在车辆中变换视频信号和/或相关音频信号的装置

1.一种在车辆中变换视频信号及相关音频信号的装置，包括：
在所述车辆中的所述视频信号及相关音频信号源，其包括中央声道信息，构造及布置安装在所述车辆中的第一视频显示器和第二视频显示器，以变换所述视频信号及显示可视图像特性，和
在所述车辆中构造及布置的第一和第二观看者座位，以使在第一和第二观看者座位中的第一和第二观看者能够看到上述图像，
在所述车辆中构造及布置的左和右前座位，
所述装置包括：
远离所述第一视频显示器的第一指向扬声器，其包括作为一组来构造和布置并安装在位于所述第一观看者座位前的左前座椅的靠背中的一对左电声变频器，
远离所述第二视频显示器的第二指向扬声器，其包括作为一组来构造和布置并安装在位于所述第二观看者座位前的右前座位的靠背中的一对右电声变频器，和构造及布置将所述音频信号源连接到所述第一指向扬声器和第二指向扬声器的信号处理电路，从而处理所述音频信号，使得所述第一和第二观看者能够感知到源自相应的第一和第二视频显示器、由所述第一指向扬声器和第二指向扬声器发射的声音，其中所述信号处理电路被构造及布置成通过应用滤波器来改变应用于所述第一和第二指向扬声器的音频信号的音谱内容从而改变在相应的第一和第二观看者座位的相应的第一和第二观看者感知的由所述第一和第二指向扬声器输出的声音的感知仰角，该滤波器具有用于所述第一指向扬声器和第二指向扬声器的每一个的过滤转移函数H3(jω)，过滤转移函数H3(jω)代表与头部相关的转移函数H1(jω)和与头部相关的转移函数H2(jω)之间的差数，其中转移函数H1(jω)为位于第一或第二指向扬声器的实际位置的源和位于相应第一或第二座位中的相应第一或第二观看者的至少一只耳朵之间的与头部相关的转移函数，转移函数H2(jω)为位于相应第一或第二视频显示器位置的源和位于相应第一或第二座位中的相应第一或第二观看者的至少一只耳朵之间的与头部相关的转移函数，用于所述第一指向扬声器和第二指向扬声器的每一个的所述过滤转移函数H3(jω)对应于用于相应的第一指向扬声器或第二指向扬声器的过滤转移函数H2(jω)/H1(jω)，以及
所述信号处理电路包括串音消除处理，并且构造及布置信号处理电路以使用与头部相关的转移函数进行处理来调节应用于所述第一和第二指向扬声器的音频信号的相对大小和时间延迟，以便使在相应第一和第二观看者座位中的相应的第一和第二观看者感知到所述第一指向扬声器和第二指向扬声器输出的声音的方位角，从而使得在任一所述观看者座位中的观看者感知到中央声道信息，好像中央声道信息是从其中一个视频显示器位置中发射的。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一和第二视频显示器相对于相应的第一和第二观看者的高度与相应的第一和第二指向扬声器相对于相应的第一和第二观看者的高度不同。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述音频信号源还包括分别具有相关信息的中央、左和右声道，所述音谱内容的第一部分包括所述中央声道信息，第一指向扬声器还发射左声道音频信号信息，第二指向扬声器还发射右声道信号。
4.如权利要求1所述的装置，还至少包括分别针对左和右观看者座位的第三和第四扬声器，其中所述信号处理电路也将所述音频信号源传递到所述左和右扬声器。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述第三和第四扬声器发射来自音频信号源的相应左和右声道信息并且所述第三和第四扬声器的每一个也发射一部分中央声道信息。
6.如权利要求5所述的装置，其中，应用于所述第三和第四扬声器的中央声道信息的大小是可调节的，以使在任一所述观看者座位中的观看者感知到中央声道信息，好像中央声道信息是从其中一个视频显示器位置发射的。
7.如权利要求5所述的装置，其中，信号处理电路相对于第一和第二指向扬声器的中央声道信号调节应用于第三和第四扬声器的中央声道信号的相关时间延迟，以使在任一所述观看者座位中的观看者感知到中央声道信息，好像中央声道信息是从其中一个视频显示器位置中发射的。
8.如权利要求1所述的装置，还至少包括分别安装在车辆车顶中的第三和第四扬声器，其在所述第一和第二视频显示器后面，当观看者在座位中时在观看者头部前面，所述信号处理电路将所述音频信号源传递到所述第三和第四扬声器。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述信号处理电路将所述音频信号源传递到所述左电声变频器对及所述右电声变频器对，构造及布置该信号处理电路以处理所述音频信号，从而在所述左前座后的观看者座位中的观看者及在所述右前座后的观看者座位中的观看者均能感知到源自相应的第一和第二视频显示器由所述电声变频器发射的声音。
10.如权利要求1所述的装置，其中，所述相关音频信号源包括中央声道，该中央声道还包括语音信息。
11.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一和第二指向扬声器被构造及布置成主要发射所述音频信号的高频部分。
12.如权利要求11所述的装置，还包括安装在车辆中的第三扬声器，第三扬声器并没有接近第一或第二视频显示器，并且被构造及布置得能够响应于由所述第一和第二指向扬声器发射的所述高频部分发射所述音频信号的中频部分。
13.一种在车辆中变换音频信号的装置，包括：
在所述车辆中的一个音频信号源，包括具有与之相关信息的左、中央和右声道，和在所述车辆中分置于车辆中心线的左、右侧的第一对座位，
所述装置包括：
安装到所述车辆左侧的第一扬声器，
安装到所述车辆右侧的第二扬声器，
安装在车辆中心线左侧、第一扬声器右侧的第三指向扬声器，其包括作为一组来构造和布置的一对左电声变频器，
安装在车辆中心线右侧、第二扬声器左侧的第四指向扬声器，其包括作为一组来构造和布置的一对右电声变频器，和
将所述音频信号源连接到所述第一和第二扬声器以及第三和第四指向扬声器的信号处理电路，
其中，第一扬声器发射左声道信息，第二扬声器发射右声道信息，第三和第四指向扬声器发射中央声道信息，并且
所述信号处理电路被构造及布置成处理所述音频信号，使得坐在相应的第一和第二座位中的第一和第二收听者的每一个都能感知由所述第一和第二扬声器、所述第三和第四指向扬声器发射且对应于所述中央声道的声音，就好像从收听者前方位置发射的一样，所述信号处理电路被构造及布置成通过应用滤波器来改变作用于所述第三和第四指向扬声器的音频信号的音谱内容来处理所述音频信号从而改变在相应的第一和第二座位的相应的第一和第二收听者感知的由所述第一和第二扬声器输出的声音的感知仰角，该滤波器具有用于所述第三指向扬声器和第四指向扬声器的每一个的过滤转移函数H3(jω)，过滤转移函数H3(jω)代表与头部相关的转移函数H1(jω)和与头部相关的转移函数H2(jω)之间的差数，其中转移函数H1(jω)为第三或第四指向扬声器的实际位置的源和位于相应第一或第二座位中的相应第一或第二收听者的至少一只耳朵之间的与头部相关的转移函数，转移函数H2(jω)为位于相应第一或第二座位的前方的源和位于相应第一或第二座位中的相应第一或第二收听者的至少一只耳朵之间的与头部相关的转移函数，用于所述第三指向扬声器和第四指向扬声器的每一个的所述过滤转移函数H3(jω)对应于用于相应的第三指向扬声器或第四指向扬声器的过滤转移函数H2(jω)/H1(jω)，以及
所述信号处理电路包括串音消除处理，并且构造及布置信号处理电路以使用与头部相关的转移函数进行处理来调节应用于所述第三和第四指向扬声器的音频信号的相对大小和时间延迟，以便使在相应第一和第二座位中的相应的第一和第二收听者感知到所述第三指向扬声器和第四指向扬声器输出的声音的方位角，从而使得在任一所述座位中的收听者感知到中央声道信息，好像中央声道信息是从收听者前方的位置发射的。
14.如权利要求13所述的装置，其中，第一对座位是车辆中的前座，第一和第二扬声器、第三和第四指向扬声器安放在所述前座后。
15.如权利要求14所述的装置，其中，至少第三指向扬声器安放在一个所述前座的靠背中，第四指向扬声器安放在另一个所述前座的靠背中。
16.如权利要求13所述的装置，其中，第一和第二扬声器还发射中央声道信息。

在车辆中变换视频信号和/或相关音频信号的装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及在车辆多声道音响系统中再造中心声道信息。\n[0002] 背景技术\n[0003] 做为背景，引用专利号为5870484、5333200、4569074的美国专利，在音响工程师协会期刊、扬声器篇的第一卷第304页上Harry F.Olson的题目为“Gradient Loudspeakers”的文章，以及马萨诸塞州MIT出版社出版的，1983年第二版的，Jens Blauert所著的“Spatial Hearing”。\n[0004] 发明内容\n[0005] 根据本发明，在安装于车上的视频显示器的中央产生一个声音图像。\n[0006] 如果在所需的位置处确实存在真实的、实际的声音源，则由一个或多个实际声音源产生的存在于收听者耳边的信号与收听者耳朵所接收的信号一致。在具有视频显示器的音响系统中，扬声器安放在离视频显示器安放位置很远的地方，如果在视频显示器的实际位置安放有一个真实的、实际的扬声器，则将信号(可以是修改过的或处理过的)用于这些扬声器，因此这些信号就能送到收听者的耳中(所有声音源的输出结合在一起可以再造同样的信号信息)，而该信号是与收听者耳边的信号一致的。\n[0007] 通过控制传来的声音的强度可以控制仿真图像的位置，其中根据声音源的方向的函数控制传来的声音的强度。有许多方法可以控制声音源的指向性。其中一个方法是使用一组多个、紧密型的变频器，其中将指向性控制保持在一个频率下，该频率的波长等于各元件间距离的两倍。\n[0008] 因此，由该变频器组所发射的信号在一个方向上的发射量要大于在另一个方向上的发射量。根据本发明的一个方面，将视频显示器安装在车的中部。通过安装在车辆右侧的变频器组再造的语音信号(如，包含在中心声道信号中)集中朝着车辆左侧的方向，而通过安装在车辆左侧的变频器组再造的语音信号集中朝着车辆右侧的方向。相比于左边的变频器组，坐在车辆右侧的车辆乘客实际上更接近右边的变频器组。而相比于右边的变频器组，坐在车辆左侧的车辆乘客实际上更接近左边的变频器组。而变频器组的指向特性使其在朝着较近座位方向上发射较少的能量而在朝着较远的座位的方向上发射较多的能量。利用有定向变频器组能够实现时间强度交换(time intensitytrading)，以为多个不对称分布的乘客同时产生信号，在视频显示器附近，在车辆的中央有一个能感知到的图像。该组变频器的突出优点在于能够在低频(如200Hz-1.5KHz)控制信号的指向性。\n[0009] 根据本发明的技术，通过对信号的相关的等级和/或相关时间延迟进行处理，而在收听者的耳边产生所需的听觉信号，其中该信号是由与存在于收听者耳边的低频信号接近的信号再造产生的，实质上信号位置位于这一对实际声音源之间。也能够对信号的相关极性和/或根据一个信号频率函数的相关相位进行处理，其中该信号用于多个声音源，以产生位于实际声音源位置之间的空间外能感觉到的区域。本发明提供一种听觉信号，其使用了串音消除技术和HRTF处理。\n[0010] 根据本发明的另一个方面，声音源的有效高度是可以调节的，以使在声源定位于不同于实际扬声器高度的情况下，可以感觉到声音源。通过改变传输信号频谱的内容可以改变对信号高度的感知。\n[0011] 通过下面结合附图的说明，本发明的其它特征、目标和好处会更清晰，其中：\n附图说明\n[0012] 图1所示是一个根据本发明一个实施例的系统，其在车辆多声道音响系统中再造中心声道信息；\n[0013] 图2所示是该系统的另一种结构，该系统在车辆多声道音响系统中再造中心声道信息；\n[0014] 图3所示的是一种方案，其中多声道音响系统的扬声器安放在视频显示器的附近，该视频显示器安放在车辆前座的头枕上；\n[0015] 图4所示的是本发明的一种可选择的实施例，其中扬声器和视频显示器安装在车辆前座的后部；\n[0016] 图5所示的是本发明的另一种可选择的实施例，其中扬声器安放在位于中央的视频显示器附近；\n[0017] 图6所示是本发明的另一个实施例；\n[0018] 图7是根据本发明的一个实施例的电路图，该电路与一组变频器连接；\n[0019] 图8是根据本发明的一个实施例的可选择的电路图，该电路与一组变频器连接；\n[0020] 图9是本发明的一个可选择的实施例，其中定向扬声器安装在位于中央的视频显示器的附近，其被定向从而主要朝向车辆的后部发射声音；\n[0021] 图10是本发明的一个可选择的实施例，其中具有定向扬声器安装在位于中央的视频显示器的附近，将其定向使发射的声音主要朝向视频显示器，从而朝向车辆的后部将发射的声音反射得远离显示屏；以及\n[0022] 图11是一个示例性平衡器的传递函数。\n具体实施方式\n[0023] 参考附图，特别是图1，示出一种音响系统100，在车辆多声道音响系统中能够再造中央声道信息。图1包括安装在车辆中央(如安装在车辆车顶中/上)的视频显示器\n120，安装在中央的扬声器101，分别安放在车辆左侧和右侧、接近后座160、170的扬声器\n102、103，分别安放在车辆左侧和右侧、接近前驾驶座及乘客座140、150的扬声器112、113，安放在前仪表板中心内/上的扬声器111。扬声器101与视频显示器120的方位角相同，但是并未与视频显示器120协同定位。安放在中央的扬声器101可以安放在与视频显示器高度不同的地方，如安放在与地板连接的中心控制台内。扬声器102、103、112、113代表可能在车辆中存在的其它扬声器。实际上的扬声器的数量可以多于或少于所示的扬声器的数量。\n[0024] 当安放在中央的扬声器101的高度与视频显示器120的高度不同(如安放在中央的扬声器101位于控制台中而视频显示器120位于车顶中)时，在视频显示器120上显示的可视图像可能无法完全与相关听觉图像结合，结果，在视频显示器120上显示的人确实正在讲话的假象就会受到影响。通过对信号进行处理，有可能减少这种影响，其中该信号是由安放在中央的扬声器101再造的，用这样的方式，再造的信号可以被感知到，就好象其实际上与视频显示器120的高度是一样的。\n[0025] 对声音源高度的感知主要基于收听者听到的信号的音谱内容。通过以预定方式改变收听者听到的信号的音谱内容，就能改变收听者对信号源的高度位置的感知。通过安放一个信号处理装置(可以是模拟的或数字的)就可以得到上述效果，该装置改变作用于扬声器及收听者所听到的信号的声谱内容，其中该信号处理使用了一个滤波器，该信号表示出了在位于实际声音源位置检测到的声音源的主要相关转移函数(HRTF)和在所需方位角处检测到的声音源的HRTF之间的差别。在本技术领域，HRTF的检测方法是公知的。更具体地，根据以下步骤可以确定所需的转移函数，其中通过信号处理装置可以实现所希望的转移函数：\n[0026] 在步骤1，检测第一转移函数H1(jω)，从输入到位于声音源高度的声音源的输入会是在收听者耳边的声压。在上面的例子中，该声音源位于安放在地板中央的控制台中，收听者坐在座位160或170中。\n[0027] 在步骤2，检测第二转移函数H2(jω)，从输入到位于感知声音源所需高度的声音源的输入得到在收听者耳边的声压。在上面的例子中，所需的声音源位置是安放在车顶的视频显示器120的位置。\n[0028] 在步骤3，通过计算在第一和第二转移函数之间的差数来计算第三转移函数H3(jω)，其中：\n[0029] H3(jω)＝H2(jω)/H1(jω)\n[0030] 图11中所示的是平衡器的典型的转移函数。该曲线表示了在一个具有代表性的收听者的主要相关转移函数(HRTF)中，从+45度的高度到-45度的高度之间的差比较。一个平衡器为收听者提供与实际高度为+45度的声音源一致的信号，其中该平衡器位于信号的信号通道中，该信号被提供给位于-45度方位角的具有转移函数的扬声器。为了工作效率，并不需要该平衡器严格地与所需曲线一致。在大约为4KHz和14KHz之间的区间中拟合该曲线就可以了。如果包括不同的高度，则该峰值频率(图11中大约为5.7KHz)及倾角频率(图11中大约为11KHz)将会有偏移。如果需要将感知的方位角向下移，而不是向上移，则需要具有与图11相反的特性的曲线。也就是说，为了使感知的图像从位于+45度高度的实际扬声器变换到所需的-45度方位角，应该使用具有最小值5.7KHz及最大值11KHz的平衡器。\n[0031] 接下来，通过将具有转移函数H3(jω)的平衡器用于一个信号，其中该信号用于定位在与视频显示器120不同高度上的扬声器，则由扬声器再造的信号可以被位于视频显示器120的高度位置上的收听者感知到。\n[0032] 包含在转移函数H3(jω)中的信息主要集中在高频区。也就是说，在音响系统中用来感知声音源方位角的信号主要集中在高频区。通过将高频再造的声音源安放在视频显示器附近，能够实现另一种实施例，具有改进的音频与可视图像的合成。可以将再造低频和中频信息的单独声音源安放在与高频装置高度不同的位置。如，在一个车用多声道系统中，通过在视频显示器(如安装在车顶或座位靠背的视频显示器)附近的高频变频器(如，一个高音用扩音器)再造高频中央声道信息，而通过与高频变频器的高度不同的位置处的低/中频变频器(或这些变频器的结合体)再造中央声道信息的光谱中的其余部分。由于只需要将一个小的装置安放在显示器的位置就能将感知到的声音与可视图像恰当地合成在一起，所以该实施例在组装方面是有弹性的。\n[0033] 图2所示的是另一种音响系统结构200，包括一个安放在中央的扬声器201，两个(左和右)视频显示器220、221，分别安放在两个(左和右)前座240和250后或与它们中每一个在一条直线上(例如在座位240和250的靠背或头枕中)，一个扬声器211，位于仪表板中央，两个(左和右)扬声器212、213，分别安放在仪表板的两侧，及两个(左和右)扬声器202、203，分别安放在车辆的两侧，如安放在车辆的立柱里、侧壁中或门里等。在这种结构中，后乘客座260、270就与两个视频显示器220、221中的每一个均处于一条直线上。\n[0034] 根据本发明的一个实施例，能够将安放在中央的扬声器201安装在车辆中央的一个控制台上。根据本发明的另一个实施例，也能够将其安装在车辆中央线的任何一个位置上。由于对应于乘客座260、270在与视频显示器220、221方位角相同的位置处没有安放产生中央声道信息的扬声器，所以需要产生在每个视频显示器220、221附近感知到的中央声道信息的仿真图像。该仿真图像根据的是一种称做求和定位的现象，因此传输来自位于同一方位角的两个(或多个)声音源的相同信号，所以收听者就能感知到位于声音源之间某处的仿真图像的位置，其中该声音源的位置是根据从声音源传来的信号的相对强度及从两个声音源传来的信号的相对时间延迟的。如上面所述，扬声器202、203、212、213也可以同时传输其它信号(如，扬声器202、212传输立体声或多声道音响系统左声道的信号，扬声器\n203、213传输其右声道的信号)。扬声器202、203、212、213可以表示在车辆中已存在的其它扬声器。实际使用的其它扬声器的数量可以大于或小于所示的扬声器的数量。对中央声道信号的处理可以独立于对其它信号的处理而完成。\n[0035] 根据出现在收听者耳边的信号及对这些信号的处理决定所需信号的位置，其中该信号是由再造所需信号(如喇叭等)的所有声音源的数量、位置及特性所决定的。在车辆\n200的后部，扬声器201再造中央声道信息。另外，为了在视频显示器220和221附近产生中央声道信息的仿真图像，将中央声道信息提供给扬声器202和203。通过再造来自关于车辆中线对称分布的扬声器的中央声道信息，有可能为左后座及右后座乘客同时产生所需的仿真图像。\n[0036] 由于对称性，所以为了得到所需的效果，而对应于扬声器201的信号的级别及延迟调整扬声器202和203的信号的相关级别及相关延迟是很简单的。在这里应当注意到，虽然考虑到了使用信号的相关级别及延迟，但这只是为了方便起见。真正关心的是由于再造特殊信号的每个声音源而引起的在收听者耳边的相关声压级别。假定信号链(包括用于听觉位置传递函数的任何放大和扩音器)中其它部分的增益是相等的，来考虑使用信号的相关级别，这样，当其是一定的时候，相对较大的信号就做为补偿量，这就是说，调节信号级别，以使由接收到提高级别的信号的声音源引起的在收听者耳边的声压比由用来比较的一个或多个其它声音源的引起的在收听者耳边的声压大。\n[0037] 相对于作用在扬声器201的信号提高作用在扬声器202和203的信号级别，会使仿真图像偏离扬声器201而移向扬声器202和203，分别对应于左后座260和右后座270的乘客。相对于作用在扬声器202和203的信号延迟安装在中央的扬声器201的信号，也会使仿真图像偏离扬声器201而移向扬声器202和203，分别对应于左后座260和右后座270的乘客。恰当地选择相关级别和/或相关延迟能够有效地在视频显示器220和221附近定位仿真图像。可以单独使用相关级别和相关延迟调节也可以将它们结合起来使用，以得到所需的结果。根据车辆中系统元件的特定布置进行准确的处理。根据车辆及所使用的声音再造元件的特性，扬声器202、212、203、213的中央声道信号的级别可以小于、等于或大于扬声器211、201的信号的级别。相对于扬扬器211级别的扬声器212、213的中央声道信号的级别可以与相对于扬声器201的级别的扬声器202、203的中央声道信号的级别不同。同样地，扬声器201、211的信号可以相对于扬声器202、212、203、213的信号有延迟，或者反过来也是可以的。扬声器201相对于扬声器202、203的延迟信号可以与扬声器211相对于扬声器212、213的延迟信号相同或不同。也可以根据车辆具体特性(如从每个扬声器到收听者位置的通道长度)及所选择的声音再造元件选择实际延迟。应当注意到，在上面关于相关延迟的讨论中，能够根据一个信号相对于另一个的信号而产生相关延迟，其中可以只有一个信号在与信号相关处理中有实际的时间延迟，或者将两个信号延迟到不同的大小。\n[0038] 下面将描述决定后座乘客的相关级别和延迟的一种可能的方法。如所示的实施例，首先假定只有扬声器201才有中央声道信息。在这种情况下，在扬声器201的位置上可以感知到中央声道信息。需要将中央声道信息定位在视频显示器220和221的位置上。为了达到该目的，扬声器202和203也具有中央声道信息。提高扬声器202和203的中央声道信息的级别，直到坐在座位260和270上的收听者感知到中央声道信息的位置，其大约分别与视频显示器位220、221的位置一致(最少在高度方面是一致的)。\n[0039] 上面的讨论并未考虑到前座。需要将在前座中的中央声道信息定位在扬声器211的位置，这很容易实现(通过只将中央声道信息用于扬声器211即可)。可选择地，也可以要求为每个前座乘客制造出中央声道信息的仿真图像，这些图像离车辆的中心线比较远，分别针对左右驾驶员及乘客(有一实施例将仿真图像直接安放在驾驶员和前座乘客位置的前面)。利用与上述关于后座的同样的方法可以在前座实现该方案。因此，扬声器212、\n213也可以额外地具有中央声道信号，以移动所需的中央声道信号的感知位置。\n[0040] 再造扬声器201(也有可能是扬声器202、203)的中央声道信息有可能影响到前座乘客对中央声道信息的定位。扬声器201(和/或扬声器202、203)输出的中央声道信息会使前座乘客的中央声道信息的感知位置朝向车辆的后部移动，远离车辆前部的所需位置。\n为了对此进行补偿，可以将延迟加到扬声器201(如果需要的话，还可以有扬声器202、203)的中央声道信息上，以确保扬声器211(也可能是扬声器212、213)的中央声道信息在扬声器201(或扬声器202或203)的中央声道信息之前，首先到达前座240和250。\n[0041] 将延迟加到只有扬声器201才具有的中央声道信息上，以使前座乘客的感知图像朝着车辆前部向后移动，这会使位于左后座260和右后座270的收听者的仿真图像分别朝着扬声器202和203进一步移动。为了将后座乘客的仿真图像向后移动到所需位置，可以减少扬声器202和203的中央声道信息的级别，相对于扬声器201的信号将延迟加到扬声器202和203的中央声道信号上，或者也可以将延迟和级别调节结合起来使用。\n[0042] 在一个关于环境中心线没有很好左/右对称的实施例中，如在车辆的前座区域，驾驶员周围的隔板区域的形状与乘客周围隔板区域的形状不同，所以就需要单独调节决定应当重造的信号的各扬声器信号(如，中央声道信号)的相关级别和延迟，以获得所需要的效果。也就是说，施加给扬声器212的中央声道信号相对于施加给扬声器211的中央声道信号的级别和延迟的相关级别和延迟可以与施加给扬声器213的中央声道信号相对于施加给扬声器211的中央声道信号的级别和延迟的相关级别和延迟不同。\n[0043] 图3所示是根据本发明一个实施例的布置的图，其中多声道音响系统的扬声器位于视频显示器附近，该视频显示器安装在车辆前座的座位靠背或头枕的背面中。图3包括前(也就是左和右)座340、350，后座360、370，安装在车顶中(如可选择地，也可以将左右扬声器304、305安放在视频显示器320、321的另一个位置，如在座位的靠背中)的左右扬声器304、305，每个前座都带有视频显示器320、321。可选择地，也可以将视频显示器320、\n321在车顶中。图3也包括分别安装仪表板中的左、右和中间前扬声器312、313、311，以及分别安装在左右后乘客座360、370侧面和前面的左右扬声器302、303。可选择地，可以将扬声器312和313安装到车辆的侧面而不是仪表板中。\n[0044] 在这种结构中，车顶中的左右扬声器304、305位于与视频显示器320、321的方位角大约相同的位置。在图3中，它们位于视频显示器304、305的位置稍微靠后的位置，但是，它们也可以与显示器在同一条直线上或者甚至可以比显示器的位置稍微靠前一点。构造左右扬声器304、305，使它们均可以传输具有中央声道信息的信号。所以，由于车辆相对侧的扬声器304、305传输中央声道信号(如，由于车辆右侧扬声器305传输的中央声道信息的影响，所以坐在车辆左侧的乘客将感知到一个更靠近车辆中央的仿真图像)，所以坐在后座\n360或370的收听者可以听到左右扬声器304、305传输信号的合成信号，其中在座位上的收听者感知到的仿真图像会朝车辆的中央稍微移动。\n[0045] 为了补偿更靠近车辆中央的仿真图像，需要将少量中央声道信息传到左右扬声器\n302、303。这样做可以平衡中央声道信息的传输，使得仿真图像的最终感知位置移动到更接近与视频显示器在一条直线上的位置。\n[0046] 对于扬声器304、305安装在车顶上的实施例，扬声器位于与视频显示器的高度不同的位置。能够使用前面在图11中描述过的类似的信号处理，使感知图像的方位角向下移动以更好地与视频显示器对齐。这样，平衡器的形状的特性将与图11所示的特性相反。\n[0047] 图4是描述本发明的一个可选择的实施例的图，其中扬声器422、423、424、425安装在每个前座靠背的左侧和右侧。视频显示器420安装在车顶中，与两个前乘客座440、\n450在一条直线上或稍微靠后一点。分别通过左前乘客座440的左右扬声器422、423传输多声道音响系统的左声道及中央声道信号。分别通过右前乘客座450的左右扬声器424、\n425传输环绕音响系统(surround sound system)的中央声道及右声道信号。由于用扬声器424发射中央声道信号，所以感知到的中央声道信号的位置将稍微向右扬声器423的右侧移动，以使左后座乘客能够感知到，及由于用扬声器423发射中央声道信号，所以感知到的中央声道信号的位置将稍微向左扬声器424的左侧移动，以使右后座乘客能够感知到，每个图像的感知位置均与视频显示器420的方位角大致在一条直线上。扬声器的这种布置称作L-C-C-R。这种结构也可以使用其它扬声器。例如，如果需要，扬声器能够位于左右后车门(未示出)中。\n[0048] 图5是描述本发明的一个可选择的实施例的图，其中扬声器和视频显示器(如果存在的话，在图5中未示出)安装在仪表板中。图5的实施例表示了位于车辆前部的扬声器的L-C-C-R布置，与前述图4中关于后座乘客的布置类似。所以，其具有一个安装在左座乘客前方的仪表板中的扬声器512，一个安装在车辆左侧的左扬声器514，一个安装在右座乘客前方的扬声器513，安装在车辆右侧的右扬声器515。可以在仪表板中央安放一个视频显示器，或者能够在车辆中心线的左右安放一对显示器。分别通过左扬声器514和安放在左仪表板中的扬声器512传输左声道和中央声道环绕声音信号。分别通过右前乘客座550的安放在右仪表板中的扬声器513和右扬声器515传输中央声道和右声道环绕声音信号。\n在该实施例中，通过扬声器512和513将中央声道信息直接发射到前座的各位乘客。不需要仿真图像方法就能感知各前座乘客前方的中央声道信号的位置。经证明，在不存在视频显示器的情况下，该种布置对仅是再造音乐也是有益的。\n[0049] 图6是示出本发明一个可选择实施例600的示图。图6包括左右前座640、650，左右后座660、670，左右指向扬声器642和652。在图6所示的实施例中，每个指向扬声器均包括位于安放在中央的视频显示器620左右的一对变频器(如有时是指变频器组)。如果需要一组变频器可以是两个或更多的变频器。但是没有必要使用指向扬声器组。任何公知的方法用来配置一个扬声器使其将相对多的能量发射到一个方向而不是其他方向，并经过声音频谱的一个可用点，都可以用于一个指向扬声器。例如，声音发射面比要重造的声音的波长大的高音喇叭或变频器均是指向扬声器。为了方便描述，下面的讨论中将变频器组做为指向扬声器。由于在低频时有可能得到所需的指向性能，所以变频器组具有独特的优点，否则的话需要大的物理结构才能完成。\n[0050] 在图6的实施例中，变频器组642、652安装在座位640、650中或上。可选择地，也可以将变频器组642、652安装到视频显示器两侧，与视频显示器620的高度相同或不同(如在车顶或地板中)的位置。相对于变频器组642向前发射，左变频器组642将更多能量向车辆右侧发射。因此，如图6所示，相比于朝前方或左座660方向的声音输出，左变频器组642会有较多的声音输出到右座670的方向。相反，如图6所示，相比于朝前方或右座\n670方向的声音输出，右变频器组652会有较多的声音输出到左座670的方向。这种效果有利于使后座660、670中的收听者同时收听在车辆中心线上的变频器组642、652的声音图像。\n[0051] 所述指向性能够补偿各指向扬声器到座位的相对到达时间差。如果各变频器组的信号相同，则左变频器组642的声音将在右变频器组652的声音到达座位660之前到达座位660。这种相对时间差通常会使座位660中的收听者感觉到存在的信号(如上所述)位置比右变频器组652更接近左变频器组642。类似的，座位670中的收听者感觉到存在的信号位置比左变频器组642更接近右变频器组652。选择变频器组的指向特性就能够补偿相关时间差，使用时间一强度交换技术。在座位660位置，变频器组642的声音在变频器组652的声音到达之前到达，但是指定变频器的指向性，使得座位660接收到的指向扬声器\n642的声音级别低于接收到的指向扬声器652的声音级别，所以感知到的发射(从系统的各组变频器组中发射来的)的中央声道信号的位置向视频显示器620的位置移动。同时，变频器组的指向将座位670中的乘客感知到的中央声道信息的位置向视频显示器620的位置移动。\n[0052] 这种技术也能够用于多声道音响系统，例如，其中具有单独的左、中央、右、左环绕及右环绕信号。该技术也可以与立体声系统连接。在立体声系统的布置中，变频器组642发射左声道信息，变频器组652发射右声道信息。选择变频器组的指向，使得当各声道中存在相等的同一种信号时，各乘客感知到的该信号的位置大约在两指向变频器组的中间。在立体声系统或双声道矩阵环绕音响系统(如杜比或其它环绕编码2声道系统(surround encoded 2channel system))中，语音信息也可以包括在两种立体信号声道中。\n[0053] 与最适合在高频时控制信号指向的扬声器不同，变频器组能够在低频时控制指向，低频的范围是200Hz到1.5KHz。对于控制收听者感知到的声音图像的位置来说，200Hz到1.5KHz的频率范围是很重要的范围，在这里所述的实施例中，在该频率范围主要部分上的控制有助于控制图像的定位。变频器组所提供的指向控制使得可以为多个后座乘客中的每一个同时产生独立的、稳定的中央图像声音结构。\n[0054] 保持指向控制的频率范围主要是由变频器元件之间的距离决定的。可用控制的最高频率是波长为元件距离两倍的频率。超过该频率，开始出现该指向模式中的多个波瓣。为了在高至1.5KHz时控制指向，元件距离应该大约为4.5英尺。间距大于4.5英尺的元件仍然能够很好地进行指向控制，其可以用于其它实施例。如大约7英尺的元件距离可以获得\n1KHz的控制，并且发现这已经足够了。\n[0055] 通过使用相消干扰，在低频时变频器获得指向修正。能够使用特定的信号处理从而得到所需的指向模式。如下所述，在图7和8中将对该信号处理做更详细的描述。\n[0056] 为了得到可用的指向，变频器组642和652可以使用简单或更复杂的技术。图7和8描述了用于图6所示的两个元件组的信号处理(如位于左座640和右座650的变频器组642、652，分别包括左右变频器642a、642b、652a、652b)。图7是根据本发明的一个实施例，连接变频器组642的电路图700。该实施例只是在各变频器组642、652中分别颠倒了相对于642b的变频器642a的相关极性，以及相对于652b的变频器652a的相关极性。在一个实施例中，变频器642b和652a具有同相极，变频器642a和652b具有反相极(inverted polarity)。然后，各变频器组642、652均为双极发射模式，沿着与通过两个变频器中心的线的方向具有最大的发射量，在与最大发射量的方向正交的方向中具有最小的发射量。布置变频器组642、652，越近的收听者越接近“无效”变频器组或在该方向上，而在车辆相对侧的收听者更接近最大发射量的方向或在该方向上。例如，座位660中的乘客在无效变频器\n642方向上或者与其接近，并且更接近变频器652的最大发射量方向。用级别差使感知到的各变频器同时发射的信号的位置离开更接近的变频器而移向更远一点的变频器。该布置的一个优点是只需要一个放大器730(根据需要到各变频器的电连接可以反转从而改变相关极性)。\n[0057] 在一些应用中，由上述简单双极指向扬声器布置产生的相关级别差也可以大于所需的级别差。本发明的一个改进是，仍然只用一个放大器730，就能够减少由于改变相对于变频器组642的642b的变频器642a敏感度或相对于变频器组652的652b的变频器652a敏感度而引起的无效深度。改变一个变频器的音圈(一个音圈的阻抗高于或低于另一个，以在两个变频器之间产生不同的电压敏感性)就能够完成该工作。在一个实施例中，使用两个变频器，其中一个具有2欧姆的标称DC阻抗，而另一个具有8欧姆的标称DC阻抗。在没有显著改变对频率函数的响应的情况下，如何依比例决定变频器的阻抗是公知的。当由单个放大器730驱动变频器组时，相对于较低阻抗的变频器，较高阻抗的变频器具有较低的输出。该变频器组不再是图8的模式，座位660和670级别之间的相关级别差减少了。在一个实施例中，扬声器642a和652b的音图阻抗分别高于扬声器642b和652a。可选择地，能够安放一个与各对变频器中的一个变频器串联的电阻器，以减少其输出。\n[0058] 图8是根据本发明一个实施例的与变频器组连接的可选择的电路图800。能够产生任何所需的第一顺序梯度指向模式(从2元件组)。通过作用相消干扰，在低频(如具有比元件距离大的波长的频率)时变频器组能够具有指向性。也就是说，信号处理被用于使单独元件组的输出相消干扰，相消干扰的范围作为角度的函数改变。EQ块860和870表示控制两个元件组的指向所需的信号处理。如图7所示，相关极性和相关级别可被用于获得可用的指向性。如果额外的控制是可行的，就可以得到额外的适应性。在图8的实施例中，EQ块860和870允许根据频率函数控制每个元件的信号的相关级别、由频率函数得到的相关相位、元件组652a和642b的信号的相关时间延迟。\n[0059] 在图7中，描述了两个元件组的元件极性的颠倒。图7所示的实施例是双极发射模式。为了改变变频器组中出现无效时的角度，能够调节各元件组的信号的相关时间延迟。\n例如，如果将时间延迟加到关于642b的元件642a的信号上，则发射模式中的无效将向变频器组的左侧旋转。当将时间延迟设置为与声音行进和元件间距(该元件具有相反的极性和相等的输出级别)一样长的距离所用的时间时，就能得到心形模式(它是第一顺序梯度模式的一种可能情况)。在这种情况下，会发生信号无效，定位在起始于变频器组中心的直线的方向上，并且指向延迟的元件(642a)。在与信号无效位置相反的180度的方向上有最大发射量。除了使用简单时间延迟(如果需要的话，还有极性相反)，更复杂的平衡器也是可以使用，其中控制根据频率函数得到的相关级别和相位，以得到特定的发射模式。通过改变根据频率函数得到的相关级别和相位能够得到根据频率函数改变的发射模式。利用附加的平衡器能够补偿产生相消干扰的频率响应作用。\n[0060] 此外，有可能同时从与通过参考结合于此的商用Bose3-2-1系统相同的变频器组在不同方向上发射不同的信号。例如，能够从变频器组642和652在朝向车辆中部的方向上发射中央声道信息。同时，变频器组642可以朝座位660的正前方或朝车辆左侧发射左前声道信号(在多声道环绕声音系统中)，而变频器组652可以朝座位670的正前方或朝车辆右侧发射右声道信号。同样也能够发射附加信号，均有自己的发射模式。\n[0061] 也可以用另一种方式使用变频器组642和652中的变频器对642a、642b或652a、\n652b，从而得到感知图像的所需位置。为了控制存在于使用者耳边的信号，变频器组元件能够进行信号处理。当已知收听者的确切位置时，这些技术通常是可行的。获得这种控制的一种方法是使用串音消除及HRTF处理方法。在本领域中，众所周知串音消除及HRTF处理方法也能够用于家用音响系统。\n[0062] 串音消除允许系统使用设置在外部空间的扬声器(与使用耳机相反)来单独控制在每个收听者耳边的信号。(耳机固有的特性允许单独控制每个人耳边的信号)。当使用空间以外的扬声器时，串音消除本质上提供对存在于每人耳边的信号的“类似耳机”控制。\n一旦在收听者的每个耳边处获得信号控制，就能够利用基于滤波的HRTF产生所需的音响信号。例如，对于坐在座位660中的收听者来说，通过变频器组642将串音消除和HRTF滤波用于中央声道信号的再造，以使如果实际声音源位于车辆中央视频显示器620的位置，则在每个收听者耳边产生与应该出现在收听者耳边的信号一致的左右耳信号。使用这些技术，能够直接产生与任何方位角的声音源信号一致的收听者耳边的信号。也可能同时处理具有不同HRTF滤波器的不同信号，并且从变频器组同时再造这些信号。例如，中央声道信号可以是经过HRTF滤波的，以使收听者将中央声道信息定位在视频显示器620的位置，而HRTF处理过的左声道信号，以感觉到其位于偏左倾斜的方位角位置(如，与将座位660和\n640中心分开的线的左侧成30度角，或其它所需的角度)。从变频器组642能够同时再造这些或其它信号。类似处理也能够用于R以及用于变频器组652的中央信号。对于变频器组642和652来说，左右声道的HRTF信号处理可能是相同的，但是中央声道信息的处理需要有一些差别。对于变频器组642，应该将中央声道信息定位在变频器组右侧的位置，而对于变频器组652，应当将中央声道信息定位在变频器组左侧的位置。\n[0063] 当变频器组使用HRTF处理时，指向变频器组前述的关于元件距离的限定就不需要了。任何变频器距离均可以。但是，元件距离较小的实施例允许收听者在较大的范围移动，而不会明显降低所需的感受。\n[0064] HRTF处理也能够与如前述的3-2-1系统那样的指向扬声器结合起来使用。\n[0065] 图9所示是本发明的一个可选择的实施例。在该实施例中，在这里作为一组两个变频器示出的指向扬声器925安装在车顶中，相比于视频显示器920位置稍微靠后。该变频器组的指向模式向前座940和950乘客方向发射较少的能量，向后座乘客(后座和其它后扬声器未示出)发射相对较多的能量。具有超心形的、特超心形或类似第一顺序梯度模式的指向模式是有用的。朝向前座乘客的发射模式是无效的。这样的定位使指向扬声器925引起前座乘客定位移动的可能性减少到最小。\n[0066] 图10描述本发明的另一个可选择的实施例，与图9所示的类似。在图10中，定位指向扬声器1025，以使其最大发射量的方向指向视频显示器(而不象图9那样远离该方向)。注意，未示出后座及后扬声器。指向扬声器1025向视频显示器1020发射声音能量，所以能够将其向后反射离开显示器1020，朝着后座乘客。很难为这种定向设定指向模式，即不影响前座乘客，而使后座乘客仍能得到正确的特性。在该实施例中，相对于作用在车辆前部扬声器包含同样信息的信号，指向扬声器1025的信号可以被延迟，从而减少可能会发生在前座乘客身上的感知图像位置的移动。该实施例所使用的发射模式将朝向后座乘客的发射模式定义为无效。在这种布置中，变频器组的少量指向声音将到达后座位置。该变频器组的声音在达到后座位置之前，将首先变为反射离开视频显示器的方向。\n[0067] 所以，如上述细节所示，本发明的实施例提供了在车辆中的视频显示器的位置或其附近感知声音图像的方法和装置。虽然结合本发明的优选实施例描述和表示了本发明的实施例，但是很清楚，对于本领域技术人员来说，在不偏离如附加权利要求所限定的本发明的原理和范围的情况下，可以在形式及细节方面进行多种改变。其它实施例包括安装在门、车柱、座位、控制台、车顶等中的扬声器，使用在视频显示器处或在其附近处以及在其它所需位置处产生仿真声音图像的技术。\n[0068] 另外，应当明白，各种不同的信号及信号类型均可以使用上述的概念。例如，所述的实施例着重于环绕声音系统所提供的中央声道信息的布置。可选择地，通过将具有其它内容的信号或多个语音信号部分发射到单频或立体声系统的一个或多个扬声器，可以在视频显示器附近得到包括语音的仿真图像。如，加入的信号可以是包含语音的单声道或中央声道信号等，或其它信号。这些“加入”的信号可以以其原始形式存在，或者可选择地，通过译码系统/装置得到。例如，环绕声道信号源自立体声道源、左-右加减合成、前置逻辑译码或其它矩阵译码机构等的。\n[0069] 与不同结构的扬声器等结合，使用上述方法和技术的本发明的各种其它实施例都是可能的。所述方法和技术可以用于车辆的前部或后部，或者两者均使用。在一些实施例中，针对前座乘客可以将一个视频显示器(例如，一个电视机，与一个录影机、DVD、导航显示器连接)接在车辆前部，或者针对后座乘客将其放在车辆后部。当不使用时，安装在车顶中的视频显示器可以折叠平靠在车顶上，当使用时折放下来，或者是固定向下折放。当不用时可以将车前部的显示器藏起来，或者可以是固定可见的。可以是任何类型的显示器，包括但并不局限于CRT、LCD、等离子、投影(前或后)、OLED、或可以使用的任何其它可能的显示器。\n[0070] 所以，为了解决前后座子系统之间的相互影响，能够将上述后座系统的一些技术用于前后座子系统中。例如，有可能根据车辆后部的扬声器的位置及提供给它们的车辆后部的扬声器的中央声道信息的数量能够影响对前座乘客的中央声道的原始位置的感知。因此，所述希望的是从前座扬声器(见图1中的111、112、113，图2中的211、212、213，图3中的311、312、313，图4中的411、412、413)向车辆后座方向发射大多数能量，从后座扬声器(见图1中的102、103、101，图2中的202、203、201，图3中的302、303、301，图4中的423、\n424)向车辆前部发射少量能量，这样就能尽量少地影响车辆前部乘客对中央图像的感知。\n[0071] 还可能根据前座(见图1中的101，图2中的211、212、213，图3中的311、312)的信号延迟由后座扬声器(见图1中的102、103、101，图2中的202、203、201，图3中的302、\n303、301，图4中的422、423、424、425)传输的信号，以使相对于来自车辆后部的前座信号，来自前扬声器的信号更强烈地影响前座中的定位。\n[0072] 此外，相比于车辆后部，车辆前部更倾向于相关于车辆的中心线对称。例如，在前部，相对于乘客座，驾驶区可能更向外突出，前仪表板更向外突出，而且驾驶区更象一个茧状区域。为了使产生的声音图像发生有利的变化，能够向车辆前部使用如上所述影响信号定向的技术。\n[0073] 已经描述了本发明的多个实施例。然而，应当明白，在不偏离本发明的原理和范围的情况下，可以得出多种改变。所以，在下面的权利要求范围内包括了其它实施例。