DE19952300A1

DE19952300A1 - Audioverarbeitungsgerät und Audiowiedergabeverfahren

Info

Publication number: DE19952300A1
Application number: DE19952300A
Authority: DE
Inventors: Yuji Yamada
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2000-05-04
Also published as: JP2000138998A; KR100703891B1; KR20000047558A; JP4499206B2; US6970569B1

Abstract

Ein Audioverarbeitungsgerät wird offenbart, welches umfaßt eine erste Filtereinheit (13) zum Umsetzen von n-Kanal-Audiosignalen (n >= 1, positive ganze Zahl), die von zumindest einer Signalquelle geliefert werden, in Zweikanalsignale, ein Paar von zweiten Filtereinheiten (14L, 14R), zu denen die Zweikanal-Ausgangssignale von der ersten Filtereinheit geliefert werden und die Übertragungsfunktionen mit einer Nicht-Korrelation haben, und eine Ausgabeeinheit zum Liefern eines Paars von Ausgangssignalen von dem Paar der zweiten Filtereinheit zum linken und rechten Lautsprecher (18L, 18R) einer Kopfhörers.

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Audioverarbeitungsgerät, welches dazu geeignet ist, ein Stereo-Audiosignal durch einen Kopfhörer wiederzugeben, und auf ein Audiowiedergabeverfahren, welches für das Audioverarbeitungsgerät verwendet wird.

Beschreibung des Standes der Technik

In den vergangenen Jahren wurde als Audiosignal (Auralsignal) in Verbindung mit einem Videobild eines Films oder dgl. ein Mehrfachkanalsignal häufig verwendet, wel ches aufgrund der Annahme aufgezeichnet wird, daß dieses durch Lautsprecher reproduziert wird, die auf beiden Seiten des Videobilds und der Mitte des Videobilds angeordnet sind, und durch einen Lautsprecher oder dgl., der hinter einem Publikum angeordnet ist, oder durch Lautsprecher, die auf beiden Seiten des Publikums angeordnet sind. Als Folge davon fällt eine Tonquelle im Videobild mit der Position eines Tonbilds zusammen, welches gerade angehört wird, und es wird ein Tonbereich, welcher eine natürlichere Ausbreitung hat, aufgebaut.

Wenn man jedoch an einem solchen Ton Gefallen findet, wobei ein herkömmli cher Kopfhörer verwendet wird, ist ein akustisches Bild, welches durch die Audiolieferung erhalten wird, in einem Kopf lokalisiert, und die Position des Videobilds stimmt nicht mit der Lokalisierungsposition des Tonbilds überein. Als Folge davon ist das Tonbild sehr unnatür lich angeordnet. Zusätzlich kann die Brennpunktposition eines Audiosignals jedes Kanals nicht separat und unabhängig reproduziert werden. Selbstverständlich wird, wenn nur der Multikanalton, beispielsweise eine Musik oder dgl., gehört wird, im Gegensatz zur Repro duktion durch Lautsprecher, ein Ton von der Innenseite eines Kopfes gehört, und es werden die Brennpunktpositionen des Tonbilds nicht getrennt. Es wird ein sehr unnatürlicher Tonbe reich reproduziert.

Wenn der Ton über einen Kopfhörer gehört wird, um dieses Phänomen zu verbes sern, um so einen Tonbereich zu erhalten, welcher dem äquivalent ist, welcher durch Repro duktion über Lautsprecher erhalten wird, kann die folgende Methode in Betracht gezogen werden. Das heißt, es werden Übertragungsfunktionen von Lautsprechern, die für die entspre chenden Kanäle vorher für beide Ohren eines Zuhörers eingerichtet sind, gemessen oder be rechnet, und diese Funktionen werden Audiosignalen über Filter, beispielsweise Digitalfilter oder dgl. überlagert. Danach wird der Ton über den Kopfhörer gehört.

Fig. 11 ist eine Blockdarstellung, die einen herkömmlichen Kopfhörer zeigt, für den dieses Verfahren angewandt wird. Zwei Links- und Rechts-Kanal-Stereo-Audiosignale die an den Eingangsanschlüssen 1L und 1R erhalten werden, werden in digitale Audiosignale durch Analog-Digital-Umsetzer 2L bzw. 2R umgesetzt. Die beiden Links- und Rechts-Kanal- Audiosignale, die von den Analog-Digital-Umsetzern 2L und 2R geliefert werden, werden zu einer Digitalverarbeitungsschaltung 3 geliefert. Die Digitalverarbeitungsschaltung 3 besteht aus mehreren Digitalfiltern 3LL, 3LR, 3RL und 3RR sowie aus zwei Addierern 4L und 4R, und sie ist eine Schaltung, die eine Verarbeitung zur Durchführung der Umsetzung so durch führt, so daß ein Wiedergabetonbereich ähnlich dem eines reproduzierten Tonbereichs, wel ches erhalten wird, wenn tatsächlich Lautsprechereinheiten im Zimmer oder dgl. angeordnet sind, über einen Kopfhörer erhalten werden kann (sogenannte Umsetzungsverarbeitung des Stereotons in einen Zweiohrton).

Als konkrete Ausbildung der digitalen Verarbeitungsschaltung 3 wird der fol gende Aufbau verwendet. Das heißt, das Links-Kanal-Audiosignal wird zum ersten Digital filter 3LL und zum zweiten Digitalfilter 3LR geliefert, während das Rechts-Kanal-Audiosi gnal zum dritten Digitalfilter 3RL und zum vierten Digitalfilter 3RR geliefert wird. Jedes Di gitalfilter besitzt einen Aufbau, der beispielsweise in Fig. 12 gezeigt ist. Das in Fig. 12 ge zeigte Digitalfilter ist ein FIR-Filter, bei dem ein Signal, welches an einem Eingangsanschluß 81 erhalten wird zu Verzögerungsschaltungen 82a, . . ., 82m und 82n geliefert wird, die fortlaufend miteinander über mehrere Stufen verbunden sind. Das Signal, welches am Ein gangsanschluß 81 erhalten wird, und Ausgangssignale von den jeweiligen Verzögerungs schaltungen 82a bis 82n werden zu separaten Koeffizientenmultiplizierern 83a, 83b, . . ., 83n bzw. 83o geliefert, wo die Signale mit Koeffizientenwerten multipliziert werden, die jeweils unabhängig gewählt sind, und die Multiplikationssignale werden nacheinander miteinander über die Addierer 84a, . . ., 84m und 84n addiert. Ein Ausgangssignal, welches durch Addition aller Koeffizientenmultiplikationssignale erhalten wird, wird an einem Ausgangsan schluß 85 erhalten.

Ein Ausgangssignal vom ersten Digitalfilter 3LL, welches durch das Digitalfilter, welches den oben beschriebenen Aufbau hat, gebildet ist, und ein Ausgangssignal vom dritte: Digitalfilter 3RL wird zum Addierer 4L geliefert, wo sie miteinander addiert werden und ein Umsetzungsausgangssignal für den linken Kanal erhalten wird. Ein Ausgangssignal vom zweiten Digitalfilter 3LR und ein Ausgangssignal vom vierten Digitalfilter 3RR wird zum Addierer 4R geliefert, wo sie miteinander addiert werden, und es wird ein Umsetzungsaus gangssignal für den rechten Kanal erhalten.

Das Links-Kanal-Ausgangssignal welches durch Addition erhalten wird, die im Addierer 4L durchgeführt wird, wird zu einem Digital-Analog-Umsetzer 5L geliefert, wo es in ein analoges Audiosignal umgesetzt wird. Das umgesetzte analoge Audiosignal wird über eine Verstärkerschaltung 6L zum Ansteuern eines Kopfhörers verstärkt und dann zu einem Lautsprecher 7L für das linke Ohr eines Kopfhörers 7 geliefert. Außerdem wird das Rechts- Kanal-Ausgangssignal, welches durch Addition erhalten wird, die im Addierer 4R durchge führt wird, zu einem Digital-Analog-Umsetzer 5R geliefert, wo es in ein analoges Audiosi gnal umgesetzt wird. Das umgesetzte analoge Audiosignal wird durch eine Verstärkerschal tung 6R verstärkt, um einen Kopfhörer anzusteuern, und dann zum Lautsprecher 7R für das rechte Ohr des Kopfhörers 7 geliefert.

In diesem Fall wird bei der Verarbeitung in der Digital-Verarbeitungsschaltung 3 ein Prinzip, wie ein Audiosignal für die Stereo-Reproduktion in ein Audiosignal für eine Zweiohr-Reproduktion umgesetzt wird, anschließend mit Hilfe von Fig. 13 beschrieben. Ein Links-Kanal-Lautsprecher SL ist vor einem Zuhörer links angeordnet, und ein Rechts-Kanal- Lautsprecher SR ist vor dem Zuhörer rechts angeordnet, so daß Audiosignale für die Stereo- Reproduktion von jeweiligen Lautsprechern reproduziert werden können. Dabei sei ange nommen, daß von den Tönen, die das linke Ohr des Zuhörers erreichen, ein Ton, der das linke Ohr vom Links-Kanal-Lautsprecher SL des linken Kanals erreicht, eine Übertragungsfunktion HLL hat, und ein Ton, der das linke Ohr vom Rechts-Kanal-Lautsprecher SR des rechten Ka nals erreicht, eine Übertragungsfunktion HRL hat. Außerdem sei angenommen, daß von den Tönen, die das rechte Ohr des Zuhörers erreichen, ein Ton, der das rechte Ohr vom Rechts- Kanal-Lautsprecher SR des rechten Kanals erreicht, eine Übertragungsfunktion HRR hat, uni ein Ton, der das rechte Ohr vom Links-Kanal-Lautsprecher SL erreicht, eine Übertragungs funktion HLR hat.

Die Koeffizientenwerte der Koeffizientenmultiplizierer der jeweiligen Digitalfilter werden so festgesetzt daß die vier Übertragungsfunktionen HLL, HLR, HRL und HRR durch Rechenprozesse reproduziert werden, die in den vier Digitalfiltern 3LL, 3LR, 3RL und 3RR durchgeführt werden, so daß die Zweikanal-Audiosignale für die Stereo-Reproduktion in Zweikanal-Audiosignale für die Zweiohr-Reproduktion umgesetzt werden. In diesem Fall werden die Koeffizientenwerte, die in den Koeffizientenmultiplizierern der Digitalfilter fest gesetzt werden, entsprechend auf der Basis von Meßwerten festgesetzt, die durch Messen der Übertragungsfunktionen von Impulsansprechempfindlichkeiten von den Lautsprechereinhei ten der jeweiligen Kanäle zu beiden Ohren in einem Wohnraum erhalten werden.

Gemäß dem Verarbeitungsgerät, welches wie oben beschrieben vorgeschlagen wurde, wird ein Tonbild außerhalb des Kopfs des Zuhörers lokalisiert. Um jedoch ein ausrei chendes Abstandsgefühl zum lokalisierten Tonbild zu geben, wenn die Übertragungsfunktio nen von den Lautsprechern der jeweiligen Kanäle zu beiden Ohren gemessen werden, müssen die Übertragungsfunktionen als Daten erhalten werden, die lange Echozeiten haben. Um die Daten, die lange Echozeiten haben, in den Digitalfiltern festzusetzen, haben Digitalfilter, die durch die herkömmliche Digitalverarbeitungsschaltung 3 erforderlich sind, den in Fig. 11 gezeigten Aufbau, der sehr große Ausmaße hat. Insbesondere besteht jedes der vier Digital filter, die für die Digitalverarbeitungsschaltung 3 erforderlich sind, aus ungefähr 1000 Verzögerungsschaltungen, die in Reihe miteinander verbunden sind, ungefähr 1000 Koeffizientenmultiplizierern, um die Ausgangssignal von den jeweiligen Verzögerungs schaltungen mit Koeffizientenwerten zu multiplizieren, und ungefähr 1000 Addierern, um die Multiplikations-Ausgangssignale von den jeweiligen Koeffizientenmultiplizierern zu addie ren. Es muß veranlaßt werden, daß die Digitalfilter Verarbeitungen durchführen, wobei Über tragungsfunktionen verwendet werden, die Echozeiten haben, und daher ist der Schaltungs aufbau der Digitalfilter sehr groß. Damit erhöht sich die Menge der Rechenverarbeitungen.

Der Prozeß zum Umsetzen der Zweikanal-Audiosignale in Audiosignale für die Zweiohr-Reproduktion wird hier beschrieben. Wenn jedoch die Multikanal-Audiosignale, die viele Kanäle haben, beispielsweise Vierkanal-Audiosignale zur Reproduktion eines Tonbe reichs, welcher einem Zuhörer umgibt, in Audiosignale für die Zweiohr-Reproduktion umge setzt werden, ist eine weitere große Anzahl von Digitalfiltern erforderlich, und der Schal tungsaufbau ist in nachteiliger Weise sehr groß.

Übersicht über die Erfindung

Die obige Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Punkte gemacht, und sie hart die Aufgabe, ein Audioverarbeitungsgerät und ein Audiowiedergabeverfahren bereitzustellen,. welches eine Lokalisierung eines Tonbildes mit einem ausreichenden Abstandsgefühl an einer beliebigen Position für einen Zuhörer eins Kopfhörers realisieren kann, wobei eine Rechen verarbeitungsmenge einer Impulsansprechempfindlichkeit unterdrückt wird.

Ein Audioverarbeitungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein erstes Filter, um ein n-Kanal-Audiosignal (n ≧ 1, positive ganze Zahl), welches von zumindest einer Tonquelle geliefert wird, in Zweikanal-Signale umzusetzen, zwei zweite Filter, zu denen die beiden Ausgangssignale vom ersten Filter geliefert werden und bei denen Übertragungsfunk tionen eine Nicht-Korrelation haben, und eine Ausgangseinheit um die beiden Ausgangs signale von den beiden zweiten Filtern zum linken und rechten Lautsprecher eines Kopfhörers zu liefern.

Gemäß dieses Audioverarbeitungsgeräts wird ein Rechenprozeß einer Impulsan sprechempfindlichkeit durch das erste Filter durchgeführt, der Prozeß zum Addieren der Echotonkomponenten, die Übertragungsfunktionen haben, die nicht miteinander auf der lin ken und rechten Seite zu den Zweikanal-Signalen korrelieren, die in Audiosignale für die Re produktion eines Kopfhörers durch Rechenoperation der Impulsansprechempfindlichkeit um gesetzt sind, wird durch das zweite Filter durchgeführt, und eine Lokalisierung eines akusti schen Tonbilds kann an einer beliebigen Position mit einem ausreichenden Abstandsgefühl realisiert werden.

Bei einem Audiowiedergabeverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine erste Umsetzungsverarbeitung zum Umsetzen eines n-Kanal-Audiosignals (n ≧ 1, posi tive ganze Zahl), welches von zumindest einer Signalquelle geliefert wird, in Zweikanal-Si gnale auf der Basis von zwei Serien von Impulsansprechempfindlichkeiten von einer Ton quelle zum linken und rechten Ohr eines Zuhörers, und eine zweite Umsetzungsverarbeitung einer unabhängigen Durchführung von Echoton-Additionsverarbeitungen durch nicht-korre lierte Übertragungsfunktionen für ein Paar von Signalen, welches durch den ersten Umset zungsprozeß erhalten wird, durchgeführt, und ein Paar von Signalen, welches der zweiten Umsetzungsverarbeitung unterworfen wird, wird in der Nähe des linken Ohrs und des rechten Ohrs des Zuhörers reproduziert.

Gemäß dem Audiowiedergabeverfahren kann als Tonbereich, welcher durch Au diosignale gebildet wird, die in der Nähe des linken Ohrs und des rechten Ohrs des Zuhörers reproduziert werden, ein Tonbereich, bei dem ein Tonbild an einer beliebigen Position lokali siert ist, auf der Basis des Rechenbetriebs der Impulsansprechempfindlichkeiten im ersten Umsetzungsverfahren erhalten werden. Durch das zweite Umsetzungsverfahren kann eine Lokalisierung eines Tonbilds an einer beliebigen Position mit einem ausreichenden Abstands gefühl realisiert werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Blockdarstellung, die einen Gesamtaufbau gemäß der ersten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Blockdarstellung, die einen Aufbau (Aufbau 1) eines ersten Signal verarbeitungsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 3 ist ein Aufbau, der ein Beispiel eines Digitalfilters zeigt, welches bei der er sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;

Fig. 4 ist eine Blockdarstellung, die einen Aufbau (Aufbau 2) des ersten Signal verarbeitungsgeräts nach ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 ist eine Aufbaudarstellung, welche einen Aufbau eines zweiten Signalver arbeitungsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6A und 6B sind Kennliniendarstellungen, die Verarbeitungen in den zweiten Signalverarbeitungseinheiten gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 7 ist eine Blockdarstellung, die einen Gesamtaufbau gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 ist eine Kennliniendarstellung, die die Beziehung zwischen einer Änderung in bezug auf den Winkel eines Zuhörers und einer Änderung bezüglich der Verzögerungszeit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 9 ist eine Kennliniendarstellung, die die Beziehung zwischen einer Änderung bezüglich des Winkels eines Zuhörers und einer Änderung bezüglich des Pegels gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 10 ist eine Blockdarstellung, die einen Gesamtaufbau gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11 ist eine Blockdarstellung, die einen Aufbau eines herkömmlichen Audio verarbeitungsgeräts zeigt;

Fig. 12 ist eine Darstellung, die ein Digitalfilter zeigt; und

Fig. 13 ist eine Ansicht zum Erklären eines Tonbild-Lokalisierungsprozesses, au ßerhalb des Kopfes.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Bei dieser Ausführungsform werden Audiosignale für eine Stereo-Reproduktion, die an den Eingangsanschlüssen 11L und 11R erhalten werden, in Audiosignale für die Zweiohr-Reproduktion umgesetzt und die Audiosignale werden zu einem Kopfhörer gelie fert, der mit diesem Gerät verbunden ist, der die Audiosignale reproduziert. Fig. 1 ist eine Blockdarstellung, die einen Gesamtaufbau dieser Ausführungsform zeigt. Bei diesem Aufbau wird ein Links-Kanal-Signal und ein Rechts-Kanal-Signal, die Zweikanal-Audiosignale für die stereophone Reproduktion bilden, zum Links-Kanal-Audiosignal-Eingangsanschluß 11L und zu einem Rechts-Kanal-Audiosignal-Eingangsanschluß 11R geliefert. Die Audiosignale, die an den Anschlüssen 11L und 11R erhalten werden, werden in digitale Audiosignale durch Analog-Digital-Umsetzer 12L und 12R für die jeweiligen Kanäle umgesetzt.

Die umgesetzten Audiosignale der entsprechenden Kanäle werden zu einer ersten Signalverarbeitungseinheit 13 geliefert. Die erste Signalverarbeitungseinheit 13 ist eine Schaltung, um den Prozeß zum Umsetzen von Audiosignalen in Zweikanal-Audiosignale durchzuführen, um einen Tonbereich für eine Kopfhörer-Reproduktion auf der Basis von zwei Serien von Impulsansprechempfindlichkeiten von einer Tonquelle zum rechten und linken Ohr eines Zuhörers zu bilden.

Fig. 2 ist ein Blockschaltungsdiagramm, welches einen Aufbau der ersten Signal verarbeitungseinheit 13 zeigt, bei der ein Links-Kanal-Audiosignal, welches an einem Links- Kanal-Signaleingangsanschluß 101L der ersten Signalverarbeitungseinheit 13 erhalten wird, zu einem ersten Digitalfilter 102LL und einem zweiten Digitalfilter 102LR geliefert wird, während ein Rechts-Kanal-Audiosignal, welches an einem Rechts-Kanal-Signaleingangsan schluß 101R erhalten wird, zu einem dritten Digitalfilter 102RL und einem vierten Digitalfil ter 102RR geliefert wird.

Als Digitalfilter 102LL, 102LR, 102RL und 102RR wird grundsätzlich ein Filter, welches den gleichen Aufbau hat wie das des FIR-Digitalfilters, welches in Fig. 12 beim Stand der Technik gezeigt ist, grundsätzlich verwendet. Die Koeffizientenwerte, die in den Koeffizientenmultiplizierern der jeweiligen Digitalfilter multipliziert werden, werden auf der Basis der aktuell gemessenen Werte der beiden Serien von Impulsansprechempfindlichkeiten von der Tonquelle zum linken und rechten Ohr des Zuhörers festgesetzt. Bei dieser Ausfüh rungsform werden jedoch Koeffizientenwerte, bei denen die Menge an Rechenverarbeitungen beträchtlich kleiner ist als die bei einem herkömmlichen Koeffizientenwert, verwendet. Bei spielsweise wird ein Digitalfilter, welches den folgenden Aufbau hat, verwendet. Es werden ungefähr 250 Verzögerungsschaltungen in Reihe miteinander verschaltet, die Verzögerungs ausgangssignale von den ungefähr 250 Verzögerungsschaltungen werden unabhängig mit Koeffizienten multipliziert, und die Multiplikationswerte werden nacheinander addiert. Der Grund dafür, warum die Menge an Rechenverarbeitungen vermindert wird, wird später be schrieben.

Ein Ausgangssignal vom ersten Digitalfilter 102LL und ein Ausgangssignal vom dritten Digitalfilter 102RL wird zu einem Addierer 103L geliefert, wo eine Signalserie gebil det wird. Ein Ausgangssignal vom Addierer 103L wird zu einem Links-Kanal-Ausgangsan schluß 104L der ersten Signalverarbeitungseinheit 13 geliefert. Ein Ausgangssignal vom zweiten Digitalfilter 102LR und ein Ausgangssignal vom vierten Digitalfilter 102RR wird zu einem Addierer 103R geliefert, um eine Signalserie zu bilden. Ein Ausgangssignal vom Ad dierer 103 R wird zum Rechts-Kanal-Ausgangsanschluß 104R der ersten Signalverarbeitungs einheit 13 geliefert.

Der Prozeß zum Umsetzen der Audiosignale in Zweikanal-Audiosignale zum Bil den eines Tonfelds für die Kopfhörerreproduktion in der ersten Signalverarbeitungseinheit 13 basiert auf dem Prinzip, welches unter Verwendung von Fig. 13 beim Stand der Technik er klärt wurde.

Als Aufbau von Digitalfiltern, die bei der ersten Signalverarbeitungseinheit 13 verwendet werden, kann anstelle des Aufbaus, bei dem vier Digitalfilter verwendet werden, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ein Aufbau, bei dem zwei Digitalfilter verwendet werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist, verwendet werden. Insbesondere liefert das in Fig. 3 gezeigte Digitalfilter ein Signal, welches am Eingangsanschluß 91 erhalten wird, zu Verzögerungsschaltungen 92a, 92b, . . ., 92m und 92n, die fortlaufend miteinander zu mehreren Stufen verschaltet sind. Ein Signal welches am Eingangsanschluß 91 erhalten wird, und Ausgangssignale von den Verzö gerungsschaltungen 92a, 92b, . . ., 92m und 92 werden zu separaten Koeffizientenmultiplizie rern 93a, 93b, . . ., 92n und 93o geliefert. Die Signale werden mit Koeffizientenwerten und multipliziert, die jeweils unabhängig festgesetzt sind, und die Multiplikationssignale werden miteinander über Addierer 94a, 94b, . . . 94m und 94n addiert. Ein Ausgangssignal, welches durch Addition aller Koeffizientenmultiplikationssignale erhalten wird, wird an einem Aus gangsanschluß 95 erhalten. Das Signal, welches am Eingangsanschluß 91 erhalten wird, und die Ausgangssignale von den Verzögerungsschaltungen 92a bis 92n werden zu Koeffizien tenmultiplizierern 96a, 96b, . . . 96n und 96o geliefert, die jeweils gegenüber den Koeffizien tenmultiplizierern 93a bis 93o verschieden sind. Die Signale werden mit den Koeffizienten werten multipliziert, die jeweils unabhängig festgesetzt sind, und die Multiplikationssignale werden miteinander über Addierer 97a, 07b, . . . 97m und 97n multipliziert. Ein Ausgangs signal, welches durch Addition aller Koeffizientenmultiplikationssignale erhalten wird, wird am zweiten Ausgangsanschluß 98 erhalten.

Zwei Digitalfilter, die jeweils den oben beschrieben Aufbau haben, sind vorbe reitet. Ein Digitalfilter wird als Filter 102LL und Filter 102LR der Schaltung, die in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet, und das andere Digitalfilter wird als Filter 102RL und Filter 102RR verwendet. Mit diesem Aufbau kann zumindest die Anzahl bezüglich der Verzögerungs schaltungen, aus denen die Digitalfilter bestehen, halb so groß sein wie die Anzahl von Ver zögerungsschaltungen, die verwendet werden, wenn vier entsprechende Digitalfilter verwen det werden.

Die erste Signalverarbeitungseinheit 13, die in Fig. 2 gezeigt ist, kann einen Schaltungsaufbau haben, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wenn die Positionen der linken und rechten Tonquelle, die durch Audiosignale für die Stereo-Reproduktion (Positionen, wo Lautsprecher tatsächlich angeordnet sind) festgelegt sind, seiten-symmetrische Positionen sind. Insbeson dere wird ein Links-Kanal-Audiosignal, welches an einem Links-Kanal-Signaleingangsan schluß 201L der ersten Signalverarbeitungseinheit 13 erhalten wird, und ein Rechts-Kanal- Audiosignal, welches an einem Rechts-Kanal-Signaleingangsanschluß 201R erhalten wird, zu einem Addierer 202L geliefert, wo sie miteinander addiert werden. Das Additionssignal wird zu einem ersten Digitalfilter 203L geliefert. Das Links-Kanal-Audiosignal, welches am Links- Kanal-Signaleingangsanschluß 201L erhalten wird, und das Rechts-Kanal-Audiosignal, wel ches am Rechts-Kanal-Signaleingangsanschluß 201R erhalten wird, wird zu einem Subtrahie rer 202R geliefert, um einen Wert zu erhalten, der durch Subtraktion des Links-Kanal-Signals vom Rechts-Kanal-Signal erhalten wird. Das Subtraktionssignal wird zu einem zweiten Digi talfilter 203R geliefert.

Als erstes Digitalfilter 203L und als zweites Digitalfilter 203R wird beispiels weise das in Fig. 12 gezeigte FIR-Filter verwendet. Die Koeffizientenwerte, die in den Koeffizientenmultiplizierern der jeweiligen Digitalfilter multipliziert wurden, werden auf der Basis der aktuell gemessenen Werte von zwei Serien von Impulsantworten von den Tonquel len zum linken und rechten Ohr des Zuhörers festgesetzt. Die Anzahl von Stufen, in denen die Verzögerungsschaltung, der Koeffizientenmultiplizierer und der Addierer bei allen Digitalfil tern verwendet wird, ist gleich dem Aufbau der Digitalfilter, die bei der ersten Signalverar beitungseinheit 13, die in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet werden.

Das Ausgangssignal vom ersten Digitalfilter 203L und das Ausgangssignal vom zweiten Digitalfilter 203 R wird zu einem Subtrahierer 204L geliefert, um einen Wert zu be rechnen, der durch Subtraktion des Ausgangssignals vom Filter 203R vom Ausgangssignal vom Filter 203L erhalten wird. Das Subtraktionssignal wird zu einem Links-Kanal-Aus gangsanschluß 205L geliefert. Das Ausgangssignal vom ersten Digitalfilter 203L und das Ausgangssignal vom zweiten Digitalfilter 203R wird zu einem Addierer 204R geliefert, wo die beiden Signale addiert werden, und das Additionssignal wird zu einem Rechts-Kanal- Ausgangsanschluß 205R geliefert.

Wenn die erste Signalverarbeitungseinheit 13 durch den in Fig. 4 gezeigten Auf bau aufgebaut ist, kann die erste Signalverarbeitungseinheit 13 mit einem einfachen Aufbau realisiert werden, der aus zwei Digitalfiltern zwei Addierern und zwei Subtrahierern besteht. Der in Fig. 4 gezeigte Aufbau kann jedoch nur dann angewandt werden, wenn die Position der linken und rechten Tonquelle seitlich-symmetrische Positionen sind.

Kehrt man nun zur Erklärung von Fig. 1 zurück, so wird das Links-Kanal-Audio signal, welches durch die erste Signalverarbeitungseinheit 13 verarbeitet wird, zu einer zwei ten Signalverarbeitungseinheit 14 für den linken Kanal geliefert, und das Rechts-Kanal-Au diosignal, welches durch die erste Signalverarbeitungseinheit 13 verarbeitet wird, wird zu einer zweiten Signalverarbeitungseinheit 14R für den rechten Kanal geliefert. In den zweiten Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R werden Echoton-Addierverarbeitungen unabhän gig durch Übertragungsfunktionen durchgeführt, die miteinander auf der linken und rechten Seite nicht in Wechselbeziehung stehen.

Als konkrete Ausbildung der zweiten Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R bestehen beispielsweise die Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R der entsprechenden Kanäle aus unabhängigen Digitalfiltern. In diesem Fall wird für jedes Digitalfilter das in Fig. 12 gezeigte Digital-FIR-Filter verwendet. Im Digitalfilter eines jeden Kanals wird die fol gende Operationsverarbeitung durchgeführt. Das heißt, die Koeffizientenwerte der jeweiligen Koeffizientenmultiplizierer werden durch eine Übertragungsfunktion eingestellt, die mit der Übertragungsfunktion des anderen Kanals nicht in Wechselbeziehung steht, und die Refle xionstonkomponenten (sogenannte Echotonkomponenten) werden auf der linken und rechten Seite unabhängig addiert. Beispielsweise wird die Frequenzkennlinie, die in Fig. 6A gezeigt ist, auf das Links-Kanal-Signal festgelegt während die Frequenzkennlinie, die in Fig. 6B ge zeigt ist, auf das Rechts-Kanal-Signal festgelegt wird. Bei dieser Ausführungsform wird übri gens ein Audiosignal in Form von Digitaldaten verarbeitet. Bei der Kennliniendarstellung in Fig. 6 ist jedoch die Frequenzkennlinie analog dargestellt, um die Erklärung zu vereinfachen.

Als Aufbau der zweiten Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R kann ein Auf bau, bei dem Digitalfilter verwendet werden, bei denen Verzögerungen variabel eingestellt werden können, verwendet werden. Fig. 5 zeigt einen Fall, wo die zweiten Signalverarbei tungseinheiten 14L und 14R aus Digitalfiltern bestehen, die variable Verzögerungsschaltun gen bilden. Ein Links-Kanal-Signal, welches an einem Eingangsanschluß 301L erhalten wird wird zu einer ersten Verzögerungsschaltung 302L geliefert, und ein Rechts-Kanal-Signal, welches an einem Eingangsanschluß 301R erhalten wird, wird zu einer zweiten Verzöge rungsschaltung 302R geliefert. Jede Verzögerungsschaltung 302L und 302R ist eine Verzöge rungsschaltung, welche ein Signal um maximal ungefähr 50ms verzögern kann und weiche mehrere Signale herleiten kann, die beliebige Verzögerungszeiten haben, die innerhalb der maximalen Verzögerung festgelegt sind. In diesem Fall hat die Verzögerungsschaltung 302L einen Aufbau, bei welchem ein Eingangssignal W1 als Signal R1, R2, . . ., RN hergeleitet wird, welches beliebige unterschiedliche Verzögerungszeiten hat. Die Verzögerungsschaltung 302R hat einen Aufbau, bei dem ein Eingangssignal W1 als Signal R21, R22, . . ., R2N her geleitet wird, welches beliebige unterschiedliche Verzögerungszeiten hat. Die Anzahl von Signalen, die aus den Verzögerungsschaltungen 302L und 302R hergeleitet wird, ist eine re lativ kleine Zahl, d. h., ungefähr 10, und die Einstellung von Positionen, wo die Signale her geleitet sind (d. h., die Einstellung von Verzögerungen der Signale) wird unabhängig ohne Korrelation auf der linken und rechten Seite in Abhängigkeit von den Echotonkomponenten durchgeführt, die zu den Signalen der jeweiligen Kanäle in diesem Zeitpunkt hinzugefügt sind.

Die Signale R1, R2, . . ., RN, die von der Links-Kanal-Verzögerungsschaltung 302L extrahiert werden, werden mit verschiedenen Koeffizientenwerten in unterschiedlichen Koeffizientenmultiplizierein 311L, 312L, . . ., 319L multipliziert, und die Multiplikations signale werden zu einem Addierer 303L geliefert, wo sie miteinander addiert werden. Das Additionssignal wird zum Links-Kanal-Ausgangsanschluß 304L geliefert. Die Signale R21, R22, . . ., R2N, die von der Rechts-Kanal-Verzögerungsschaltung 302R extrahiert werden, werden mit unterschiedlichen Koeffizientenwerten in unterschiedlichen Koeffizientenmulti plizierern 311R, 312R, . . ., 319R multipliziert, und die Multiplikationssignale werden zu ei nem Addierer 303R geliefert, wo sie miteinander addiert werden. Das Additionssignal wird zum Rechts-Kanal-Ausgangsanschluß 304R geliefert. Die Koeffizientenwerte, die in den je weiligen Koeffizientenmultiplizierern 311L bis 319L und 311R bis 319R multipliziert wer den, sind feste Werte, die vorher festgelegt sind. Beispielsweise wird der Wert des Signals, welches eine kleinere Verzögerung hat, angehoben, und die Koeffizientenwerte werden so festgesetzt, daß der Wert allmählich proportional zu einem Anstieg der Verzögerung ab nimmt. Anstelle der oben beschriebenen festen Werte können Koeffizientenwerte, die in den Koeffizientenmultiplizierern multipliziert werden, in Abhängigkeit von Zuständen in diesen Zeitpunkt gesteuert werden.

Wenn die zweiten Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R so aufgebaut sind, wie durch den Fig. 5 gezeigten Aufbau gezeigt ist, können die Einstellzustände der Echoton komponenten unabhängig auf der linken und rechten Seite durch Einstellung der Verzögerun gen variiert werden.

Kehrt man nun zum Aufbau in Fig. 1 zurück, so wird das linke und rechte Audio signal, welche durch die zweiten Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R verarbeitet wer den, unabhängig zu unterschiedlichen Digital-Analog-Umsetzern 15L und 15R für die jewei ligen Kanäle geliefert, wo sie in analoge Audiosignale umgesetzt werden. Das linke und rechte analoge Zweikanal-Signal davon wird durch Verstärker 16L und 16R verstärkt die einen relativ kleinen Verstärkungsfaktor haben, um einen Kopfhörer anzusteuern, und die verstärkten Audiosignale werden dann zu den Kopfhöreranschlüssen 17L bzw. 17R geliefert. Die Audiosignale der jeweiligen Kanäle, die von den Kopfhöreranschlüssen 17L und 17R erhalten werden, werden zur linken und rechten Lautsprechereinheit 18L und 18R eines Kopfhörers 18 geliefert, der mit den Kopfhöreranschlüssen 17L bzw. 17R verbunden ist, und die Audiosignale werden von dem Kopfhörer 18 reproduziert.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau ist ein Tonbereich, welcher durch den Kopf hörer 18 reproduziert wird und durch einen Zuhörer gehört wird, vorzugsweise ein Tonbe reich, welcher ähnlich einem Tonbereich ist, welcher beispielsweise gebildet wird, wenn ur sprüngliche Zweikanal-Signale durch Lautsprecher reproduziert werden, die in einem Raum oder dgl. angeordnet sind. In diesem Fall wird als Verfahren in der ersten Signalverarbei tungseinheit 13 gemäß dieser Ausführungsform ein Verfahren, welches eine relativ kleine Menge an Rechenverarbeitung hat, verwendet. Aus diesem Grund ist, wenn Signale, die le diglich in der ersten Signalverarbeitungseinheit 13 verarbeitet werden, zum Kopfhörer gelie fert werden, eine Position, wo ein Tonbereich lokalisiert ist, eine Position in der Nähe des Kopfes des Zuhörers. Da jedoch der Prozeß zum Addieren von Echotonkomponenten durch die zweiten Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R durchgeführt wird, kann die Tonquelle an einer beliebigen Position mit einem ausreichenden Abstandsgefühl lokalisiert werden. Da außerdem eine Nicht-Korrelation zwischen dem linken und rechten Kanal in der zweiten Si gnalverarbeitungseinheit 14L und 14R sichergestellt wird, kann die Asymmetrie des Tonbilds realisiert werden, und es kann die Vorauslokalisierung des Tonbilds verbessert werden.

Daher kann wie in dem Fall des Verarbeitungsgeräts, welches in Fig. 11 beim Stand der Technik gezeigt ist, im Vergleich mit einem Fall, wo eine Umsetzungsverarbeitung durchgeführt wird, um zu veranlassen, daß ein einstufiges Digitalfilter das Tonbild mit einem ausreichenden Abstandsgefühl lokalisiert, ein Schaltungsaufbau beträchtlich vereinfacht wer den, und es kann die Menge der Rechenverarbeitung reduziert werden. Beispielsweise müssen die Digitalfilter, die die in Fig. 11 gezeigte Digitalverarbeitungsschaltung 3 bilden, Verzöge rungsverarbeitungen in ungefähr 1000 Stufen durchführen. Die Digitalfilter, die die erste Si gnalverarbeitungseinheit 13 bei dem vorliegenden Aufbau bilden, können Verzögerungsver arbeitungen in ungefähr 250 Stufen durchführen, und der Aufbau, der 1/4 des herkömmlichen Aufbaus ist, kann ausreichend sein. Bei Aufbau nach dieser Ausführungsform führen, obwohl die zweiten Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R erforderlich sind, die zweiten Signal verarbeitungseinheiten 14L und 14R nur den Prozeß zum Addieren der Echotonkomponenten durch. Aus diesem Grund sind als zweite Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R Digital filter, die Schaltungen haben, die beträchtlich kleiner als diejenigen der Digitalfilter sind, die erste Signalverarbeitungseinheit 13 bilden, ausreichend. Wenn der Aufbau dieser Ausfüh rungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet wird, ist der Schaltungsaufbau beträchtlich einfacher, als wenn der herkömmliche Schaltungsaufbau verwendet wird.

Bei den bisherigen Erklärungen werden Zweikanal-Audiosignale als gelieferte Audiosignale verwendet. Beispielsweise kann jedoch die folgende Verarbeitung durchgeführt werden. Das heißt, ein Einkanal-Audiosignal wird zu den Audiosignal-Eingangsanschlüssen 11L und 11R geliefert, und die Position eines Tonbilds, welches durch das Einkanal-Signal lokalisiert wird, ist auf einen beliebigen Punkt festgelegt.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Hilfe von Fig. 7 bis 9 beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen in Fig. 1 bis 6, die bei der ersten Ausführungsform wie oben beschrieben erklärt wurden, bezeichnen die gleichen Teile in Fig. 7 bis 9, so daß auf eine Beschreibung dafür verzichtet wird.

Auch bei dieser Ausführungsform werden Audiosignale für die Stereo-Reproduk tion, die an den Eingangsanschlüssen 11L und 11R erhalten werden, in Audiosignale für die Zweiohr-Reproduktion umgesetzt und die umgesetzten Audiosignale werden zu einem Kopf hörer geliefert, der mit diesem Gerät verbunden ist, um die Audiosignale zu reproduzieren. Bei dieser Ausführungsform hängt der Prozeß, der als Kopfspurnachführungsprozeß zur Kor rektur einer Phase eines Tonbereichs bezeichnet wird, von der Richtung, der der Kopfhörer zugewandt ist, ab.

Der Aufbau dieser Ausführungsform wird nun beschrieben. Fig. 7 ist eine Block darstellung, die den Gesamtaufbau dieser Ausführungsform zeigt. Ein Links-Kanal-Signal und ein Rechts-Kanal-Signal, die Zweikanal-Audiosignale für die Stereo-Reproduktion bil den, werden zum Links-Kanal-Audiosignal-Eingangsanschluß 11L und zum Rechts-Kanal- Audiosignal-Eingangsanschluß 11R geliefert. Die Audiosignale, die an den Anschlüssen 11L und 11R erhalten werden, werden in digitale Audiosignale durch Analog-Digital-Umsetzer 12L und 12R für die jeweiligen Kanäle umgesetzt, und die digitalen Audiosignale werden dann zur ersten Signalverarbeitungseinheit 13 geliefert. Die erste Signalverarbeitungseinheit 13 ist eine Schaltung, um einen Prozeß durchzuführen, um Audiosignale in Zweikanal-Audio signale umzusetzen, um einen Tonbereich für die Kopfhörer-Reproduktion auf der Basis der beiden Serien von Impulsansprechempfindlichkeiten von Tonquellen zum linken und rechten Ohr eines Zuhörers zu bilden. Diese Schaltung ist völlig die gleiche wie die Schaltung, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.

Das Links-Kanal-Audiosignal welches durch die erste Signalverarbeitungseinheit 13 verarbeitet wird, wird zu einer zweiten Signalverarbeitungseinheit 21L für den linken Ka nal geliefert, und das Rechts-Kanal-Audiosignal, welches durch die erste Signalverarbei tungseinheit 13 verarbeitet wird, wird zu einer zweiten Signalverarbeitungseinheit 21R für den rechten Kanal geliefert. In den zweiten Signalverarbeitungseinheiten 21L und 21R wer den Echoton-Addierverarbeitungen unabhängig durch Übertragungsfunktionen durchgeführt, die miteinander nicht in Wechselbeziehung stehen, auf der linken und rechten Seite. Der Schaltungsaufbau der zweiten Signalverarbeitungseinheiten 21L und 21R ist der gleiche wie derjenige der zweiten Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R, die bei der ersten Ausfüh rungsform beschrieben wurden, und jede von diesen besteht beispielsweise aus digitalen FIR- Filtern. Bei dieser Ausführung jedoch werden die Verzögerungen, die in den Signalverarbei tungseinheiten 21L und 21R festgelegt sind, variabel in Abhängigkeit von einem Drehwinkel festgesetzt, der durch eine Drehwinkel-Rechenverarbeitungseinheit 24 berechnet wird.

Die linken und rechten Signale, die den Echoton-Addierverarbeitungen durch die Signalverarbeitungseinheiten 21L und 21R unterworfen werden, werden jeweils zu unter schiedlichen Digital-Analog-Umsetzern 15L und 15R für die jeweiligen Kanäle geliefert wo sie in analoge Audiosignal umgewandelt werden. Die linken und rechten analogen Zweikanal- Audiosignale werden durch die Verstärker 16L und 16R verstärkt die einen relativ kleinen Verstärkungsfaktor haben, um einen Kopfhörer anzusteuern, und die verstärkten Audiosignal werden dann zu Kopfhöreranschlüssen 17L und 17R geliefert. Die Audiosignale der jeweili gen Kanäle, die von den Kopfanschlüssen 17L und 17R erhalten werden, werden zu einer linken und rechten Lautsprechereinheit 22L und 22R des Kopfhörers 22 geliefert, der mit den Kopfhöreranschlüssen 17L bzw. 17R verbunden ist, und die Audiosignale werden von dem Kopfhörer 22 reproduziert.

In diesem Fall hat der Kopfhörer 22 gemäß dieser Ausführungsform einen Auf bau, der einen Drehwinkel-Geschwindigkeitssensor 23 umfaßt, so daß eine Drehwinkelge schwindigkeit parallel zum Kopf eines Zuhörers der den Kopfhörer 22 trägt, ermittelt wird. Als Drehwinkel-Geschwindigkeitssensor 23 wird beispielsweise ein piezo-elektrische Vi brationskreisel verwendet. Ein Ermittlungsausgangssignal vom Drehwinkel-Geschwindig keitssenor 23 wird zur Drehwinkel-Recheneinheit 24 im Verarbeitungsgerät geliefert. Die Drehwinkel-Recheneinheit 24 besteht aus einem Mikroprozessor, der einen Drehwinkel des Kopfhörers 23 auf der Basis des Ermittlungsausgangssignals vom Drehwinkel-Geschwindig keitssensor 23 rechnerisch ermittelt. Beispielsweise wird ein Ausgangssignal vom Drehwin kel-Geschwindigkeitssensor 23 einer Abtastung in einem konstanten Zeitintervall unterworfen und dann integriert, und das Integrationsergebnis wird in Winkeldaten umgesetzt.

Auf der Basis der erhaltenen Winkeldaten wird der Prozeß zur Korrektur von Verzögerungen und einer Pegeldifferenz, die bei den Prozessen verwendet werden, die in den zweiten Signal-Verarbeitungseinheiten 21L und 21R durchgeführt werden, ausgeführt, und es wird ein Prozeß, bei dem ein Tonbild in einer vorherbestimmten Richtung außerhalb des Kopfs des Zuhörers, der den Kopfhörer 22 trägt, lokalisiert wird, durchgeführt.

Als Prozeß zur Korrektur von Verzögerungen und der Pegeldifferenz, die in den jeweiligen Signalverarbeitungseinheiten 21L und 21R in Abhängigkeit vom ermittelten Drehwinkel festgesetzt wird, wird der folgende Prozeß durchgeführt. Das heißt, in Abhängig keit vom Drehwinkel des Kopfs eines Zuhörers werden Multiplikationskoeffizienten der Di gitalfilter in Realzeit durch Steuerung der Drehwinkel-Recheneinheit 24 so aktualisiert, daß die Übertragungsfunktionen, die dem Drehwinkel entsprechen, realisiert werden. Bei diesem Prozeß wird, wenn man in Betracht zieht, daß der Zuhörer seinen Kopf nach rechts dreht, der Ton, der das linke Ohr erreicht, früher als der Ton, der das rechte Ohr erreicht. Außerdem kommt das linke Ohr näher an die Tonquelle, während das rechte Ohr weiter von der Ton quelle beabstandet wird. Aus diesem Grund wird der Pegel des Signals, der das linke Ohr erreicht, höher als der Pegel des Signals, der das rechte Ohr erreicht. Wenn dieses Phänomen durch Übertragungsfunktionen dargestellt wird die das Phänomen in einer Pseudoweise dar stellen, sind Änderungen bezüglich der Verzögerungszeit beispielsweise so, wie in Fig. 8 ge zeigt ist. Eine Kennlinie A, die in Fig. 8 gezeigt ist, zeigt eine Änderung bezüglich der Verzö gerungszeit, die zum Rechts-Kanal-Signal hinzugefügt ist, in Abhängigkeit von einem Win kel, und eine Kennlinie B, die in Fig. 8 gezeigt ist, zeigt eine Änderung bezüglich der Verzö gerungszeit, die dem Links-Kanal-Signal hinzugefügt ist, in Abhängigkeit von einem Winkel. Die Kennlinien A und B sind Änderungskennlinien von Wechsellinien. Bei der Kennlinien, die durch Änderungen in bezug auf den Winkel erhalten wird, wird eine Änderung in bezug auf den Pegel des Links-Kanal-Signal durch eine Änderung angegeben, die durch die Kurve C in Fig. 9 gezeigt ist, und eine Änderung in bezug auf den Pegel des Rechts-Kanal-Signals wird durch eine Änderung angegeben, die beispielsweise durch eine Kurve D in Fig. 9 gezeigt ist. Wenn die Verzögerungen und die Pegel, die durch die Signalverarbeitungseinheiten 21L und 21R festgelegt sind, in Abhängigkeit von den Winkeln, wie in Fig. 8 und 9 gezeigt ist, festgelegt sind, kann die Korrektur in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Kopfs des Zuhörers durchgeführt werden.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau ist in ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform ein Tonbereich, welcher durch den Kopfhörer 23 reproduziert und durch den Zuhörer gehört wird, vorzugsweise ein Tonbereich, welcher ähnlich einem Tonbereich ist, welcher so ausgebildet ist, daß ursprüngliche Zweikanal-Audiosignale durch Lautsprecher reproduziert werden, die in einem Raum oder dgl. angeordnet sind. Da der Prozeß durch die erste Signalverarbeitungseinheit 13 und die zweiten Signalverarbeitungseinheiten 21L und 21R durchgeführt wird, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, kann das Gerät durch einen einfachen Schaltungsaufbau realisiert werden, der eine kleine Anzahl von Rechenverar beitungen hat. Bei dieser Ausführungsform wird der Korrekturprozeß, bei dem das Tonbild in einer vorherbestimmten Richtung außerhalb des Kopfes des Zuhörers, der den Kopfhörer trägt, lokalisiert wird, simultan mit den Prozessen in den zweiten Signalverarbeitungseinhei ten 21L und 21R durchgeführt. Aus diesem Grund können als Schaltungen die für den Prozeß zur Korrektur der Lokalisierungsrichtung des Tonbilds erforderlich sind, nur die Winkelge schwindigkeitsschaltung, die am Kopfhörer befestigt ist, und die Recheneinrichtung, um Winkeldaten aus dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeitssensors zu erhalten, aus reichend sein. Der Prozeß zur Korrektur der Lokalisierungsrichtung des Tonbilds kann durch den einfachen Schaltungsaufbau durchgeführt werden.

Als Einrichtung zur Ermittlung der Richtung, welcher der Kopfhörer 22 zuge wandt ist, wird der Winkelgeschwindigkeitssensor verwendet. Ein Aufbau jedoch, bei dem ein erdmagnetischer Sensor zum Ermitteln eines absoluten Azimuths verwendet wird, um zu veranlassen, daß ein Ausgangssignal vom erdmagnetischen Sensor die Richtung ermittelt, kann verwendet werden.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anschließend mit Hilfe von Fig. 10 beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen wie die in Fig. 1 bis 6, die bei der ersten Ausführungsform erklärt wurden beschreiben die gleichen Teile in Fig. 10, so daß auf eine Beschreibung dafür verzichtet wird.

Bei dieser Ausführungsform werden Mehrkanal-Audiosignale, die an den Ein gangsanschlüssen 31L, 31R, 31C, 31SL, 31SR und 31LFE erhalten werden, in Zweikanal- Audiosignale für die Zweiohr-Reproduktion umgesetzt und die Zweikanal-Audiosignale werden zu einem Kopfhörer geliefert, der mit dem Gerät verbunden ist, um die Zweikanal- Audiosignale zu reproduzieren.

Der Aufbau dieser Ausführungsform wird anschließend beschrieben. Fig. 10 ist eine Blockdarstellung, die den Gesamtaufbau dieser Ausführungsform zeigt. Mehrkanal-Au diosignale, die zu den Eingangsanschlüssen dieser Ausführungsform geliefert werden, sind durch Sechskanal-Audiosignale gebildet. Das heißt ein Linksvorne-Kanal-Signal wird am Eingangsanschluß 31L erhalten, ein Rechtsvorne-Kanal-Signal wird am Eingangsanschluß 31R erhalten, und ein Mittelkanal-Signal wird am Eingangsanschluß 31C erhalten. Ein Links hinten-Kanal-Signal wird am Eingangsanschluß 31SL erhalten, ein Rechtshinten-Kanal-Si gnal wird am Eingangsanschluß 31SR erhalten und ein Signal eines Nur-Niedrigband-Kanals wird am Eingangsanschluß 31LFE erhalten. Mit dieser Kanalkonfiguration wird der Nur- Niedrigband-Kanal als 0,1-Kanal angesehen, und der 0,1-Kanal und die fünf verbleibenden Kanäle können als 5,1 Kanäle in irgendeinem Fall bezeichnet werden. Der Nur-Niedrigband- Kanal ist ein Kanal, aus welchem lediglich ein Audiosignal in einem Band, welches bei spielsweise etwa 120 Hz niedriger ist, erhalten werden.

Die Audiosignale, die an den jeweiligen Eingangsanschlüssen 31L, 31R, 31C, 31SL, 31SR und 31LFE erhalten werden, werden zu unterschiedlichen Anaolg-Digital-Um setzern 32L, 32R, 32C, 32SL, 32SR und 32LFE für die entsprechenden Kanäle geliefert, wo sie unabhängig in digitale (nicht wie im engl. Text: analoge) Audiosignale umgesetzt werden. Die umgesetzten Audiosignale der jeweiligen Kanäle werden zu einer Verteilungsverarbei tungseinheit 33 geliefert. In der Verteilungsverarbeitungseinheit 33 wird die Verarbeitung zum gleichmäßigen Mischen des Mittelkanalssignal mit den Signalen des linken und rechten vorderen Kanals durchgeführt, und im gleichen Zeitpunkt wird die Verarbeitung zum gleich mäßigen Mischen des Signals des Nur-Niedrigband-Kanals mit den Signalen der anderen Ka näle durchgeführt, so daß Vierkanal-Signale, d. h., linke und rechte vordere Audiosignale SLa und SRa und linke und rechte hintere Audiosignale SLb und SRb erhalten werden.

Die Vierkanal-Audiosignale werden zu einer Digital-Verarbeitungseinheit 34 ge liefert, wo ein Prozeß zum Umsetzen der Zweikanal-Audiosignale in Audiosignale SLc und SRc der beiden linken und rechten Kanäle durchgeführt wird, bei denen die Tonquellen an vier unterschiedlichen Positionen, die einen Zuhörer umgeben, angeordnet sind. Dieser Um setzungsprozeß wird beispielsweise durch Verwendung eines Digitalfilters, eines Addierers und eines Subtrahierers durchgeführt.

Die linken und rechten Zweikanal-Audiosignale SLc und SRc, die durch die Di gitalverarbeitungseinheit 34 umgesetzt wurden, werden zu einer ersten Signalverarbeitungs einheit 13 geliefert. Die erste Signalverarbeitungseinheit 13 ist eine Schaltung, um einen Pro zeß zur Umsetzung der Audiosignale in Zweikanal-Audiosignale durchzuführen, um einen Tonbereich für die Kopfhörerreproduktion auf der Basis der beiden Serien von Impulsan sprechempfindlichkeiten von Tonquellen zum linken und rechten Ohr des Benutzers zu bil den. Diese Schaltung ist völlig die gleiche wie die Schaltung, die in Verbindung mit der er sten Ausführungsform beschrieben wurde.

Das Links-Kanal-Audiosignal, welches durch die erste Signalverarbeitungseinheit 13 verarbeitet wurde, wird zu einer zweiten Signalverarbeitungseinheit 14L für den linken Kanal geliefert, und das Rechts-Kanal-Audiosignal, welches durch die erste Signalverarbei tungseinheit 13 verarbeitet wurde, wird zu einer zweiten Signalverarbeitungseinheit 14R für den rechten Kanal geliefert. In den zweiten Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R wer den Echoton-Addierverarbeitungen unabhängig durch Übertragungsfunktionen durchgeführt, die auf der linken und rechten Seite nicht miteinander in Wechselbeziehung stehen. Der Schaltungsaufbau der zweiten Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R ist der gleiche wie der bei den zweiten Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R, die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.

Die linken und rechten Signale, die den Echoton-Addierverarbeitungen durch die Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R unterzogen wurden, werden entsprechend zu un terschiedlichen Digital-Analog-Umsetzern 15L und 15R für die jeweiligen Kanäle geliefert um in analoge Audiosignale umgesetzt zu werden. Die linken und rechten analogen Zweika nal-Audiosignale werden durch Verstärker 16L und 16R verstärkt die einen relativ kleinen Verstärkungsfaktor haben, um einen Kopfhörer anzusteuern, und die verstärkten Audiosignale werden zu Kopfhöreranschlüssen 17L und 17R geliefert. Die Audiosignale der jeweiligen Kanäle, die an den Kopfhöreranschlüssen 17L und 17R erhalten werden, werden zur linken und rechten Lautsprechereinheit 18L und 18R eines Kopfhörers 18 geliefert, der mit den Kopfhöreranschlüssen 17L und 17R verbunden ist, und die Audiosignale werden vom Kopf hörer 18 reproduziert.

Mit dem oben beschriebenen Aufbau wird ein Tonbereich, welcher Tonquellen hat, die an Positionen angeordnet sind, die den Zuhörer umgeben, der den Kopfhörer 18 trägt, durch die Multikanal-Audiosignale gebildet, so daß die Multikanal-Audiosignale am besten reproduziert werden können. In diesem Fall kann ähnlich wie bei der ersten Ausführungs form, da die erste Signalverarbeitungseinheit 13 und die zweite Signalverarbeitungseinheiten 14L und 14R separat angeordnet sind, die Verarbeitung zum Umsetzen von Signalen in Si gnalen eines Tonbereichs, welcher durch einen Kopfhörer reproduziert wird, mit einem einfa chen Schaltungsaufbau durchgeführt werden.

Diese Ausführungsform hat den Prozeß erklärt, der durchgeführt wird, wenn 5,1- Kanal-Audiosignale als Multikanal-Audiosignale geliefert werden. Diese Ausführungsform kann jedoch auch für Multikanal-Audiosignale angewandt werden, die natürlich einen ande ren Kanalaufbau haben.

Wenn außerdem der Prozeß zum Reduzieren der Multikanal-Audiosignale durch zuführen ist, kann es möglich sein, daß der Korrekturprozeß in Abhängigkeit vom Drehwinkel eines Kopfs, der bei der zweiten Ausführungsform beschrieben wurde, durchgeführt wird, und eine Position, wo ein Tonbild lokalisiert wird, immer einer konstanten Richtung zugewandt ist, sogar wenn der Kopf gedreht wird.

Bei allen bis jetzt beschriebenen Ausführungsformen ist das Gerät zum Verarbei ten von gelieferten Audiosignalen und der Kopfhörer unmittelbar miteinander über eine Si gnalleitung verbunden. Beispielsweise jedoch kann als Aufbau, bei dem Audiosignale, die von den Ausgangsanschlüssen 17L und 18R des in Fig. 1, 7 oder 10 gezeigten Geräts erhalten werden, drahtlos zum Kopfhörer über Infrarotsignale oder dgl. übertragen werden, ein soge nannter drahtloser Kopfhörer, bei denen Signale drahtlos über einen Kopfhörer empfangen werden, verwendet werden. In diesem Fall können die Winkelgeschwindigkeitsdaten, die in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform erklärt wurden, drahtlos zum Verarbeitungsge rät übertragen werden.

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in bezug auf die beilie genden Zeichnungen beschrieben wurden, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf diese genauen Ausführungsformen beschränkt ist und daß verschiedene Änderungen und Modifi kationen durch einen Fachmann ausgeführt werden können, ohne den Geist oder Rahmen der Erfindung, wie er in den beigefügten Patentansprüchen festgelegt ist, zu verlassen.

Claims

1. Audioverarbeitungsgerät welches umfaßt:
eine erste Filtereinheit (13) zum Umsetzen von n-Kanal-Audiosignalen (n ≧ 1, po sitive ganze Zahl), die von zumindest einer Signalquelle geliefert werden, in Zweikanal-Si gnale;
ein Paar einer zweiten Filtereinheit (14L, 14R), zu dem die Zweikanal-Ausgangs signale von der ersten Filtereinheit (13) geliefert werden und welches eine Nicht-Korrela tions-Verarbeitungseinrichtung bereitstellt, um unterschiedliche Verzögerungszeiten für Übertragungsfunktionen in bezug auf die gelieferten Zweikanal-Eingangssignale einzustellen; und
eine Ausgabeeinheit, um Ausgangssignale, die von dem Paar der zweiten Fil tereinheit (14L, 14R) geliefert werden, zum linken und rechten Lautsprecher (18L, 18R) eines Kopfhörers (18) zu liefern.

2. Audioverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, wobei das Paar der zweiten Fil tereinheit durch ein Digitalfilter (Fig. 3) gebildet ist, und ein Paar einer Nicht-Korrelations- Verarbeitungseinrichtung zum Setzen von Verzögerungszeiten für Übertragungsfunktionen durch Verzögerungseinheiten gebildet ist, die unterschiedliche Verzögerungszeiten haben.

3. Audioverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, wobei das Paar der zweiten Fil tereinheit durch ein Digitalfilter gebildet sind, und ein Paar einer Nicht-Korrelations-Verar beitungseinrichtung zum Setzen von Verzögerungszeiten für Übertragungsfunktionen durch eine Verzögerungseinheit, um mehrere Verzögerungszeiten zu liefern, einen Multiplizierer, um jede Verzögerungszeit festzusetzen, die bis zu einem willkürlichen Wert ausgegeben wird, und einen Addierer, um jedes Multiplikationsausgangssignal zu addieren, gebildet ist.

4. Audioverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, wobei das Paar der zweiten Fil tereinheit durch Digitalfilter gebildet ist, die Kennlinien gleich oder äquivalent zu Übertra gungskennlinien haben.

5. Audioverarbeitungsgerät nach Anspruch 1 welches außerdem eine Ermitt lungseinrichtung umfaßt, um eine Bewegungsrichtung des Kopfes eines Zuhörers, der den Kopfhörer (22) trägt, zu ermitteln, wobei die Übertragungsfunktionen des Paars der zweiten Filtereinheit variabel in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal von der Ermittlungsein richtung (23) gemacht sind.

6. Audioverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Ermittlungseinrichtung (23) zum Ermitteln einer Bewegungsrichtung des Kopfes eines Zuhörers, der den Kopfhörer (22) trägt, ein piezo-elektrischer Vibrationskreisel ist, und die Übertragungsfunktionen des Paars der zweiten Filtereinheit variabel in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des piezo elektrischen Vibrationskreisels gemacht sind.

7. Audioverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Ermittlungseinrichtung (23) zur Ermittlung einer Bewegungsrichtung des Kopfes eines Zuhörers, der den Kopfhörer (22) trägt, ein erdmagnetischer Azimuthsensor ist, und die Übertragungsfunktionen des Paars der zweiten Filtereinheit variabel in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des erdmagneti schen Azimuthsensors gemacht sind.

8. Audiowiedergabeverfahren, welches umfaßt:
einen ersten Umsetzungsprozeß zum Umsetzen von n-Kanal-Audiosignalen (n ≧ 1, positive ganze Zahl), die von zumindest einer Signalquelle geliefert werden, in Zweikanal- Signale auf der Basis von zwei Serien von Impulsansprechempfindlichkeiten von einer Ton quelle zum linken und rechten Ohr eines Zuhörers;
ein zweites Umsetzungsverfahren zum unabhängigen Durchführen von Reflexionston-Addierprozessen für ein Paar von nicht in Wechselbeziehung stehenden Verar beitungseinrichtungen zum Setzen einer Verzögerungszeit zu Übertragungsfunktionen in be zug auf Zweikanal-Ausgangssignale von der ersten Umsetzungsverarbeitungseinrichtung, und
eine Verarbeitung zur Reproduzierung von Zweikanal-Ausgangssignalen, die der zweiten Umsetzungsverarbeitung unterworfen wurden, in der Nähe des linken und rechten Ohr des Zuhörers.