CN1140968A - 耳机重放装置 - Google Patents

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Abstract

一种产生虚拟声的耳机重放装置。一个延迟电路将第一声道输入音频信号和第二声道输入音频信号延迟预定延迟时间。低通滤波器将第一和第二声道输入信号的频率特性转换成预定频率特性。乘法器将第一和第二声道输入音频信号的声音电平转换成预定声音电平。延迟电路、低通滤波器和乘法器相互串联。耳机将由延迟电路、低通滤波器和乘法器处理的第一和第二声道输入信号作为来自该虚拟声音重放。

Description

耳机重放装置
本发明涉及耳机重放装置，特别是将声象定位在远离收听者头部位置的耳机重放装置。
下面将参考附图说明一种用于处理声音信号，以使声象定位在远离收听者头部位置的常规耳机重放装置。
图1示出经一个扬声器重放声音信号时所能获得的从扬声器到收听者右和左耳的传送特性。另外，图2是常规耳机重放装置的方框图，图3是FIR(有限脉冲响应)型数字滤波器(卷积计算器)的方框图。
如图1所示，当收听者听到从位于某一位置的扬声器40重放的声音时，从扬声器40传送到收听者41的声音可分别由两个不同的传送函数hl(n)(从扬声器40到左耳41L)和hr(n)(从扬声器40到右耳41R)表示。此外，在图2所示的耳机重放装置中，这两个传送函数hl(n)和hr(n)与经由输入端51输入的输入信号X(n)合成。由扬声器40定位的声象以假想扬声器声音重放方式经由耳机52重放。
在两个传送函数hl(n)和hr(n)的上述合成中，采用利用模仿头部或由收听者测量的左和右耳的脉冲响应(即，传送函数)，和利用一个信号处理单元(例如，数字信号处理单元)将所测量的脉冲响应与输入信号进行卷积计算。
具体地说，经由输入端51输入的信号被分成左声道信号和右声道信号。然后将分开的信号施加到左卷积计算器53L和右卷积计算器53R，分开进行卷积计算。此外，从两个卷积计算器53L和53R输出的信号被分开发送到耳机52的左声道52L和右声道52R。
此处，卷积计算可由下式表示
yl(n)＝x(n)*hl(n)
yr(n)＝x(n)*hr(n)其中，x(n)：输入信号的离散信号串
hl(n)：从扬声器到左耳的脉冲响应
hr(n)：从扬声器到右耳的脉冲响应
yl(n)：耳机左声道重放信号串
yr(n)：耳机右声道重放信号串
为执行脉冲响应(即传送函数)的卷积计算，两个计算器53L和53R都必须构成如图3所示的多点FIR数字滤波器60。多点FIR数字滤波器60包括单样值延迟器件61、乘法器62、每个乘法器62执行脉冲响应的卷积(h(0)至h(n)表示乘数)，和加法器63，每个加法器用于对乘法器62的输出相加。
按上述形式构成的常规耳机重放装置具有下列缺陷，例如，当脉冲响应(传送函数)与在44100Hz抽样频率取样的输入数字信号卷积时，必须重复延迟、乘法和加法运算达44100次，以便使脉冲响应与仅一秒钟的输入信号卷积。
另外，当考虑室内的反射声还需要重放回响特性时，由于传送函数的时间长度延长，必须进一步增加FIR型数字滤波器60的数量。
因此，现存的问题是用于数字信号处理单元的硬件规模庞大，因此，迄今通过耳机来实现假想扬声器的声音重放是较困难的。
另外，日本专利公开No.3(1991)-250899，揭示了一种以简单结构启动的额外的头部的(extra-head)声象定位的耳机重放装置。在该装置中，根据单声输入信号形成具有不同延迟时间和不同信号电平的反射声。然后，根据通过将反射声加到输入信号所获得的信号形成左和右串音信号。将反射信号和所形成的串音信号加入到该输入信号。并且，经加入的信号在耳机的左和右侧独立地重放。
具体地说，该常规耳机重放装置具有用于右和左耳的两个反射声形成系统，每个系统具有延迟和乘法器。通过向输入信号加入两种不同的反射声(左耳反射声和右耳反射声)分别形成左和右两个信号。另外，分别根据通过右滤波器的左信号形成右串音信号，和通过左滤波器的右信号形成左串音信号。另外，将形成的反射声和形成的串音信号加到分开在左和右两侧的输入信号。这样两个相加的信号可在耳机的左和右侧独立地重放。
此外，该日本公开专利公开了另一种具有信号反射声形成系统的耳机重放装置，这种情况下，通过将反射声加入到输入信号所获得的信号由信号反射声形成系统分成两个信号。换言之，左和右耳使用同一反射声。另外，在反射声通过两个不同的左和右滤波器加到输入信号所获得的信号的基础上形成左和右串音信号。另外，将形成的反射声和形成的串音信号加到分开在左和右两侧的输入信号。这样两个相加的信号可在耳机的左和右侧独立地重放。
换言之，在常规耳机重放装置中，以左耳为例，首先形成被加入左反射声的输入信号。然后，根据加入左反射声的输入信号形成左串音信号。重放前，将加入左反射声的输入信号和左串音信号加入到单声输入信号。
然而，在如上所述的常规耳机重放结构中，由于仅通过改变输入信号延迟时间和信号电平来形成多个反射声，其方向感(传送特性)并未被合成。换言之，仅是将反射声按原样加入到输入信号，而未对收听者的左和右耳提供明显的方向感。另外，根据反射声形成的串音信号根据加反射声的同一信号形成在分离的左和右侧。换言之，不对每个反射声分别形成串音信号。
因此，在常规耳机重放装置中，虽然可将声音稍微展开，并不对各个反射声的每个反射声进行处理。不能获得对声源的清晰方向感。换言之，现存的问题是重放了不同于实际室内的声场。因此，不能达到逼真的额外的头部的声象定位。
另外，这种情况下的一个问题是相位控制是以可消除左和右信号之间的相互关系的方式执行的，以便将声象定位在收听者头部之外。由于不能明确地对该声象进行定位，出现了声源方向感不清晰的问题。
另外，在常规耳机重放装置中，每当收听者移动其头部时，由于声源定位位置也随之移动，故此声音感觉不自然。这使得耳机重放缺乏真实感。
考虑到这些问题，因此，本发明的目的是提供一种耳机重放装置，除硬件规模小外，该耳机重放装置通过合成声源的方向感(传送特性)可将声象定位在收听者头部之外。
为达到上述目的，本发明提供一种用于产生虚拟声的装置，使收听者感觉到声音好象来自想象地存在于远离收听者的某个空间的一个虚拟声源，该装置包括：延迟装置，用于将第一声道输入音频信号和第二声道输入音频信号延迟预定延迟时间；第一转换装置，用于将第一和第二声道输入音频信号的频率特性转换成预定频率特性；第二转换装置，用于将第一和第二声道输入音频信号的声音电平转换成预定声音电平，该延迟装置和第一及第二装置相互串联在一起；和重放装置，用于将由延迟装置以及第一和第二装置处理的第一和第二声道输入信号作为来自虚拟声源的声音重放。
该第一变换装置可包括一个低通滤波器。
本发明还提供一种装置，用于根据输入的音频信号产生虚拟声，使收听者感觉到声音好象来自想象的存在于远离该收听者的一个虚拟声源，该装置包括：延迟装置，用于将与输入音频信号分开的第一声道输入信号和第二声道输入信号延迟预定时间，将第一和第二声道输入信号的频率特性改变成预定频率特性，将第一和第二声道输入信号的声音电平改变成预定声音电平；多级延迟装置，用于将与该输入音频信号分开的另一个信号延迟多个预定延迟时间，以输出多级延迟信号；处理装置，用于将多个第三声道输入信号和多个第四声道输入信号延迟多个预定时间，第三和第四声道输入信号与多级延迟信号分开，将第三和第四声道输入信号的频率特性改变成预定频率特性，将第三和第四声道输入信号的声音电平改变成预定声音电平；加法装置，用于将第一声道输入信号与所有第三声道输入信号相互相加，第二声道输入信号与所有第四声道输入信号相互相加；和重放装置，用于将第四装置的输出信号作为来自虚拟声源的声音重放。该延迟装置和处理装置可包括用于改变频率特性的低通滤波器。
该装置可进一步包括转换装置，用于改变至少第一装置的延迟时间、第二装置的延迟时间，和延迟时间、频率特性、以及第三装置的声音电平之一。
该装置可进一步包括检测装置，用于至少检测收听者的位置、方向、和运动之一。该改变装置响应所检测的位置、方向和运动，至少改变第一装置的延迟时间、第二装置的延迟时间，和延迟时间、频率特性、以及第三装置的声音电平之一。
图1示出经由扬声器重放声音信号时从扬声器到收听者左和右耳的传送特性；
图2是常规耳机重放装置的方框图；
图3是一般FIR型数字滤波器(卷积计算器)的方框图；
图4是根据本发明的耳机重放装置第一实施例的方框图；
图5是根据本发明的耳机重放装置第二实施例的方框图；
图6是根据本发明的耳机重放装置第三实施例的方框图；
图7A和7B图解表示收听者头部在水平方向移动θ角的情况。
下面将参考附图描述本发明的优选实施例。
图4示出根据本发明的耳机重放装置的第一实施例。图4中，耳机重放装置10具有一个方向滤波器12，用于合成传送特性。方向滤波器12模仿包括在从假设存在于虚拟空间的虚拟声源到收听者左和右耳的传送函数中的声音分量。并且，该方向滤波器12将方向感(传送特性)与从经由输入端11施加的输入信号分开的左和右声道信号合成。
下面将说明该音声分量，例如时间分量、频率分量、和声压分量。
(1)时间分量(从声源到达收听者两耳的时间差)
时间分量是传送函数的一个声音分量，它是由声音到达收听者两耳之间的时间差造成的，即，从声源到达收听者两耳的距离差所造成的。因此，根据虚拟声源相对于收听者的角度和距离采用适当的时间延迟。所采用的时间分量与输入信号合成。例如，对于收听者的两耳，与从同一虚拟声源到近处耳朵的传送特性相比，从该虚拟声源到远处耳朵的传送特性被延迟适当时间。
(2)频率分量(从声源到收听者两耳的频率特性差)
频率分量是传送函数的一个声音分量，它是由声源、收听者头部和耳朵间的相互位置关系造成的。一般，存在这样一种趋势，即与离声源近的耳朵相比，声音的高频带在离声源远的耳朵被衰减的更大。由于声音绕过头部后到达远处的耳朵。因此，传送函数的高频带特性按照虚拟声源相对于收听者的角度和距离衰减。并且，衰减的频率分量与输入信号合成。例如，相对于左和右耳，与传送函数的高频特性从同一虚拟声源到近处耳朵相比，传送函数的高频特性从该虚拟声源到远处耳朵被衰减得更大。
(3)声压分量(从声源到收听者两耳的音量电平差)
声压分量是传送函数的一个声音分量，它是由音量电平差造成的，即由声源和耳朵之间的距离差造成的。因此，传送特性的电平根据虚拟声源相对于收听者的角度和距离升高或降低。并且，所调节的声压分量与输入信号合成。例如，相对于左和右耳，与传送特性的音量电平从同一声源到近处耳朵相比，传送特性音量电平从该虚拟声源到远处耳朵被减少适当值。
利用上述三个声音分量，从虚拟声源到左和右耳的传送特性与分开在耳机左和右侧的输入信号合成。因此，在耳机的每侧，耳机重放装置10包括延迟电路，用于模仿传送特性的时间分量，频率特性变化电路，用于模仿频率分量，和声压变化电路，用于模仿声压分量。
例如，利用数字信号处理电路制造这些电路，利用具有两个延迟电路13R和13L、两个低通滤波器(LPF)14R和14L、和两个乘法器15R和15L的方向滤波器12可以很容易地组成这些电路。另外，可以用一个小规模硬件的IIR(无限脉冲响应)型数字滤波器作为低通滤波器。
图4中，单声道输入信号经由输入端11施加到方向滤波器12，然后分别分成左声道信号和右声道信号。这里省略如何分开输入信号的说明。
在方向滤波器12中，延迟电路13L、LPF 14L和乘法器15L串联为左声道。另外，延迟电路13R、LPF 14R和乘法器15R串联为右声道。
由延迟电路13L和13R分别将左和右声道信号延迟预定延迟时间。由LPF 14L和14R分别将被延迟信号的频率特性改变成预定频率特性。另外，由乘法器15L和15R分别将被延迟和改变的声道信号进一步改变到预定音量电平。经延迟、以及频率和电平变换的两个输入信号分别发送到耳机16的左声道16L和右声道16R。
在该电路配置中，串联延迟电路13L、LPF 14L、和乘法器15L，以及还有13R、14R和15R的顺序不只限于图中所示，而只要两条串联电路分成右和左声道。另外，正如已经说明的，根据虚拟声源和收听者之间的位置关系确定相应信号的处理值(延迟时间、频率特性、和音量电平)。另外，当IIR型数字滤波器被用作LPF 14L和14R并且数字滤波器的正向系数被规定时，则可模仿两个声道的声压分量，而不使用任何特殊的乘法器。
如上所述，该信号可以被作为具有方向感的声音从虚拟声源(位于收听者头部之外)经由耳机16向收听者左和右耳重放。
因此，当使用根据本发明的耳机重放装置10时，收听者可以感觉到他好象从位于其头部之外的虚拟声源的方向收听该声音。换言之，由于声源可以位于远离收听者头部的位置，或由于可以达到假想扬声器声音重放的效果，收听者可以长时间地欣赏重放声音而不感到很疲劳。
另外，在根据本发明的耳机重放装置中，通过具有延迟电路
13L和13R、LPF 14L和14R、和乘法器15L和15R的方向滤波器12可使传送特性与输入信号合成。能够实时地将传送特性(更近似实际传送函数)与输入信号合成。另外，与执行脉冲响应卷积计算的常规装置相比，利用简单构成元件的小规模硬件可构成根据本发明的耳机重放装置。
下面将参考图5描述根据本发明的耳机重放装置的第二实施例。
在声象或声源的实际感觉中，除声源到收听者两耳之间的距离差的影响外，还存在着声源所在室内的一些反射声和回响的影响。另外，根据室内声音以及室内大小和室内声音之间的相对关系通过凭经验判定房间大小也可辨别声源位置。
换言之，室内反射声对声源识别有很大影响。因此，在由耳机额外的头部的声音定位的情况下，反射声对声源识别有很大影响。当给反射声提供某些方向感时，收听者可更容易地识别声源。
因此，在第二实施例中，假设虚拟声源处在具有回响特性的室内，耳机重放装置20除从虚拟声源向收听者的两耳重放具有方向感的直达声音外，还从每个虚拟墙壁向收听者两耳重放具有方向感的反射声。
图5中，经由输入端21施加的单声道输入信号被分成两个信号。将两个分开的信号之一送到延迟时间T0的方向滤波器12(T0)，并作为具有方向感的直达声以与第一实施例的情况相同的方式输出到左和右耳。
将两个分开的信号中的另一个送到延迟电路22，然后作为多级延迟信号(延迟时间为(T1至TN)输出。该多级延迟信号分别施加到方向滤波器12(T1)至12(TN)，然后作为具有方向感的反射声分别输出到左和右耳。
此处，每个方向滤波器12(T0)至12(TN)与图4中的方向滤波器12相对应。另外，根据反射声的每个方向决定这些方向滤波器的每个信号处理值(延迟时间、频率特性、和音量电平)。另外，由加法器241至24N为每个左和右声道将直达声和反射声相互叠加，然后分别送到耳机16的左声道16L和右声道16R。
因此，可以从虚拟声源向左和右耳重放具有方向感的直达声和从墙壁反射的反射声。换言之，声象可被定位在收听者头部之外(而不是将声源定位在收听者头部之内)，故此，使收听者听起来该声音好象是在位于具有回响特性的室内的声源发出的。另外，由于利用与图4的方向滤波器12相同的简单元件可以实现方向滤波器12(T0)和12(T1)至12(TN)，所以利用小规模硬件即可构成该装置。
与上述专利申请No.3(1991)-250899中公开的现有技术的耳机重放装置相比，根据本发明第二实施例的耳机重放装置提供下列特性：
方向滤波器12(T0)将虚拟声源和收听者左和右耳之间的传送特性分别与通过分开输入信号所获得的左和右声道信号合成。
另一方面，方向滤波器12(T1)至12(TN)将到收听者左和右耳的反射声的相应传送特性与通过分开由延迟电路22输出的每个反射信号所获得的每个左和右声道信号合成。
加法器241将方向滤波器12(T0)的左和右声道信号输出分别加到方向滤波器12(T1)的左和右声道信号输出。接下来，加法器242将加法器241的左和右声道信号输出分别加到方向滤波器12(T2)的左和右声道信号输出。该加法运算过程持续到方向滤波器12(TN)。并且，加法器24N的左和右声道信号输出分别被送到耳机16的左声道16L和右声道16R。
换言之，可以合成从单个虚拟声源到左和右两耳的方向感，并且，可以针对各方向的反射声合成到左和右两耳的不同方向感的。因此，除获得使收听者好象在诸如实际的室内空间声场中收听声音的逼真的额外的头部的声象定位感之外，还能获得虚拟声源清晰的方向感。
另外，在输入信号(即声源)是立体声信号的情况下，为立体声输入信号的每个声道构成如上所述的耳机重放装置，以便分别执行类似的信号处理。这种情况下，可以为每个声道合成分别具有方向感的直达声和反射声，并且将合成的声信号发送到耳机。因此，可在优美立体声感觉的条件下将两个声象定位在收听者头部之外。
另外，在多个(三个或更多)不同输入信号声道的情况下，通过为输入信号的每个声道提供的上述耳机重放装置可将输入信号每个声道的声象定位在收听者头部之外。
另外，也可将原始信号(未经处理)加入到经处理的信号，并将所加的信号发送到耳机。在该方法中，可根据未经处理的信号和该处理信号之间的信号音量电平中的差改变声象定位感。
另外，通过适当地改变相应的信号处理值能够自由地改变声象定位感。该声象定位感包括虚拟声源的位置、虚拟声源所在房间的形式、或房间形状和大小等情况。并且，被改变的信号处理值是方向滤波器12(T0)至12(TN)和延迟电路22的值。
这种情况下，被改变的信号处理值(延迟时间、频率特性和音量电平)越多，声象定位感则改变得越精确。另一方面，被改变的信号处理值的数量越少，该装置结构可简化程度越大。另外，当信号处理值被逐步改变时，可获得好象声象在移动这样的效果。
下面参考图6描述本发明的第三实施例，其中与图5中耳机重放装置20的情况具有相同功能的类似部件保持相同的参考标号。
耳机重放装置30具有头部运动检测器31和控制器32。头部运动检测器31检测戴有耳机16的收听者头部的运动；即头部转动方向、头部转动角度等。检测值被发送到控制器(即CPU)32。另外，也可由控制器32计算收听者头部的运动。
控制器32根据收听者头部的运动，以收听者头部运动方向的反方向用相同运动速度移动声象的方式来改变延迟电路22、和方向滤波器12(T0)至12(TN)的信号处理值。
头部运动检测器31设置如下：两个超声波传感器配置在耳机16的左和右两侧，一个检测信号振荡器配置在离开收听者头部的预定位置。该振荡器在受控的定时向两个超声波传感器发送检测脉冲信号。接收到该检测脉冲信号时，左和右超声波传感器向控制器32输出检测时间信号。每个检测时间信号表示每个传感器在何时接收到该检测脉冲信号。从振荡器接收到发送信号的检测脉冲信号以及从传感器接收到检测时间信号时，控制器32检测在检测脉冲信号发送和接收之间的时差，以便检测该振荡器与耳机的左和右侧之间的两个距离，或分别检测该振荡器与耳机左和右侧之间的距离差。然后该控制器根据检测的距离或距离差计算头部转动角度。
另外，可以通过在耳机16的另一位置(例如顶部)配置一个附加传感器检测收听者头部的三维运动方向。另外，可采用红外传感器、回转传感器、重力传感器作为运动检测器31，用于检测相对于垂直方向的倾斜角度等。
控制器32根据计算的头部转动角度改变延迟电路22、以及方向滤波器12(T0)至12(TN)的延迟电路、LFP、和乘法器的信号处理值。具体地说，控制器根据计算表达式改变信号处理值并设定根据预先存储在控制器32的存储器中的转动方向和转动角度确定的值。根据所计算的头部转动角度以头部转动方向的反方向用相同的头部运动的转动角度移动声象。
图7A和7B示出收听者头部在水平方向移动θ角的情况。在图7中，虚拟声源位于相对于戴有耳机16的收听者33的A点。
此处，如图7B所示，当收听者头部在水平方向移动角度θ时，在常规装置的情况下，虚拟声源的定位A点根据头部运动移动到B点。
然而，根据本发明，在装置30的情况下，虚拟声源的定位点A以收听者头部的运动方向的反方向从B点(即，从B点左侧的水平方向)移动角度θ。因此，可将虚拟声源的定位点A保持在A点不变。
换言之，即使收听者33移动其头部，虚拟声源的超头部的定位位置保持不变，从而可以实现逼真的声象定位感。因此，可获得更逼真的超头部的声象定位感。
另外，除收听者头部运动外，可使用位置、方向和运动检测器检测收听者身体相对于虚拟声源的位置、方向和运动。这种情况下，由于可根据收听者位置、方向和运动改变声象定位感，可获得更逼真的超头部的声象定位感。
作为位置、方向和运动传感器，可将三个或更多的检测信号振荡器配置在收听者所在的空间内。此外，当四个或更多振荡器被配置在相互不同的平面上时，可以检测收听者的三维位置、方向和运动。这种情况下，两个接收机被配置在收听者头部(或耳机)的左和右两侧。并且，可由处理器检测收听者身体相对于虚拟声源的位置、方向和运动。
处理器根据检测信号振荡器的位置(坐标)计算相应的接收机位置(收听者位置)，每个检测信号由相应检测信号振荡器发送的时间，以及相应的接收机接收每个检测信号的时间。然后，该处理器获得接收机中的向量、表示通过将接收机中的向量转动90度获得的收听者方向的向量、从收听者(相应接收机之间的每个中点)到虚拟声源的向量。并且，处理器根据相应接收机或方向向量与收听者(相应接收机之间的每个中点)到虚拟声源间的向量之间所计算的向量的内积获得收听者和虚拟声源之间的角度。
当使用上述位置、方向和运动检测器时，可以容易和准确地检测收听者相对于虚拟声源的位置、方向和运动。因此，可以由控制器32根据所检测的收听者的位置、方向和运动改变延迟电路32、方向滤波器12(T0)至12(TN)的信号处理值。从而能够根据收听者相对于虚拟声源的位置、方向和运动更逼真地改变声象定位感。
如上所述，在根据本发明的耳机重放装置中，从虚拟声源到收听者左和右耳的传送特性(方向感)可与输入信号合成。因此可以实现假想扬声器重放声音的效果，并进一步将声象定位在收听者头部之外。
另外，可以这样构成根据本发明的耳机重放装置，以使与传送特性(方向感)合成的反射声分别被加入到输入信号。因此，可以实现使声音听起来好象是从具有回响效果的房间中的假想扬声器重放声音的效果，从而更清晰地将声象定位在收听者头部之外。
另外，根据图6所示的本发明，利用方向滤波器12(T0)(传送特性合成装置)和方向滤波器12(T1)至12(TN)(反射声传送特性合成装置)可合成该传送特性。如图4所示，每个方向滤波器具有延迟电路13R和13L、LFP(频率特性变换装置)14R和14L、和乘法器(音量变换装置)15R和15L。除硬件规模小外，可更逼真地合成该传送特性。
另外，当改变如图6所示的延迟电路22、方向滤波器12(T0)至12(TN)中的信号处理值时，除简化装置结构外，可实现各种声场。另外，也可获得好象声象正在移动的效果。
另外，本发明可设置用于检测收听者位置、方向和运动的检测器，以便根据检测值改变如图6所示的延迟电路22、方向滤波器12(T0)至12(TN)的处理值。这种情况下，由于即使收听者移动也可保持处在头部之外的虚拟声源的定位位置不变。因此时能够达到更逼真的额外的头部的声象定位感。

Claims (6)

1.一种用于产生虚拟声的装置，使收听者感觉到声音好象来自想象地存在于远离收听者的一个空间的虚拟声源，该装置包括：
延迟装置，用于将第一声道输入音频信号和第二声道输入音频信号延迟预定延迟时间；
第一转换装置，用于将第一和第二声道输入音频信号的频率特性转换成预定频率特性；
第二转换装置，用于将第一和第二声道输入音频信号的声音电平转换成预定声音电平，该延迟装置及第一和第二装置相互串联在一起；和
重放装置，用于将由延迟装置以及第一和第二装置处理的第一和第二声道输入信号作为来自虚拟声源的声音重放。
2.根据权利要求1所述的装置，其中第一变换装置包括一个低通滤波器。
3.一种根据输入的音频信号产生虚拟声的装置，使收听者感觉到声音好象来自想象地存在于远离该收听者的一个虚拟声源，该装置包括：
延迟装置，用于将与输入音频信号分开的第一声道输入信号和第二声道输入信号延迟预定时间，将第一和第二声道输入信号的频率特性改变成预定频率特性，将第一和第二声道输入信号的声音电平改变成预定声音电平；
多级延迟装置，用于将与该输入音频信号分开的另一个信号延迟多个预定延迟时间，以输出多级延迟信号；
处理装置，用于将多个第三声道输入信号和多个第四声道输入信号延迟多个预定时间，第三和第四声道输入信号与多级延迟信号分开，将第三和第四声道输入信号的频率特性改变成预定频率特性，将第三和第四声道输入信号的声音电平改变成预定声音电平；
加法装置，用于将第一声道输入信号与所有第三声道输入信号相互相加，第二声道输入信号与所有第四声道输入信号相互相加；和
重放装置，用于将第四装置的输出信号作为来自虚拟声源的声音重放。
4.根据权利要求3所述的装置，其中延迟装置和处理装置包括一个用于改变频率特性的低通滤波器。
5.根据权利要求3所述的装置，进一步包括转换装置，用于改变至少第一装置的延迟时间、第二装置的延迟时间，和第三装置的延迟时间、频率特性以及声音电平之一。
6.根据权利要求5所述的装置，进一步包括检测装置，用于至少检测收听者的位置、方向、和运动之一。该改变装置响应所检测的位置、方向和运动，至少改变第一装置的延迟时间、第二装置的延迟时间，和第三装置的延迟时间、频率特性、以及声音电平之一。
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