Способ и устройство обработки звука и программа

Способ и устройство обработки звука и программа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам и устройствам обработки звука и программе и, более конкретно, к способу и устройству обработки звука и программе для обеспечения более стабильной локализации звукового образа.

Уровень техники

В качестве технологии управления локализацией звукового образа с помощью громкоговорителей, известна технология VBAP (векторное амплитудное панорамирование) (см. непатентный документ 1, например).

Посредством VBAP, позиция целевой локализации звукового образа выражается линейной суммой векторов, проходящих в направлении двух или трех громкоговорителей, расположенных вокруг позиции локализации. Коэффициенты, на которые соответствующие векторы умножаются в линейной сумме, используются в качестве коэффициентов усиления звуков, вырабатываемые соответствующими громкоговорителями, и регулировка усиления выполняется таким образом, что звуковой образ фиксируется на целевой позиции.

Перечень ссылок

Непатентный документ

Непатентный документ 1: Ville Pulkki, "Позиционирование виртуального источника звука с использованием векторного амплитудного панорамирования", бюллетень AES, т. 45, №6, стр. 456-466, 1997 г.

Раскрытие изобретения

Технические задачи, решаемые с помощью изобретения

Посредством вышеописанной технологии, однако, звуковой образ может быть зафиксирован на целевой позиции, но локализация звукового образа может стать неустойчивой в зависимости от положения локализации звукового образа.

Посредством применения трехмерной VBAP для выполнения VBAP, используя три громкоговорителя, есть случаи, когда только два громкоговорителя среди трех громкоговорителей вырабатывают звук, и оставшийся один громкоговоритель, управляется не выводить звук в зависимости от позиции целевой локализации звукового образа.

В таком случае, когда пользователь перемещается во время прослушивания звука, звуковой образ может перемещаться в отличном направлении от направления перемещения, и пользователь может воспринимать, что локализация звукового образа неустойчива. Если локализация звукового образа становится неустойчивой, диапазон зоны комфортного прослушивания, как позиция оптимального прослушивания, становится уже.

Настоящее изобретение было разработано с учетом этих обстоятельств и для обеспечения более стабильной локализации звукового образа.

Решения технической задачи

Устройство обработки звука согласно одному аспекту настоящего изобретения включает в себя: блок вычисления коэффициента усиления, который определяет коэффициенты выходного усиления звуков, которые выводятся из четырех или более блоков вывода звука, расположенные близко к позиции локализации звукового образа в качестве целевой позиции путем вычисления коэффициентов усиления звука для вывода из блоков вывода звука на основании позиционной взаимосвязи между блоками вывода звука по отношению к каждой из различных комбинаций из комбинаций двух или трех четырех или более блоков вывода звука, коэффициенты выходного усиления используются для фиксации звукового образа на позиции локализации звукового образа; и блок регулировки коэффициента усиления, который выполняет регулировку коэффициента усиления звука для вывода звука из блоков вывода звука на основании коэффициентов выходного усиления.

По меньшей мере, четыре коэффициента выходного усиления, каждый имеет значение, отличное от 0.

Блок вычисления коэффициента усиления может включать в себя: первый блок вычисления коэффициента усиления для вычисления коэффициентов выходного усиления виртуального блока вывода звука, и два блока вывода звука на основании позиционной взаимосвязи между виртуальным блоком вывода звука, двумя блоками вывода звука и позицией локализации звукового образа; второй блок вычисления коэффициента усиления для вычисления коэффициентов усиления двух других блоков вывода звука, чем указанные два блока вывода звука, на основании позиционной взаимосвязи между двумя другими блоками вывода звука виртуальным блоком вывода звука, коэффициенты усиления других двух блоков вывода звука, которые будут использоваться для фиксации звукового образа на позиции виртуального блока вывода звука; и вычислительный блок для вычисления коэффициентов выходного усиления двух других блоков вывода звука на основании коэффициентов усиления других двух блоков вывода звука и коэффициентов выходного усиления виртуального блока вывода звука.

Вычислительный блок может вычислять коэффициенты выходного усиления двух других блоков вывода звука путем умножения коэффициентов усиления двух других блоков вывода звука, посредством коэффициента выходного усиления виртуального блока вывода звука.

Позиция виртуального блока вывода звука может быть установлена на стороне многоугольника, имеющего четыре или более блоков вывода звука на его углах.

Блок вычисления коэффициента усиления может включать в себя: виртуальный блок вычисления коэффициента усиления, который вычисляет коэффициенты выходного усиления трех блоков вывода звука на основании позиционной взаимосвязи между тремя блоками вывода звука и позиции локализации звукового образа; и вычислительный блок, который вычисляет предельные коэффициенты выходного усиления блоков вывода звука на основании коэффициентов выходного усиления, рассчитанных виртуальным блоком вычисления коэффициента усиления, вычисляя коэффициенты выходного усиления в отношении различных комбинаций среди комбинаций.

Вычислительный блок может вычислять предельный коэффициент выходного усиления того же одного из блоков вывода звука посредством определения суммы коэффициентов выходного усиления, определенных по отношению к тому же самому одному из блоков вывода звука.

Способ обработки звука или программа в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения включает в себя этапы, на которых: определяют коэффициенты выходного усиления звуков, которые выводятся из четырех или более блоков вывода звука, расположенных близко к позиции локализации звукового образа, в качестве целевой позиции, посредством вычисления коэффициентов усиления звуков, выводимых блоками вывода звука, на основании позиционной взаимосвязи между блоками вывода звука по отношению к каждой из различных комбинаций из комбинации двух или трех из четырех или более блоков вывода звука, при этом коэффициенты выходного усиления, используемые для фиксации звукового образа на позиции локализации звукового образа; и выполняют регулировку коэффициента усиления звуков для вывода из блоков вывода звука, на основании коэффициентов выходного усиления.

В одном аспекте настоящего изобретения, коэффициенты выходного усиления, выводимые из четырех или более блоков вывода звука, расположенных близко к позиции локализации звукового образа, в качестве целевой позиции, определяются посредством вычисления коэффициентов усиления звуков, подлежащих выводу блоками вывода звука, на основании позиционной связи между блоками вывода звука по отношению к каждой из различных комбинаций из комбинации двух или трех из четырех или более блоков вывода звука, при этом коэффициенты выходного усиления используются для фиксации звукового образа на позиции локализации звукового образа; а регулировка коэффициента усиления выполняется на выводимых звуках из блоков вывода звука, на основании коэффициентов выходного усиления.

Эффекты изобретения

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, звуковой образ может быть зафиксирован более стабильным способом.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является схемой, предназначенной для пояснения двумерного VBAP.

Фиг. 2 показывает схему, предназначенную для пояснения трехмерного VBAP.

Фиг. 3 является схемой, предназначенной для пояснения расположения громкоговорителей.

Фиг. 4 показывает схему, поясняющую способ вычисления коэффициента усиления, который будет использоваться, в случае, когда предусмотрены четыре громкоговорителя.

Фиг. 5 показывает схему, предназначенную для пояснения перемещения звукового образа.

Фиг. 6 показывает схему, предназначенную для пояснения перемещения звукового образа в случае, когда применяется настоящее изобретение.

Фиг. 7 показывает схему, поясняющую процесс вычисления коэффициента усиления в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 8 показывает схему, поясняющую процесс вычисления коэффициента усиления в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 9 показывает схему, изображающую пример структуры устройства обработки звука.

Фиг. 10 является схемой, показывающей пример структуры блока вычисления коэффициента усиления.

Фиг. 11 является блок-схемой алгоритма для пояснения процесса управления локализацией звука.

Фиг. 12 является диаграммой для пояснения другого способа вычисления коэффициентов усиления громкоговорителей.

Фиг. 13 является схемой, показывающей другой пример структуры блока вычисления коэффициента усиления.

Фиг. 14 является блок-схемой алгоритма для пояснения процесса управления звуковой локализации.

Фиг. 15 является диаграммой для пояснения способа вычисления коэффициентов усиления громкоговорителей.

Фиг. 16 является схемой, показывающей пример конфигурации компьютера.

Осуществление изобретения

Ниже приводится описание вариантов осуществления, к которым применяется настоящее изобретение, со ссылкой на чертежи.

Первый вариант осуществления

Описание настоящей технологии

Далее приводится описание настоящего изобретение со ссылкой на фигуры с 1 по 8. На фигурах с 1 по 8 одинаковые компоненты обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и их объяснение не будет повторяться.

Как показано на фиг. 1, пользователь U11, который просматривает или прослушивает контент, такой как движущееся изображение со звуковым сопровождением, или слушает музыкальное произведение, воспроизводимое по двум каналам, которое выводится из двух громкоговорителей SP1 и SP2, как звуковой контент, например.

В этом случае, можно зафиксировать звуковой образ на позиции виртуального источника VSP1 звука, используя информацию о местоположении двух громкоговорителей SP1 и SP2, выходящие звук соответствующих каналов.

Например, если рассматривать с позиции головы пользователя U11, то начало координат будет находиться в точке О, позиция виртуального источника VSP1 звука в двумерной системе координат, имеющей вертикальное направление и горизонтальное направление, т.е. направление оси X и направление оси Y, представлена вектором Р, имеющий начало координат О в качестве отправной точки на чертеже.

Так как вектор Р представляет собой двумерный вектор, то вектор Р может быть представлен в виде линейной суммы вектора L1 и вектора L2, простирающимися вдоль направлений громкоговорителя SP1 и громкоговорителя SP2, соответственно, с началом координат в точке О, которая является отправной точкой. То есть вектор Р может быть выражен следующим уравнением (1) с использованием вектора L1 и вектора L2:

Математическая формула 1

Коэффициент g₁ и коэффициент g₂, на которые вектор L1 и вектор L2 умножается в уравнении (1) вычисляются. С помощью этих коэффициентов g₁ и g₂, являясь коэффициентами усиления звуков, которые выводятся из громкоговорителей SP1 и SP2, соответственно, звуковой образ может быть установлен на позиции виртуального источника VSP1 звука. То есть звуковой образ может быть зафиксирован на позиции, показанным вектором Р.

Способ управления позицией локализации звукового образа путем расчета коэффициентов g₁ и g₂ из информации о положении двух громкоговорителей SP1 и SP2, называется двумерным VBAP.

В примере, показанном на фиг. 1, звуковой образ может быть зафиксирован на любой позиции по дуге AR11, соединяющей громкоговоритель SP1 и громкоговоритель SP2. Здесь дуга AR11 является частью окружности, проходящей через соответствующие позиции громкоговорителя SP1 и громкоговорителя SP2, с центром координат в точке О.

Поскольку вектор Р является двумерным вектором, если угол между вектором L1 и вектором L2 больше 0 градусов, но меньше 180 градусов, g₁ и g₂ представляют собой однозначно определенными коэффициентами усиления. Способ расчета этих коэффициентов g₁ и g₂ подробно описан в упомянутом непатентном документе 1.

В случае, когда звуки трех каналов должен быть воспроизведены, однако, количество громкоговорителей для воспроизведения звуков равно трем, как показано на фиг. 2, например.

В примере, показанном на фиг. 2, звуки соответствующих каналов выводятся из трех громкоговорителей SP1, SP2 и SP3.

В таком случае, концепция является такой же, как у описанного выше двумерного VBAP, за исключением того, что количество коэффициентов усиления звуков соответствующих каналов, которые будут выводиться через громкоговорители с SP1 по SP3, или число коэффициентов, которые будут рассчитаны как коэффициенты усиления, равно трем.

В частности, в случае, когда звуковой образ должен быть зафиксирован на позиции виртуального источника VSP2 звука, позиция виртуального источника VSP2 звука представлена трехмерным вектором Р, имеющим начало координат в точке О в качестве отправной точки в трехмерной системе координат, в которой позиция нахождения головы пользователя U11 находится в точке О.

Когда трехмерные векторы, простирающиеся по направлениям от точки О начала координат, в качестве отправной точки, к соответствующим позициям громкоговорителям с SP1 по SP3, представляют собой векторы с L1 по L3, вектор Р может быть выражен в виде линейной суммы векторов с L1 по L3, как показано в следующем уравнении (2):

Математическая формула 2

Коэффициенты с g₁ по g₃, на которые умножаются векторы с L1 по L3 в уравнении (2), вычисляются. С помощью этих коэффициентов с g₁ по g₃, будучи коэффициентами усиления звуков, которые выводятся из громкоговорителей с SP1 по SP3, соответственно, звуковой образ может быть установлен на позиции виртуального источника VSP2 звука.

Способ управления локализацией позиции звукового образа путем вычисления коэффициентов с g₁ по g₃ из информации о позиции трех громкоговорителей с SP1 по SP3, называется трехмерным VBAP.

В примере, показанном на фиг. 2, звуковой образ может быть зафиксирован на любой позиции в пределах треугольной области TR11 на сферической плоскости, включающей в себя позиции громкоговорителя SP1, громкоговорителя SP2 и громкоговорителя SP3. Здесь область TR11 является областью, которая находится на плоскости сферы, имеет начало координат в точке О, как ее центр, и включает в себя соответствующие позиции громкоговорителей с SP1 по SP3, и треугольная область на сферической плоскости в окружении громкоговорителей с SP1 по SP3.

При таком трехмерном VBAP, звуковой образ может быть закреплен на любой позиции в пространстве.

Как показано на фиг. 3, количество громкоговорителей, которые выводят звуки, увеличивается, и области, каждая из эквивалентных треугольной области TR11, показанной на фиг. 2, обеспечиваются в пространстве так, что звуковой образ может быть закреплен на любой позиции в этих областях, например.

В примере, показанном на фиг. 3, используются пять громкоговорителей с SP1 по SP5, и громкоговорители с SP1 по SP5 выводят звук соответствующих каналов. Здесь, громкоговорители с SP1 по SP5 предоставляются на сферической плоскости, которая имеет свой центр в качестве начала координат в точке О, которая находится на позиции нахождения головы пользователя U11.

В этом случае, трехмерные векторы, простирающиеся вдоль направлений от начала координат О в направлении соответствующих позиций громкоговорителей с SP1 по SP5, являются векторами с LI по L5, и выполняется такое же вычисление, как описанный выше расчет в соответствии с уравнением (2), для определения коэффициентов усиления звуков, которые выводятся из соответствующих громкоговорителей.

Здесь, в областях на сферической плоскости, имеющей центр в начале координат в точке О, треугольная область в окружении громкоговорителей SP1, SP4 и SP5, является областью TR21. Точно так же, области на сферической плоскости, имеющей центр в начале координат О, треугольные области в окружении громкоговорителей SP3, SP4 и SP5, является область TR22, и треугольная область, окруженная громкоговорителями SP2, SP3 и SP5, является область TR23.

Каждый из этих областей с TR21 по TR23 является областью эквивалентной области TR11, показанной на фиг. 2. Там, где трехмерный вектор, указывающий положение, при котором звуковой образ должен быть фиксированным, является вектором Р, вектор Р обозначает положение в области TR21 в примере, показанном на фиг. 3.

Таким образом, в этом примере, выполняются такие же расчеты, как расчет в соответствии с уравнением (2) с векторами L1, L4 и L5, указывающие позиции громкоговорителей SP1, SP4 и SP5, и вычисляются коэффициенты усиления звуков, которые выводятся из соответствующих громкоговорителей SP1, SP4 и SP5. В этом случае, коэффициенты усиления звуков, которые выводятся из других громкоговорителей SP2 и SP3 равны 0. То есть звук не выводится из этих громкоговорителей SP2 и SP3.

Посредством пяти громкоговорителей с SP1 по SP5, которые предоставляются в пространстве таким образом, звуковой образ может быть зафиксирован на любой позиции в области, образованной областями с TR21 по TR23.

Как показано на фиг. 4, четыре громкоговорителя с SP1 по SP4 могут быть обеспечены в пространстве, и звуковой образ должен быть установлен на позиции виртуального источника VSP3 звука, расположенного на центральной позиции среди этих громкоговорителей с SP1 по SP4.

В примере, показанном на фиг. 4, громкоговорители с SP1 по SP4 предоставляются на плоскости сферы, имеющей свой центр в точке О (не показано), и треугольная область, которая является областью на плоскости и в окружении громкоговорителей с SP1 по SP3, представляет собой область TR31. Области на сферической плоскости, имеющей центр в начале координат в точке О, треугольная область в окружении громкоговорителей с SP2 по SP4, представляет собой область TR32.

Виртуальный источник VSP3 звука находится на нижней правой стороне области TR31. Виртуальный источник VSP3 звука также находится на верхней левой стороне области TR32.

Соответственно, в этом случае, трехмерное VBAP должно быть выполнено по отношению к громкоговорителям с SP1 по SP3 или трехмерное VBAP должно быть выполнено по отношению к громкоговорителям с SP2 по SP4. В любом случае, получается тот же результат вычисления трехмерного VBAP, и коэффициенты усиления определяются таким образом, что только два громкоговорителя SP2 и SP3 выводят звук, и остальные громкоговорители SP1 и SP4 не выводят какой-либо звук.

Посредством трехмерного VBAP, в случае, когда позиция, на которой звуковой образ должен быть зафиксирован, находится на граничной линии между треугольными областями на сферической плоскости, соединяющей три громкоговорителя, или на стороне треугольника на сферической плоскости, только два громкоговорителя, расположенные на двух оконечностях стороны, выводят звук.

В случае, когда только два громкоговорителя SP2 и SP3 выводят звук, как описано выше, пользователь U11 расположен в месте, комфортным для прослушивания, что является оптимальным местом для прослушивания, может перемещаться влево, как показано стрелкой А11, например, как показано на фиг. 5.

В результате, местоположение головы пользователя U11 становится ближе к громкоговорителю SP3, и звук, выводимый из громкоговорителя SP3, становится громче для пользователя U11. Таким образом, пользователь U11 воспринимает, что местоположение виртуального источника VSP3 звука или звукового образа, переместилось в левый нижний угол, как указано стрелкой А12 на чертеже.

Посредством трехмерного VBAP, в случае, когда только два громкоговорителя выводят звук, как показано на фиг. 5, если пользователь U11 перемещается из места комфортного прослушивания только на короткое расстояние, звуковой образ перемещается в направлении, перпендикулярном к направлению перемещения пользователя U11. В таком случае, пользователь U11 воспринимает факт того, что звуковой образ переместился в другую сторону от направления его/ее движения и, следовательно, имеет определяет необычность воспроизведения звука. То есть пользователь U11 чувствует, что позиция локализации звукового образа неустойчива, и диапазон местоположения для комфортного прослушивания сужается.

В связи с этим, в соответствии с настоящим изобретением, в отличие от описанного выше VBAP, используется большее количество громкоговорителей, чем три или четыре или больше для вывода звука, так что позиция локализации звукового образа становится более стабильной, и диапазон местоположений для комфортного прослушивания становится, соответственно, шире.

Хотя количество громкоговорителей, которые используются для вывода звука, может быть любым количеством, равным или больше, чем четыре, приводится ниже объяснение примера случая, в котором используются четыре громкоговорителя для вывода звука.

Звуковой образ должен быть установлен на позиции виртуального источника VSP3 звука в центральном положении между четырьмя громкоговорителями с SP1 по SP4, например, как в примере, показанном на фиг. 4.

В соответствии с настоящим изобретением, два или три громкоговорителя выбраны как комбинация в таком случае, и VBAP выполняется по отношению к различным комбинациям громкоговорителей для вычисления коэффициентов усиления звуков, которые выводятся из четырех громкоговорителей с SP1 по SP4.

Соответственно, в соответствии с настоящим изобретением, все четыре громкоговорителя с SP1 по SP4, выводят звук, как показано на фиг.6, например.

В таком случае, если пользователь U11 перемещается влево от места комфортного прослушивания, как показано на стрелкой А21 на фиг. 6, положение виртуального источника VSP3 звука или позиция локализации звукового образа перемещается только влево, как показано на стрелкой А22 на чертеже. То есть звуковой образ не перемещается вниз или в направлении, перпендикулярном к направлению движения пользователя U11, как в примере, показанном на фиг. 5, но перемещается только в том же направлении, что и направление перемещения пользователя U11.

Это потому, что, когда пользователь U11 перемещается влево, то пользователь U11 становится ближе к громкоговорителю SP3, но громкоговоритель SP1 также установлен выше громкоговорителя SP3. В этом случае, звук достигает ушей пользователя U11 с верхнего левого угла и нижнего левого по отношению к пользователю U11 и, следовательно, пользователь U11 вряд ли почувствует, что звуковой образ переместился вниз.

Соответственно, позиция локализация звукового образа может быть более стабильной, чем с помощью обычного способа VBAP и в результате, диапазон местоположения комфортного прослушивания может быть шире.

Далее приведено подробное описание процесса управления локализации звука в соответствии с настоящим изобретением.

В настоящем изобретении, вектор, который указывает позицию, в которой звуковой образ должен быть зафиксирован, является вектором Р, который имеет свою начальную точку О в начале координат (не показано) трехмерной системы координат, и вектор Р выражается следующим уравнением (3):

Математическая формула 3

В уравнении (3), векторы с L1 по L4 показывают трехмерные векторы, проходящие в направлении позиций громкоговорителей с SP1 по SP4, которые расположены в непосредственной близости от позиции локализации звукового образа, и расположены так, чтобы окружать позицию локализации звукового образа. Кроме того, в уравнении (3), g₁ по g₄ представляют собой коэффициенты, которые должны быть рассчитаны как коэффициенты усиления звуков соответствующих каналов для вывода из громкоговорителей с SP1 по SP4.

В уравнении (3), вектор Р выражен в виде линейной суммы четырех векторов с L1 по L4. Так как вектор Р является трехмерным вектором, четыре коэффициента с g₁ по g₄ определяются не уникально.

Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением, соответствующие коэффициенты с g₁ по g₄, которые являются коэффициентами усиления, рассчитываются в соответствии со способом, описанной ниже.

Звуковой образ должен быть зафиксирован на центральной позиции четырехугольника на сферической плоскости, окруженной четырьмя громкоговорителями с SP1 по SP4, показанными на фиг. 4, или на позиции виртуального источника VSP3 звука.

Во-первых, выбирается один четырехугольник на сферической плоскости, имеющую громкоговорители с SP1 по SP4 на углах, и виртуальный громкоговоритель (далее как "виртуальный громкоговоритель"), как предполагается, находится на стороне.

Как показано на фиг. 7, в четырехугольнике на сферической плоскости, имеющей громкоговорители с SP1 по SP4 в углах, выбирается сторона, соединяющая громкоговорители SP3 и SP4, расположенные в левом нижнем углу и в нижнем правом углу на чертеже, например. Виртуальный VSP громкоговоритель, как предполагается, находится на позиции точки пересечения между стороной, соединяющей громкоговорители SP3 и SP4, и перпендикуляром, проходящим от позиции виртуального источника VSP3 звука, например.

Трехмерное VBAP затем выполняется по отношению к трем громкоговорителям: виртуальному VSP громкоговорителю и громкоговорителям SP1 и SP2 на верхнем левом углу и верхнем правом углу на чертеже. В частности, вычисление выполняется в соответствии с тем же уравнением, как описано выше, уравнением (2), чтобы определить коэффициент g₁, коэффициент g₂ и коэффициент g', которые представляют собой коэффициенты усиления звуков, которые будут выводиться из громкоговорителей SP1, SP2 и виртуального VSP громкоговорителя.

На фиг. 7, вектор Р выражен как линейная сумма трех векторов, идущих от начала координат в точке О, или вектора L1, проходящего в направлении громкоговорителя SP1, вектор L2, простирающегося к громкоговорителю SP2, и вектор L', простирающегося к виртуальному VSP громкоговорителю. То есть вектор Р выражается как Р=g₁L1+g₂L2+g'L'.

Здесь, при фиксации звукового образа на позиции виртуального источника VSP3 звука, виртуальный VSP' громкоговоритель будет выводить звук с коэффициентом усиления g', но виртуальный VSP' громкоговоритель фактически не существует. Таким образом, как показано на фиг. 8, два громкоговорителя SP3 и SP4 на двух концах стороны, на которой находится виртуальный VSP' громкоговоритель в четырехугольнике, используются для фиксации звукового образа на позиции виртуального VSP' громкоговорителя в соответствии с настоящим изобретением. Таким образом, реализуется виртуальный VSP' громкоговоритель.

В частности, двумерное VBAP выполняется по отношению к двум громкоговорителям SP3 и SP4, которые расположены на двух концах стороны, на которой расположен виртуальный VSP' громкоговоритель на сферической плоскости. То есть расчет производится в соответствии с тем же уравнением, как описанного выше уравнения (1), для вычисления коэффициента g₃' и коэффициента g₄', которые являются коэффициентами усиления звуков, выводимые из громкоговорителя SP3 и громкоговорителя SP4, соответственно.

В примере, показанном на фиг. 8, вектор L', простирающийся по направлению виртуального VSP' громкоговорителя, выражается в виде линейной суммы вектора L3, проходящего в направлении громкоговорителя SP3, и вектора L4, проходящего в направлении громкоговорителя SP4. То есть вектор L' выражается как L'=g₃'L3+g₄'L4.

Значение g'g₃', полученное путем умножения рассчитанного коэффициента g₃' на коэффициент g', устанавливается как коэффициент усиления звука, предназначенных для вывода из громкоговорителя SP3, и значение g'g₄', полученное путем умножения рассчитанного коэффициента g₄' на коэффициент g', устанавливается как коэффициент усиления звука, который будет выводиться из громкоговорителя SP4. Таким образом, виртуальный VSP' громкоговоритель, который выводит звук с усилением g', реализуется посредством громкоговорителей SP3 и SP4.

Здесь значение g'g₃' является значением коэффициента усиления значения коэффициента g₃ усиления в вышеописанном уравнении (3), и значение g'g₄' является значением коэффициента усиления значения коэффициента g₄ усиления в вышеописанном уравнении (3).

Значения g₁, g₂, g'g₃' и g'g₄', которые были получены, как описано выше, и не равны 0, устанавливаются как коэффициенты усиления звуков соответствующих каналов для вывода из громкоговорителей с SP1 по SP4. Таким образом, четыре громкоговорителя предназначены для вывода звука, и звуковой образ может быть установлен на целевую позицию.

Так как звуковой образ фиксируется на позиции, посредством использования четырех громкоговорителей для вывода звука, как указано выше, позиция локализации звукового образа может быть более стабильна, чем звуковой образ, зафиксированный на позиции с помощью обычного способа VBAP. Соответственно, диапазон местоположений для комфортного прослушивания может быть расширен.

Пример структуры устройства обработки звука

Далее будет описан конкретный пример, к которому применяется описанная выше технология. Фиг. 9 представляет собой схему, показывающую пример структуры варианта осуществления устройства обработки звука, к которому применяется настоящее изобретение.

Устройство 11 обработки звука выполняет регулировку коэффициента усиления монофонического звукового сигнала, поставленного извне, для соответствующих каналов. Поступая таким образом, устройство 11 обработки звука генерирует звуковые сигналы N каналов (N≥5) и поставляет звуковые сигналы в громкоговорители с 12-1 по 12-N, соответствующих N каналов.

Громкоговорители с 12-1 по 12-N выводят звуки соответствующих каналов на основании звуковых сигналов, подаваемых из устройства 11 обработки звука. То есть громкоговорители с 12-1 по 12-N являются блоками вывода звука, выступающей в качестве источников звука, которые выводят звуки соответствующих каналов. Далее, когда нет особой необходимости различать громкоговорители с 12-1 по 12-N друг от друга, громкоговорители с 12-1 по 12-N также будут называться просто как громкоговорители 12. Хотя громкоговорители 12 не включены в состав устройства 11 обработки звука, показанного на фиг. 9, громкоговорители 12 могут быть включены в состав устройства 11 обработки звука. Кроме того, соответствующие компоненты, составляющие устройство 11 обработки звука, и громкоговорители 12 могут быть предусмотрены в нескольких устройствах, формируя систему обработки звука, включающую в себя соответствующие компоненты устройства 11 обработки звука и громкоговорители 12.

Громкоговорители 12 расположены так, чтобы окружать позицию, на которой пользователь, как предполагается, находится при просмотре и прослушивании контента и т.п. (позиция будет в дальнейшем также упоминаться просто как местоположение пользователя). Например, соответствующие громкоговорители 12 размещены на позициях на плоскости сферы, имеющей свой центр в месте расположения пользователя. Другими словами, соответствующие громкоговорители 12 размещены на позициях на одинаковом расстоянии от пользователя. Кроме того, звуковые сигналы могут подаваться от устройства 11 обработки звука в громкоговорители 12 по проводной или беспроводной связи.

Устройство 11 обработки звука включает в себя блок 21 выбора громкоговорителя, блок 22 вычисления коэффициента усиления, блок 23 определения коэффициента усиления, блок 24 коэффициента выходного усиления и блок 25 регулировки коэффициента усиления.

Звуковые сигналы звука, собранные микрофоном, находящийся около объекта, такого как мобильный объект, и информация о положении объекта поставляются в устройство 11 обработки звука.

На основании информации о положении объекта, поставляемой извне, блок 21 выбора громкоговорителя идентифицирует позицию, на которой звуковой образ звука, издаваемый объектом в пространстве, включающую в себя громкоговорители 12, должна быть зафиксирована (позиция, которая должна быть идентифицирована, будет в дальнейшем также упоминаться как целевая позиция звукового образа), и передает результат идентификации в блок 22 вычисления коэффициента усиления.

Основываясь на целевой позиции звукового образа, блок 21 выбора громкоговорителя выбирает четыре громкоговорителя 12 для вывода звука, как громкоговорители 12 целевой обработки из числа N громкоговорителей 12, и поставляет информацию о выборе, указывающую результат отбора, в блок 22 вычисления коэффициента усиления, блок 23 определения коэффициента усиления и блок 24 коэффициента выходного усиления.

Блок 22 вычисления коэффициента усиления вычисляет коэффициенты усиления громкоговорителей 12 целевой обработки на основании информации, предоставленной блоком 21 выбора громкоговорителя, и целевой позиции звукового образа, и поставляет информацию о коэффициентах усиления в блок 24 коэффициента выходного усиления. Блок 23 определения коэффициента усиления определяет коэффициенты усиления громкоговорителей 12 отличных от громкоговорителей целевой обработки в зависимости от информации выбора, предоставленной из блока 21 выбора громкоговорителя, и поставляет информацию о коэффициентах усиления в блок 24 коэффициента выходного усиления. Например, коэффициенты усиления громкоговорителей 12, которые не являются целевыми для обработки, устанавливаются на "0". То есть громкоговорители 12, не являющиеся объектами обработки, управляются таким образом, чтобы не выводить любой звук объекта.

Блок 24 коэффициента выходного усиления поставляет N коэффициентов усиления, поставляемые из блока 22 вычисления коэффициента усиления и блока 23 определения коэффициента усиления, в блок 25 регулировки коэффициента усиления. В этот момент, блок 24 коэффициента выходного усиления определяет направления поставок N коэффициентов усиления, поставляемых из блока 22 вычисления коэффициента усиления и блока 23 определения коэффициента усиления в блок 25 регулировки коэффициента усиления на основании информации выбора, предоставленной из блока 21 выбора громкоговорителя.

На основании соответствующих коэффициентов усиления, поставленных из блока 24 коэффициента выходного усиления, блок 25 регулировки коэффициента усиления выполняет регулировку коэффициента усиления звукового сигнала объекта, поставленного извне, и поставляет результирующие звуковые сигналы N каналов в громкоговорители 12, так что громкоговорители 12 выводят звук.

Блок 25 регулирования коэффициента усиления включает в себя усилители с 31-1 по 31-N. Основываясь на коэффициенты усиления, поставленные из блока 24 коэффициента выходного усиления, усилители с 31-1 по 31-N выполняют регулировку коэффициентов усиления звукового сигнала, поставленного извне, и поставляет результирующие звуковые сигналы в громкоговорители с 12-1 по 12-N.

Далее, когда нет необходимости различать усилители 31-1 по 31-N друг от друга, усилители с 31-1 по 31-N также будут упоминаться просто как усилители 31.

Пример структуры блока вычисления коэффициента усиления

Блок 22 вычисления коэффициента усиления, показанный на фиг. 9, имеет структуру, показанную на фиг. 10, например.

Блок 22 вычисления коэффициента усиления, показанный на фиг. 10, включает в себя блок 61 определения позиции виртуального громкоговорителя, блок 62 вычисления трехмерного коэффициента усиления, блок 63 вычисления двухмерного коэффициента усиления, умножитель 64 и умножитель 65.

Блок 61 определения позиции виртуального громкоговорителя определяет позицию виртуального громкоговорителя, основываясь на информации, указывающую целевую позицию звукового образа, и информации выбора, поставленную из блока 21 выбора громкоговорителя. Блок 61 определения позиции виртуального громкоговорителя поставляет информацию, указывающую целевую позицию звукового образа, информацию выбора и информацию, указывающую позицию виртуального громкоговорителя в блок 62 вычисления трехмерного коэффициента усиления и поставляет информацию выбора и информацию, указывающую позицию виртуального громкоговорителя в блок 63 вычисления двухмерно