[发明专利]音频再生装置以及方法

说明书

一种音频再生装置(110)，对包含音频信号以及示出使其声像定位的三维空间中的位置的再生位置信息的音频对象进行再生，包括：至少一列扬声器阵列(106)；转换部(102)，将再生位置信息转换为校正再生位置信息，该校正再生位置信息是以扬声器阵列的位置为基准的二维坐标轴上的位置信息；及信号处理部(105)，按照校正再生位置信息，进行使音频信号的声像定位的处理。信号处理部在校正再生位置信息的y坐标值为负值的情况下，以利用惠更斯原理的信号处理进行波阵面合成，在正值的情况下，利用头相关传递函数进行使声像定位的处理，头相关传递函数被设定成，能够从校正再生位置信息所示的位置方向听到声音。

本申请是申请日为2014年2月19日、申请号为201480032404.7、发明名称为“音频再生装置以及方法”的发明专利申请的分案。

技术领域

本发明涉及利用扬声器阵列来对音频对象进行再生的装置及其方法。尤其涉及对含有示出使声像定位在三维空间中的位置的再生位置信息的音频对象进行再生的装置及其方法。

背景技术

近些年，以数码电视广播接收机或DVD播放机来再生5.1ch的音频内容的装置被不断地开发且被商品化。5.1ch是指，被配置了前置左右声道、前方中央声道、以及左右环绕声道的声道设定。而且，在近些年的蓝光(Blu-ray(注册商标))播放器中，在后声场增加了左右声道，而构成了7.1ch(声道)。

并且，随着图像的更大画面化以及高精细化的进展，音频的立体声研究也在不断地发展。例如，正在研究以22.2ch(声道)的扬声器设置为前提的立体声。图14示出了目前NHK(日本广播协会)正在研究开发的22.2ch的音频再生中的扬声器设置。其与以往的仅在二维平面上(图14的中段部分)设置扬声器不同，是在脚下(下段)以及天花板(上段)也设置扬声器的三维的构成(非专利文献1)。

并且，也在试行以三维音响作为特征而设置在电影院(非专利文献2)。在这种情况下也是同样，将扬声器也设置在天花板的3D(三维)的构成。并且，内容作为音频对象而被编码。音频对象是指，伴随有示出使声像定位在三维空间中的位置的再生位置信息的音频信号。例如是将以(x、y、z)这三轴表示的声源(声像)应该定位在哪个位置的再生位置信息、与该声源的音频信号作为一组来进行编码的信号。

例如，在将子弹、飞机或飞行中的鸟的叫声等作为音频对象的情况下，再生位置信息所示的位置则会随着时间不停地迁移。在这种情况下，再生位置信息也可以是表示迁移方向的向量信息。当然，在某特定的位置发生了爆炸声等情况下，再生位置信息则是固定不变的。

这样，以将扬声器设置成三维为前提，进行了对伴随有再生位置信息的音频信号进行再生的研究开发，但是在实际的家庭应用或个人应用中，不能将扬声器设置成三维的情况较多。

另外，在不能对扬声器进行自由设置的环境中，作为尽可能地实现临场感高的音频再生技术，而研究开发了HRTF(头相关传递函数；Head Related Transfer Function)、波阵面合成、波束成形等。

HRTF是模拟在人的头部周边的声音的传播特性的传递函数。听起来声音是从哪个方向传来的这种知觉会受到HRTF的影响，如图15所示，主要受到两耳间的声压差、到达两耳间的声波的时间差的影响。相反而言，通过信号处理对此进行人工控制，从而能够控制听起来的声音方向。非专利文献3已有详细说明。并且，有关前后以及上下方向的定位的启示，包含在HRTF的振幅谱中。专利文献1已有详细说明。

关于波阵面合成的基本的工作原理由图16的(a)示出。本来，声波是在以声源为中心的同心圆上扩散的(只要不将扬声器设置在声源的位置上)，因此，自然的声波虽然不能在空间上生成，但是能够将多个扬声器排列设置(即，形成扬声器阵列)，通过恰当地控制声压以及相位，就仿佛声波从声源扩散开的同心圆状的波形的一部分在空间上被生成。非专利文献4已有详细说明。