聲場再現(xiàn)設備和方法以及程序的制作方法
【技術領域】
[0001] 本技術涉及一種聲場再現(xiàn)設備和方法以及程序，具體地，涉及一種使得能夠更準 確地再現(xiàn)聲場的聲場再現(xiàn)設備和方法以及程序。
【背景技術】
[0002] 在現(xiàn)有技術中，提出了通過使用真實空間中的球狀或環(huán)狀麥克風陣列收集的信號 在再現(xiàn)空間中再現(xiàn)與真實空間類似的聲場的技術。
[0003] 例如，作為這樣的技術，提出了利用緊湊球狀麥克風陣列實現(xiàn)聲音收集以及利用 揚聲器陣列實現(xiàn)再生(例如，參見非專利文獻1)。
[0004] 此外，例如，還提出了利用具有任意陣列形狀的揚聲器陣列實現(xiàn)再生，以及使得能 夠預先收集從揚聲器直到麥克風的傳遞函數(shù)以及通過生成逆濾波器吸收各個揚聲器的特 性的差別(例如，參見非專利文獻2)。
[0005] 引用列表
[0006] 非專利文獻
[0007] 非專利文獻 1 :Zhiyun Li等在2004年悉尼舉行的Proceedings of ICAD 04-Tenth Meeting of the International Conference on Auditory Display上的 "Capture and Recreation of Higher Order 3D Sound Fields via Reciprocity"
[0008] 非專利文獻2: Shiro Ise在Journal of the Acoustical Society of Japan的 2011 年第67卷第11 期上的 "Boundary Sound Field Control"

【發(fā)明內容】

[0009] 技術問題
[0010] 然而，在非專利文獻1所公開的技術中，雖然可以由緊湊球狀麥克風陣列來實現(xiàn)聲 音收集并且由揚聲器陣列來實現(xiàn)再生，但是為了嚴格的聲場再現(xiàn)，揚聲器陣列的形狀是球 狀或環(huán)狀的，并且需要限制比如揚聲器需要具有相等密度的布置等。
[0011] 例如，如圖1的左側所示，構成揚聲器陣列SPA11的各個揚聲器是環(huán)形布置的，并且 在該圖內，在變?yōu)橄鄬τ谔摼€表示的參考點而言各個揚聲器具有相等密度(為了簡單，圖中 為相等角度）的布置的情況下，嚴格的聲場再現(xiàn)是可能的。在該示例中，對于相互相鄰的任 意兩個揚聲器，由連接一個揚聲器與參考點的直線和連接另一揚聲器與參考點的直線形成 的角度變?yōu)楹愣ń嵌取?br>[0012] 與此相對，在圖內諸如右側所示由以矩形形狀由以相等間隔排列的揚聲器構成的 揚聲器陣列SPA12的情況下，在圖內揚聲器距虛線表示的參考點不具有相等密度，因此不能 嚴格執(zhí)行聲場再現(xiàn)。在該示例中，由連接相互相鄰的兩個揚聲器之一與參考點的直線和連 接另一揚聲器與參考點的直線形成的角度針對每組的兩個相鄰揚聲器的變?yōu)椴煌慕嵌取?br>[0013] 此外，由于假定采用諸如發(fā)出單極聲源的理想揚聲器陣列生成驅動信號，因此由 于實際揚聲器的特性的影響，不能準確地再現(xiàn)真實空間的聲場。
[0014] 另外，在非專利文獻2公開的技術中，如果可以利用任意陣列形狀執(zhí)行再生并且預 先收集從揚聲器直到麥克風的傳遞函數(shù)并生成逆濾波器，則可以吸收各個揚聲器的特性的 差別。另一方面，在預先收集的從每個揚聲器到每個麥克風的傳遞函數(shù)組保持類似特性的 情況下，將難以獲得穩(wěn)定的逆濾波器，以用于根據傳遞函數(shù)生成驅動信號。
[0015] 在構成球狀麥克風陣列MKA11的麥克風彼此靠近的情況下，諸如使用具體圖2的右 側所示的球狀麥克風陣列MKA11的示例，從由以矩形形狀以相等間隔排列的揚聲器構成的 揚聲器陣列SPA21的特定揚聲器到所有麥克風的距離將變?yōu)榇笾孪嗟鹊木嚯x。因此，將難以 獲得逆濾波器的穩(wěn)定解。
[0016] 注意，在圖2內的左側，示出了如下示例：從揚聲器陣列SPA21的揚聲器到構成球狀 麥克風陣列MKA21的各個麥克風的距離不是相等距離，并且傳遞函數(shù)的變化變大。在該示例 中，由于從揚聲器陣列SPA21的揚聲器到各個麥克風的距離不同，因此可以獲得逆濾波器的 穩(wěn)定解。然而，使得球狀麥克風陣列MKA21的半徑大到能夠獲得逆濾波器的穩(wěn)定解的程度是 不現(xiàn)實的。
[0017]考慮到這樣的情形來執(zhí)行本技術，并且本技術可以更準確地再現(xiàn)聲場。
[0018]問題的解決方案
[0019] 根據本技術的一方面，一種聲場再現(xiàn)設備包括:第一驅動信號生成單元，被配置成 將通過使得球狀或環(huán)狀麥克風陣列收集聲音所獲得的聲音收集信號轉換成虛擬揚聲器陣 列的驅動信號，該虛擬揚聲器陣列具有比麥克風陣列的第一半徑大的第二半徑；以及第二 驅動信號生成單元，被配置成將虛擬揚聲器陣列的驅動信號轉換成布置在虛擬揚聲器陣列 包圍的空間內部或外部的真實揚聲器陣列的驅動信號。
[0020] 第一驅動信號生成單元可通過對從聲音收集信號獲得的空間頻譜應用使用空間 濾波器的濾波器處理而將聲音收集信號轉換成虛擬揚聲器陣列的驅動信號。
[0021] 聲場再現(xiàn)設備還可包括:空間頻率分析單元，被配置成將從聲音收集信號獲得的 時間頻譜轉換成空間頻譜。
[0022] 第二驅動信號生成單元可通過使用基于從真實揚聲器陣列到虛擬揚聲器陣列的 傳遞函數(shù)的逆濾波器，對虛擬揚聲器陣列的驅動信號應用濾波器處理，將虛擬揚聲器陣列 的驅動信號轉換成真實揚聲器陣列的驅動信號。
[0023] 虛擬揚聲器陣列可以是球狀或環(huán)狀揚聲器陣列。
[0024] 根據本技術的一個方面的聲場再現(xiàn)方法或程序包括:第一驅動信號生成步驟，將 通過使得球狀或環(huán)狀麥克風陣列收集聲音所獲得的聲音收集信號轉換成虛擬揚聲器陣列 的驅動信號，該虛擬揚聲器陣列具有比麥克風陣列的第一半徑大的第二半徑；以及第二驅 動信號生成步驟，將虛擬揚聲器陣列的驅動信號轉換成布置在虛擬揚聲器陣列包圍的空間 內部或外部的真實揚聲器陣列的驅動信號。
[0025] 根據本技術的一個方面，將通過使得球狀或環(huán)狀麥克風陣列收集聲音所獲得的聲 音收集信號轉換成虛擬揚聲器陣列的驅動信號，該虛擬揚聲器陣列具有比麥克風陣列的第 一半徑大的第二半徑，以及將虛擬揚聲器陣列的驅動信號轉換成布置在虛擬揚聲器陣列包 圍的空間內部或外部的真實揚聲器陣列的驅動信號。
[0026] 本發(fā)明的有利效果
[0027] 根據本技術的一個方面，可以更準確地再現(xiàn)聲場。
[0028] 注意，不一定限于這里描述的效果，并且這里描述的效果可以是本說明書內描述 的任意效果。
【附圖說明】
[0029] 圖1是描述現(xiàn)有技術的聲場再現(xiàn)的圖。
[0030] 圖2是描述現(xiàn)有技術的聲場再現(xiàn)的圖。
[0031]圖3是描述本技術的聲場再現(xiàn)的圖。
[0032]圖4是描述本技術的聲場再現(xiàn)的另一不例的圖。
[0033]圖5是示出聲場再現(xiàn)設備的配置示例的圖。
[0034]圖6是描述真實揚聲器陣列驅動信號生成處理的流程圖。
[0035]圖7是示出聲場再現(xiàn)系統(tǒng)的配置示例的圖。
[0036]圖8是描述聲場再現(xiàn)處理的流程圖。
[0037] 圖9是示出計算機的配置示例的圖。
【具體實施方式】
[0038] 在下文中，將通過參照附圖來描述應用本技術的實施例。
[0039] 〈第一實施例〉
[0040] 〈本技術〉
[0041 ]在本技術中，通過使用真實空間中的球狀或環(huán)狀麥克風陣列收集的信號，生成真 實揚聲器陣列的驅動信號，以使得在再現(xiàn)空間中再現(xiàn)與真實空間相同的聲場。在該情況下， 假設麥克風陣列足夠小和緊湊。
[0042]此外，球狀或環(huán)狀虛擬揚聲器陣列布置在真實揚聲器陣列內部或外部。另外，通過 第一信號處理，根據麥克風陣列聲音收集信號生成虛擬揚聲器陣列驅動信號。此外，通過第 二信號處理，根據虛擬揚聲器陣列驅動信號生成真實揚聲器陣列驅動信號。
[0043]例如，在圖3所示的示例中，由球狀麥克風陣列11收集真實空間的球狀波，并且通 過將從布置在以矩形形狀布置的真實揚聲器陣列12中的虛擬揚聲器陣列13的驅動信號獲 得的驅動信號提供到在再現(xiàn)空間中的真實揚聲器陣列12來再現(xiàn)真實空間的聲場。
[0044] 在圖3中，球狀麥克風陣列11由多個麥克風(麥克風傳感器)構成，并且各個麥克風 布置在以預定參考點為中心的球體的表面上。在下文中，布置構成球狀麥克風陣列11的揚 聲器的球體的中心將被稱為球狀麥克風陣列11的中心，并且該球體的半徑將被稱為球狀麥 克風陣列11的半徑或者傳感器半徑。
[0045] 此外，真實揚聲器陣列12由多個揚聲器構成，并且這些揚聲器通過以矩形形狀排 列來布置。在該示例中，構成真實揚聲器陣列12的揚聲器排列在水平表面上以便包圍預定 參考點處的用戶。
[0046] 注意，構成真實揚聲器陣列12的揚聲器的布置不限于圖3所示的示例，并且每個揚 聲器可被布置為包圍預定參考點。因此，例如，構成真實揚聲器陣列的每個揚聲器可被安裝 在房間的天花板或墻壁上。
[0047] 另外，在該示例中，通過排列多個虛擬揚聲器而獲得的虛擬揚聲器陣列13布置在 真實揚聲器陣列12內。即，真實揚聲器陣列12布置在由構成虛擬揚聲器陣列13的揚聲器包 圍的空間外部。在該示例中，構成虛擬揚聲器陣列13的每個揚聲器以預定參考點為中心以 圓形（環(huán)形)排列，并且與圖1所示的揚聲器陣列SPA11類似，這些揚聲器被布置成相對于參 考點以相等密度排列。
[0048] 在下文中，構成虛擬揚聲器陣列13的揚聲器所布置的圓形的中心將被稱為虛擬揚 聲器陣列13的中心，并且該圓形的半徑將被稱為虛擬揚聲器陣列13的半徑。
[0049] 這里，在再現(xiàn)空間中，虛擬揚聲器陣列13的中心位置、即參考點可能需要被設置為 與假設在再現(xiàn)空間中的球狀麥克風陣列11的中心位置(參考點）相