音頻再生裝置以及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用揚(yáng)聲器陣列來對(duì)音頻對(duì)象進(jìn)行再生的裝置及其方法。尤其涉及對(duì)含有示出使聲像定位在三維空間中的位置的再生位置信息的音頻對(duì)象進(jìn)行再生的裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年，以數(shù)碼電視廣播接收機(jī)或DVD播放機(jī)來再生5.lch的音頻內(nèi)容的裝置被不斷地開發(fā)且被商品化。5.lch是指，被配置了前置左右聲道、前方中央聲道、以及左右環(huán)繞聲道的聲道設(shè)定。而且，在近些年的藍(lán)光(Blu-ray (注冊(cè)商標(biāo)))播放器中，在后聲場(chǎng)增加了左右聲道，而構(gòu)成了 7.lch(聲道)。
[0003]并且，隨著圖像的更大畫面化以及高精細(xì)化的進(jìn)展，音頻的立體聲研究也在不斷地發(fā)展。例如，正在研究以22.2ch(聲道)的揚(yáng)聲器設(shè)置為前提的立體聲。圖14示出了目前NHK(日本廣播協(xié)會(huì))正在研究開發(fā)的22.2ch的音頻再生中的揚(yáng)聲器設(shè)置。其與以往的僅在二維平面上(圖14的中段部分)設(shè)置揚(yáng)聲器不同，是在腳下(下段)以及天花板(上段)也設(shè)置揚(yáng)聲器的三維的構(gòu)成(非專利文獻(xiàn)1)。
[0004]并且，也在試行以三維音響作為特征而設(shè)置在電影院(非專利文獻(xiàn)2)。在這種情況下也是同樣，將揚(yáng)聲器也設(shè)置在天花板的3D (三維)的構(gòu)成。并且，內(nèi)容作為音頻對(duì)象而被編碼。音頻對(duì)象是指，伴隨有示出使聲像定位在三維空間中的位置的再生位置信息的音頻信號(hào)。例如是將以(x、y、z)這三軸表示的聲源(聲像)應(yīng)該定位在哪個(gè)位置的再生位置信息、與該聲源的音頻信號(hào)作為一組來進(jìn)行編碼的信號(hào)。
[0005]例如，在將子彈、飛機(jī)或飛行中的鳥的叫聲等作為音頻對(duì)象的情況下，再生位置信息所示的位置則會(huì)隨著時(shí)間不停地迀移。在這種情況下，再生位置信息也可以是表示迀移方向的向量信息。當(dāng)然，在某特定的位置發(fā)生了爆炸聲等情況下，再生位置信息則是固定不變的。
[0006]這樣，以將揚(yáng)聲器設(shè)置成三維為前提，進(jìn)行了對(duì)伴隨有再生位置信息的音頻信號(hào)進(jìn)行再生的研究開發(fā)，但是在實(shí)際的家庭應(yīng)用或個(gè)人應(yīng)用中，不能將揚(yáng)聲器設(shè)置成三維的情況較多。
[0007]另外，在不能對(duì)揚(yáng)聲器進(jìn)行自由設(shè)置的環(huán)境中，作為盡可能地實(shí)現(xiàn)臨場(chǎng)感高的音頻再生技術(shù)，而研究開發(fā)了 HRTF (頭相關(guān)傳遞函數(shù)；Head Related Transfer Funct1n)、波陣面合成、波束成形等。
[0008]HRTF是模擬在人的頭部周邊的聲音的傳播特性的傳遞函數(shù)。聽起來聲音是從哪個(gè)方向傳來的這種知覺會(huì)受到HRTF的影響，如圖15所示，主要受到兩耳間的聲壓差、到達(dá)兩耳間的聲波的時(shí)間差的影響。相反而言，通過信號(hào)處理對(duì)此進(jìn)行人工控制，從而能夠控制聽起來的聲音方向。非專利文獻(xiàn)3已有詳細(xì)說明。并且，有關(guān)前后以及上下方向的定位的啟示，包含在HRTF的振幅譜中。專利文獻(xiàn)1已有詳細(xì)說明。
[0009]關(guān)于波陣面合成的基本的工作原理由圖16的(a)示出。本來，聲波是在以聲源為中心的同心圓上擴(kuò)散的(只要不將揚(yáng)聲器設(shè)置在聲源的位置上)，因此，自然的聲波雖然不能在空間上生成，但是能夠?qū)⒍鄠€(gè)揚(yáng)聲器排列設(shè)置(即，形成揚(yáng)聲器陣列)，通過恰當(dāng)?shù)乜刂坡晧阂约跋辔唬头路鹇暡◤穆曉磾U(kuò)散開的同心圓狀的波形的一部分在空間上被生成。非專利文獻(xiàn)4已有詳細(xì)說明。
[0010]波束成形的基本的工作原理如圖16的(b)所示。與波陣面合成同樣，對(duì)于波束成形也采用揚(yáng)聲器陣列，并通過對(duì)聲壓以及相位進(jìn)行恰當(dāng)?shù)乜刂?，從而能夠使特定的位置的聲壓?jí)比其周圍高。據(jù)此，能夠再現(xiàn)出聲源仿佛就存在于該位置的狀態(tài)。非專利文獻(xiàn)5已有詳細(xì)說明。
[0011](現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))
[0012](專利文獻(xiàn))
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本國(guó)際公開第2006/030692號(hào)
[0014](非專利文獻(xiàn))
[0015]非專利文獻(xiàn)l:First published in SMPTE Technical Conference Publicat1nin October 2007
[0016]非專利文獻(xiàn)2:Dolby Atmos Cinema Technical Guidelines
[0017]非專利文獻(xiàn)3:Aud1 EngSoc，Vol 49，No 4，2001April Introduct1n toHead-Related Transfer Funct1ns (HRTFs) Representat1ns of HRTFs in Time，F(xiàn)requency，and Space
[0018]非專利文獻(xiàn)4:Aud1 Signal Processing for Next-Generat1n MultimediaCommunicat1n Systems，pp.323-342，Y.A.Huang，J.Benesty，Kluwer，Jan.2004
[0019]非專利文獻(xiàn)5:AES 127th Convent1n, New York NY，USA，2009 0ctober9-12Physical and Perceptual Properties of Focused Sources in Wave Field Synthesis

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]發(fā)明要解決的問題
[0021]然而出現(xiàn)的課題是，若要將以上所示的22.2ch這種將揚(yáng)聲器也設(shè)置在天花板上的構(gòu)成，以實(shí)際上的家庭用或個(gè)人用來實(shí)現(xiàn)是比較困難的。
[0022]作為即使在不能自由地設(shè)置揚(yáng)聲器的情況下也能夠提高聲音的臨場(chǎng)感的方法，已經(jīng)公開了 HRTF (頭相關(guān)傳遞函數(shù))、波陣面合成、波束成形。HRTF作為控制聲音的聽起來的方向的方法是非常有效的，但是只是在知覺上控制這種聽上去的感覺，并非是在物理上實(shí)際再現(xiàn)波面，因此不能再現(xiàn)受聽者與聲源之間的距離感。與此相比，波陣面合成以及波束成形由于能夠再現(xiàn)實(shí)際上的物理波面，從而能夠再現(xiàn)受聽者與聲源的距離感，但是不能在受聽者的后方生成聲源。這是因?yàn)閺膿P(yáng)聲器陣列輸出的聲波在結(jié)成聲像之前，聲波先到達(dá)了受聽者的聽覺的緣故。
[0023]并且，上述的任一個(gè)以往的技術(shù)均為揚(yáng)聲器被設(shè)置在二維平面上來進(jìn)行聲音控制的技術(shù)，因此，在音頻對(duì)象中所包含的再生位置信息作為三維的空間信息而被表現(xiàn)的情況下，則不能進(jìn)行反映了再生位置信息的信號(hào)處理。
[0024]本發(fā)明鑒于以往的課題，目的在于提供一種音頻再生裝置及其方法，即使在不能自由設(shè)置揚(yáng)聲器的空間，也能夠以良好的臨場(chǎng)感來再生包含有三維的再生位置信息的音頻對(duì)象。
[0025]用于解決問題的手段
[0026]為了解決上述的課題，其中一個(gè)實(shí)施方式所涉及的音頻再生裝置對(duì)包含有音頻信號(hào)以及再生位置信息的音頻對(duì)象進(jìn)行再生，所述再生位置信息示出使所述音頻信號(hào)的聲像定位的三維空間中的位置，所述音頻再生裝置包括:至少一列的揚(yáng)聲器陣列，將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲學(xué)振動(dòng)；轉(zhuǎn)換部，將所述再生位置信息轉(zhuǎn)換為校正再生位置信息，所述校正再生位置信息是以所述揚(yáng)聲器陣列的位置為基準(zhǔn)的二維坐標(biāo)軸上的位置信息；以及信號(hào)處理部，按照所述校正再生位置信息，進(jìn)行使所述音頻對(duì)象中所包含的所述音頻信號(hào)的聲像定位的處理。
[0027]據(jù)此，音頻對(duì)象中包含的三維的再生位置信息被轉(zhuǎn)換為以揚(yáng)聲器陣列的位置為基準(zhǔn)的二維坐標(biāo)軸上的校正再生位置信息，且能夠按照校正后的校正再生位置信息來使聲像定位，因此，即使在揚(yáng)聲器設(shè)置受到限制的情況下，也能夠以高臨場(chǎng)感來再生音頻對(duì)象。
[0028]在此也可以是，在將構(gòu)成所述揚(yáng)聲器陣列的揚(yáng)聲器元件的排列方向設(shè)為X軸，將與所述X軸正交、且與設(shè)置有所述揚(yáng)聲器陣列的面的設(shè)置面平行的方向設(shè)為Y軸，將與所述X軸正交、且與所述設(shè)置面垂直的方向設(shè)為Z軸時(shí)，所述校正再生位置信息示出由所述X軸與所述Y軸構(gòu)成的坐標(biāo)軸上的位置，在以所述再生位置信息確定的位置為(X、y、z)時(shí)，所述校正再生位置信息是與所述X、y對(duì)應(yīng)的值。
[0029]據(jù)此，在以再生位置信息確定的位置為(X、y、z)時(shí)，校正再生位置信息則成為與所述X、y對(duì)應(yīng)的值，因此，即使在不能將揚(yáng)聲器設(shè)置成三維的空間中，也能夠以高臨場(chǎng)感來再生含有三維的再生位置信息的音頻對(duì)象。
[0030]并且也可以是，在所述二維坐標(biāo)的Y坐標(biāo)上，所述揚(yáng)聲器陣列的背面方向?yàn)樨?fù)坐標(biāo)、所述揚(yáng)聲器陣列的正面方向?yàn)檎鴺?biāo)，在所述二維坐標(biāo)的X坐標(biāo)上，從所述揚(yáng)聲器陣列的中央向左右兩側(cè)分別為負(fù)坐標(biāo)和正坐標(biāo)時(shí)，所述校正再生位置信息的值為將規(guī)定的值與所述X、y的至少一方相乘而得到的值。
[0031]據(jù)此，校正再生位置信息的值成為以規(guī)定的值與所述X、y相乘而得到的值，因此能夠虛擬地改變感受到的空間大小。
[0032]并且也可以是，所述校正再生位置信息的X坐標(biāo)值受到所述揚(yáng)聲器陣列的寬度的限制。
[0033]據(jù)此，由于校正再生位置信息的X坐標(biāo)值受到所述揚(yáng)聲器陣列的寬度的限制，因此能夠進(jìn)行適合于揚(yáng)聲器陣列的性能的信號(hào)處理。
[0034]并且也可以是，所述信號(hào)處理部是將聲像構(gòu)成到所述二維坐標(biāo)軸上的位置的波束成形部。
[0035]據(jù)此，能夠通過波束成形部，在目標(biāo)的位置上生成較強(qiáng)的聲學(xué)振動(dòng)，因此，能