專利名稱：信號(hào)處理方法、信號(hào)處理裝置以及再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多個(gè)信道的信號(hào)處理。
背景技術(shù)：
以往，公知ー種信號(hào)處理裝置，其從輸入信號(hào)中提取特定的成分，根據(jù)所提取的成分來(lái)確定信號(hào)源，另外變更所提取的成分之后進(jìn)行輸出。例如、專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，在從輸入信號(hào)中提取特定的成分吋，信號(hào)處理裝置利用傅立葉變換以及希爾伯特變換的任一個(gè)變換方法來(lái)變換輸入信號(hào)。而且，公開了ー種根據(jù)變換后的信號(hào)來(lái)生成輸出信號(hào)的信號(hào)處理裝置。這里，變換后的信號(hào)是指，例如由實(shí)數(shù)部 (以下記為“實(shí)部”)以及虛數(shù)部(以下記為“虛部”)構(gòu)成的信號(hào)。當(dāng)在信號(hào)變換處理中采用FFT (快速傅立葉變換)的情況下，需要按預(yù)定長(zhǎng)度的每個(gè)輸入信號(hào)保存到存儲(chǔ)區(qū)域(以下記為“緩存”)的處理。相對(duì)于此，當(dāng)在信號(hào)變換處理中采用了希爾伯特變換的情況下，不需要將輸入信號(hào)保存到緩存，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入信號(hào)的逐次處理。因此，通過(guò)進(jìn)行基于希爾伯特變換的信號(hào)處理，與采用了傅立葉變換的情況相比，能降低信號(hào)處理裝置的處理負(fù)荷，提高信號(hào)處理對(duì)輸入信號(hào)的變化的跟蹤性。專利文獻(xiàn)1日本特開平9-50293號(hào)公報(bào)然而，基于希爾伯特變換的信號(hào)處理中，在信號(hào)處理裝置根據(jù)輸入信號(hào)來(lái)生成輸出信號(hào)吋，有時(shí)在輸出信號(hào)中混入噪音(以下記為“噪聲”)。例如作為音響信號(hào)來(lái)說(shuō)明輸入信號(hào)吋，以往的信號(hào)處理裝置在利用希爾伯特變換進(jìn)行了減少多個(gè)信道的各音響信號(hào)中均含有的相關(guān)成分(以下也記為“中心成分”。)的處理的情況下，能夠提高信號(hào)處理對(duì)音響信號(hào)的變化的跟蹤性。這里，中心成分是指，定位在左右揚(yáng)聲器間的中央附近的成分。例如，包含聲樂(lè)(vocal)和伴奏的樂(lè)曲中的聲樂(lè)相當(dāng)于中心成分。然而，信號(hào)處理裝置因信號(hào)處理對(duì)音響信號(hào)的變化的跟蹤性高而有時(shí)音響信號(hào)的中心成分的比例急劇變動(dòng)。這樣，由于信號(hào)處理裝置進(jìn)行用于降低急劇變動(dòng)的中心成分的處理，因此有時(shí)在輸出信號(hào)中包含噪聲，進(jìn)而用戶聽到噪聲感強(qiáng)的輸出音。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在干，在根據(jù)輸入信號(hào)來(lái)生成輸出信號(hào)時(shí)，確保音質(zhì)。為了解決上述的問(wèn)題，并達(dá)到目的，本發(fā)明具備(a)算出用于表示多個(gè)信道的各音響信號(hào)的相關(guān)的程度的第1相關(guān)系數(shù)的エ序；(b)導(dǎo)出對(duì)所述第1相關(guān)系數(shù)的単位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化而得到的第2相關(guān)系數(shù)的エ序；和(C)利用所述第2相關(guān)系數(shù)提取所述各音響信號(hào)中均含有的相關(guān)成分，并且從所述各音響信號(hào)的每ー個(gè)信號(hào)中減少所述相關(guān)成分的エ序。另外，根據(jù)本發(fā)明，還具備(d)將所述各音響信號(hào)的每ー個(gè)信號(hào)變換為由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)的ェ序，在所述ェ序(a)中，利用所述由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)算出所述第1相關(guān)系數(shù)。另外，在所述工序(d)中，使所述各音響信號(hào)的與實(shí)部對(duì)應(yīng)的信號(hào)的相位移位90 度來(lái)生成與所述虛部對(duì)應(yīng)的信號(hào)。另外，根據(jù)本發(fā)明，在所述工序(a)中，對(duì)分別與所述各音響信號(hào)的各個(gè)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的向量的值取平方，并且利用將取得的平方值相加而得到的第1功率的值以及所述向量?jī)?nèi)積的值來(lái)算出進(jìn)行所述虛部的值的加權(quán)的特定相關(guān)系數(shù)，基于所述特定相關(guān)系數(shù)進(jìn)行所述第ι功率中的虛部的加權(quán)，由此算出第2功率的值，并且利用所述第2功率的值以及所述內(nèi)積的值來(lái)算出所述第1相關(guān)系數(shù)。另外，根據(jù)本發(fā)明，在所述工序(a)中，利用所述第2功率中的實(shí)部的值以及所述內(nèi)積的值來(lái)算出所述第1相關(guān)系數(shù)。另外，根據(jù)本發(fā)明，在所述工序(b)中，利用低通濾波器導(dǎo)出所述第2相關(guān)系數(shù)。另外，本發(fā)明具備算出單元，算出用于表示多個(gè)信道的各音響信號(hào)的相關(guān)的程度的第1相關(guān)系數(shù)；導(dǎo)出單元，導(dǎo)出對(duì)所述第1相關(guān)系數(shù)的單位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化而得到的第2相關(guān)系數(shù)；和減少單元，利用所述第2相關(guān)系數(shù)提取所述各音響信號(hào)中均含有的相關(guān)成分，并且從所述各音響信號(hào)的每一個(gè)信號(hào)中減少所述相關(guān)成分。再有，本發(fā)明具備算出單元，算出用于表示多個(gè)信道的各音響信號(hào)的相關(guān)的程度的第1相關(guān)系數(shù)；導(dǎo)出單元，導(dǎo)出對(duì)所述第1相關(guān)系數(shù)的單位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化而得到的第2相關(guān)系數(shù)；提取單元，利用所述第2相關(guān)系數(shù)提取所述各音響信號(hào)中均含有的相關(guān)成分；調(diào)整單元，對(duì)所述各音響信號(hào)中的相關(guān)成分與非相關(guān)成分的比例進(jìn)行調(diào)整；和再現(xiàn)單元，對(duì)調(diào)整了所述比例后的所述各音響信號(hào)的每一個(gè)進(jìn)行再現(xiàn)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，利用對(duì)單位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化而得到的相關(guān)系數(shù)來(lái)提取音響信號(hào)的相關(guān)成分，并且從音響信號(hào)中減少該相關(guān)成分，由此能夠防止疊加到音響信號(hào)中的噪聲的發(fā)生，從而能夠確保提供給用戶的音響信息的音質(zhì)。另外，根據(jù)本發(fā)明，利用信號(hào)的實(shí)部以及虛部來(lái)導(dǎo)出相關(guān)系數(shù)，由此能夠提高信號(hào)處理對(duì)音響信號(hào)的跟蹤性。另外，根據(jù)本發(fā)明，與虛部對(duì)應(yīng)的信號(hào)的生成中，使與實(shí)部對(duì)應(yīng)的信號(hào)的相位移位 90度來(lái)生成相當(dāng)于信號(hào)的虛部的值，并且根據(jù)由實(shí)部和虛部構(gòu)成的信號(hào)來(lái)導(dǎo)出相關(guān)系數(shù)， 由此能夠提高信號(hào)處理對(duì)音響信號(hào)的跟蹤性。另外，根據(jù)本發(fā)明，按照特定相關(guān)系數(shù)，變更第2功率中的虛部的值，由此能夠算出與相關(guān)的程度相應(yīng)的理想的相關(guān)系數(shù)。再有，根據(jù)本發(fā)明，采用第2功率中的實(shí)部的值，由此在多個(gè)信道的音響信號(hào)的相關(guān)的程度強(qiáng)的情況下，能夠算出理想的相關(guān)系數(shù)。


圖IA是表示減少各音響信號(hào)的相關(guān)成分的方法的概要的圖。圖IB是表示相關(guān)系數(shù)的單位時(shí)間變化的圖。圖2是信號(hào)處理裝置的框圖。圖3是表示與左右信道的各音響信號(hào)對(duì)應(yīng)的向量的一個(gè)例子的圖。
圖4是表示與左右信道的各音響信號(hào)的混合比例相應(yīng)的相關(guān)系數(shù)的變動(dòng)的圖。圖5是表示功率的內(nèi)容的圖。圖6是在圖4所示的圖中追加圖表的圖。
圖7是表示LPF的構(gòu)成例的圖。圖8是第1實(shí)施方式的控制部的電路構(gòu)成例。圖9是表示第2實(shí)施方式的控制部的電路構(gòu)成例的圖。圖10是表示控制部執(zhí)行的處理順序的流程圖。圖11是表示相關(guān)系數(shù)的變動(dòng)的圖表。圖12A是表示車載用聲場(chǎng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成例的圖。圖12B是表示車載用聲場(chǎng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成例的圖。(符號(hào)說(shuō)明)10.....信號(hào)處理裝置11.....取得部12.....輸出部13 · · · 控制部
13a · · 變換部
13b · · 算出部
13c · · 導(dǎo)出部
13d · · ·濾波部
13e · · 減少部
20 · · · 音源
具體實(shí)施例方式(第1實(shí)施方式)(技術(shù)概要)以下，參照附圖，對(duì)第1實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。首先，對(duì)本實(shí)施方式的技術(shù)概要進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)音響信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理裝置(例如，圖2所示的信號(hào)處理裝置10)，算出表示多個(gè)信道(例如，左右信道)的各音響信號(hào)的相關(guān)的程度的相關(guān)系數(shù)。接下來(lái)，信號(hào)處理裝置10利用例如對(duì)高于截止頻率的頻率進(jìn)行截?cái)嗟牡屯V波器(以下記為“LPF” (Low Pass Filter))來(lái)對(duì)相關(guān)系數(shù)的單位時(shí)間的變化進(jìn)行濾波。而且，信號(hào)處理裝置10導(dǎo)出在實(shí)施濾波之前對(duì)單位時(shí)間的變化進(jìn)行了平滑化而得到的相關(guān)系數(shù)。接下來(lái)，信號(hào)處理裝置10提取多個(gè)信道的各音響信號(hào)中均含有的相關(guān)成分，并且從各音響信號(hào)的每ー個(gè)信號(hào)中減少所提取的相關(guān)成分。據(jù)此，能夠防止疊加到音響信號(hào)中的噪聲的發(fā)生，從而能夠確保提供給用戶的音響信息的音質(zhì)。這里，相關(guān)成分是指，也稱為中心成分的定位在左右揚(yáng)聲器間的中央附近的音像相對(duì)應(yīng)的音響信號(hào)。例如是包含聲樂(lè)和伴奏的樂(lè)曲中的與聲樂(lè)對(duì)應(yīng)的成分。另外，相關(guān)系數(shù)是指，表示多個(gè)信道的各音響信號(hào)的相關(guān)關(guān)系的值、即中心成分相對(duì)于各音響信號(hào)的整體比例中的比例。此外，各音響信號(hào)的相關(guān)系數(shù)的計(jì)算中，例如采用希爾伯特變換。關(guān)于希爾伯特變換的處理，將在后面敘述。接下來(lái)，采用圖1，具體說(shuō)明由信號(hào)處理裝置10減少相關(guān)成分的處理。圖IA是表示減少各音響信號(hào)的相關(guān)成分的方法的概要的圖，另外，圖IB是表示相關(guān)系數(shù)的単位時(shí)間的變化的圖。如圖IA所示，減少各音響信號(hào)的相關(guān)的方法中，首先信號(hào)處理裝置10對(duì)作為輸入信號(hào)的多個(gè)信道的各音響信號(hào)(例如，與左信道對(duì)應(yīng)的音響信號(hào)L以及與右信道對(duì)應(yīng)的音響信號(hào)R)的每ー個(gè)進(jìn)行希爾伯特變換。通過(guò)信號(hào)處理裝置10進(jìn)行希爾伯特變換，由此將各音響信號(hào)分別變換為由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)。此外，以正交坐標(biāo)中的向量表示與實(shí)部對(duì)應(yīng)的信號(hào)和與虛部對(duì)應(yīng)的信號(hào)。接下來(lái)，信號(hào)處理裝置10對(duì)與各音響信號(hào)的每ー個(gè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的向量的值取平方。 而且，信號(hào)處理裝置10根據(jù)將該平方值相加而得到的值、和各向量(左信道的音響信號(hào)的向量以及右信道的音響信號(hào)的向量)的內(nèi)積的值，來(lái)算出相關(guān)系數(shù)。此外，關(guān)于相關(guān)系數(shù)的詳細(xì)的計(jì)算方法，將在后面敘述。當(dāng)信號(hào)處理裝置10利用希爾伯特變換對(duì)音響信號(hào)進(jìn)行變換的情況下，由干與其他的變換方法(例如，基于FFT的音響信號(hào)的變換方法)相比，信號(hào)處理的處理負(fù)荷較低， 因此信號(hào)處理對(duì)聲音信號(hào)的變化的跟蹤性變高。其結(jié)果，根據(jù)音響信號(hào)來(lái)算出的相關(guān)系數(shù)重復(fù)急劇的變動(dòng)。也就是說(shuō)，音響信號(hào)所包含的中心成分的比例急劇變化。接下來(lái)，對(duì)圖IB進(jìn)行說(shuō)明。表示相關(guān)系數(shù)α i以及α 2的單位時(shí)間的變化的圖IB 的橫軸表示時(shí)間(例如，msec)，縱軸表示相關(guān)系數(shù)。圖IB的相關(guān)系數(shù)α ！表示平滑化之前的相關(guān)系數(shù)的單位時(shí)間的變化。而且，在信號(hào)處理裝置10根據(jù)相關(guān)系數(shù)α i，從左右的各音響信號(hào)中提取相關(guān)成分，從各音響信號(hào)中減少相關(guān)成分的情況下，有時(shí)在減少相關(guān)成分之后的音響信號(hào)中包含很多噪聲。因此，信號(hào)處理裝置10以抑制相關(guān)系數(shù)α ！的變動(dòng)為目的，利用LPF來(lái)對(duì)相關(guān)系數(shù) α ！的単位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化，并且算出單位時(shí)間的變化比相關(guān)系數(shù)αェ更緩慢的相關(guān)系數(shù)α2。相關(guān)系數(shù)Ci2表示平滑化后的相關(guān)系數(shù)的單位時(shí)間的變化。返回到圖IA的說(shuō)明，信號(hào)處理裝置10將對(duì)相關(guān)系數(shù)α 2分別相加左右的各音響信號(hào)的向量而得到值相乗，由此提取中心成分。而且，信號(hào)處理裝置10從左右的各音響信號(hào)中減少中心成分。減少中心成分的結(jié)果，生成與左信道對(duì)應(yīng)的音響信號(hào)L’、與右信道對(duì)應(yīng)的音響信號(hào)R’的信號(hào)。據(jù)此，能夠防止疊加到音響信號(hào)中的噪聲的發(fā)生，從而能夠確保提供給用戶的音響信息的音質(zhì)。(技術(shù)細(xì)節(jié))接下來(lái)，采用圖2，對(duì)信號(hào)處理裝置10的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。圖2是信號(hào)處理裝置10 的框圖。信號(hào)處理裝置10具備取得部11、輸出部12以及控制部13。另外，控制部13具備變換部13a、算出部13b、導(dǎo)出部13c、濾波部13d以及減少部13e。取得部11從外部設(shè)備(例如、圖12A所示的音源20)取得左右信道的音響信號(hào)， 按各音響信號(hào)輸出到變換部13a。另外，取得部11在所取得的聲音信號(hào)是模擬信號(hào)的情況下，將模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)之后輸出到變換部13a。輸出部12利用后面敘述的減少部1 將減少了相關(guān)成分的音響信號(hào)輸出到外部設(shè)備(例如、圖12A所示的揚(yáng)聲器50a以及50b)。此外，這樣輸出的音響信號(hào)是從由取得部 11取得的音響信號(hào)中減少作為相關(guān)成分的中心成分而得到的音響信號(hào)(以下、也記為“相關(guān)減少信號(hào)”)。另外，相關(guān)減少信號(hào)可以為模擬信號(hào)、也可以為數(shù)字信號(hào)。控制部13進(jìn)行信號(hào)處理裝置10的各種信號(hào)處理的運(yùn)算，并且主要向電連接的各部分輸出指示信號(hào)。如果從取得部11輸入左右信道的各音響信號(hào)，則變換部13a將該音響信號(hào)變換為由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)之后輸出到算出部13b。具體而言，變換部13a將左右信道的各音響信號(hào)的相位移位90度來(lái)生成相當(dāng)于音響信號(hào)的虛部的值。而且，變換部13a向算出部1 輸出由實(shí)部和虛部構(gòu)成的音響信號(hào)。據(jù)此，能夠提高信號(hào)處理對(duì)音響信號(hào)的跟蹤性。此外，濾波器例如采用FIR(有限脈沖響應(yīng)) 型的濾波器。另外，信號(hào)處理裝置10利用希爾伯特變換生成由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)，由此不需要如FFT那樣將音響信號(hào)先保存在緩存并進(jìn)行運(yùn)算的處理。即，通過(guò)采用希爾伯特變換，信號(hào)處理裝置10能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)性高的處理。算出部1 根據(jù)從變換部13a收到的由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)，對(duì)與左右信道的各音響信號(hào)的每一個(gè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的向量的值取平方。而且，算出部1 算出將該平方值相加而得到的值即功率Ptl以及各音響信號(hào)的向量的內(nèi)積的值即內(nèi)積Q。接下來(lái)，算出部1 利用功率Ptl以及內(nèi)積Ctl，算出用于進(jìn)行后面敘述的功率P2的虛部的值的加權(quán)的特定相關(guān)系數(shù)α”也就是說(shuō)，算出部1 采用以實(shí)部以及虛部為坐標(biāo)軸的復(fù)平面中表現(xiàn)的與左右信道的各音響信號(hào)對(duì)應(yīng)的向量，來(lái)算出功率Po、內(nèi)積Ctl以及特定相關(guān)系數(shù)α —這里，對(duì)復(fù)平面上的與左右信道的各音響信號(hào)對(duì)應(yīng)的向量進(jìn)行說(shuō)明。圖3表示與左右信道的各音響信號(hào)對(duì)應(yīng)的向量的一個(gè)例子的圖。在以橫軸為實(shí)軸(Re)、以縱軸為虛軸(Im)的坐標(biāo)軸的復(fù)平面中，以向量L(LKe，LIm) 表示與左信道的音響信號(hào)對(duì)應(yīng)的向量，以向量RO^，Rlffl)來(lái)表示與右信道的音響信號(hào)對(duì)應(yīng)的向量。另外，中心成分對(duì)應(yīng)的向量Ce成為向量R以及向量L的每一個(gè)向量的成分的一部分。也就是說(shuō)，向量Ce是對(duì)于向量L以及向量R的向量和，乘上對(duì)以圖IB說(shuō)明的相關(guān)系數(shù) α！的單位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化而得到的相關(guān)系數(shù)α 2而得到的向量。此外，向量a · 1是從向量L中減去向量Ce而得到的向量，向量％ · r是從向量R 中減去向量Ce而得到的向量。這里，向量1以及向量r是單位向量，％以及α是預(yù)定系數(shù)。 這些向量A· 1以及向量 ·r由于彼此不相關(guān)因此正交。接下來(lái)，對(duì)相關(guān)系數(shù)α ！的具體的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。算出部1 采用向量L(Llte, Llffl)以及向量R(Ulm),來(lái)算出功率P。以及內(nèi)積C。。具體而言，算出部1 通過(guò)下式(1)來(lái)算出功率P。。數(shù)學(xué)式1P0 = L2Ee+R2Ee+L2Iffl+R2Iffl- (1)另外，算出部13b通過(guò)下式⑵來(lái)算出內(nèi)積(Ctl)。數(shù)學(xué)式2
C0 = LlieXR1^LaiXIV.ベ 2)然后，算出部1 利用功率Ptl以及內(nèi)積Ctl來(lái)算出特定相關(guān)系數(shù)Ci00具體而言，算出部1 通過(guò)下式C3)來(lái)算出特定相關(guān)系數(shù)α。。數(shù)學(xué)式3
[。。88]另外，算出部1 如果算出特定相關(guān)系數(shù)α ^，則將特定相關(guān)系數(shù)α ^與功率P。以及內(nèi)積Ctl 一起輸出到導(dǎo)出部13c。此外，算出部1 將功率Ptl分為實(shí)部和虛部來(lái)進(jìn)行計(jì)算， 并且分為實(shí)部和虛部來(lái)輸出到導(dǎo)出部13c。導(dǎo)出部13c根據(jù)特定相關(guān)系數(shù)Citl、功率Pci以及內(nèi)積Ctl的值，來(lái)導(dǎo)出相關(guān)系數(shù)αι。具體而言，導(dǎo)出部13c通過(guò)式(4)來(lái)算出功率P2。數(shù)學(xué)式4P2 = L2Ee+R2Ee+(L2Iffl+R2Iffl) (1-2 α 0) · · (4)功率P2是對(duì)功率Ptl中虛部的成分(L2Im+R2Im)乘以包含特定相關(guān)系數(shù)α ^的加權(quán)系數(shù)(1-2 α。)而得到的。而且，導(dǎo)出部13c根據(jù)功率P2以及內(nèi)積Ctl來(lái)決定相關(guān)系數(shù)αι。具體而言，導(dǎo)出部 13c通過(guò)式(5)來(lái)算出相關(guān)系數(shù)αι。數(shù)學(xué)式5α1=- I-F2 ザ。! ... (5)另外，功率P2是兼具包含實(shí)部的成分以及虛部的成分的功率Ptl的特長(zhǎng)以及僅僅包含實(shí)部的成分的功率(以下記為“功率P/’)的特長(zhǎng)的混合型的功率。圖2的濾波部13d對(duì)相關(guān)系數(shù)αェ的単位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化，并且輸出相關(guān)系數(shù)α 2。具體而言，濾波部13d例如采用LPF對(duì)相關(guān)系數(shù)αェ進(jìn)行濾波，并且輸出相關(guān)系數(shù) α2.詳細(xì)而言，濾波部13d對(duì)相關(guān)系數(shù)Ci1使超過(guò)預(yù)定截止頻率的頻率的信號(hào)電平衰減，進(jìn)而輸出小于截止頻率的頻率的信號(hào)即相關(guān)系數(shù)a2。減少部1 根據(jù)相關(guān)系數(shù)α 2從左右信道的各音響信號(hào)中提取中心成分，并且從各音響信號(hào)中減少所提取的中心成分。具體而言，減少部1 通過(guò)下式(6)來(lái)算出中心成分Ce。數(shù)學(xué)式6Ce = a2(L+R)··· (6)另外，減少部1 從通過(guò)下式(7-1)以及式(7-2)來(lái)減少中心成分之前的左右信道的各音響信號(hào)中分別減少中心成分(Ce)，由此算出音響信號(hào)L’以及音響信號(hào)R’。音響信號(hào)L’以及音響信號(hào)R’輸出到輸出部12。數(shù)學(xué)式7L，= L-Ce... (7-1)R，= R-Ce... (7-2)據(jù)此，能夠防止疊加到音響信號(hào)中的噪聲的發(fā)生，從而能夠確保提供給用戶的音響信號(hào)的音質(zhì)。接下來(lái)，采用圖4對(duì)功率Ptl以及功率P1中的相關(guān)成分的減少的特征進(jìn)行說(shuō)明。圖 4是表示與左右信道的各音響信號(hào)的混合比例相應(yīng)的相關(guān)系數(shù)的變動(dòng)的圖。在橫軸上表示左右信道的各音響信號(hào)的混合比例(以下、也記為“混入比例”)，在縱軸上表示相關(guān)系數(shù)。圖4的圖表A表示與未進(jìn)行相關(guān)成分的減少的音響信號(hào)的混入比例相應(yīng)的相關(guān)系數(shù)的變化。如圖表A所示，當(dāng)左右信道的各音響信號(hào)的混入比例小(各音響信號(hào)的相關(guān)弱)的情況下，相關(guān)系數(shù)接近0，當(dāng)左右信道的各音響信號(hào)的混入比例大(各音響信號(hào)的相關(guān)強(qiáng))的情況下，相關(guān)系數(shù)接近1。此外，各音響信號(hào)的相關(guān)系數(shù)為1的音響信號(hào)是指單聲道信號(hào)。而且，為了給用戶提供具有臨場(chǎng)感的音響信息，在任何混合比例的情況下都需要盡量減少相關(guān)成分。具體而言，相關(guān)系數(shù)優(yōu)選為在混入比例剛好成為1(也即，成為單聲道信號(hào))之前為0。圖表B表示根據(jù)利用功率Ptl算出的相關(guān)系數(shù)來(lái)減少相關(guān)成分之后的混入比例相應(yīng)的音響信號(hào)的相關(guān)系數(shù)。另外，圖表C表示根據(jù)利用功率P1算出的相關(guān)系數(shù)來(lái)減少相關(guān)成分之后的混入比例相應(yīng)的音響信號(hào)的相關(guān)系數(shù)。如圖4所示，圖表B中，在混入比例小的區(qū)域(混入比例0 0. 4的區(qū)域)上相關(guān)系數(shù)的變動(dòng)緩慢，而且相關(guān)系數(shù)的值也是小的值(相關(guān)系數(shù)0. 1左右)。這樣，在圖表B中， 在混入比例小的情況下，音響信號(hào)的相關(guān)系數(shù)成為理想的值。然而，在圖表B中，混入比例從中到大的區(qū)域(混入比例0.4 1的區(qū)域)上，即使減少部13e進(jìn)行用于減少相關(guān)成分的處理，伴隨著混入比例的增加而相關(guān)系數(shù)的值也處于增加的傾向。也就是說(shuō)，混入比例從中到大的區(qū)域上，各音響信號(hào)中的相關(guān)成分并沒(méi)有充分減少。圖表C中，在混入比例較大的區(qū)域(混入比例0.8左右的區(qū)域)上，相關(guān)系數(shù)的變動(dòng)緩慢，而且相關(guān)系數(shù)的值也是小的值(相關(guān)系數(shù)0. 1左右)。這樣，在圖表C中，當(dāng)混入比例較大的情況下，音響信號(hào)的相關(guān)系數(shù)成為理想的值。另外，在圖表C的情況下，由于通過(guò)利用功率P1來(lái)減少相關(guān)成分，不進(jìn)行虛部的成分的運(yùn)算，因此能夠削減相關(guān)系數(shù)的導(dǎo)出等運(yùn)算的處理負(fù)荷。然而，圖表C中，在混入比例小 中程度的區(qū)域(混入比例為0. 2 0. 6的區(qū)域) 上，即使減少部13e進(jìn)行用于減少相關(guān)成分的處理，伴隨著混入比例的增加而針對(duì)各音響信號(hào)的相關(guān)系數(shù)的值處于增加的傾向。也就是說(shuō)，在混入比例從小到中程度的區(qū)域上，各音響信號(hào)中的相關(guān)成分并沒(méi)有充分減少。也就是說(shuō)，根據(jù)功率Ptl以及功率P1來(lái)算出的相關(guān)系數(shù)，有時(shí)并不成為與各音響信號(hào)的混入比例相應(yīng)的相關(guān)系數(shù)。因此，即使根據(jù)功率Ptl以及功率？工的任一個(gè)相關(guān)系數(shù)，減少部1 減少了各音響信號(hào)的相關(guān)成分，相關(guān)成分并沒(méi)有充分減少。換言之，成為音響信號(hào)中殘留相關(guān)成分的狀態(tài)。因此，以盡量更多地減少各音響信號(hào)的相關(guān)成分為目的，導(dǎo)出部13c采用兼具功率Ptl以及功率P1的雙方的特長(zhǎng)的混合型的功率P2來(lái)導(dǎo)出相關(guān)系數(shù)α ”減少部13e利用該相關(guān)系數(shù)來(lái)減少各音響信號(hào)的相關(guān)成分。此外，根據(jù)基于功率P2的相關(guān)系數(shù)來(lái)減少相關(guān)成分的音響信號(hào)，具有即使在混入比例變化成任何值都能夠以低的相關(guān)系數(shù)的值來(lái)推移的特征。圖5是表示功率P2的內(nèi)容的圖。該圖所示的特定相關(guān)系數(shù)％例如可取 0彡α Q彡1/2的值。功率P2按照使虛部的成分0Am+R2Im)根據(jù)特定相關(guān)系數(shù)α。的值在0 (L2l^R2iJ 的范圍內(nèi)變化的方式加權(quán)。例如，當(dāng)特定相關(guān)系數(shù)％為“0”的情況下，功率P2成為 "L2Ee+R2Ee+L2Iffl+R2Iffl"0另外，當(dāng)特定相關(guān)系數(shù)α。為“ 1/2”的情況下，功率P2成為“L2Ke+R2K/’。 據(jù)此，即使混入比例變化，從各音響信號(hào)中相關(guān)成分也會(huì)充分減少。其結(jié)果，能夠減少各音響信號(hào)的相關(guān)系數(shù)。即，就功率P2而言，當(dāng)各音響信號(hào)的混入比例低的情況下，接近利用功率Ptl算出的值，當(dāng)各音響信號(hào)的混入比例高的情況下，接近利用功率P1算出的值。接下來(lái)，對(duì)伴隨著功率P2的混入比例的變化的相關(guān)成分的減少狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。圖 6是在圖4所示的圖中追加圖表D的圖。圖表D表示根據(jù)利用功率Ptl算出的相關(guān)系數(shù)來(lái)減少相關(guān)成分之后的混入比例相應(yīng)的音響信號(hào)的相關(guān)系數(shù)。也就是說(shuō)，圖表D表示根據(jù)利用混合型的功率P2來(lái)算出的相關(guān)系數(shù)來(lái)減少相關(guān)成分之后的混入比例相應(yīng)的音響信號(hào)的相關(guān)系數(shù)。根據(jù)圖表D，在混入比例為小 較大的區(qū)域(混入比例0 0.8的區(qū)域)中，以相關(guān)系數(shù)低的值(相關(guān)系數(shù)為0.1 左右)來(lái)穩(wěn)定地推移。這是因?yàn)椋?dāng)混入比例小的情況下(也即，特定相關(guān)系數(shù)％的值小的情況下)，功率P2所包含的虛部的成分的加權(quán)増大，具有與利用功率Ptl導(dǎo)出相關(guān)系數(shù)的情況同樣的特征。另外，當(dāng)混入比例大的情況下(也即，特定相關(guān)系數(shù)的值大的情況下)，功率P2所包含的虛部的成分的加權(quán)變小，具有與利用功率Ptl導(dǎo)出相關(guān)系數(shù)的情況同樣的特征。這樣，導(dǎo)出部13c采用特定相關(guān)系數(shù)α C1來(lái)概括確定左右信道的各音響信號(hào)的相關(guān)的強(qiáng)弱的基礎(chǔ)上，根據(jù)特定相關(guān)系數(shù)α ^的值來(lái)變更功率P2所包含的虛部的成分的加權(quán)。S卩，算出部1 采用與各音響信號(hào)對(duì)應(yīng)的向量的平方和即功率Ptl以及向量的內(nèi)積 Ctl來(lái)算出特定相關(guān)系數(shù)α。。而且，導(dǎo)出部1 采用基于特定相關(guān)系數(shù)C^的功率P2、向量的內(nèi)積Ctl，來(lái)導(dǎo)出相關(guān)系數(shù)α卩據(jù)此，即使混入比例變化，從各音響信號(hào)中減少部1 能夠充分地減少相關(guān)成分。其結(jié)果，相關(guān)系數(shù)也與相關(guān)成分相應(yīng)地降低。接下來(lái)，采用圖7，說(shuō)明作為濾波部13d的一個(gè)例子的LPF的構(gòu)成。圖7是表示LPF 的構(gòu)成例的圖。如圖7所示，濾波部13d被設(shè)為將ニ階IIR(無(wú)限脈沖響應(yīng))濾波器以串聯(lián)的方式級(jí)聯(lián)2個(gè)的構(gòu)成。這里，HR濾波器是指，下一個(gè)的輸出被反饋，具有在無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)間中返回非零的值的脈沖響應(yīng)函數(shù)的濾波器電路。即，濾波部13d是脈沖響應(yīng)無(wú)限持續(xù)的濾波器電路。作為UR濾波器的特長(zhǎng)，即使是低階數(shù)也截止率高，因此濾波部13d能夠高精度地減少噪聲。此外，為了以這樣的濾波器的構(gòu)成來(lái)形成截止頻率fc為IOOHz這樣的濾波器，因此各放大器的系數(shù)例如如圖7所示那樣成為系數(shù)aO、al、a2、b0、bl以及M的值。接下來(lái)，采用圖8，對(duì)講信號(hào)處理裝置10的控制部13適用到電路的情況進(jìn)行說(shuō)明。圖8是第1實(shí)施方式的控制部13的電路構(gòu)成例。如圖8所示，控制部13構(gòu)成為包含正交化部101a、正交化部101b、相關(guān)系數(shù)計(jì)算部102、LPF103、中心成分生成部104以及中心成分減少部105。此外，正交化部IOla以及正交化部IOlb相當(dāng)于圖2所示的變換部13a，相關(guān)系數(shù)計(jì)算部102相當(dāng)于算出部13b以及導(dǎo)出部13c。另外，LPF103相當(dāng)于濾波部13d，中心成分生成部104以及中心成分減少部105相當(dāng)于減少部13e。如果輸入左信道的音響信號(hào)，則正交化部IOla利用使信號(hào)的相位移位90度的希爾伯特濾波器，將該音響信號(hào)變換為由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)。另外，正交化部IOla將變換后的由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)的實(shí)部的成分以及虛部的成分分別輸出到相關(guān)系數(shù)計(jì)算部102，并且將實(shí)部的成分輸出到中心成分生成部104以及中心成分減少部105。同樣，正交化部IOlb利用希爾伯特濾波器將右信道的音響信號(hào)變換為由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)，按每個(gè)實(shí)部的成分以及虛部的成分，將變換后的由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)輸出到相關(guān)系數(shù)計(jì)算部102。而且，將實(shí)部的成分輸出到中心成分生成部104以及中心成分減少部105。相關(guān)系數(shù)計(jì)算部102，采用各音響信號(hào)的實(shí)部的成分以及虛部的成分來(lái)算出特定相關(guān)系數(shù)的基礎(chǔ)上，采用特定相關(guān)系數(shù)來(lái)導(dǎo)出相關(guān)系數(shù)α:。此外，利用LPF103對(duì)相關(guān)系數(shù)Ci1的單位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化，并且將相關(guān)系數(shù)％輸出到中心成分生成部 104。中心成分生成部104利用左右信道的各音響信號(hào)的實(shí)部的成分以及相關(guān)系數(shù)Ci2 來(lái)生成中心成分Ce。另外，中心成分生成部104將所生成的中心成分Ce輸出到中心成分減少部105以及輸出部12。中心成分減少部105從左右信道的各音響信號(hào)的實(shí)部的成分中減去中心成分Ce， 將由此得到的音響信號(hào)L’以及音響信號(hào)R’輸出到輸出部12。接下來(lái)，對(duì)特定相關(guān)系數(shù)C^的具體的導(dǎo)出過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。若將圖3所示的向量 A · 1、向量 · r以及中心成分Ce設(shè)為向量Ce，則向量L以及向量R以下式(8_1)以及下式(8- 來(lái)表示。數(shù)學(xué)式8L = ￡iLXl+Ce…(8-1)R = aEXr+Ce— (8-2)另外，若采用式(8-1)以及式(8-2)所示的向量L和向量R的公式、以及式(6)，則通過(guò)下式(9)來(lái)算出向量Ce。數(shù)學(xué)式9
權(quán)利要求
1.ー種信號(hào)處理方法，具備エ序a，算出用于表示多個(gè)信道的各音響信號(hào)的相關(guān)的程度的第1相關(guān)系數(shù)；エ序b，導(dǎo)出對(duì)所述第1相關(guān)系數(shù)的単位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化而得到的第2相關(guān)系數(shù)；和エ序c，利用所述第2相關(guān)系數(shù)提取所述各音響信號(hào)中均含有的相關(guān)成分，并且從所述各音響信號(hào)的每ー個(gè)信號(hào)中減少所述相關(guān)成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理方法，其特征在干，所述信號(hào)處理方法還具備工序d，將所述各音響信號(hào)的每ー個(gè)信號(hào)變換為由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)，在所述エ序a中，利用所述由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)來(lái)算出所述第1相關(guān)系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信號(hào)處理方法，其特征在干，在所述エ序d中，使所述各音響信號(hào)的與實(shí)部對(duì)應(yīng)的信號(hào)的相位移位90度來(lái)生成與所述虛部對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信號(hào)處理方法，其特征在干，在所述エ序a中，對(duì)分別與所述各音響信號(hào)的各個(gè)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的向量的值取平方，并且利用將取得的平方值相加而得到的第1功率的值以及所述向量?jī)?nèi)積的值來(lái)算出進(jìn)行所述虛部的值的加權(quán)的特定相關(guān)系數(shù)，基于所述特定相關(guān)系數(shù)進(jìn)行所述第1功率中的虛部的加權(quán)，由此算出第2功率的值，并且利用所述第2功率的值以及所述內(nèi)積的值來(lái)算出所述第 1相關(guān)系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號(hào)處理方法，其特征在干，在所述エ序a中，利用所述第2功率中的實(shí)部的值以及所述內(nèi)積的值來(lái)算出所述第1 相關(guān)系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理方法，其特征在干，在所述エ序b中，利用低通濾波器導(dǎo)出所述第2相關(guān)系數(shù)。
7.ー種信號(hào)處理裝置，具備算出単元，算出用于表示多個(gè)信道的各音響信號(hào)的相關(guān)的程度的第1相關(guān)系數(shù)；導(dǎo)出單元，導(dǎo)出對(duì)所述第1相關(guān)系數(shù)的単位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化而得到的第2相關(guān)系數(shù)；和減少單元，利用所述第2相關(guān)系數(shù)提取所述各音響信號(hào)中均含有的相關(guān)成分，并且從所述各音響信號(hào)的每ー個(gè)信號(hào)中減少所述相關(guān)成分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號(hào)處理裝置，其特征在干，所述信號(hào)處理裝置還具備變換單元，該變換単元將所述各音響信號(hào)的每ー個(gè)信號(hào)變換為由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)，所述算出単元利用所述由實(shí)部以及虛部構(gòu)成的信號(hào)算出所述第1相關(guān)系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號(hào)處理裝置，其特征在干，所述變換単元使所述各音響信號(hào)的與實(shí)部對(duì)應(yīng)的信號(hào)的相位移位90度來(lái)生成與所述虛部對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
10.一種再現(xiàn)裝置，具備算出単元，算出用于表示多個(gè)信道的各音響信號(hào)的相關(guān)的程度的第1相關(guān)系數(shù)；導(dǎo)出單元，導(dǎo)出對(duì)所述第1相關(guān)系數(shù)的單位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化而得到的第2相關(guān)系數(shù)；提取單元，利用所述第2相關(guān)系數(shù)提取所述各音響信號(hào)中均含有的相關(guān)成分； 調(diào)整單元，對(duì)所述各音響信號(hào)中的相關(guān)成分與非相關(guān)成分的比例進(jìn)行調(diào)整；和再現(xiàn)單元，對(duì)調(diào)整了所述比例后的所述各音響信號(hào)的每一個(gè)進(jìn)行再現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種信號(hào)處理方法、信號(hào)處理裝置以及再現(xiàn)裝置。導(dǎo)出部(13c)根據(jù)左右信道的各音響信號(hào)算出用于表示各音響信號(hào)的相關(guān)的程度的相關(guān)系數(shù)。另外，濾波部(13d)對(duì)所算出的相關(guān)系數(shù)的單位時(shí)間的變化進(jìn)行平滑化，中心成分減少部(13e)采用經(jīng)平滑化的相關(guān)系數(shù)來(lái)提取各音響信號(hào)中均含有的相關(guān)成分。然后，從各音響信號(hào)中減少所提取的相關(guān)成分。由此，在根據(jù)輸入信號(hào)生成輸出信號(hào)時(shí)，確保音質(zhì)。
文檔編號(hào)H04S5/00GK102572675SQ201110340888
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者若林功 申請(qǐng)人:富士通天株式會(huì)社