專利名稱：聲像定位處理裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲像定位處理。特別涉及其結(jié)構(gòu)的簡單化。
圖9示出了已公開的日本特開平8-265899號公報所示的聲像定位處理裝置，這種裝置利用配置在收聽者2的前方的左右揚聲器4L、4R，使其成為從模擬揚聲器XL、XR發(fā)出聲音。采用這種裝置，則盡管只有2個揚聲器4L、4R，但收聽者在聽覺上覺得宛如在后面有揚聲器XL、XR。
在圖9的裝置中，用4個濾波器6a、6b、6c、6d來實現(xiàn)。4個濾波器的傳遞函數(shù)H11、H12、H21、H22分別按下式進行計算。
H11=(hRRhL’L.hRLhL’R)/(hLLhRR.hLRhRL)H12=(hLLhL’R.hLRhL’L)/(hLLhRR.hLRhRL)H21=(hRRhR’L.hRLhR’R)/(hLLhRR.hLRhRL)H22=(hLLhR’R.hLRhR’L)/(hLLhRR.hLRhRL)這里，hRR是從揚聲器4R到收聽者2的右耳2R為止的傳遞函數(shù)，hRL是從揚聲器4R到收聽者2的左耳2L為止的傳遞函數(shù)，hLL是從揚聲器4L到收聽者2的左耳2L為止的傳遞函數(shù)，hLR是從揚聲器4L到收聽者2的右耳2R為止的傳遞函數(shù)。
然而，如果揚聲器4L、4R和模擬揚聲器XL、XR兩者都對于收聽者2的正面軸8左右對稱，則在上式中，hLL=hRR、hLR=hRL、hL’L=hR’R、hL’R=hR’L成立。因此，H11=H22、H12=H21，如
圖10所示，能利用2個濾波器實現(xiàn)這一裝置。這里，用下式表示濾波器10a、10b的傳遞函數(shù)HSUM、HDIF。
HSUM=(ha’+hb’)/(ha+hb)HDIF=(ha’-hb’)/(ha-hb)此外，ha=hLL=hRR、hb=hLR=hRL、ha’=hL’L=hR’R、hb’=hL’R=hR’L。
這樣，在左右對稱配置的場合，能利用簡單的結(jié)構(gòu)使聲像定位在模擬揚聲器位置上。
但是，在前述以往的技術(shù)中雖然利用2個揚聲器能得到環(huán)繞效果，但對于擴展由前方揚聲器的配置間隔決定的舞臺(Stage)寬度是沒有任何幫助的。因此，在將揚聲器裝在機器中、并且難于擴展揚聲器的配置間隔的機器(電視機等)中，有前方舞臺的寬度不夠、不能充分地得到環(huán)繞效果的問題。
在日本特開昭52-116202號公報中，公開了在比前方揚聲器更外側(cè)定位模擬揚聲器的技術(shù)。借助于將這種技術(shù)用在左通道信號和右通道信號中，能擴展前方舞臺寬度。但是，這種技術(shù)的問題在于必須除環(huán)繞通道用電路外，增加設(shè)置用于分別對于左通道信號和右通道信號進行定位處理的電路。
在日本特開平7-95697或者日本特開平7-212898號公報中，公開了借助于對于環(huán)繞通道信號使用假想聲像定位處理，得到環(huán)繞效果的技術(shù)。但是，在這種技術(shù)中，不能擴展前方舞臺寬度本發(fā)明為解決前述課題，其目的在于提供構(gòu)成簡單、能得到環(huán)繞效果、同時能得到前方舞臺相當寬度的聲像定位裝置。
本發(fā)明的聲像定位處理裝置和聲像定位處理方法，其特征在于，借助于將對于環(huán)繞信號進行側(cè)面定位用的側(cè)面定位處理，也用來對于左前方信號、右前方信號施行側(cè)面定位處理，使左前方信號、右前方信號定位在左右各揚聲器和收聽者的側(cè)面之間。因此，能將本來揚聲器發(fā)出的左前方信號向側(cè)面擴展、右前方信號，即使揚聲器間的間隔寬度很小，也能確保大的前方舞臺。另外，利用對于環(huán)繞信號進行側(cè)面定位用的側(cè)面定位處理，進行這種處理，所以能簡化處理和簡化結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的聲像定位處理裝置，其特征在于，借助于改變提供給左揚聲器、右揚聲器的左前方信號、右前方信號和提供給側(cè)面定位手段的左前方信號、右前方信號的比例，能移動左前方信號、右前方信號的定位位置。因此，能調(diào)整前方舞臺的擴展程度。
本發(fā)明的聲像定位處理裝置，其特征在于，由左環(huán)繞信號和右環(huán)繞信號構(gòu)成環(huán)繞信號，因此，能得到更加具有現(xiàn)場感的環(huán)繞效果。
本發(fā)明的聲像定位處理裝置，其特征在于，將中央信號分別與右前方信號和左前方信號相加，并提供給左揚聲器、右揚聲器。因此，不增加揚聲器數(shù)量也能得到具有現(xiàn)場感的環(huán)繞效果。
本發(fā)明的聲像定位處理裝置和聲像定位處理方法，生成左前方信號和右前方信號的差信號，將對于這種差信號按后述的傳遞函數(shù)Hs輸出作為側(cè)面信號，對左前方信號和右前方信號進行加法運算，得到中央單聲道信號，將中央單聲道信號和側(cè)面信號相加后的信號提供給右或者左揚聲器，將從中央單聲道信號減去側(cè)面信號后的信號提供給左或者右揚聲器。這里，用Hs=(hss-hsl)/(ha-hb)表示上述傳遞函數(shù)，其中，hss是從右側(cè)的假想揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，hsl是從左側(cè)的假想揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，ha是從右揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，hb是從左揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)。
因此能用2個揚聲器得到M-S(Mono-Side)方式的音場。此外，能用1個濾波器來實現(xiàn)。
本發(fā)明的聲像定位處理裝置，將中央單聲道信號、濾波器手段的輸出和右前方信號相加后的結(jié)果，作為加法運算輸出手段的輸出，并提供給左揚聲器，將從中央單聲道信號減去濾波器手段的輸出，并在其上加上左前方信號后的結(jié)果，作為減法運算輸出手段的輸出，并提供給右揚聲器。因此，不會使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，即使在揚聲器間的間隔寬度很小，也能確保有大的前方舞臺。
本發(fā)明的聲像定位處理裝置改變提供給加法運算輸出手段的右前方信號或提供給減法運算輸出手段的左前方信號與中央單聲道信號的比例。因而能以簡單的構(gòu)成改變前方舞臺寬度。
本發(fā)明的聲像定位處理裝置和聲像定位處理方法，對于左前方信號、右前方信號，在施行系數(shù)處理后，得到加法運算信號、差信號，另一方面，對于左環(huán)繞信號、右環(huán)繞信號，在施行系數(shù)處理后，得到加法運算信號、差信號，在對各加法運算信號和差信號進行加法運算后，分別提供給第1濾波器手段、第2濾波器手段。再以兩濾波器手段的輸出的加法運算信號、差信號作為輸出信號的要素。此外，對于左前方信號和右前方信號分別施行延遲處理，將對各延遲處理的輸出施加系數(shù)處理后的結(jié)果作為輸出信號的要素，另外，再將對各延遲處理的輸出施加系數(shù)處理后的結(jié)果再相加的結(jié)果作為輸出信號的要素。
因此，僅用變更各系數(shù)處理的系數(shù)，就能用2個揚聲器選擇4通道環(huán)繞方式(前方的2個音源、側(cè)面的2個音源)，和M-S方式的立體聲重放等。
本發(fā)明的聲像定位處理裝置，施行系數(shù)處理，對低音信號進行加法運算，同時，通過高通濾波器手段得到左揚聲器和右揚聲器用的信號，同時，通過低通濾波器手段，得到次低音揚聲器用的信號。
因此，在左揚聲器、右揚聲器不具有充分的低音重放能力的場合，能由次低音揚聲器重放低音信號。
本發(fā)明的聲像定位處理裝置，其特征在于，包括能供給中央信號的中央信號輸入端，將對于來自中央信號輸入端的信號、施行第8系數(shù)處理的結(jié)果與來自左前方輸入端的信號進行加法運算的第12加法運算手段，將對于來自中央信號輸入端的信號、施行第8系數(shù)處理的結(jié)果與來自右前方輸入端的信號進行加法運算的第13加法運算手段，并以第12加法運算手段的輸出作為第1延遲手段的輸入，以第13加法運算手段的輸出作為第2延遲手段的輸入。
因此，不增加揚聲器數(shù)量也能得到具有現(xiàn)場感的環(huán)繞效果。
參考實施形態(tài)和附圖就能明白本發(fā)明的特征、其它的目的、用途和效果等。
圖1表示按照本發(fā)明一實施形態(tài)的聲像定位處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2表示圖1的聲像定位處理裝置的聲像定位的狀態(tài)圖。
圖3表示用DSP22實現(xiàn)聲像定位處理裝置的場合的硬件結(jié)構(gòu)圖。
圖4表示圖5的聲像定位處理裝置的聲像定位的狀態(tài)圖。
圖5是利用信號流表示圖3裝置中的DSP22的處理內(nèi)容的圖。
圖6表示圖7的聲像定位處理裝置的聲像定位的圖。
圖7是利用信號流表示其它實施形態(tài)的聲像定位處理裝置的DSP22的處理內(nèi)容的圖。
圖8是利用信號流表示另外其它實施形態(tài)的聲像定位處理裝置的DSP22的處理內(nèi)容的圖。
圖9是表示以往的聲像定位處理裝置(晶格Lattice型)的圖。
圖10是表示以往的聲像定位處理裝置(夏普拉Sharpra型)的圖。
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進行說明。
實施形態(tài)1圖1表示按照本發(fā)明一實施形態(tài)的聲像定位處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。在這種聲像定位處理裝置中，供給左前方信號FL、右前方信號FR、左環(huán)繞信號SL、右環(huán)繞信號SR作為輸入，生成左揚聲器用的信號LOUT和右揚聲器用的信號ROUT。將左環(huán)繞信號SL和右環(huán)繞信號SR，提供給由夏普拉型濾波器構(gòu)成的側(cè)面定位手段12。如圖2所示，借助于將來自這種側(cè)面定位手段12的輸出提供給揚聲器4L、4R，能使環(huán)繞信號SL、SR作為假想揚聲器XL、XR定位在收聽者2的兩側(cè)。
另一方面，左前方信號FL、右前方信號FR在由延遲手段14L、14R施行延遲處理后，提供給揚聲器4L、4R。延遲手段14L提供與側(cè)面定位手段12及加法運算手段16L產(chǎn)生的延遲相等的延遲時間。延遲手段14R提供與側(cè)面定位手段12及加法運算手段16R產(chǎn)生的延遲相等的延遲時間。因此，能補償左前方信號FL、右前方信號FR和左環(huán)繞信號SL、右環(huán)繞信號SR間的延遲。如前述那樣，將左前方信號FL、右前方信號FR提供給揚聲器4L、4R，在該揚聲器4L、4R的位置上形成聲像。
此外，在本實施形態(tài)中，再將左前方信號FL、右前方信號FR提供給側(cè)面定位手段12，因此，左前方信號FL不僅定位揚聲器4L的位置，而且也定位假想揚聲器XL的位置。其結(jié)果，左前方信號FL定位在兩位置間的位置XXL上。同樣地，右前方信號FR定位在位置XXR上。因此，能將左前方信號FL、右前方信號FR的定位位置擴展到比揚聲器4L、4R位置的更加外側(cè)。也就是說，即使前方揚聲器4L、4R的配置間隔窄，也能擴展前方舞臺寬度。此外，作為用于為了擴展前方舞臺的寬度施行定位處理的濾波器，因共用側(cè)面定位手段12，所以能用簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。
此外，僅改變提供給延遲手段14L、14R的左前方信號FL、右前方信號FR和提供給側(cè)面定位手段12的左前方信號FL、右前方信號FR的比例，就能在揚聲器4L、4R和假想揚聲器XL、XR之間，移動左前方信號FL、右前方信號FR的定位位置XXL、XXR。
圖3表示用DSP22實現(xiàn)聲像定位處理裝置的場合的硬件結(jié)構(gòu)圖。這種裝置以中央信號C、前方左信號FL、右前方信號FR、左環(huán)繞信號SL、右環(huán)繞信號SR、低音信號LFE作為輸入，并由2個揚聲器4L、4R和次低音揚聲器4S對其進行再現(xiàn)。
信號C、FL、FR、SL、SR、LFE，是利用將被環(huán)繞編碼的數(shù)字位流或者將模擬信號用A/D變換器數(shù)字化后的數(shù)據(jù)輸入到多通道·環(huán)繞解碼器(未圖示)中進行解碼而得，并提供給數(shù)字信號處理器(DSP)22。多通道·環(huán)繞解碼器可以與DSP22分開，也可以裝在DSP22中。
DSP22按照存儲在存儲器26中的程序，進行對于這種數(shù)字化數(shù)據(jù)的加法運算、減法運算、濾波和延遲等處理，生成左揚聲器用的信號LOUT、右揚聲器用的信號ROUT、次低音揚聲器用的信號SUBOUT。將這些信號由D/A變換器24變換成模擬信號，并提供給揚聲器4L、4R、4S中。此外，由微處理器20進行向存儲器26存儲程序等處理。
此外，如圖4所示，在本實施形態(tài)說明中，相對于收聽者2的正面軸8，對稱地配置揚聲器4L、4R，并對稱地配置假想揚聲器XL、XR進。但是，因為由低音揚聲器4S輸出的低音的波長長、方向性差，所以無論置于什么位置上都可以。
圖5是根據(jù)存儲器26的程序，用信號流表示DSP22進行處理的圖。在本實施形態(tài)中，利用加法運算處理44、46，將中央信號C加到左前方信號FL、右前方信號FR上。因此，能使中央信號定位在圖4的位置XC上。借助于使用這種中央信號C，能防止在擴展前方舞臺的時的中空現(xiàn)象(中央附近的聲音的厚度喪失的現(xiàn)象)。對于中央附近包含如電影聲音等那樣很多稱為臺詞的重要的信息的情況是特別有效的。
在施行用于補償濾波器12SUM、12DIF的延遲的延遲處理30后，將低音信號LFE加法運算到左前方信號FL、右前方信號FR上(參照加法運算處理18L、18R)。然后，利用加法運算處理54對左前方信號FL和右前方信號FR進行加法運算，由低通濾波器60從這種加法運算信號僅取出低音部分。將這種低通濾波器60的輸出與施行延遲處理30后的低音信號LFE進行加法運算(參照加法運算處理62)，作為提供給低音揚聲器4S的信號SUBOUT。
此外，在本實施形態(tài)中，進行高通濾波器處理56、58，在去掉低音部分后，得到揚聲器用信號Lout、Rout。
因此，即使在揚聲器4L、4R不能充分地重放低音的場合，也能利用低音揚聲器4S得到具有現(xiàn)場感的音場。
接著，對利用前方2個揚聲器實現(xiàn)在M-S方式(Mono-Side方式)的立體聲重放中必要的假想揚聲器XM、XL、XR的聲像定位處理裝置的實施形態(tài)進行說明。這種裝置，輸入左前方信號FL、右前方信號FR，為了使聲像定位在圖6的假想揚聲器XM、XL、XR的位置上，輸出提供給揚聲器4L、4R的信號Lout、Rout。下面，對本實施形態(tài)中也將揚聲器4L、4R、假想揚聲器XL、XR相對于正面軸8對稱配置，進一步加以說明。
用DSP22實現(xiàn)這種裝置的硬件與圖3相同。但是，根據(jù)需要也可以設(shè)置輸入信號C、SL、SR、LFE。圖7用信號流圖示出了DSP根據(jù)記錄在存儲器26中的程序進行的處理。
在減法運算處理70中，運算左前方信號FL和右前方信號FR的差信號。這種差信號在作為濾波器手段的90度方向定位處理80中進行濾波處理。由此，運算S分量。此外，為了補償被90度方向定位處理后的信號的延遲，對左前方信號FL和右前方信號FR施行延遲處理78L、78R。在延遲處理后，在加法運算處理72中加法運算左前方信號FL和右前方信號FR，生成M分量(中央單聲道分量)。
在加法運算處理74中，加法運算這種M分量和S分量，得到左揚聲器4L用的信號Lout。在減法運算處理76中，從M分量減去S分量，得到右揚聲器4R用的信號Rout。將這些信號提供給揚聲器4L、4R后，M信號就定位在揚聲器4L、4R的中間XM上，S信號就定位在收聽者2的左側(cè)面的位置XL上，-S信號就定位在收聽者2的右側(cè)面的位置XR上。這樣，僅用2個揚聲器4L、4R就能實現(xiàn)基于M-S方式的具有環(huán)繞效果的立體聲重放。
基于后述的理由，在本實施形態(tài)中利用1個90度方向定位處理80(濾波器手段)就能實現(xiàn)前述的處理。
在圖6中，假設(shè)ha=hLL=hRR、hb=hLR=hRL，則由下式(1)定義90度方向定位處理80的傳遞函數(shù)HMS。[HMS]=MM00HS---(1)]]>對于左前方信號FL、右前方信號FR，由下式(2)定義信號M、S。MS=12111-1LINRIN---(2)]]>M-S型定位處理也可以滿足下式(3)。hMhSS-hSLhM-(hSS-hSL)MS=hahbhbha111-1HM00HSMS---(3)]]>這里，如果ha2-hb2不為0，則[HMS]能用式(4)進行計算。HM00HS=hahbhbha-1hMhSS-hSLhM-(hSS-hSL)---(4)]]>對式(4)進行求解能得到式(5)。HM=hMha+hb,HS=hSS-hSLha-hb---(5)]]>這里，在實際的揚聲器4L、4R間的距離小的場合，hM、ha、hb能看作相等，即HM=1/2。因此，僅用具有HS的傳遞函數(shù)的1個90度方向定位處理80(濾波器手段)就能實現(xiàn)。
如前所述，采用本實施形態(tài)，則僅用1個濾波器手段就能用2個揚聲器實現(xiàn)M-S方式的立體聲重放。因此，在由硬件實現(xiàn)濾波器手段的場合能使電路結(jié)構(gòu)簡化，在由DSP實現(xiàn)的場合能使處理簡化。
如圖7所示，在本實施形態(tài)中，輸出信號Lout、Rout中分別用規(guī)定的系數(shù)k3將施行延遲處理78L、78R的左前方信號FL、右前方信號FR進行加法運算。因此，借助于調(diào)整系數(shù)k3，能變化前方舞臺的感覺的寬度。
在前述實施形態(tài)中，雖然用DSP22實現(xiàn)圖7的處理，但也可以用硬件電路實現(xiàn)。
實施形態(tài)2接著，對按照其它實施形態(tài)的聲像定位處理裝置進行說明。這種實施形態(tài)的硬件結(jié)構(gòu)與圖3所示的結(jié)構(gòu)相同。圖8用信號流圖示出了根據(jù)記錄在存儲器26中的程序進行的DSP22的處理。
在圖8中，中央信號C在施行系數(shù)處理208a、208b后，與左前方信號FL和右前方信號FR進行加法運算(加法運算處理44、46)。此外，在系數(shù)處理208a、208b中乘以設(shè)定的0-1的系數(shù)(下面相同)。
將加法運算處理44、46的輸出提供給延遲處理14L、14R。在延遲處理14L、14R中進行延遲以補償由于左環(huán)繞信號SL、右環(huán)繞信號SR由于90度方向定位處理的延遲。借助于DSP22將數(shù)據(jù)寫入到存儲器26中并在經(jīng)過延遲時間后將其讀出，能容易地實現(xiàn)延遲處理。
在系數(shù)處理205a、205b中，將延遲處理14L、14R的輸出乘以系數(shù)k5后，作為第2輸出要素提供給加法運算處理50、52。在系數(shù)處理206a、206b中，將延遲處理14L、14R的輸出乘以系數(shù)k6后，用加法運算處理48進行加法運算，作為第3輸出要素提供給加法運算處理50、52。
在系數(shù)處理202a、202b中，將左前方信號FL和右前方信號FR乘以系數(shù)k2、-k2后，在加法運算處理42中進行加法運算。此外，乘以負的系數(shù)即所謂使反相。因此，其結(jié)果，在加法運算處理42中，能得到施行系數(shù)處理后的左前方信號FL和右前方信號FR的差信號。
在系數(shù)處理204a、204b中，將左環(huán)繞信號SL和右環(huán)繞信號SR乘以系數(shù)k4、-k4后，在加法運算處理34中進行加法運算。這種加法運算處理34的輸出與先前的加法運算處理42的輸出在加法運算處理38中進行加法運算，并提供給90度方向定位處理12DIF。
在系數(shù)處理201a、201b中，將左前方信號FL和右前方信號FR乘以系數(shù)k1后，在加法運算處理40中進行加法運算。
在系數(shù)處理203a、203b中，將左環(huán)繞信號SL和右環(huán)繞信號SR乘以系數(shù)k3后，在加法運算處理32中進行加法運算。這種加法運算處理32的輸出與先前的加法運算處理40的輸出在加法運算處理36中進行加法運算，并提供給90度方向定位處理12SUM。
90度方向定位處理12SUM、90度方向定位處理12DIF進行具有下述的傳遞函數(shù)HSUM、HDIF那樣的濾波處理。因此，能對于正面軸8使假想揚聲器XL、XR定位在90度的側(cè)面上。
HSUM=(ha’+hb’)/(ha+hb)HDIF=(ha’-hb’)/(ha-hb)這里，ha=hLL=hRR、hb=hLR=hRL、ha’=hL’L=hR’R、hb’=hL’R=hR’L。
利用系數(shù)處理207a將90度方向定位處理12SUM的輸出乘以系數(shù)k7，作為第1輸出信號要素提供給加法運算處理50、52。利用系數(shù)處理207b將90度方向定位處理12DIF的輸出乘以系數(shù)17，作為第1輸出信號要素提供給加法運算處理50。利用系數(shù)處理207c將90度方向定位處理12DIF的輸出乘以系數(shù)-k7，作為第1輸出信號要素提供給加法運算處理52。
低音信號LFE在施行延遲處理后利用系數(shù)處理209乘以系數(shù)k9，再提供給加法運算處理50、加法運算處理52。
在系數(shù)處理211a、211b中，將加法運算處理50、加法運算處理52的輸出乘以系數(shù)k11后，提供給高通濾波器處理56、58中。此外，這種高通濾波器處理56、58能選擇濾波或者不濾波(即是進行濾波器動作還是通過)。
高通濾波器處理56、58的輸出成為左揚聲器用的信號LOUT和右揚聲器用的信號ROUT。
在系數(shù)處理212a、212b中，將加法運算處理50、加法運算處理52的輸出乘以系數(shù)k12后，在加法運算處理54中進行加法運算。將加法運算54的輸出提供給低通濾波器處理60。
低通濾波器處理60的輸出與在延遲處理30中乘以系數(shù)k10后的結(jié)果(系數(shù)處理210a)在加法運算處理62中進行加法運算。加法運算處理62的輸出成為低音揚聲器用信號SUBOUT。
在圖8所示的實施形態(tài)中，在1個裝置中僅變更各系數(shù)處理的系數(shù)值，能容易地選擇各種重放方式和環(huán)繞效果。
下面，對圖8所示的各系數(shù)值k1-k12和由此能實現(xiàn)的重放方式進行說明。
首先，對利用2個揚聲器4L、4R(根據(jù)場合也可以用低音揚聲器4S)，實現(xiàn)雙聲道立體聲方式的重放的場合進行說明。這種場合的輸入信號是左前方信號FL和右前方信號FR。
在k1,k2,k3,k4,k6,k7,k8,k9,k10實質(zhì)上為0,k5,k11實質(zhì)上不為0的值的場合，成為通常的雙聲道立體聲。這種場合，聲像定位在圖4的4L、4R的位置上。
在k3,k4,k5,k6,k8,k9,k10實質(zhì)上為0,k1,k2,k7,k11實質(zhì)上不為0的值的場合，能定位在圖4所示的假想揚聲器XL、XR的位置上。
在k3,k4,k6,k8,k9,k10實質(zhì)上為0,k1,k2,k5,k7,k11實質(zhì)上不為0的值的場合，能定位在圖4所示的假想揚聲器XXL、XXR的位置上。這種場合，借助于調(diào)整k5的值能移動其定位位置。
在k1,k3,k4,k5,k8,k9,k10實質(zhì)上為0,k2,k6,k7,k11實質(zhì)上不為0的值的場合，能實現(xiàn)圖6所示的M-S方式的立體聲重放。
在k1,k3,k4,k8,k9,k10實質(zhì)上為0,k2,k5,k6,k7,k11實質(zhì)上不為0的值的場合，能實現(xiàn)用圖6、圖7所示的M-S方式的立體聲重放。此外，也能使聲像定位在實際揚聲器4L、4R的位置上。
無論前述哪一種場合，在使用低音揚聲器4S的場合，只要使k12實質(zhì)上不為0即可。
接著，對利用2個揚聲器4L、4R(根據(jù)場合也可以使用低音揚聲器4S)，實現(xiàn)4通道環(huán)繞方式的重放的場合進行說明。這種場合的輸入信號是左前方信號FL和右前方信號FR、左環(huán)繞信號SL和右環(huán)繞信號SR。
在k1,k2,k6,k8,k9,k10實質(zhì)上為0,k3,k4,k5,k7,k11實質(zhì)上不為0的值的場合，能實現(xiàn)使左前方信號FL定位在揚聲器4L上，使右前方信號FR定位在揚聲器4R上，使左環(huán)繞信號定位在XL上，使右環(huán)繞信號定位在XR上，實現(xiàn)這種環(huán)繞重放。
在k6,k8,k9,k10實質(zhì)上為0,k1,k2,k3,k4,k5,k7,k11實質(zhì)上不為0的值的場合，能實現(xiàn)圖1、圖2所示的4通道環(huán)繞方式。這種場合，借助于改變k2和k5，能移動左前方信號FL、右前方信號FR的定位位置XXL、XXR。
此外，在前述任何一種場合中，在使用低音揚聲器4S的場合中只要使k12也實質(zhì)上不為0即可。
接著，對在前述的4通道環(huán)繞上增加輸入中央信號C、低音信號LFE的場合進行說明。
在k1,k2,k6,k9,k12實質(zhì)上為0,k3,k4,k5,k7,k8,k10,k11實質(zhì)上不為0的值的場合，能實現(xiàn)定位于圖4的XC、4L、4R、XL、XR、4S的5.1通道環(huán)繞方式。
在k6,k9,k12實質(zhì)上為0,k1,k2,k3,k4,k5,k7,k8,k10,k11實質(zhì)上不為0的值的場合，能實現(xiàn)定位于圖4的XC、XXL、XXR、XL、XR、4S的5.1通道環(huán)繞方式。
在k1,k2,k6,k10,k12實質(zhì)上為0,k3,k4,k5,k7,k8,k9,k11實質(zhì)上不為0的值的場合，能實現(xiàn)定位于圖4的XC、4L、4R、XL、XR的沒有低音揚聲器的5.0通道環(huán)繞方式。
此外，在前述實施形態(tài)中，雖然使側(cè)面定位手段12的定位方向為90度，但也可以在收聽者的側(cè)面。作為側(cè)面定位手段12雖然用的是夏普拉型濾波器，但也可以用晶格型濾波器。如果采用晶格型濾波器，則雖然結(jié)構(gòu)(處理)變得復(fù)雜，但可不必限定將揚聲器對稱于前面軸8。
此外，在本實施形態(tài)中，雖然系數(shù)處理202a的系數(shù)為k2，系數(shù)處理202b的系數(shù)為-k2，但也可以系數(shù)處理202a的系數(shù)為-k2，系數(shù)處理202b的系數(shù)為k2。但是，在這種場合，必須使系數(shù)k4的符號反轉(zhuǎn)，并對調(diào)90度方向定位處理12SUM和90度方向定位處理12DIF，此外，在其后的系數(shù)處理中，也必須在相關(guān)的部分將符號反轉(zhuǎn)。
此外，在本實施形態(tài)中，雖然使用DSP22實現(xiàn)，但也可以由硬件電路構(gòu)成圖5所示的各功能。
在前述中雖然以理想的實施形態(tài)對本發(fā)明進行了說明，但各用語不是限定使用的，是用于說明的，只要不超出本發(fā)明的范圍和精神，在所附的本發(fā)明權(quán)利要求的范圍之中可以改變。
權(quán)利要求
1．一種聲像定位處理裝置，用于至少接收右前方信號、左前方信號和環(huán)繞信號，并利用設(shè)置在收聽者前方的左揚聲器和右揚聲器，得到環(huán)繞效果，其特征在于，包括輸入環(huán)繞信號，對于左揚聲器和右揚聲器，輸出用于使環(huán)繞信號定位在收聽者的側(cè)面的信號的側(cè)面定位手段，輸入左前方信號和右前方信號，并對于這些信號在施加與所述側(cè)面定位手段的延遲時間相等的延遲后，對于左揚聲器和右揚聲器分別進行輸出的延遲手段，借助于進一步將左前方信號和右前方信號提供給側(cè)面定位手段，使左前方信號和右前方信號定位在左右各揚聲器和收聽者的側(cè)面之間。
2．如權(quán)利要求1所述的聲像定位處理裝置，其特征在于，借助于改變提供給延遲手段中的左前方信號及右前方信號和提供給側(cè)面定位手段的左前方信號及右前方信號的比例，能移動左前方信號和右前方信號的定位位置。
3．如權(quán)利要求2所述的聲像定位處理裝置，其特征在于，由左環(huán)繞信號和右環(huán)繞信號構(gòu)成環(huán)繞信號。
4．如權(quán)利要求1至3任一項所述的聲像定位處理裝置，其特征在于，將中央信號分別加法運算到右前方信號和左前方信號中，并提供給延遲手段。
5．一種聲像定位處理方法，用于至少接收左前方信號、右前方信號和環(huán)繞信號，并利用設(shè)置在收聽者前方的左揚聲器和右揚聲器，得到環(huán)繞效果，其特征在于，包括利用定位處理，生成用于使環(huán)繞信號和左前方信號、右前方信號定位在收聽者側(cè)面的信號，并提供給左揚聲器和右揚聲器，對于左前方信號和右前方信號，在施行與所述定位處理的延遲時間相等的延遲后，對于左揚聲器和右揚聲器分別進行輸出。
6．一種聲像定位處理裝置，用于至少接收左前方信號、右前方信號，并輸出到設(shè)置在收聽者前方的左揚聲器和右揚聲器，得到環(huán)繞效果，其特征在于，包括生成左前方信號和右前方信號的差信號的差信號生成手段，接收由差信號生成手段生成的差信號，并按后述的傳遞函數(shù)Hs輸出的輸出濾波器手段，對于右前方信號，給于與濾波器手段的延遲時間相等的延遲的第1延遲手段，對于左前方信號，給于與濾波器手段的延遲時間相等的延遲的第2延遲手段，對第1延遲手段的輸出和第2延遲手段的輸出進行加法運算的中央單聲道信號生成手段，將濾波器手段的輸出加到中央單聲道信號上，生成用于提供給左或者右揚聲器的信號的加法運算手段，從中央單聲道信號減去濾波器手段的輸出，生成用于提供給右或者左揚聲器的信號的減法運算手段，用Hs=(hss-hsl)/(ha-hb)表示傳遞函數(shù)，其中，hss是從右側(cè)的假想揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，hsl是從左側(cè)的假想揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，ha是從右揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，hb是從左揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)。
7．如權(quán)利要求6所述的聲像定位處理裝置，其特征在于，將第1延遲手段的輸出提供給加法運算手段，并以中央單聲道信號、濾波器手段的輸出和第1延遲手段的輸出加法運算后的結(jié)果，作為加法輸出手段的輸出，將第2延遲手段的輸出提供給減法運算手段，并以從中央單聲道信號減去濾波器手段的輸出再加上第2延遲手段的輸出后的結(jié)果，作為減法輸出手段的輸出，
8．如權(quán)利要求7所述的聲像定位處理裝置，其特征在于，借助于改變提供給加法輸出手段的第1延遲手段的輸出信號或者提供給減法輸出手段的第2延遲手段的輸出信號和中央單聲道信號的比例，能改變前方舞臺寬度。
9．一種聲像定位處理方法，用于至少接收左前方信號、右前方信號，并輸出到設(shè)置在收聽者前方的左揚聲器和右揚聲器，得到環(huán)繞效果，其特征在于，生成左前方信號和右前方信號的差信號，并將對于這種差信號按后述的傳遞函數(shù)Hs的輸出作為側(cè)面信號，對左前方信號和右前方信號進行加法運算，得到中央單聲道信號，將中央單聲道信號和側(cè)面信號相加后的信號提供給左或者右揚聲器，將從中央單聲道信號減去側(cè)面信號后的信號提供給左或者右揚聲器，用Hss=(hss-hsl)/(ha-hb)表示傳遞函數(shù)，其中，hss是從右側(cè)的假想揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，hsl是從左側(cè)的假想揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，ha是從右揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，hb是從左揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)。
10．一種聲像定位處理裝置，其特征在于，包括能供給左前方信號的左前方信號輸入端，能供給右前方信號的右前方信號輸入端，能供給左環(huán)繞信號的左環(huán)繞信號輸入端，能供給右環(huán)繞信號的右環(huán)繞信號輸入端，將對于來自左前方信號輸入端的信號、施行進行基于第1系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，和對于來自右前方信號輸入端的信號、進行根據(jù)第1系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，進行加法運算的第1加法運算手段，將對于來自左前方信號輸入端的信號、進行根據(jù)第2系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，和對于來自右前方信號輸入端的信號、進行根據(jù)第2系數(shù)的系數(shù)處理后再反相的結(jié)果，進行加法運算的第2加法運算手段，將對于來自左環(huán)繞信號輸入端的信號、進行根據(jù)第3系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，和對于來自右環(huán)繞信號輸入端的信號、進行根據(jù)第3系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，進行加法運算的第3加法運算手段，將對于來自左環(huán)繞信號輸入端的信號、進行根據(jù)第4系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，和對于來自右環(huán)繞信號輸入端的信號、進行根據(jù)第4系數(shù)的系數(shù)處理后再反相的結(jié)果，進行加法運算的第4加法運算手段，對第1加法運算手段的輸出和第2加法運算手段的輸出進行加法運算的第5加法運算手段，對第2加法運算手段的輸出和第4加法運算手段的輸出進行加法運算的第6加法運算手段，對第5加法運算手段的輸出，實際上施行傳遞函數(shù)HSUM的濾波處理的第1濾波器手段，對第6加法運算手段的輸出，實際上施行傳遞函數(shù)HDIF的濾波處理的第2濾波器手段，為了補償由于第1和第2濾波器手段產(chǎn)生的延遲時間，對于來自左前方信號輸入端的信號施行延遲處理的第1延遲手段，為了補償由于第1和第2濾波器手段產(chǎn)生的延遲時間，對于來自右前方信號輸入端的信號施行延遲處理的第2延遲手段，將對于第1延遲處理手段的輸出、進行根據(jù)第6系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，和對于第2延遲處理手段的輸出、進行根據(jù)第6系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，進行加法運算的第7加法運算手段，將對于第1延遲處理手段的輸出、進行根據(jù)第5系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，和第7加法運算手段的輸出，和對于第1濾波器手段的輸出、進行根據(jù)第7系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，以及對于第2濾波器手段的輸出、進行根據(jù)第7系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，進行加法運算的第8加法運算手段，將對于第2延遲處理手段的輸出、進行根據(jù)第5系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，和第7加法運算手段的輸出，和對于第1濾波器手段的輸出、進行根據(jù)第7系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，以及對于第2濾波器手段的輸出、進行根據(jù)第7系數(shù)的系數(shù)處理并進行反相后的結(jié)果，進行加法運算的第9加法運算手段，以第S加法運算手段的輸出作為用于提供給左揚聲器的輸出，以第9加法運算手段的輸出作為用于提供給右揚聲器的輸出，此外，用下式表示傳遞函數(shù)HSUM、HDIF。HSUM=(ha’+hb’)/(ha+hb)HDIF=(ha’-hb’)/(ha-hb)這里，ha=hLL=hRR、hb=hLR=hRL、ha’=hL’L=hR’R、hb’-hL’R=hR’L，hRR是從右揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，hRL是從右揚聲器到收聽者的左耳為止的傳遞函數(shù)，hLL是從左揚聲器到收聽者的左耳為止的傳遞函數(shù)、hLR是從左揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，hR’R是從假想右揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)，hR’L是從假想右揚聲器到收聽者的左耳為止的傳遞函數(shù)，hL’L是從假想左揚聲器到收聽者的左耳為止的傳遞函數(shù)，hL’R是從假想左揚聲器到收聽者的右耳為止的傳遞函數(shù)。
11．如權(quán)利要求10所述的聲像定位處理裝置，其特征在于，還包括能供給低音信號的低音信號輸入端，為了補償由于第1和第2濾波器手段產(chǎn)生的延遲時間，設(shè)置對于來自低音信號輸入端的信號施行延遲處理的第3延遲手段，將對于第3延遲處理手段的輸出施行根據(jù)第9系數(shù)的系數(shù)處理的結(jié)果作為加法運算的輸入提供給第8、第9加法運算手段，對于第8加法運算的輸出施行根據(jù)第11系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，去掉低頻分量的第1高通濾波器手段，對于在第9加法運算的輸出施行基于第11系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，去掉低頻分量的第2高通濾波器手段，將對于第8加法運算的輸出施行根據(jù)第12系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果和對于第9加法運算的輸出施行根據(jù)第12系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果，進行加法運算的第10加法手段，對于第10加法手段的輸出，僅使低頻分量通過的低通濾波器手段，將對于第3延遲處理的輸出施行根據(jù)第10系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果和低通濾波器手段的輸出，進行加法運算的第11加法手段，以第1高通濾波器手段的輸出作為用于提供給左揚聲器的輸出，以第2高通濾波器手段的輸出作為用于提供給右揚聲器的輸出，以第11加法運算手段的輸出作為用于提供給低音揚聲器的輸出。
12．如權(quán)利要求10或11所述的聲像定位處理裝置，其特征在于，能供給中央信號的中央信號輸入端，將對于來自中央信號輸入端的信號施行根據(jù)第8系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果和來自左前方輸入端的信號進行加法運算的第12加法運算手段，將對于來自中央信號輸入端的信號施行根據(jù)第8系數(shù)的系數(shù)處理后的結(jié)果和來自右前方輸入端的信號進行加法運算的第13加法運算手段，以第12加法運算手段的輸出作為第1延遲手段的輸入，以第13加法運算手段的輸出作為第2延遲手段的輸入。
13．一種聲像定位處理方法，其特征在于，在供給左前方信號、右前方信號的場合，在對于這些信號施行系數(shù)處理后，得到兩信號的加法運算信號、差信號，并作為前方加法運算信號、前方差信號，在供給左環(huán)繞信號、右環(huán)繞信號的場合，在對于這些信號施行系數(shù)處理后，得到兩信號的加法運算信號、差信號，并作為環(huán)繞加法運算信號、環(huán)繞差信號，對前方加法運算信號和環(huán)繞加法運算信號進行加法運算，提供給構(gòu)成夏普拉型濾波器的第1濾波器手段，對前方差信號和環(huán)繞差信號進行加法運算，提供給構(gòu)成夏普拉型濾波器的第2濾波器手段，得到對第1濾波器手段的輸出進行系數(shù)處理后的信號和對第2濾波器手段的輸出進行系數(shù)處理后的信號的加法運算信號和差信號，并作為第1左輸出要素信號、第1右輸出要素信號，對于左前方信號、右前方信號分別施行延遲處理，并對各延遲處理的輸出施行系數(shù)處理，作為第2左輸出要素信號、第2右輸出要素信號，將對所述延遲處理的各輸出中施行系數(shù)處理后的結(jié)果進行加法運算，作為第3左輸出要素信號、第3右輸出要素信號，將對第1、第2、第3左輸出要素信號進行加法運算后的結(jié)果作為左輸出信號，將對第1、第2、第3右輸出要素信號進行加法運算后的結(jié)果作為右輸出信號。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種聲像定位處理裝置和方法,包括將左環(huán)繞信號(SL)和右環(huán)繞信號(SR)提供給側(cè)面定位電路(12),使得定位在收聽者的側(cè)面。從實際的揚聲器輸出左前方信號(FL)和右前方信號(FR)。左前方信號(FL)和右前方信號(FR)也提供給側(cè)方定位電路(12)。因此,左前方信號(FL)和右前方信號(FR)定位在實際的揚聲器和收聽者的側(cè)面之間,其結(jié)果能擴展前面舞臺寬度。本發(fā)明提供了結(jié)構(gòu)簡單、能得到環(huán)繞效果、并能得到前方舞臺相當寬度的聲像定位裝置。
文檔編號H04S1/00GK1217627SQ9812266
公開日1999年5月26日 申請日期1998年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月18日
發(fā)明者笠井讓治, 竹村和斉, 中武哲郎, 定家弘一, 豊福健一郎 申請人:音響株式會社