CN112911440A - 头戴式耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够对使混合对象的乐音的声像定位的位置进行控制的头戴式耳机。一种头戴式耳机，包括左右的装耳部以及连结左右的装耳部的连结部，且包括：控制部，针对分别输入至头戴式耳机的第一乐音和与第一乐音不同的第二乐音的至少一者，根据用户的头部的朝向来变更使声像定位的位置；以及扬声器，分别设置于左右的装耳部，将由控制部变更了使第一乐音及第二乐音的至少一者的声像定位的位置时的第一乐音及第二乐音的混合音的信号连接。

Description

头戴式耳机
技术领域
本发明涉及一种头戴式耳机(head phone)。
背景技术
先前，有一种头戴式耳机，其通过无线通信来接收来自智能手机的再现音的信号与吉他的演奏音的信号，从而能够收听它们的合成音(例如，专利文献1)。另外，已知有一种技术，其根据乐器的发声位置来决定与用户的姿势相对应的路径的头部相关传递函数，并使用所述头部相关传递函数来使从头戴式耳机输出的乐音定位(例如，专利文献2)。另外，有一种头戴式耳机，其根据收听者的头部的旋转角度来更新信号处理装置中的信号处理内容，并使声像定位于头外(例如，专利文献2)。此外，作为与本申请发明相关联的现有技术，有专利文献4。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2017-175256号公报
[专利文献2]日本专利特开2018-160714号公报
[专利文献3]日本专利特开平8-009489号公报
[专利文献4]日本专利特开平1-121000号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明的目的在于提供一种能够对使混合对象的乐音的声像定位的位置进行控制的头戴式耳机。
[解决问题的技术手段]
本发明的一方面是一种头戴式耳机，其包括左右的装耳部以及连结所述左右的装耳部的连结部，且包括：
控制部，针对分别输入至所述头戴式耳机的第一乐音和与所述第一乐音不同的第二乐音的至少一者，根据用户的头部的朝向来变更使声像定位的位置；以及
扬声器，分别设置于所述左右的装耳部，将由所述控制部变更了使所述第一乐音及所述第二乐音的至少一者的声像定位的位置时的所述第一乐音及所述第二乐音的混合音的信号连接。
附图说明
图1是实施方式的头戴式耳机的外观结构图。
图2表示头戴式耳机及终端的电路结构例。
图3是头戴式耳机的运行说明图。
图4A及图4B表示终端的用户接口的示例。
图5表示对吉他的演奏音施加效果(effect)并从吉他放大器输出时的结构例。
图6是吉他放大器的回响的特征的说明图。
图7表示由图3所示的效果处理部执行的处理。
图8A至图8C是声场处理的说明图。
图9是声场处理的说明图。
图10是表示舞台模式(stage mode)的声场处理的电路图。
图11是表示静态模式(static mode)的声场处理的电路图。
图12是表示环绕模式(surround mode)的声场处理的电路图。
图13A是表示X、Y在各模式中的初始值的表，图13B是表示Z的初始值的表。
图14是表示根据各位置而采用的传递函数的表。
图15表示所采用的传递函数的具体例。
图16是表示根据各放大器的设置位置而采用的传递函数的表。
图17是表示基于终端(应用)的设定指示与发送至头戴式耳机的值的表。
图18是表示声场处理的示例的流程图。
图19是表示声场处理的示例的流程图。
图20是表示中断处理的示例的流程图。
图21A及图21B是表示机箱(cabinet)与收听者的关系的图。
图22A及图22B是说明图21A及图21B所示的状态的表。
图23是实施方式的作用说明图。
图24是实施方式的作用说明图。
[符号的说明]
2：吉他
3：终端
10：头戴式耳机
201：处理器
202：存储装置
具体实施方式
实施方式的头戴式耳机包括左右的装耳部以及连结左右的装耳部的连结部，且所述头戴式耳机包括以下。
(1)控制部，针对分别输入至头戴式耳机的第一乐音和与第一乐音不同的第二乐音的至少一者，根据用户的头部的朝向来变更使声像定位的位置。
(2)扬声器，分别设置于左右的装耳部，将由控制部变更了使第一乐音及第二乐音的至少一者的声像定位的位置时的第一乐音及第二乐音的混合音的信号连接。
根据头戴式耳机，用户可通过头部的位移来变更第一乐音及第二乐音的至少一者的定位位置，从而可收听分别定位于所期望的位置的第一乐音及第二乐音的混合音。控制例如是处理器，处理器也可由例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)之类的集成电路或集成电路的组合构成。头部的朝向例如可使用陀螺仪传感器来检测。
在头戴式耳机中，可构成为：控制部与使第一乐音的声像定位的位置无关地，对所述第一乐音赋予模拟从正面朝向所述用户的箱式扬声器(cabinet speaker)输出的情况的效果。如此，关于第一乐音，可与定位无关地收听从正面朝向用户的箱式扬声器输出时的模拟音。即，可与头部的位移无关地收听高品质的第一乐音。在所述情况下，用户的朝向可朝向箱式扬声器，也可不朝向箱式扬声器。
在头戴式耳机中，可构成为：头部的朝向包含头部在水平方向上的旋转角度，使用与旋转角度相对应的、从位于头部外的声源至用户的左右耳为止的头部相关传递函数来变更声源的位置。如此，可根据用户的头的朝向来变更定位。※头部的位移不仅可包含水平方向上的旋转角度，还可包含高度或在上下方向上的倾斜(俯仰：倾斜角)。
在头戴式耳机中，可采用如下结构：第一乐音是由所述用户实时生成的乐音。实时生成的声音可为电子乐器或智能手机应用的演奏音，也可为用麦克风收音所得的用户的声音(歌唱音)或模拟乐器音。第二乐音可为来自智能手机的再现音，也可为智能手机应用演奏音。
在头戴式耳机中，可采用如下结构：第一乐音通过第一无线通信而输入至头戴式耳机，第二乐音通过第二无线通信而输入至所述头戴式耳机。通过无线而输入第一乐音及第二乐音，由此处理物理信号线不繁杂。另外，在通过演奏等而实时生成第一乐音及第二乐音的情况下，可避免物理信号线阻碍顺利的生成。应用于第一无线通信与第二无线通信的无线通信标准可相同，也可相互不同。通过使其不同而可避免串扰、干扰、误识别等。
在头戴式耳机中，可构成为：针对利用控制部使声像定位的位置的变更设定为关闭的第一乐音及第二乐音，将从规定的基准定位的位置发声时的声音用于混合音的生成。基准定位的位置、吉他效果及声场处理的开/闭可使用终端的应用来设定，设定信息可存储于存储装置(快闪存储器等)中。
以下，参照附图，对实施方式的乐音产生方法及乐音产生装置进行说明。实施方式的结构是一例，并不限定于所述结构。
＜头戴式耳机的外观结构＞
图1是实施方式的头戴式耳机的外观结构图。在图1中，头戴式耳机10具有右侧的装耳部12R与左侧的装耳部12L经由U字状的连结部11而连结的结构。装耳部12R及装耳部12L均被称为耳垫(ear pad)，连结部11被称为头带(headband)或头靠(headrest)。
在用户的右耳罩上装耳部12R，另一方面，在左耳罩上装耳部12L，并用头顶支撑连结部11，由此头戴式耳机10被佩戴于用户的头部。在装耳部12R及装耳部12L中分别设置有扬声器。
被称为发射机20的、和头戴式耳机10进行无线通信的无线通信机器与吉他2连接。头戴式耳机10的装耳部12R具有接收机23，并在发射机20与接收机23之间进行无线通信。吉他2是电子乐器的一例，也可为电子吉他以外的电子乐器。在电子乐器中也包含电吉他。另外，乐音并不限于乐器音，也包含人的歌唱音等声音。
发射机20例如具有插孔销，通过将插孔销插入形成于吉他2的插孔洞中而安装于吉他2。基于用户自身及他人的吉他2的演奏音的信号通过使用发射机20的无线通信而输入至头戴式耳机10。演奏音的信号与左右的扬声器连接而放出声音。由此，用户可收听吉他2的演奏音。吉他2的演奏音是“第一乐音”的一例。
在头戴式耳机10的装耳部12R中还包括BT(蓝牙(Bluetooth)(注册商标))通信器21。BT通信器21可与终端3进行BT通信，并接收终端3所再现的乐音(例如，鼓音、贝斯音、伴奏乐队(back band)音等一个或两个以上的乐器音)的信号。由此，用户可收听来自终端3的乐音。终端3的再现音是“第二乐音”的一例。但是，第二乐音不仅包含再现音，还包含基于终端3所中转的数据流中的乐音数据的声音、终端3使用麦克风收音所得的乐音、通过终端3所执行的演奏用应用的操作而生成的乐音。
如上所述，在头戴式耳机10设置有通过无线通信来供给乐音的信号的多个输入系统(在本实施方式中为两个系统)。将输入吉他2的演奏音的系统称为第一系统，将输入来自终端3的乐音的系统称为第二系统。使用发射机20的通信是与BT通信不同的独立的无线通信标准。应用于各系统的无线通信标准可相同，但就避免串扰、干扰或误识别等方面而言，优选为相互不同。
另外，在并列接收演奏音与再现音的情况下，也可通过内置于头戴式耳机10中的电路来将演奏音与再现音合成或混合而成的声音连接于各扬声器，从而收听混合音。
终端3只要是通过无线通信而向头戴式耳机10发送乐音信号的终端或机器即可。例如是智能手机，但也可为智能手机以外的终端。终端3可为可携式终端，也可为固定终端。终端3可用作用于对头戴式耳机10实施各种设定的操作终端。
＜硬件结构＞
图2表示头戴式耳机10及终端3的电路结构例。在图2中，终端3包括经由总线B而相互连接的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)31、存储装置32、通信接口(通信IF(communication interface))33、输入装置34、输出装置35、BT通信器36、声源37。在声源37连接有数模转换器(Digital Analog Converter，DAC)38，DAC 38与放大器(amplifier)39连接，放大器39与扬声器40连接。
存储装置32包含主存储装置与辅助存储装置。主存储装置可用作程序或数据的存储区域、CPU 31的作业区域等。主存储装置例如由随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)或RAM与只读存储器(Read Only Memory，ROM)的组合形成。辅助存储装置可用作程序或数据的存储区域、存储波形数据的波形存储器等。辅助存储装置例如是快闪存储器、硬盘、固态驱动器(Solid State Drive，SSD)、电可擦可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
通信IF 33是与有线局域网(Local Area Network，LAN)或无线LAN等网络连接的机器，例如是LAN卡。输入装置34包括键、按钮、触摸面板等。输入装置34用于将各种信息或数据输入至终端3。信息或数据包含用于对头戴式耳机10实施各种设定的数据。
输出装置35例如是显示器。CPU 31通过执行存储于存储装置32中的程序(应用)而进行各种处理。例如，CPU 31可通过执行头戴式耳机10用的应用程序(应用)而输入向头戴式耳机10供给的乐音的再现/停止、或对于吉他2的演奏音的效果的设定、或对于乐音的各输入系统的声场的设定，并供给至头戴式耳机10。
当使用输入装置34输入乐音的再现指示时，CPU 31从存储装置32读出与再现指示相对应的乐音的数据，并供给至声源37，声源生成与乐音的数据相对应的乐音(再现音)的信号。再现音的信号发送至BT通信器36，并转换为无线信号而放射。所放射的无线信号被头戴式耳机10的BT通信器21接收。再者，声源37所生成的乐音的信号也可供给至DAC 38而转换为模拟信号，并由放大器39放大，从扬声器40放出声音。但是，在将再现音的信号供给至头戴式耳机的情况下，进行对于向DAC 38发送的乐音的信号的静音。
在本实施方式中，在头戴式耳机10的装耳部12L中包括向头戴式耳机10的各部供给电力的电池25以及左侧的扬声器24L。来自电池25的电力在沿着连结部11设置的配线中通过并供给至装耳部12R的各部。电池25也可位于装耳部12R中。
装耳部12R包括与BT通信器36进行无线通信的BT通信器21、接收机23以及扬声器24R。另外，装耳部12R包括处理器201、存储装置202、陀螺仪传感器203、输入装置204以及头戴式耳机(Head Phone，HP)放大器206。
接收机23接收来自发射机20的信号(包含与吉他2的演奏音相关的信号)而进行无线处理(下变频等)。接收机23将完成了无线处理的信号输入至处理器201。
陀螺仪传感器203例如是9轴的陀螺仪传感器，可分别检测用户的头部的向上下、前后、左右的移动、倾斜、旋转。陀螺仪传感器203的输出信号输入至处理器201。陀螺仪传感器20的输出信号中的至少表示头部在水平方向上的旋转角度(佩戴了头戴式耳机10的用户的头部的朝向)的信号用于声场处理。但是，除此以外的信号也可用于声场处理。
输入装置204用于输入对于吉他2的演奏音(第一乐音)的效果处理的开/闭、与演奏音及来自终端3的再现音(第一乐音及第二乐音)相关的声场处理的开/闭、声场的复位等指示。
处理器201例如是系统级芯片(System-on-a-Chip，SoC)，且包括进行对于第一乐音及第二乐音的信号的处理的DSP以及进行与用于信号处理的各种参数的设定、管理相关的控制的CPU等。被处理器201使用的程序及数据存储于存储装置202中。处理器201是控制部的一例。
处理器201进行对于从接收机23输入的第一乐音的信号的处理(例如，效果处理)、与对于从BT通信器21输入的第二乐音的信号的处理(例如，声场处理)，并将处理过的信号(右侧信号及左侧信号)与HP放大器206连接。HP放大器206是内置于DAC中的放大器，且进行对于右侧信号及左侧信号的DA转换及放大，并与扬声器24R及扬声器24L(扬声器的一例)连接。
＜模式的说明＞
在本实施方式的头戴式耳机10中，在收听第一乐音及第二乐音的混合音的情况下，用户可以从“环绕模式”、“静态模式”及“舞台模式”中选择的模式来收听第一乐音及第二乐音的混合音。
关于第一乐音及第二乐音，用户可使用终端3的输入装置34及输出装置35(触摸面板34A：图3)来设定位于用户的头部外且使声像定位的初始位置。
例如，使用图3来进行说明，通过终端3的CPU 31执行头戴式耳机10用的应用，终端3的输入装置34及输出装置35作为用户接口进行运行。CPU 31作为声音再现部37A、效果处理指示部31A、声场处理指示部31B进行运行。BT通信器36作为BT收发部36A进行运行。
作为用户接口，向用户提供至少能够设定乃至输入第二乐音的再现/停止的指示、是否需要对第一乐音赋予效果的指示、第一乐音及第二乐音的声源与用户的相对位置的控件。
图4A及图4B表示用户接口的一例。图4A表示机箱的方向等的操作画面41，图4B表示从吉他放大器输出的吉他2的演奏音(吉他(GUITAR)：第一乐音)及音频(音频(AUDIO)：伴奏乐队等第二乐音)的位置等的操作画面42。
操作画面41中，设置有表示吉他放大器相对于用户的方向的圆形状的控件，通过描圆弧而可设定机箱相对于用户的角度。吉他放大器是箱式扬声器的一例，以下，将箱式扬声器简单表述为“机箱”。机箱的正面与用户正对的方向是0°。另外，可使用操作画面41来设定吉他放大器的种类(TYPE)、增益及电平。
操作画面42中，设置有用于选择模式(环绕模式、静态模式、舞台模式、关闭(OFF)的任一种)的控件。另外，在操作画面42中设置有分别对吉他放大器(GUITAR)及音频(AUDIO)各者与佩戴了头戴式耳机10的用户的角度进行设定的圆形状的控件，通过用手指描圆弧而可设定角度。另外，在操作画面42中包括对表示用户所处的空间的类型(舞台、演播室)进行选择的控件以及对电平进行设定的控件。
作为声音再现部37A进行运行的CPU 31依据再现/停止的指示来开/闭第二乐音的再现动作。作为效果处理指示部31A进行运行的CPU 31生成是否需要赋予效果、赋予效果时的参数(表示放大器频率特性、扬声器频率特性、机箱回响特性等的参数)，并使其包含于BT收发部36A的发送对象中。
作为声场处理指示部31B进行运行的CPU 31接受表示作为第一乐音及第二乐音的声源与用户的相对位置的、以用户的位置为中心且使第一乐音及第二乐音的声场定位的位置(初始位置)的信息。例如，设想第一乐音(吉他2的演奏音)从配置于用户的前方的吉他放大器输出(放出声音)。而且，设定在水平方向上以用户为中心时的吉他放大器(声源)所存在的位置(与用户的相对角度)。
例如，将用户朝向某一方向的情况设为0°，设定声源(吉他放大器)位于哪一角度。关于声源是第二乐音的音频，也相同。第一乐音的声源的位置与第二乐音的声源的位置可不同，也可相同。
在环绕模式中，即使佩戴了头戴式耳机10的用户变更头部在水平方向上的朝向(旋转角度)，第一乐音及第二乐音的声场也维持为固定于初始位置的状态。在静态模式中，根据用户的头部的朝向的变更来变更使第一乐音(吉他放大器)的声像定位的位置，另一方面，第二乐音(音频)的声场维持固定于初始位置的状态。换言之，在静态模式中，若持有吉他的用户变更头部的朝向，则变更第一乐音的声源(吉他放大器)的位置，但第二乐音(音频)的声场不变更。在舞台模式中，根据头部的朝向的变更来变更第一乐音及第二乐音(吉他放大器及音频)这两者的声源的位置。
声场处理指示部31B使特定目前模式的信息与表示第一乐音及第二乐音的声源的初始位置的信息等包含于BT收发部36A的发送对象中。BT收发部36A通过使用BT的无线通信来发送指示再现时的第二乐音的数据、从效果处理指示部31A供给的信息、从声场处理指示部31B供给的信息。装耳部12R的BT通信器21接收从BT收发部36A发送来的数据及信息。
＜效果处理＞
接收机23接收经由发射机20而接收的作为吉他2的演奏音的第一乐音的信号。关于由接收机23接收的第一乐音，处理器201作为效果处理指示部201A、效果处理部201B进行运行。
效果处理指示部201A向效果处理部201B提供通过从BT收发部21A接收或从输入装置204输入或从存储装置202中读出而获取的是否需要赋予效果(效果处理)、基于赋予效果时的参数的指示。
在无需进行效果处理的情况下，效果处理部201B不进行对于第一乐音的信号的效果赋予(跳过)。相对于此，在需要进行效果处理的情况下，效果处理部201B进行如下处理：对第一乐音赋予依据从效果处理指示部201A接收的参数的效果。
此处，对由头戴式耳机10执行的对于第一乐音的效果处理进行说明。图5表示对吉他2的演奏音施加效果并从吉他放大器53输出时的结构例。在连结吉他2与吉他放大器53的信号线中插入效果器(effector)51与放大器52。吉他放大器53包括机箱54以及收容于机箱54内的扬声器55。
关于效果器51的特性，根据用户所选择的效果的类型来应用各种特性。例如，当选择均衡器作为效果器51时，成为每一频带放大电平不同的频率特性。效果的类型(种类)也可为均衡器以外的类型。放大器52的频率特性与扬声器55的频率特性是对将扫频音输入至建模对象的吉他放大器53时的输出波形进行测定而获得的频率特性。再者，所述求出频率特性的方法也可应用于将放大器52内置于机箱内的类型的吉他放大器。
已知：机箱回响特性是机箱54内的空间的余响特性，且是对脉冲响应进行测定等而获得。如图6所示，吉他放大器53的回响的特征主要由扬声器55与机箱54决定。吉他放大器53的输出音不仅由可从扬声器55听到的直接音赋予特征，还由机箱54内的回音赋予特征。所述回音作为来自设置于吉他放大器53的前表面的低音反射端口的放出音，或者作为扬声器55或机箱54整体的振动音传达至用户的耳中。
已知有一种基于脉冲响应来模拟机箱54内的空间的回响的信号处理技术。在本实施方式中，采用在近似基于所实测的脉冲响应而求出的空间的余响特性的状态下减少了次数的有限脉冲响应(Finite Impulse Response，FIR)滤波器。
作为脉冲响应的实测方法，可采用如以下般的工序。
(1)在消音室中空开距离B地设置吉他放大器53与麦克风56。此时，吉他放大器53与麦克风56以朝向彼此的正面的方式设置成角度成为0°。
(2)向吉他放大器53输入脉冲波形，并由吉他放大器53发声。
(3)基于用麦克风56收集所述发声并进行录音所得的脉冲响应波形来决定FIR滤波器的滤波器特性。
图6所示的大小A表示吉他放大器53的机箱的大小，角度C表示机箱54与麦克风56的角度(在机箱54的正面朝向麦克风56的情况下为0°)。再者，距离B只要根据机箱54的回响的听觉情况而设为所喜好的值即可。通常，在缩短距离B的情况下，称为打开麦克风设定，在延长距离B的情况下，称为关闭麦克风设定。即，距离B与后述的声场处理无关。用麦克风56收集的声音成为在麦克风56的一点处所收集的单声道声音，但机箱54的回响要素包含于所述单声道声音中。
图7表示由图3等所示的效果处理部201B进行的处理。对从接收机23输入的吉他2的演奏音施加由效果处理指示部201A指示的类型及特性的效果。另外，作为吉他放大器特性处理，对输入信号实施与通过实测而求出的放大器频率特性、扬声器频率特性、机箱回响特性相对应的改变，由此赋予规定的效果(例如，基于均衡器的音量调整)，并且输出模拟从模拟对象的吉他放大器53(箱式扬声器的一例)放出声音的情况的吉他2的演奏音。
＜声场处理＞
处理器201通过执行程序而作为声场处理指示部201D、声场处理部201E进行运行。将来自效果处理部201B的第一乐音与来自BT收发部21A的第二乐音输入至声场处理部201E中。
在声场处理指示部201D中，基于来自BT收发部21A的与声场处理相关的信息(模式的种类、机箱的朝向的设定值、吉他放大器及音频的初始位置(设定值)等)、由陀螺仪传感器203检测的头部在水平方向上的朝向(头部的旋转角度)、由头戴式耳机10的输入装置输入的信息而向声场处理部201E输出指示。
关于声场处理，如图8A所示，当从声源G产生声压O，将至收听者M的左耳为止的传递函数设为HL，将从声源G至收听者M的右耳为止的传递函数设为HR时，对于左耳的输入声压E1L与对于右耳的输入声压E1R如下式所述。
E1L＝O·HL
E1R＝O·HR
关于收听者M与声源G的位置关系，考虑如下情况：在并非图8A而是图9般的被反射壁W遮蔽的空间内，模拟根据收听者M与声源G的位置关系来定位声像的状态。作为声场处理，可着眼于头部相关传递函数并使用如以下般的方法。
即，关于在空间内从声源G产生声压O的情况，对以下的传递函数进行定义。
·将点声源信号的声压O直接输入至收听者M的左耳为止的传递函数HF-L(1)
·将点声源信号的声压O反射至左前壁，然后输入至收听者M的左耳为止的传递函数HF-L(2)
·将点声源信号的声压O反射至右后壁，然后在头部中传递并输入至收听者M的左耳为止的传递函数HR-L
·将点声源信号的声压O在头部中传递并输入至收听者M的右耳为止的传递函数HF-R(1)
·将点声源信号的声压O反射至左前壁，然后在头部中传递并输入至收听者M的右耳为止的传递函数HF-R(2)
·将点声源信号的声压O反射至右后壁，然后输入至收听者M的右耳为止的传递函数HR-R
如图8B般，当将左声音信号PL与右声音信号PR输入至头戴式耳机且所述声音信号的声压输入至左右耳为止的传递函数设为HH时，对于左耳的输入声压ELH与对于右耳的输入声压ERH由以下表示。
ELH＝PL·HH
ERH＝PR·HH
为了使用头戴式耳机来使声像定位于如图9般的声源G的位置，而设为以下。
ELH＝E2L
ERH＝E2R
因此，关于输入至头戴式耳机的左右声音信号PL、PR，当变换式时，成为以下。
PL＝O·HL/HH
PR＝O·HR/HH
对于左耳的输入声压E2L与对于右耳的输入声压E2R成为下式。
E2L＝O·HF-L(1)+O·HF-L(2)+O·HR-L＝O·(HF-L(1)+HF-L(2)+HR-L)
E2R＝O·HF-R(1)+O·HF-R(2)+O·HR-R＝O·(HF-R(1)+HF-R(2)+HR-R)
因此，关于输入至头戴式耳机的左右声音信号PL、PR(参照图8B)，当变换式时，成为以下。
PL＝O·(HF-L(1)+HF-L(2)+HR-L)/HH
PR＝O·(HF-R(1)+HF-R(2)+HR-R)/HH
此处，所述传递函数可将距声源的距离X、与声源的角度Y、空间的大小Z作为自变量而设为以下。关于距声源的距离X，作为一例，设为大、中、小这三阶段。在距离X、角度Y、大小Z中使用由终端3设定的设定值。
HL(X，Y，Z)＝HF-L(1)(X，Y，Z)+HF-L(2)(X，Y，Z)+HR-L(X，Y，Z)
HR(X，Y，Z)＝HF-R(1)(X，Y，Z)+HF-R(2)(X，Y，Z)+HR-R(X，Y，Z)
如上所述，所述传递函数可利用FIR滤波器等来求出，所述FIR滤波器基于由设置于收听者的位置的麦克风等吸音装置观测所得的脉冲响应波形而形成从设置于空间内的任意位置的声源发出的脉冲波形。作为具体的实施例，预先计算基于所述装置规格所要求的分辨率的X、Y、Z的每一位移的传递函数并加以存储，只要根据用户的空间位置来读出并用于声音处理即可。
图8C表示应用于声场处理部201E的电路例，即从输入声音信号输出左声音信号PL及右声音信号PR的电路例。电路301具有求出HL/HH的电路201Ea与求出HR/HH的电路201Eb，电路201Ea将输入声音信号乘以HR/HH而输出相当于左耳信号PL的信号。电路201Eb将输入声音信号乘以HR/HH而输出相当于右耳信号PR的信号。
图10表示舞台模式中的声场处理部201E的电路结构。声场处理部201E包括将第一乐音作为输入信号(O)的电路301(301A)以及将第二乐音作为输入信号(O)的电路301(301B)。电路301A及电路301B的结构如图8C所示，作为电路301A的传递函数HL(X，Y，Z)及传递函数HR(X，Y，Z)，使用应用了与吉他放大器相关的X、Y、Z的值(X，Y，Z)G的传递函数。在电路301B的传递函数HL(X，Y，Z)及传递函数HR(X，Y，Z)中使用应用了与音频相关的X、Y、Z的值(X，Y，Z)A的传递函数。从电路301A及电路301B分别输出信号PL、信号PR。加法器302进行PL彼此的相加、PR彼此的相加并输出各相加结果。各输出与放大器206连接。
在图11中示出静态模式中的声场处理部201E的电路结构。声场处理部201E包括所述电路301A以及电路301B。电路301A及电路301B的结构如图8C所示。作为电路301A的传递函数HL(X，Y，Z)及传递函数HR(X，Y，Z)，使用应用了与吉他放大器相关的X、Y、Z的值(X，Y，Z)G的传递函数。在电路301B的传递函数HL(X，Y，Z)及传递函数HR(X，Y，Z)中使用应用了与音频相关的Y的设定值P(Y)的传递函数。从电路301A及电路301B分别输出信号PL、信号PR。加法器302进行PL彼此的相加、PR彼此的相加并输出各相加结果。各输出与放大器206连接。
在图12中示出环绕模式中的声场处理部201E的电路结构。声场处理部201E包括所述电路301A以及电路301B。电路301A及电路301B的结构如图8C所示。作为电路301A的传递函数HL(X，Y，Z)及传递函数HR(X，Y，Z)，使用应用了与吉他放大器相关的Y的设定值P(Y)的传递函数。另外，在电路301B的传递函数HL(X，Y，Z)及传递函数HR(X，Y，Z)中使用应用了与音频相关的Y的设定值P(Y)的传递函数。从电路301A及电路301B分别输出信号PL、信号PR。加法器302进行PL彼此的相加、PR彼此的相加并输出各相加结果。各输出与放大器206连接。
＜具体例＞
以下，对头戴式耳机10的具体例进行说明。图13A表示X、Y的初始值的示例，图13B表示Z的值的示例。如图13A所示，关于舞台、静态、环绕各模式，设定了与吉他放大器及音频相关的X及Y的初始值。在选择了舞台模式的情况下，可使用终端3的用户接口来更新吉他放大器及音频的X及Y的值，并作为设置值而发送至头戴式耳机10。表示空间的大小的Z的值为两阶段，且作为固定值进行处理。所选择的Z的值也作为设定值而发送至头戴式耳机10。
图14是表示X、Y、Z的值与传递函数HL及传递函数HR的对应关系的表。使用此种表，可将如图15所示的与传递函数HG(X，Y，Z)及传递函数HA(X，Y，Z)相对应的传递函数HL及传递函数HR的记录以规定数量预先存储于存储装置202中。在图15的示例中，规定数量是5，但可多于5，也可少于5。再者，传递函数HL及传递函数HR也可从存储装置202以外的装置获取。
图16表示吉他放大器(机箱)的设置位置(A，B，C)。图17表示将基于终端3的应用的设定指示发送至头戴式耳机10的值。A、B、C分别如以下所述。
A：表示吉他放大器的机箱的大小。但是，在具体例中，采用大(ID：2)或小(ID：1)这两种。
B：表示吉他放大器与获取脉冲响应的麦克风的距离。在具体例中，采用麦克风的距离远(关闭麦克风(ID：2))与麦克风的距离近(打开麦克风(ID：1))这两种。
C：表示吉他放大器与获取脉冲响应的麦克风的角度。在具体例中，采用0,3,6,…357(初始值0)。
图17的表格(table)存储于终端3的存储装置32中，在终端3中，当使用操作画面41来选择放大器(AMP)的种类(TYPE)时，将图17所示的表的A及B(ID)发送至头戴式耳机10。例如，当选择类型“T1”时，将A＝2、B＝1发送至头戴式耳机10。另外，将在操作画面41中所设定的C的值发送至头戴式耳机10。在头戴式耳机10的存储装置202中存储有图16所示的表格，并使用与A、B及C的值相对应的传递函数。
图18及图19表示作为声场处理部201E进行运行的处理器201的处理例。在步骤S01中，处理器201获取第一坐标设定值(A，B，C)。在步骤S02中，处理器201获取第二坐标设定值(X，Y，Z)。
在步骤S03中，处理器201等待陀螺仪传感器203的检测时间，在步骤S04中，处理器201判定是否使用陀螺仪传感器203。在判定为使用陀螺仪传感器203的情况下，处理前进至步骤S05，在判定为不使用陀螺仪传感器203的情况下，处理前进至步骤S10。
在步骤S05中，处理器201根据陀螺仪传感器203的之前的输出与这次所获取的输出而获得角度位移Δω，并使处理前进至步骤S06。在步骤S10中，处理器201将角度位移Δω的值设定为0，并使处理前进至步骤S06。
在步骤S06中，判定是否按下了复位按钮。在判定为按下了复位按钮的情况下，处理前进至步骤S11，在判定为未按下复位按钮的情况下，处理前进至步骤S07。此处，当想要复位声场的位置时，用户按下复位按钮。
在步骤S07中，处理器201判定是否变更了第二坐标设定值。此处，判定X、Y、Z的值是否伴随复位而变更。关于步骤S07的判定，根据表示第二坐标设定值的变更的标志(从终端3接收)是否为打开来进行判定。在判定为变更了值(标志为打开)的情况下，处理前进至步骤S11，在判定为未变更值的情况下，处理前进至步骤S08。
在步骤S11中，将ω的值设定为0，并且处理前进至步骤S14。在步骤S08中，处理器201将作为Δω的累积值的角度ω的值设定为目前的ω的值加上Δω所得的值，并使处理前进至步骤S09。
在步骤S09中，处理器201判定ω的值是否超过360°。在判定为ω超过360°的情况下，处理前进至步骤S12，在判定为ω未超过360°的情况下，处理前进至步骤S13。在步骤S12中，将ω的值设定为从ω中减去360°所得的值，并且处理返回至步骤S09。
在步骤S13中，处理器201判定ω的值是否小于0。在ω小于0的情况下，将ω的值设定为目前的ω的值加上360°所得的值(步骤S18)，并使处理返回至步骤S13。在判定ω为0以上的情况下，处理前进至步骤S14。
在步骤S14中，处理器201将Y的值设定为设定值Y0的值加上ω所得的值，并使处理前进至步骤S15。在步骤S15中，判定Y的值是否大于360°，在判定为Y的值大于360°的情况下，将Y的值设为从目前的Y的值减去360°所得的值(步骤S19)，并使处理返回至步骤S15。在判定为Y的值小于360°的情况下，处理前进至步骤S16。
在步骤S16中，处理器201将与A、B、C的值相对应的传递函数HC(A，B，C)设定于模拟用户所选择的类型的机箱(吉他放大器)的机箱模拟器中。
在步骤S17中，处理器201获取与X、Y、Z的值相对应的传递函数HL及传递函数HR，并进行声场处理。当步骤S17结束时，处理返回至步骤S03。
图20是表示利用终端3来变更第二坐标设定值(角度等)时的中断处理的流程图。当通过使用操作画面42的操作来变更吉他放大器及音频的至少一者的Y的设定值时，CPU31将变更后的值Y0设置为设定值(步骤S001)。此时，CPU 31将表示变更了第二坐标设定值的情况的标志设为打开。更新为打开的标志的第二坐标设定值被发送至头戴式耳机10，并用于步骤S07等的处理。
图21A及图21B表示使用操作画面41及操作画面42对吉他放大器的位置(吉他位置(GUITAR POSITION)：YG)与机箱的角度C(机箱方向(CABINET DIRECTION))进行操作的情况的示例。图21A表示无论YG的值如何，均始终将角度C固定为0的情况(图22A)。在所述情况下，成为如下可听度：对于听众(用户)而言，吉他放大器始终朝向正面。如上所述，通过处理器201，与使第一乐音的声像定位的位置无关地，对第一乐音赋予模拟从正面朝向用户的箱式扬声器输出的情况的效果。
图21B表示实施了使角度C与YG的值一致的设定的情况。在所述情况下，成为如下可听度：吉他放大器始终朝向用户的后方，且对于用户的背后的乐队成员而言，吉他放大器始终朝向正面。
图21B的设定可设为：在更新了角度C与角度YG的其中一者的情况下，CPU 31以使另一者也更新为相同值的方式进行处理，并将更新后的角度C及角度YG发送至头戴式耳机10。
图23是舞台模式的实施方式的作用说明图。在图23的左侧表示吉他放大器G及音频A与用户的角度YG、角度YA的初始状态。在所述示例中，YG及YA均为180°，且位于用户的正后方。再者，三个同心圆表示距用户的距离(小、中、大)。
如图23的正中间所示，用户可使用操作画面42来设定角度YG、角度YA。在所述示例中，将角度YG设定为135°，并将角度YA设定为225°。
其后，如图23的右侧所示，当用户朝向正后方时，在舞台模式中，将角度YG变更为315°，并将角度YA变更为45°。即，成为吉他放大器及音频不动而仅用户朝向正后方的情况的可听度。
此处，假设用户进行按下头戴式耳机10的复位按钮等复位动作的情况。此时，处理器201也可将角度YG、角度YA的值恢复为初始状态的值，并设为左侧的状态。关于初始状态的值，预先从终端3通知或预先设定于头戴式耳机10中。或者，处理器201可消除角度位移Δω而恢复为正中间的状态。
图24是实施方式的作用说明图。在静态模式中，根据用户的头部的朝向的变更，处理器201调整旋钮(PAN)(左右的音量)。另外，在静态模式中，吉他放大器的角度YG根据用户的头部的朝向而变化。在图24的示例中，因用户朝向正后方而角度YG变化180°，从而成为来自吉他放大器的声音从正后方到达的可听度。根据实施方式，可提供能够对使混合对象的第一乐音及第二乐音的声像定位的位置进行控制的头戴式耳机10。实施方式所示的结构可在不脱离目的的范围内进行适当组合。

Claims (10)

1.一种头戴式耳机，包括左右的装耳部以及连结所述左右的装耳部的连结部，且所述头戴式耳机包括：
控制部，针对分别输入至所述头戴式耳机的第一乐音和与所述第一乐音不同的第二乐音的至少一者，根据用户的头部的朝向来变更使声像定位的位置；以及
扬声器，分别设置于所述左右的装耳部，将由所述控制部变更了使所述第一乐音及所述第二乐音的至少一者的声像定位的位置时的所述第一乐音及所述第二乐音的混合音的信号连接。
2.根据权利要求1所述的头戴式耳机，其中，
所述控制部与使所述第一乐音的声像定位的位置无关地，对所述第一乐音赋予模拟从正面朝向所述用户的箱式扬声器输出的情况的效果。
3.根据权利要求1所述的头戴式耳机，其中，
所述头部的朝向包含所述头部在水平方向上的旋转角度，
使用与所述旋转角度相对应的、从位于所述头部外的声源至所述用户的左右耳为止的头部相关传递函数来变更所述声源的位置。
4.根据权利要求2所述的头戴式耳机，其中，
所述头部的朝向包含所述头部在水平方向上的旋转角度，
使用与所述旋转角度相对应的、从位于所述头部外的声源至所述用户的左右耳为止的头部相关传递函数来变更所述声源的位置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的头戴式耳机，其中，
所述第一乐音是由所述用户实时生成的乐音。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的头戴式耳机，其中，
所述第一乐音通过第一无线通信而输入至所述头戴式耳机，
所述第二乐音通过第二无线通信而输入至所述头戴式耳机。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的头戴式耳机，其中，
针对利用所述控制部使声像定位的位置的变更设定为关闭的所述第一乐音及所述第二乐音，将从规定的基准定位的位置发声时的声音用于所述混合音的生成。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的头戴式耳机，其包括：
蓝牙收发部，以蓝牙通信标准接收所述第一乐音的信号，并输入至所述控制部；以及
接收机，接收所述第一乐音的信号来进行无线处理，并将完成无线处理的信号输入至所述控制部。
9.根据权利要求8所述的头戴式耳机，其中，
所述接收机的无线通信标准与蓝牙通信标准不同。
10.一种具备用户接口的头戴式耳机，包括：
如权利要求1所述的头戴式耳机；以及
作为用户接口的终端装置，并且
所述终端装置包括终端输入/输出部、终端控制部以及终端蓝牙收发部，
所述终端输入/输出部提供至少能够设定乃至输入所述第二乐音的再现/停止的指示、是否需要对所述第一乐音赋予效果的指示、所述第一乐音及所述第二乐音的声源与用户的相对位置的控件，
所述终端控制部被供给了来自所述终端输入/输出部的指示及设定，
所述终端蓝牙收发部接收来自所述终端控制部的指示及设定，并发送至所述头戴式耳机的控制部。
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