專利名稱:控制二維聲音圖像定位的效果給予設備的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種效果給予設備,用于改變或控制多聲道音頻信號的聲音圖像定位狀態,多聲道音頻信號配置用來(在二維平面中)實現二維聲音圖像定位。
背景技術:
在音調發生器和混音器領域中,通常執行一維聲音圖像定位搖攝全景控制,用來按照預定搖攝全景操作器的工作量控制左(L)和右(R)聲道之間的音量平衡。執行自動搖攝全景控制是公知的,通過按照低頻振蕩器(LFO)產生的低頻波形而非預定搖攝全景操作器的用戶操作來控制左和右聲道之間的音量平衡,自動地搖攝(即,移動)左和右聲道的聲音圖像定位(這里,是聲音圖像定位的位置或聲音圖像位置)。而且,近來常應用5.1聲道環繞模式,也提出執行多聲道搖攝全景(見日本專利特許公開No.HEI-11-46400)。例如,為了執行用于5.1聲道的搖攝全景,響應各個操作器的用戶操作,為每個輸入聲道指定二維平面中的坐標,使得按照所指定的5.1聲道坐標來控制要從輸入聲道輸出到5個混音總線(即,左(L)、右(R)、中(C)、左后(LS)、右后(RS))的音頻信號之間的音量平衡。然而,因為搖攝全景控制是在產生多聲道音頻信號的信號源中產生的,所以傳統的5.1聲道聲音圖像搖攝全景控制及其復雜而麻煩。
今天,隨著DVD(數字多用途光盤)的廣泛使用,處理5.1聲道環繞模式的多聲道音頻信號已經很常見了。預先對這種環繞模式多聲道音頻信號給予二維聲音圖像定位。然而,迄今,沒有可以向其輸入多聲道音頻信號,諸如5.1產道環繞模式的多聲道音頻信號,并容易地對輸入音頻信號給予搖攝效果或改變音頻信號的初始二維聲音圖像定位的效果給予設備。
實用新型內容從上文來看,本實用新型的一個目的是提供一種效果給予設備,它可以向其輸入多聲道音頻信號,諸如5.1聲道環繞模式的多聲道音頻信號,并對輸入音頻信號給予聲音圖像定位控制效果。
為了實現上述目的,本實用新型提供了一種效果給予設備,用于向其輸入配置的用來獲得初始二維聲音圖像定位的多聲道音頻信號,然后對多聲道音頻信號給予效果以改變初始二維聲音圖像定位,它包括乘法部分,用于將包含在輸入多聲道音頻信號中的每個聲道的音頻信號分配到多個輸出聲道的每個聲道,并用所分配的每個音頻信號乘以按照從初始二維聲音圖像定位的偏差單獨為每個輸出聲道確定的相應系數;和加法部分,以與輸出聲道相應的關系設置,用于將分配給各個輸出聲道并乘以相應系數的音頻信號相加,分別用于每個輸出聲道。這樣,把輸出聲道的加得的音頻信號從設備輸出,作為給予了相應于偏差的變化后聲音圖像定位的多聲道音頻信號。
用上述實用新型的配置,可以提供一種簡化的效果給予設備,它易于可變化地控制5.1聲道環繞模式的輸入多聲道音頻信號的初始二維聲音圖像定位。如果與初始二維聲音圖像定位的偏差隨時間變化,本實用新型的效果給予設備就獲得搖攝全景效果,(在二維平面中)以二維搖攝(移動)初始聲音圖像定位位置。這樣,本實用新型使用效果給予設備允許用戶自由地享受搖攝全景控制,從而改變多聲道音頻信號源,諸如DVD軟什的現有二維聲音圖像定位狀態。
根據本實用新型的實施例,本實用新型的效果給予設備可以改變定位方向同時保持最初以二維定位的輸入多聲道音頻信號的相對定位狀態。而且,通過將系數設為時間變化函數,有可能在虛擬聲場內在二維平面中旋轉(即,總體上圓移動)的聲像。而且,通過將時間變化函數設為以正弦波形變化,本實用新型可以旋轉定位方向同時維持人聽覺所察覺的音量,通過使時間變化函數是正弦波函數,還可以響應通常在效果器中使用的這種LFO信號來旋轉定位(聲音圖像定位位置)。而且,通過使正弦波是半波整流函數,有可能改善已經進行聲音圖像定位位置旋轉的多聲道音頻信號的定位感,即使在響應LFO信號旋轉定位時也是這樣。此外,通過用響應預定操作器的用戶操作產生的控制數據來改變偏差,本實用新型可以自由地旋轉多聲道音頻信號的定位(聲音圖像定位位置)。另外,通過以相應于速度數據的速度和速率改變控制數據,本實用新型可以按照速度數據指定的速度旋轉多聲道音頻信號的聲音圖像定位位置。
根據本實用新型的另一方案,提供效果給予設備,用于控制多聲道音頻信號的聲音圖像定位,它包括乘法部分,用于將包括在輸入的多聲道音頻信號中的每個聲道的音頻信號分配到多個聲音圖像定位聲道的各個聲道,并用單獨為每個聲音圖像定位聲道確定的相應聲音圖像定位系數乘以每個分配的音頻信號;加法部分,設成與聲音圖像定位聲道相應的關系,用于將分配給各個聲音圖像定位聲道并乘以相應系數的音頻信號相加,分別用于每個聲音圖像定位聲道,輸出各個聲音圖像定位聲道的加得的音頻信號作為具有受控聲音圖像定位的多聲道音頻信號;和系數發生部分,使用用于多個聲音圖像定位聲道的各個定位位置的控制函數產生聲音圖像定位系數。
本實用新型中,輸入到效果給予設備的多聲道音頻信號可以是模擬音頻信號或數字音頻信號。在多聲道音頻信號是數字音頻信號的情況下,用數字算術運算裝置來實現效果給予設備中所應用的乘法器和加法器。數字算術運算裝置可以用專用的硬件電路或者處理器同操作處理器的軟件的組合來實現,處理器諸如CPU或DSP。
下面描述本實用新型的實施例,要注意,本實用新型不限于所描述的實施例,本實用新型的多種修改例可不背離基本原理。因而本實用新型的范圍只由所附的權利要求來確定。
為了更好地理解本實用新型的目的和其它特點,下而參考附圖更詳細地描述其最佳實施例,其中圖1是顯示包含本實用新型的效果給予設備的音頻設備的通常設置的框圖;圖2是顯示根據本實用新型實施例的多聲道聲音圖像定位控制設備的通常設置的框圖;圖3是顯示在多聲道聲音圖像定位控制設備中顯示的定位控制屏幕的實例的圖;圖4是顯示在圖2的多聲道聲音圖像定位控制設備中的5聲道搖攝全景控制部分和合成(SUM)部分的詳細結構的框圖;圖5是顯示多聲道聲音圖像定位控制設備產生系數的函數的實例的示意圖;圖6是顯示在5.1聲道環繞模式中聲音圖像定位的示意圖;圖7是多聲道聲音圖像定位控制設備執行產生系數的周期系數發生處理的流程圖;圖8是顯示由多聲道聲音圖像定位控制設備產生的控制值的變化圖;圖9是在多聲道聲音圖像定位控制設備的周期系數發生處理期間執行的Θ1過程的流程圖;圖10是多聲道聲音圖像定位控制設備產生系數的函數的其它實例的示意圖;圖11是多聲道聲音圖像定位控制設備產生系數的函數的其它實例的示意圖;圖12是顯示多聲道聲音圖像定位控制設備應用的系數發生部分的另一實例的結構框圖;和圖13是顯示圖12的系數發生部分中輸入和輸出之間選擇性接線(patching)的示意圖。
具體實施方式
圖1顯示了包含本實用新型的效果給予設備的音頻設備,效果給予設備構成為多聲道聲音圖像定位控制設備1,從多聲道信號源2向多聲道聲音圖像定位控制設備1輸入例如5.1聲道環繞模式的多聲道音頻信號。如現有技術所周知的那樣,預先在信號源中將5.1聲道環繞模式的這種多聲道音頻信號設定為這種音量,以便獲得給定的二維聲音圖像定位(即,初始二維聲音圖像定位)。多聲道信號源2可以是支持5.1聲道環繞模式的DVD、混音器、音調發生器、HDR等中的任何一個。如下所述,多聲道聲音圖像定位控制設備1對5.1聲道環繞模式的輸入多聲道音頻信號給予二維搖攝全景效果,以便旋轉音頻信號的聲音圖像定位(這里是聲音圖像定位位置)同時保持它們的相關位置狀態,然后將這樣給予了搖攝全景效果的音頻信號提供到包括有多聲道放大器的多聲道揚聲器3。以這種方式,有可能獲得用所包括的多聲道放大器從多聲道揚聲器3以二維搖攝(移動)的5.1聲道聲像。這種情況下,通過用顯示在顯示裝置5上的定位控制屏幕操作操作器單元4的預定操作器,顯示裝置5是LCD(液晶顯示器)等形式,可以根據操作器的操作控制給予音頻信號的聲音圖像定位。
已經知道,5.1聲道環繞模式是左、中和右前揚聲器L、C、R放在聽眾虛擬聽音位置,且左和右后揚聲器LS、RS放在聽眾后面,同時低音揚聲器LFE放在適當位置以獲得現場和真實感時的模式。而且,5.1聲道環繞模式的多聲道模式音頻信號包括按照左、中和右前揚聲器L、C、R和左和右后揚聲器LS、RS以二維定位的5個聲道L、C、R、LS、RS的音頻信號以及低音或LFE(低頻效果)聲道的非定位音頻信號。不對LFE聲道音頻信號進行定位的原因在于LFE聲道音頻信號是無法清晰定位的低音高聲音信號。
圖2是顯示圖1的多聲道聲音圖像定位控制設備1的普通設置的框圖。將多聲道聲音圖像定位控制設備1設計成用于5.1聲道環繞模式時,它包含相應于5.1聲道的6個輸入IN1-IN6和6個輸出OUT1-OUT6。即,輸入IN1和輸出OUT1用于L聲道信號,輸入IN2和輸出OUT2用于R聲道信號,輸入IN3和輸出OUT3用于LS聲道信號,輸入IN4和輸出OUT4用于RS聲道信號,輸入IN5和輸出OUT5用于C聲道信號,輸入IN6和輸出OUT6用于LFE聲道信號。上述聲道的輸入音頻信號(下文中用INI-IN6表示)經分配器11分配到各個信號通道,信號通道的5個聲道(L、R、LS、RS、C)的信號IN1(L)-IN5(C)傳遞到高通濾波器(HPF)12,用于從其中去除不必要的低頻分量。HPF12的截止頻率可經操作器單元4來調節。從HPF12輸出的5個聲道的信號TN’1(L)-IN’5(C)和其余LFE聲道的輸入信號IN6饋送到低通濾波器(LPF)13,用于從其中去除不必要的高頻分量。HPF13的截止頻率還可經操作器單元4進行調節。
將從LPF13輸出的5個聲道的信號IN”1(L)-IN”5(C)給到5聲道搖攝全景控制部分14,5聲道搖攝全景控制部分14轉換信號IN”1(L)-IN”5(C),以便實現搖攝全景效果,使得用仍保持初始狀態的5聲道信號的相關定位狀態改變或旋轉全部聲音圖像定位。從5聲道搖攝全景控制部分14的每個搖攝全景控制元件產生5聲道輸出,收集相應聲道的輸出,然后用合成(SUM)部件15在聲道接聲道基礎上進行相加和合成。以這種方式,可以產生已經受到聲音圖像定位控制的5個聲道L、R、LS、RS、C的音頻信號以獲得移動聲像。把從合成(SUM)部件15輸出的5聲道信號與經分配器11分配并經其它信號通道傳輸的其它信號一起提供到混音器(MIXBAL)16。然后,從混音器16提供已經混音器16混音并調節電平的5.1聲道音頻信號作為輸出信號(用OUT1(L)-OUT6(LFE))表示)。
圖3是顯示在顯示裝置5上視覺顯示的定位控制屏幕的實例的框圖。在定位控制屏幕的下部上,顯示有3行鈕形操作器(下文中也稱為“屏幕顯示的操作器”)的圖象。另一方面,將用戶可直接操作的4個鈕形操作器(下文中稱為“硬件操作器”)設在多聲道聲音圖像定位控制設備1的控制面板上作為操作器單元4的一部分,可以通過操縱控制面板上的相應硬件操作器來改變定位控制屏幕上的屏幕顯示操作器各自的工作狀態。在圖3所示的實例中,以反圖象顯示突出定位控制屏幕上第一行中的4個屏幕顯示操作器,反圖象顯示表示4個操作器當前處于4個硬件操作器的用戶操作可以操縱的被選狀態。第一行中最左屏幕顯示操作器是可由用戶操作用來選擇多個觸發器源中一個觸發器源的鈕形操作器(觸發選擇裝置),從觸發器源給出觸發器,用于啟動聲像搖攝全景。為此,最左屏幕顯示操作器可旋轉到多個源指定位置,包含OFF位置,不自動改變搖攝全景;HOLD位置,使搖攝全景即使沒有搖攝全景觸發器也總是自動改變;IN1位置,從輸入IN1得到搖攝全景觸發器;IN2位置,從輸入IN2得到搖攝全景觸發器;IN3位置,從輸入IN3得到搖攝全景觸發器;IN4位置,從輸入IN4得到搖攝全景觸發器;IN5位置,從輸入IN5得到搖攝全景觸發器;和MIDI位置,從MIDI音符開消息得到搖攝全景觸發器。注意,多聲道聲音圖像定位控制設備1有MIDI接收端口。在圖3所述的實例中,“HOLD”位置當前選擇為源指定位置,以便允許聲音圖像位置總是響應LFO信號旋轉(即,執行旋轉搖攝全景效果的給予)。
而且,第一行的第二屏幕顯示操作器是可由用戶操作、用來在選擇輸入IN1-IN6中任何一個作為觸發器源時調節閾值電平(觸發電平)的鈕形操作器。一旦已經選作觸發器源的輸入超過閾值電平,就解除搖攝全景觸發器以啟動聲像搖攝全景。在圖3所述的實例中,閾值電平設為“-60dB”。第一行的第三屏幕顯示操作器是可操作用來調節時間周期的鈕形觸發器屏蔽操作器,在解除當前觸發器之后應當把接下來的觸發器屏蔽一個時間周期;在圖3所述的實例中,觸發器屏蔽時間周期設為“1000ms”。另外,第一行的第四(最右)屏幕顯示操作器是可操作用來響應搖攝全景觸發器的解除來調節時間周期的鈕形操作器,聲像搖攝全景應當持續(即,聲音圖像位置應當移動)一個時間周期;在所述實例中,聲像搖攝全景設為持續2秒。
而且,第二行的最左屏幕顯示操作器是可由用戶操作,用來調節搖攝全景速度(即,聲音圖像位置的移動速度)的鈕形操作器;在圖3所述實例中,搖攝全景速度設為使聲音圖像位置每秒旋轉一次。第二行的第二屏幕顯示操作器是可操作用來設定搖攝全景方向(DIR)的鈕形操作器,聲音圖像位置應當在虛擬聲場中以搖攝全景方向旋轉,即總體上圓移動;在所述實例中,搖攝全景方向設為順時針(右轉)。第二行的第三屏幕顯示操作器是可操作用來調節表示搖攝全景開始位置的補償值的鈕形操作器,搖攝全景開始位置是聲音圖像位置應當隨搖攝全景觸發器的解除而開始移動的位置,在所述實例中,補償值設為聲音圖像位置在“0°(度)”位置開始旋轉。
而且,第三行中的最左屏幕顯示操作器用戶可操作,用來調節HPF12的截止頻率的鈕形操作器;在圖3所述的實例中,HPF12設為全通(通過)模式。第三行中的第二屏幕顯示操作器是用戶可操作,用來調節LPF13的截止頻率的鈕形操作器;在圖3所述的實例中,LPF13也設為全通(通過)模式。
圖4是顯示圖2的多聲道聲音圖像定位控制設備1中5聲道搖攝全景控制部分14和合成(SUM)部件15的示例詳細結構的框圖。圖4中,與5聲道相關設在5聲道搖攝全景控制部分14中的搖攝全景控制元件分別用PAN14a、PAN14b、PAN14c、PAN14d和PAN14e來表示。這里,設置搖攝全景控制元件PAN14a用于L聲道并從LPF13接收輸入信號IN”1(L),設置搖攝全景控制元件PAN14b用于R聲道并從LPF13接收輸入信號IN”2(R),設置搖攝全景控制元件PAN14c用于LS(左后)聲道并從LPF13接收輸入信號IN”3(LS),設置搖攝全景控制元件PAN14d用于RS(右后)聲道并從LPF13接收輸入信號IN”4(RS),設置搖攝全景控制元件PAN14e用于中(C)聲道并從LPF13接收輸入信號IN”5(C)。這些搖攝全景控制元件PAN14a、PAN14b、PAN14c、PAN14d和PAN14e以相似的方式構成,每個搖攝全景控制元件包含5個系數乘法器,從系數乘法器產生5個乘以系數的輸出,如PAN14a所示。
從系數發生部分20向搖攝全景控制元件PAN14a提供各個系數C11、C12、C13、C14和C15。同樣的,從系數發生部分20向搖攝全景控制元件PAN14b提供系數C21-C25,向搖攝全景控制元件PAN14c提供系數C31-C35,向搖攝全景控制元件PAN14d提供系數C41-C45,向搖攝全景控制元件PAN14e提供系數C51-C55。向系數發生部分20提供經圖3所示操作器設定的參數等,使得系數發生部分20產生要提供到搖攝全景控制元件PAN14a、PAN14b、PAN14c、PAN14d和PAN14e的系數C11-C55。具體地說,系數發生部分20產生系數C11-C55,用于響應搖攝全景觸發器的接收旋轉(圓移動)輸入多聲道音頻信號的聲音圖像位置,同時保持多聲道音頻信號的初始二維聲音圖像定位中聲道之間的相對關系,系數發生部分20將這樣產生的系數C11-C55提供到相應的搖攝全景控制元件PAN14a、PAN14b、PAN14c、PAN14d和PAN14e。如下詳細所述,系數C11-C55設為隨時間的時間變化函數(P15)。
圖4中,與5個聲道有關的設在合成(SUM)部件15中的加法元件分別用SUM15a、SUM15b、SUM15c、SUM15d和SUM15e來表示。這里,為L聲道設置的加法元件SUM15a把從搖攝全景控制元件PAN14a、PAN14b、PAN14c、PAN14d和PAN14e為L聲道產生的各個輸出信號OUT11、OUT21、OUT31、OUT41和OUT51相加,并提供所得的和作為輸出信號OUT’1(L)。為R聲道設置的加法元件SUM15b把從搖攝全景控制元件PAN14a、PAN14b、PAN14c、PAN14d和PAN14e為R聲道產生的各個輸出信號OUT12、OUT22、OUT32、OUT42和OUT52相加,并提供所得的和作為輸出信號OUT’2(R)。
而且,設置用于LS聲道的加法元件SUM15c把從搖攝全景控制元件PAN14a、PAN14b、PAN14c、PAN14d和PAN14e為LS聲道產生的各個輸出信號OUT13、OUT23、OUT33、OUT43和OUT53相加,并提供所得的和作為輸出信號OUT’3(LS)。為RS聲道設置的加法元件SUM15d把從搖攝全景控制元件PAN14a、PAN14b、PAN14c、PAN14d和PAN14e為RS聲道產生的各個輸出信號OUT14、OUT24、OUT34、OUT44和OUT54相加,并提供所得的和作為輸出信號OUT’4(RS)。另外,為C聲道設置的加法元件SUM15e把從搖攝全景控制元件PAN14a、PAN14b、PAN14c、PAN14d和PAN14e為C聲道產生的各個輸出信號OUT15、OUT25、OUT35、OUT45和OUT55相加,并提供所得的和作為輸出信號OUT’5(C)。
本段和下文描述了系數發生部分20產生系數C11-C55。當多聲道聲音圖像定位控制設備1執行關于5.1聲道環繞模式的多聲道音頻輸入的搖攝全景控制時,系數發生部分20按照5.1聲道環繞模式產生系數C11-C55。通常,在5.1聲道環繞模式中,相對于虛擬聽眾的C聲道的定位角Θ設為0°,將R聲道的定位角Θ設為60°,將RS聲道的定位角Θ設為150°,將L聲道的定位角Θ設為-60°,將LS聲道的定位角Θ設為-150°,如圖6所示。系數發生部分20產生相應于這種5個聲道的定位角的系數C11-C55,從而保持輸入多聲道音頻信號的初始二維聲音圖像定位。而且,從相同的函數計算與相同聲道有關的提供給搖攝全景控制元件PAN14a、PAN14b、PAN14c、PAN14d和PAN14e的系數。例如,通過旋轉過-60°的定位角Θ從相同的函數計算要提供給L聲道搖攝全景控制元件PAN14a的系數C11,根據定位角Θ確定要提供給C聲道搖攝全景控制元件PAN14e的系數C51。
通常,在5.1聲道環繞模式的信號源中,在與聲道的各個定位角Θ一致地物理安裝各個聲道的揚聲器的假設的基礎上,設定各個聲道的音頻信號的音量級,使得聲像定位在揚聲器所環繞的二維空間內規定的二維坐標位置處。這種在信號源中建立的聲音圖像定位稱為“初始二維聲音圖像定位”。在當前實施例中,系數C11-C55的值設定成使各個聲道的定位角Θ按照要獲得的聲音圖像定位從初始聲音圖像定位的偏差從上述初始值偏差,而不考慮揚聲器所環繞的二維空間內的具體二維坐標位置。
這里,用于L聲道的系數C11、C21、C31、C41和C51通常用系數Ci1來表示,用于R聲道的系數C12、C22、C32、C42和C52通常用系數Ci2來表示,用于LS聲道的系數C13、C23、C33、C43和C53通常用系數Ci3來表示,用于RS聲道的系數C14、C24、C34、C44和C54通常用系數Ci4來表示,用于C聲道的系數C15、C25、C35、C45和C55通常用系數Ci5來表示。這種情況下,可以用圖5所示適當的方式示意性表達各個函數,各個函數用于確定系數Ci3(LS),Ci1(L),Ci5(C),Ci2(R)和Ci4(RS)用于對輸入多聲道音頻信號執行搖攝全景控制同時保持以二維定位的多聲道音頻信號的相對定位狀態。例如,看C聲道加法元件SUM15e用設為0°的定位角Θ加得的C聲道系數Ci5,通過將各個定位角代入圖5的中心所示的函數來計算5個系數。即,確定要提供到C聲道搖攝全景控制元件PAN14e的系數C55的定位角是0°,確定要提供到L聲道搖攝全景控制元件PAN14a的系數C15的定位角是300°(-60°),確定要提供到搖攝全景控制元件PAN14b的系數C25的定位角是60°,確定要提供到搖攝全景控制元件PAN14c的系數C35的定位角是210°(-150°),確定要提供到搖攝全景控制元件PAN14d的系數C45的定位角是150°。這樣,系數C55取峰值“1”,其它系數都取值“0”,如圖5清晰可見。
看用定位角Θ加得的L聲道系數Ci1(L),通過將各個定位角代入圖5的上數第二行所示的函數來計算5個系數。即,確定要提供到搖攝全景控制元件PAN14a的系數C11的定位角是300°(-60°),確定要提供到搖攝全景控制元件PAN14b的系數C21的定位角是60°,確定要提供到搖攝全景控制元件PAN14c的系數C31的定位角是210°(-150°),確定要提供到搖攝全景控制元件PAN14d的系數C41的定位角是150°,確定要提供到搖攝全景控制元件PAN14e的系數C51的定位角是0°。這樣,系數C11取峰值“1”,其它系數都取值“0”,從圖5清晰可見。類似地,看定位角Θ設為0°的其余系數Ci2-Ci4,系數C22、C33和C44取峰值“1”,而其它系數都取值“0”。
即,當多聲道音頻信號的聲像定位在定位角Θ為0°位置(即,從初始定位的偏差為“0”)時,只將系數C11、C22、C33、C44和C55設為最大值“1”,同時將其它系數都設為值“0”。通過變化定位角Θ以隨時間在正(或負)向上增加,從而產生相應于變化定位角Θ的時間變化系數C11-C55,有可能對輸入多聲道音頻信號給予順時針(逆時針)旋轉搖攝全景效果同時保持初始二維定位。
現在考慮把多聲道音頻信號定位在定位角Θ在0°-60°范圍內的位置時提供到C聲道搖攝全景控制元件PAN14e(C)的系數組C51-C55,系數C55和C52設為有意義的值,而其它系數都設為值“0”,從圖5清晰可見。具體地說,系數C55設為值cosΘ,系數C52設為值sinΘ。考慮要提供給L聲道搖攝全景控制元件PAN14a(L)的系數組C11-C15,系數C11和C15設為有意義的值,其它系數都設為值“0”,,如圖5清晰可見。具體地說,系數C11設為值cosΘ,系數C15設為值sinΘ。對于任何其它系數組C21-C25、C31-C35和C41-C45,將兩個預定系數設為有意義的值,將其余系數都設為值“0”。即,對于每個系數組C11-C25、C21-C25、C31-C35和C41-C45和C51-C55,只有一個或兩個系數設為有意義的值或取決于定位角Θ的值;對于將兩個系數設為有意義的值的系數組,將兩個系數之一設為正弦波值同時將另一系數設為余弦波值,使得總電功率值(總音量)總是相同。即,具有有意義的值的兩個伴隨聲道的音頻信號內插有有意義的系數,使得聲像定位在兩個伴隨聲道之間的中間位置處。
具體地說,在本實用新型的多聲道聲音圖像定位控制設備1中,系數發生部分20通過以預定時間間隔執行的周期系數發生處理產生上述系數Ci1-Ci5。圖7是系數發生部分20所執行的周期系數發生處理的流程圖。注意,系數發生部分20新產生的系數Ci1-Ci5反映在周期系數發生處理終止時從系數發生部分20輸出的系數Ci1-Ci5中;即,在周期系數發生處理的過程期間,從系數發生部分20輸出的系數Ci1-Ci5不變。
在每個預定時間,例如每幾毫秒或每幾十毫秒執行周期系數發生處理。每當達到這種預定執行時間時,就起動周期系數發生處理,由該處理在步驟S10產生要獲得的表示定位角的控制值Θ。當要實現旋轉搖攝全景時,每次起動系數發生處理時通過累加預定值ΔΘ來產生控制值Θ。這種情況下,控制值Θ可以用以下方式來計算Θ=MOD{(Θo+∑ΔΘ)/360) 數學表達式(1),這里,Θo表示補償值,通過搖攝全景聲像的旋轉速度和方向值Θo(旋轉搖攝全景速度和方向)以及系數發生處理的頻率來確定值ΔΘ。假設旋轉搖攝全景速度是1Hz,旋轉搖攝全景方向是順時針,值ΔΘ設為0°。如果在圖8中向下的箭頭所示的時刻解除搖攝全景觸發器,控制值Θ會以1秒周期的鋸齒波形來變化。
在以上述方式計算控制值Θ之后,在步驟S11計算值Θ1-Θ5。值Θ1是要用于計算提供給L聲道搖攝全景控制元件PAN14a的系數C11-C15的角信息;類似地,值Θ2-Θ5是用于計算分別提供給搖攝全景控制元件PAN14b-PAN14e的系數C21-C25、C31-C35、C41-C45和C51-C55的信息。具體地說,(Θ-60)設為值Θ1,(Θ+60)設為值Θ2,(Θ-150)設為值Θ3,(Θ+150)設為值Θ4,控制值Θ本身設為值Θ5。一完成在步驟S11的操作,周期系數發生處理就進行到步驟S12-S16,這里,Θ1過程-Θ5過程執行用來計算要分別提供給搖攝全景控制元件PAN14a-PAN14e的系數C11-C15、C21-C25、C31-C35、C41-C45和C51-C55。一旦算得這些系數C11-C15、C21-C25、C31-C35、C41-C45和C51-C55,就結束周期系數發生處理。
為了下文描述方便,在步驟S12-S16執行的Θ1過程-Θ5過程通常稱為Θi處理(i=1,2,3,4,5),Θi處理是圖9中的流程圖。在該Θi處理中,系數Ci1-Ci5都在步驟S20設為值“0”。在下一步驟S21,執行操作用來計算用于在步驟S11算得的每個范圍Θi的系數值。如果范圍Θi是0-60,處理就分支到步驟S22,這里算得的結果“cos(π*Θi/120)”設為系數Ci5,算得的結果“sin(π*Θi/1 20)”設為系數Ci 2;這種情況下,不計算系數Ci1,Ci3和Ci4,這樣,都保持在值“0”。如果范圍Θi是60-150,處理就分支到步驟S23,這里,算得的結果“cos(π*(Θi-60)/180)”設為系數Ci 2,算得的結果“sin(π*(Θi-60)/180)”設為系數Ci4;這種情況下,不計算系數Ci1,Ci3和Ci5,這樣都保持在值“0”。
如果范圍Θi是150-210,處理就分支到步驟S24,這里,算得的結果“cos(π*(Θi-150)/120)”設為系數Ci4,算得的結果“sin(π*(Θi-150)/120)”設為系數Ci3;這種情況下,不計算系數Ci1,Ci2和Ci5,這樣都保持在值“0”。另外,如果范圍Θi是210-300,處理就分支到步驟S25,這里,算得的結果“cos(π*(Θi-210)/180)”設為系數Ci3,算得的結果“sin(π*(Θi-210)/180)”設為系數Ci1;這種情況下,不計算系數Ci2,Ci4和Ci5,這樣都保持在值“0”。另外,如果范圍Θi是300-360,處理就分支到步驟S26,這里,算得的結果“cos(π*(Θi-360)/120)”設為系數Ci1,算得的結果“sin(π*(Θi-300)/120)”設為系數Ci5;這種情況下,不計算系數Ci2,Ci3和Ci4,這樣都保持在值“0”。
當控制值Θ以圖8所示的鋸齒波形變化時,把如上計算的系數C11-C55提供到搖攝全景控制元件PAN14a-PAN14e,然后用加法元件SUM15a-SUM15e在聲道接聲道基礎上把這些搖攝全景控制元件PAN14a-PAN14e的乘法結果相加。以這種方式,當前實施例可以對輸入多聲道音頻信號給予旋轉搖攝全景效果,以允許聲音圖像位置圓旋轉同時保持輸入音頻信號的相對二維定位狀態。即,可以初始聲音圖像定位的偏差可以設為用于在范圍0-360°內的旋轉。或者,上述控制值Θ可以通過用戶操作諸如旋轉編碼器的操作器來產生,這種情況下,最好將搖攝全景控制鈕形顯示操作器設在OFF位置。而且,可以通過在每次解除搖攝全景觸發器時改變控制值Θ的傾斜來改變旋轉搖攝全景速度,從而允許控制值Θ以彎曲曲線變化。
在當前的實施例中,因為系數發生部分20構成為通過執行圖7和9所示的周期系數發生處理來產生系數C11-C55,所以系數發生部分20要求算術運算裝置或處理器。這樣,圖12說明了設計成用來產生大約系數C11-C55的簡化結構的系數發生部分30的另一實例。
圖12的系數發生部分30包含9個低頻振蕩器LF01-LF09和接線部分31,接線部分31用于向系數C11-C55的9個低頻振蕩器LF01-LF09的接線輸出。9個低頻振蕩器LF01-LF09以預定相角產生彼此不同的正弦波。具體地說,低頻振蕩器LF01、LF02、LF03、LF04、LF05、LF06、LF07、LF08和LF09的相位分別設為0°、60°、90°、120°、150°、210°、240°、270°和300°。而且,接線部分31在9個低頻振蕩器LF01-LF09的輸出和系數C11-C55之間的選擇接線固定設為如圖13所述。
圖13中,“INPUT”表示分別輸入到搖攝全景控制元件PAN14a-PAN14e的多聲道音頻信號,“OUTPUT”表示給予了旋轉搖攝全景效果且分別從加法元件SUM15a-SUM15e輸出的多聲道音頻信號。即,將從低頻振蕩器LF01-LF09接線到圖13的各個列的輸出(LF0輸出)作為系數提供到相應的搖攝全景控制元件PAN14a-PAN14e,相應加法元件SUM15a-SUM15e把乘以LF0輸出的多產道音頻信號相加,LF0輸出接線到各個行作為乘法系數。這種情況下,用來確定系數Ci3(LS),Ci1(L),Ci5(C),Ci2(R)和Ci4(RS)的各個函數以圖10所示的方式變化。這樣,簡化結構的系數發生部分30可以產生系數C11-C55,系數C11-C55對輸入多聲道音頻信號給予旋轉搖攝全景效果,以允許聲音圖像定位總體上圓旋轉同時保持輸入音頻信號的相對二維定位狀態。
另外,因為用簡化的系數發生部分30時,系數C11-C55只以正弦波形變化,低頻振蕩器LF01-LF09產生正弦波可以進行半波整流以便接近圖5的函數,從而提供圖11所示的函數。這種情況下,整流參考和零值可以稍微在正/負向上相互偏差。
盡管上文已經描述了5.1聲道環繞模式的多聲道音頻信號的處理,但是,本實用新型也可用于處理2×2聲道環繞模式、6.1聲道環繞模式、7.1聲道環繞模式等的多聲道音頻信號,這種情況下可以按照所選的環繞模式計算系數。
而且,雖然上述實施例構成為根據正弦波產生系數,但是,可以用接近正弦波的例如N(N是大于1的任意值)階函數而用正弦波本身來產生系數。或者,可以根據具有彎曲線所定義的波形封裝的近似正弦波產生系數。而且,可以通過先產生三角波再經濾波器從這樣產生的三角波減去諧波來產生近似正弦波的函數。即,本實用新型中使用的術語“正弦波”應當認為也包含這種近似函數。
盡管所述例構成為以頻率(Hz)來設定搖攝全景(聲音圖像位置移動)速度,但是搖攝全景速度還可根據自動演奏或與搖攝全景控制同時執行的自動伴奏節奏指定為均勻的。而且,可以用函數產生表代替函數計算裝置來產生圖5所示的系數的函數。另外,要注意,本實用新型除了可用于二維聲音圖像定位控制之外,還可用于三維聲音圖像定位控制。
總之,本實用新型構成為用相應于不同定位狀態的聲道系數乘以輸入多聲道音頻信號,以分配在聲道接聲道基礎上輸出乘以系數的信號,然后收集在聲道接聲道基礎上的分配性輸出的乘以系數的信號并將它們相加,從而產生已經轉換為不同定位狀態的多聲道音頻信號。以這種方式,提供了效果給予設備,它能改變5.1聲道環繞模式或其它環繞模式的輸入多聲道音頻信號的聲音圖像定位位置(聲音圖像位置)。這種情況下,本實用新型的效果給予設備可以改變聲像的定位方向同時保持最初以二維定位的輸入多聲道音頻信號的相對定位狀態。而且,通過將聲道系數設為時間變化函數,有可能獲得旋轉搖攝全景效果,允許聲像在二維平面中旋轉。而且,通過設定時間變化函數以正弦波形變化,本實用新型可以旋轉定位方向同時保持人聽覺可察覺的相同音量,通過使時間變化函數是正弦波函數,還可以用通常在效果器中使用的LFO信號來旋轉聲音圖像位置。而且,通過使正弦波是半波整流函數,有可能在旋轉聲音圖像定位位置之后改善多聲道音頻信號的聲音圖像定位感,即使3在LFO信號用于旋轉聲音圖像位置時也是這樣。另外,通過響應預定操作器的用戶操作產生聲道系數,本實用新型可以自由地旋轉多聲道音頻信號的聲音圖像位置。另外,通過以相應于給定速度數據的速度或速率改變聲道系數,本實用新型可以按照速度數據指定的速度旋轉多聲道音頻信號的聲音圖像位置。
本實用新型涉及2002年3月18日提交的日本專利特許公開No.2002-074150的主題,本文中通過完全參考對該公開加以結合。
權利要求1.一種效果給予設備,向其輸入獲得初始二維聲音圖像定位的多聲道音頻信號,然后對多聲道音頻信號給予效果以改變初始二維聲音圖像定位,所述效果給予設備包括乘法裝置,用于將包含在輸入多聲道音頻信號中的每個聲道的音頻信號分配到多個輸出聲道的每個聲道,并用所分配的每個音頻信號乘以按照從初始二維聲音圖像定位的偏差單獨為每個輸出聲道確定的相應系數;和加法裝置,以與輸出聲道相應的關系設置,用于將分配給各個輸出聲道并乘以相應系數的音頻信號相加,分別用于每個輸出聲道,從而,把輸出聲道的加得的音頻信號從設備輸出,作為給予了相應于偏差的變化后聲音圖像定位的多聲道音頻信號。
2.根據權利要求1所述的效果給予設備,其中,按照動態偏差可變化地設定乘以所分配的音頻信號的系數,動態偏差使初始二維聲音圖像定位可旋轉地二維變化。
3.根據權利要求1所述的效果給予設備,其中,系數都是時間的函數,初始二維聲音圖像定位響應系數的時間變化以而隨時間二維變化。
4.根據權利要求1所述的效果給予設備,其中,輸入的多聲道音頻信號的每個聲道相應于預定虛擬定位方向,和其中,根據正弦波函數特性,即,當正弦波函數特性表示用于相應于給定第一聲道的定位方向的峰值,并表示用于相應于給定第二聲道的定位方向的零值時,相應于所述第一和第二聲道的系數設為有意義的值,給定的第二聲道伴隨所述第一聲道,同時將相應于其它聲道的系數設為無意義的值,使得零值表示相應于其它聲道的定位方向。
5.根據權利要求3所述的效果給予設備,其中,根據周期函數產生系數。
6.根據權利要求3所述的效果給予設備,其中,根據正弦波的半波整流波形的函數產生系數。
7.根據權利要求1所述的效果給予設備,它還包括控制數據發生裝置,用于響應操作器的操作產生控制數據,其中,按照控制數據可變化地設定從初始二維聲音圖像定位的偏差。
8.根據權利要求1所述的效果給予設備,還包括速度數據發生裝置,用于產生代表變化速度的速度數據;和控制數據發生裝置,用于以相應于所述速度數據發生裝置產生的速度數據的變化速度產生控制數據變化,和其中,按照控制數據可變化地設定從初始二維聲音圖像定位的偏差。
9.根據權利要求1所述的效果給予設備,還包括系數發生裝置,用于按照偏差的可變設定值產生一組系數。
10.根據權利要求1所述的效果給予設備,還包括系數發生裝置,用于產生隨時間變化的系數;和觸發器選擇裝置,應用于選擇性地控制觸發器以啟動系數隨時間的變化。
11.根據權利要求10所述的效果給予設備,還包括用于在所述觸發器選擇裝置已經選擇將任何一個所輸入的多聲道音頻信號設為觸發器信號時,可變化地設定觸發閾值電平的裝置。
12.根據權利要求10所述的效果給予設備,還包括用于在系數隨時間的變化觸發時將接下來的觸發器抑制給定的觸發器屏蔽時間的裝置;和用于可變化地設定觸發器屏蔽時間的裝置。
13.根據權利要求1所述的效果給予設備,還包括系數發生裝置,用于在指令系數隨時間的變化時,產生在觸發時間點之后在給定的變化時間隨時間變化的系數。用于可變化地設定給定變化時間的裝置。
14.根據權利要求1所述的效果給予設備,還包括系數發生裝置,用于產生隨時間變化的系數;和用于可變化地設定系數隨時間變化的速度的裝置。
15.根據權利要求1所述的效果給予設備,還包括系數發生裝置,用于產生隨時間變化的系數,以便使初始二維聲音圖像定位可旋轉地二維變化;和用于可變化地設定聲音圖像定位的旋轉方向的裝置。
16.根據權利要求1所述的效果給予設備,還包括系數發生裝置,用于產生隨時間變化的系數,以便使初始二維聲音圖像定位可旋轉地二維變化;和用于可變化地設定補償值,補償值代表啟動系數隨時間的變化的定位開始位置。
17.根據權利要求1所述的效果給予設備,還包括濾波器裝置,用于在所述乘法裝置之前的階段濾波所輸入的多聲道音頻信號;和用于可變化地調節所述濾波器裝置的特性的裝置。
18.根據權利要求1所述的效果給予設備,其中,所述輸入的多聲道音頻信號包含配置用來獲得初始二維聲音圖像定位的多個聲道的音頻信號,和與聲音圖像定位無關的給定聲道的音頻信號,和其中,從所述效果給予設備直接輸出給定聲道的音頻信號而不輸入到所述乘法裝置中。
專利摘要輸入配置用來獲得初始二維聲音圖像定位的多聲道的音頻信號,將包含在所輸入的多聲道音頻信號中的每個聲道的音頻信號分配給各個輸出聲道。每個分配的信號按照從初始二維聲音圖像定位的偏差乘以為每個輸出聲道單獨確定的相應系數。然后,分配給各個輸出聲道并乘以相應系數的音頻信號相加,分別用于每個輸出聲道。這樣,輸出各個輸出聲道的所加得的音頻信號作為多聲道音頻信號,所述多聲道音頻信號具有已經按照偏差改變的聲音圖像定位。如果從初始二維聲音圖像定位的偏差隨時間變化,就可以獲得搖攝全景效果以便移動初始聲音圖像定位。也可以容易地執行旋轉聲音圖像定位的搖攝全景控制。
文檔編號H04S5/00GK2624342SQ0323850
公開日2004年7月7日 申請日期2003年3月11日 優先權日2002年3月18日
發明者萩原秀樹 申請人:雅馬哈株式會社