8)至(10)中任一项的声学处理设备,还包括:
校正处理部,其基于对应于收听者的头部相对于扬声器装置的位置的校正控制信息,对由声像定位处理部处理的声音信号执行校正处理,
其中,将经过由校正处理部执行的校正处理的声音信号提供给扬声器装置。
工业适用性
通过使用根据本技术的声学处理设备、声学处理方法和程序,执行用于定位再现声音的声像的声音信号处理,基于再现声音的收听者的收听姿势的倾斜来控制声音信号处理,并且根据收听姿势的倾斜来调整声像的定位位置。这使得可以防止由于收听者在前后方向上的姿势的倾斜而引起的声像的位置在上下方向上的不自然地移动。本技术适用于通过使用来自安装在移动物体、固定设施等中的座椅的再现声音来定位声像的设备。
参考标记列表
10 声学系统
20 声源部
30 姿势倾斜信息生成部
40 声学处理部
41、42 声像定位处理部
44 校正处理部
46 控制部
50 扬声器装置
60 座椅
61 座椅靠背
411至414、421至430、441至444 滤波器
415、416、431、432、445、446 加法器。

Claims (13)

1.一种声学处理设备,包括:
声像定位处理部,执行用于定位再现声音的声像的声音信号处理;以及
控制部,基于所述再现声音的收听者的收听姿势的倾斜来控制由所述声像定位处理部执行的所述声音信号处理,并且根据所述收听姿势的倾斜来调整所述声像的定位位置。
2.根据权利要求1所述的声学处理设备,
其中,所述收听姿势的倾斜是前后方向的倾斜。
3.根据权利要求2所述的声学处理设备,
其中,所述控制部根据所述收听姿势的倾斜在上下方向上调整所述声像的定位位置。
4.根据权利要求3所述的声学处理设备,
其中,所述控制部根据由所述收听者设置的所述收听姿势在前方向上的倾斜在向上方向上调整所述声像的定位位置,并且根据所述收听姿势在后方向上的倾斜在向下方向上调整所述声像的定位位置。
5.根据权利要求4所述的声学处理设备,
其中,所述控制部将所述声像的定位位置的高度调整为固定高度,而与所述收听姿势在所述前后方向上的倾斜无关。
6.根据权利要求3所述的声学处理设备,
其中,所述控制部根据由外部装备设置的所述收听姿势的倾斜在所述上下方向上调整所述声像的定位位置。
7.根据权利要求1所述的声学处理设备,其中,
所述声像定位处理部通过使用从虚拟扬声器到所述收听者的声音的传递函数的滤波处理来定位所述再现声音的声像,以及
所述控制部根据所述收听姿势的倾斜来切换所述传递函数,并且调整所述声像的定位位置。
8.根据权利要求1所述的声学处理设备,
其中,所述声像定位处理部将经过所述声音信号处理的声音信号提供给扬声器装置,所述扬声器装置设置在所述收听者的头部附近的预定位置处。
9.根据权利要求8所述的声学处理设备,
其中,所述扬声器装置设置在所述收听者所坐的椅子的座椅靠背上的头枕位置处。
10.根据权利要求9所述的声学处理设备,还包括:
倾斜检测部,检测所述座椅靠背的倾斜,
其中,所述控制部使用由所述倾斜检测部检测到的所述座椅靠背的倾斜作为所述收听姿势的倾斜。
11.根据权利要求8所述的声学处理设备,还包括:
校正处理部,所述校正处理部基于对应于所述收听者的头部相对于所述扬声器装置的位置的校正控制信息,对由所述声像定位处理部处理的所述声音信号执行校正处理,
其中,将经过由所述校正处理部执行的所述校正处理的所述声音信号提供给所述扬声器装置。
12.一种声学处理方法,包括:
由声像定位处理部执行用于定位再现声音的声像的声音信号处理;以及
由控制部基于所述再现声音的收听者的收听姿势的倾斜来控制由所述声像定位处理部执行的所述声音信号处理,并且由所述控制部根据所述收听姿势的倾斜来调整所述声像的定位位置。
13.一种使计算机执行声音信号处理的程序,包括:
执行用于定位再现声音的声像的声音信号处理;以及
基于所述再现声音的收听者的收听姿势的倾斜来控制所述声音信号处理,并且根据所述收听姿势的倾斜来调整所述声像的定位位置。
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