專利名稱：聲學設備、聲學調(diào)整方法及程序的制作方法
技術領域：
本公開涉及聲學設備、聲學調(diào)整方法及程序，尤其涉及對配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器的聲學特征進行調(diào)整的聲學設備等。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，迄今為止，處理諸如5. I通道信號等多通道聲音信號的多通道再現(xiàn)系統(tǒng)已是常見的。為了使用多通道聲音信息準確實現(xiàn)環(huán)繞效果，所需要的條件的示例為從聆聽位置到前揚聲器、中心揚聲器和環(huán)繞揚聲器中的每個的距離均相等，所有的揚聲器都是相同的，以及提供相同的幅度特征和相特征。然而，在典型家庭的再現(xiàn)環(huán)境中，經(jīng)常的情況是，由于房間、揚聲器等的物理限制而無法滿足上述條件。在這樣的情況下，為了準確實現(xiàn)環(huán)繞效果，重要的是適當?shù)卣{(diào)整從每個揚聲器輸出的聲音信號的聲學特征。在現(xiàn)有技術中，已存在設置有自動聲學特征調(diào)整功能的聲學設備，該自動聲學特征調(diào)整功能能夠自動調(diào)整從每個揚聲器輸出的音頻信號的聲學特征。這樣的設備預先向每個揚聲器輸出諸如噪聲信號或脈沖信號的測試信號，使用放置在聆聽位置的麥克風采集來自每個揚聲器的響應信號，以及執(zhí)行記錄。然后，分析每個記錄的信號，獲得脈沖響應，以及計算從每個揚聲器到達聆聽位置花費的時間、還有每個揚聲器的幅度特征和相特征。另外，計算延遲量和濾波器系數(shù)，該延遲量和濾波器系數(shù)用于補償在來自每個揚聲器的響應信號期間的到達時間的差、幅度特征的差和相特征的差。在聲音信號再現(xiàn)期間，聲學設備基于上述計算結果將對輸出信號的延遲處理和濾波處理應用于每個揚聲器并且將最優(yōu)信號輸出給每個揚聲器。除了專用的低通通道之外，延遲處理和濾波處理應用于的通道的數(shù)目基本上為5個通道；然而，通道的數(shù)目可為7個通道、9個通道或更多。在日本未審查專利申請公開第07-184293號的聲學設備中，描述了執(zhí)行對反相連接期間的揚聲器輸出的補償。即，聲學設備將脈沖波形的測試信號輸出給每個揚聲器，以及使用麥克風采集來自每個揚聲器的響應信號。此處，通過比較測試信號和響應信號的波形峰值的參考符號來執(zhí)行極性的確定，以及判斷當參考符號相同時，揚聲器的連接同相，而當參考符號不同時，揚聲器的連接反相。此處，在反相連接的情況下，通過反轉(zhuǎn)要施加于揚聲器的信號的極性，來執(zhí)行對反相連接期間的揚聲器輸出的補償。

發(fā)明內(nèi)容
當在多通道聲音信號再現(xiàn)期間同時執(zhí)行聲學特征的調(diào)整時，重要的是利用有限的計算資源來調(diào)整聲學特征。特別地，期望改進對幅度特征和相特征進行調(diào)整的每個濾波處理的效率。在一般的濾波處理中，使用IIR(無限持續(xù)時間脈沖響應)濾波器比使用FIR(有 限脈沖響應)濾波器占用更少的計算資源。所以，可以使用IIR濾波器來調(diào)整幅度特征。在這樣的情況下，可允許由IIR濾波器導致的相失真，或者可考慮到由IIR濾波器導致的相失真來執(zhí)行相特征調(diào)整。相比之下，使用產(chǎn)生相失真的IIR濾波器來調(diào)整相特征是有問題的。所以，一般，使用FIR調(diào)整相特征。然而，在FIR濾波器中，存在以下的相反問題。(I)重要的是減小FIR濾波器的系數(shù)大小以減少計算資源。(2)重要的是增大FIR濾波器的系數(shù)大小以調(diào)整低通相特征。期望減小相調(diào)整濾波器(FIR濾波器)的系數(shù)大小以及促進成本降低。根據(jù)本公開的實施例，提供了一種聲學設備，其從配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器輸出測試信號，以及通過使用麥克風采集來自揚聲器的響應信號來調(diào)整聲學特征，該聲學設備包括測試信號存儲單元，其存儲從揚聲器輸出的測試信號；響應信號存儲單元，其存儲由麥克風采集的來自揚聲器的響應信號；參數(shù)計算單元，其基于存儲在響應信號存儲單元中的來自揚聲器的響應信號，計算至少包括極性反轉(zhuǎn)參數(shù)和相濾波器參數(shù)的聲學調(diào) 整參數(shù)；以及聲學調(diào)整參數(shù)存儲單元，其存儲由參數(shù)計算單元計算的聲學調(diào)整參數(shù)，其中，參數(shù)計算單元使用響應信號的低通分量來計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。根據(jù)本公開的實施例，還提供了一種聲學設備，其從配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器輸出測試信號，以及通過使用麥克風采集來自揚聲器的響應信號來調(diào)整聲學特征。在這種情況下，來自測試信號存儲單元的測試信號被讀出并被施加到揚聲器。另外，由麥克風采集的來自揚聲器的響應信號存儲在響應信號存儲單元中。然后，基于存儲在響應信號存儲單元中的來自揚聲器的響應信號，計算至少包括極性反轉(zhuǎn)參數(shù)和相濾波器參數(shù)的聲學調(diào)整參數(shù)。在這種情況下，使用響應信號的低通分量來計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。這里，以這種方式計算的聲學調(diào)整參數(shù)存儲在聲學調(diào)整參數(shù)存儲單元中。例如，參數(shù)計算單元被設置成基于響應信號的低通分量的波形中的正參考符號側的面積與負參考符號側的面積的面積比來確定極性，以及計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。這里，例如，由麥克風采集的響應信號是脈沖響應信號。參數(shù)計算單元被設置成將低頻通過濾波器應用于通過在脈沖響應信號中卷積階躍信號而獲得的階躍響應信號，以及獲得響應信號的低通分量。以此方式，通過基于響應信號的低通分量的波形中的正參考符號側的面積與負參考符號側的面積的面積比來確定極性，可以以高精確度確定響應信號的低通分量的極性。以此方式，根據(jù)本公開的實施例，聲學調(diào)整參數(shù)至少包括極性反轉(zhuǎn)參數(shù)和相濾波器參數(shù)，以及極性反轉(zhuǎn)參數(shù)是使用由麥克風采集的來自揚聲器的響應信號的低通分量來計算的。所以，當在多通道聲音信號的再現(xiàn)期間調(diào)整聲學特征時，通過基于上述極性反轉(zhuǎn)參數(shù)執(zhí)行聲音信號的極性反轉(zhuǎn)處理，可以很大地減少相調(diào)整處理中的低通相調(diào)整量。所以，即使在例如將FIR濾波器用作相調(diào)整濾波器的情況下，也可以很大地減小系數(shù)大小以及促進成本降低。這里，根據(jù)本公開的實施例，例如，參數(shù)計算單元被設置成計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)，使得響應信號的低通分量的極性匹配期望極性。在這種情況下，例如，在從多個揚聲器(例如，配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器)中選擇的預定揚聲器包括前揚聲器的情況下，期望極性被設置為來自前揚聲器的響應信號的低通分量的極性。因此，通過將期望極性設置為來自從多個揚聲器中選擇的預定揚聲器的響應信號的低通分量的極性，簡化了在多通道聲音信號的再現(xiàn)期間的聲學調(diào)整單元的配置。即，在聲學調(diào)整單元中，極性反轉(zhuǎn)電路和相調(diào)整濾波器可以不設置在預定揚聲器的聲音信號通道中。另外，根據(jù)本公開的另一實施例，提供了一種聲學設備，其將聲音信號輸出到配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器，該聲學設備包括聲學調(diào)整單元，其調(diào)整要輸出到多個揚聲器的聲音信號的聲學特征；聲學調(diào)整參數(shù)存儲單元，其存儲由聲學調(diào)整單元設置的聲學調(diào)整參數(shù)，其中，聲學調(diào)整單元至少包括極性反轉(zhuǎn)電路和相調(diào)整濾波器，以及使用來自揚聲器的響應信號的低通分量計算的極性反轉(zhuǎn)參數(shù)被設置為極性反轉(zhuǎn)電路中的聲學調(diào)整參數(shù)。根據(jù)本公開的實施例，提供了一種聲學設備，其將聲音信號輸出到配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器。根據(jù)該實施例，由聲學調(diào)整單兀調(diào)整輸出到多個揚聲器的聲音信號的聲學特征。聲學調(diào)整單元至少包括極性反轉(zhuǎn)電路和相調(diào)整濾波器。這里，由聲學調(diào)整單元設置的聲學調(diào)整參數(shù)存儲在聲學調(diào)整參數(shù)存儲單元中。聲 學調(diào)整參數(shù)是基于來自揚聲器的響應信號而計算的，而由極性反轉(zhuǎn)電路設置并包括在聲學調(diào)整參數(shù)中的極性反轉(zhuǎn)參數(shù)是使用響應信號的低通分量而計算的。
以此方式，根據(jù)本公開的實施例，當在多通道聲音信號的再現(xiàn)期間調(diào)整聲學特征時，基于上述極性反轉(zhuǎn)參數(shù)，由聲音調(diào)整單元的極性反轉(zhuǎn)電路來執(zhí)行聲音信號的極性反轉(zhuǎn)處理。所以，在聲音調(diào)整單元的相調(diào)整濾波器中很大地減少了低通相調(diào)整量。因此，即使在例如將FIR濾波器用作相調(diào)整濾波器的情況下，也可以很大地減小系數(shù)大小以及促進成本降低。根據(jù)本公開的實施例，例如，進行設置以計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)，使得響應信號的低通分量的極性匹配來自從多個揚聲器選擇的預定揚聲器的響應信號的低通分量的極性，以及聲學調(diào)整單兀在與除多個揚聲器中的預定揚聲器以外的揚聲器對應的聲音信號通道中具有極性反轉(zhuǎn)電路和相調(diào)整濾波器。例如，配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器包括前揚聲器，以及將預定揚聲器設置為前揚聲器。在這種情況下，在聲學調(diào)整單元中，極性反轉(zhuǎn)電路和相調(diào)整濾波器可不設置在預定揚聲器的聲音信號通道中，從而簡化配置。根據(jù)本公開的實施例，在多通道聲音信號再現(xiàn)期間調(diào)整聲學特征的音調(diào)調(diào)整單元中的相調(diào)整濾波器(FIR濾波器)的系數(shù)大小被減小，并且可以促進成本降低。


圖I是示出作為本公開實施例的多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的配置示例的框圖。圖2是示出當聲學設備處于分析階段時由DSP配置的聲學分析塊的配置示例的圖。圖3是用于描述在配置聲學分析塊的控制器中的聲學分析處理序列的流程圖。圖4是用于描述在配置聲學分析塊的控制器中的目標揚聲器的極性反轉(zhuǎn)參數(shù)的計算處理序列的流程圖。圖5A、5B、5C和是用于描述目標揚聲器的極性反轉(zhuǎn)參數(shù)的計算處理序列的波形圖。圖6是示出當聲學設備處于再現(xiàn)階段時由DSP配置的聲學調(diào)整塊的配置示例的圖。圖7A、7B、7C和7D是用于描述可以通過基于響應信號的低通分量的波形中的正參考符號側的面積與負參考符號側的面積的面積比確定極性而以高精確度確定響應信號的低通分量的極性的圖。
具體實施方式
下面，將描述用于實現(xiàn)本公開的形式(下文中，“實施例”)。另外，將按照下面的順序進行說明。I.實施例2.修改I.實施例[多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的配置示例]圖I示出作為本公開實施例的多通道再現(xiàn)系統(tǒng)10的配置示例。多通道再現(xiàn)系統(tǒng)10具有聲音信號輸出設備100、聲學設備200、揚聲器300和麥克風400。例如，聲音信號輸出設備100是DVD再現(xiàn)設備等，并且輸出AC3 (audio code number 3，音頻編碼數(shù)字3)格式的5. I通道壓縮聲音信號。聲學設備200具有譯碼器210、DSP (數(shù)字信號處理器)220、放大器230和放大器240。譯碼器210對從聲音信號輸出設備100輸出的AC3格式的壓縮聲音信號執(zhí)行譯碼處理，以及輸出5. I通道音頻的每個通道的聲音信號。這里，每個通道的聲音信號是左前信號、右前信號、中心信號、左環(huán)繞(左后)信號、右環(huán)繞(右后)信號和重低音(subwoofer)信號。當聲學設備200處于分析階段時，DSP 220配置聲學分析塊。聲學分析塊計算聲學調(diào)整參數(shù)，聲學調(diào)整參數(shù)用于對輸出到揚聲器300的聲音信號執(zhí)行諸如相調(diào)整和幅度調(diào)整的聲學調(diào)整。稍后將描述聲學分析塊的詳細配置。另外，當聲學設備200處于再現(xiàn)階段時，DSP 220配置聲學調(diào)整塊。聲學調(diào)整塊使用上述聲學分析塊中計算的聲學調(diào)整參數(shù)，對輸出到揚聲器300的聲音信號執(zhí)行聲學調(diào)整。以下將描述聲學調(diào)整塊的詳細配置。放大器230放大要從DSP 220輸出到揚聲器300的信號。即，在聲學設備200處于分析階段時，要從作為聲學分析塊的DSP 220輸出的測試信號被放大，并且被供應到揚聲器300。另外，在聲學設備200處于再現(xiàn)階段時，要從作為聲學分析塊的DSP 220輸出的聲音信號被放大，并且被供應到揚聲器300。另外，如稍后所述,放大器240放大由麥克風400采集的來自揚聲器300的響應信號，并且將信號供應到DSP 220。揚聲器300是5. I通道揚聲器。揚聲器300由左前揚聲器、右前揚聲器、中心揚聲器、左環(huán)繞(左后)揚聲器、右環(huán)繞(右后)揚聲器和重低音揚聲器配置而成。上述DSP220在被配置為聲學分析塊時計算分別對應于每個揚聲器的聲學調(diào)整參數(shù)。另外，上述DSP220在被配置為聲學調(diào)整塊時對分別輸出到每個揚聲器的聲音信號使用聲學調(diào)整參數(shù)來執(zhí)行聲學調(diào)整。當聲學設備200處于分析階段時，在聆聽位置布置并且使用麥克風400。麥克風400采集來自揚聲器300的響應信號，并且將信號供應到作為聲學分析塊的DSP 220。當聲學設備200處于分析階段并且DSP 220配置聲學分析塊時，圖I所示的多通道再現(xiàn)系統(tǒng)10執(zhí)行下面的處理。在這種情況下，從DSP 220輸出測試信號。測試信號在放大器230中被放大后從揚聲器300輸出。另外，使用布置在聆聽位置的麥克風400采集來自揚聲器300的響應信號，以及將響應信號供應到DSP 220。在DSP 220中，基于響應信號計算用于對輸出到揚聲器300的聲音信號執(zhí)行聲學調(diào)整的聲學調(diào)整參數(shù)。另外，當聲學設備200處于再現(xiàn)階段并且DSP 220配置聲學調(diào)整塊時，圖I所示的多通道再現(xiàn)系統(tǒng)10執(zhí)行下面的操作。在這種情況下，輸出來自聲音信號輸出設備100的再現(xiàn)內(nèi)容的AC3格式的壓縮聲音信號，以及將壓縮聲音信號輸入到聲學設備200的譯碼器210。在譯碼器210中，對AC3格式的壓縮聲音信號執(zhí)行譯碼處理，并且獲得5. I通道音頻的每個通道的聲音信號。這些聲音信號被供應到DSP 220。在DSP 220中，使用聲學分析塊中計算的聲學調(diào)整參數(shù)，對聲音信號執(zhí)行聲學調(diào)整。這里，聲學調(diào)整后的聲音信號在放大器230中被放大后從揚聲器300輸出。[DSP =聲學分析塊的說明] 如上所述，當聲學設備200處于分析階段時，DSP 220配置聲學分析塊。圖2示出在這種情況下的DSP 220的配置示例。在圖2中，用相同的附圖標記表示對應于圖I的部分。在這種情況下，DSP 220設置有控制器501、測試信號存儲器502、聲學調(diào)整參數(shù)存儲器503、響應信號存儲器504和內(nèi)部數(shù)據(jù)總線505?？刂破?01、測試信號存儲器502、聲學調(diào)整參數(shù)存儲器503和響應信號存儲器504連接到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線505?？刂破?01控制作為聲學分析塊的DSP 220的每個部分的操作。測試信號存儲器502存儲從揚聲器300輸出的測試信號(脈沖信號)。聲學調(diào)整參數(shù)存儲器503存儲分析階段中計算的聲學調(diào)整參數(shù)。如稍后所述，聲學調(diào)整參數(shù)包括極性反轉(zhuǎn)參數(shù)、相濾波器參數(shù)、幅度濾波器參數(shù)、延遲參數(shù)等。響應信號存儲器504存儲由麥克風400采集的來自揚聲器300的響應信號。聲學分析塊中的控制器501從測試信號存儲器502中順序讀出測試信號，并且將信號從目標揚聲器輸出。同時，使用安裝在聆聽位置的麥克風400米集的來自揚聲器的響應信號被存儲在響應信號存儲器504中。此后，測試信號從所有的揚聲器輸出，并且其響應信號被順序存儲在響應信號存儲器504中。隨后，控制器501基于存儲在響應信號存儲器504中的每個響應信號，順序地計算與極性反轉(zhuǎn)處理、相濾波處理、幅度濾波處理和延遲處理有關的每個聲學調(diào)整參數(shù)，以及將結果存儲在聲學調(diào)整參數(shù)存儲器503中。圖3的流程圖示出控制器501中的聲學分析處理序列。控制器501在步驟STl開始分析處理，此后前進到步驟ST2的處理。在步驟ST2，控制器501從測試信號存儲器502中讀出測試信號，并且由內(nèi)部數(shù)據(jù)總線505通過放大器230將該測試信號輸出到目標揚聲器。這里，在步驟ST3，控制器501通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線505接收在麥克風400處采集的來自目標揚聲器的響應信號，并且將該信號存儲在響應信號存儲器504中。接著，在步驟ST4，控制器501確定是否存儲了所有揚聲器的響應信號。當確定未存儲所有揚聲器的響應信號時，控制器501返回到步驟ST2，將下一揚聲器設定為目標揚聲器，以及重復上述相同處理。這里，“所有的揚聲器”指的是包括在揚聲器300中的中心揚聲器、左前揚聲器、右前揚聲器、左環(huán)繞揚聲器、右環(huán)繞揚聲器和重低音揚聲器。當在步驟ST4中確定存儲了所有的揚聲器的響應信號時，在步驟ST5，控制器501順序地將每個揚聲器設定為目標揚聲器，并且計算目標揚聲器的極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。在這種情況下，如此計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)，使得響應信號的低通分量的極性匹配期望極性。極性反轉(zhuǎn)參數(shù)減少使用相調(diào)整濾波器(FIR濾波器)的低通相特征的調(diào)整量，并且是被設定成以減小系數(shù)大小為目的的極性反轉(zhuǎn)電路的乘法器系數(shù)。圖4的流程圖示出控制器501中的對目標揚聲器的極性反轉(zhuǎn)參數(shù)的計算處理序列。控制器501在步驟ST21開始計算處理，此后前進到步驟ST22的處理。在步驟ST22，獲得目標揚聲器的階躍響應。例如，在這種情況下，控制器501在圖5A所示的來自目標揚聲器的脈沖響應信號中卷積圖5B所示的信號，以及獲得圖5C所示的階躍響應信號。接著，在步驟ST23，控制器501對步驟ST22中獲得的階躍響應信號施加低通濾波器(LPF)，以及提取圖所示的階躍響應信號的低通分量。在該情況下，例如，低通濾波器被設定為具有200Hz至500Hz的截止頻率。接著，在步驟ST24，控制器501確定在步驟ST23中提取的低通分量的極性。在這種情況下，控制器501計算由階躍響應信號的低通分量形成的波形的正參考符號側(圖中的X部分)的面積和負參考符號側(圖中的y部分)的面積，面積最大的參考符號被確定為目標揚聲器的階躍響應信號的低通分量的極性。 接著，在步驟ST25中，控制器501將目標揚聲器的階躍響應信號的低通分量的極性與期望極性進行比較。這里，在步驟ST26中，控制器501確定極性是否同相。當極性是同相時，在步驟ST27，控制器501將極性反轉(zhuǎn)參數(shù)設定為“1”，此后在步驟ST28終止處理。另外，當極性不是同相時，即當極性為不同相時，控制器501在步驟ST29將極性反轉(zhuǎn)參數(shù)設定為“-1”，此后在步驟ST28終止處理。在該實施例中，期望極性被設定為前揚聲器的階躍響應信號的低通分量的極性。在這種情況下，使用具有與左前揚聲器和右前揚聲器相同特征的揚聲器，并且也以相同方式執(zhí)行揚聲器連接。這里，左前揚聲器或者右前揚聲器的階躍響應信號的低通分量的極性被設定為期望極性。通過將前揚聲器的階躍響應信號的低通分量的極性用作期望極性，前揚聲器不再是要在步驟ST5中計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)的揚聲器。另外，根據(jù)該實施例，關于稍后描述的期望相特征和期望幅度特征，也類似地使用前揚聲器的相特征和幅度特征。因此，根據(jù)該實施例，初始地，基于來自前揚聲器的響應信號計算其極性、相特征、和幅度特征。這里，如稍后描述的，前揚聲器不再是要計算以下描述的相濾波器參數(shù)和幅度濾波器參數(shù)的揚聲器，以及前揚聲器不再是要計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)的揚聲器。返回圖3，在步驟ST5計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)之后，控制器501在步驟ST6計算相濾波器參數(shù)。在這種情況下，控制器501順序地將每個揚聲器(排除前揚聲器和重低音揚聲器)設定為目標揚聲器，并且計算其相濾波器參數(shù)。為了獲得準確的環(huán)繞效果，優(yōu)選地，每個揚聲器的相特征均相等。在不同類型的揚聲器混合的情況下，或者在從墻反射的聲音等對再現(xiàn)環(huán)境具有很大影響的情況下，每個揚聲器的相特征變得不同。在這種情況下，重要的是，應當應用適當?shù)臑V波器以及使所有揚聲器的相特征相等。在步驟ST6，控制器501計算期望相特征與根據(jù)來自目標揚聲器的響應信號的FFT (快速傅立葉變換)分析的相特征之間的差。這里，具有對差進行補償?shù)奶卣鞯南嗾{(diào)整濾波器的系數(shù)值被計算為相濾波器參數(shù)。在這種情況下，關于極性反轉(zhuǎn)參數(shù)被設定為“-I”的目標揚聲器，控制器501在目標揚聲器的相特征反轉(zhuǎn)之后計算相對于期望相特征的差?？蓪⒕€性相特征、特定揚聲器的相特征等設定為期望相特征。然而，如上所述，根據(jù)該實施例，前揚聲器的相特征被用作期望相特征。根據(jù)來自左前揚聲器和右前揚聲器的兩個揚聲器的響應信號中的響應信號之一、或者由兩者平均后的響應信號的FFT分析的相特征被設定為期望相特征。接著，在步驟ST7，控制器501計算幅度濾波器參數(shù)。在這種情況下，控制器501順序地將每個揚聲器(排除前揚聲器和重低音揚聲器)設定為目標揚聲器，以及計算目標揚聲器的幅度濾波器參數(shù)。為了獲得準確的環(huán)繞效果，優(yōu)選地，每個揚聲器的幅度特征均應相等。在不同類型的揚聲器混合的情況下，或者在從墻反射的聲音等對再現(xiàn)環(huán)境具有很大影響的情況下，每個揚聲器的幅度特征變得不同。在這種情況下，重要的是，應當應用適當?shù)臑V波器以及使所有濾波器的幅度特征相等。在步驟ST7，控制器501計算期望幅度特征與根據(jù)來自目標揚聲器的響應信號的FFT(快速傅立葉變換)分析的幅度特征之間的差。這里，計算具有對差進行補償?shù)奶卣鞯姆妊a償濾波器的系數(shù)值。 可將平坦的相特征、特定揚聲器的幅度特征等設定為期望幅度特征。然而，如上所述，根據(jù)該實施例，前揚聲器的幅度特征被用作期望幅度特征。根據(jù)來自左前揚聲器和右前揚聲器的兩個揚聲器的響應信號中的響應信號之一、或者由兩者平均后的響應信號的FFT分析的幅度特征被設定為期望幅度特征。接著，在步驟ST8，控制器501計算延遲濾波器參數(shù)。在這種情況下，控制器501順序地將每個揚聲器設定為目標揚聲器，以及計算其延遲參數(shù)。為了獲得準確的環(huán)繞效果，優(yōu)選地，每個揚聲器與聆聽位置之間的距離均應相等。然而，在典型的家庭中以相等的距離安裝所有的揚聲器可能常常是困難的。在這種情況下，通過對供應到聆聽位置附近的揚聲器的信號提供適當?shù)难舆t，在聆聽位置處執(zhí)行每個通道再現(xiàn)信號的時間對準，因此可以使所有的揚聲器距離相等?？赏ㄟ^將測試信號到達麥克風400花費的時間乘以聲音的速度，來計算每個揚聲器離聆聽位置的距離。如上所述，通過將前揚聲器設定為期望揚聲器，控制器501使中心揚聲器和環(huán)繞揚聲器的相特征和幅度特征匹配前揚聲器的相特征和幅度特征。因此，在聲學調(diào)整塊中，關于到前揚聲器的輸出信號，不執(zhí)行相濾波處理和幅度濾波處理。這里，在步驟ST8，關于到中心揚聲器和環(huán)繞揚聲器的輸出信號，考慮到由濾波處理花費的延遲時間，控制器501計算每個揚聲器的延遲參數(shù)。接著，在步驟ST9，控制器501將分別在步驟ST5至步驟ST8中計算的每個揚聲器的聲學調(diào)整參數(shù)存儲在聲學調(diào)整參數(shù)存儲器503中。如上所述，聲學調(diào)整參數(shù)包括極性反轉(zhuǎn)參數(shù)、相濾波器參數(shù)、幅度濾波器參數(shù)和延遲參數(shù)。這里，在步驟ST10，控制器501終止分析處理。[DSP =聲學調(diào)整塊的說明]如上所述，當聲學設備200處于再現(xiàn)階段時，DSP 220配置聲學調(diào)整塊。圖6示出在這種情況下的DSP的配置實例。在圖6中，用相同的附圖標記來表不對應于圖I的部分。在這種情況下，DSP 220設置有控制器601、和聲學調(diào)整參數(shù)存儲器602。聲學調(diào)整參數(shù)存儲器602與上述聲學調(diào)整塊中的聲學調(diào)整參數(shù)存儲器503(參考圖2)相同。上述聲學分析塊中計算的每個揚聲器的聲學調(diào)整參數(shù)存儲在聲學調(diào)整參數(shù)存儲器602中。
另外，在中心揚聲器(中心SP)的聲音信號通道中，DSP 220具有極性反轉(zhuǎn)電路611、相調(diào)整濾波器612、幅度調(diào)整濾波器613和延遲存儲器614。而且，在左前揚聲器(前LSP)的聲音信號通道中，DSP 220具有延遲存儲器624。此外，在右前揚聲器(前RSP)的聲音信號通道中，DSP 220具有延遲存儲器634。另外，在左環(huán)繞揚聲器(環(huán)繞LSP)的聲音信號通道中，DSP 220具有極性反轉(zhuǎn)電路641、相調(diào)整濾波器642、幅度調(diào)整濾波器643和延遲存儲器644。此外，在右環(huán)繞揚聲器(環(huán)繞RSP)的聲音信號通道中，DSP220具有極性反轉(zhuǎn)電路651、相調(diào)整濾波器652、幅度調(diào)整濾波器653和延遲存儲器654。另外，在重低音揚聲器的聲音信號通道中，DSP 220具有延遲存儲器664。這里，例如，用FIR濾波器來配置相調(diào)整濾波器612、642和652，從而不產(chǎn)生相失真。相比之下，用FIR濾波器或IIR濾波器來配置幅度調(diào)整濾波器613、643和653?？刂破?01控制作為聲學調(diào)整塊的DSP 220的每個部分的操作。控制器601讀出存儲在聲學調(diào)整參數(shù)存儲器602中的每個揚聲器的聲學調(diào)整參數(shù)，并且將極性反轉(zhuǎn)電路、相調(diào)整濾波器、幅度調(diào)整濾波器和延遲濾波器設定在每個揚聲器的聲音信號通道中。極性反轉(zhuǎn)電路611、641和651將輸入聲音信號乘以作為設定的極性反轉(zhuǎn)參數(shù)的乘法系數(shù)“I”或“-1”，以及根據(jù)需要執(zhí)行輸入聲音信號的極性反轉(zhuǎn)。相調(diào)整濾波器612、642和652調(diào)整中心揚聲器、左環(huán)繞揚聲器和右環(huán)繞揚聲器的相特征以匹配前揚聲器的相特征。幅度調(diào)整濾波器613、643和653調(diào)整中心揚聲器、左環(huán)繞揚聲器和右環(huán)繞揚聲器的幅度特征以匹配前揚聲器的幅度特征。延遲存儲器614至664調(diào)整每個聲音信號的延遲時間，使得來自每個揚聲器的輸出信號同時到達聆聽位置。作為圖6所不的聲學調(diào)整塊，DSP 220對每個揚聲器的聲音信號執(zhí)行聲學調(diào)整。即，在即將經(jīng)由放大器230將調(diào)整后的聲音信號供應到中心揚聲器時，通過極性反轉(zhuǎn)電路611、相調(diào)整濾波器612、幅度調(diào)整濾波器613和延遲存儲器614，聲學地調(diào)整從譯碼器210輸出的中心揚聲器的聲音信號。另外，在即將經(jīng)由放大器230將聲學調(diào)整后的聲音信號供應到左前揚聲器時，通過延遲存儲器624聲學地調(diào)整從譯碼器210輸出的左前揚聲器的聲音信號。此外，在即將經(jīng)由放大器230將聲學調(diào)整后的聲音信號供應到右前揚聲器時，通過延遲存儲器634聲學地調(diào)整從譯碼器210輸出的右前揚聲器的聲音信號。另外，在即將經(jīng)由放大器230將調(diào)整后的聲音信號供應到左環(huán)繞揚聲器時，通過極性反轉(zhuǎn)電路641、相調(diào)整濾波器642、幅度調(diào)整濾波器643和延遲存儲器644，聲學地調(diào)整從譯碼器210輸出的左環(huán)繞揚聲器的聲音信號。此外，在即將經(jīng)由放大器230將調(diào)整后的聲音信號供應到右環(huán)繞揚聲器時，通過極性反轉(zhuǎn)電路651、相調(diào)整濾波器652、幅度調(diào)整濾波器653和延遲存儲器654,聲學地調(diào)整從譯碼器210輸出的右環(huán)繞揚聲器的聲音信號。另外，在即將經(jīng)由放大器230將調(diào)整后的聲音信號供應到重低音揚聲器時，通過延遲存儲器664,聲學地調(diào)整從譯碼器210輸出的重低音揚聲器的聲音信號。如上所述，在圖I所示的多通道再現(xiàn)系統(tǒng)10中，當聲學設備200處于分析階段時，DSP 220配置聲學分析塊。因此，在聲學分析塊中，計算聲學調(diào)整參數(shù)，聲學調(diào)整參數(shù)用于對輸出到揚聲器300的聲音信號執(zhí)行諸如相調(diào)整和幅度調(diào)整的聲學調(diào)整。在這種情況下，聲學調(diào)整參數(shù)包括極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。使用采用麥克風400采集的來自揚聲器300的響應信號的低通分量，來計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。所以，當調(diào)整再現(xiàn)期間的聲學特征時，通過基于上述極性反轉(zhuǎn)參數(shù)執(zhí)行聲音信號的極性反轉(zhuǎn)處理，可以很大地減少相調(diào)整處理中的低通相調(diào)整量。因此，例如作為相調(diào)整濾波器，即使在使用FIR濾波器的情況下，也可以很大地減小其系數(shù)大小以及促進成本降低。另外，在圖I所示的多通道再現(xiàn)系統(tǒng)10中，在由DSP 220配置的聲學分析塊中，使用采用麥克風400采集的來自揚聲器300的響應信號的低通分量，來計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。在這種情況下，通過基于響應信號的低通分量的波形中的正參考符號側的面積與負參考符號側的面積的面積比來確定極性，可以以高精確度確定響應信號的低通分量的極性。例如，可將多個單元，例如高通揚聲器單元和低通揚聲器單元配置為揚聲器。在這種情況下，如果在響應信號的峰值點位于正參考符號側上或位于負參考符號側上時確定相極性，確定結果可能不表示低通分量的極性。例如，圖7A示出來自揚聲器的脈沖響應信號的示例，其中，高通相極性為同相，而 低通相極性為反相。在這種情況下，當在峰值點(P)處確定相極性時，其被確定為同相。然而，當在圖7A所示的來自揚聲器的脈沖響應信號中卷積圖7B所示的階躍信號時，獲得圖7C所示的階躍響應信號。這里，如圖7D所示，當對階躍響應信號應用低通濾波器(LPF)時，提取階躍響應信號的低通分量。由階躍響應信號的低通分量形成的波形的負參考符號側的面積(圖7的y部分)變得大于正參考符號側的面積(圖7D的X部分)。所以，來自揚聲器的響應信號的低通分量的極性被正確地確定為反相。另外，在圖I所示的多通道再現(xiàn)系統(tǒng)10中，在由DSP 220配置的聲學分析塊中，計算每個揚聲器的聲學調(diào)整參數(shù)(極性反轉(zhuǎn)參數(shù)、相濾波器參數(shù)、幅度濾波器參數(shù)和延遲參數(shù))。在這種情況下，根據(jù)期望地設定來自前揚聲器的響應信號的低通分量的相特征和幅度特征，以及計算其它揚聲器的聲學調(diào)整參數(shù)。所以，當聲學設備200處于再現(xiàn)階段時，在由DSP220配置的聲學調(diào)整塊中，極性反轉(zhuǎn)電路、相調(diào)整濾波器、和幅度調(diào)整濾波器可不設置在前揚聲器的聲音信號通道中，從而簡化配置。2.修改這里，在上述實施例中，當聲學設備200處于分析階段時，在由DSP220配置的聲學分析塊中，已經(jīng)描述了根據(jù)期望地設定和使用前揚聲器的極性、相特征和幅度特征。然而，可考慮到的是，在配置揚聲器300的各個5. I通道揚聲器中，可根據(jù)期望地設定和使用除前揚聲器以外的其它揚聲器的極性、相特征和幅度特征。另外，可考慮到的是，可根據(jù)需要地設定和使用與配置揚聲器300的各個5. I通道揚聲器相分離的其它揚聲器的極性、相特征和幅度特征，或者可根據(jù)需要地設定和使用虛擬揚聲器的極性、相特征和幅度特征。在這種情況下，當聲學設備200處于再現(xiàn)階段時，在由DSP 220配置的聲學調(diào)整塊中，極性反轉(zhuǎn)電路、相調(diào)整濾波器和幅度調(diào)整濾波器應當設置在前揚聲器的聲音信號通道中。而且，根據(jù)上述實施例，給出了處理5. I通道聲音信號的多通道再現(xiàn)系統(tǒng)10的示例。自然地，本公開也可以以類似的方式應用于處理其它多通道聲音信號，例如7. I通道音頻的多通道再現(xiàn)系統(tǒng)。本公開包含與2011年3月4日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權專利JP2011-047370中公開的主題有關的主題，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
本領域技術人員應當理解，取決于設計需求和其它因素，可進行各種修改、組合、子組合和替換，只要其在所附權利要求及其等同內(nèi)容的范圍之內(nèi)即可。
權利要求
1.一種聲學設備，其從配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器輸出測試信號，以及通過使用麥克風采集來自所述揚聲器的響應信號來調(diào)整聲學特征，所述聲學設備包括 測試信號存儲單元，其存儲從所述揚聲器輸出的測試信號； 響應信號存儲單元，其存儲由所述麥克風采集的來自所述揚聲器的響應信號； 參數(shù)計算單元，其基于存儲在所述響應信號存儲單元中的來自所述揚聲器的所述響應信號，計算至少包括極性反轉(zhuǎn)參數(shù)和相濾波器參數(shù)的聲學調(diào)整參數(shù)；以及 聲學調(diào)整參數(shù)存儲單元，其存儲由所述參 數(shù)計算單元計算的所述聲學調(diào)整參數(shù)， 其中，所述參數(shù)計算單元使用所述響應信號的低通分量來計算所述極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。
2.根據(jù)權利要求I所述的聲學設備，其中，所述參數(shù)計算單元基于所述響應信號的所述低通分量的波形中的正參考符號側的面積與負參考符號側的面積的面積比來確定極性，并且計算所述極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的聲學設備， 其中，由所述麥克風采集的所述響應信號為脈沖響應信號，以及所述參數(shù)計算單元將低頻通過濾波器應用于通過在所述脈沖響應信號中卷積階躍信號而獲得的階躍響應信號，并且獲得所述響應信號的所述低通分量。
4.根據(jù)權利要求I所述的聲學設備，其中，所述參數(shù)計算單元計算所述極性反轉(zhuǎn)參數(shù)，使得所述響應信號的所述低通分量的極性匹配期望極性。
5.根據(jù)權利要求4所述的聲學設備，其中，所述期望極性為來自從所述多個揚聲器中選擇的預定揚聲器的所述響應信號的所述低通分量的極性。
6.根據(jù)權利要求5所述的聲學設備，其中，配置所述多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的所述多個揚聲器包括前揚聲器，所述前揚聲器為所述預定揚聲器。
7.—種聲學調(diào)整方法，其從配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器輸出測試信號，以及通過使用麥克風采集來自所述揚聲器的響應信號來調(diào)整聲學特征，所述方法包括 從所述揚聲器輸出測試信號； 使用所述麥克風采集來自所述揚聲器的響應信號； 基于在所述響應信號的所述采集中采集的來自所述揚聲器的所述響應信號，計算至少包括極性反轉(zhuǎn)參數(shù)和相濾波器參數(shù)的聲學調(diào)整參數(shù)；以及 存儲在所述聲學調(diào)整參數(shù)的所述計算中計算的所述聲學調(diào)整參數(shù)， 其中，在所述聲學調(diào)整參數(shù)的計算中，使用所述響應信號的低通分量來計算所述極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。
8.一種程序，其使計算機用作 測試信號輸出單元，其從配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器輸出測試信號； 響應信號存儲單元，其存儲由麥克風采集的來自所述多個揚聲器的響應信號； 參數(shù)計算單元，其基于存儲在所述響應信號存儲單元中的來自所述揚聲器的所述響應信號，計算至少包括極性反轉(zhuǎn)參數(shù)和相濾波器參數(shù)的聲學調(diào)整參數(shù)；以及 聲學調(diào)整參數(shù)存儲單元，其存儲由所述參數(shù)計算單元計算的所述聲學調(diào)整參數(shù)， 其中，所述參數(shù)計算單元使用所述響應信號的低通分量來計算所述極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。
9.一種聲學設備，其將聲音信號輸出到配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器，所述聲學設備包括聲學調(diào)整單元，其調(diào)整要輸出到所述多個揚聲器的所述聲音信號的聲學特征； 聲學調(diào)整參數(shù)存儲單元，其存儲由所述聲學調(diào)整單元設定的聲學調(diào)整參數(shù)， 其中，所述聲學調(diào)整單元至少包括極性反轉(zhuǎn)電路和相調(diào)整濾波器， 存儲在所述聲學調(diào)整參數(shù)存儲單元中的所述聲學調(diào)整參數(shù)是基于來自所述揚聲器的所述響應信號而計算的，以及 包括在所述聲學調(diào)整參數(shù)中并且由所述極性反轉(zhuǎn)電路設定的 極性反轉(zhuǎn)參數(shù)是使用來自所述揚聲器的所述響應信號的低通分量而計算的。
10.根據(jù)權利要求9所述的聲學設備， 其中，計算所述極性反轉(zhuǎn)參數(shù)，使得所述響應信號的低通分量的極性匹配來自從所述多個揚聲器中選擇的預定揚聲器的響應信號的低通分量的極性，以及 所述聲學調(diào)整單元在與除所述多個揚聲器中的所述預定揚聲器以外的揚聲器對應的聲音信號通道中具有極性反轉(zhuǎn)電路和相調(diào)整濾波器。
11.根據(jù)權利要求10所述的聲學設備，其中，配置所述多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的所述多個揚聲器包括前揚聲器，所述前揚聲器為所述預定揚聲器。
全文摘要
提供一種聲學設備、聲學調(diào)整方法及程序。該聲學設備從配置多通道再現(xiàn)系統(tǒng)的多個揚聲器輸出測試信號，以及通過使用麥克風采集來自揚聲器的響應信號來調(diào)整聲學特征，該聲學設備包括測試信號存儲單元，其存儲從揚聲器輸出的測試信號；響應信號存儲單元，其存儲由麥克風采集的來自揚聲器的響應信號；參數(shù)計算單元，其基于存儲在響應信號存儲單元中的來自揚聲器的響應信號，計算至少包括極性反轉(zhuǎn)參數(shù)和相濾波器參數(shù)的聲學調(diào)整參數(shù)；以及聲學調(diào)整參數(shù)存儲單元，其存儲由參數(shù)計算單元計算的聲學調(diào)整參數(shù)。參數(shù)計算單元使用響應信號的低通分量來計算極性反轉(zhuǎn)參數(shù)。
文檔編號H04S3/00GK102655620SQ20121004481
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權日2011年3月4日
發(fā)明者酒井和樹, 金井隆 申請人:索尼公司