CN1833466B - 阵列扬声器系统 - Google Patents

阵列扬声器系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1833466B
CN1833466B CN2004800150944A CN200480015094A CN1833466B CN 1833466 B CN1833466 B CN 1833466B CN 2004800150944 A CN2004800150944 A CN 2004800150944A CN 200480015094 A CN200480015094 A CN 200480015094A CN 1833466 B CN1833466 B CN 1833466B
Authority
CN
China
Prior art keywords
channel signal
sound
array speaker
loudspeaker unit
sound channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2004800150944A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1833466A (zh
Inventor
臼井章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Publication of CN1833466A publication Critical patent/CN1833466A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1833466B publication Critical patent/CN1833466B/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S3/00—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
    • H04S3/008—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic in which the audio signals are in digital form, i.e. employing more than two discrete digital channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H04R1/403—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers loud-speakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2205/00—Details of stereophonic arrangements covered by H04R5/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2205/022—Plurality of transducers corresponding to a plurality of sound channels in each earpiece of headphones or in a single enclosure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/20—Processing of the output signals of the acoustic transducers of an array for obtaining a desired directivity characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/15—Transducers incorporated in visual displaying devices, e.g. televisions, computer displays, laptops
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S3/00—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

在阵列扬声器系统中，使用以矩阵方式布置多个扬声器单元而构成的阵列扬声器，实现多声道再现。均指示在收听者前方侧再现声音的左声道信号、右声道信号和中声道信号经受利用基于贝塞尔函数的权值系数而进行的加权，从而驱动扬声器单元，这样，实现球形声音发射特性。另外，指示在收听者后方侧再现声音的左环绕声道信号和右环绕声道信号经受束化处理，借此声音在如墙壁表面或天花板之类的声音反射位置处被反射，然后以声束形式发射到达收听者后方侧。

Description

阵列扬声器系统
技术领域
本发明涉及以阵列方式布置多个扬声器单元的阵列扬声器系统。
背景技术
通常地，其中规则地布置多个扬声器以再现声音的阵列扬声器系统已为公众所知。在这些阵列扬声器系统中，作为由于使用了多个扬声器而引发问题的形式，存在下述现象：即，当再现的声音频率变高时，在声音发射特性中出现了所谓声音的束状集合和声音的梳状分布(即，声音以梳状方式传播)，其随着频率而变化，并且其使得难以听到声音发射中心位置以外的指定音调高度的声音，或是其中的声音频率特性随着收听位置而显著变化。
图9A和9B为显示关于声音发射特性仿真结果的三维图形，其中十五个扬声器单元成直线设置并且使得它们每一个都发射出相同权值(即，权值系数为“1”)的声音。其中，图9A示出了当发射信号的声音频率为1kHz时，在水平横截平面、垂直横截平面和位于距离该扬声器系统前表面2m的投影平面上的声音发射特性。图9B示出了当发射信号的声音频率为10kHz时的声音发射特性。这些图示出了在白色区域声压变得更高。
如图9A和9B所示，在垂直横截平面上，声音发射特性中出现了声音的束状集合，而且当声音频率变高时显著出现了声音的梳状分布。在听觉上这种声音不够好，另外在发生声音的束状集合的位置以外的位置上无法听到特定声音频率的声音，这导致了收听位置极其有限的问题发生。此外，在水平横截平面上会出现扇形声音发射特性。
为了避免上述现象的出现，已知一种叫做贝塞尔阵列方法：即，使用一组基于第一阶贝塞尔函数的系数的权值来驱动一串规则布置的扬声器，来实现球形声音发射特性。在该方法中，彼此之间以规定间距成直线放置的多个扬声器单元，被驱动来发射使用基于第一阶贝塞尔函数得到的权值系数加权的声音信号，该第一阶贝塞尔函数由以下等式表示。
J n ( x ) = ( x 2 ) n Σ k = 0 ∞ ( - 1 ) k ( x / 2 ) 2 k k ! Γ ( n + k + 1 )
与图9A和9B相似，图10A和10B示出了关于贝塞尔阵列的声音发射特性的仿真结果，其中15个扬声器单元成直线垂直地布置，并且使用基于第一阶贝塞尔函数而加权的信号来驱动。其中，图10A示出了当发射信号的声音频率为1kHz时，在水平横截平面、垂直横截平面和位于距离该扬声器系统前表面2m的投影平面上的声音发射特性。图10B示出了当发射信号的声音频率为10kHz时的声音发射特性。
另外，J-7(x)到J7(x)被用作扬声器单元采用的权值系数，其中当x＝3.0时，用来与驱动15个扬声器单元的信号相乘的系数C1到C15可计算如下：
C1＝J-7(3)＝-0.0025
C2＝J-6(3)＝0.0114
C3＝J-5(3)＝-0.0430
C4＝J-4(3)＝0.1320
C5＝J-3(3)＝-0.3091
C6＝J-2(3)＝0.4861
C7＝J-1(3)＝-0.3391
C8＝J0(3)＝-0.2601
C9＝J1(3)＝0.3391
C10＝J2(3)＝0.4861
C11＝J3(3)＝0.3091
C12＝J4(3)＝0.1320
C13＝J5(3)＝0.0430
C14＝J6(3)＝0.0114
C15＝J7(3)＝0.0025
通过图9A和9B与图10A和10B的比较可以很明显地得出：在
贝塞尔阵列的情况下，声音发射特性中没有发生声音的束状集合或声音的梳状分布，因此可得到基本球形的特性。根据以上说明，通过用相应权值系数的权值来驱动扬声器单元，可有效地防止声音发射特性中出现声音的束状集合和声音的梳状分布。
日本审定专利申请公开号为No.H01-25480的专利文献公开了一种采用上述贝塞尔阵列的简化形式的扬声器系统。
当从阵列扬声器发出的声音被墙面和天花板反射从而实现环绕效果时，其中发射的声音易于经受束状集合的阵列扬声器特性会令人满意。然而，存在以下问题：即，对于关于收听者前方声音发射的发声通道，收听的位置很有限。
本发明的一个目的是提供一种阵列扬声器系统，其中通过有效地利用阵列扬声器很容易发生声音的束状集合的特性和实现球形声音发射特性的贝塞尔阵列的性质，使阵列扬声器发出的前方侧声音和后方侧声音都能被理想地再现。
发明内容
本发明阵列扬声器系统通过布置多个扬声器单元而构成，每个扬声器单元输入前方侧声道信号，该前方侧声道信号用来指示在收听者前方侧产生声音再现，并输入后方侧声道信号，该后方侧声道信号用来指示在收听者后方侧产生声音再现。其中，每个扬声器单元都被用基于贝塞尔函数的权值系数加权的前方侧声道信号驱动；并且所述每个扬声器单元都用后方侧声道信号而被驱动，该后方侧声道信号经受指定的延迟处理从而形成被墙壁表面和天花板反射然后到达收听者后方侧的声束。
具体的说，本发明提供一种通过布置多个扬声器单元而构成的阵列扬声器系统，所述阵列扬声器系统包括：输入装置，用于输入前方侧声道信号和后方侧声道信号，所述前方侧声道信号指示在收听者前方侧再现声音，所述后方侧声道信号指示在收听者后方侧再现声音；第一驱动装置，对于前方侧声道信号，用基于贝塞尔函数的权值系数加权来驱动扬声器单元；以及第二驱动装置，对于后方侧声道信号，以这样的方式驱动扬声器单元：即，声音在如墙壁表面或天花板等的至少一个声音反射位置处被反射，然后被施加指定的延迟值，从而形成到达收听者后方侧的声束，其中，在收听者的前方布置单一阵列扬声器，在所述阵列扬声器中，利用基于贝塞尔函数的权值系数对左声道信号、右声道信号和中声道信号进行加权，所述左声道信号、右声道信号和中声道信号形成前方侧声道信号；对左环绕声道信号和右环绕声道信号进行声束处理，所述左环绕声道信号和右环绕声道信号形成后方侧声道信号，其中，所述阵列扬声器系统还包括：向所述左声道信号提供指定增益的乘法器，其增加所述多个扬声器单元中布置在左半侧的扬声器单元的增益，而减小布置在右半侧的扬声器单元的增益，以及向所述右声道信号提供指定增益的乘法器，其减小所述多个扬声器单元中布置在左半侧的扬声器单元的增益，而增加布置在右半侧的扬声器单元的增益。
例如，上述阵列扬声器系统可利用布置在显示器左侧的第一阵列扬声器和布置在显示器右侧的第二阵列扬声器构成。
对于布置在显示器左侧的第一阵列扬声器，利用基于贝塞尔函数的权值系数对左声道信号和中声道信号加权，而对左环绕声道信号进行声束处理。对于布置在显示器右侧的第二阵列扬声器，利用基于贝塞尔函数的权值系数对右声道信号和中声道信号加权，而对右环绕声道信号进行声束处理。
此外，当阵列扬声器系统利用以矩阵形式布置的阵列扬声器构成时，利用下述信号驱动扬声器单元：即，其指示在阵列扬声器设置位置处再现声音，并且其用基于贝塞尔函数的权值系数分别加权。另外，利用下述信号驱动扬声器单元：即，其指示在阵列扬声器设置位置以外的特定位置处再现声音，并且对其进行延迟处理从而形成能到达特定位置的声束。
附图说明
图1是表示根据本发明第一个实施例的阵列扬声器系统外观的前视图；
图2概略地示出图1所示的阵列扬声器系统中使用多声道再现得到的声场；
图3是表示驱动构成阵列扬声器的多个扬声器单元的驱动电路的组成电路图；
图4所示为用于基于贝塞尔函数加权的权值系数举例，该权值系数被分别应用到构成阵列扬声器的扬声器单元的输入信号上；
图5是说明应用于环绕声道信号上的延迟值的设置方法的图示；
图6是表示根据本发明第二个实施例的阵列扬声器系统外观的前视图；
图7是表示用于驱动包括在图6所示阵列扬声器系统中的多个扬声器单元的驱动电路的电路图；
图8是说明根据本发明的第三个实施例的阵列扬声器系统的图示；
图9A表示对于声音频率为1kHz的阵列扬声器的声音发射特性；
图9B表示对于声音频率为10kHz的阵列扬声器的声音发射特性；
图10A表示对于声音频率为1kHz的贝塞尔阵列的声音发射特性；以及
图10B表示对于声音频率为10kHz的贝塞尔阵列的声音发射特性。
具体实施方式
图1表示根据本发明第一个实施例的阵列扬声器系统的外观。
参考标号1和2指阵列扬声器，每一个这样的阵列扬声器均含有排列为m行n列(m和n为大于或等于2的整数)的m×n个扬声器单元；
参考标号3指具有屏幕或大显示屏的显示器。这里，m被设为大于等于6的整数，n被设为大于等于5的整数，因此每个阵列扬声器1和2优选地布置成垂直延长的形状。也就是说，在本实施例中，各自具有垂直延长形状的第一阵列扬声器1和第二阵列扬声器2，被设置在显示器3的左侧和右侧；因此，能够实现较好的设计。
图2概略地示出使用图1所示第一实施例的阵列扬声器系统实现多声道再现的声场。例如，它执行5.1声道再现。图2示出了一个收听房间的平面图，其中参考标号4指一个收听者；参考标号5指左侧墙壁表面；参考标号6指后侧墙壁表面；参考标号7指右侧墙壁表面。
根据图2所示，在本发明第一实施例中，对主左声道(L)，中声道(C)和左环绕声道(SL)声音的再现被分配到布置在显示器3左侧的第一阵列扬声器1上；同时对主右声道(R)，中声道(C)和主右环绕声道(SR)声音的再现被分配到布置在显示器3右侧的第二阵列扬声器2上。
一种贝塞尔阵列方法被应用到位于收听者4前方的三个声道，即，前述声道C，L和R上，该方法中阵列扬声器1和2各自利用与基于贝塞尔函数的权值系数对应的权值来驱动。由此方法可以实现图2所示的球形声音发射特性。
对于收听者4后方侧的SL声道和SR声道，从阵列扬声器1和2发出的声束分别被指定的墙壁和天花板反射，从而使得收听者4可以听到实际上从后方侧发出的声音。这就是说，从第一阵列扬声器1发出的SL声道的声束首先定向发射到左侧墙壁表面5上；然后被墙壁表面5反射；接下来被天花板(未图示)反射；再被后侧墙壁表面6反射；之后到达收听者4头部的左后部分。从第二阵列扬声器2发出的SR声道的声束首先定向发射到右侧墙壁表面7上，然后依次被墙壁表面7、天花板和墙壁表面6反射；之后到达收听者4头部的右后部分。
根据以上说明，在本实施例中，对于收听者4前方的三个声道，即声道L，R和C，能够实现球形声音发射特性；由此可以实现自然的音频再现而不会引起对收听位置的限制。此外，对于收听者4后方侧的环绕声道SL和SR，声束成分被有效地利用；由此可以实现收听者4后方侧的音频再现。
接下来将对驱动阵列扬声器1和2的电路组成进行说明。
在图3中，参考标号1-11到1-mn指组成第一阵列扬声器1的阵列m×n个扬声器单元；参考标号11指将中声道(C)的信号转换为数字数据的A/D转换器(ADC)。参考标号12-11到12-mn指分别为扬声器单元1-11到1-mn设置的、利用基于贝塞尔函数的权值系数CC11到CCmn为中声道信号赋予权值的加权装置。参考标号13指将主左声道(L)的信号转换为数字数据的A/D转换器(ADC)。参考标号14-11到14-mn指分别为扬声器单元1-11到1-mn布置的、利用基于贝塞尔函数的权值系数CL11到CLmn为L声道信号赋予权值的加权装置。参考标号15指将左环绕声道(SL)的信号转换为数字数据的A/D转换器(ADC)。参考标号16-11到16-mn指这样的延迟装置：即，其分别为扬声器单元1-11到1-mn设置、为LS声道信号提供相应延迟值、从而可以在左环绕声道方向上实现声音的束状集合。
参考标号17-11到17-mn指分别为扬声器单元1-11到1-mn设置的加法器，可将加权装置12-11到12-mn、加权装置14-11到14-mn和延迟装置16-11到16-mn的输出信号相加。加法器17-11到17-mn的输出信号被D/A转换器(DAC)18-11到18-mn转换为模拟信号；而且在功率放大器19-11到19-mn中被放大；之后被分别提供给扬声器单元1-11到1-mn。
根据以上说明，将基于贝塞尔函数加权的C声道信号和L声道信号与被赋予指定延迟值的SL声道信号相加，将这样产生的相加信号供给组成第一阵列扬声器1的扬声器单元1-11到1-mn，作为其驱动信号。
此处未提供图示，但能够提供用于调整关于扬声器单元的各个声道的信号增益的放大器。这就是说，对于加权装置12-11到12-mn、加权装置14-11到14-mn或延迟装置16-11到16-mn之前的供给扬声器单元的信号，能够另外提供放大器来调整其增益。
此外，第二阵列扬声器2设置的电路组成与图3所示的第一阵列扬声器1设置的电路组成相同。这就是说，可以将图3电路组成中的参考标号改为括号中所示的参考标号，其中L声道改为R声道，SL声道改为SR声道，即得到第二阵列扬声器2的电路组成。
在图3的电路组成中，各声道的信号被A/D转换器(ADC)11、13和15转换为数字数据；接着，该数字数据被进行加权和延迟处理；然后，将它们相加，但是也可以用模拟方式对信号进行处理而不用进行数字化。这就是说，模拟信号可被直接进行加权、延迟和相加，由此可以省略A/D转换器(ADC)11、13和15以及D/A转换器(DAC)18。可选的，如果只省略D/A转换器(DAC)18，可用数字放大器代替放大器(AMP)19。
图4所示为分别提供给加权装置12-11到12-mn和加权装置14-11到14-mn的基于贝塞尔函数的权值系数的举例。
结合图10A和10B进行说明，当基于贝塞尔函数的权值赋予线性布置在阵列扬声器中的扬声器单元时，垂直横截平面上的声音发射特性具有球形形状(或圆形形状)。在本实施例中阵列扬声器由扬声器单元1-11到1-mn以m行n列的布置方式构成，在行和列的方向上供给基于贝塞尔函数的权值，因此可实现球形声音发射特性。
图4示出了当m＝15，n＝5时分别供给m×n个扬声器单元1-11到1-mn的权值系数举例。其中，权值系数J-7(x1)，J-6(x1)，J-5(x1)，J-4(x1)，J-3(x1)，J-2(x1)，J-1(x1)，J0(x1)，J1(x1)，J2(x1)，J3(x1)，J4(x1)，J5(x1)，J6(x1)和J7(x1)用于垂直排列的15个扬声器单元；权值系数J-2(x2)，J-1(x2)，J0(x2)，J1(x2)和J2(x2)用于水平排列的5个扬声器单元。这就是说，与垂直排列的权值系数Jk(x1)(其中k＝-7，-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6，7)和水平排列的权值系数J1(x2)(其中l＝-2，-1，0，1，2)的乘积相对应的权值被提供给扬声器单元1-i j(其中i＝1到m，j＝1到n)。因此，可以实现球形声音发射特性。
对于L声道信号和C声道信号可以使用相同的权值系数；可选的，也可以使用不同的权值系数，这些不同的权值系数使用了不同参数x1和x2。此外，对于第二阵列扬声器2，可以使用相似地决定的权值系数。
对于左环绕声道(SL)的信号，为延迟装置16-11到16-mn提供的延迟值将根据图5进行说明。
在图5中，参考标号1-1到1-n指布置成一行的n个扬声器单元。对于一串扬声器单元，为了实现将其声束(即，声波流的集合(aconcentrated flow of acousticwaves))聚焦在一个指定位置X上，以焦点X为圆心，通过最远的扬声器单元(即，扬声器单元1-n)画圆Y；然后，对于连接焦点X和扬声器单元1-1到1-n的直线与圆Y相交的交点，其到各扬声器单元的距离Li(其中i＝1，2，…，n)分别除以声速，由此分别得到对应于各扬声器单元的延迟时间。这使得从扬声器单元1-1到1-n发出的声音可以相同相位到达焦点X，其中焦点X作为虚拟的声源。假设声束到达焦点X的角度与声束到达图2中左侧墙壁表面5的角度相同；并且到达焦点X的距离与到达图2中左环绕声道(SL)扬声器设置位置的距离相等。这种情况下，收听者听到的声音就像在焦点X位置上的SL声道扬声器发出的SL声道声音一样。对于右环绕声道(SR)，设置在右侧的第二阵列扬声器2将按上述控制方式发出声束。
结合图5说明了以一维方式布置多个扬声器单元1-1到1-n的例子，但是所述阵列扬声器1和2是以二维方式布置的。因此，圆Y将由以焦点X为球心画出的球代替；于是，用扬声器单元到球体表面的距离除以声速得到的延迟时间被应用到扬声器单元上。
为了使从阵列扬声器1或2发出的声束以规定角度到达墙壁表面5或7，最好将扬声器单元的列数n设为大于等于5。
根据以上说明，在本实施例中，从阵列扬声器中发出的声束被墙壁表面或天花板反射，从而得到从后侧传递给收听者的环绕声道声音。这就是说，可以有效利用阵列扬声器内声音转化为声束的特性。
第一实施例介绍了由布置在显示器3左侧的第一阵列扬声器和布置在显示器3右侧的第二阵列扬声器2组成的阵列扬声器系统。本发明不必局限于将扬声器分开布置的阵列扬声器系统。
图6示出了根据本发明第二个实施例的阵列扬声器系统的外观。
在图6中，第二个实施例的阵列扬声器系统由布置成j行k列的多个扬声器单元21-11到21-jk组成。其中，优选地将j和k设为大于等于5的整数。
图7表示驱动图6所示第二实施例的阵列扬声器系统的驱动电路的组成的电路图。
在图7中，参考标号22-11到22-jk指乘法器，它们分别与扬声器单元21-11到21-jk连接设置，从而可向上述中声道(C)的信号提供给定增益。参考标号23-11到23-jk指为C声道信号提供基于贝塞尔函数的权值系数的加权装置。
参考标号24-11到24-jk指乘法器，它们分别与扬声器单元21-11到21-jk连接设置，从而可向L声道的信号提供指定增益。此外，参考标号25-11到25-jk指为L声道信号提供基于贝塞尔函数的权值系数的加权装置。
参考标号26-11到26-jk指乘法器，它们分别与扬声器单元21-11到21-jk连接设置，从而可向R声道的信号提供指定增益。此外，参考标号27-11到27-jk指为R声道信号提供基于贝塞尔函数的权值系数的加权装置。
参考标号28-11到28-jk指乘法器，它们分别与扬声器单元21-11到21-jk连接设置，从而可向SL声道的信号提供指定增益。此外，参考标号29-11到29-jk指为了形成响应SL声道信号的声束而为扬声器单元21-11到21-jk提供指定延迟值的延迟装置。
参考标号30-11到30-jk指乘法器，它们分别与扬声器单元21-11到21-jk连接设置，从而可向SR声道的信号提供指定增益。此外，参考标号31-11到31-jk指为了形成响应SR声道信号的声束而为扬声器单元21-11到21-jk提供指定延迟值的延迟装置。
参考标号32-11到32-jk指加法器，该加法器将关于C声道信号的加权装置23-11到23-jk的输出信号、关于L声道信号的加权装置25-11到25-jk的输出信号、关于R声道信号的加权装置27-11到27-jk的输出信号、关于SL声道信号的延迟装置29-11到29-jk的输出信号和关于SR声道信号的延迟装置31-11到31-jk的输出信号相加。参考标号33-11到33-jk指分别将加法器32-11到32-jk的输出信号放大从而将其提供给扬声器单元21-11到21-jk的放大器。
在具有上述结构的第二个实施例的阵列扬声器系统中，收听者前方的三声道信号，即，C声道信号、L声道信号和R声道信号，分别用基于贝塞尔函数的权值系数加权，由此扬声器单元21-11到21-jk发射贝塞尔阵列状的声音。另外，对于收听者后方侧的环绕信号，即SL声道信号和SR声道信号，扬声器单元21-11到21-jk发射理想的声束。
另外，对于C声道、L声道、R声道、SL声道和SR声道的信号，设置乘法器22-11到22-jk、24-11到24-jk、26-11到26-jk、28-11到28-jk和30-11到30-jk以为扬声器单元21-11到21-jk设定增益。其中，设置乘法器24-11到24-jk，以便对于L声道信号为扬声器单元21-11到21-jk提供增益，该乘法器24-11到24-jk可增加例如在以二维方式布置的扬声器单元中布置在左半侧的扬声器单元的增益，而减小布置在右半侧的扬声器单元的增益。此外，设置乘法器26-11到26-jk，以便对于R声道信号为扬声器单元21-11到21-jk提供增益，该乘法器26-11到26-jk可增加例如在以二维方式布置的扬声器单元中布置在右半侧的扬声器单元的增益，而减小布置在左半侧的扬声器单元的增益。
与图1所示的第一个实施例相比，在第二个实施例中可以增加在列方向布置的扬声器单元数量，于是，可以可靠充分地实现水平方向上的束化控制；因此，可以高保真地再现后侧环绕声道的声音。
另外，上述说明都是对于作为多声道再现实例的5.1声道环绕系统作出的。然而，本发明不必局限于此，类似地也可适用于例如使用7.1声道的其他多声道再现。
本发明的应用领域不局限于多声道再现；因此，可以在阵列扬声器的设置位置上实现使用贝塞尔阵列的音频再现，并在其他位置上实现使用声束的音频再现。
下面，将结合图8说明第三个实施例，其中本发明应用于除一个有效的多声道再现以外的音频再现系统中。
在图8中，参考标号41指与前述实施例组成相似的阵列扬声器；参考标号42指安装阵列扬声器41的天花板。
在第三个实施例中，在天花板42上安装了阵列扬声器41的房间中，在完全覆盖了房间的所有空间的位置A处，用基于贝塞尔函数而加权的信号驱动各扬声器单元。另外，使用延迟信号发射声束以聚焦在除阵列扬声器41的设置位置之外的如房间的角落B等特定位置处。因此，使用阵列扬声器41，可以将指定声音发射到整个房间；同时例如可以对如房间角落B等特定位置发射声束。在这种情况下，可以对位置A和B使用相同信号发射再现声音；另外，也可以使用不同信号发射再现声音。
根据以上说明，本发明的阵列扬声器系统具有以下各种作用和技术特点：
(1)对于阵列扬声器前方侧声道，使用贝塞尔阵列来再现自然的球形声波。对于后方侧声道，声束被墙壁表面和天花板反射从而在收听者后方侧再现所需的声音。
(2)在阵列扬声器的安装位置上使用贝塞尔阵列再现声音；在其他位置上用声束再现。因此，在阵列扬声器的位置上可以再现自然的球形声波；在需要的位置上可以定位再现所需的声音。
顺便指出，本发明并不局限于上述实施例；因此，本发明包括如附加权利要求中所定义的本发明范围内的所有改变。

Claims (3)

1.一种通过布置多个扬声器单元而构成的阵列扬声器系统，所述阵列扬声器系统包括：
输入装置，用于输入前方侧声道信号和后方侧声道信号，所述前方侧声道信号指示在收听者前方侧再现声音，所述后方侧声道信号指示在收听者后方侧再现声音；
第一驱动装置，对于前方侧声道信号，用基于贝塞尔函数的权值系数加权来驱动扬声器单元；以及
第二驱动装置，对于后方侧声道信号，以这样的方式驱动扬声器单元：即，声音在至少一个声音反射位置处被反射，然后被施加指定的延迟值，从而形成到达收听者后方侧的声束，
其中，在收听者的前方布置单一阵列扬声器，在所述阵列扬声器中，利用基于贝塞尔函数的权值系数对左声道信号、右声道信号和中声道信号进行加权，所述左声道信号、右声道信号和中声道信号形成前方侧声道信号；对左环绕声道信号和右环绕声道信号进行声束处理，所述左环绕声道信号和右环绕声道信号形成后方侧声道信号，
其中，所述阵列扬声器系统还包括：
向所述左声道信号提供指定增益的乘法器，其增加所述多个扬声器单元中布置在左半侧的扬声器单元的增益，而减小布置在右半侧的扬声器单元的增益，以及
向所述右声道信号提供指定增益的乘法器，其减小所述多个扬声器单元中布置在左半侧的扬声器单元的增益，而增加布置在右半侧的扬声器单元的增益。
2.根据权利要求1所述的阵列扬声器系统，其由布置在显示器左侧的第一阵列扬声器和布置在显示器右侧的第二阵列扬声器构成。
3.根据权利要求2所述的阵列扬声器系统，其中，
在布置在显示器左侧的第一阵列扬声器中，利用基于贝塞尔函数的权值系数对左声道信号和中声道信号进行加权，而对左环绕声道信号进行声束处理，以及
在布置在显示器右侧的第二阵列扬声器中，利用基于贝塞尔函数的权值系数对右声道信号和中声道信号进行加权，而对右环绕声道信号进行声束处理。
CN2004800150944A 2003-06-02 2004-06-01 阵列扬声器系统 Expired - Fee Related CN1833466B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP156766/2003 2003-06-02
JP2003156766A JP4007254B2 (ja) 2003-06-02 2003-06-02 アレースピーカーシステム
PCT/JP2004/007911 WO2004107811A1 (ja) 2003-06-02 2004-06-01 アレースピーカーシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1833466A CN1833466A (zh) 2006-09-13
CN1833466B true CN1833466B (zh) 2011-12-28

Family

ID=33487385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2004800150944A Expired - Fee Related CN1833466B (zh) 2003-06-02 2004-06-01 阵列扬声器系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070019831A1 (zh)
EP (1) EP1631118B1 (zh)
JP (1) JP4007254B2 (zh)
CN (1) CN1833466B (zh)
WO (1) WO2004107811A1 (zh)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4214834B2 (ja) * 2003-05-09 2009-01-28 ヤマハ株式会社 アレースピーカーシステム
JP2005197896A (ja) 2004-01-05 2005-07-21 Yamaha Corp スピーカアレイ用のオーディオ信号供給装置
JP4251077B2 (ja) 2004-01-07 2009-04-08 ヤマハ株式会社 スピーカ装置
JP4501559B2 (ja) * 2004-07-07 2010-07-14 ヤマハ株式会社 スピーカ装置の指向性制御方法およびオーディオ再生装置
JP3915804B2 (ja) 2004-08-26 2007-05-16 ヤマハ株式会社 オーディオ再生装置
JP4779381B2 (ja) * 2005-02-25 2011-09-28 ヤマハ株式会社 アレースピーカ装置
GB2425029A (en) * 2005-04-08 2006-10-11 Giga Byte Tech Co Ltd Surround sound system
US20080044050A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 Gpx, Inc. Multi-Channel Speaker System
JP2008258968A (ja) * 2007-04-05 2008-10-23 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd アレイスピーカ
JP5034873B2 (ja) * 2007-10-31 2012-09-26 ヤマハ株式会社 スピーカアレイシステム
JP5141390B2 (ja) 2008-06-19 2013-02-13 ヤマハ株式会社 スピーカ装置およびスピーカシステム
US8274611B2 (en) * 2008-06-27 2012-09-25 Mitsubishi Electric Visual Solutions America, Inc. System and methods for television with integrated sound projection system
US8279357B2 (en) * 2008-09-02 2012-10-02 Mitsubishi Electric Visual Solutions America, Inc. System and methods for television with integrated sound projection system
CN101527874B (zh) * 2009-04-28 2011-03-23 张勤 一种动声声场系统
CN104869335B (zh) 2010-03-23 2018-09-11 杜比实验室特许公司 用于局域化感知音频的技术
US10158958B2 (en) 2010-03-23 2018-12-18 Dolby Laboratories Licensing Corporation Techniques for localized perceptual audio
US20120038827A1 (en) * 2010-08-11 2012-02-16 Charles Davis System and methods for dual view viewing with targeted sound projection
US20130279723A1 (en) * 2010-09-06 2013-10-24 Cambridge Mechatronics Limited Array loudspeaker system
WO2012122115A2 (en) * 2011-03-04 2012-09-13 Wan Jin Chung Line speaker system and layout
US9324060B2 (en) * 2011-05-10 2016-04-26 International Business Machines Corporation Displaying a plurality of calendar entries
JP5640911B2 (ja) * 2011-06-30 2014-12-17 ヤマハ株式会社 スピーカアレイ装置
JP5728378B2 (ja) * 2011-12-26 2015-06-03 株式会社竹中工務店 騒音低減装置
US9721561B2 (en) * 2013-12-05 2017-08-01 Nuance Communications, Inc. Method and apparatus for speech recognition using neural networks with speaker adaptation
CN105989845B (zh) 2015-02-25 2020-12-08 杜比实验室特许公司 视频内容协助的音频对象提取
JP6543957B2 (ja) 2015-02-26 2019-07-17 ヤマハ株式会社 スピーカアレイ装置
EP3128762A1 (en) * 2015-08-03 2017-02-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Soundbar
KR102631929B1 (ko) 2016-02-24 2024-02-01 한국전자통신연구원 스크린 사이즈에 연동하는 전방 오디오 렌더링 장치 및 방법
JP2017163432A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法、及び、プログラム
CN106792289A (zh) * 2016-12-12 2017-05-31 深圳市艾特铭客科技有限公司 一种音响
US10349199B2 (en) * 2017-04-28 2019-07-09 Bose Corporation Acoustic array systems
CN112135227B (zh) * 2020-09-30 2022-04-05 京东方科技集团股份有限公司 显示装置、发声控制方法及发声控制装置
CN117098045B (zh) * 2023-09-07 2024-04-12 广州市声拓电子有限公司 一种阵列扬声器实现方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5953432A (en) * 1993-01-07 1999-09-14 Pioneer Electronic Corporation Line source speaker system
US20030063758A1 (en) * 2000-02-02 2003-04-03 Poletti Mark Alistair Microphone arrays for high resolution sound field recording

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL221726A (zh) * 1957-10-18
US3308237A (en) * 1963-05-31 1967-03-07 Muter Company Columnar loudspeaker system
US3873784A (en) * 1973-03-29 1975-03-25 Audio Arts Inc Acoustic transducer
US4061876A (en) * 1975-09-26 1977-12-06 Jaffe Acoustics, Inc. Electronic sound enhancing system
US4191852A (en) * 1978-05-16 1980-03-04 Shin-Shirasuna Electric Corporation Stereophonic sense enhancing apparatus
US4218585A (en) * 1979-04-05 1980-08-19 Carver R W Dimensional sound producing apparatus and method
JPS6425480A (en) 1987-07-21 1989-01-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mos type semiconductor device
US5146507A (en) * 1989-02-23 1992-09-08 Yamaha Corporation Audio reproduction characteristics control device
NL8900571A (nl) * 1989-03-09 1990-10-01 Prinssen En Bus Holding Bv Electro-akoestisch systeem.
JPH04127700A (ja) * 1990-09-18 1992-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 音像制御装置
JPH0541897A (ja) * 1991-08-07 1993-02-19 Pioneer Electron Corp スピーカ装置およびその指向性制御方法
US5199075A (en) * 1991-11-14 1993-03-30 Fosgate James W Surround sound loudspeakers and processor
DE69322805T2 (de) * 1992-04-03 1999-08-26 Yamaha Corp Verfahren zur Steuerung von Tonquellenposition
NL9401860A (nl) * 1994-11-08 1996-06-03 Duran Bv Luidsprekersysteem met bestuurde richtinggevoeligheid.
US5809150A (en) * 1995-06-28 1998-09-15 Eberbach; Steven J. Surround sound loudspeaker system
JP3826423B2 (ja) * 1996-02-22 2006-09-27 ソニー株式会社 スピーカ装置
JPH09322299A (ja) * 1996-05-24 1997-12-12 Victor Co Of Japan Ltd 音像定位制御装置
FI105522B (fi) * 1996-08-06 2000-08-31 Sample Rate Systems Oy Järjestely kotiteatteri- tai muussa äänentoistolaitteistossa
US5789689A (en) * 1997-01-17 1998-08-04 Doidic; Michel Tube modeling programmable digital guitar amplification system
JPH10304500A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Victor Co Of Japan Ltd 音場再生装置
JP2000092578A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Fujitsu Ltd スピーカ装置
US6546105B1 (en) * 1998-10-30 2003-04-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sound image localization device and sound image localization method
JP2000267675A (ja) * 1999-03-16 2000-09-29 Sega Enterp Ltd 音響信号処理装置
JP4196509B2 (ja) * 1999-12-27 2008-12-17 ソニー株式会社 音場創出装置
US7003124B1 (en) * 2000-05-30 2006-02-21 Thiel Audio Products System and method for adjusting frequency response characteristics of high-pass crossovers supplying signal to speakers used with subwoofers
JP2002010400A (ja) * 2000-06-21 2002-01-11 Sony Corp 音響装置
US7382888B2 (en) * 2000-12-12 2008-06-03 Bose Corporation Phase shifting audio signal combining
EP1402755A2 (en) 2001-03-27 2004-03-31 1... Limited Method and apparatus to create a sound field
KR20030030451A (ko) * 2001-10-11 2003-04-18 현대자동차주식회사 위상 조절 회로가 구비된 오디오
US7116788B1 (en) * 2002-01-17 2006-10-03 Conexant Systems, Inc. Efficient head related transfer function filter generation
JP4214834B2 (ja) * 2003-05-09 2009-01-28 ヤマハ株式会社 アレースピーカーシステム
JP4007255B2 (ja) * 2003-06-02 2007-11-14 ヤマハ株式会社 アレースピーカーシステム
US6937737B2 (en) * 2003-10-27 2005-08-30 Britannia Investment Corporation Multi-channel audio surround sound from front located loudspeakers
JP2005197896A (ja) * 2004-01-05 2005-07-21 Yamaha Corp スピーカアレイ用のオーディオ信号供給装置
JP4501559B2 (ja) * 2004-07-07 2010-07-14 ヤマハ株式会社 スピーカ装置の指向性制御方法およびオーディオ再生装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5953432A (en) * 1993-01-07 1999-09-14 Pioneer Electronic Corporation Line source speaker system
US20030063758A1 (en) * 2000-02-02 2003-04-03 Poletti Mark Alistair Microphone arrays for high resolution sound field recording

Also Published As

Publication number Publication date
CN1833466A (zh) 2006-09-13
US20070019831A1 (en) 2007-01-25
JP2004363695A (ja) 2004-12-24
JP4007254B2 (ja) 2007-11-14
EP1631118B1 (en) 2013-04-03
EP1631118A1 (en) 2006-03-01
WO2004107811A1 (ja) 2004-12-09
EP1631118A4 (en) 2010-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1833466B (zh) 阵列扬声器系统
EP1662842B1 (en) Audio playback apparatus and method of operating thereof
Boone et al. Spatial sound-field reproduction by wave-field synthesis
AU713105B2 (en) A four dimensional acoustical audio system
CN1857027B (zh) 指向性扬声器控制系统
JP4920102B2 (ja) 音響システム
JP4867367B2 (ja) 立体音響再生装置
US8351639B2 (en) Multi-directional sound emission system
US8351640B2 (en) Multi-directional sound emission means and multi-directional sound emission system
JP2007037058A (ja) スピーカ装置
JP2005518736A (ja) コンパクトなサラウンド・サウンド・システム
JP2007228526A (ja) 音像定位装置
JP2004193698A (ja) オーディオ信号の再生方法および再生装置
JP2004179711A (ja) スピーカ装置および音響再生方法
KR20080098307A (ko) 반사음 재생을 위한 입체 음장 재생 장치 및 그 방법
CN1188586A (zh) 产生三维声象的声频系统
JPH0444499A (ja) 収音装置及び音響再生装置
JP3369200B2 (ja) 多チャンネルステレオ再生方式
JP4867248B2 (ja) スピーカ装置及び音声会議装置
JPH05199598A (ja) 音響再生システム
Braasch et al. A" Tonmeister" approach to the positioning of sound sources in a multichannel audio system
Allan Audio surround sound-it's behind you!
Sarisky Studio Classroom Design for Education in Audio Technology
JP2007006073A (ja) スピーカ装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111228

Termination date: 20160601