JPH02177800A - 音場効果自動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的Ｊ （産業上の利用分野） この発明はオーディオ信号に、臨場感（サラウンド効果
）、残響等の音場効果を付加する音場効果付加装置にお
いて、音声パートにかかる音場効果を音声部分に対して
効果が表れないようにした音場効果自動制御装置に関す
る。

（従来の技術） 今日の、オーディオの分野における技術的進展は著しく
、モノラルからステレオへと、さらにはアナログからデ
ジタルへと、より原音に近づくべく技術の移行がなされ
てきた。更に、近年においては、聴取者の好みに応じて
音楽ソース等に加工を施し、独創性ある音場を形成する
技術の要望が高い。

こうした要望に応えるものとして２例えばサラウンドシ
ステムと呼ばれる音響効果装置がある。

サラウンドシステムは、第７図に示すように。

オーディオ系に音場効果回路が付加されるものである。

第７図において、１はＣＤ、テープレコーダ等からのオ
ーディオ信号を入力する音声入力端子である。音声入力
端子１に入力された音声信号は。

低域通過フィルタ２を通り、Ａ／Ｄ変換器３をによりデ
ジタル信号に変換される。

音場効果回路４は、ｄ紙器、加惇器２乗算器等から構成
され、デジタル処理により、コンサートホールや部屋の
前方、後方から聞こえる残響音信号を生成する。これら
デジタルの原信号と残響音信号は、それぞれＤ／Ａ変換
器５．６によりアナログ信号に変換され、低域通過フィ
ルタ７．８゜増幅器９，１０を通り、フロント側の左右
スピーカ１１及びリヤ側の左右のスピーカ１２により拡
声される。

オーディオ系に前記音場効果回路を付加することで、！
！取者を取り囲むように音場を形成し、これにより、聴
取者は、あたかもコンサートホールやスポーツ会場に居
るような臨場感を体験することができるのである。

ところで、上記音響効果装置では１例えばコンサートホ
ールと同等の雰囲気を作り出す場合９例えば残響路間１
秒ないし２秒程度の残響音を生成するのであるが、音楽
の場面ばかりでなく２例えば司会者が登場した場面にま
で上記の残響音が付加されてしまい、聴取者にとって不
自然で聞き取り歎いという問題がある。

また、スポーツ会場と同等の臨場感を出Ｊ揚台。

音場効果回路４は・９例えば数１００ｍ５ｅｃ程度でエ
コー音を生成するのであるが、？ＩＳＪ客の声援の場面
ばかりでなく、司会者や解説者にまでエコー音がかかっ
てしまう。

上述の問題点を解消するため、従来は、シラブル（音節
）検出回路１３により、オーディオ信号における音声パ
ートと楽音パートの特徴により、いずれのパートかを示
ず２値信号を生成し、この２値信号に基づいてオーディ
オ信号が音楽のパートであるか１人声による音声パート
であるかを論理回路１４で判定する回路を提案したく例
えば特願昭６３−１６３４４８＞。論理回路１４の出力
は、音場効果回路４を制御する制御信号となり、これに
より、楽音パートの場合は、音場効果を付加した信号を
出力し、音声パートの場合は、音場効果を付加しない原
信号を出力する（第７図参照）。

しかし、オーディオ信号が楽音パートか音声パートかを
判定するのは困難で、正確な制御は不可能である。例え
ばスポーツ観戦場面で、司会者の音声の方が観客の声援
よりレベルが大きい場合。

シラブル検出回路１３が誤った判定をして、音場効果回
路４は、原信号を出力する。この結果、司会者の声と観
客の声援とを同等に扱い、音場効果がかからなくなって
しまう。また、逆の場合も起こる。このような場合は、
音声信号に音場効果がかかつて、明瞭度を低下してしま
う。

（発明が解決しようとする課題） 従来の音場効果装置は、オーディオ信号が音声パートか
楽音パートかを正確に判定して、音場効果を切換えるこ
とは容易でない。このため１例えばスポーツ観戦の場面
で、司会者の声に音場効果がかかつて、不明瞭になった
り、観衆の声援に音場効果がかかったりかからなかった
りして、不自然な音場効果制御になってしまうという欠
点があった。

この発明は上記問題点を除去し、自然な音場効果がかか
るようにしたＭ場効果自動制御装置の提供を目的とする
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、複数チャンネルより成るオーディオ信号の
うちステレオ伝送となる２信号の差分を出力する差信号
作成回路を設け、オーディオ信号が音声パートの時は、
前記差信号作成回路の出力に対し音場効果をかけるよう
にしたことを特徴とする。

（作用） ステレオ伝送のときのオーディオ信号は、司会者等の音
声信号が、再生湯で左右２個のスピーカの中央に定位す
るように制作されている。このような信号は、２チヤン
ネルの同相信号として伝送される。この発明によれば、
前記オーディオ信号の差成分を取出すことで、差信号作
成回路からは２チャンネル間で異なる位相の信号だけが
出力し、同相の信号を相殺することができる。従って。

スポーツ観戦場面のように、司会者の声と観客の声援と
が入り交じったオーディオソースの場合に。

オーディオ信号の内容判定が誤った場合でも、自動的に
司会者の声には音場効果がかからず、観客の声援に音場
効果がかかる。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。

第１図において、入力信号■、■は、ステレオ伝送によ
る２チヤンネルオ一デイオ信号であり。

Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号で入力する。これら入力信
号■、■は、フロント側スビ〜力への出力信号■、■と
なるが、シラブル検出回路２４と差信号作成回路２１へ
も入力する。

差信号作成回路２１は、入力信号■と■をそれぞれ入力
端子ａ、ｂを通して減算器に入力し、その差信号を２つ
の信号に分けて出力端子ｃ、ｄより導出する回路である
。

差信号作成回路２１からの２つの出力信号は、音場効果
回路２３に導入する信号を選択する切換回路２２に供給
される。

即ち、切換回路２２は４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４に
て構成される。これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のうち、
スイッチＳＷ１とＳＷ２は、それぞれ差信号作成回路２
１をバイパスした形で、差信号作成回路２１の入力端子
ａと音場効果回路２３の一方の入力端子０間及び、差信
号作成回路２１の入力端子すと音場効果回路２３の他方
の入力端子１間に接続する。また、スイッチＳＷ３とＳ
Ｗ４は、それぞれ差信号作成回路２１の出力端子Ｃと音
場効果回路２３の入力端子ｅ聞及び、差信号作成回路２
１の出力端子ｄと音場効果回路２３の入力端子１間に接
続する。

音場効果回路２３は２例えばサラウンド効果を付加する
デジルタ音声プロセッサであり、音場効果出力信号■、
■を生成する。

前記シラブル検出回路２４は、後述するように。

音声パートと楽呂パートとがそれぞれ特徴部分を有する
ことを利用して、パートを示す２値信号を出力する。

この２値°信号は論理回路２５に入力する。これにより
、論理回路２５は音声パートから楽音パートへの切換ね
り及び、楽音パートから音声パートへの切換わりを判定
した制御信号を生成する。前記切換回路２２の各スイッ
チＳＷ１〜ＳＷ４は、前記論理回路２５からの制御信号
によって導通、非導通が制御される。

次に、シラブル検出回路２４の具体例を第２図により説
明づ゛る。

この回路は、入力信号■、■のうち一方を判定する回路
を示し、ＴＦ’３Ｇよ、入力信号■又は■を。

アナログコンパレータ５の一方の入力端子に供給する。

このアナログコンパレータ５の他方の入力端子には、入
力オーディオ信号における楽音パートと音声パートを区
別するために、エンベロープの変動部を検出するしきい
ち電圧が１例えば可変抵抗等のトリマ一部品によって設
定されて印加している。これにより、アナログコンパレ
ータ１５からは、入力オーディオ信号の振幅が前記しき
いち電圧より大きい平坦部と、小さい変動部とを区別す
る信号が得られる。

前記アナログコンバレ〜り１５の出力は、再トリガ形単
安定マルチバイブレータ１６に入力する。この単安定マ
ルチバイプレ〜り１６は、２つの出力端子より出力Ｑ、
Ｇを取出し、一方の出力Ｑをダイオード及びコンデンサ
等によって構成した波形整形回路１６ａを介してナント
ゲート１８の一方入力端に供給し、出力口をナントゲー
ト１１の一方入力端に供給する。前記ナントゲート１８
の出力は、再トリガ単安定マルチバイブレータ１９に供
給し、この単安定マルチバイブレータ１９は出力頁を前
記ナントゲート１８の他方入力端にフィードバックして
いる。この構成による単安定マルチバイブレータ１９よ
り、入力オーディオ信号の変動部の時間幅に関係なく、
すべての変動部を検出した２値信号を得ることができる
。また、この２値信号は、前記すンドゲート１７の他方
の入力端に入り、単安定マルチバイブレータ１６からの
出力と論理比較する。単安定マルチバイブレータ１９は
、単安定マルチバイブレータ１６より長い準安定期間が
設定されており。

これにより、ナントゲート１７の出力は、一定の時間よ
り長い変動部のみをピックアップ指標した２値信号を表
わすことになる。尚、２値信号の示す変動部を一定の時
間幅より長いものをピックアップするようにした理由は
、音声信号の性質に基づいている。

次に、論理回路２５の構成を説明する。

第３図において、端−子ＴＰ５は、第２図における端子
ＴＰ４からの２値信号を導出している。そして、端子Ｔ
Ｐ５からの２値信号は、フリップフロップ回路３１ａ　
、　３１ｂ及びアンドゲート３１ｃにて構成された立下
り検出回路３１に入力する。この立下り検出回路３１は
、クロック発生器３０からのクロック信号によって各フ
リップ７０ツブ３１ａ　、　３１ｂが動作するようにな
っている。２値信号の立下りを示す検出パルスは、アン
ドゲート３１ｃより導出し、（第１の）カウンタ３３に
入る。

前記カウンター３３は、カウント出力をラッチ機能付き
フリップフロップ３４を介してコンパレータ３５、３６
に供給する。これらコンパレータ３５．３６は。

それぞれ予め設定操作されたレジスタ３７．３８からの
レジスト値と前記フリップフロップ列３４からのカウン
ト値とを比較する。コンパレータ３５の比較結果は、ノ
ット回路４５を介してそれぞれラッチ回路４１及びアン
ドゲート４４の一方端に入力し、コンパレータ３６の比
較結果はアンドゲート４３を介してカウンター３９に入
力している。

前記カウンター３９は、レジスタ４０に設定されたレジ
スタ値をオーバーフロー値として、前記アントゲート４
３を介して入力するコンパレータ３６の出力をカウント
している。したがって、コンパレータ３６の出力レジス
タ４０に設定されたレジスタ値を越えると、カウンター
３９は、キャリー信号としての出力を、ノット回路４６
を介してそれぞれ前記ラッチ回路４１及びアンドゲート
４４の他方端に供給する。

一方、カウンター３２ａ、フリップフロップ３２ｂ。

３２ｃにて構成した回路は、クロック発生器３０からの
クロック信号によって動作するタイミング信号発生回路
である。このタイミング信号発生回路３２は、前記カウ
ンター３３をクリヤーする信号をフリップフロップ３２
ｂより、フリップフロップ３４にラッチ動作をさせる信
号−をフリップフロップ３２Ｃよりそれぞれ出力して、
所゛定の回路に供給している。

これらフリップフロップ３２ｂ　、　３２ｃの出力によ
って、オーディオ信号を所定の単位区間に区切っている
。尚、フリップフロップ３２ｃの出力は、前記アンドゲ
ート４３の他方入力端にも供給される。また、クロック
発生器３０は、カウンター３３及び３９も駆動している
。

しかして、前記ラッチ回路４１は、それぞれコンパレー
タ３５．カウンター３９に基づく出力を７リツプフロツ
ブ４２を介して端子ＴＰ６に導出する。この端子ＴＰ６
より導出する信号は、第１図における切換回路４４を制
御する制御信号となる。

次に、第１図の構成による動作を説明する。

まず、第４図及び第５図は、第２図及び第３図で説明し
たシラブル検出回路２４及び論理回路２５の動作を説明
するタイミングチャートを示す。

第４図において、信号ＳＯは入力オーディオ信号を、８
１はコンパレータ１５の出力を、８２は単安定マルチバ
イブレータ１６のＱ出力を、８２′は波形整形回路１６
ａの出力を、３３は単安定マルチバイブレータ１６の回
出力を、８４はナントゲート１８の出力を、８５は単安
定マルチバイブレータ１９の出力を、８６はシラブル検
出回路２４がらの２ｒｆｉ信号であるナントゲート１７
の出力をそれぞれ示している。

入力オーディオ信号は、ＳＯにて示すように。

振幅が平坦状となる部分ｘ、撮幅が間欠的にとぎれる部
分Ｙ、とぎれた間隔が小さいがＹよりは連続性がある部
分Ｘ′等の波形部を呈する。この実施例では、前記Ｘ及
びＸ′の部分を楽音パートと判定し、Ｙの部分を音声パ
ートと判定している。

これに基づいて、コンパレータ１５は、入力オーディオ
信号の振幅が、所定レベルを越えるごとにバルスを出力
する。したがって、信号Ｓ１は、入力オーディオ信号の
１つ１つのサイクル波形に対応してバースト状に連続す
るか、とぎれるパルス列信号となる。そして、パルス列
の部分は、入力オーディオ信号が所定レベルより大きな
振幅の部分に対応する。

次に、単安定マルチバイブレータ１６は、入力オーディ
オ信号の最大周波数を基準に準安定期間が設定されてい
るので、信号Ｓ１のパルス列が続く期間はハイレベルを
呈し、パルスが発生しない期間はロウレベルを呈する信
号Ｓ２をＱ出力として導出する。そして１頁出力Ｓ３は
、８２を反転した信号となる。更に、信号８２’　は、
信号Ｓ２の立上りを検出したパルス列となる。

一方、ナントゲート１８の出力Ｓ４は、単安定マルチバ
イブレータ１９の準安定期間より長い間隔で振幅のとぎ
れる変動部が発生する場合は、８２′と同じ信号になる
が、Ｘ′部分のように、単安定マルチバイブレータ１９
の準安定期間より短い間隔で発生する場合には、最初の
部分に対応したパルスで単安定マルチバイブレータ１９
を反転し後の振幅片と周部は検出されない。こうして、
ナントゲート１７からは、一定の時間幅より長い振幅変
動部と振幅の連続する部分に対応してハイレベル及びロ
ウレベルに変化する２値信号８６が得られる。

次に、上記のごとく生成された２値信号は、立下り検出
回路３１に入る。第５図において、第４図と同一の信号
には同一の符号を付す。Ｓ７は立上り検出回路３１の出
力を、８８．８９はそれぞれフリップ７０ツブ３２ｃ　
、　３２ｂの出力を、Ｓ１０はカウンター３３の出力値
を、Ｓ１１はコンパレータ３５の出力を、Ｓ１２はコン
パレータ３６の出力を、Ｓ１３はアンドゲート４３の出
力を、Ｓ１４はアンドゲート４４の出力を、Ｓ１５はノ
ット回路４５の出力を、８１６はノット回路４Ｇの出力
を、Ｓ１１はフリップ７０ツブ４２の出力するこの発明
の制御信号をそれぞれ示している。

さて、立下り検出回路３１の出力する信号Ｓ７は。

２値信号の立下りを検出するので、振幅変動部が発生す
るごとに、パルスを呈する信号となる。この信号Ｓ７は
、カウンター３３に入力して、カウントされる。この場
合、カウンター３３は、フリップ７０ツブ３２ｂからの
信号Ｓ９によってクリヤーされている。これにより、カ
ウンター３３は、一定の単位期間内における振幅変動部
の数をカウントすることになる。こうしてカウントされ
た。カウント値は、信号Ｓ８のタイミングで７リツプフ
ロツブ３４に転送され出力される。

コンパレータ３５と３６は、上記フリップフロップ３４
からのカウント値と、各レジスタ３７．３８に設定され
たレジスト値とを比較する。ここで、レジスタ３７に設
定される値は、音声パートと判定できる振幅変動部の発
生頻度に基づいて定めている。また、レジスタ３８は、
楽音パートと判定できる振幅変動部の発生頻度に基づい
て定めている。具体的には、単位期間内の、信号＄７に
おけるパルスが。

１個以内であれば楽音パートと判定し、２個以上であれ
ば音声パートと判定する。尚１図では、楽音パートでは
０．１・・・１．０と発生し、音声パートでは４，３と
発生している。

今、仮に、楽音パートを入力しており、制御信号Ｓ１７
がハイレベルを呈している状態から話を進める。尚、楽
音パートでは、信号８１５，３１６ともハイレベルとな
っており、制御信号８１７はハイレベルを呈している。

楽音パートでは、振幅変動部の発生頻度が少ないために
、コンパレータ３５の出力８１１はロウレベルを示し、
コンパレータ３６の出力５１２はハイレベルを示す。楽
音パートから音声パートに変わり。

信号Ｓ７におけるパルスが４個カウントされると。

コンパレータ３５の出力Ｓ１１がハイレベルに、コンパ
レータ３６の出力８１２がロウレベルに変わる。ここに
、信号８１１のパルスは、ノット回路４５を介し信号Ｓ
１５となってラッチ回路に入るので、楽音パートから音
声パートに変わるときには、フリップフロップ４２の入
力は、信号８１６はそのままで。

８１５がロウレベルに変化する。このため、音声パート
が入力したという判定が行われて、制御信号８１７はハ
イレベルからロウレベルに変わる。

次に、音声パートから楽音パートへの切換わり検出動作
を説明する。

信号３１２は音声パート時にロウレベルを呈している。

アンドゲート４３は、信号Ｓ１２と信＠Ｓ８とのアンド
出力を導出するので、コンパレータ３５゜３６によって
、楽音パートと判定される期間に、信号Ｓ８におけるパ
ルスを通す。したがって、アンドゲート４３の出力づる
信号３１３は、信号８１２に基づく楽音パート判定期間
において、単位期間の周期で発生する信号３１３中のパ
ルスＰ１をカウンター３９に供給する。ここに、カウン
ター３９は、信号Ｓ１５と信号３１６のアンド出力であ
る信号８１４によってロード状態にされるので、カウン
ター３９は。

パルスＰ１をカンウドし、このカウント値がレジスタ４
０の値を越えると、所定のキャリー信号を出力して信号
８１６をロウレベルにする。

このように、信号８１６がロウレベルに切換ねる次期を
遅らせているので、コンパレータ３５によって楽音パー
トと判定し、信号８１５がハイレベルを示しても、フリ
ップフロップ４２の動作に変わりはなく、制御信号８１
７はロウレベルのままである。

一方、信号８１６がロウレベルになると、信号３１５は
ハイレベルであるので、フリップフロップ４２が反転動
作し、制御信号８１７をハイレベルに切換える。

こうして制御信号８１７が生成される。

次に、音場効果を付加するオーディオ系の動作を説明す
る。

論理回路２５が入力信号■、■を楽音パートであると判
定し、制御信号８１７をハイレベルにづ゛ると。

切換回路２２は、ｓｗｉとＳＷ２が導通状態に切換り、
ＳＷ３とＳＷ４が非導通状態に切換ねる。これにより、
フロント側スピーカで拡声される入力信号■、■（原信
号）が音場効果回路２３に供給される。こうして、リヤ
スピーカからの音場効果出力は強く音場効果がかかる。

入力信号■、■が音声パートであると判定されると、制
御信号１１はロウレベルに変わり、ＳＷ３とＳＷ４が導
通状態、ＳＷｌとＳＷ２が非導通状態になる。従って、
この場合は、差信号作成回路２１からの出りが音場効果
回路２３に入る。

差信号作成回路２１は、同相信号は相殺し１位相の異な
る信号は、入力信号■、■の差信号出力として導出する
。ステレオ伝送のときの入力信号■。

■は、司会者等の音声信号が、再生湯で左右２個のスピ
ーカの中央に定位するように、同相で伝送され、観衆の
声援は）Ｙなる位相で伝送される。従って、司会者等の
音声信号は、差信号作成回路２１で相殺されて出力端子
ｃ、ｄに現われることがない。また、観客の声援は、出
力端子ｃ、ｄに現われて、音場効果回路２３による処理
を受けることになる。

こうして、司会者の声と観衆の声援が入り交じったオー
ディオソースの場合でも、切換回路２２の状態にかかわ
らず、司会者の声には音場効果がかからず９周囲の声援
に音場効果がかかるという制御が可能になる。

従って、このような差信号作成回路２１を用いれば、オ
ーディオ信号の内容判定が誤った場合でも。

自然な音場効果をかけることができる。

第６図は差信号作成回路２１の伯の実施例を示す回路図
である。

この実施例は、第１図と同一構成の差信号作成回路５１
を有すると共に、この差信号作成回路５１をバイパスす
る形の帯域除去フィルタ５２．５４を設ける。これら帯
域除去フィルタ５２．５４は、音声帯域成分を除去する
ように周波数特性を設定する。そして、差信号作成回路
５１の出力と前記帯域除去フィルタ５２．５４の出力を
加算器５３．５５にて加算し。

各出力端子ｃ、ｄに導出するようになっている。

このような構成によれば、入力信号■、■の同相成分で
、しかも音声信号帯域以外の信号を音場効果回路２３で
処理して音場効果をかけることができ、より自然な臨場
感が得られる。

また、音声信号は、出力信号■、■により明瞭に聞き取
ることができる。

尚、この発明による音場効果制御ｔま、上記各実施例の
ようにデジタル信号の段階で行っても良いし、アナログ
信号の段階で行っても良い。アナログ式に行う場合は、
音場効果回路としてアナログ式の集積回路を用いる。

また、入力オーディオ信号が２チヤンネルの場合で説明
したが、多チトンネルの信号の場合でも。

同相の信号が含まれる２信号間で、互いの差成分を出力
することで、この発明を適用することができる。

また、音場効果出力信号を入力オーディオ信号の数に関
係なく任意に増設した音場効果回路を用いた場合でも、
同様な効果を生じる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、音声パートと楽
音パート間の音場効果に大きな差を生じず、自然な音場
効果をかけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る音場効果自動制御装置の一実施
例を示すブロック図、第２図及び第３図は第１図の構成
を詳細に説明する具体的回路図。 第４図及び第５図はこの発明の詳細な説明するタイミン
グチャート、第６図はこの発明の他の実施例を示す回路
図、第７図は従来の音場効果制御方法を説明するブロッ
ク図である。 ２１・・・左信号作成回路、２２・・・切換回路、２３
・・・音場効果回路、２４・・・シラブル検出回路、２
５・・・論理回路。 ５２、５４・・・帯域除去フィルタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数チャンネルより成るオーディオ信号のうちス
   テレオ伝送となる２信号の差分を出力する差信号作成回
   路と、 前記２信号をそのまま通過させる線路と、 前記オーディオ信号の音声パートと楽音パートを判定す
   る判定手段と、 この判定手段の出力によつて前記差信号作成回路からの
   出力か前記線路からの出力かのいずれかを選択する切換
   回路と、 この切換回路からの出力に音場効果を付加する音場効果
   回路とを具備したことを特徴とする音場効果自動制御装
   置。
2. （２）前記差信号作成回路が、前記２信号より音声帯域
   成分を除去する帯域除去フィルタと、このフィルタから
   の出力と前記差分出力とを加算する加算手段とを具備し
   たことを特徴とする請求項１に記載の音場効果自動制御
   装置。