CN1302172A - 声象定位装置 - Google Patents

Abstract

一种声象定位装置,其中,基声象定位器[OKHz—24KHz]频带中的信号作声象定位处理。2个声象定位器分别对[24KHz—48KHz]、[48KHz—96KHz]频带中的信号作声象定位处理;输入采样频率检测器检测输入信号的采样频率;频带分解部分把输入信号分解到上述频带;当采样频率为48、96、192KHz时,分别用基声象定位器、基声象定位器和一声象定位器,基声象定位器和两声象定位器作声象定位。两频带再现部分再现声象定位后的信号。

Description

声象定位装置

发明背景

发明领域

本发明涉及声象定位装置，更具体地说，本发明涉及利用两个扬声器，耳机或类似物品来探测处于任意位置声音的一种装置。

基础技术描述

声象定位装置是通过两个扬声器、耳机或类似物品来定位声象。换句话说，这些装置处理扬声器之类发出的声音，好像该声音来自任意位置。在公开发表的日本专利No.9-233599(1997-233599)中揭示常规声象定位装置的一个实例。下面简短地进行描述。

图13是有助于解释声象定位过程的一张框图。在图13中，从两个扬声器131a和131b输出的声信号分别标为XL和XR。在此，从扬声器131a到左耳EL的传输函数为H_LL，而从扬声器131b到右耳ER的传输函数为H_RR。同样，从扬声器131a到右耳ER的传输函数为H_LR，而从扬声器131b到左耳EL的传输函数为H_RL。此外，从点0到左耳EL和右耳ER的传输函数分别T_L和T_R。但是为了生成一个好像声音发自0点的情形，应该满足下列方程(1)和(2)。

XL=F_LU+F_C1XR                  …(1)

XR=F_RU+F_C2XL                  …(1)其中F_C1=-H_RL/H_LL,    F_C2=-H_LR/H_RR

F_L=T_L/H_LL,       F_R=T_R/H_RR

图14表示满足上述方程(1)和(2)的常规2-前扬声器声象定位装置的结构。在图14中，该常规声象定位装置包括一个方面定位器141和一个串音消除器142。方向定位器141由传输函数分别为FL和FR的数字滤波器143b组成。串音消除器142由传输函数分别为F_C1和F_C2的数字滤波器144a和144b及加法器145a和145b组成。方向定位器141对声信号U作方向定位处理，确定声象的一个方位(方向)。串音消除器142是在方向定位处理之后，抑制声信号F_Lu和F_Ru的串音分量。

数字滤波器143a、143b、144a和144b等的滤波器系数取决于处理过程中用到的采样频率。再者，为了处理声象定位用的宽频带信号(也就是为了增加采样频率)，应当增加每个数字频率的阶。

所以，为了实现针对具有众多采样频率输入信号的声象定位装置，应当对每个采样频率提供一个声象定位器(一个方向定位器和一个串音消失器)。在这种情况下，该声象定位器必须能根据输入信号的每个采样频率进行切换。图15表示针对三种采样频率：48KHz、96KHz和192KHz的输入信号的常规声象定位器结构的一个实例。在图15中声象定位器151a、151b和151c分别处理采样频率为48KHz,96KHz和192KHz的声象定位用输入信号。因此，声象定位器151a、151b和151C各自处理其采样频率fs从0到奈硅斯特(Nyquist)频率的信号，也就是分别为[0KHz-24KHz],[0KHz-48KHz]和[0KHz-96KHz]，这里[f1-f2]代表从低频限f1到高频限f2的一个频带。本例中，低频限f1是0KHz，但在实际使用中，可以取100赫，200赫或按照滤波器特性或其它因素取别的值。然而，这并不是本发明的主题，所以在以下的叙述中常规假设低频限f1总是取0KHz，而不管它还可以取别的值。

通常，要求的数字滤波器的阶近乎正比于采样步率fs。所以如以声象定位器151a所用数字滤波器的阶作为参照，则声象定位器151b所用数字滤波器的阶数为它的两倍，而声象定位器151c所用数字滤波器阶数为它的4倍，同样，要求的数字滤波器系数的数目也近乎正比于数字滤波器的阶数，所以，当声象定位器151a中要求的数字滤波器系数的数目为Nc时，则整个声象定位装置中要求的数字滤波器系数数目近似于7Nc(=Nc+2Nc+4Nc)。再者，认为运算幂(每单位时间的计算次数)正比于滤波器阶与采样频率的乘积。因此，当声象定位器151a的运算幂为Nm，则声象定位器151b的运算幂为4Nm(=2×2Nm)，而声象定位器151c的运算幂为16Nm(=4×4Nm)。这样，整个声象定位装置要求最大的运算幂，即16Nm。

照此，在常规技术中，为了实现针对众多采样频率的输入信号的声象定位装置，要求对每个采样频率有一个声象定位器。因此装置要求的滤波器系数和运算幂的数目也有所增加，导致装置的线路规模加大。

发明概述

所以，本发明的目的是提供一种声象定位装置，它支持具有众多采样频率的输入信号，而线路尺寸比较小。

本发明为实现上述目标，有下列特征。

本发明第一方面的声象定位装置采用，采样频率为f1到fn(每个频率满足fm-1＜fm(m=2到n),且fm是f1的倍数)为n(n是不小于2的整数)个的声信号。进行声象定位，该装置包含：

输入采样频率检测器，用于检测声信号的采样频率；

基声象定位器，工作在采样频率f1，根据比采样频率f1的奈奎斯特频率低的频带中的信号进行声象定位；

多个声象定位器，工作在采样频率fm，根据采样频率fm-1的奈奎斯特频率和采样频率fm的奈奎斯特频率之间频带中的信号进行声象定位；

分解用的频带分解部分，它基于输入采样频率检测器的检测结果，把声信号分解成频带为基声象定位器和多个声象定位器所包含的信号；以及

多个频带再现部分，根据输入采样频率检测器的检测结果，再现从基声象定位器和多个声象定位器为每个输出信道输出的信号；

在此，多个声象定位器可以工作在采样频率fm，并根据频带处于采样频率f1的奈奎斯特频率和采样频率fm的奈奎斯特频率之间的信号进行声象定位。

此外，该基声象定位器可工作在采样频率fo(≠f1)，它是采样频率f1的一个因子(divisor)，该基声象定位器根据比采样频率fo的奈奎斯特频率低的频带中的信号进行声象定位。

多个声象定位器可工作在采样频率fk(K=1到n)，且根据采样频率fo的奈奎斯特频率和采样频率fk的奈奎斯特频率之间的频带中的信号进行声象定位。

如上所述，按照这第一方面，当根据多个采样频率的声信号进行声象定位时，首先将该信号分解成预定的多个频带，然后对每个频带作声象定位。这样，高采样频率信号的声象定位由该基声象定位器和一个或多个声象定位器来完成。所以声象定位器的线路规模可以减小。这样声象定位装置能做到体积小，成本低和功耗低。要注意当其声象定位器用fo作为采样频率时，频率fo的倍数亦能用作多个声象定位器的采样频率fm，频率f1的倍数亦一样。

本发明第二方面的声像定位装置采用采样频率从f1到fn(每个频率满足fm-1＜fm(m=2到n)，且fm是f1的倍数)为n个(n是小于2的整数)的多个声信号，根据每一个声信号进行声象定位。该装置包含：

输入采样频率检测器，用于检测声信号的采样频率；

对多个声信号中的每个声信号配置的基声象定位器，工作在采样频率f1，并根据比采样频率f1的奈奎斯特频率低的频带中的信号进行声象定位；

多个声象定位器，工作在采样频率fm，根据采样频率fm-1的奈奎斯特频率和采样频率fm的奈奎斯特频率之间频带中的信号进行声象定位；以及

频带分解部分，作分解用。根据输入采样频率检测器的检测结果，把声信号分解成频带为基声象定位器和多个声象定位器所包含的信号，

多个加法器，把基声象定位器和多个声象定位器输出的信号按各频带和各输出信道相加在一起；以及

多个频带再现部分，根据输入采样频率检测器的检测结果，再现从多个加法器为各输出信道输出的信号。

如上所述，根据第二方面，按第一方面的声象定位能对多信道输入信号实施。

在此，如果各基声象定位器和多个声象定位器可分成方向定位结构和串音消除结构，

则该基声象定位器可用工作在采样频率f1的基方向定位器取代，并根据比采样频率f1的奈奎斯特频率低的频带中的信号进行方向定位，

多个声象定位器用工作在采样频率fm的多个方向定位器取代，并根据频率fm-1的奈奎斯特频率和采样频率fm的奈奎斯特频率之间频带中的信号进行方向定位，

频带分解部分，根据输入采样频率检测器的检测结果，把声信号分解成频带为基方向定位器和多个方向定位器所包含的信号，

该装置还包含

多个加法器，把基方向定位器和多个方向定位器的输出信号按各频带和各输出信道相加，

基串音消除器，对基方向定位器输出信号相加后的信号进行串音消除；以及

多个串音消除器，对多个方向定位器输出信号相加后的信号进行串音消除，以及

多个频带再现部分，根据输入采样频率检测器的检测结果，把基串音消除器和多个串音消除器的输出信号再现成每个输出信道用的输出信号。

用这种结构，如果每个声象定位器和多个声象定位器可分成方向定位结构和串音消除结构，则基串音消除器和串音消除器能公用，而不管声信号信道的数目。这样，声象定位装置能实现体积小，成本低和功耗低。

要注意，如果串音消除不一定有效时，多个串音消除器可以省略，因为频率越高，因收听位置和声象间位移造成的相移越宽。

根据本发明的第三方面，在本发明的第一方面和第二方面中，

对一个或多个声信号的每一个，该装置还进一步包括：

输入格式鉴别器，在各位∑Δ调制位流和多位脉冲代码调制(PCM)位流之间对声信号进行鉴别，

抽取器，用于对声信号降频采样(down-sanpling)；以及

切换部分，当输入格式鉴别器鉴别出声信号是以各位∑Δ调制位流时，切换到把抽取器输出的信号输出到频带分解部分，而当输入格式鉴别器鉴别出声信号是多位脉冲代码调制(PCM)位流时，则切换到把声信号自身输出到频带分解部分。

如上所述，根据这第三方面，如果该声信号是按各位∑Δ调制位流，则声信号通过抽取法转换成多位脉冲代码调制位流。这样，即使提供给装置的是各位∑Δ调制位流，也能完成按本发明第一和第二方面的声象定位。

本发明的这些和别的目标，特征，方面和优点从下面结合附图对本发明的详细叙述中会变得更加显而易见。

附图概述

图1是按照本发明第一实施例的声象定位装置的结构方框图；

图2是有助于解释图1频带分解部分14分解频带的示意图；

图3A表示将信号分解成两个频带的两频带分解部分线路实例的方框图；

图3B表示再现不同频带的两个信号用的两频带再现部分线路实例的方框图；

图4A表示将信号分解成三个频带的三频带分解部分线路实例的方框图；

图4B表示再现不同频带的三个信号用的三频带再现部分线路实例的方框图；

图5、6、7表示按照本发明第一实施例的其它声象定位装置结构实例的方框图；

图8表示按照本发明第二实施例的声象定位装置结构实例的方框图；

图9表示按照本发明第二实施例的其它声象定位装置实例的方框图；

图10表示适用于五信道数字信号输入的第二实施例的另一种声象定位装置结构的方框图；

图11表示五信道声音系统中扬声器排列的示意图；

图12表示按照本发明第三实施例的一种声象定位装置结构的方框图；

图13表示有助于解释声定位原理的示意图；

图14表示两个扬声器放在前面的常规声象定位装置结构实例的方框图；以及

图15表示适用于多个采样频率的输入信号的常规声象定位装置结构实例的方框图。

较佳实施例的描述

本发明提供的声象定位装置能支持任意多个、具有任意值的采样频率的输入信号。但是在以下实施例中，假设该装置实验性地支持三种采样频率为48KHz,96KHz和192KHz的一个或多个输入信号。在三种采样频率中，以后把最低的一个(48KHz)认作最小输入采样频率，而最高的一个(192KHz)认作最大输入采样频率。

(第一实施例)

图1表示按照本发明第一实施例的一种声象定位装置结构的方框图。在图1中，按照第一实施例，该声象定位装置包括一个输入采样频率检测器11，一个基声象定位器12，声象定位器13a和13b，一个频带分解部分14和频带再现部分15a和15b。

下面叙述按第一实施例的声象定位装置的各组成。

输入采样频率检测器11检测输入信号的采样频率，然后通知频带分解部分14和检测结果的频带再现部分15a和15b。例如，当输入信号是由声信号和采样频率信息组成的位流时，可通过提取采样频率信息检测出采样频率。

基声象定位器12工作在等于该输入信号的最小输入采样频率(48KHz)的采样频率(以后称基频fs)。基声象定位器12处理频率处于0到基频fs的奈奎斯特频率范围内的信号。基声象定位器12的结构线路通常如图14所示。其中每一个滤波器系数调整到能处理0和基频fs的奈奎斯特频率之间频带中的信号(以后，简略为带信号)，对声象定位来说，也就是[0KHz-24KHz]。

声象定位器13a工作在采样频率fs2，等于96KHz，它是比输入信号基频fs较大的一个频率。声象定位器13a处理频率处于从基频fs的奈奎斯特频率到采样频率fs2的奈奎斯特频率之间的信号。声象定位器13a同样由如图14所示一般线路构成。其中每个滤波器系数调整到能处理基频fs的奈奎斯特频率和采样频率fs2的奈奎斯特频率之间的带信号，对声象定位来说，也就是[24KHz-48KHz]。

声象定位器13b工作在采样频率f_s3’它等于比采样频率f_s2大的一个频率。在这种情况，是输入信号的最大输入采样频率(192KHz)，声象定位器13b处理频率在采样频率f_s2的奈奎斯特频率到采样频率fs3的奈奎斯特频率之间范围内的信号。声象定位器13b亦由如图14所示典型线路构成。其中，每个滤波器系数调整到能处理从采样频率fs2的奈奎斯特频率到采样频率fs3的奈奎斯特频率之间的带信号，对声象定位来说，也就是[48KHz-96KHz]间的带信号。

频带分解部分14把输入信号，按照输入采样频率检测器11检测到的输入信号采样频率和该采样频率的奈奎斯特频率，分解成[0KHz-24KHz]，[24KHz-48KHz]和[48KHz-96KHz]的带信号。这些带信号的采样频率分别是48KHz,96KHz和192KHz。要注意，基本上不可能完成没有交叉的理想频率分解。所以，实际上，如图2所示，每个带信号与其相邻带信号总有一些交叉。

频带再现部分15a重现基声象定位器12和声象定位器13a和13b输出的左信道信号，并产生一个采样频率等于输入信号采样频率的左信道信号输出。同样地，频带再现部分15b重现基声象定位器12和声象定位器13a和13b输出的右信道信号，并产生一个采样频率等于输入信号采样频率的右信道信号输出。

现在详细叙述第一实施例声象定位装置所完成的操作。该操作是随输入信号的采样频率而变化，如下所述。

首先，叙述输入信号采样频率为48KHz的操作情况。输入采样频率检测器11检测到输入信号的采样频率为48KHz。然后，从输入采样频率检测器11的检测结果，频带分解部分14将该输入信号，照原样、不分解输出到基声象定位器12。这是因为该输入信号，其实就是[0KHz-24KHz]的带信号。从频带分解部分14输出的信号在基声象定位器12作声象定位处理，作为左和右信道信号供给频带再现部分15a和15b，并照原样作为采样频率48KHz的声信号加以输出。要注意，当输入信号的采样频率为48KHz时，声象定位器13a和13b不需进行声象定位处理。

其次，叙述输入信号的采样频率为96KHz情况下的操作。输入采样频率检测器11检测到输入信号采样频率为96KHz。然后，根据输入采样频率检测器11的检测结果，频带分解部分14把输入信号分解成[0KHz-24KHz]和[24KHz-48KHz]的两个带信号。在此，[0KHz-24KHz]的带信号接受降频采样(用一个低通滤波器作带限定和抽取)，从而采样频率降到48KHz。这种降频采样使基声象定位器12能对[0KHz-24KHz]的带信号作声象定位。频带分解部分14输出的[0KHz-24KHz]的带信号作声象定位。频带分解部分14输出的[0KHz-24KHz]的带信号经基声象定位器12作声象定位处理。另一方面，频带分解部分14输出的[24KHz-48KHz]的带信号照原样以96千赫的采样频率供给声象定位器13a用作声象定位处理。处理后的带信号分别作为左和右信道信号提供给频带再现部分15a和15b。经基声象定位器12作声象定位处理过的带信号接受升频采样，从而回到采样频率为96KHz的信号。这样，该带信号连同声象定位器13a处理后的带信号一起再现，并作为采样频率为96KHz的声信号加以提供。要注意，当输入信号采样频率为96KHz时，声象定位器13b不需进行声象定位处理。

有多种线路能实现两频带信号的分解和再现。一种两频带分解电路实例如图3A所示，而一种两频带再现电路实例如图3B所示。在图3A中，该两频带分解电路包括一个低通滤波器(LPF)31a，一个高通滤波器(HPF)32和一个降频采样器34，在图3B中，该2频带再现电路包括一个低通滤波器LPF31b，一个全通滤波器APF33和一个升频采样器35。低通滤波器LPF31a和31b，高通滤波器HPF32和全通滤波器APF33都是数字滤波器。LPF31a和LPF32a各有预定的低通特性。LPF31a和31b是为了避免因抽取法而出现混淆信号。HPF32有一个高通特性。APF33有全通特性。降频来样器34把采样频率降到一半。升频采样器35把采样频率加倍。

第三，叙述输入信号采样频率为192KHz情况的操作。输入采样频率检测器11检测输入信号的采样频率为192KHz。然后，根据来自频率检测器11的检测结果，频带分解部分14把输入信号分解成[0KHz-24KHz],[24KHz-48KHz]和[48KHz-96KHz]的三个频带信号。在此，[0KHz-24KHz]和[24KHz-48KHz]的带信号经受降频采样，从而分别将采样频率降到48KHz和96KHz。这样，频带分解部分14输出的[0KHz-24KHz]的带信号经基声象定位器12作声象定位处理。频带分解部分14输出的[24KHz-48KHz]的带信号提供给声象定位器13a作声象定位处理。另一方面，频带分解部分14输出的[48KHz-96KHz]的带信号，照原样以采样频率192千赫提供给声象定位器13b作声象定位处理。处理后的带信号作为左和右信道信号供为频带再现部分15a和15b。经基声定位器12和声象定位器13a作声象定位处理后的带信号经受升频采样，从而采样频率回到192KHz。这样，该带信号连同声象定位器13b处理后的带信号一起再现，作为采样频率为192KHz的声信号加以提供。

分解和再现三个频带信号的电路亦能由多种电路实现。例如，如图4A所示，把图3A所示2频带分解电路再次连接到LPF之后，实现了频带分解电路。同样，如图4B所示，把如图3B所示的2频带再现电路再次连接到LPF之后，实现3频带再现电路。

如上所述，为了对输入信号作声象定位处理，要分别处理[0KHz-24KHz]，[24KHz-48KHz]和[48KHz-96KHz]的被分解的带信号。因此，声象定位器13a和13b的电路结构可以做得很小。

在此，与传统技术所用方法相比，研究一下本发明对于需要的滤波器系数和运算幂的数目的效果。

把基声定位器12的滤波器阶数取作参照。声象定位器13a的采样频率是基声象定位器12的两倍。但是，声象定位器13a中，处理的频带是[24KHz-48KHz]，所以其带宽与基声象定位器12的相同。因这个理由，声象定位器13a的滤波器阶数可认为近似等于基声象定位器12中的。再者，声象定位器13b的采样频率是基声象定位器12的四倍。在声象定位器13b中，处理的频带是[48KHz-96KHz]，所以它的带宽是基声象定位器12带宽的两倍。因这个理由，可认为声象定位器13b的滤波器阶数近似于基声象定位器12中的两倍。因此，如果要求基声象定位器12中的滤波器系数为Nc个，则本发明的整个声象定位装置中的滤波器系数需要近似于4Nc(=Nc+Nc+2Nc)。这大约是常规声象定位装置所需滤波器系数数目的一半。再者，如果基声象定位器12的计算幂为Nm，则声象定位器13a的计算幂为2Nm(=1×2Nm)，和声象定位器13b的计算幂为8Nm(=2×4Nm)。相应，本发明的整个声象定位装置所需计算幂为11Nm(=Nm+2Nm+8Nm)。这是常规声象定位装置所需的计算幂的2/3。

要注意，本发明的声象定位装置要求频带分解部分14和频带再现部分15a和15b的结构在常规装置中并不要求，所以结构上就变大。但是，可以用比基声象定位器12和声象定位器13a和13b相对小的电路来实现这种结构。因此并不减小本发明的效果。

现在叙述基于本发明第一实施例的另一种声象定位装置。

在上述实施例中，声象定位器13b处理的频带在采样频率fs2的奈奎斯特频率和采样频率fs3的奈奎斯特频率之间，即[48KHz-96KHz]。该频带可设置在基频fs的奈奎斯特频率和采样频率fs3的奈奎斯特频率之间，即为[24KHz-96KHz]。这种情况下，声象定位装置的结构变成如图5所示。在图5中，设经基声象定位器12处理的频带为[0KHz-24KHz]，而声象定位器13a和51的频带分别为[24KHz-48KHz]和[24KHz-96KHz]。这样，当输入信号的采样频率为48KHz时，只要求在基声象定位器12作声象定位。当输入信号的采样频率为96KHz时，则基声象定位器12和声象定位器13a将工作。同样对192KHz，则基声象定位器12，和声象定位器51将工作。频带分解部分52，根据输入采样频率检测器11检测到的采样频率，把输入信号分解成[0KHz-24KHz],[24KHz-48KHz]和[24KHz-96KHz]的带信号。频带再现部分15a与15b各再现处理后的信号，并产生采样频率与输入信号采样频率相等的信号。按照这种处理频带设定，只有基声象定位器12和任一个声象定位器作声象定位工作。

如图6所示，声象定位装置由于声象定位器13a和13b只进行简单滤波(小阶)或延迟处理和音量调整，故结构能大大简化。理由如下：人的听觉分辨率随频率升高呈对数下降。声象定位包括的高频信号(如高于10KHz)很少，通常频率高于20KHz的声音常常是听不见的。此外当频率越高，波长越短，所以甚至测听位置间的小差异，都可能很难对较高频率作声象定位。

在上述实施例中，基频fs等于最小输入采样频率。换一种，可用最小输入采样频率的因子作声象定位的基频fs。例如，如果最小输入采样频率为48KHz，能用的因子为24KHz或12KHz。参照图7，下面叙述基频fs为24KHz的情形。

这种情形，基频fs是24KHz，它是最小输入采样频率48KHz的一半。因此，基声像定位器71复盖[0KHz-12KHz]。声象定位器72a、72b和72c分别复盖[12KHz-24KHz]，[12KHz-48KHz]和[12KHz-96KHz]。这样，采样频率为48KHz时基声象定位器71和声象定位器72a处理输入信号，用于声象定位，当96KHz时基声象定位器71和声象定位器72b处理，当192KHz时基声象定位器71和声象定位器72c处理。频带分解部分73，根据输入采样频率检测器11检测到的采样频率，把输入信号分解成[0KHz-12KHz]，[12KHz-24KHz]，[12KHz-48KHz]和[12KHz-96KHz]的带信号。频带再现部分74a和74b各再现声象定位后的带信号，然后产生一个采样信号和输入信号的采样信号相等的信号。

还可想像用其它各种频带分解方法。在这些情况下，同样能适当确定各处理频带和声象定位器的数目便于对各采样频率作声象定位。

在上述实施例中，已经叙述了输入信号的采样频率可取48KHz,96KHz和192KHz的情况。对于采样频率为其它值(如44.1KHz,88.2KHz和176.4KHz)的各种情况，也可以采用基声象定位器和各个采样频率的一个或多个声象定位器的结构同样实现声象定位。

再进一步，通常基声象定位器和声象定位器的线路可根据是2个前扬声器还是耳机，结果上有所变化。如果本发明用于耳机，必须用耳机专用的声象定位线路。在公开发表的日本专利No.8-182100(1996-182100)揭示了这种耳机专用声象定位线路的实例。

(第二种实施例)

在第一实施例中，叙述了声象定位装置是对1信道输入信号进行的声象定位处理。在此，要叙述对多信道输入信号进行处理的声象定位装置。下面，将示例性叙述对2信道输入信号进行处理的声象定位装置。

图8是表示按本发明第二实施例的声象定位装置的结构方框图。在图8中，按第二实施例，声象定位装置包括输入采样频率检测器11，两个基声象定位器12，两个声象定位器13a和13b，两个频带分解部分14，六个加法器16a到16f，和频带再现部分15a和15b。

如图8所示，按照第二实施例的声象定位装置有两组频带分解部分14，基带象定位器12和声象定位器13a和13b。在按第二实施例的声象定位装置中，对每个第一和第二输入信号，完成第一实施例中叙述的声象定位处理。合成信号经加法器16a到16f按各频带相加，然后提供给频带再现部分15a和15b。这样，频带再现部分15a和15b各产生一个采样频率与输入信号的相等的声信号。

照此，在对多信道输入信号作声象定位中，频带再现部分15a和15b能公用，而不管信道数目多少。所以，线路尺寸可减小。要注意，对三个或更多信道的输入信号作声象定位中，基声象定位器12和声象定位器13a和13b构成的组数与信道数相同。

在此，在如图8所示声象定位装置中，考虑的一种情形是，对于基声象定位器12和声象定位器13a和13b而言，每个定位器的方向定位器141和串音消除器142如图14所示分开构成。在这种结构中，如图9所示，串音消除器142能共用。在如图9所示声象定位装置中用基方向定位器91和基串音消除器93取代基声象定位器12；方向定位器92a和串音消除器94a取代声象定位器13a；方向定位器92b和串音消除器94b取代声象定位器13b。照此，基方向定位器91和方向定位器92a和92b的输出信号用加法器16a到16f，按各频带相加，然后再经受串音消除。所以，在这声像定位装置中，基串音消除器93和串音消除器94a和94b可以为各频带共用。同样线路体积能进一步减小。

有些情况下，因为频率越高，由收听点对声象位移造成的相移就越宽，致使串音消除欠佳。这种情况下，可省略串音消除器94a和94b。这时，仅处于被定位声象方向中的信道信号可从方向定位器92a和92b输出。

图10表示将本发明用于DVD-视频，DVD-音频和别种等5信道数字声信号时的线路。五个信道相应如图11所示：前左L，前右R，前中C，后左SL和后右SR。通常放五个扬声器对应声象定位的五个信道。但在如图10所示声象定位装置中，只用放在L和R信道位置上的两个扬声器为五个信道作声象定位。

在图10中，声象定位对L和R信道不需要，因为他们实际扬声器位置等同于他们的声源位置。对C信道，完成幻觉处理，其中信号乘上适当系数，然后分解成右和左信道信号。对SL和SR信道，2信道输入声象定位器101(图8或图9)可处理上述2信道信号，用来作声象定位。换一种，对L,C和R信道在信号相加前提供延迟线路，以便在2信道输入声象定位器101中对输入作时间延迟。从而减小所有信道之间的输出时间差。

(第三实施例)

在上述第一和第二实施例中叙述了输入信号为普通声信号(如，多位脉冲代码调制PCM位流)时定位一个声象用的声象定位装置。第三实施例所要叙述的声象定位装置不仅能支持多位PCM位流，还能支持用在超音频CD(在超音频CD系统描述中进行叙述)中，按各位∑Δ调制声信号所得出的位流(此后，称为∑Δ调制位流)。

图12表示按本发明第三实施例声象定位装置的结构方框图。在图12中，按第三实施例的声象定位装置包括输入格式鉴别器122，转换器123，抽取器124和声象定位器121。输入格式鉴别器122鉴别输入信号是个位∑Δ调制位流，还是多位PCM位流。抽取器124把输入信号降频采样到声象定位器121所支持的采样频率。转换器123在输入信号自身和根据输入格式鉴别器122的鉴别结果降频采样后的输入信号之间切换。然后，转换器123把选定的信号输到声象定位器121。声象定位器121等效于第一实施例中的声象定位装置。根据输入格式鉴别器122的鉴别结果，声象定位器121将转换器123输出的信号作声象定位处理。在此，∑Δ调制位流的采样频率为2822.4KHz(=44.1KHz×64)，所以用第一实施例中能够处理输入信号44.1KHz,88.2KHz和176.4KHz作声象定位的声象定位装置来实现声象定位器121。

现在叙述第三实施例声象定位器的操作。首先，输入格式鉴别器122对输入信号在∑Δ调制位流和多位PCM位流间进行鉴别。鉴别结果给转换器123和声象定位器121。此后操作因鉴别结果而变。

首先叙述输入信号是多位PCM位流的情况。在这种情况下，转换器123把终端A和终端C连在一起，输入信号照原样直接输入声象定位器121。声象定位器121把接收到的输入信号经受类似第一实施例的声象定位处理。在这种情况下，抽取器124不需工作。

接着叙述输入信号为∑Δ调制位流的情况，在这种情况，抽取器124从输入信号中消除一个混淆信号(不需要的成分)。然后，抽取器124降频采样合成信号到声象定位器121能处理的，采样频率为176.4KHz的多位PCM位流。转换器123连接终端B和终端C在一起。把降频采样的输入信号，输出到声象定位器121，声象定位器121将接收到的信号经受第一实施例那样的声象定位处理。这时，声象定位器121的输入采样频率检测器11收到来自输入信号采样频率为176.4KHz的输入格式鉴别器122的信息。所以，声象定位器121输出采样频率为176.4KHz的声信号。

这样，亦能对∑Δ调制位流完成声象定位。在本实施例中考虑输入信号是1信道信号的情况，换另一种，通过使用声象定位装置支持第二实施例中所示多信道输入信号并提供多个抽取器124和转换器123，能处理多信道输入信号。

本发明已经详细叙述过了。前面所有各方面的叙述是解说性的，并不局限于此，可以理解只要不违反本发明的意图还能设想出许多别的修正和变动。

Claims (12)

1．一种声象定位装置，它采用频率为f1到fn(每个频率满足fm-1＜fm(m=2到n)，且fm是f1的倍数)的n(n是不小于2的整数)个采样频率的声信号进行声象定位，该装置包含：

输入采样频率检测器，用于检测声信号的采样频率；

基声象定位器，工作在采样频率f1，对比采样频率f1的奈奎斯特频率低的频带中的声信号进行声象定位；

多个声象定位器，工作在采样频率fm，对采样频率fm-1的奈奎斯特频率和采样频率fm的奈奎斯特频率之间频带中的声信号进行声象定位；

分解用的频带分解部分，它基于输入采样频率检测器的检测结果，把声信号分解成基声象定位器和多个声象定位器所函盖频带的声信号；以及

多个频带再现部分，根据输入采样频率检测器的检测结果，对基声象定位器和多个声象定位器的输出信号进行再现，用于各输出信号。

2．一种声象定位装置，它采用频率为f1到fn(每个频率满足fm-1＜fm(m=2到n)，且fm是f1的倍数)的n(n是不小于2的整数)个采样频率的声信号进行声象定位，该装置包含：

输入采样频率检测器，用于检测声信号的采样频率；

基声象定位器，工作在采样频率f1，对比采样频率f1的奈奎斯特频率低的频带中的信号进行声象定位；

多个声象定位器，工作在采样频率fm，对采样频率f1的奈奎斯特频率和采样频率fm的奈奎斯特频率之间频带中的信号进行声象定位；以及

频带分解部分，作分解用。根据输入采样频率检测器的检测结果，把声信号分解成基声象定位器和多个声象定位器所函盖频带的信号；

多个频带再现部分，根据输入采样频率检测器的检测结果，再现从基声象定位器和多个声象定位器输出的信号，用于各输出信道。

3．一种声象定位装置，它采用频率为f1到fn(每个频率满足fm-1＜fm(m=2到n)，且fm是f1的倍数)的n(n是不小于2的整数)个采样频率的声信号进行声象定位，该装置包含：

输入采样频率检测器，用于检测所述声信号的采样频率；

基声象定位器，工作在采样频率fo，它是所述采样频率f1的因子，并对比采样频率fo的奈奎斯特频率低的频带中的信号进行声象定位；

多个声像定位器，工作在所述采样频率fk，并对采样频率fo的奈奎斯特频率和采样频率fk的奈奎斯特频率之间频带中的信号进行声象定位；

频带分解部分，根据所述输入采样频率检测器的检测结果，把所述声信号分解成所述基声像定位器和所述多个声象定位器所涵盖频带的信号；以及

多个频带再现部分，根据所述输入采样频率检测器的检测结果，对所述基带象定位器和所述多个声象定位器的输出信号进行再现，用于各输出信道。

4．一种声象定位装置，它采用频率为f1到fn(每个频率满足fm-1＜fm(m=2到n)，且fm是f1的倍数)的n(n是不小于2的整数)个采样频率的多个声信号进行声象定位，该装置包含：

输入采样频率检测器，用于检测所述声信号的采样频率；

对每个所述多个声信号，还包括：

基声象定位器，工作在所述采样频率f1，并对低于采样频率f1的奈奎斯特频率的频带中的信号作声象定位；

多个声象定位器，工作在所述采样频率fm，并对所述采样频率fm-1的奈奎斯特频率和采样频率fm的奈奎斯特频率之间频带中的信号进行声象定位；以及

频带分解部分，根据所述输入采样频率检测器的检测结果，把所述声信号分解成所述基声像定位器和所述多个声像定位器所函盖频带的信号；

多个加法器，按各频带和各输出信道，把所述基声象定位器和所述多个声象定位器输出的信号加在一起；以及

多个频带再现部分，根据所述输入采样频率检测器的检测结果，把所述多个加法器输出的信号再现，用于各输出信道。

5．一种声象定位装置，它采用频率为f1到fn(每个频率满足fm-1＜fm(m=2到n)，且fm是f1的倍数)的n(n是不小于2的整数)个采样频率的多个声信号进行声象定位，该装置包含：

输入采样频率检测器，用于检测所述声信号的采样频率；

对每个所述多个声信号，还包括：

基方向定位器，它工作在所述采样频率f1，并对比所述采样频率f1的奈奎斯特频率低的信号进行方向定位；

多个方向定位器，它工作在所述采样频率fm，并对所述采样频率fm-1的奈奎斯特频率和采样频率fm的奈奎斯特频率之间频带的信号进行方向定位；以及

频带分解部分，根据所述输入采样频率检测器的检测结果，把所述声信号分解成所述基方向定位器和所述多个方向定位器所函盖频带的信号；

多个加法器，把所述基方向定位器和所述多个方向定位器输出的信号，按各频带和各输出信道相加；

基串音消除器，对所述基方向定位器输出被加后的信号进行串音消除；以及

多个频带再现部分，根据所述输入采样频率检测器的检测结果，把所述多个方向定位器专用的所述多个加法器中任的输出信号和所述基串音消除器的输出信号再现，用于每个输出信道。

6．一种声象定位装置，它采用频率为f1到fn(每个频率满足fm-1＜fm(m=2到n)，且fm是f1的倍数)的n(n是不小于2的整数)个采样频率的多个声信号进行声象定位，该装置包含：

输入采样频率检测器，用于检测所述声信号的采样频率；

对每个所述多个声信号，所述装置还包括：

基方向定位器，它工作在所述采样频率f1，并对比所述采样频率f1的奈奎斯特频率低的频带中的信号进行方向定位；

多个方向定位器，它们工作在所述采样频率fm，并对所述采样频率fm-1的奈奎斯特频率和所述采样频率fm的奈奎斯特频率之间频带中的信号进行方向定位；以及

频带分解部分，根据所述输入采样频率检测器的检测结果，把所述声信号分解成所述基方向定位器和所述多个方向定位器所函盖频带的信号，

多个加法器，把所述基方向定位器和所述多个方向定位器输出的信号，按各频带和各输出信道相加，

基串音消除器，对所述基方向定位器输出相加后的信号进行串音消除；

多个串音消除器，对所述多个方向定位器输出相加后的信号进行串音消除；以及

多个频带再现部分，根据所述输入采样频率检测器的检测结果，将所述基串音消除器和多个串音消除器的输出信号再现，用于各输出信道。

7．如权利要求1所述的声象定位装置，其特征在于，还包括：

输入格式鉴别器，用于鉴别所述声信号是各位∑Δ调制的位流，还是多位PCM位流，

用于降频采样所述声信号用的抽取器；以及

转换部分，用于对输出到所述频带分解部分进行切换，当所述输入格式鉴别器鉴别出所述声信号为各位∑Δ调制位流时，切换到所述抽取器输出的信号，而当输入格式鉴别器鉴别出所述声信号为多位PCM位流时，切换到原有的声信号。

8．如权利要求2所述的声象定位装置，其特征在于，还包括：

输入格式鉴别器，用于鉴别所述声信号是各位∑Δ调制位流，还是多位PCM位流；

对所述声信号降频采样用的抽取器；以及

切换用的转换器，用于对输出到频带分解部分进行切换，当所述输入格式鉴别器鉴别所述声信号为各位∑Δ调制位流时，切换到所述抽取器输出的信号；而当所述输入格式鉴别器鉴别所述声信号为多位PCM位流时，切换到原有的所述声信号。

9．如权利要求3所述的声象定位装置，其特征在于，还包括：

输入格式鉴别器，用于鉴别所述声信号是各位∑Δ调制位流，还是多位PCM位流；

对所述声信号降频采样用的抽取器；以及

切换用的转换器，用于对输出到频带分解部分进行切换，当所述输入格式鉴别器鉴别所述声信号为各位∑Δ调制位流时，切换到所述抽取器输出的信号；而当所述输入格式鉴别器鉴别所述声信号为多位PCM位流时，切换到原有的所述声信号。

10．如权利要求4所述的声象定位装置，其特征在于，

对每个所述声信号，还包括：

输入格式鉴别器，用于鉴别所述声信号是各位∑Δ调制位流，还是多位PCM位流；

对所述声信号降频采样用的抽取器；以及

切换用的转换器，用于对输出到频带分解部分进行切换，当所述输入格式鉴别器鉴别所述声信号为各位∑Δ调制位流时，切换到所述抽取器输出的信号；而当所述输入格式鉴别器鉴别所述声信号为多位PCM位流时，切换到原有的所述声信号。

11．如权利要求5所述的声象定位装置，其特征在于，

对各个所述声信号，还包括：

输入格式鉴别器，用于鉴别所述声信号是各位∑Δ调制位流，还是多位PCM位流；

对所述声信号降频采样用的抽取器；以及

切换用的转换器，用于对输出到频带分解部分进行切换，当所述输入格式鉴别器鉴别所述声信号为各位∑Δ调制位流时，切换到所述抽取器输出的信号；而当所述输入格式鉴别器鉴别所述声信号为多位PCM位流时，切换到原有的所述声信号。

12．如权利要求6所述的声象定位装置，其特征在于，

对每个所述声信号，还包括：

输入格式鉴别器，用于鉴别所述声信号是各位∑Δ调制位流，还是多位PCM位流；

对所述声信号降频采样用的抽取器；以及

切换用的转换器，用于对输出到频带分解部分进行切换，当所述输入格式鉴别器鉴别所述声信号为各位∑Δ调制位流时，切换到所述抽取器输出的信号；而当所述输入格式鉴别器鉴别所述声信号为多位PCM位流时，切换到原有的所述声信号。

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