[發明專利]音頻再生裝置以及方法

有效

• 申請號: 201480032404.7
• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號: CN105264914B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 宮阪修二;阿部一任;陳英俊;沈榮輝;劉宗憲
• 申請（專利權）人: 株式會社索思未來
• 主分類號: H04S5/02
• 分類號: H04S5/02;H04R1/40;H04R3/12;H04S7/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 安香子,黃劍鋒

技術領域

本發明涉及利用揚聲器陣列來對音頻對象進行再生的裝置及其方法。尤其涉及對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象進行再生的裝置及其方法。

背景技術

近些年，以數碼電視廣播接收機或DVD播放機來再生5.1ch的音頻內容的裝置被不斷地開發且被商品化。5.1ch是指，被配置了前置左右聲道、前方中央聲道、以及左右環繞聲道的聲道設定。而且，在近些年的藍光(Blu-ray(注冊商標))播放器中，在后聲場增加了左右聲道，而構成了7.1ch(聲道)。

并且，隨著圖像的更大畫面化以及高精細化的進展，音頻的立體聲研究也在不斷地發展。例如，正在研究以22.2ch(聲道)的揚聲器設置為前提的立體聲。圖14示出了目前NHK(日本廣播協會)正在研究開發的22.2ch的音頻再生中的揚聲器設置。其與以往的僅在二維平面上(圖14的中段部分)設置揚聲器不同，是在腳下(下段)以及天花板(上段)也設置揚聲器的三維的構成(非專利文獻1)。

并且，也在試行以三維音響作為特征而設置在電影院(非專利文獻2)。在這種情況下也是同樣，將揚聲器也設置在天花板的3D(三維)的構成。并且，內容作為音頻對象而被編碼。音頻對象是指，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。例如是將以(x、y、z)這三軸表示的聲源(聲像)應該定位在哪個位置的再生位置信息、與該聲源的音頻信號作為一組來進行編碼的信號。

例如，在將子彈、飛機或飛行中的鳥的叫聲等作為音頻對象的情況下，再生位置信息所示的位置則會隨著時間不停地遷移。在這種情況下，再生位置信息也可以是表示遷移方向的向量信息。當然，在某特定的位置發生了爆炸聲等情況下，再生位置信息則是固定不變的。

這樣，以將揚聲器設置成三維為前提，進行了對伴隨有再生位置信息的音頻信號進行再生的研究開發，但是在實際的家庭應用或個人應用中，不能將揚聲器設置成三維的情況較多。

另外，在不能對揚聲器進行自由設置的環境中，作為盡可能地實現臨場感高的音頻再生技術，而研究開發了HRTF(頭相關傳遞函數；HeadRelatedTransferFunction)、波陣面合成、波束成形等。

HRTF是模擬在人的頭部周邊的聲音的傳播特性的傳遞函數。聽起來聲音是從哪個方向傳來的這種知覺會受到HRTF的影響，如圖15所示，主要受到兩耳間的聲壓差、到達兩耳間的聲波的時間差的影響。相反而言，通過信號處理對此進行人工控制，從而能夠控制聽起來的聲音方向。非專利文獻3已有詳細說明。并且，有關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1已有詳細說明。

關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散的(只要不將揚聲器設置在聲源的位置上)，因此，自然的聲波雖然不能在空間上生成，但是能夠將多個揚聲器排列設置(即，形成揚聲器陣列)，通過恰當地控制聲壓以及相位，就仿佛聲波從聲源擴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4已有詳細說明。

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，對于波束成形也采用揚聲器陣列，并通過對聲壓以及相位進行恰當地控制，從而能夠使特定的位置的聲壓級比其周圍高。據此，能夠再現出聲源仿佛就存在于該位置的狀態。非專利文獻5已有詳細說明。

(現有技術文獻)

(專利文獻)

專利文獻1：日本國際公開第2006/030692號

(非專利文獻)

非專利文獻1：FirstpublishedinSMPTETechnicalConferencePublicationinOctober2007

非專利文獻2：DolbyAtmosCinemaTechnicalGuidelines

非專利文獻3：AudioEngSoc，Vol49，No4，2001AprilIntroductiontoHead-RelatedTransferFunctions(HRTFs)：RepresentationsofHRTFsinTime，Frequency，andSpace

非專利文獻4：AudioSignalProcessingforNext-GenerationMultimediaCommunicationSystems，pp.323-342，Y.A.Huang，J.Benesty，Kluwer，Jan.2004