音频再生装置以及方法制造方法及图纸

一种音频再生装置(110)，对包含音频信号以及示出使其声像定位的三维空间中的位置的再生位置信息的音频对象进行再生，包括：至少一列扬声器阵列(106)；转换部(102)，将再生位置信息转换为校正再生位置信息，该校正再生位置信息是以扬声器阵列的位置为基准的二维坐标轴上的位置信息；及信号处理部(105)，按照校正再生位置信息，进行使音频信号的声像定位的处理。在二维坐标的Y坐标上，扬声器阵列的背面方向为负坐标、扬声器阵列的正面方向为正坐标，在二维坐标的X坐标上，从扬声器阵列的中央向左右两侧分别为负坐标和正坐标时，校正再生位置信息的值为将规定的值与所述x、y的至少一方相乘而得到的值。

【技术实现步骤摘要】
音频再生装置以及方法本申请是申请日为2014年2月19日、申请号为201480032404.7、专利技术名称为“音频再生装置以及方法”的专利技术专利申请的分案。
本专利技术涉及利用扬声器阵列来对音频对象进行再生的装置及其方法。尤其涉及对含有示出使声像定位在三维空间中的位置的再生位置信息的音频对象进行再生的装置及其方法。
技术介绍
近些年，以数码电视广播接收机或DVD播放机来再生5.1ch的音频内容的装置被不断地开发且被商品化。5.1ch是指，被配置了前置左右声道、前方中央声道、以及左右环绕声道的声道设定。而且，在近些年的蓝光(Blu-ray(注册商标))播放器中，在后声场增加了左右声道，而构成了7.1ch(声道)。并且，随着图像的更大画面化以及高精细化的进展，音频的立体声研究也在不断地发展。例如，正在研究以22.2ch(声道)的扬声器设置为前提的立体声。图14示出了目前NHK(日本广播协会)正在研究开发的22.2ch的音频再生中的扬声器设置。其与以往的仅在二维平面上(图14的中段部分)设置扬声器不同，是在脚下(下段)以及天花板(上段)也设置扬声器的三维的构成(非专利文献1)。并且，也在试行以三维音响作为特征而设置在电影院(非专利文献2)。在这种情况下也是同样，将扬声器也设置在天花板的3D(三维)的构成。并且，内容作为音频对象而被编码。音频对象是指，伴随有示出使声像定位在三维空间中的位置的再生位置信息的音频信号。例如是将以(x、y、z)这三轴表示的声源(声像)应该定位在哪个位置的再生位置信息、与该声源的音频信号作为一组来进行编码的信号。例如，在将子弹、飞机或飞行中的鸟的叫声等作为音频对象的情况下，再生位置信息所示的位置则会随着时间不停地迁移。在这种情况下，再生位置信息也可以是表示迁移方向的向量信息。当然，在某特定的位置发生了爆炸声等情况下，再生位置信息则是固定不变的。这样，以将扬声器设置成三维为前提，进行了对伴随有再生位置信息的音频信号进行再生的研究开发，但是在实际的家庭应用或个人应用中，不能将扬声器设置成三维的情况较多。另外，在不能对扬声器进行自由设置的环境中，作为尽可能地实现临场感高的音频再生技术，而研究开发了HRTF(头相关传递函数；HeadRelatedTransferFunction)、波阵面合成、波束成形等。HRTF是模拟在人的头部周边的声音的传播特性的传递函数。听起来声音是从哪个方向传来的这种知觉会受到HRTF的影响，如图15所示，主要受到两耳间的声压差、到达两耳间的声波的时间差的影响。相反而言，通过信号处理对此进行人工控制，从而能够控制听起来的声音方向。非专利文献3已有详细说明。并且，有关前后以及上下方向的定位的启示，包含在HRTF的振幅谱中。专利文献1已有详细说明。关于波阵面合成的基本的工作原理由图16的(a)示出。本来，声波是在以声源为中心的同心圆上扩散的(只要不将扬声器设置在声源的位置上)，因此，自然的声波虽然不能在空间上生成，但是能够将多个扬声器排列设置(即，形成扬声器阵列)，通过恰当地控制声压以及相位，就仿佛声波从声源扩散开的同心圆状的波形的一部分在空间上被生成。非专利文献4已有详细说明。波束成形的基本的工作原理如图16的(b)所示。与波阵面合成同样，对于波束成形也采用扬声器阵列，并通过对声压以及相位进行恰当地控制，从而能够使特定的位置的声压级比其周围高。据此，能够再现出声源仿佛就存在于该位置的状态。非专利文献5已有详细说明。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1：日本国際公开第2006/030692号(非专利文献)非专利文献1：FirstpublishedinSMPTETechnicalConferencePublicationinOctober2007非专利文献2：DolbyAtmosCinemaTechnicalGuidelines非专利文献3：AudioEngSoc，Vol49，No4，2001AprilIntroductiontoHead-RelatedTransferFunctions(HRTFs)：RepresentationsofHRTFsinTime，Frequency，andSpace非专利文献4：AudioSignalProcessingforNext-GenerationMultimediaCommunicationSystems，pp.323-342，Y.A.Huang，J.Benesty，Kluwer，Jan.2004非专利文献5：AES127thConvention，NewYorkNY，USA，2009October9-12PhysicalandPerceptualPropertiesofFocusedSourcesinWaveFieldSynthesis
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而出现的课题是，若要将以上所示的22.2ch这种将扬声器也设置在天花板上的构成，以实际上的家庭用或个人用来实现是比较困难的。作为即使在不能自由地设置扬声器的情况下也能够提高声音的临场感的方法，已经公开了HRTF(头相关传递函数)、波阵面合成、波束成形。HRTF作为控制声音的听起来的方向的方法是非常有效的，但是只是在知觉上控制这种听上去的感觉，并非是在物理上实际再现波面，因此不能再现受听者与声源之间的距离感。与此相比，波阵面合成以及波束成形由于能够再现实际上的物理波面，从而能够再现受听者与声源的距离感，但是不能在受听者的后方生成声源。这是因为从扬声器阵列输出的声波在结成声像之前，声波先到达了受听者的听觉的缘故。并且，上述的任一个以往的技术均为扬声器被设置在二维平面上来进行声音控制的技术，因此，在音频对象中所包含的再生位置信息作为三维的空间信息而被表现的情况下，则不能进行反映了再生位置信息的信号处理。本专利技术鉴于以往的课题，目的在于提供一种音频再生装置及其方法，即使在不能自由设置扬声器的空间，也能够以良好的临场感来再生包含有三维的再生位置信息的音频对象。用于解决问题的手段为了解决上述的课题，其中一个实施方式所涉及的音频再生装对包含有音频信号以及再生位置信息的音频对象进行再生，所述再生位置信息示出使所述音频信号的声像定位的三维空间中的位置，所述音频再生装置包括：至少一列的扬声器阵列，将声信号转换为声学振动；转换部，将所述再生位置信息转换为校正再生位置信息，所述校正再生位置信息是以所述扬声器阵列的位置为基准的二维坐标轴上的位置信息；以及信号处理部，按照所述校正再生位置信息，进行使所述音频对象中所包含的所述音频信号的声像定位的处理，在将构成所述扬声器阵列的扬声器元件的排列方向设为X轴，将与所述X轴正交、且与设置有所述扬声器阵列的面即设置面平行的方向设为Y轴，将与所述X轴正交、且与所述设置面垂直的方向设为Z轴时，所述校正再生位置信息示出由所述X轴与所述Y轴构成的坐标轴上的位置，在以所述再生位置信息确定的位置为(x、y、z)时，所述校正再生位置信息是与所述x、y对应的值，在所述二维坐标的Y坐标上，所述扬声器阵列的背面方向为负坐标、所述扬声器阵列的正面方向为正坐标，在所述二维坐标的X坐标上，从所述扬声器阵列的中央向左右两侧分别为负坐标和正坐标时，所述校正再生位置信息的值为将规定的值与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频再生装置，对包含有音频信号以及再生位置信息的音频对象进行再生，所述再生位置信息示出使所述音频信号的声像定位的三维空间中的位置，所述音频再生装置包括：至少一列的扬声器阵列，将声信号转换为声学振动；转换部，将所述再生位置信息转换为校正再生位置信息，所述校正再生位置信息是以所述扬声器阵列的位置为基准的二维坐标轴上的位置信息；以及信号处理部，按照所述校正再生位置信息，进行使所述音频对象中所包含的所述音频信号的声像定位的处理，在将构成所述扬声器阵列的扬声器元件的排列方向设为X轴，将与所述X轴正交、且与设置有所述扬声器阵列的面即设置面平行的方向设为Y轴，将与所述X轴正交、且与所述设置面垂直的方向设为Z轴时，所述校正再生位置信息示出由所述X轴与所述Y轴构成的坐标轴上的位置，在以所述再生位置信息确定的位置为(x、y、z)时，所述校正再生位置信息是与所述x、y对应的值，在所述二维坐标的Y坐标上，所述扬声器阵列的背面方向为负坐标、所述扬声器阵列的正面方向为正坐标，在所述二维坐标的X坐标上，从所述扬声器阵列的中央向左右两侧分别为负坐标和正坐标时，所述校正再生位置信息的值为将规定的值与所述x、y的至少一方相乘而得到的值。...

【技术特征摘要】
2013.06.10 JP 2013-1222541.一种音频再生装置，对包含有音频信号以及再生位置信息的音频对象进行再生，所述再生位置信息示出使所述音频信号的声像定位的三维空间中的位置，所述音频再生装置包括：至少一列的扬声器阵列，将声信号转换为声学振动；转换部，将所述再生位置信息转换为校正再生位置信息，所述校正再生位置信息是以所述扬声器阵列的位置为基准的二维坐标轴上的位置信息；以及信号处理部，按照所述校正再生位置信息，进行使所述音频对象中所包含的所述音频信号的声像定位的处理，在将构成所述扬声器阵列的扬声器元件的排列方向设为X轴，将与所述X轴正交、且与设置有所述扬声器阵列的面即设置面平行的方向设为Y轴，将与所述X轴正交、且与所述设置面垂直的方向设为Z轴时，所述校正再生位置信息示出由所述X轴与所述Y轴构成的坐标轴上的位置，在以所述再生位置信息确定的位置为(x、y、z)时，所述校正再生位置信息是与所述x、y对应的值，在所述二维坐标的Y坐标上，所述扬声器阵列的背面方向为负坐标、所述扬声器阵列的正面方向为正坐标，在所述二维坐标的X坐标上，从所述扬声器阵列的中央向左右两侧分别为负坐标和正坐标时，所述校正再生位置信息的值为将规定的值与所述x、y的至少一方相乘而得到的值。2.如权利要求1所述的音频再生装置，所述校正再生位置信息的x坐标值受到所述扬声器阵列的宽度的限制。3.如权利要求1所述的音频再生装置，所述音频再生装置包括至少两列的扬声器阵列，所述至少两列的扬声器阵列，至少构成两个二维坐标，在将构成所述至少两列的扬声器阵列中的一列扬声器阵列的扬声器元件的排列方向设为X轴，将与所述X轴正交、且与设置有所述一列扬声器阵列的面即设置面平行的方向设为Y轴，将与所述X轴正交、且与所述设置面垂直的方向设为Z轴，并且，以所述再生位置信息确定的位置为(x、y、z)时，所述信号处理部按照所述z的值，来对所述至少两列的扬声器阵列进行控制。4.如权利要求3所述的音频再生装置，在所述两个二维坐标平行时，所述信号处理部，在所述z的值比预先规定的值大的情况下，使构成相对于所述设置面为上侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫阪修二，阿部一任，陈英俊，沈荣辉，刘宗宪，
申请(专利权)人：株式会社索思未来，
类型：发明
国别省市：日本,JP