CN1158899C

CN1158899C - 装在车辆上的放音装置

Info

Publication number: CN1158899C
Application number: CNB001178733A
Authority: CN
Inventors: 板桥彻德; 一; 臼井纯一
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2020-05-10
Also published as: CA2307913C; KR20000077218A; US6498856B1; BR0002098A; JP2001028799A; CN1273192A; EP1052877A2; KR100718478B1; CA2307913A1; DE60036832D1; DE60036832T2; EP1052877B1; EP1052877A3

Abstract

一种装在车辆上的放音装置，其在乘客前面重现一个声象。该装置包括校正滤波电路，用于将输入左、右声道的数字声频信号XL(Z)、XR(Z)转换为由YL(Z)、YR(Z)表示的数字声频信号，采用头部传递函数，分别用YL(Z)·GLL(Z)+YR(Z)·GLR(Z)＝XL(Z)·FLL(Z)+XR(Z)·FLR(Z)；YR(Z)·GLL(Z)+YL(Z)·GLR(Z)＝XR(Z)·FLL(Z)+XL(Z)·FLR(Z)表示，其中FLL(Z)、FLR(Z)、GLL(Z)和GRL(Z)代表头部传递函数。该装置还包括数模转换器电路，将数字信号YL(Z)、YR(Z)转换为模拟信号，模拟信号提供给左、右声道的一对扬声器。

Description

装在车辆上的放音装置

技术领域

本发明涉及一种装在车辆上的放音装置。

背景技术

考虑到，当一个放音装置用于放音乐或类似物时，重现的声象理想地应位于收听者眼睛的高度。因此，扬声器通常设置在收听者眼睛的高度。

但是，在一个装在车辆上的放音装置中，将扬声器设置在收听者眼睛的高度比较困难，收听者是一个乘客，例如司机或同车乘员。因此，如图9A所示，在大多数情况中，将扬声器设置在车辆前门的下部①或后门的下部②。相应地，重现的声音从一个低的位置发出，声象位于收听者眼睛之下。

为了避免这种不便，有时将一个具有较小直径的、用于在高频区放声的附加扬声器设置在收听者前方的一个位置③，如图9A所示。但是，在以这种方式设置的附加扬声器处，高频区的声音和低频区的声音从不同的位置输出。因此，声音从彼此不同的位置分别发出到收听者。

众所周知，声音具有一个特性，即当其频率增加时，其被吸收的可能性增大。因此，当扬声器设置在车厢内一个较低的位置时，高频区的声音被座位或车辆的内部元件吸收。因而，收听者实际听到的声音不同于放音装置重现的声音。

另外，作为一种防止上述这种情况出现的措施，实际测量车厢内的传递函数并根据传递函数校正重现的声音是有效的。但是，这种措施要求一个高性能的数字信号处理设备。由于刚才提到的这样一种数字信号处理设备相当昂贵，对消费者来说，很难将其用于放音装置。

此外，存在一种倾向，即如果根据传递函数校正重现的声音，那么高频区的声音被加重了。因此，当声量级提高时，这种声音给收听者提供了一种生疏的感觉。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种装在车辆上的放音装置，例如一种汽车声频装置，其在车辆的乘客前面重现一个声象。

为了实现上述目的，根据本发明的一种方式，提供了一种装在车辆上的放音装置，其包括：一个校正滤波电路，用于将输入左、右声道的数字声频信号XL(Z)、XR(Z)转换为数字声频信号YL(Z)、YR(Z)，采用头部(head)传递函数，分别用

YL(Z)·GLL(Z)+YR(Z)·GLR(Z)

＝XL(Z)·FLL(Z)+XR(Z)·FLR(Z)

YR(Z)·GLL(Z)+YL(Z)·GLR(Z)

＝XR(Z)·FLL(Z)+XL(Z)·FLR(Z)表示，其中，由于头部传递函数彼此左、右对称，满足FLL(Z)＝FRR(Z)，FLR(Z)＝FRL(Z)，GLL(Z)＝GRR(Z)和GLR(Z)＝GRL(Z)的关系式，而且FLL(Z)是从设置在收听者前面的、用于左声道的一个第一扬声器到收听者左耳的一个头部传递函数，FRR(Z)是从设置在收听者前面的、用于右声道的一个第一扬声器到收听者右耳的一个头部传递函数，FLR(Z)是从用于左声道的一个第一扬声器到收听者右耳的一个头部传递函数，FRL(Z)是从用于右声道的一个第一扬声器到收听者左耳的一个头部传递函数，GLL(Z)是从设置在收听者前方较低位置的、用于左声道的一个第二扬声器到收听者左耳的一个头部传递函数，GRR(Z)是从设置在收听者前方较低位置的、用于右声道的一个第二扬声器到收听者右耳的一个头部传递函数，GLR(Z)是从用于左声道的一个第二扬声器到收听者右耳的一个头部传递函数，GRL(Z)是从用于右声道的一个第二扬声器到收听者左耳的一个头部传递函数；和一个数字-模拟转换器电路，用于将校正滤波电路输出的数字声频信号YL(Z)、YR(Z)转换为模拟声频信号；从数字-模拟转换器电路输出的模拟声频信号被提供给用于左、右声道的第二扬声器。

对于这种装在车辆上的放音装置，即使扬声器的安装位置受限制，由装在车辆上的放音装置形成的声象能位于收听者眼睛的高度，该高度被认为是一个理想的位置。因此，一个虚构的扬声器设置在收听者前方，声场和声象由这个虚构的扬声器重现。另外，校正滤波电路具有一个简化的结构，即使将一个具有较低处理能力的数字信号处理器(DSP)用于校正滤波电路，也能实现预期的目标。另外，只有当传递函数被测量时，对于具有任何结构的任何型式的车辆，才能进行最佳校正。

另外，通过对许多传递函数求平均，可以产生一个校正滤波电路，其可以有效地用于许多不同型式的车辆。因此，这个校正滤波电路可被普遍地用作一个校正滤波电路，其应用不局限于一种特定型式的车辆。

根据本发明的另一种方式，装在车辆上的放音装置还包括：一对第一信号线，沿这对线提供用于左、右声道的一对数字声频信号，一对第二信号线，沿这对线提供用于左、右声道的一对数字声频信号，设置在第一信号线中的第一和第二延迟电路，用于给沿第一信号线提供左、右声道的数字声频信号设定预定的时间延迟，设置在第二信号线中的第三和第四延迟电路，用于给沿第二信号线提供的左、右声道的数字声频信号设定预定的时间延迟，为第二信号线设置的一对高频衰减滤波器，用于衰减沿第二信号线提供的左、右声道的数字声频信号的高频成分，为第二信号线设置的第五和第六延迟电路，用于给沿第二信号线提供的左、右声道的数字声频信号设定与前面的声响效应相对应的时间延迟，第二数字-模拟转换器电路，用于将从第二信号线输出的左、右声道的数字声频信号转换为模拟声频信号，和第三扬声器，其设置在车厢内的左、右后方位置，用于接收从第二数字-模拟转换器电路输出的模拟声频信号重现声音，其中所述数字-模拟转换器电路，用于将从所述第一信号线输出的左、右声道的数字声频信号转换为模拟声频信号，并且所述第一扬声器设置在车厢内的左、右前方位置，用于接收从所述数字-模拟转换器电路输出的模拟声频信号并重现声音，其中所述装在车辆上的放音装置还包括：控制装置，用于根据第一和第三扬声器及收听者之间的位置关系控制第一到第四延迟电路的延迟时间。

对于这种装在车辆上的放音装置，当它们到达收听者时，从扬声器输出的重现声音的相位可以通过第一到第四延迟电路进行调整，因此，声象可以被精确定位，而且收听者所坐位置处的声音特性被增大了。

另外，由于要从第二扬声器输出的重现声音的高频成分被高频衰减滤波器衰减，防止了被前座上的收听者感觉到的声象的位置向后移位，也是由于这个原因，声象可以被精确定位。

而且，由于第五和第六延迟电路给数字声频信号设定与前面的声响效应相对应的时间延迟，用于左、右声道的数字声频信号沿第二信号线被提供，从前方位置的第一扬声器输出的重现声音相对领先从后方位置的第二扬声器输出的重现声音，约领先10秒到20秒。因此，从前方位置的第一扬声器输出的重现声音被加重了，相应地，声象可以被向前定位。

附图说明

参照附图，根据下面的描述，可以使本发明的上述和其它目的、特征及优点更加明显，附图中相同的元件被标以相同的附图标记。

图1是一个方框图，表示应用本发明的一种装在车辆上的放音装置；

图2是一个方框图，表示图1所示的装在车辆上的放音装置的一种数字校正电路的结构；

图3A和3B是示意平面图，表示图1所示的装在车辆上的放音装置的工作情况；

图4是一个曲线图，表示图1所示的装在车辆上的放音装置的特性；

图5是一个相似的曲线图，但表示图4所示特性的一个平滑的特性曲线；

图6和7是相似的图，但表示图1所示的装在车辆上的放音装置的不同特性；

图8是一个方框图，表示图1所示的装在车辆上的放音装置的一种数字校正电路的另一种结构；

图9A和9B是示意图，表示车厢中声场的重现。

具体实施方式

[装在车辆上的放音装置的基本结构]

图1表示应用本发明的一种装在车辆上的放音装置，参照图1，装在车辆上的放音装置包括一个播放CD或MD等的唱机1，CD或MD作为数字声频数据的一个信号源，和一个输入选择器电路4，从唱机1输出的数字声频数据被提供给电路4。

同时，作为一个模拟声频信号的信号源，例如提供一个FM调谐器2。从调谐器2输出的一个模拟声频信号被提供给一个A/D转换电路3，通过电路3将模拟声频信号转换为数字声频数据。数字声频数据被提供给选择器电路4。

选择器电路4选择提供给其的一个数字声频数据，并将其提供给一个数字校正电路5，通过该电路对数字声频数据进行预定的校正处理。参照图2，数字校正电路5由含有一个低频区校正电路51、一个共振降低电路52、一个校正量调整电路53和一个校正滤波电路54的DSP(数字信号处理器)组成，并对数字声频数据进行校正，因此由扬声器系统重现的声象可以被定位在一个预定位置。

再参照图1，被校正的数字声频数据被提供给一个D/A转换电路6，通过该电路，数字声频数据被转换为模拟声频信号。模拟声频信号通过一个用于音量调节的衰减电路7和一个输出放大器电路8，被提供给一对用于左、右声道的扬声器9L和9R。

例如，扬声器9L和9R被设置或可以被设置在图9A所示的位置①。尤其是，如果为前座上的收听者提供一个装在车辆上的放音装置，那么扬声器9L和9R分别被设置在车辆左、右侧前门的下部。

装在车辆上的放音装置还包括一个用于系统控制的微型计算机11。如果多个控制键12中的一个被启动，那么唱机1、调谐器2、输入选择器电路4或衰减电路7根据键操作被微型计算机11控制，因此信号源或音量变化了。

因此，CD、MD或广播的重现声音从扬声器9L和9R中输出。此时，即使扬声器9L和9R被设置在图9A所示的位置①，由重现声音形成的一个声象被定位，例如定位在收听者眼睛的高度，这是数字校正电路5校正处理的结果。

[头部传递函数的测量方法]

数字校正电路5对数字声频数据进行校正，因此声象可以被定位在如上所述的收听者眼睛的高度。利用一个传递函数，即一个头部传递函数(HTRF)实现校正，传递函数是考虑从扬声器到收听者耳鼓的听觉特性而确定的。

头部传递函数通常以下述方法测定。详细地说：(a)扬声器和一个模型头以一定位置设置，模型头具有人头的形状。(b)一个脉冲信号作为检测信号被输入扬声器，当脉冲信号被傅里叶变换时，其在频率轴上是低平的。检测信号也可以是另外一种信号，其具有一个脉冲函数的特性，例如一个时间展宽脉冲信号。(c)测定模型头的人造耳的脉冲响应。当扬声器和模型头具有上述(a)步的位置关系时，脉冲响应为头部传递函数。

因此，为了利用图1和图2所示装置中的头部传递函数：(A)一个模型头被设置在一个标准车辆或一个代表车辆的前排座位上，模型头具有人头的形状，如图9(A)所示。(B)扬声器被设置在实际的扬声器位置，例如在位置①，当扬声器被设置在位置①时，确定了头部传递函数。

(C)一个扬声器被设置在实现理想声场的位置，例如在位置③，即在仪表板上，当扬声器被设置在位置②时，确定了头部传递函数。

[用于声象位置的校正滤波电路(部分2)]

以上述的这样一种方式，通过数字校正电路5对声象的位置进行校正，在图2所示的数字校正电路5中，校正滤波电路54执行校正。

在这种情况中，根据上面(B)和(C)中确定的头部传递函数，校正滤波电路54对数字声频数据进行校正。通过数据校正，由安装在靠近前座的门位置①处的扬声器9L和9R重现的声象的位置被校正到由设置在理想位置③的扬声器重现的声象的位置处。

首先，假定通过上述步骤(A)至(C)测量分析得到的头部传递函数是下面给出的并在图3A和3B中表示的这些。

FLL(Z)：从位置③的用于左声道的扬声器到左耳的头部传递函数HTRF

FLR(Z)：从位置③的用于左声道的扬声器到右耳的头部传递函数HTRF

FRL(Z)：从位置③的用于右声道的扬声器到左耳的头部传递函数HTRF

FRR(Z)：从位置③的用于右声道的扬声器到右耳的头部传递函数HTRF

GLL(Z)：从位置①的用于左声道的扬声器到左耳的头部传递函数HTRF

GLR(Z)：从位置①的用于左声道的扬声器到右耳的头部传递函数HTRF

GRL(Z)：从位置①的用于右声道的扬声器到左耳的头部传递函数HTRF

GRR(Z)：从位置①的用于右声道的扬声器到右耳的头部传递函数HTRF

注意到，如上文所述，位置③是实现一个理想声场或声象的扬声器的位置，位置①是实际设置的扬声器9L或9R的位置。而且，每个头部传递函数以复数表示。

另外，输入声频信号被参数XL(Z)、XR(Z)、YL(Z)和YR(Z)定义如下：

XL(Z)：左声道的输入声频信号(校正前的声频信号)

XR(Z)：右声道的输入声频信号(校正前的声频信号)

YL(Z)：左声道的输出声频信号(校正后的声频信号)

YR(Z)：右声道的输出声频信号(校正后的声频信号)

为了降低校正滤波电路54处理的数据量，假定上面的头部传递函数是彼此“左、右对称的”而且满足关系式

FLL(Z)＝FRR(Z)……(1)

FLR(Z)＝FRL(Z)……(2)

GLL(Z)＝GRR(Z)……(3)

GLR(Z)＝GRL(Z)……(4)，以构造校正滤波电路54。

因此，当测定一个头部传递函数时，模型头DM的位置最好是车厢前排座位的中间位置或车厢中的一个中间位置。当以这种方式设置模型头时，不同座位之间的校正差最小，而且在任一座位都能预料校正效果。为了在假定表达式(1)～(4)成立的情况下进行校正，以使声音从位置③处的一个扬声器发出，应满足下面的关系式(5)和(6)。详细地说，

YL(Z)·GLL(Z)+YR(Z)·GLR(Z)

＝XL(Z)·FLL(Z)+XR(Z)·FLR(Z)……(5)

YR(Z)·GLL(Z)+YL(Z)·GLR(Z)

＝XR(Z)·FLL(Z)+XL(Z)·FLR(Z)……(6)

此处，如果Hp(Z)和Hm(Z)被定义为

Hp(Z)＝(FLL(Z)+FLR(Z))/(GLL(Z)+GLR(Z))……(7)

Hm(Z)＝(FLL(Z)-FLR(Z))/(GLL(Z)-GLR(Z))……(8)

那么YL(Z)和YR(Z)被表示为

YL(Z)＝Hp(Z)·(XL(Z)+XR(Z))/2

+Hm(z)·(XL(Z)-XR(Z))/2……(9)

YR(Z)＝Hp(Z)·(XL(Z)+XR(Z))/2

-Hm(z)·(XL(Z)-XR(Z))/2……(10)

众所周知，立体声音乐信号之间的不同成分对立体声感觉和扩展(expansion)的感觉有许多影响。表达式(9)和(10)中的第二项代表立体声信号的不同成分。因此，如果控制第二项的水平，那么可以控制空间扩展感。

此时，如果表达式(9)和(10)的第二项被乘以一个系数K，系数K作为控制扩展感的参数，那么表达式(9)和(10)可以被分别变形为

YL(Z)＝Hp(Z)·(XL(Z)+XR(Z))/2

+K·Hm(Z)·(XL(Z)-XR(Z))/2……(11)

YR(Z)＝Hp(Z)·(XL(Z)+XR(Z))/2

-K·Hm(Z)·(XL(Z)-XR(Z))/2……(12)

在表达式(11)和(12)中，如果系数K增加，那么第二项的不同成分被加强，因此，重现声场的扩展感被增大了。

因此，根据表达式(11)和(12)，校正滤波电路54可以由一个滤波器，一个加法电路和一个减法电路，及一个电平控制电路构成，滤波器具有表达式(7)和(8)所表示的特性。

图2所示的校正滤波电路54是根据刚才描述的概念而构造的。在这种情况中，从校正量调整电路53出来的数字声频数据被用作校正滤波电路54的输入信号XL(Z)和XR(Z)，校正滤波电路54的输出信号为YL(Z)和YR(Z)。

详细地说，输入信号XL(Z)和XR(Z)被输入到一个减法电路541A和一个加法电路541B，通过它们分别形成一个差信号和一个和信号。差信号被提供给一个电平控制电路541C，通过该电路根据表达式(11)和(12)中的系数K对差信号进行电平控制，最终的差信号被提供给一个滤波电路542M。同时，和信号被提供给一个滤波电路542P。滤波电路542M和542P中的每个分别由一个FIR滤波器构成，并具有上文中给出的表达式(8)和(7)所表示的传递特性。

滤波电路542M和542P的输出信号以预定的比值被提供给一个加法电路543A和一个减法电路543B，通过它们分别形成输出信号YL(Z)和YR(Z)。信号YL(Z)和YR(Z)被提供给下一阶段的D/A转换电路6。

因此，即使扬声器9L和9R被安装在靠近前座的门上的位置①，也能再生一个声象，该声象与扬声器9L和9R设置在理想位置③时产生的声象相同。另外，由于电平控制电路541C根据微型计算机11的控制来控制系数K，也能加强扩展的感觉。

[校正滤波电路54的简化]

图4表示一个测定脉冲响应的例子，并表示从扬声器到模型头DM的左耳的脉冲响应的测量结果，其中扬声器设置在靠近车辆前座的左门上的位置①，模型头设置在前座的中部。

从测量结果中可以看出，在脉冲响应中出现一个大的峰值或下垂。如果这个峰值或下垂被校正滤波电路54使用时，那么对于滤波电路542M和542P就需要一个比较大的阶数，并需要大规模的处理。

因此，在下面描述了一种简化滤波电路542M和542P，进而简化校正滤波电路54的方法。

(a)频率轴上的平滑处理

例如，使图4所示测量结果的波幅在频率轴上变平滑，以去掉较陡的峰值和下垂，从而利用脉冲响应的总趋势。例如，通过对图4所示测量结果的波幅进行平滑处理，得到图5所示的特性曲线A和B，根据特性曲线A和B构造滤波电路542M和542P。

(b)数据的平滑处理

图6和图7表示不同的脉冲响应测量结果例。详细地说，图6表示从扬声器到模型头DM的左耳的脉冲响应的测量结果，其中扬声器设置在靠近车辆前排左边座位的门上的位置①，模型头设置在前排左边的座位上。而图7表示从扬声器到模型头DM的左耳的脉冲响应的测量结果，其中扬声器设置在靠近车辆前排左边座位的门上的位置①，模型头设置在前排右边的座位上。

从图6、图7和图4的测量结果可以看出，在1KHz或较低的频率带中，一般有一种趋向，即振幅特性随车厢中测量位置的不同有很大的差异。这是车厢中的共振(驻波)影响的结果，因为车厢是一个密闭空间。因此，这些低频成分的校正限制了收听的位置。另外，为了校正低频成分，滤波器的阶数必须足够大。

因此，对1KHz或较低的频率带没有进行校正。换句话说，如图5中的直线C所表示的，1KHz或较低频率带中的响应的振幅用一个平均水平被拉平。然后，根据直线C和曲线B的特性构造滤波电路542M和542P。

(c)相位(phase)最小化

作为降低一个滤波器阶数的方法，应用一种被称为相位最小化的技术。

因此，当进行表达式(7)和(8)的计算时，首先对分子和分母的每个计算进行相位最小化，然后进行除法以降低滤波电路542M和542P的阶数。

当进行表达式(7)和(8)的计算时，如果对分子和分母相除的结果进行相位最小化，则可以进一步降低滤波电路542M和542P的阶数。

但是，根据实验，对一个声象，当对分子和分母的每个计算进行相位最小化之后进行除法运算时，得到的校正结果比对分子和分母相除的结果进行相位最小化而得到的校正结果好。

通过进行上述的(a)至(c)步操作，可以降低滤波电路542M和542P的阶数，结果，简化了校正滤波电路54。

[低频成分的校正]

一般，有一种趋向，即如果进行上述的声象位置的这种校正，那么高频电平增加了。因此，数字校正电路5包括低频区校正电路51，因此，可以进行输出声音的平衡校正。

详细地说，低频区校正电路51包括一对频带强化滤波器51L和51R，它们被插入用于数字声频数据(信号XL(Z)和XR(Z))的信号线中。

注意到，频带强化滤波器51L和51R具有这些性能，例如

中心频率：20Hz～120Hz，

中心频率处的频率特性(信号电平)的放大量：2dB～18dB，

中心频率处的Q：1～3

[车厢中共振(驻波)影响的降低]

车厢内部是一个密闭的空间，具有复杂的结构。在一个密闭空间中，会出现“车厢共振现象”，其中形成的驻波与从一个扬声器输出的声音发生共振。

根据调查研究，出现车厢共振现象的频率大多是一个800Hz或较低的频率带。因此，如果100Hz～800Hz频率带中声音的输出电平降低时，在对音乐信号的音质感觉没有更多影响的情况下，可以降低“受约的感觉”。

因此，图2所示的数字校正电路5包括降低共振的共振降低电路52。详细地说，共振降低电路52包括一对频带衰减滤波器52L和52R，它们被插入用于数字声频数据(信号XL(Z)和XR(Z))的信号线中。

频带衰减滤波器52L和52R具有这些性能，例如

中心频率：150Hz～600Hz，

中心频率处的频率特性(信号电平)的衰减量：3dB～6dB，

中心频率处的Q：2～4

[与音量调节相关的效果调节]

上文描述了一种趋向，即如果进行上述的声象位置的校正，那么高频电平增加了。结果，出现了一个问题，即当音量调大时，高频区的声音在收听者耳朵中回响。

因此，数字校正电路5包括校正量调节电路53，因此当音量变大时，可以抑制高频区的声音。详细地说，校正量调节电路53包括一对高频衰减滤波器(延期滤波器)53L和53R，它们被插入用于数字声频数据(信号XL(Z)和XR(Z))的信号线中。

高频衰减滤波器53L和53R具有这些性能，例如

阶数：1，

交岔频率：1Hzl～10Hz，

高频区频率特性(信号电平)的衰减量：0dB～20dB。

如果操作一个用于音量调节的控制键12，那么通过微型计算机11可以控制衰减电路7的衰减量，因此调节了重现声音的音量。在这种情况中，高频衰减滤波器53L和53R的衰减量也由微型计算机11控制，因此，当音量增大时，高频区的高频衰减滤波器53L和53R的衰减量增加。

因此，在任何音量中，可以进行适当的重现，也能容易地进行控制。

[扩展感觉的控制]

如上所述，由于音乐信号的左、右声道的不同成分对立体声感觉和扩展感觉具有很大的影响，图2中的数字校正电路5包括电平控制电路541C。

与微型计算机11的指令相应，根据系数K，电平控制电路541C控制不同成分的电平，其中不同成分从减法电路541A中出来，并被提供给滤波器电路542M。因此，重现声音的空间控制感被增强了。

但是，如果增加不同成分的电平以加强扩展感，那么声音听起来就像是被提高了音量一样。因此，在图1所示的放音装置中，当参考成分的电平由电平控制电路541C控制的同时，声频信号的电平被用于音量调节的衰减电路7校正，因此，校正了重现声音的音量。

因此，对于图1所示的放音装置，声象的位置被校正到眼睛的高度，而且再生了一个提供足够扩展感觉的声场。

如上所述，对于图1和图2所示的装在车辆上的放音装置，由于对于收听者来说，能够感觉到从一个虚构扬声器输出的重现声音，虚构的扬声器被假定设置在一处，在该处本来不能设置扬声器，在车厢中产生了一个理想的声场和声象。

因此，防止声象被定位在一个较低的位置，并使声象定位在收听者眼睛的高度是可能的。另外，在设置在较高位置的一个附加的小扬声器处会遇到的问题、即声音被分别发出到收听者的耳朵中的问题可以被消除，其中该扬声器用于高频区中声音的重现，而且对于收听者而言，能够感觉列从一个单个的扬声器发出的声音。

另外，通过控制不同成分的电平可以校正声场的空间扩展感。而且，根据音量可以进行优化校正。此外，数字校正电路5可以被简化，而且即使一个具有较低处理能力的DSP被用于数字校正电路5，也能实现预期的目标。另外，只有当测定一个传递函数时，才能对具有任何结构的任何型式的汽车进行优化校正。

另外，通过平均多个传进函数，能够产生一可由多个不同型式的车辆有效使用的校正滤波器，因此，该校正滤波电路可普遍用作一校正滤波电路，该滤波电路的应用不限于特殊型式的车辆。

另外，具有增强功率的低频区的声音从用于车辆前座和后座的扬声器中输出。因为在大多数情况中，在后座侧的扬声器一般具有较大的直径，就用于低频区中声音的输出而论，车厢中扬声器的性能可以被充分展现。

[用于声象位置的校正滤波电路(部分2)]

一般认为，将用于立体声重现的左、右扬声器设置在相对于收听者左右对称的位置时是理想的，由扬声器再生的声象被定位在收听者前方是理想的。

但是，在装在车辆上的一种放音装置中，在大多数情况中，参照图9A如前文所述，用于前座的扬声器被设置在前门的较低位置①，用于后座的扬声器被设置在后门的较低位置②，或者用于后门的扬声器经常被设置在图9B所示的后托架的位置④。

因此，例如，在右前座上的乘客处，从设置在右前侧的扬声器输出的重现声音先到达，然后在一定的时间延迟后，从其它的扬声器输出的重现声音相继到达。因此，乘客听到了相位彼此移动了的重现声音。结果，不能得到清晰的定位声象的感觉。

因此，提出了一种方法，其中提供给不同扬声器的声频信号的相位被延迟电路校正，因此从不同的扬声器输出的重现声音可以以相同的相位到达乘客。但是，即使采用这种方法，由前座上乘客感觉到的声象的位置被重现声音的高频成分向后移动了，其中重现声音从后面的位置②或④处的扬声器发出。结果，不能得到被清晰地定位在收听者前面的声象。

另一方面，如果降低设置在后面的位置②或④处的扬声器的输出功率，那么声象可以被有效地定位在收听者的前面。但是，这降低了总的声压级。

因此，在图8所示的另一种形式的数字校正电路5中，省略了被重现的声象的高度到收听者眼睛的高度的校正过程，简化了电路结构，而乘客座位处的声音特性被增大了。

参照图8，在所示的数字校正电路5中，由选择器电路4选择的数字声频数据被提供给一对延迟电路57L和57R，通过这两个电路，它们被延迟预定的时间。这样延迟的数字声频数据被提供给一个D/A转换器电路6，通过该电路它们被转换为模拟声频信号。通过一个用于音量调节的衰减电路7和一个放大器电路8，输出声频信号被提供给一对用于左、右声道的扬声器9L和9R。例如，扬声器9L和9R可以被设置在前述的位置①，如图9A和9B所示。

另外，由选择器电路4选择的数字声频数据被提供给一对高频衰减滤波器(延期滤波器)56LB和56RB。高频衰减滤波器56LB和56RB用于衰减高频成分，高频成分使一个声象向后移动，如前所述，并具有下述性能，例如

阶数：1，

交岔频率：1Hz～10Hz，

高频区频率特性(信号电平)的衰减量：2dB～20dB。

从高频衰减滤波器56LB和56RB输出的数字声频数据被提供给一对延迟电路57LB和57RB，通过这两个电路，它们被延迟预定的时间。然后，这样延迟的数字声频数据被提供给一个D/A转换器6B的一对延迟电路58L和58R，通过这两个电路它们被转换为模拟声频信号。通过一个用于音量调节的衰减电路7B和一个放大器电路8B，声频信号被提供给一对用于左、右声道的扬声器9LB和9RB。注意到，例如，扬声器9L和9R可以被设置在图9A的位置②，或图9B的位置④。

在这种情况中，如前所述，高频衰减滤波器56LB和56RB衰减高频成分，高频成分使一个声象向后移动，但输出低频成分，低频成分对声象的位置没有太多影响。另外，设置延迟电路57L、57R、57LB、57RB是为了根据乘客所坐的位置，调整要从扬声器9L、9R、9LB、9RB输出的重现声音的相位。

因此，如果操作一个控制键12，键12用于输入一个所坐的位置，那么通过微型计算机11根据键操作控制高频衰减滤波器56LB和56RB的衰减区中声音的衰减量，控制延迟电路57L、57R、57LB和57RB的延迟时间。

设置延迟电路58LB和58RB是为了使从前方位置的扬声器9L和9R输出的重现声音比从后方位置的扬声器9LB和9RB输出的重现声音提前到达乘客约10秒到20秒，其中乘客坐在前座上。

对于具有上述结构数字校正电路5，当从扬声器9L、9R、9LB和9RB输出的重现声音到达乘客的相位可以被延迟电路57L到57RB调整时，声象可以被精确定位。

另外，由于要从扬声器9LB和9RB输出的重现声音的高频成分分别被高频衰减滤波器56LB和56RB衰减，防止了前座上的乘客感觉到的声象的位置向后移动，也是由于这个原因，声象可以被精确定位。

而且，当人体的立体声感有一个超前的音响效果(Haas效果)，也即有力地感觉到声音提前到达约10秒到20秒的特性，通过延迟电路58LB和58RB，由于从前方位置的扬声器9L和9R输出的重现声音领先从后方位置的扬声器9LB和9RB输出的重现声音约10秒到20秒，从前方位置的扬声器9L和9R输出的重现声音被加强。因此，在不降低整体音量的条件下，声象被向前定位了。

另外，由于对声象位置没有太多影响的低频成分从扬声器9LB和9RB中输出，总的声压级没有下降或低品区声音的密度没有损失。另外，由于在装在车辆上的放音装置中，后面的扬声器的直径一般比前面的扬声器的直径大，对于低频区的输出，扬声器9LB和9RB的性能可以被充分展现。

另外由于超前的音响效果，扬声器9L和9R输出的重现声音被有力地感觉到了，即使对用于声频信号的信号线只进行信号处理，例如图形均衡处理，其中声频信号经过一个DSP或类似元件的限制将被提供给前扬声器9L和9R，对于整个车厢也能起到有效的作用。

[其它]

尽管在上述(a)到(c)段中对滤波电路542M和542P的设计步骤进行了描述，(a)到(c)段的主题和目的不限制在上面的描述中。另外，用于滤波高频声音的一个附加扬声器被设置在仪表板或类似元件上，如果信号通过一个与高频衰减滤波器53L和53R相同的高频衰减滤波器进行相同的处理，可以有效地得到一个提供给扬声器的声频信号。

将图2的数字校正滤波电路5和图8的数字校正滤波电路5结合起来也可能的。另外，图8的数字校正滤波电路5中的延迟电路57LB和57RB及延迟电路58LB和58RB可以彼此分别组合。

而且，如前所述，尽管乘客所坐的位置利用一个控制键12输入，通过一个设置在车厢中的红外线传感器或一个为座位设立的压力传感器，检测乘客所坐的位置也是可能的，而且根据传感器的检测输出，通过微型计算机11控制高频衰减滤波器56LB和56RB及延迟电路57L到57RB也是可能的，因此它们可以具有与所坐位置相符合的特性。

尽管采用特殊的术语对本发明的一个优选实施例进行描述，这种描述只为了解释，可以理解在不偏离本发明的主旨或范围的情况下，可以进行各种变化和变型。

Claims

1.一种装在车辆上的放音装置，包括：

一个校正滤波电路，用于将输入左、右声道的数字声频信号XL(Z)、XR(Z)转换为由YL(Z)、YR(Z)表示的数字声频信号，采用头部传递函数，分别用

YL(Z)·GLL(Z)+YR(Z)·GLR(Z)

＝XL(Z)·FLL(Z)+XR(Z)·FLR(Z)

YR(Z)·GLL(Z)+YL(Z)·GLR(Z)

＝XR(Z)·FLL(Z)+XL(Z)·FLR(Z)表示，其中，由于头部传递函数彼此左、右对称，满足FLL(Z)＝FRR(Z)，FLR(Z)＝FRL(Z)，GLL(Z)＝GRR(Z)和GLR(Z)＝GRL(Z)的关系式，而且FLL(Z)是从设置在收听者前面的、用于左声道的一个第一扬声器到收听者左耳的一个头部传递函数，FRR(Z)是从设置在收听者前面的、用于右声道的一个第一扬声器到收听者右耳的一个头部传递函数，FLR(Z)是从用于左声道的所述第一扬声器到收听者右耳的一个头部传递函数，FRL(Z)是从用于右声道的所述第一扬声器到收听者左耳的一个头部传递函数，GLL(Z)是从设置在收听者前方较低位置的、用于左声道的一个第二扬声器到收听者左耳的一个头部传递函数，GRR(Z)是从设置在收听者前方较低位置的、用于右声道的一个第二扬声器到收听者右耳的一个头部传递函数，GLR(Z)是从用于左声道的所述第二扬声器到收听者右耳的一个头部传递函数，GRL(Z)是从用于右声道的所述第二扬声器到收听者左耳的一个头部传递函数；

一个数字-模拟转换器电路，用于将所述校正滤波电路输出的数字声频信号YL(Z)、YR(Z)转换为模拟声频信号；

从所述数字-模拟转换器电路输出的模拟声频信号被提供给用于左、右声道的所述第二扬声器。

2.如权利要求1所述的装在车辆上的放音装置，其特征在于：

所述校正滤波电路包括一个第一减法电路，用于数字声频信号XL(Z)和XR(Z)中的一个和另一个的相减，

一个第一加法电路，用于数字声频信号XL(Z)和XR(Z)的相加，

第一和第二数字滤波器，其分别具有传递函数Hm(Z)和Hp(Z)，其中Hp(Z)和Hm(Z)被分别定义为Hp(Z)＝(FLL(Z)+FLR(Z))/(GLL(Z)+GLR(Z))

Hm(Z)＝(FLL(Z)-FLR(Z))/(GLL(Z)-GLR(Z))，

一个第二加法电路，用于所述第一和第二数字滤波器输出信号的相加，和

一个第二减法电路，用于所述第一和第二数字滤波器输出信号中的一个和另一个的相减，从所述第一减法电路输出的差信号和从所述第一加法电路输出的和信号被提供给所述的第一和第二数字滤波器，而从所述第二加法电路和所述第二减法电路输出的信号被提供给所述的数字-模拟转换器。

3.如权利要求2所述的装在车辆上的放音装置，还包括一个高频衰减滤波器，其设置在所述校正滤波电路的前一阶段，并具有一个根据音量控制而变化的高频区中的衰减量。

4.如权利要求3所述的装在车辆上的放音装置，还包括一个中心频率为20Hz～200Hz的频带强化滤波器，和一个中心频率为150Hz～600Hz的频带衰减滤波器，所述频带强化滤波器和所述频带衰减滤波器被设置在所述校正滤波电路的前一阶段。

5.如权利要求4所述的装在车辆上的放音装置，还包括一个电平控制电路，用于控制由所述减法电路到所述第一数字滤波器提供的不同信号的电平。

6.如权利要求1所述的装在车辆上的放音装置，还包括：

一对第一信号线，沿这对线提供用于左、右声道的一对数字声频信号；

一对第二信号线，沿这对线提供用于左、右声道的数字声频信号；

第一和第二延迟电路，其设置在所述第一信号线中，用于给沿所述第一信号线提供的左、右声道的数字声频信号设定预定的时间延迟，

第三和第四延迟电路，其设置在所述第二信号线中，用于给沿所述第二信号线提供的左、右声道的数字声频信号设定预定的时间延迟，

一对高频衰减滤波器，其为所述第二信号线所设，用于衰减沿所述第二信号线提供的左、右声道的数字声频信号的高频成分；

第五和第六延迟电路，其为所述第二信号线所设，用于给沿所述第二信号线提供的左、右声道的数字声频信号设定与前面的声响效应相对应的时间延迟，

一个第二数字-模拟转换器电路，用于将从所述第二信号线输出的左、右声道的数字声频信号转换为模拟声频信号；以及

第三扬声器，其设置在车厢内的左、右后方位置，用于接收从所述第二数字-模拟转换器电路输出的模拟声频信号并重现声音，

其中所述数字-模拟转换器电路，用于将从所述第一信号线输出的左、右声道的数字声频信号转换为模拟声频信号，并且所述第一扬声器设置在车厢内的左、右前方位置，用于接收从所述数字-模拟转换器电路输出的模拟声频信号并重现声音，

其中所述装在车辆上的放音装置还包括：

控制装置，用于根据所述第一和第三扬声器及收听者之间的位置关系控制所述第一到第四延迟电路的延迟时间。

7.如权利要求6所述的装在车辆上的放音装置，其特征在于：所述第一到第四延迟电路、所述高频衰减滤波器和所述第五到第六延迟电路形成为一个数字信号处理器。