[发明专利]头相关传输函数卷积方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及卷积方法和卷积设备，用于在利用布置在听众耳边的例如 耳机的声音再现驱动器之类的电声单元进行声音再现期间，将头相关传输 函数(下文中简称为“HRTF”)卷积到音频信号中，所述HRTF用于使 得听众能够收听位于听众面前或其他位置上的声源。

背景技术

在听众将耳机佩戴在例如头部并利用双耳听取声音再现的信号的情况 下，如果在耳机处再现的音频信号是被提供到布置在听众左前方和右前方 的扬声器的常用音频信号，则会发生所谓的侧化现象(1ateralization phenomenon)，其中再现的声音图像停留在听众的头部。

例如在WO95/13690和日本未审查专利申请公开No.03-214897中公 开了一种被称为虚拟声音图像定位的技术，该技术已经解决了侧化现象的 问题。这种虚拟声音图像定位使得声音图像被再现(被虚拟地定位在相关 位置上)，从而使得当利用耳机等再现时，声音图像被再现，就好像在听 众左前方或右前方存在声源(例如在预定感知位置上的扬声器)一样，并 以下述方式被实现。

例如，图30被用于描述在利用双声道立体声耳机再现左右两边的双 声道立体声信号的情况下虚拟声音图像定位的技术。

如图30所示，在听众双耳附近的位置上布置有麦克风(声-电转换单 元的示例)ML和MR，并且在希望进行虚拟声音图像定位的位置上布置 有扬声器SPL和SPR，其中假设在听众双耳位置上布置有两个声音再现驱 动器，例如双声道立体声耳机(电-声转换单元的示例)。

在存在假人头1(可替换地，可以是真人，听众他/她自身)的状态 下，在一个声道(例如左声道扬声器SPL)上执行例如冲激脉冲的声音再 现，通过该再现发射的冲激脉冲被麦克风ML和MR中的每一个所拾取， 并且左声道的HRTF被测量。在该示例的情况下，HRTF作为冲激响应被 测量。

在此情况下，如图30所示，充当左声道HRTF的冲激响应包括麦克 风ML所拾取的来自左声道扬声器SPL的声波的冲激响应HLd(下文中称 之为“左侧主要分量的冲激响应”)以及麦克风MR所拾取的来自左声道 扬声器SPL的声波的冲激响应HLc(下文中称之为“左侧串话分量的冲激 响应”)。

接下来，冲激脉冲的声音再现在右声道扬声器SPR处以相同方式被执 行，并且通过该再现所发射的冲激脉冲被麦克风ML和MR中的每一个所 拾取，并且针对右声道的HRTF(即右声道的HRTF)作为冲激响应被测 量。

在此情况下，充当右声道HRTF的冲激响应包括麦克风MR所拾取的 来自右声道扬声器SPR的声波的冲激响应HRd(下文中称之为“右侧主要 分量的冲激响应”)以及麦克风ML所拾取的来自右声道扬声器SPR的声 波的冲激响应HRc(下文中称之为“右侧串话分量的冲激响应”)。

针对左声道的HRTF和右声道的HRTF的冲激响应分别照原样与提供 到用于耳机的左右声道的声音再现驱动器的音频信号相卷积。就是说，通 过测量获得的左侧主要分量的冲激响应和左侧串话分量的冲激响应(充当 左声道HRTF)照原样与左侧音频信号相卷积，并且通过测量获得的右侧 主要分量的冲激响应和右侧串话分量的冲激响应(充当右声道HRTF)照 原样与右侧音频信号相卷积。

这实现了声音图像定位(虚拟声音图像定位)，从而使得即使声音再 现发生在听众耳朵附近，也感觉到声音就好像是从位于听众左前方和右前 方的扬声器再现的一样，或者感觉到声音好像是例如左侧和右侧的双声道 立体声音频。

以上描述了双声道的情况，但是对于三声道或更多声道的情况下，也 可以通过如下操作以相同的方式执行：针对每个声道将扬声器布置在虚拟 声音图像定位位置上，例如再现冲激脉冲，测量每个声道的HRTF，并且 将通过测量获得的HRTF的冲激响应关于提供到耳机的用于利用双声道 (左和右)进行声音再现的驱动器的音频信号进行卷积。

发明内容

顺便提及，当执行HRTF测量的地点不在消声室中时，不仅来自感知 声源(对应于虚拟声音图像定位位置)的直接波而且例如图30中的虚线 所示的反射波的分量都被包括在测量出的HRTF中(没有被分离)。因 此，根据现有技术测得的HRTF包括相关测量地点的属性，所述属性是根 据执行测量的室或地点等的形状以及对声波进行反射的诸如墙壁、天花 板、地板等的材料的。