CN1714601A - 用于音频信号的再现方法和再现设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于音频信号的再现方法和再现设备，其中音频信号再现设备包括被提供音频信号的数字滤波器(DF0－DFn、DF0s－DFns)以及由阵列扬声器(SP0－SPn)组成的扬声器阵列(10L)。数字滤波器(DF0－DFn)的输出提供给扬声器(SP0－SPn)。从扬声器(SP0－SPn)辐射的声波从墙面反射，并到达声场。对数字滤波器(DF0－DFn)设定预定的延迟时间，从而，在声场中产生其声压比声场内附近区域中声压更高的区域。向扬声器(SP0－SPn)提供数字滤波器(DF0s－DFns)的输出。对数字滤波器(DF0s－DFns)设定预定的延迟时间，从而，在从数字滤波器(DF0－DFn)的输出产生的声音中，可抑制从扬声器(SP0－SPn)辐射并直接到达声压较高区域的泄漏声音。

Description

用于音频信号的再现方法和再现设备
技术领域
本发明涉及用于音频信号的再现方法和再现设备，当所述方法和设备应用于家庭影院等时是合适的。
此专利申请要求对2002年12月9日申请的日本专利申请2002-356139享有优先权，此专利申请的全部内容在此引作参考。
背景技术
对于当应用于家庭影院和/或AV(音频和视频)***时合适的扬声器***，在日本专利申请特开平1990-239798出版物(例如参见专利文献1)中描述此种扬声器阵列。图1示出扬声器阵列10的一个实例。扬声器阵列10配置为其中布置大量的扬声器(扬声器单元)SP0-SPn。在此情况下，例如，n＝255，并且扬声器的孔径为几厘米。相应地，虽然扬声器SP0-SPn实际上在平面上二维布置，但是为简单起见，假设扬声器SP0-SPn布置在水平方向的直线上。
进一步地，音频信号从源SC传递到延迟电路DL0-DLn，在延迟电路DL0-DLn上，因此传递的音频信号延迟预定的时间τ0-τn。因此延迟的音频信号分别通过功率放大器PA0-PAn传递到扬声器SP0-SPn。在此情况下，在后面描述延迟电路DL0-DLn的延迟时间τ0-τn。
因而，同样在所有场合，从扬声器SP0-SPn输出的声波被合成，从而，可获得合成的声压。考虑到以上，如图1所示，在由扬声器SP0-SPn形成的声场中，为了允许任意位置Ptg的声压具有比其附近更大的值，
当L0-Ln是从各个扬声器SP0-SPn到位置Ptg的距离并且s为声速时，按如下所示设定延迟电路DL0-DLn的延迟时间τ0-τn就足矣。
τ0＝(Ln-L0)/s
τ1＝(Ln-L1)/s
τ2＝(Ln-L2)/s
…
τn＝(Ln-Ln)/s＝0
在按上述方式进行设定的情况下，从源SC输出的音频信号通过扬声器SP0-SPn转换为声波，并且输出因此转换的声波，这些声波以上述公式所表示的时间τ0-τn延迟的方式输出。相应地，当这些声波到达位置Ptg时，它们全部同时到达那里。因而，位置Ptg的声压变得比其附近的声压更大。
即，扬声器阵列10的声压具有方向性。因而，以平行光被凸透镜聚焦的方式，从扬声器SP0-SPn输出的声波会聚到位置Ptg。为此，位置Ptg以下称作“焦点”，并且，扬声器阵列10称作聚焦型***。
进一步地，在家庭影院等中使用上述扬声器阵列10以形成2(二)声道立体声***声场的情况下，可获得例如如图2所示的布置和状态。即，在图2中，参考号RM表示用作再现声场的矩形房间(封闭空间)，并且，在收听者LSNR前面的墙面WLF的左侧和右侧分别布置与扬声器阵列10相似的左、右声道扬声器阵列10L、10R。
进一步地，如图3所示，当以左侧墙面WLL为中心而考虑房间RM的虚象RM′时，可认为此虚象RM′与图2的封闭空间等效。相应地，扬声器阵列10L的焦点Ptg设置为收听者LSNR的虚象LSNR′。
因而，也如图2所示，从扬声器阵列10L辐射的声波A WL在连接扬声器阵列10L和虚象LSNR′的直线与墙面WLL交叉(穿过)的位置上反射。结果，在收听者LSNR的位置上形成焦点Ptg。相似地，从扬声器阵列10R辐射的声波A WR在连接扬声器阵列10R和收听者LSNR的虚象的直线与右侧墙面WLR交叉(穿过)的位置上反射。结果，在收听者LSNR的位置上形成焦点Ptg。
相应地，在收听者LSNR的位置上形成左、右声道的焦点Ptg。因而，收听者LSNR可强烈地察觉声象。此时，收听者LSNR在扬声器阵列10L的虚象10L′(参见图3)和扬声器阵列10R的虚象的方向上察觉各个虚拟扬声器。相应地，收听者可察觉到比扬声器阵列10L、10R之间安装间隔更宽的立体声感觉。
而且，图4示出形成4(四)声道立体声***的声场的情形。在此情形中，左前声道和左后声道的声波A WL、A WLB例如由左声道的扬声器阵列10L的奇和偶扬声器辐射，并且，使声波A WL在墙面WLL上反射，并接着聚焦在收听者LSNR的位置上。使声波A WLB在墙面WLL和后墙面WLB上反射，并接着聚焦在收听者LSNR位置的焦点上。相似地，右前声道和右后声道的声波A WR、A WRB例如由右声道的扬声器阵列10R的奇和偶扬声器辐射，并使它们在墙面WLR、WLB上反射，接着聚焦在收听者LSNR的位置上。
在此情况下，即使在收听者LSNR的后面位置上没有布置扬声器，也有可能形成环绕***的立体声场。
上面已经描述使用扬声器阵列形成声场的情形的代表性实例。
此时，在实际的扬声器阵列10中，当从扬声器SP0-SPn辐射各个声波时，这些声波从扬声器SP0-SPn基本上向声场的所有方向传播。为此，也如图5所示，收听者LSNR听到主声波A WL，而且还听到声波A Wnc，其中，主声波A WL在墙面WLL上反射并接着到达收听者LSNR的位置，声波A Wnc则直接从扬声器阵列10到达收听者LSNR。可以说，收听者LSNR从扬声器阵列10L听见“泄漏声音AWnc”。
在此情况下，由于延迟时间τ0-τn设定得使对于构成主声波A WL的各个声波在收听者LSNR位置上延迟时间互相吻合，因此，构成泄漏声音A Wnc的各个声波互相之间有不同的时间延迟。相应地，即使在收听者LSNR的位置上合成各个声波，其声压也不会变大。即，泄漏声音A Wnc的声压比主声波A WL的更小。
然而，即使泄漏声音A Wnc的声压较小，构成泄漏声音A Wnc的各个声波的时间延迟相对于主声波A WL也是变化的。
为此，在收听者LSNR听到主声波A WL的同时，他会听到相对于主声波A WL有时间延迟的泄漏声音A Wnc。进一步地，这相似地应用于右声道的扬声器阵列10R，以及它的声波A WR和泄漏声音AWnc。结果，扬声器阵列10L、10R的再现声音质量因泄漏声音A Wnc、A Wnc而下降。
另外，在主声波A WL、A WR的路径较长的情况下，在主声波A WL、A WR与泄漏声音A Wnc、A Wnc之间的时间差变大。因而，以分离的方式听到两个声音。例如，在图4所示环绕立体声扬声器***的情况下，由于后声道的声波A WLB、A WRB的路径比图2所示2(二)声道立体声扬声器***的声波A WL、A WR的路径更长，因此，声波A WLB、A WRB与泄漏声音A Wnc、A Wnc之间的时间差变得更长。因而，以更加清晰的分离方式听到两个声音。
发明内容
本发明的目的是提供可解决现有技术上述问题的用于音频信号的新型再现方法以及用于音频信号的新型再现设备。
根据本发明的用于音频信号的再现方法包括：向各个第一多个数字滤波器传递音频信号；向构成扬声器阵列的各多个扬声器传递第一多个数字滤波器的输出，以形成声场；分别设定第一多个数字滤波器的预定延迟时间，使得在音频信号通过第一多个数字滤波器和各个多个扬声器到达声场内第一点之前所需的各个传播延迟时间互相吻合；分别向第二多个数字滤波器传递音频信号；分别向多个扬声器传递第二多个数字滤波器的输出；以及，分别设定第二多个数字滤波器的预定传输特性，以便在由第一多个数字滤波器的输出形成的声音中，控制声场内第二点的声音。
根据本发明的用于音频信号的另一再现方法包括：向各个第一多个数字滤波器传递音频信号；向构成第一扬声器阵列的各多个扬声器传递第一多个数字滤波器的输出，以形成声场；分别设定第一多个数字滤波器的预定延迟时间，使得在音频信号通过第一多个数字滤波器和第一扬声器阵列的各扬声器到达声场内第一点之前所需的各个传播延迟时间互相吻合；向各个第二多个数字滤波器传递音频信号；向构成第二扬声器阵列的各多个扬声器传递第二多个数字滤波器的输出；以及，分别设定第二多个数字滤波器的预定传输特性，以便在从第一多个数字滤波器的输出形成的声音中，控制声场内第二点的声音。
根据本发明的用于音频信号的再现设备包括：每一个都被提供音频信号的第一多个数字滤波器；每一个都被提供音频信号的第二多个数字滤波器；以及，扬声器阵列，配置为其中布置多个扬声器的以：分别向各多个扬声器传递第一多个数字滤波器的输出，以形成声场；分别设定第一多个数字滤波器的预定延迟时间，使得在音频信号通过第一多个数字滤波器和各多扬声器到达声场内第一点之前所需的各个传播延迟时间互相吻合；向各多个扬声器传递第二多个数字滤波器的输出；分别设定第二多个数字滤波器的预定传输特性，以便在由第一多个数字滤波器的输出形成的声音中，控制声场内第二点的声音。
用于音频信号的再现设备进一步包括多个减法电路，分别向多个减法电路提供第一多个数字滤波器的输出和第二多个数字滤波器的输出，以便分别向各个多个扬声器传递多个减法电路的输出。
根据本发明的用于音频信号的另一再现设备包括：每一个都被提供音频信号的第一多个数字滤波器；每一个都被提供音频信号的第二多个数字滤波器；配置为布置多个扬声器的第一扬声器阵列；以及，第二扬声器阵列，配置为其中布置多个扬声器的以：向构成第一扬声器阵列的各多个扬声器传递第一多个数字滤波器的输出，以形成声场；分别设定第一多个数字滤波器的预定延迟时间，从而，在音频信号通过第一多个数字滤波器和第一扬声器阵列的各个扬声器到达声场内第一点之前所需的各个传播延迟时间互相吻合；向各个第二多个数字滤波器传递音频信号；向构成第二扬声器阵列的各多个扬声器传递第二多个数字滤波器的输出；分别设定第二多个数字滤波器的预定传输特性，以便在由第一多个数字滤波器的输出形成的声音中，控制声场内第二点的声音。
从以下结合附图对实施例的描述中，本发明的其它进一步目的和本发明获得的实践优点将变得更加清楚。
附图说明
图1为示出构成家庭影院或AV***所用扬声器***的扬声器阵列的框图。
图2为示出形成2(二)声道立体声扬声器***的声场的状态的平面图。
图3为示出在2(二)声道立体声扬声器***中形成声场的虚象的状态的平面图。
图4为示出形成4(四)声道立体声扬声器***的声场的状态的平面图。
图5为示出收听者听到从4(四)声道立体声扬声器***辐射的声音的状态的平面图。
图6为用于解释应用本发明的扬声器阵列用于在声场的必要位置上设定声压增强点Ptg和声压减弱点Pnc的状态的视图。
图7A为示出主声波A WL和泄漏声音A Wnc从扬声器阵列到达收听者LSNR的状态的平面图；图7B为示出从扬声器阵列辐射另一声波A Ws的状态的平面图，其中，声波A Ws以收听者LSNR的位置为焦点；并且，图7C为示出在收听者LSNR的位置上从扬声器阵列辐射的泄漏声音A Wnc被具有反相(相反相位)和相同声级的声波A Ws抵消的状态的平面图。
图8为示出已经应用本发明的再现设备的实例的框图。
图9为示出已经应用本发明的再现设备的另一实例的框图。
图10为示出已经应用本发明的扬声器阵列用于构成4(四)声道立体声再现设备的实例的框图。
图11为示出左声道的泄漏声音A Wnc被从右声道扬声器阵列辐射的声波A Ws抵消的状态的平面图。
图12为示出扬声器阵列10L、10R由单个扬声器阵列构成的实例的声场的平面图。
具体实施方式
首先，结合图6解释本发明的概况。在这，为解释简单起见，以如下情形为实例进行解释：多个扬声器SP0-SPn布置在水平方向的直线上以构成扬声器阵列10，并且，因此构成的扬声器阵列10应用于前面描述的图6所示聚焦型扬声器***。
这里，当收听者LSNR的位置假设为点Pnc时，减弱此点Pnc上的泄漏声音A Wnc。在此情况下，减弱点Pnc也作为焦点Ptg。即，泄漏声音A Wnc的减弱点Pnc与焦点Ptg互相吻合。然而，由于同样如图5所示，声波AW从扬声器阵列10到焦点Ptg的路径和泄漏声音A Wnc的路径互不相同，因此，如图6所示，焦点Ptg和泄漏声音A Wnc的减弱点Pnc的位置互不相同。
假设通过FIR(有限脉冲响应)数字滤波器实现各个延迟电路DL0-DLn。如图6所示，FIR数字滤波器DL0-DLn的滤波系数假设用值CF0-CDn表示。
进一步地，脉冲输入到FIR数字滤波器DL0-DLn，以在点Ptg上测量扬声器阵列10的输出声音。在此实例中，以包括FIR数字滤波器DL0-DLn的再现***所具有的采样频率，或以比此更高的采样频率来执行此测量。
因而，在点Ptg、Pnc上测量的响应信号导致和信号，在和信号中，从全部扬声器SP0-SPn输出的声音在空间内传播并被声学相加。进一步地，此时，为了便于解释，从扬声器SP0-SPn输出的声音假设为被FIR数字滤波器DL0-DLn赋予延迟的脉冲信号。应指出，在以下解释中，通过空间传播而相加的响应信号被称作“空间合成脉冲响应”。
进一步地，由于为了在点Ptg上准备焦点而设定FIR数字滤波器DL0-DLn的延迟分量，因此，在点Ptg上测量的空间合成脉冲响应Itg导致单个大脉冲，如图6所示。而且，由于空间合成脉冲响应Itg的频率响应(放大部分)Ftg的时间波形具有脉冲形状，因此，此时间波形变得在整个频带上是平坦的。相应地，如上所述，点Ptg变为声压已被增强的焦点。
应指出，虽然实际上由于各个扬声器SP0-SPn的频率特性、在空间传播时频率特性的变化、在路径中间墙壁的反射特性和/或采样频率等所规定的时间轴偏移，空间合成脉冲响应Itg不导致精确的脉冲，但是，在此为简单起见，此空间合成脉冲响应Itg用理想模型表示。
另一方面，认为在减弱点Pnc上测量的空间合成脉冲响应Inc导致各个具有时间轴信息的脉冲分量的合成。如图6所示，应理解，空间合成脉冲响应Inc是脉冲分量分散为一定宽度的信号。应指出，虽然在图6中脉冲响应Inc是等距离布置的脉冲串，但脉冲串的间隔一般不相同。
如图6所示，认为空间合成脉冲响应Inc基于具有滤波系数CF0s-CFns的空间FIR数字滤波器。因而，可通过使减弱点Pnc作为焦点的扬声器阵列而实现此空间合成脉冲响应。即，如果准备使用FIR数字滤波器的扬声器阵列以设置FIR数字滤波器的滤波系数CF0s-CFns为图6所示的值，就有可能获得使减弱点Pnc作为焦点的空间合成脉冲响应Inc。
考虑到以上方面，在本发明中，例如，如图7A-7C所示，减弱泄漏声音A Wnc。应指出，在图7A-7C中只示出左声道。即，如图7A所示，当主声波A WL和泄漏声音A Wnc从扬声器阵列10L到达收听者LSNR时，使减弱点Pnc(收听者LSNR的位置)作为焦点的另一声波A Ws从扬声器阵列10L辐射，如图7B所示。在图7B中示出的声波A Ws具有与泄漏声音A Wnc相同的频率特性和声级，但它们的相位相反。声波A Ws由图6中具有滤波系数CF0s-CFns的另一FIR数字滤波器形成。
如上所述，使减弱点Pnc(收听者LSNR的位置)作为焦点的另一声波A Ws从扬声器阵列10L辐射，声波A Ws具有与泄漏声音AWnc相同的频率特性和声级，但它们的相位相反，从而，在图7C所示收听者LSNR位置上，从扬声器阵列10L辐射的泄漏声音A Wnc被具有相反相位和相同声级的声波A Ws抵消，从而，收听者LSNR只听到主声波A WL。
第一实施例
接着，结合图8解释本发明应用于再现设备的第一实施例。应指出，在图8中只显示2(二)声道立体声中的左声道。
即，从源SC发出左、右声道的数字音频信号L、R。左声道信号L传递到FIR数字滤波器DF0-DFn。FIR数字滤波器DF0-DFn用于对音频信号L实施预定的延迟。如前述图2所示，它们的延迟时间τ0-τn设定得使从扬声器阵列10L辐射的声波A WL在左侧墙面WLL上反射，并因而在收听者LSNR的位置上形成焦点Ptg。而且，通过设定FIR数字滤波器DF0-DFn的滤波系数CF0-CFn为预定值而实现延迟时间τ0-τn的设定。
FIR数字滤波器DF0-DFn的输出信号通过减法电路ST0-STn传递到功率放大器PA0-PAn。使因此传递的输出信号经过D/A(数字-模拟)转换，并接着经过功率放大或D类放大。因此获得的放大输出传递到扬声器SP0-SPn。
进一步地，源SC的数字音频信号L传递到其他(不同的)FIR数字滤波器DF0s-DFns，并且，它们的滤波器输出传递到减法电路ST0-STn。在此情况下，FIR数字滤波器DF0s-DFns具有已经结合图6和7解释的滤波系数CF0s-CFns，并且用于实现图6所示的空间合成脉冲响应Inc。另外，在减法电路ST0-STn中，从滤波器DF0-DFn的输出减去滤波器DF0s-DFns的输出。
而且，尽管未示出，从源SC发出的右声道数字音频信号R进行相似的处理，并传递到右声道的扬声器阵列10R。
通过提供此配置，在已经从源SC输出的左声道音频信号L之中，借助通过FIR数字滤波器DF0-DFn传递到扬声器SP0-SPn的信号，从扬声器阵列10L辐射主声波A WL。例如，如图7A所示，声波A WL在墙面WLL上反射，并接着聚焦在收听者LSNR的位置上。
应指出，即使只采用此方法，也如图7A所示地从扬声器阵列10L产生泄漏声音A Wnc。此时，在已经从源SC输出的左声道信号L之中，借助通过FIR数字滤波器DF0s-DFns传递到扬声器SP0-SPn的信号，从扬声器阵列10L辐射声波A Ws。例如，如图7B所示，声波A Ws直接到达收听者LSNR的位置，并且在此聚焦。
通过设定滤波系数CF0s-CFns，使声波A Ws的空间合成脉冲响应等于泄漏声音A Wnc的空间合成脉冲响应Inc。此时，滤波器DF0s-DFns的输出在减法电路ST0-STn中相对于滤波器DF0-DFn的输出反相，并相加因此获得的输出。
结果，在收听者LSNR的位置上，声波A Ws具有与泄漏声音AWnc相同的频率分量和与其相反的相位。因而，泄漏声音A Wnc被声波A Ws抵消。相应地，如图7C所示，主声波A WL到达收听者LSNR，但收听者LSNR几乎听不到泄漏声音A Wnc。而且，也对扬声器阵列10R执行相似的操作。即使在从扬声器阵列10R辐射的声波A WR中产生泄漏声音，其泄漏声音也被抵消。因而，收听者LSNR几乎觉察不到泄漏声音。
因而，根据图8所示的扬声器阵列设备，有可能通过布置在收听者LSNR前侧的扬声器阵列10L、10R执行2(二声道)立体声的再现。另外，此时，形成与泄漏声音A Wnc等效的信号，相对于(从)主音频信号减去此信号，从而，收听者LSNR听不到泄漏声音A Wnc。相应地，有可能防止因泄漏声音A Wnc而降低声音质量。
应指出，在扬声器阵列10L辐射主声波A WL的情况下，当辐射声波A Ws从而如图7A所示地产生泄漏声音A Wnc时，它的一部分有可能通过与图7A所示声波A WL相同的路径到达收听者LSNR，从而，此声音部分导致新的泄漏声音。然而，由于泄漏声音A Wnc与主声波A WL相比，声级较小，因此，用于抵消其泄漏声音A Wnc的声波A Ws的声级也较小。由于具有小声级的声波A Ws的一部分导致新的泄漏声音，因此，此泄漏声音的声级非常小。从而，此泄漏声音可忽略不计。
第二实施例
接着，结合图9解释本发明的第二实施例。
图9所示的实例用于以下情形：从与扬声器SP0-SPn不同的扬声器辐射其分量和声级与泄漏声音A Wnc相同但相位相反的声波AWs，以抵消泄漏声音A Wnc。应指出，在此实例中，也只示出2(二)声道立体声中的左声道。
即，扬声器阵列10L由第一组扬声器SP0-SPn和第二组扬声器SP0s-SPns组成。进一步地，从源SC发出左、右声道的数字音频信号L、R。左声道信号L通过FIR数字滤波器DF0-DFn和功率放大器PA0-PAn传递到扬声器SP0-SPn。另外，源SC的左声道信号L通过FIR数字滤波器DF0s-DFns和功率放大器PA0s-PAns传递到扬声器SP0s-SPns。
在此情况下，使FIR数字滤波器DF0-DFn、DF0s-DFns与第一实施例相似。而且，使功率放大器PA0s-PAns和扬声器SP0s-SPns之间的连接具有与功率放大器PA0-PAn和扬声器SP0-SPn之间的连接相反的极性。
根据此配置，从扬声器SP0-SPn辐射主声波A WL。例如，如图7A所示，因此辐射的声波A WL在墙面WLL上反射，并接着聚焦在收听者LSNR的位置上。进一步地，此时，从扬声器SP0-SPn产生泄漏声音A Wnc。
此时，由于FIR数字滤波器DF0s-DFns的输出在极性相反的状态下通过功率放大器PA0s-PAns传递到扬声器SP0s-SPns，因此，如图7B所示，从扬声器SP0s-SPns辐射其频率分量和声级与泄漏声音AWnc相同但相位相反的声波A Ws，并且，泄漏声音A Wnc被声波AWs抵消。相应地，如图7C所示，主声波A WL到达收听者LSNR，但收听者几乎听不到泄漏声音A Wnc。
而且，也对扬声器阵列10R执行相似的操作。即使在从扬声器阵列10R辐射的声波A WR中产生泄漏声音，此泄漏声音也被抵消。因而，几乎觉察不到泄漏声音。
以上述方式，在图9的扬声器阵列设备中，由于扬声器SP0-SPn产生的泄漏声音A Wnc被从扬声器SP0s-SPns辐射的声波A Ws抵消，因此，有可能执行泄漏声音A Wnc被充分抑制的2(二声道)立体声再现。
第三实施例
接着，结合图10解释本发明的第三实施例。
图10所示的实例用于以下情形：实现图4所示的前述4(四)声道立体声，并且抑制其泄漏声音。应指出，在此实例中，只示出4(四)声道立体声中的左前声道和左后声道。
即，从源SC发出左前声道、左后声道、右前声道和右后声道的数字音频信号L、LB、R、RB。进一步地，对于左前声道的信号L，以与图8中相似的方式构造FIR数字滤波器DF0-DFn、DF0s-DFns以及减法电路ST0-STn，并且，减法电路ST0-STn的输出通过加法电路AD0-ADn并通过功率放大器PA0-PAn而传递到左声道扬声器阵列10L的扬声器SP0-SPn。
进一步地，对于左后声道的信号LB，以与左前声道中相似的方式构造FIR数字滤波器DF0B-DFnB、DF0sB-DFnsB以及减法电路ST0B-STnB，并且，减法电路ST0B-STnB的输出传递到加法电路AD0-ADn。
相应地，如图4所示，数字滤波器DF0-DFn、DF0LB-DFnLB的滤波系数CF0-CFn、CF0LB-CFnLB设定为预定值，从而，从扬声器阵列10L辐射左前声道和左后声道的声波A WL、A WLB。结果，声波A WL在墙面WLL上反射，并接着聚焦在收听者LSNR的位置上。因而，声波A WLB在墙面WLL和后墙面上反射，并接着聚焦在收听者LSNR的位置上。
此时，应该从扬声器阵列10L辐射基于音频信号L、LB的左前声道和左后声道的泄漏声音A Wnc、A Wnc。然而，这些泄漏声音AWnc、A Wnc分别被FIR数字滤波器DF0s-DFns、DF0sB-DFnsB的输出抵消。因而，这些泄漏声音不可能被收听者听到。
进一步地，对于右前声道和右后声道也采用相似的配置。如图4所示，从扬声器阵列10R辐射右前声道的声波A WR和右后声道的声波A WRB，并聚焦在收听者LSNR的位置上。另外，此时，分别抵消基于音频信号R、RB的右前声道和右后声道的泄漏声音A Wnc、AWnc。因而，这些泄漏声音不可能被收听者听到。
相应地，根据图10所示的扬声器阵列设备，有可能执行泄漏声音A Wnc已被充分抑制的4(四)声道立体声再现。
虽然在上述实例中左声道的泄漏声音A Wnc被从图7A-7C所示左声道扬声器阵列10L辐射的声波A Ws抵消，但是，左声道的泄漏声音A Wnc可被从图11所示右声道扬声器阵列10R辐射的声波A Ws抵消。另外，扬声器阵列10L、10R可构造为图12所示的单个扬声器阵列10。
应指出，虽然已经根据在附图中示出的一些优选实施例和以上的详细描述来描述本发明，但是，本领域中技术人员应该理解，不本发明不局限于实施例，只要不偏离后附权利要求提出的本发明范围和精神，就可实施各种变更、替代构造或等效物。
工业应用
如上所述，根据本发明，通过形成与泄漏声音等效的信号而抵消在扬声器阵列设备中产生的泄漏声音，因此，有可能防止声音质量因泄漏声音而下降。

Claims (13)

1.一种用于音频信号的再现方法，包括：
向各个第一多个数字滤波器传递音频信号；
向构成扬声器阵列的各多个扬声器传递第一多个数字滤波器的输出，以形成声场；
分别设定第一多个数字滤波器的预定延迟时间，使得在音频信号通过第一多个数字滤波器和各多个扬声器到达声场内第一点之前所需的各个传播延迟时间互相吻合；
向各个第二多个数字滤波器传递音频信号；
分别向多个扬声器传递第二多个数字滤波器的输出；以及
分别设定第二多个数字滤波器的预定传输特性，以便在由第一多个数字滤波器的输出形成的声音中，控制声场内第二点的声音。
2.如权利要求1所述的用于音频信号的再现方法，
其中，从扬声器阵列辐射的声波在墙面上反射，并到达第一点。
3.如权利要求1所述的用于音频信号的再现方法，
其中，第二点与第一点基本相同。
4.一种用于音频信号的再现方法，包括：
向各个第一多个数字滤波器传递音频信号；
向构成第一扬声器阵列的各多个扬声器传递第一多个数字滤波器的输出，以形成声场；
分别设定第一多个数字滤波器的预定延迟时间，使得在音频信号通过第一多个数字滤波器和第一扬声器阵列的各个扬声器到达声场内第一点之前所需的各个传播延迟时间互相吻合；
向各个第二多个数字滤波器传递音频信号；
向构成第二扬声器阵列的各多个扬声器传递第二多个数字滤波器的输出；以及
分别设定第二多个数字滤波器的预定传输特性，以便在由第一多个数字滤波器的输出形成的声音中，控制声场内第二点的声音。
5.如权利要求4所述的用于音频信号的再现方法，
其中，从第一扬声器阵列辐射的声波在墙面上反射，并到达第一点。
6.如权利要求4所述的用于音频信号的再现方法，
其中，第二点与第一点基本相同。
7.  一种用于音频信号的再现设备，包括：
每一个都被提供音频信号的第一多个数字滤波器；
每一个都被提供音频信号的第二多个数字滤波器；以及
扬声器阵列，配置为其中布置多个扬声器以：
分别向各多个扬声器传递第一多个数字滤波器的输出，以形成声场，
分别设定第一多个数字滤波器的预定延迟时间，使得在音频信号通过第一多个数字滤波器和各多个扬声器到达声场内第一点之前所需的各个传播时间互相吻合，
分别向各多个扬声器传递第二多个数字滤波器的输出，
分别设定第二多个数字滤波器的预定传输特性，以便在由第一多个数字滤波器的输出形成的声音中，控制声场内第二点的声音。
8.如权利要求7所述的用于音频信号的再现设备，
其中，从扬声器阵列辐射的声波在墙面上反射，并到达第一点。
9.如权利要求8所述的用于音频信号的再现设备，
其中，第二点与第一点基本相同。
10.如权利要求7所述的用于音频信号的再现设备，
包括多个减法电路，分别向多个减法电路提供第一多个数字滤波器的输出和第二多个数字滤波器的输出，以便分别向多个扬声器传递多个减法电路的输出。
11.一种用于音频信号的再现设备，包括：
每一个都被提供音频信号的第一多个数字滤波器；
每一个都被提供音频信号的第二多个数字滤波器；
配置为其中布置多个扬声器的第一扬声器阵列；以及
第二扬声器阵列，配置为其中布置多个扬声器以：
向构成第一扬声器阵列的各多个扬声器传递第一多个数字滤波器的输出，以形成声场，
分别设定第一多个数字滤波器的预定延迟时间，使得在音频信号通过第一多个数字滤波器和第一扬声器阵列的各个扬声器到达声场内第一点之前所需的各个传播延迟时间互相吻合，
向各个第二多个数字滤波器传递音频信号，
分别向构成第二扬声器阵列的各多个扬声器传递第二多个数字滤波器的输出，
分别设定第二多个数字滤波器的预定传输特性，以便在由第一多个数字滤波器的输出形成的声音中，控制声场内第二点的声音。
12.如权利要求11所述的用于音频信号的再现设备，
其中，从第一扬声器阵列辐射的声波在墙面上反射，并到达第一点。
13.如权利要求12所述的用于音频信号的再现设备，
其中，第二点与第一点基本相同。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101242677B (zh) * 2007-02-05 2012-07-04 索尼株式会社 耳机设备、声音再现***和声音再现方法
CN104936106A (zh) * 2014-03-18 2015-09-23 株式会社东芝 扬声器***
CN105325012A (zh) * 2013-06-27 2016-02-10 歌拉利旺株式会社 传播延迟校正设备以及传播延迟校正方法
CN112135225A (zh) * 2019-06-25 2020-12-25 海信视像科技股份有限公司 扬声器***和电子设备

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4349123B2 (ja) * 2003-12-25 2009-10-21 ヤマハ株式会社 音声出力装置
JP2005197896A (ja) * 2004-01-05 2005-07-21 Yamaha Corp スピーカアレイ用のオーディオ信号供給装置
JP4161906B2 (ja) * 2004-01-07 2008-10-08 ヤマハ株式会社 スピーカ装置
JP4251077B2 (ja) * 2004-01-07 2009-04-08 ヤマハ株式会社 スピーカ装置
JP3915804B2 (ja) 2004-08-26 2007-05-16 ヤマハ株式会社 オーディオ再生装置
JP4779381B2 (ja) 2005-02-25 2011-09-28 ヤマハ株式会社 アレースピーカ装置
JP5241855B2 (ja) 2008-02-25 2013-07-17 シックスポイント マテリアルズ， インコーポレイテッド Ｉｉｉ族窒化物ウエハを製造する方法およびｉｉｉ族窒化物ウエハ
GB0821999D0 (en) * 2008-12-02 2009-01-07 Pss Belgium Nv Method and apparatus for improved directivity of an acoustic antenna
KR101295849B1 (ko) * 2008-12-18 2013-08-12 삼성전자주식회사 음향 방사 패턴 제어 장치 및 방법
EP2486736B1 (en) 2009-10-05 2022-04-13 Harman International Industries, Incorporated Multichannel audio system having audio channel compensation
WO2016085011A1 (ko) * 2014-11-24 2016-06-02 가락전자 주식회사 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법
KR101525207B1 (ko) * 2014-11-24 2015-06-04 가락전자 주식회사 오디오 스트림 사이의 신호 동기화 방법
WO2017035013A1 (en) 2015-08-21 2017-03-02 Dts, Inc. A multi-speaker method and apparatus for leakage cancellation
WO2017208822A1 (ja) * 2016-05-30 2017-12-07 ソニー株式会社 局所消音音場形成装置および方法、並びにプログラム
US10531196B2 (en) * 2017-06-02 2020-01-07 Apple Inc. Spatially ducking audio produced through a beamforming loudspeaker array

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3579732D1 (de) * 1984-04-09 1990-10-25 Pioneer Electronic Corp Schallfeldverbesserungssystem.
JP3067140B2 (ja) * 1989-11-17 2000-07-17 日本放送協会 立体音響再生方法
JP3065485B2 (ja) * 1994-06-30 2000-07-17 株式会社ケンウッド スピーカシステム
US5870484A (en) * 1995-09-05 1999-02-09 Greenberger; Hal Loudspeaker array with signal dependent radiation pattern
US5815578A (en) * 1997-01-17 1998-09-29 Aureal Semiconductor, Inc. Method and apparatus for canceling leakage from a speaker
US7515719B2 (en) * 2001-03-27 2009-04-07 Cambridge Mechatronics Limited Method and apparatus to create a sound field

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101242677B (zh) * 2007-02-05 2012-07-04 索尼株式会社 耳机设备、声音再现***和声音再现方法
CN105325012A (zh) * 2013-06-27 2016-02-10 歌拉利旺株式会社 传播延迟校正设备以及传播延迟校正方法
US10375500B2 (en) 2013-06-27 2019-08-06 Clarion Co., Ltd. Propagation delay correction apparatus and propagation delay correction method
CN104936106A (zh) * 2014-03-18 2015-09-23 株式会社东芝 扬声器***
CN112135225A (zh) * 2019-06-25 2020-12-25 海信视像科技股份有限公司 扬声器***和电子设备
CN112135225B (zh) * 2019-06-25 2023-11-21 海信视像科技股份有限公司 扬声器***和电子设备

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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