[发明专利]立体声再现系统

说明书

技术领域

本发明通常涉及立体声再现系统，其从两个或更多个例如扬声器或耳机等的音频信号输出设备输出音频信号，以将虚拟声源定位至三维空间中的期望位置，从而重构立体声场。

背景技术

第一公开号7-288899的日本专利公开了声像再现系统，该系统使用双声道扬声器在各个方向上实现声像的距离或空间感受。特别地，声像再现系统用作通过A/D转换器将通过信号输入设备输入的音频信号转换为数字形式，并将其输入至信号处理电路。信号处理电路处理该数字信号，以通过直接声音定位设备和反射声音定位设备产生将要从左右扬声器输出的音频信号，从而建立声像的位置和距离的错觉或者由收听者选择的声场的广阔性。

由声音定位设备产生的音频信号通过两个加法器相加，并且通过D/A转换器转换为模拟形式，然后该模拟信号通过左右扬声器再现。这使得收听者能够以距离和方向的目的错觉来定位该声像。

上述现有技术的声像再现系统被设计为对收听者的头部周围延伸的水平面上(换句话说，包括收听者耳朵的位置)的所反射的声音进行定向。因此，直接声音和反射声音位于收听者周围的同一水平面上，从而不期望地建立了二维声场，而非真正的空间声场。

发明内容

因此，一个目的是提供立体声再现系统，其在三维空间中的期望位置处建立虚拟声源，以重构三维声场。

根据一个实施方式的一个方面，提供了一种立体声产生系统，其包括：(a)至少两个音频信号输出设备，其输出声音形式的音频信号，以在收听者周围的三维空间中的期望位置处建立虚拟声源，从而产生三维声场，虚拟声源包括直接声源和第N阶反射声源，直接声源产生直接由收听者听到的直接声音，第N阶反射声源产生由直接声音的反射导致的第N阶反射声音，其中，N是大于或等于1的整数；(b)直接声源定位电路，其产生音频信号，以将直接声源定位至三维空间中的期望位置；(c)反射声源定位电路，其产生音频信号，以将相同阶的第N阶反射声源定位至在从直接声源延伸至收听者的源至收听者线周围指定的期望位置；以及(d)音频信号组合电路，其将由直接声源定位电路和反射声源定位电路产生的音频信号进行组合，以产生将要分别从音频信号输出设备输出的音频信号。

特别地，多个第N阶反射声源是在围绕源至收听者线排列的位置处建立的，从而给收听者听觉上的三维感受。

立体声产生系统还使收听者在朝向直接声源的方向上强烈地感知声像，因此在对需要将收听者的注意力吸引至特定方向的情况中是有用的。

在该实施方式的优选模式中，反射声源定位电路用作定位第N阶反射声源，从而使每个第N阶反射声源到源至收听者线之间的距离随着第N阶反射声源的阶数的增加而增加。

每个第N阶反射声源到源至收听者线之间的距离优选地随着第N阶反射声源的阶数的增加而以指数增加。

当立体声产生系统设置在其中声音在例如墙等声音反射物体上被反射的环境中时，如果假设墙是镜子，则每个第N阶反射声源被视为位于直接声源的镜像出现的位置处。这是因为从反射物体反射的声音的源被视为设置在相对于反射物体与直接声源对称的位置处。因此，随着第N阶反射声源的阶数即声音被反射的次数增加，第N阶反射声源例如以指数的方式更加远离源至收听者线。这建立了模拟声音在由反射物体(例如，墙)包围的真实空间内反射的立体(即，三维)声场。

反射声源定位电路可用作将第N阶反射声源定位至一位置，所述位置被指定为随着第N阶反射声源的阶数增加而沿着源至收听者线更加远离收听者的位置。而且，反射声源定位电路优选地用作定位第N阶反射声源，使得第N阶反射声源中的每两个相邻反射声源之间的距离随着第N阶反射声源的阶数的增加而增加。

特别地，在由声音反射物体(例如，墙)封闭的三维空间中，每个第N阶反射声音的声压级随着其反射次数的增加而大大地衰减。立体声产生系统利用这种很大的衰减来建立三维声场。

立体声产生系统可以被设计为朝向收听者或者远离收听者移动第N阶反射声源的位置，并且确定第N阶反射声源的位置，使得随着第N阶反射声源沿着源至收听者线相对于收听者移动，在沿着源至收听者线的方向上，每个第N阶反射声源与收听者之间的距离的变化率变得大于直接声源与收听者之间的距离的变化率。