CN112243191A - 音响处理装置及音响处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的音响处理装置及音响处理方法，不会随着场景的不同而给听者赋予声场的扩展的不自然感。具有：解析部(210)，其对声道(FL、FC、FR、SL及SR)的音响信号进行解析，决定赋予虚拟环绕的第1音响效果、或者与第1音响效果不同的虚拟环绕的第2音响效果；以及音响效果赋予部(220)，其对第1音响效果或者第2音响效果进行选择，与通过解析部(210)的决定相应地赋予给上述音响信号。

Description

音响处理装置及音响处理方法
技术领域
本发明涉及例如音响处理装置及音响处理方法。
背景技术
以往，已知下述技术，即，通过将后方用声道的音响信号从前方的扬声器输出，从而使音像进行定位以使得犹如从虚拟的后方的扬声器输出音(例如参照专利文献1)。如上所述，对音像进行定位的技术也被称为虚拟环绕，例如如果听者收看电影，则通过后方的虚拟的音像的定位，即使扬声器的个数少，也能够给听者提供适当的环绕感。
专利文献1：日本特开2007－202139号公报
但是，在上述技术中，例如在电影的一个场景、具体地说在前方声场、人物说台词这样的场景中，存在由于声场的扩展而给听者带来不自然的感觉这样的问题。
发明内容
为了达到上述目的，本发明的一个方式所涉及的音响处理装置具有：解析部，其对输入信号进行解析，决定赋予虚拟环绕的第1音响效果、或者与所述第1音响效果不同的虚拟环绕的第2音响效果；以及音响效果赋予部，其与通过所述解析部的决定相应地将所述第1音响效果或者所述第2音响效果赋予给所述输入信号。
附图说明
图1是表示包含第1实施方式所涉及的音响处理装置的音响赋予***的图。
图2是表示第1音响效果所涉及的定位区域的图。
图3是表示第2音响效果所涉及的定位区域的图。
图4是表示第1音响效果所涉及的音像的扩展的图。
图5是表示第2音响效果所涉及的音像的扩展的图。
图6是表示音响处理装置的动作的流程图。
图7是关于通过解析部进行的音响效果的选择而表示例1的图。
图8是关于通过解析部进行的音响效果的选择而表示例2的图。
标号的说明
10…音响赋予***，100…解码器，200…音响处理装置，210…解析部，220…音响效果赋予部，221…第1音响效果赋予部，222…第2音响效果赋予部，224…选择部，152、154…扬声器。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式所涉及的音响处理装置进行说明。
图1是表示包含音响处理装置的音响赋予***的结构的图。
该图所示的音响赋予***10通过在听者Lsn的前方配置的2个扬声器152及154赋予虚拟环绕效果。
音响赋予***10包含解码器100、音响处理装置200、DAC 132、134、放大器142、144、扬声器152、154及监视器160。
解码器100输入从对省略了图示的记录介质进行播放的播放器输出的信号中的音响信号Ain。此外，在这里所谓的记录介质是例如DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blu-ray Disc：注册商标)，优选如电影、音乐视频(MV)等这样将影像信号和音响信号同步地进行了记录的介质。
此外，基于从上述播放器输出的信号中的影像信号的影像在监视器160进行显示。
解码器100将音响信号Ain输入而进行解码，例如将如下这样的5声道的音响信号输出。具体地说，解码器100分别输出左前方用的声道FL、前方中央用的声道FC、右前方用的声道FR、左后方用的声道SL及右后方用的声道SR的音响信号。
音响处理装置200包含解析部210及音响效果赋予部220。解析部210输入从解码器100输出的各声道的音响信号而进行解析，输出信号Ctr，该信号Ctr表示作为赋予给音响信号的效果是选择了第1音响效果或者第2音响效果中的哪一者。
音响效果赋予部220包含第1音响效果赋予部221、第2音响效果赋予部222及选择部224。
第1音响效果赋予部221通过对5声道的音响信号进行信号处理，从而将赋予了第1音响效果的左用的声道L1及右用的声道R1的音响信号输出。第2音响效果赋予部222通过对5声道的音响信号进行信号处理，将赋予了与第1音响效果不同的第2音响效果的左用的声道L2及右用的声道R2的音响信号输出。
选择部224按照信号Ctr对声道L1及R1的组、或者声道L2及R2的组进行选择，分别是将选择出的组的声道中的左方的声道的音响信号供给至DAC 132，将右方的声道的音响信号供给至DAC 134。
此外，图1的实线表示选择部224按照信号Ctr对声道L1及R1进行了选择的状态，虚线表示对声道L2及R2进行了选择的状态。
DAC(Digital to Analog Converter)132将由选择部224选择出的左用的声道的音响信号变换为模拟，放大器142对由DAC 132变换后的信号进行放大。扬声器152将由放大器142放大的信号变换为空气的振动即音而输出。
同样地，DAC 134将由选择部224选择出的右用的声道的音响信号变换为模拟，放大器144对由DAC 134变换后的信号进行放大，扬声器154将由放大器142放大的信号变换为音而输出。
由第1音响效果赋予部221赋予的第1音响效果例如是通过反馈交叉延时而赋予的效果。
反馈交叉延时是指左侧的延时反馈至右侧的输入、右侧的延时反馈至左侧的输入而相加。因此，在第1音响效果中，可得到通常会立体地听到声音这样的效果。
由第2音响效果赋予部222赋予的第2音响效果，例如是通过听觉传输(Transaural)处理赋予的效果。
听觉传输是指例如将双声道录音的声音不通过耳机而是通过立体声扬声器进行再现的技术。但是，在不通过耳机而是单纯地通过扬声器进行再现的情况下会发生串扰，因此在听觉传输中，还包含用于消除串扰的处理。
图2是表示在第1音响效果得到音像的定位感的定位区域的范围的图，图3是表示第2音响效果所涉及的定位区域的范围的图。图2及图3都以俯视观察视图示出了扬声器152、154及听者Lsn的位置。根据这些图的比较可判明，定位区域在由扬声器152、154进行放音的方向的前方，第1音响效果比第2音响效果宽。换言之，定位区域在第2音响效果中极端地狭窄。
此外，该定位区域是下述情况下的例子，即，听者Lsn的头部位于将扬声器152及154连结的假想线M1的垂直二等分线M2、且听者Lsn的脸部以沿垂直二等分线M2的方向朝向扬声器152及154。
图4是表示通过第1音响效果在从听者Lsn观察时，能够使音像进行定位的范围(音像范围)的图，图5是表示第2音响效果所涉及的音像范围的图。图4及图5都以俯视观察视图示出了扬声器152、154及听者Lsn的位置。第1音响效果所涉及的音像范围如图4所示，在从听者Lsn观察时朝向扬声器152、154的前方而扩展。与此相对，第2音响效果所涉及的音像范围如图5所示，在从听者Lsn观察时在大致360度的整个区域范围扩展。
在这里，在前方的声场重要的场景等中，第1音响效果的应用是有效的。作为该场景的例子，举出前方的声道FL及FR的电平与后方的声道SL及SR的电平相比较而相对较大的状态等。
另一方面，在音源的定位变得重要的场景、除了前方以外的声场重要的场景等中，第2音响效果的应用是有效的。作为该场景的例子，举出效果音等被分配给声道FL及SL或者声道FR及SR的状态、向声道SL及SR分配了响声、效果音等的状态、等。
在本实施方式所涉及的音响赋予***10中，音响处理装置200通过如下的动作，对从解码器100输出的各声道的音响信号进行解析，与该解析结果相应地对第1音响效果或者第2音响效果的任意者进行选择而赋予音响效果。
图6是表示音响处理装置200的动作的流程图。
起初，解析部210以电源接通的情况、被输入由解码器100解码出的各声道的音响信号的情况等为契机而开始该动作。
首先，解析部210执行初始设定处理(步骤S10)。作为初始设定处理，例如举出作为选择部224中的初始选择状态而对声道L1及R1的组进行选择的处理等。
接下来，解析部210求出由解码器100解码出的各声道的音响信号的特征量(步骤S12)。在本实施方式中，作为特征量的例子而使用音量电平。
接下来，解析部210基于求出的特征量，决定应该重新选择的第1音响效果或者第2音响效果(步骤S14)。具体地说，在本实施方式中，第一，解析部210求出声道FL的音量电平及声道FR的音量电平之和、与声道SL的音量电平及声道SR的音量电平之和的比率。即，解析部210求出前方声道的音量电平相对于后方声道的音量电平的比率。第二，如果求出的比率大于或等于预先所设定的阈值，则解析部210决定重新选择第1音响效果的主旨，如果该比率小于阈值，则决定选择第2音响效果的主旨。
在这里，在上述比率大于或等于阈值的情况下，认为是前方的声场重要的场景，因此解析部210决定第1音响效果的选择。另一方面，在上述比率小于阈值的情况下，认为是音源的定位重要的场景、除了前方以外的声场重要的场景，因此解析部210决定第2音响效果的选择。
此外，在这里，构成为根据比率是否大于或等于阈值而对第1音响效果或者第2音响效果进行选择，但例如也可以构成为使用求出的特征量而构建学习模型，通过机械学习而进行分类，与其结果相应地对第1音响效果或者第2音响效果进行选择。
解析部210对决定为应该重新选择的音响效果和在当前时刻实际选择的音响效果是否存在差异进行判别，即，对是否需要切换由选择部224选择出的音响效果进行判别(步骤S16)。
例如，解析部210在决定为应该重新选择第1音响效果的情况下，如果在当前时刻实际由选择部224选择了第2音响效果，则判别为需要对音响效果进行切换。另外，例如解析部210在决定为应该重新选择第2音响效果的情况下，如果在当前时刻已经由选择部224选择了第2音响效果，则判别为无需对音响效果进行切换。
解析部210如果判别为需要对音响效果进行切换(如果步骤S16的判别结果为“Yes”)，则通过信号Ctr针对选择部224指示对选择进行切换这一主旨(步骤S18)。通过该指示，实际上选择部224对从第1音响效果赋予部221或者第2音响效果赋予部222中的一者向另一者切换选择。
然后，解析部210将处理的顺序返回至步骤S12。
另一方面，解析部210如果判别为无需对音响效果进行切换(如果步骤S16的判别结果为“No”)，则将处理的顺序返回至步骤S12。
如果处理的顺序返回至步骤S12，则再次求出各声道的音量电平，基于该音量电平而决定应该重新选择的音响效果。因此，在本实施方式中，每隔规定的时间而执行各声道的解析、音响效果的决定、选择。此外，该动作直至设为电源断开、音响信号的输入停止等为止反复执行。
如上所述，在本实施方式中，与应该通过音响信号进行再现的声场、定位感相应地，每隔规定的时间而决定、选择适当的音响效果，因此能够抑制给听者带来不自然的感觉。
在上述的实施方式中，可以将声道FC的音量电平用于解析。具体地说，如果声道FC的音量电平与其他声道的音量电平相比而相对地较大，则认为是如人物在前方讲台词的场景等，前方的声场重要的场景。因此，解析部210如果声道FC的音量电平相对于其他声道FL、FR、SR、SL的音量电平的比率大于或等于阈值，则可以决定对第1音响效果进行选择这一主旨，如果不是，则可以决定对第2音响效果进行选择这一主旨。
另外，声道FC的音量电平变大的状态有可能在除了台词等语音以外的音的成分中发生。因此，解析部210可以对声道FC的音响信号进行频率解析，根据限定于语音频带即例如300～3400Hz的音量电平与其他声道的音量电平的比率进行判定。
关于语音，可以不使用单纯的频率解析，而是使用语音的特征量即梅尔频率倒谱系数(MFCC：Mel-Frequency Cepstrum Coefficients)。
在上述的实施方式中，解析部210作为声道的特征量的一个例子而使用了音量电平，但也可以构成为使用除了音量电平以外的特征量而决定、选择音响效果。在此，关于声道的特征量的其他例进行说明。
图7是表示关于声道的特征量而使用了相关度(或者相似度)的例1的图。在该例1中，解析部210对声道FL、FR、SL及SR的音响信号中的、相邻的声道彼此的音响信号的相关度进行计算，基于该相关度而决定、选择所要应用的音响效果。
此外，在图中，声道FL及FR的相关度为Fa，声道FR及SR的相关度为Ra，声道SR及SL的相关度为Sa，声道SL及FL的相关度为La。
如果使用了如上所述的相关度，则能够对通过各声道的音响信号进行再现的音像是否朝向特定的方向、是否向周边均匀地扩展等进行判别。
例如如果相关度Fa与其他相关度Ra、Sa及La相比相对地大，则认为是前方的声场所占比重大的场景。因此，解析部210例如如果相关度Fa相对于相关度Ra、Sa或者La的各比率分别大于或等于阈值，则可以决定对第1音响效果进行选择这一主旨，如果不是，则决定对第2音响效果进行选择这一主旨。
另外，如果相关度Ra、Sa或者La的相关度与其他相关度相比相对地大，则认为是除了前方以外的声场所占比重大的场景。因此，解析部210例如如果相关度Ra、Sa或者La中存在相对于其他相关度的比率大于或等于阈值的相关度，则可以决定对第2音响效果进行选择这一主旨，如果不是，则决定对第1音响效果进行选择这一主旨。
此外，关于其他例1的相关度，也可以加上声道FC。
在如上所述的其他例1中也与实施方式同样地，与应该通过音响信号进行再现的声场、定位感相应地对适当的音响效果进行选择，因此能够抑制给听者带来不自然的感觉。
接下来，对作为声道的特征量而使用雷达图(图案的形状)的例2进行说明。在这里所谓的雷达图是指通过各声道中的音量电平和放音方向进行图形化而成的。
图8是表示雷达图的例子的图。此外，在本例中，音量电平分类为“大”、“中”、“小”及“零”这4个。
图8中的图案1示出了声道FL、FC、FR、SL及SR的音量电平都为“大”的情况。在该情况下，认为音像的定位方向向周边大致均匀地扩展。因此，解析部210决定对第2音响效果进行选择这一主旨。
图8中的图案2示出了声道FL、FC、FR、SL及SR的音量电平都为“中”的情况。在该情况下，与图案1同样地，认为音像的定位方向向周边扩展，因此解析部210决定对第2音响效果进行选择这一主旨。
此外，虽没有特别进行图示，但如果声道FL、FC、FR、SL及SR的音量电平都为“小”，则与图案1、2同样地，解析部210决定对第2音响效果进行选择这一主旨。
图8中的图案4示出了声道FL、FR、SL及SR的音量电平都为“小”、声道FC的音量电平为“中”的情况。在该情况下，认为是前方的声场所占比重大的场景，因此解析部210决定对第1音响效果进行选择这一主旨。
此外，虽没有特别进行图示，但在声道FL、FR、SL及SR的音量电平为“小”且声道FC的音量电平为“大”的情况、或声道FL、FR、SL及SR的音量电平为“中”且声道FC的音量电平为“大”等情况下也是同样的。
图8中的图案3示出了声道FL及FR的音量电平为“中”，声道FC的音量电平为“小”的情况。在该情况下，认为是后方的声场所占比重大的场景，因此解析部210决定对第2音响效果进行选择这一主旨。
在这里，仅对典型性的图案进行了说明，但在前方的声场重要的场景中对第1音响效果进行选择，在音源的定位变得重要的场景、或除了前方以外的声场重要的场景等中对第2音响效果进行选择，在这一点上与实施方式相同。
此外，在上述的说明中，解析部210构成为基于声道的特征量对第1音响效果或者第2音响效果的任意者进行选择，但可想到该选择有时不一定与听者Lsn的感觉一致。因此，可以构成为在与听者Lsn的感觉不一致的情况下，将该主旨通知给解析部210，解析部210将不一致的情况下的声道的特征量记录多个，对选择的判断基准进行学习(变更)。
另外，也可以构成为针对记录介质将表示要选择的音响效果的选择信号(元数据)与影像信号及音响信号一起进行记录，在播放时与该选择信号相应地对音响效果进行选择。即，可以构成为与输入信号所包含的选择信号相应地对音响效果进行选择，将选择出的音响效果赋予给输入信号所包含的音响信号。
关于音响处理装置200的一部分或者全部，可以通过由微型计算机执行规定的程序所进行的软件处理而实现。另外，关于第1音响效果赋予部221、第2音响效果赋予部222及选择部224，例如也可以通过由DSP(Digital Signal Processor)进行的信号处理而实现。
＜附记＞
根据上述的实施方式等，例如掌握如下所述的方式。
本发明的优选的方式1所涉及的音响处理装置具有：解析部，其对输入信号进行解析，决定赋予虚拟环绕的第1音响效果、或者与所述第1音响效果不同的虚拟环绕的第2音响效果；以及音响效果赋予部，其与通过所述解析部的决定相应地将所述第1音响效果或者所述第2音响效果赋予给所述输入信号。
根据方式1，在前方声场、人物说台词这样的场景中，能够抑制给听者带来不自然的感觉。
方式2所涉及的音响处理装置在上述方式1所涉及的音响处理装置中，所述第1音响效果所涉及的定位区域比所述第2音响效果所涉及的定位区域宽，所述第1音响效果所涉及的音像范围比所述第2音响效果所涉及的音像范围窄。
根据方式2，能够适当地赋予效果不同的第1音响效果或者第2音响效果。
方式3所涉及的音响处理装置在上述方式2所涉及的音响处理装置中，所述输入信号包含左前方声道、右前方声道、左后方声道及右后方声道，所述解析部基于各声道的特征量，使所述音响效果赋予部对所述第1音响效果或者第2音响效果进行选择。
根据方式3，基于输入信号的特征量对第1音响效果或者第2音响效果进行选择，因此能够适当地赋予音响效果。
方式4所涉及的音响处理装置在上述方式3所涉及的音响处理装置中，声道的特征量为声道的音量电平。
根据方式4，基于声道的音量电平对第1音响效果或者第2音响效果进行选择，因此能够适当地赋予音响效果。
方式5所涉及的音响处理装置在上述方式4所涉及的音响处理装置中，基于所述左后方声道的音量电平及所述右后方声道的音量电平、和所述左前方声道的音量电平及所述右前方声道的音量电平，使所述音响效果赋予部对所述第1音响效果或者第2音响效果进行选择。
根据方式5，在前方声道的音量电平与后方声道的音量电平相比相对较大的情况等，能够对第1音响效果进行选择。在相反的情况下，能够对第2音响效果进行选择。
以上例示出的各方式的音响处理装置也可作为音响处理方法，另外也可作为使计算机执行该演奏解析方法的程序而实现。

Claims (20)

1.一种音响处理装置，其具有：
解析部，其对输入信号进行解析，基于该输入信号的解析结果，决定赋予虚拟环绕的第1音响效果、或者与所述第1音响效果不同的虚拟环绕的第2音响效果；以及
音响效果赋予部，其与通过所述解析部的决定相应地将所述第1音响效果或者所述第2音响效果赋予给所述输入信号。
2.根据权利要求1所述的音响处理装置，其中，
所述第1音响效果所涉及的定位区域比所述第2音响效果所涉及的定位区域宽，
所述第1音响效果所涉及的音像范围比所述第2音响效果所涉及的音像范围窄。
3.根据权利要求1或2所述的音响处理装置，其中，
所述输入信号是多个声道的声音信号，
所述解析部基于所述多个声道的声音信号的特征量，使所述音响效果赋予部对所述第1音响效果或者第2音响效果进行选择。
4.根据权利要求3所述的音响处理装置，其中，
所述多个声道的声音信号的特征量为所述多个声道的声音信号的音量电平。
5.根据权利要求3所述的音响处理装置，其中，
所述多个声道的声音信号的特征量为所述多个声道的声音信号的音量电平以及放音方向。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的音响处理装置，其中，
所述多个声道包含左前方声道、右前方声道、左后方声道及右后方声道，
所述解析部基于所述左后方声道的所述声音信号的特征量及所述右后方声道的所述声音信号的特征量、和所述左前方声道的所述声音信号的特征量及所述右前方声道的所述声音信号的特征量，使所述音响效果赋予部对所述第1音响效果或者第2音响效果进行选择。
7.根据权利要求6所述的音响处理装置，其中，
所述解析部基于所述左后方声道的所述声音信号的特征量及所述右后方声道的所述声音信号的特征量之和、所述左前方声道的所述声音信号的特征量及所述右前方声道的所述声音信号的特征量之和，使所述音响效果赋予部对所述第1音响效果或者第2音响效果进行选择。
8.根据权利要求6所述的音响处理装置，其中，
所述解析部基于所述左后方声道的所述声音信号及所述右后方声道的所述声音信号的相关度、所述左前方声道的所述声音信号及所述右前方声道的所述声音信号的相关度，使所述音响效果赋予部对所述第1音响效果或者第2音响效果进行选择。
9.根据权利要求3至5中任一项所述的音响处理装置，其中，
所述多个声道包含前方中央声道、左前方声道、右前方声道、左后方声道及右后方声道，
所述解析部基于所述前方中央声道的所述声音信号的特征量、和所述前方中央声道以外的其他声道的所述声音信号的特征量，使所述音响效果赋予部对所述第1音响效果或者第2音响效果进行选择。
10.根据权利要求9所述的音响处理装置，其中，
所述解析部基于语音频域中的所述前方中央声道的所述声音信号的特征量、和所述前方中央声道以外的其他声道的所述声音信号的特征量，使所述音响效果赋予部对所述第1音响效果或者第2音响效果进行选择。
11.一种音响处理方法，
对输入信号进行解析，基于该输入信号的解析结果，决定赋予虚拟环绕的第1音响效果、或者与所述第1音响效果不同的虚拟环绕的第2音响效果，
与所述决定相应地将所述第1音响效果或者所述第2音响效果赋予给所述输入信号。
12.根据权利要求11所述的音响处理方法，其中，
所述第1音响效果所涉及的定位区域比所述第2音响效果所涉及的定位区域宽，
所述第1音响效果所涉及的音像范围比所述第2音响效果所涉及的音像范围窄。
13.根据权利要求11或12所述的音响处理方法，其中，
所述输入信号是多个声道的声音信号，
在所述进行解析的处理中，
基于所述多个声道的声音信号的特征量，决定赋予所述第1音响效果或者第2音响效果。
14.根据权利要求13所述的音响处理方法，其中，
所述多个声道的声音信号的特征量为所述多个声道的声音信号的音量电平。
15.根据权利要求13所述的音响处理方法，其中，
所述多个声道的声音信号的特征量为所述多个声道的声音信号的音量电平以及放音方向。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的音响处理方法，其中，
所述多个声道包含左前方声道、右前方声道、左后方声道及右后方声道，
在所述进行解析的处理中，
基于所述左后方声道的声音信号的特征量及所述右后方声道的声音信号的特征量、和所述左前方声道的声音信号的特征量及所述右前方声道的声音信号的特征量，决定赋予所述第1音响效果或者第2音响效果。
17.根据权利要求16所述的音响处理方法，其中，
在所述进行解析的处理中，基于所述左后方声道的所述声音信号的特征量及所述右后方声道的所述声音信号的特征量之和、所述左前方声道的所述声音信号的特征量及所述右前方声道的所述声音信号的特征量之和，决定赋予所述第1音响效果或者第2音响效果。
18.根据权利要求16所述的音响处理方法，其中，
在所述进行解析的处理中，基于所述左后方声道的所述声音信号及所述右后方声道的所述声音信号的相关度、所述左前方声道的所述声音信号及所述右前方声道的所述声音信号的相关度，决定赋予所述第1音响效果或者第2音响效果。
19.根据权利要求13至15中任一项所述的音响处理方法，其中，
所述多个声道包含前方中央声道、左前方声道、右前方声道、左后方声道及右后方声道，
在所述进行解析的处理中，基于所述前方中央声道的所述声音信号的特征量、和所述前方中央声道以外的其他声道的所述声音信号的特征量，决定赋予所述第1音响效果或者第2音响效果。
20.根据权利要求19所述的音响处理方法，其中，
在所述进行解析的处理中，基于语音频域中的所述前方中央声道的所述声音信号的特征量、和所述前方中央声道以外的其他声道的所述声音信号的特征量，决定赋予所述第1音响效果或者第2音响效果。
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