JPH03280700A - Method and apparatus for extracting three-dimensional stereoscopic presence information - Google Patents
Method and apparatus for extracting three-dimensional stereoscopic presence informationInfo
- Publication number
- JPH03280700A JPH03280700A JP2081849A JP8184990A JPH03280700A JP H03280700 A JPH03280700 A JP H03280700A JP 2081849 A JP2081849 A JP 2081849A JP 8184990 A JP8184990 A JP 8184990A JP H03280700 A JPH03280700 A JP H03280700A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microphone
- head
- sound
- signal
- extracting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 210000003128 head Anatomy 0.000 claims description 125
- 210000000613 ear canal Anatomy 0.000 claims description 43
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 17
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 abstract description 14
- 210000000883 ear external Anatomy 0.000 description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 3
- 210000003454 tympanic membrane Anatomy 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 210000000624 ear auricle Anatomy 0.000 description 2
- 210000003027 ear inner Anatomy 0.000 description 2
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 240000001549 Ipomoea eriocarpa Species 0.000 description 1
- 235000005146 Ipomoea eriocarpa Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 210000000959 ear middle Anatomy 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Stereophonic System (AREA)
- Stereophonic Arrangements (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は人頭の音響的条件を利用した立体音声収録に関
し、特に立体情報の抽出方法とその装置および応用に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to stereoscopic sound recording using the acoustic conditions of a human head, and particularly relates to a method for extracting stereoscopic information, an apparatus, and applications thereof.
[従来の技術]
従来、模造人頭の周辺に3つ以上のマイクを設ける技術
は昭和五十年以前より種々の提案がなされている。つま
り片耳に対し複数のマイクユニットが備えられている。[Prior Art] Conventionally, various proposals have been made before 1975 regarding the technology of providing three or more microphones around an imitation human head. In other words, multiple microphone units are provided for each ear.
但しその目的は指向性のコントロールと、3チャンネル
以上の多チヤンネル再生のための収録方法に大別される
。例えば、前後方向を別々のマイクユニットで収録する
ことにより4チヤンネル収録を可能にした技術。そして
収録の指向状態を異にする複数のマイクを設置りこれら
マイクから得られる複数の信号を合成することにより指
向性の制御をするMSマイク方式。However, its purpose is broadly divided into directivity control and recording method for multi-channel playback of three or more channels. For example, technology that enables four-channel recording by recording with separate microphone units in the front and back directions. The MS microphone method controls the directivity by installing multiple microphones with different recording directivity states and synthesizing the multiple signals obtained from these microphones.
また、頭部の周囲に沿って大量のマイクを設置した収録
方式などが挙げられる。Another example is a recording method in which a large number of microphones are placed along the circumference of the head.
[発明が解決しようとする課題]
ところが、上記従来の技術で得られるパイノーラル情報
は、正確に模倣した模造人頭によるノーマルな音声収録
との実質的な差異はない。つまり、ノーマルなパイノー
ラル音声収録の音声信号の中で収録方向を限定した情報
が収録できるにとどまる。さらにその原理にも疑問があ
る。[Problems to be Solved by the Invention] However, the pinaural information obtained by the above-mentioned conventional technology is not substantially different from normal audio recording by an accurately imitated human head. In other words, only information limited to the recording direction can be recorded in the audio signal of normal pinaural audio recording. Moreover, its principle is also questionable.
従来の技術では外耳道に入射する音の方向を捕らえるこ
とによりパイノーラル情報の方向限定ができるという理
論の元に考えられている。しかし例えば、後方音源から
の音は耳介を回り込んで横方向から外耳道に入射し、そ
の入射量も多い。さらに、この後方音源からの音の一部
は頭部を逆回りして半周以上の遠い回り込みで前方向か
ら外耳道に入射する。このように耳介の干渉や頭部にお
ける反射、回り込み音など、たいへん複雑な入射方向で
外耳道に入るために外耳道入り口の入射方向は目的の定
位方向の音源に対して1対1の対応は決してしていない
。また、このような多種多様の耳へ到達する回り込み音
の中で不要な音はなく、従って、どの方向の音が欠如し
ても、忠実性は失われることは明かである。そのため、
上記方向限定して収録を行うことを目的とした従来方式
は根本原理からして忠実度の低い不十分な収録方法であ
ることが厚理上指摘できる。Conventional technology is based on the theory that the direction of pinaural information can be limited by determining the direction of sound entering the ear canal. However, for example, sound from a rear sound source goes around the pinna of the ear and enters the external auditory canal from the side, and the amount of sound that enters the ear canal is large. Furthermore, some of the sound from this rear sound source goes around the head in the opposite direction and enters the external auditory canal from the front through a far round trip of more than half a circle. In this way, interference from the auricle, reflections from the head, wraparound sounds, etc. enter the ear canal in very complex directions of incidence, so the direction of incidence at the entrance of the ear canal never has a one-to-one correspondence with the sound source in the desired localization direction. I haven't. Furthermore, it is clear that there is no unnecessary sound among the wraparound sounds that reach these various ears, and therefore, fidelity will be lost even if sound in any direction is missing. Therefore,
It can be pointed out that the conventional method, which aims to record data in a limited manner as described above, is an inadequate recording method with low fidelity based on its fundamental principles.
一方、上記従来技術で収録されたソースの用途としでは
収録状態と再生状態を可逆的な条件で満たす4チヤンネ
ル用のヘッドホン再生あるいは、さらに特殊な多チヤン
ネル再生に用途が限られる問題点が指摘できる。たとえ
ば上記外耳道入射方向限定した4チヤンネル収餘音をサ
ラウンドやスピーカでの4チヤンネルに使用することは
可能であるが正確な可逆理論は成立せず、忠実な再生は
困難である。On the other hand, it can be pointed out that the use of sources recorded using the above-mentioned conventional technology is limited to 4-channel headphone playback that satisfies the recording state and playback state under reversible conditions, or more specialized multi-channel playback. . For example, it is possible to use the 4-channel collected sound limited to the direction of incidence in the external auditory canal for 4 channels of surround sound or speakers, but an accurate reversibility theory does not hold, and faithful reproduction is difficult.
以上のように従来技術では一般的なパイノーラル収録と
同程度の定位情報しか得られず、従って、よく言われる
前後取り違えや、定位の不十分さ、あるいは忠実度の程
度なとが依然として問題視されているのが現状である。As described above, with the conventional technology, only the same level of localization information as general pinaural recording can be obtained, and therefore, problems such as front-back confusion, insufficient localization, or poor fidelity still remain. The current situation is that
本発明の目的は、上記問題点をなくすために、人体で専
ら生じてパイノーラル収録でしか得られない固有の情報
を抽出しその拍呂情報を巧みに使用することにより、極
めて明確な定位を得ることを目的としている。また、抽
出時に、頭部で生じる固有雑音を抽出しこれを減算や加
算することにより、頭内雑音を取り除いたり、頭内伝播
音を強調することも可能とし、従来にない、明確な定位
を得ることのできるパイノーラルプログラムソースが得
られる。The purpose of the present invention, in order to eliminate the above-mentioned problems, is to obtain extremely clear localization by extracting unique information that occurs exclusively in the human body and which can only be obtained by pinaural recording, and by skillfully using that information. The purpose is to Furthermore, by extracting the unique noise that occurs in the head and subtracting or adding it, it is possible to remove internal head noise or emphasize internal head propagating sound, allowing for clear localization that has never been possible before. The pinaural program source that can be obtained is obtained.
[課題を解決するための手段]
本発明では上記問題点を解決するために、外耳道入り口
付近に設けた頭部外形で影響された音を専ら収録する第
1マイクから得られる第1の信号と、上記第1マイクよ
り頭部に対して離して設置した頭部外形であまり影響を
受けていない音を専ら収録する第2マイクから得られる
第2の信号とを、差成分を抽出する回路で演算すること
を特徴とする3次元立体定位情報の抽出方法が提供され
る。[Means for Solving the Problems] In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the first signal obtained from the first microphone that exclusively records the sound affected by the external shape of the head provided near the entrance of the external auditory canal; , a second signal obtained from a second microphone, which is installed at a distance from the first microphone to the head and which exclusively records sounds that are not significantly affected by the external shape of the head, is detected by a circuit that extracts a difference component. A method for extracting three-dimensional stereolocation information is provided.
また別の目的による本発明は、外耳道入り口付近に設け
た頭部外形で影響された音を専ら収録する第1マイクか
ら得られる第1の信号と、上記第1マイクより頭内部側
へ設置した頭内部を伝播する音声を専ら収録する第3マ
イクから得られる第3の信号とを、差成分を抽出する回
路で演算することを特徴とする3次元立体定位情報の抽
出方法が提供される。The present invention according to another object provides a first signal obtained from a first microphone that is installed near the entrance of the ear canal and exclusively records sounds affected by the external shape of the head; A method for extracting three-dimensional stereolocation information is provided, characterized in that a circuit for extracting a difference component calculates a third signal obtained from a third microphone that exclusively records audio propagating inside the head.
また別の目的による本発明は、外耳道入り口付近に設け
た頭部外形で影響された音を専ら収録する第1マイクと
、上記第1マイクより頭部に対して離して設置して頭部
外形であまり影響を受けていない音を専ら収録する第2
マイクとを備えたことを特徴とする3次元立体定位情報
の抽出装置が提供される。The present invention according to another object includes a first microphone installed near the entrance of the external auditory canal to exclusively record sounds affected by the external shape of the head; The second part, which exclusively records sounds that are not influenced by
An apparatus for extracting three-dimensional stereolocation information is provided, which is characterized by being equipped with a microphone.
また別の目的による本発明は、外耳道入り口付近に設け
た頭部外形で影響された音を専ら収録する第1マイクと
、上記第1マイクより頭内部側へ設置して頭内部を伝播
する音声を専ら収録する第3マイクとを備えたことを特
徴とする3次元立体定位情報の抽出装置が提供される。In addition, the present invention has a first microphone installed near the entrance of the external auditory canal to exclusively record sounds affected by the external shape of the head; An apparatus for extracting three-dimensional stereolocation information is provided, characterized in that it is equipped with a third microphone that exclusively records the three-dimensional stereolocation information.
[作 用 コ
本発明では、パイノーラル収録に適する外耳道入り口付
近に第1のマイクを設置し、−万頭部で専ら生じる干渉
、反射、回折の音が届きにくい位置、例えば外耳道入り
口から真横へ約1 cm以上外側位置に第2のマイクを
設置し、以上2つのマイクの差成分を演算(例えば減算
)して取り出すことにより、頭部で専ら生じる干渉、反
射、回折の音情報だけを抽出することができる。そして
この抽出前を増幅して第1マイクまたは第2マイクの何
れかのマイクから得られた信号に加算することにより定
位が画期的に強調され明確に聴こえるパイノーラル音声
を得ることができる。一方、第1のマイクと波膜位置の
間に中耳用の第3のマイクを設ける。このマイクは頭内
に伝わる種々の音声を収録するマイクであり、第1のマ
イクと第3のマイ°りの差成分を抽出することにより、
頭内に伝わる振動だけを抽出することができる。この袖
呂音を第1のマイクからの信号に戻すことにより、頭内
で生じる雑音を除去したりあるいは、この頭内部に含有
する雑音以外の重要な頭内特有の伝播音を抽出し、この
頭内伝播音を増幅して第1のマイクへ戻すことにより、
従来台まれ難がった定位情報を積極的に含有させた新し
い試みのパイノーラル・プログラムソースが得られる。[Function] In the present invention, the first microphone is installed near the entrance of the ear canal, which is suitable for pinaural recording, and the first microphone is placed in a position where the interference, reflection, and diffraction sound that occurs exclusively in the head is difficult to reach, for example, approximately right to the side from the entrance of the ear canal. By installing a second microphone at a position 1 cm or more outside and calculating (for example, subtracting) the difference component between the two microphones and extracting it, only the sound information of interference, reflection, and diffraction that occurs exclusively in the head is extracted. be able to. By amplifying this unextracted signal and adding it to the signal obtained from either the first microphone or the second microphone, it is possible to dramatically emphasize localization and obtain clearly audible pinaural sound. On the other hand, a third microphone for the middle ear is provided between the first microphone and the wave membrane position. This microphone is a microphone that records various sounds transmitted inside the head, and by extracting the difference component between the first microphone and the third microphone,
Only the vibrations transmitted inside the head can be extracted. By returning this Sodero sound to the signal from the first microphone, it is possible to remove the noise that occurs inside the head, or to extract important propagated sounds unique to the head other than the noise contained inside the head. By amplifying the sound propagating inside the head and returning it to the first microphone,
A new type of pinaural program source that actively contains localization information that has been difficult to obtain in the past can be obtained.
さらに、これら人頭内部を伝わる特異な音だけを取り出
して、特殊音声として使用することもできる。なお、こ
の頭内伝播音を拾い出すためには生身の人頭を使用した
外耳道挿入式パイノーラル収録に対して特に有効である
。従って、新しい外耳道挿入式マイクの具体的な形状が
得ることができる。Furthermore, it is also possible to extract only these unique sounds that travel inside the human head and use them as special sounds. Note that in order to pick up this intrahead propagation sound, it is particularly effective for ear canal insertion type pinaural recording using a living human head. Therefore, a new specific shape of a microphone inserted into the ear canal can be obtained.
[実施例コ
以下添付図面に基づいて本発明を説明する。図面中の番
号は同一の内容を示す部材についてはなるべく同一番号
を使用した。[Example] The present invention will be explained below based on the attached drawings. As far as possible, the same numbers in the drawings are used for parts indicating the same content.
第1図は本発明の第a実施例を示す部分断面左側面図、
第2図は本発明の第a実施例を示す部分断面正面図、第
3図は第a実施例を示す断面図、第4図は第a実施例を
示す部分断面平面図、第5図は第a実施例の模造人頭部
分を除いた斜視図、第6図は収録エリアの説明図である
。FIG. 1 is a partially sectional left side view showing the a-th embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a partially sectional front view showing the ath embodiment of the present invention, FIG. 3 is a sectional view showing the ath embodiment, FIG. 4 is a partially sectional plan view showing the ath embodiment, and FIG. FIG. 6, which is a perspective view of the a-th embodiment with the imitation human head portion removed, is an explanatory diagram of the recording area.
第1図から第6図に基づいて本発明におけるマイク周辺
の状態を第a実施例として説明する。その後で、第a実
施例のマイクから得られる信号を処理する回路を第す実
施例とし第7図を参照して説明する。さらに、第a実施
例の変形実施例である第C実施例および第d実施例を第
8図から第5図を参照して説明する。Based on FIGS. 1 to 6, the state around the microphone in the present invention will be described as the a-th embodiment. Thereafter, a circuit for processing a signal obtained from the microphone of the a-th embodiment will be described as a second embodiment with reference to FIG. Further, a C-th embodiment and a d-th embodiment, which are modified embodiments of the a-th embodiment, will be explained with reference to FIGS. 8 to 5.
第a実施例:
第a実施例は本発明の音声を収録するマイクロフォンシ
ステムの1実施例である。さて、第a実施例を必要な各
部材の個々の条件及び各部材同士の関連を列記しつつ詳
細に説明する。Example A: Example A is an example of a microphone system for recording audio according to the present invention. Now, the a-th embodiment will be described in detail while listing the individual conditions of each necessary member and the relationship between each member.
模造人頭・・・模造人頭a4は生身の人頭とできる限り
外形および内部を模造することが望ましい。例えば、硬
度や形状を正確に模造した外耳、頭内の音の伝達に極め
て関連の高い頭蓋骨、聴覚伝達路の一部と連結する鼻や
咽喉の空洞部分などが必要に応じて用いられる。従来の
模造人頭と同様に本発明でも聴覚伝達路を特に正確に模
造している。Imitation human head: It is desirable that the imitation human head a4 imitate the outer shape and interior of a real human head as much as possible. For example, the outer ear, whose hardness and shape are accurately imitated, the skull, which is closely related to the transmission of sound within the head, and the hollow parts of the nose and throat, which are connected to part of the auditory transmission pathway, are used as needed. As with conventional human head imitations, the auditory transmission path is imitated particularly accurately in the present invention.
中でも外耳と外耳道は重要である。また、第a実施例で
はさらに鼓膜および過半付近の音響伝達状態を素材の伝
達速度を選択することにより模造している。Among these, the external ear and external auditory canal are important. Furthermore, in the a-th embodiment, the acoustic transmission state in the eardrum and the vicinity of the majority is simulated by selecting the transmission speed of the material.
第1マイク・・・第1マイクa1は、模造人頭a4の頭
部外形で影響された音を専ら収録するために設けられな
マイクである。この目的とする音とは、外耳で集められ
た音が主だったものである。さらに外耳で集められる音
の中には、音源からの直接音を集音するのみならず、音
源から頭部全体に当たって反射したり、干渉したり、回
り込んだりした頭部外周に渦巻く種々の音を集める役割
を持っている。またさらにこれら集められた音のフォー
カスは外耳道入り口となる。そのためこの第a実施例で
は外耳道入り口へ第1マイクa1を設置した。First microphone: The first microphone a1 is a microphone provided exclusively to record sounds affected by the head external shape of the imitation human head a4. The target sounds are mainly sounds collected by the outer ear. Furthermore, among the sounds collected by the outer ear, not only the direct sound from the sound source is collected, but also various sounds swirling around the periphery of the head that hit the entire head from the sound source and are reflected, interfered, or wrapped around the head. It has the role of collecting Furthermore, the focus of these collected sounds becomes the entrance to the ear canal. Therefore, in this a-th embodiment, the first microphone a1 was installed at the entrance of the external auditory canal.
しかし、外耳の内側に第1マイクalを設置しさえすれ
ば集音効率の違いはあるものの目的の頭部外形で影響さ
れた音を収録することができ得る。However, as long as the first microphone al is installed inside the outer ear, it is possible to record sounds affected by the target external shape of the head, although there is a difference in sound collection efficiency.
第2マイク・・・第2マイクは、模造人頭a4の頭部外
形で影響されてない音を専ら収録するために設けられた
マイクである。この影響とは第1マイクa1で説明した
頭部環境で生じる影響を意味する。Second microphone: The second microphone is a microphone provided exclusively to record sounds that are not affected by the external shape of the head of the imitation human head A4. This influence means the influence that occurs in the head environment described with respect to the first microphone a1.
この目的を達成するためには、最7ノ)限つぎの関係を
成り立たせる必要がある。In order to achieve this objective, it is necessary to hold the following relationship at most.
模造人頭a4の頭部外形で影響された音と、頭部外形で
影響されずにマイクへ到達した音の頭部影響音の含有率
に関して、第2マイクで収録された音声信号は第1マイ
クa1で収録された音声信号より含有率が少ない。Regarding the content of head-affected sound between the sound affected by the head outline of the imitation human head A4 and the sound that reached the microphone without being affected by the head outline, the audio signal recorded by the second microphone is the same as the sound signal recorded by the first microphone. The content rate is lower than the audio signal recorded by microphone a1.
さらに、上記関係を成り立たせるために取る手段が下記
の2通りが挙げられる。Furthermore, the following two methods are available for establishing the above relationship.
#手段:収録目的とする残響を含む音源方向が単一方向
の場合もしくは単一方向に限定した場合は、第1マイク
と上記音源との距離を◇とし、第2マイクと上記音源と
の距離を口とした場合、◇と口の差を大きくとることが
できる。なぜなら、音の到来方向が単一方向という条件
で、上記距離差は上記何れかのマイクをデイレイするこ
とにより補正でき、実質的に距離差をなくすことができ
るためである。ただし、下記の■■■の条件を満たす必
要がある。#Method: If the direction of the sound source containing reverberation to be recorded is in a single direction or limited to a single direction, set the distance between the first microphone and the above sound source as ◇, and the distance between the second microphone and the above sound source. If you use ◇ as a mouth, you can make a large difference between ◇ and mouth. This is because, under the condition that the sound arrives in a single direction, the distance difference can be corrected by delaying one of the microphones, and the distance difference can be substantially eliminated. However, the following conditions must be met.
■・・◇と口の距離差は、離れ過ぎると空気中の伝播ロ
スにより第1マイクa1と第2マイクa5の収録された
結果の音響特性差が大きく生じるために好ましくない。■...The distance difference between ◇ and the mouth is not preferable because if they are too far apart, there will be a large difference in acoustic characteristics between the recording results of the first microphone a1 and the second microphone a5 due to propagation loss in the air.
例えば30cm以内にとどめておけば問題がない。For example, if the distance is kept within 30 cm, there will be no problem.
■・・・第2マイクは第1マイクa1より模造人頭Mに
対して離して位置決めする。(2) The second microphone is positioned farther from the imitation human head M than the first microphone a1.
■・・・第1マイクa1と第2マイクは共に同一の指向
性をもつマイクユニットを使用し、さらに頭部を基準に
してそれぞれのマイクの設置向きを同一にする。これら
条件は第1マイクa1から得られる信号と第2マイクか
ら得られる信号を演算する際に、指向性の条件を同一に
する必要があるためである。なぜなら指向性の異なる信
号同士を演算させても、従来のMS型のように単に上記
2つのマイクの合成指向特性が変化するだけにとどまる
からである。また、共に無指向性のマイクを使用した場
合では、マイクユニットの向きはあまり影響されないの
で、これらマイクユニットの向きは厳密に合わせる必要
はない。さらに、上記指向性の一致は上記演算しようと
する周波数帯域に限って必要であり、それ以外の周波数
帯域において特に一致させる必要はない。例えば、演算
目的の周波数帯域を100Hz 〜11 k Hzとす
れば、11kHzから上と100Hzから下の周波数帯
域において指向性の状態は如何様でも本発明の構成は取
れ得る。(2) Both the first microphone a1 and the second microphone use microphone units having the same directivity, and furthermore, the respective microphones are installed in the same direction with respect to the head. These conditions are because it is necessary to make the directivity conditions the same when calculating the signal obtained from the first microphone a1 and the signal obtained from the second microphone. This is because even if signals with different directivities are calculated, the combined directivity characteristics of the two microphones will only change as in the conventional MS type. Furthermore, when omnidirectional microphones are used, the orientations of the microphone units are not affected much, so the orientations of these microphone units do not need to be matched exactly. Furthermore, the directivity matching is necessary only in the frequency band to be calculated, and there is no particular need for matching in other frequency bands. For example, if the frequency band for calculation purposes is 100 Hz to 11 kHz, the configuration of the present invention can be applied to any directivity state in the frequency bands above 11 kHz and below 100 Hz.
以上の#手段で述べた第2マイクは、図面と対応させる
と第2マイクa5となる。The second microphone described in #means above becomes the second microphone a5 when compared with the drawing.
Σ手段:収録目的とする音源が残響の有無に関わらず複
数方向にある場合は■■■の条件を満たす必要がある。ΣMeasures: If the sound source to be recorded is located in multiple directions, regardless of the presence or absence of reverberation, it is necessary to satisfy the conditions of ■■■.
■・・・第2マイクは第1マイクa1より模造人頭ml
に対して離して位置決めする。■...The second microphone is an imitation human head ml from the first microphone a1
Position it away from the camera.
■・・・第2マイクと第1マイクa1との距離は、抽出
したい周波数範囲の上限の波長の半分以下に設定するこ
とが望ましい。(2) The distance between the second microphone and the first microphone a1 is desirably set to less than half of the upper limit wavelength of the frequency range to be extracted.
上記■と■の条件は#手段と8手段は共に関係する条件
であり、収録音源の種類を予め定めない場合においては
、■■の条件を共に満たすように第1マイクa1と第2
マイクa2を位置決めすれば好ましいことがわかる。The conditions of ■ and ■ above are conditions in which # means and means 8 are both related, and when the type of recording sound source is not determined in advance, the first microphone a1 and the second microphone a1 and
It can be seen that it is preferable to position the microphone a2.
上記■の条件は、上記■のデイレイ処理ができないため
に生じる制約である。また、なぜデイレイ処理ができな
いかというと、収録目的の音の到来方向が1つであれば
、デイレイ処理により位相ずれを正確になおすことが可
能であるが、複数の到来方向の違う複数の音に対しては
デイレイ処理による位相ずれを合わせることが不可能で
あるためである。そのために、上記■で述べたように抽
出したい上限の周波数の半波長以内にそれぞれのマイク
ユニットを位置決めしなければならない。The condition (2) above is a constraint that arises because the delay processing (2) cannot be performed. Also, the reason why delay processing is not possible is that if the target sound to be recorded comes from only one direction, it is possible to accurately correct the phase shift using delay processing, but when multiple sounds coming from different directions This is because it is impossible to match the phase shift due to delay processing. For this purpose, each microphone unit must be positioned within a half wavelength of the upper limit frequency to be extracted, as described in (2) above.
以上の8手段で述べた第2マイクは、各図中の第2マイ
クa2である。また、第1マイクa1と第2マイクa2
の位置関係をより詳細に説明する。第1マイクa1の位
置が仮に外耳を除く頭部表面からAcmの隔たりを持っ
て設置しであるなら、第2マイクa2の位置はAcmよ
りさらに隔たりを大きくした位置(A+Δ)cmに設け
ることが必要である。これにより、少なくとも第1マイ
クa1より第2マイクa2の方が模造人頭a4での影響
が少ない音が収録できる。The second microphone described in the above eight means is the second microphone a2 in each figure. In addition, the first microphone a1 and the second microphone a2
The positional relationship will be explained in more detail. If the first microphone a1 is placed at a distance of Acm from the surface of the head excluding the outer ear, the second microphone a2 may be placed at a distance of (A+Δ)cm that is even larger than Acm. is necessary. As a result, at least the second microphone a2 can record sound that is less affected by the imitation human head a4 than the first microphone a1.
さて、パイノーラル音声で特徴づけられる頭部影響を受
ける周波数帯域は、13kHz以下の帯域で主だった影
響が出ている。これら特徴は聴覚ハンドブック等に記載
され周知の特徴である。また重要な頭部影響は8に近辺
が上限でそれ以上は外耳の単なる遮蔽による影響であり
、この遮蔽効果は従来のパイノーラル収録でも比較的正
確に収録し得た情報である。なお、この遮蔽による影響
とは音響的な回折や干渉による波動性を伴う影響ではな
く、光のような直進性のみに影響される遮蔽的な影響を
意味する。一方、3kHz周辺にも大きな頭部による影
響がある。例えば、電話回線のように周波数帯域の狭い
メディアに対して使用する際には、少なくとも3kHz
までを上記抽出予定の周波数上限とする。この場合、上
記△は5.5cm以内に設定すれば十分である。ちなみ
に8kHzを上記抽出予定の周波数上限とすると△はZ
Cm以内、同様に13kHzではΔは1.3cm以内
にする必要が生じる。この抽出予定の周波数上限は種々
のメディアごとに適宜変化するが、大人の平均的な可聴
周波数の上限を16kHzとすると、△はI Cm以内
となり、マイク同士は極めて近距離配置となる。仮に第
1マイクa1を外耳道入り口すりきりに設置すると、そ
こから1 cm離れた第2マイクa2の設置場所は、外
耳の外には出すに内側にきてしまう。その結果これら2
つのマイクで収録された信号の違いは十分多くとれず、
後述する差成分の抽出が十二分には達成することができ
ない。Now, the frequency band affected by the head, which is characterized by pinaural sound, is mainly affected in the band below 13 kHz. These characteristics are described in auditory handbooks and the like and are well known. Furthermore, the upper limit of the important head effect is around 8, and anything above that is due to mere shielding of the outer ear, and this shielding effect is information that could be recorded relatively accurately even with conventional pinaural recording. Note that this shielding influence does not mean an influence accompanied by wave nature due to acoustic diffraction or interference, but a shielding influence that is affected only by straight propagation like light. On the other hand, there is also a large head effect around 3 kHz. For example, when using media with a narrow frequency band such as a telephone line, at least 3kHz
The upper limit of the frequency to be extracted is set as above. In this case, it is sufficient to set the above-mentioned Δ within 5.5 cm. By the way, if 8kHz is the upper limit of the frequency to be extracted above, △ is Z
Similarly, at 13 kHz, Δ needs to be within 1.3 cm. The upper limit of the frequency to be extracted varies depending on the various media, but if the upper limit of the average audible frequency for adults is 16 kHz, Δ is within I Cm, and the microphones are placed extremely close to each other. If the first microphone a1 is installed just above the entrance of the ear canal, the second microphone a2, which is 1 cm away from there, will be placed inside the outer ear, rather than outside. As a result, these 2
The difference in signals recorded by two microphones cannot be captured sufficiently,
Extraction of difference components, which will be described later, cannot be achieved satisfactorily.
なお、上述のように外耳に対する位置関係だけを述べる
と、片手落ちの部分が生じる。つまり、上記△の距離は
如何なる方角へ隔てても良いものなのかという問題点で
ある。例えば、外耳より離すだけで頭部(頭蓋骨など)
に対しては距離を隔てずに△の距離を設けたとする。具
体的には、第2マイクa2を外耳の耳たぶ付近に設置し
た場合、外耳道入り口にある第1マイクa1との距離△
は2cm程度となる。この場合、外耳のみに依存して集
音される音、例えば直接音が外耳の一部であるフオッサ
やスカファ、コンチャといった凹みで集められて外耳道
入りロヘ届く音は、第1マイクa1のみに届き、第2マ
イクa2には届かない。従ってこの差異は得られる。し
かし、頭部全体で影響される音については第1マイクa
1と第2マイクa2の頭部からの距離がほとんど同じで
あるため、その相違はほとんど無い。従って、後述する
差成分の抽出時に得られる信号は外耳に関する影響のみ
となる。もちろん外耳における集音効果のみを抽出する
目的であればこれでも十分有効である。この目的は多様
で曖昧なものである。なぜなら、従来のパイノーラル関
係の収録方法において、頭部なしまたは頭部胴体付き、
外耳のみ、など種々のグレードや考え方があり、−貫し
たダミーヘッドの概念ができていないためである。この
点は本発明自体に曖昧さがあるわけではない。一方、最
も好ましいダミーヘッドの状態を決定するのは簡単であ
る。つまり、服を身につけ、一般的な頭髪をもち、一般
的な頭部形状と胴体を備える人体がそれである。そして
以上の理想の模造人頭(人体)に対して、最も好ましい
複数音源の収録する際の第1マイクa1と第2マイクa
2の効果的な設置場所は下記の通りとなる。Note that if only the positional relationship with respect to the outer ear is described as described above, one hand will be left out. In other words, the problem is in what direction the distance Δ can be separated. For example, you can remove the head (skull, etc.) by simply moving it away from the outer ear.
Suppose that there is no distance between them, but a distance of △ is provided between them. Specifically, when the second microphone a2 is installed near the earlobe of the outer ear, the distance from the first microphone a1 at the entrance of the ear canal is △
is approximately 2 cm. In this case, sounds that rely only on the outer ear to collect, such as direct sounds that are collected in the recesses that are part of the outer ear, such as the foossa, scapha, and concha, and reach the ear canal, reach only the first microphone a1. , it does not reach the second microphone a2. This difference is therefore obtained. However, for sounds that are affected by the entire head, the first microphone a
Since the distances from the head of the first and second microphones a2 are almost the same, there is almost no difference between them. Therefore, the signal obtained when extracting the difference component, which will be described later, is only affected by the external ear. Of course, this is sufficiently effective if the purpose is to extract only the sound collection effect in the outer ear. This purpose is diverse and ambiguous. This is because in the conventional recording method for pinaural recording,
This is because there are various grades and ways of thinking, such as only the outer ear, and there is no consistent concept of a dummy head. The present invention itself is not ambiguous in this respect. On the other hand, it is easy to determine the most preferable dummy head condition. That is, a human body wearing clothes, having normal hair, and a normal head shape and torso. For the above-mentioned ideal imitation human head (human body), the first microphone a1 and the second microphone a are the most preferable for recording multiple sound sources.
The effective installation location for item 2 is as follows.
第1マイクa1を外耳道大すロヘ設け、つぎに第2マイ
クa2の設置位置を両耳の両外耳道入り口を結ぶ線上へ
Δcm隔てて設置する。そしてこの△は後述の差成分を
演算する際の上限の周波数を限定する大切な数値であり
、なるべく小さい値が望ましい、一方、このΔは第6図
に示すように、外耳を含む頭部形状の相対的な位置関係
と絡んでいる。A first microphone a1 is installed in the ear canal, and then a second microphone a2 is placed on a line connecting the entrances of both ear canals of both ears, separated by Δcm. This △ is an important value that limits the upper limit frequency when calculating the difference component described later, and a value as small as possible is desirable. On the other hand, this △ is the shape of the head including the outer ear, as shown in Figure 6. It is related to the relative position of
つまり、第2マイクa2を外耳の外に位置させた第2マ
イクa2Sと、外耳の内側に位置させた第2マイクa2
nでは、外耳の遮蔽の影響が極端に変わってくる。つま
り、第2マイクa2sでは後述する差成分の抽出時にこ
の遮蔽効果の差異も十分に抽出され、一方、第2マイク
a2nは、上記遮蔽効果の差異は抽出され難くなる。以
上、総括して好ましいΔの数値は外耳より僅かに外側へ
出た第2マイクa2sの状態が△の最大値とし、もし後
述する差成分の抽出に必要な周波数の上限が低くても構
わないのならばこの最大値を使用する。一方、この周波
数の上限を12kHzとするならば約1.5cmとなる
。この値は頭部の大きさによって多少変化するべき数値
であが、概ね上述の種々の条件を満たす数値である。In other words, the second microphone a2S has a second microphone a2 located outside the outer ear, and the second microphone a2 has a second microphone a2 located inside the outer ear.
At n, the influence of external ear shielding becomes extreme. That is, in the second microphone a2s, the difference in the shielding effect is sufficiently extracted when extracting the difference component described later, whereas in the second microphone a2n, the difference in the shielding effect is difficult to be extracted. Overall, the preferred value of Δ is the maximum value of Δ when the second microphone a2s is located slightly outside the outer ear, and if the upper limit of the frequency required for extracting the difference component, which will be described later, is lower, it does not matter. If so, use this maximum value. On the other hand, if the upper limit of this frequency is 12 kHz, it will be approximately 1.5 cm. Although this value should vary somewhat depending on the size of the head, it is a value that generally satisfies the various conditions described above.
なお、音源がスピーカによる再生音である場合に限って
は、同一条件で再生が幾度も再生できるので、模造人頭
4a有りの状態で第1マイクa1による収録をし、さら
に第1マイクa1を残して模造人頭4aを取り去った状
態で第1マイクa1からの信号を収録し、これら別々に
収録した2信号を後にシンクロ処理させることで後述す
る差成分の抽出が達成し得る。Note that only when the sound source is the sound reproduced by a speaker, it can be reproduced many times under the same conditions, so recording with the first microphone a1 with the imitation human head 4a present, and then recording with the first microphone a1. By recording the signal from the first microphone a1 with the imitation human head 4a remaining and removing it, and later performing synchronization processing on these two separately recorded signals, extraction of a difference component, which will be described later, can be achieved.
第3マイク・・・第3マイクa3は模造人頭a4の内部
を伝播する音声を専ら収録するために用いられるマイク
である。このマイクは第a実施例においては第1マイク
a1と鼓膜位置の間に設けている。つまり、外耳道の中
途に設けている。ただし、頭部内部を伝播して直接遅生
へ到来する音声振動を捕らえることが最も効果的である
ため、もつとも好ましい第3マイクa3の位置は過半位
置(第6図参照)となる。ただし、この第3マイクa3
を設置する際、生身の頭に挿入して使用することが最も
多いと予測されるため、この第a実施例では外耳道の中
間へ設けている(第6図参照)。上記頭部内部を伝播す
る音は外耳道壁面を励振して外耳道の空気をさらに励振
し、その後鼓膜を励振させる伝播経路もあるため、この
外耳道中にこの第3マイクa3を設置することは十分意
味がある。なお、この第3マイクa3は好ましくは第1
マイクa1と同一特性のマイクがよい。但し、その集音
目的である音が頭部を伝播してきた音である性格から、
外耳道空間へ第1マイクa1と同方向へ設ける方法以外
に外耳道壁面へマイクを押しつけるようにしてその頭部
内部の伝播音をより効率よく収音する方法も取り得る。Third microphone: The third microphone a3 is a microphone used exclusively to record the sound propagating inside the imitation human head a4. In the a-th embodiment, this microphone is provided between the first microphone a1 and the eardrum position. In other words, it is placed in the middle of the ear canal. However, since it is most effective to capture sound vibrations that propagate inside the head and directly reach the delayed sound, the most preferable position of the third microphone a3 is the majority position (see FIG. 6). However, this third microphone a3
When installing the ear canal, it is predicted that it will most often be used by inserting it into the human head, so in this embodiment a, it is installed in the middle of the external auditory canal (see Fig. 6). The sound propagating inside the head has a propagation path that excites the wall surface of the external auditory canal, further excites the air in the external auditory canal, and then excites the eardrum, so it makes a lot of sense to install the third microphone a3 in the external auditory canal. There is. Note that this third microphone a3 is preferably
A microphone with the same characteristics as microphone a1 is preferable. However, due to the nature of the sound that is the purpose of collecting sound, it is the sound that has propagated through the head.
In addition to the method of providing the first microphone a1 in the external auditory canal space in the same direction as the first microphone a1, it is also possible to use a method of pressing the microphone against the external auditory canal wall surface to more efficiently collect the sound propagating inside the head.
必要な周波数範囲は上記伝播音が伝わる中音域の周波数
特性と同程度でよい。例えば経験的に400Hz〜3
kHzの範囲を確保すれば十分と考え得る。これにより
、第3マイクa3と第1マイクa1の距離は5.5cm
以内という条件が得られる。つけ加えるなら、このマイ
ク間の距離は厳密に設定することはない、なぜなら、マ
イク位置の違いによる収音された音の位相は、空気媒体
と頭部物質媒体の二つを経由して来るために複雑であり
特定できないためである。また、外耳道入り口に位置す
る第1マイクa1によって外耳道が完全に塞がれた場合
、空気媒体による音声が第3マイクa3へ混入しない場
合も考えられる。この場合、目的である過半位置より外
耳の方へ数cm外側へ位置したマイクで収録している問
題は残るものの、第3マイクa3の音声はそのままで、
専ら頭部内部を伝播して直接遅生へ到来する音声振動と
して通用する。The necessary frequency range may be comparable to the frequency characteristics of the medium range where the above-mentioned propagated sound is transmitted. For example, empirically, 400Hz ~ 3
It may be considered sufficient to secure the kHz range. As a result, the distance between the third microphone a3 and the first microphone a1 is 5.5 cm.
The condition that it is within the range is obtained. In addition, the distance between the microphones is not set strictly, because the phase of the collected sound due to the difference in microphone position comes through the air medium and the head material medium. This is because it is complex and cannot be specified. Furthermore, if the ear canal is completely blocked by the first microphone a1 located at the entrance of the ear canal, it is possible that the sound from the air medium will not be mixed into the third microphone a3. In this case, although there is still the problem of recording with a microphone located several centimeters outside of the intended majority position toward the outer ear, the sound from the third microphone a3 remains unchanged.
It is passed as a sound vibration that propagates exclusively inside the head and directly reaches the late stage.
そして、この場合、過半位置で過半へ直接加振されるで
あろう音声信号と極めて類似した音声が得られる。ここ
で得られる音声信号は、純粋に頭部伝播による音声であ
るが、この中でも頭部伝播固有の信号と、頭外のマイク
例えば第2マイクa2で収録された音声と変わらない信
号も含まれている。In this case, a sound extremely similar to the sound signal that would be directly vibrated to the majority is obtained at the majority position. The audio signal obtained here is purely head-propagated audio, but it also includes signals specific to head-propagation and signals that are no different from audio recorded by an extra-head microphone, such as the second microphone a2. ing.
わかり易く言い方を返ると、頭蓋骨や耳鼻咽喉の空洞効
果なとて複雑に干渉して到達する音声は、頭部伝播固有
の信号であり、一方、頭部で伝播される際に、比較的伝
播が単純で音声波形が崩れずに到達する音声が第2マイ
クa2と類似した信号で、伝播音固有の信号とは区別し
がたい音声がある。To put it in simple terms, the sound that arrives through complex interference such as the cavity effect of the skull and ear, nose and throat is a signal that is unique to head propagation. There is a sound that is simple and reaches the sound waveform without being distorted, and is a signal similar to that of the second microphone a2, and is difficult to distinguish from a signal unique to propagated sound.
半球部材・・・半球部材a6は模造人頭a4の回りを回
動する吸音材であり、収録の音源方向を単一方向に限定
するために用いる部材である。そして、下記の特徴を持
っている。Hemispherical member: The hemispherical member a6 is a sound absorbing material that rotates around the imitation human head a4, and is a member used to limit the sound source direction of recording to a single direction. And it has the following characteristics.
主に吸音材からなり、所望により吸音材の中に木材等の
板材をサンドインチ状にして設けることができる。この
板材は低域吸収率を高めるブーストラップの役割を持た
す意味もある。It is mainly made of sound-absorbing material, and if desired, a board such as wood can be provided in the shape of a sandwich inside the sound-absorbing material. This board also serves as a bootstrap to increase low-frequency absorption.
模造人頭a4の略中心を軸にステレオのトーンアームの
回転動作とほぼ同様の動きをさせる。つまり、ラテラル
方向を規制した状態での縦横の回動をさせている。この
回転運動をするために、ジンバル方式の回転支持部a7
を備えている。回転支持部a7の各回動部分には縦横回
動の制御をするサーボモータおよび、回動角度を正確に
知ることのできる検出器を兼ねた検出装置a8を設けて
いる。The rotational movement of the tone arm of a stereo is made about the approximate center of the imitation human head a4. In other words, vertical and horizontal rotation is performed while the lateral direction is restricted. In order to perform this rotational movement, a gimbal type rotation support part a7
It is equipped with Each rotating part of the rotating support part a7 is provided with a servo motor that controls vertical and horizontal rotation, and a detection device a8 that also serves as a detector that can accurately determine the rotation angle.
回転運動の中心は模造人頭a4の両耳を結ぶ中央位置が
最も好ましい。The most preferable center of rotation is the center position connecting both ears of the imitation human head a4.
全体の形状は5 cm〜10cmの厚みをもった半球形
をなし、下方には回動時に支持柱a9をよけるための切
れ込みaloを、後方には手動用の取っ手allを、左
右内側には吸音材の内壁から数cm離して第2マイクa
5を備えている。また、前方の開口側には補助円筒吸音
材a12を両面テープ等で装着することができる。The overall shape is a hemisphere with a thickness of 5 cm to 10 cm, and there is a cut alo at the bottom to avoid the support column A9 when rotating, a manual handle all at the rear, and a handle on the left and right inside. Place the second microphone a few cm away from the inner wall of the sound-absorbing material.
It is equipped with 5. Further, an auxiliary cylindrical sound absorbing material a12 can be attached to the front opening side with double-sided tape or the like.
第す実施例
上記第a実施例の各々のマイクから得られる信号を処理
する回路を第7図を参照して説明する。Second Embodiment A circuit for processing signals obtained from each of the microphones of the above-described a-th embodiment will be explained with reference to FIG.
この実施例を便宜上第す実施例とする。This embodiment will be referred to as the first embodiment for convenience.
図中、bl、 b2. b3はマイクアンプ、b4.
b5.田b7はフィルター、b8. b9、blo、
bllはデイレイ回路、bl2. bl3は差成分を抽
出するための回路、bl4、b15. bl6は混合器
、bl7. bl8は増幅器である。In the figure, bl, b2. b3 is a microphone amplifier, b4.
b5. Field b7 is a filter, b8. b9, blo,
bll is a delay circuit, bl2. bl3 is a circuit for extracting difference components; bl4, b15. bl6 is a mixer, bl7. bl8 is an amplifier.
これから説明する第す実施例の回路の処理によって2種
の斬新な情報が得られる。その中から最初に、第1マイ
クa1と第2マイクa5との差成分を抽出する回路B1
を説明する。Two types of novel information can be obtained by the processing of the circuit of the first embodiment described below. First, a circuit B1 extracts the difference component between the first microphone a1 and the second microphone a5.
Explain.
第1マイクa1の右側で捕らえた信号はマイクアンプb
2で増幅される。この増幅された信号をβ。The signal captured on the right side of the first microphone a1 is the microphone amplifier b
It is amplified by 2. β this amplified signal.
とする。β゛ は100Hz〜11kHz間を通すフィ
ルターb5を通過し、デイレイ回路bloによってに+
X秒だけ遅延された信号β°°が差成分を抽出する回路
b12へ入力される。shall be. β゛ passes through a filter b5 that passes between 100Hz and 11kHz, and is turned on by a delay circuit blo.
The signal β°° delayed by X seconds is input to the circuit b12 for extracting the difference component.
一方、第2マイクa5の右側で捕らえた信号はマイクア
ンプb1で増幅される。この増幅された信号をao と
する。ao は100Hz〜11 k Hz間を通すフ
ィルターb4を通過し、デイレイ回路b9によってに秒
だけ遅延されたalが差成分を抽出する回路b12へ入
力される。さらに、ao はフィルターを通過せずに単
純にデイレイ回路b8で遅延だけをする別の回路へも結
線されており、その結果得られる信号が出力信号out
5である。100Hz〜11kHz間を通すフィルター
b4. b5の役割は、差成分を演算したい周波数範囲
を絞る目的、およびマイクの位置の差や指向特性の差が
あり、演算しても意味の無い周波数領域を予めカットす
る役割を持っている。On the other hand, the signal captured on the right side of the second microphone a5 is amplified by the microphone amplifier b1. Let this amplified signal be ao. ao passes through a filter b4 that passes between 100 Hz and 11 kHz, and al, which is delayed by a second by a delay circuit b9, is input to a circuit b12 that extracts the difference component. Furthermore, ao is also connected to another circuit that simply delays the delay circuit b8 without passing through the filter, and the resulting signal is the output signal out.
It is 5. Filter b4 that passes between 100Hz and 11kHz. The role of b5 is to narrow down the frequency range in which the difference component is to be calculated, and to preliminarily cut out frequency ranges that have no meaning even if calculated due to differences in microphone positions and differences in directivity characteristics.
従って、マイクの位置や特性などによってこのフィルタ
ーは任意の特性に変える必要がある。Therefore, it is necessary to change the characteristics of this filter to an arbitrary value depending on the position and characteristics of the microphone.
差成分を抽出する回路b12がらの出方は増幅器b14
で任意の倍率で増幅される。その結果が出力信号(+u
tlである。出力信号out 1と出力信号out5は
混合器b14によってミキシングされ、その結果が出力
信号out2となる。The output of the circuit b12 that extracts the difference component is the amplifier b14.
is amplified at any magnification. The result is the output signal (+u
It is tl. The output signal out1 and the output signal out5 are mixed by the mixer b14, and the result becomes the output signal out2.
さて、このKは回転移動する一方側の第1マイクa1か
ら他方側の第1マイクa1へ音が移動する時間とした代
数である。例えば第2マイクa5を音源に対し直角に設
置し、第1マイクa1を自由に回転させた場合、第1マ
イクa1の右側(左側)と第2マイクa5の右側(左側
)との位置差で生じる位相差の最大値がこのKに対応す
る。例えば第1マイク社の両耳マイクの直線距離を20
cmとし、この距離差を音が仮に直線移動したとすると
、約0.6m5ecとなる。実際には頭部を回り込んで
到達することが多いので上記の0.6m5ecより長く
なる。一方為第8図の状態では、第1マイクa1の右側
マイクと、第2マイクa5の右側マイクとの距離差は6
cmである。2つのマイクへ数m離れた音源から発せら
れる音が到達する時間差は約0.18m5ecとなる0
従って、X = 0.18m5ecとなる。またこのX
は第1マイクa1と第2マイクa5の相対回動で算出で
きる。この実施例では、上述の半球部材a6に設けた検
出装置a8あるいは第7図に示した検出装置a8で得ら
れた検出情報に対応して逐次算出されXが決定される。Now, this K is an algebra representing the time taken for the sound to move from the rotating first microphone a1 on one side to the first microphone a1 on the other side. For example, if the second microphone a5 is installed perpendicular to the sound source and the first microphone a1 is rotated freely, the difference in position between the right side (left side) of the first microphone a1 and the right side (left side) of the second microphone a5 The maximum value of the phase difference that occurs corresponds to this K. For example, the straight line distance between Daiichi Microphone's binaural microphones is 20
cm, and if the sound were to travel in a straight line, this distance difference would be approximately 0.6 m5ec. In reality, it often reaches by going around the head, so it will be longer than the above 0.6m5ec. On the other hand, in the state shown in Figure 8, the distance difference between the right side microphone of the first microphone a1 and the right side microphone of the second microphone a5 is 6.
cm. The time difference between the arrival of sound emitted from a sound source several meters away to two microphones is approximately 0.18 m5ec.
Therefore, X = 0.18 m5ec. This X again
can be calculated by the relative rotation of the first microphone a1 and the second microphone a5. In this embodiment, X is determined by sequential calculations corresponding to the detection information obtained by the detection device a8 provided on the hemispherical member a6 described above or the detection device a8 shown in FIG.
第8図に示した具体的な数値に基づいて第す実施例の説
明を補足する。The explanation of the second embodiment will be supplemented based on the specific numerical values shown in FIG.
音源に対して、第1マイクa1の右側は第2マイクa5
の右側よりも60m後方に位置している。従って、各々
のマイクから得られる信号βとaの時間差はaを基準に
するとβはaよりX秒遅い関係にある。単純にこの差を
無くすためには、デイレイ回路b9のデイレイタイムを
0秒、デイレイ回路bloのデイレイタイムをX秒とす
れば、上記時間差は無くなる。ところが、左側ではaが
βより遅くなっているのでβ側のデイレイ回路(左側の
図示は省略)でX秒進めないとならなくなる。しかし情
報を遅延することはできるものの進めることは不可能で
ある。そこで、左右のaおよびβのすべてのデイレイ回
路に偏倚用の遅延時間Kを加えることにより遅延だけで
左右のaおよびβのすべての信号の時間差をゼロにする
ことができる。To the right of the first microphone a1 is the second microphone a5 with respect to the sound source.
It is located 60m behind the right side of Therefore, the time difference between the signal β obtained from each microphone and a is such that when a is used as a reference, β is X seconds later than a. In order to simply eliminate this difference, the delay time of the delay circuit b9 is set to 0 seconds, and the delay time of the delay circuit blo is set to X seconds, thereby eliminating the above-mentioned time difference. However, since a is slower than β on the left side, a delay circuit on the β side (not shown on the left side) must be used to advance X seconds. However, although information can be delayed, it is impossible to advance it. Therefore, by adding a biasing delay time K to all the left and right delay circuits a and β, the time difference between all the left and right a and β signals can be made zero just by the delay.
さて第1マイクと第2マイクが90°の状態が最も両者
のマイクの時間差が大きくなるのでこの時間を偏倚時間
にとする。ここではK = 0.6m5eとすると、デ
イレイ回路b9は固定の0.6m5ec秒の遅延時間と
なる。そしてデイレイ回路bloは0.6m5ec秒に
加え−0,18m5ecを加算し、その結果0.42m
5ecの遅延時間となる。以上によって得られたa”お
よびβ゛は時間ずれがなくなり、差成分を抽出する回路
b12での演算がスムーズになる。Now, when the first microphone and the second microphone are at 90 degrees, the time difference between the two microphones is the largest, so this time is defined as the deviation time. Here, if K = 0.6m5e, the delay circuit b9 has a fixed delay time of 0.6m5ec seconds. And the delay circuit blo adds -0.18m5ec in addition to 0.6m5ec, and the result is 0.42m
The delay time is 5ec. A'' and β'' obtained in the above manner have no time lag, and the calculation in the circuit b12 for extracting the difference component becomes smooth.
つぎに差成分を抽出する回路b12の補足説明をする。Next, a supplementary explanation of the circuit b12 for extracting the difference component will be given.
この回路の最も簡単な例としては、アナログ信号のまま
で単純な引き算をする回路が挙げられる。これは周知の
回路である作動演算増幅器を使用することにより簡単に
達成され得る。また所望により入力信号をスペクトル別
に複数の各々に増幅率の異なる作動増幅演算増幅器で演
算を行い、その結果を合成することも有効な手段である
。これら演算により、外耳道入り口付近に設けた頭部外
形で影響された音を専ら収録する第1マイクmlから得
られる第1の信号βと、第1マイクa1より頭部に対し
て離して設置した頭部外形であまり影響を受けていない
音を専ら収録する第2マイクロから得られる第2の信号
aとの差異が結果として得られる。通常のパイノーラル
信号であるβの信号成分の中でも頭部で影響を受けてい
ない成分が含まれている。この信号が削除され、頭部で
強く影響を受けた音声信号だけが、差成分を抽出する回
路b12で取り出される。つまり、頭部で専ら影響を受
けたパイノーラル固有の情報が抽出されることになる。The simplest example of this circuit is a circuit that performs simple subtraction on analog signals. This can be easily accomplished using a well-known circuit, a differential operational amplifier. It is also an effective means, if desired, to perform arithmetic operations on the input signal for each spectrum using a plurality of operational amplification operational amplifiers each having a different amplification factor, and to synthesize the results. Through these calculations, the first signal β obtained from the first microphone ml, which is installed near the entrance of the ear canal and exclusively records the sound affected by the head outline, and the first signal β obtained from the first microphone ml, which is installed at a distance from the head from the first microphone a1, are determined. The result is a difference from the second signal a obtained from the second micro, which exclusively records sounds that are less affected by the head shape. Among the signal components of β, which is a normal pinaural signal, there are components that are not affected by the head. This signal is deleted, and only the audio signal strongly affected by the head is extracted by the circuit b12 for extracting the difference component. In other words, information specific to the pinaural that is exclusively affected by the head is extracted.
以上の回路Blにより、頭部で専ら生じる3次元情報だ
けが強調されたパイノーラル信号が得られることが理解
できる。It can be seen that the circuit Bl described above can obtain a pinaural signal in which only the three-dimensional information generated exclusively in the head is emphasized.
なお、第2マイクa5に変わって第2マイクa2の信号
を上記回路B1で演算処理させる場合には、すべてのデ
イレイ回路をゼロとするか、あるいは第2マイクa2と
接続されるデイレイ回路b9だけを遅延させる。この遅
延時間は上記Δcmを音が移動する時間3.3/△(s
ec)を越えない数値にすることが望ましい。つまり、
3.3/△(sec)で得られる数値は音源が頭部に対
して真横に存在する場合に第2マイクと第1マイクの時
間差が最小となり、正面や背後に音源がある場合、上記
時間差はデイレイ回路をゼロにした場合より時間差は3
.3/△(田C)だけ大きくなってしまう。従って、こ
の矛盾する条件の中間を取って、デイレイ時間は3.3
/ 2△(sec)とすることによりほぼ全方向の音源
に対して距離差△によって生じる時間差は半分になり、
差成分を演算可能な周波数の上限が倍になる。あるいは
この利点を利用してΔを倍にして、第2マイクa2をよ
り頭部から離すことが可能になる。In addition, when the signal of the second microphone a2 is processed by the circuit B1 instead of the second microphone a5, all the delay circuits are set to zero, or only the delay circuit b9 connected to the second microphone a2 is set to zero. delay. This delay time is the time it takes the sound to travel the above Δcm 3.3/Δ(s
It is desirable that the value does not exceed ec). In other words,
The value obtained by 3.3/△(sec) is that when the sound source is right next to the head, the time difference between the second microphone and the first microphone is the minimum, and when the sound source is in front or behind the head, the above time difference is The time difference is 3 compared to when the delay circuit is set to zero.
.. It becomes larger by 3/△(field C). Therefore, taking the middle point between these contradictory conditions, the delay time is 3.3
/ 2△ (sec), the time difference caused by the distance difference △ for sound sources in almost all directions is halved,
The upper limit of the frequency at which the difference component can be calculated is doubled. Alternatively, by utilizing this advantage and doubling Δ, it becomes possible to move the second microphone a2 further away from the head.
つぎに、第1マイクa1と第3マイクa3との差成分を
抽出する回路B2を説明する。Next, a circuit B2 for extracting a difference component between the first microphone a1 and the third microphone a3 will be explained.
第3マイクa3の右側で捕らえた信号はマイクアンプb
3で増幅される。この増幅された信号をγとする。信号
γ゛ は400Hz〜3kHz間を通すフィルターb7
を通過し、差成分を抽出する回路b13の一方の入力に
入る。また、差成分を抽出する回路b13のもう一方の
入力には回路al中で説明した信号β° ゛に400H
z〜3kHz間を通すフィルターb6を介して入力して
いる。差成分を抽出する回路b13は回路al中の差成
分を抽出する回路b12と同様の回路構成を取っている
。この回路により、外耳道入り口付近に設けた頭部外形
で影響された音を専ら収録する第1マイク(a1)から
得られる第1の信号βと、第1マイクa1より頭内部側
へ設置した頭内部を伝播する音声を専ら収録する第3マ
イクa3から得られる第3の信号γとの差異が結果とし
て得られる。γは通常のパイノーラル信号であるβと同
様に頭部の外形状で影響を受けた種々の干渉音も含まれ
て頭内部を伝わって収音されていが、この差異成分を抽
出する回路b13により頭内部を伝わる際に生じる頭内
部の人体組織によって生じる反射や干渉などの独特の情
報のみが抽出される。The signal captured on the right side of the third microphone a3 is the microphone amplifier b
It is amplified by 3. Let this amplified signal be γ. The signal γ゛ is passed through filter b7 between 400Hz and 3kHz.
and enters one input of the circuit b13 that extracts the difference component. In addition, the other input of the circuit b13 for extracting the difference component is connected to the signal β
It is input via a filter b6 that passes between z and 3 kHz. The circuit b13 for extracting the difference component has the same circuit configuration as the circuit b12 for extracting the difference component in the circuit al. With this circuit, the first signal β obtained from the first microphone (a1), which is installed near the entrance of the ear canal and exclusively records the sound affected by the external shape of the head, and the head that is installed inside the head from the first microphone a1. The result is a difference from the third signal γ obtained from the third microphone a3, which exclusively records the sound propagating inside. Similar to β, which is a normal pinaural signal, γ includes various interference sounds affected by the external shape of the head, and is collected while traveling inside the head. Only unique information such as reflections and interference caused by the human body tissue inside the head is extracted as it travels through the head.
つまり、頭内部で専ら影響を受けた情報が抽出される。In other words, information that is exclusively influenced within the head is extracted.
この差成分を抽出する回路b13で出力された信号は増
幅器b18で任意の倍率で増幅され、得られた信号が信
号out3である。The signal output from the circuit b13 for extracting this difference component is amplified by an arbitrary magnification by the amplifier b18, and the obtained signal is the signal out3.
信号out3および信号β° は混合器b15へ各々入
力され、その出力をデイレイ回路bllにより固定のに
秒遅延させた後にさらに、混合器b16へ入力される。The signal out3 and the signal β° are each input to a mixer b15, and the output thereof is delayed by a fixed number of seconds by a delay circuit bll, and then further input to a mixer b16.
この混合器b16にはさらに回路al中で説明した信号
out2が入力される。そしてミキシングされた信号が
信号out4となる。The mixer b16 is further inputted with the signal out2 described in the circuit al. The mixed signal becomes the signal out4.
さて、フィルターb6で400Hz〜3 k Hz間を
通しているのは、低域においては400Hz以下では左
右の位相差がわずかであるため、立体音響信号として取
り出す価値が少ないく、そのためにカットしである。ま
た、高域において3kHzを上限としたのは頭部伝播で
伝播しにくい高域に制限を加えることにより差成分の抽
出時に双方の周波数差を無くすために行っている。Now, the reason why the filter b6 passes the frequency between 400 Hz and 3 kHz is because the phase difference between the left and right is small below 400 Hz in the low frequency range, so there is little value in extracting it as a stereophonic signal, and therefore it is cut. Furthermore, the upper limit of 3 kHz in the high frequency band is set in order to eliminate the frequency difference between the two when extracting the difference component by limiting the high frequency band that is difficult to propagate due to head propagation.
第C実施例
第9図、第10図、第11図、第12図、第13a図お
よび第13b図は第C実施例の1変形を示し、説明上こ
れを第C実施例とする。Embodiment C FIGS. 9, 10, 11, 12, 13a and 13b show a modification of the C embodiment, which will be referred to as the C embodiment for the purpose of explanation.
第C実施例は第C実施例が主に模造人頭を使用すること
を前提にに構成された例に対して、第C実施例では、人
頭に装着しても使用できるいわゆるゾンデ方式の例を示
す。Embodiment C is constructed based on the assumption that an imitation human head is mainly used, whereas Embodiment C uses a so-called sonde method that can be used even when attached to a human head. Give an example.
第9図は第C実施例の使用状態を示す側面図、第10図
は第C実施例を人頭に挿入した状態で、その様子を断面
にして表した説明図、第11図は第C実施例の外形を示
した正面図である。また、第毘図、第13a図および第
13b図は第C実施例の変形実施例を示す説明図である
。Fig. 9 is a side view showing how the C embodiment is used, Fig. 10 is an explanatory cross-sectional view of the C embodiment inserted into a human head, and Fig. 11 is a side view showing the C embodiment in use. FIG. 3 is a front view showing the outer shape of the embodiment. Moreover, FIG. 13, FIG. 13a, and FIG. 13b are explanatory diagrams showing modified embodiments of the C-th embodiment.
第C実施例に設けた部材は、第C実施例とほぼ同一であ
り、その違いを下記に述べる。The members provided in the Cth embodiment are almost the same as those in the Cth embodiment, and the differences will be described below.
目的は、人頭に挿入することにより本発明の特殊パイノ
ーラル収録を可能にするものである。The purpose is to enable the special pinaural recording of the present invention by inserting it into the human head.
外壁C1は多孔質の材料で、しがも可撓性にとべ外耳道
に挿入しても肉体への影響が少ないものを選んでいる。The outer wall C1 is made of a porous material that is flexible enough to have little effect on the body even when inserted into the external auditory canal.
ここでは、ポリエチレンを多孔状態にしたものを使用し
ている。また、外壁c1の中腹部には凸部c3を設けて
いる。これは外耳道入り口においてこの外壁c1が位置
決めされるための引っかかりである。Here, porous polyethylene is used. Further, a convex portion c3 is provided at the midsection of the outer wall c1. This is a hook for positioning the outer wall c1 at the entrance of the external auditory canal.
一方、第1マイクa1および第2マイクa2の前には外
壁c1と各々のマイク間に空間c5が設けである。On the other hand, in front of the first microphone a1 and the second microphone a2, a space c5 is provided between the outer wall c1 and each microphone.
この空間はウィンドスクリーンの役割を兼ねている。特
に、この第C実施例を第12図に示すように、通常のイ
ンナーイヤータイプのヘッドホンと外形を類似させた場
合、通常のヘッドホンのユニットが入る位置を上記の空
間C5とすることができる。This space also serves as a windscreen. In particular, when the C-th embodiment is made to have a similar external shape to a normal inner-ear type headphone as shown in FIG. 12, the space C5 can be used as the position where the unit of the normal headphone is inserted.
そして−見普通の上記ヘッドホンに見えるが、実際には
ウィンドスクリーンのために設けられた外壁構造となっ
ている。さらにその外壁の一端部には第2マイクa2が
支えられる構造となっている。And - although they look like ordinary headphones, they actually have an outer wall structure built for a windscreen. Further, a second microphone a2 is supported at one end of the outer wall.
第13a図は第2マイクa2を外耳の側壁部に設けた第
C実施例である。従来アクセサリ−として知られる外耳
用のクリップによって第2マイクa2が簡単かつ支持体
の共鳴要素が僅かで不要な振動音がマイクへ入りにくい
点、および外耳の側面に取り付けるように作成されたク
リップにより支持しているので、調節なしで外耳の先端
位置に設置することができる点が特徴となっている。さ
らに、第13b図は第2マイクa2の支持を耳掛けによ
り行った例であり、この耳掛けは金属の芯材の回りにポ
リエチレン材でコーティングしたフレキシブルな材質か
らなり、マイクの向きや位置が自由にがり安定して行う
ことができる。また、掛は直しの際にも同一の位置が得
られることに特徴がある。なお以上の第C実施例の動作
は第C実施例の2手段と同目的を達成するためのマイク
である。FIG. 13a shows a C-th embodiment in which the second microphone a2 is provided on the side wall of the outer ear. The second microphone A2 can be easily installed using a clip for the outer ear, which is conventionally known as an accessory, and the resonance element of the support is small, making it difficult for unnecessary vibration sounds to enter the microphone, and the clip is made to be attached to the side of the outer ear. Because it is supported, it can be placed at the tip of the outer ear without any adjustment. Furthermore, Fig. 13b shows an example in which the second microphone a2 is supported by an ear hook, which is made of a flexible material coated with polyethylene material around a metal core material, and the direction and position of the microphone are fixed. Able to move freely and stably. Another feature of the kake is that it can be kept in the same position even when repaired. Note that the operation of the C-th embodiment described above is for achieving the same purpose as the two means of the C-th embodiment.
第d実施例:
第14図および第15図は第d実施例を示す断面図およ
び正面図である。この第d実施例は差成分を電気回路を
利用せずにメカニカルに得ることのできる例を示す。つ
まり、第C実施例および第す実施例で述べた複雑な手段
をたった一つのマイクで得られるようにした例である。dth embodiment: FIGS. 14 and 15 are a sectional view and a front view showing the dth embodiment. This dth embodiment shows an example in which the difference component can be obtained mechanically without using an electric circuit. In other words, this is an example in which the complicated means described in the C-th and 2-th embodiments can be obtained with only one microphone.
第4マイクd1は8の字状の指向特性を備えるマイクユ
ニットであり、内耳側に管d3を設けている。この管d
3は外耳より数cm離れる位置まで伸びており、この管
d3の開口部d5は朝顔状に開いている。また、管d3
はマイクへ近づくにつれて狭くなるテーパ状態になって
いることが望ましい。さて、この簡単な構造で、開口部
d5から入射した音声は第2マイクa2と同様に頭部で
影響をあまり受けていない音声が入る。そして第4マイ
クd1へ直接入る音声は第1マイクの入力音声と同等に
頭部で影響を大きく受けた音が入射する。そして、管d
3は第4マイクd1の裏側に接続され、マイクの振動が
逆位相に励振される。The fourth microphone d1 is a microphone unit having a figure-8-shaped directional characteristic, and is provided with a tube d3 on the inner ear side. This tube d
3 extends to a position several cm away from the outer ear, and the opening d5 of this tube d3 is open in the shape of a morning glory. Also, tube d3
It is desirable that the tapered shape becomes narrower as it approaches the microphone. Now, with this simple structure, the sound that enters from the opening d5 is the sound that is not affected much by the head, similar to the second microphone a2. The sound that directly enters the fourth microphone d1 is the same as the sound input to the first microphone, and the sound is greatly influenced by the head. And tube d
3 is connected to the back side of the fourth microphone d1, and the vibration of the microphone is excited in the opposite phase.
従って、以上の構造により、開口部d5と第4マイクd
1へ直接入る音声の差成分だけが第4マイク団の振動板
を震わすことができそしてその信号を取り出すことがで
きる。Therefore, with the above structure, the opening d5 and the fourth microphone d
Only the difference component of the voice directly entering the microphone group 1 can vibrate the diaphragm of the fourth microphone group and its signal can be extracted.
この第d実施例は、単にメカニカルに差成分の抽出が可
能になるだけでなく、管d3を利用しているために、第
2マイクa2にあたる音声をピックアップする位置が比
較的外耳道に対して遠くに設けても位相差が大きくなら
ない利点がある。第14図において真人に被収録の音源
があった場合、第2マイクa2を管d3の開口部d5へ
持ってきた場合は、距離d7による時間差が第4マイク
diに対しであるのに対し、この第d実施例では管が第
4マイクこの裏側へ回り込む距離d8だけが時間差とし
てあられれ、その位相差が少ない利点がある。ただし、
正面に被収録の音源があった場合には、上記の差はまっ
たくない。そこで、上記管d3を真横だけでなく、十数
の方角に多数散在させることにより、上記差を全方向で
なくすこともでき得る。そして頭部の内部を越えて例え
ば、点線の管d3のように設けることにより、頭部の存
在を無視できる音声収録が可能になり、第C実施例のよ
うに第2マイクa2にはどうしても防ぎようのなかった
頭部の影響をなくすことができ、より正確な立体情報の
抽出が可能になる。In the dth embodiment, not only is it possible to mechanically extract the difference component, but also because the tube d3 is used, the position at which the second microphone a2 picks up the sound is relatively far from the external auditory canal. There is an advantage that the phase difference does not become large even if it is provided. In FIG. 14, when Masato has the sound source to be recorded, when the second microphone a2 is brought to the opening d5 of the tube d3, the time difference due to the distance d7 is with respect to the fourth microphone di, This dth embodiment has the advantage that only the distance d8 that the tube goes around to the back side of the fourth microphone appears as a time difference, and the phase difference is small. however,
When the recorded sound source is in front, there is no difference at all. Therefore, the above-mentioned difference can be eliminated in all directions by arranging a large number of the tubes d3 not only horizontally, but also scattered in more than ten directions. By providing a tube beyond the inside of the head, such as the dotted line tube d3, it becomes possible to record audio that can ignore the presence of the head. This eliminates the influence of the head, which was previously absent, and enables more accurate extraction of three-dimensional information.
さて、最後に上記の第C実施例のΣおよび第す実施例の
回路を用いて、任意の方角へインパルス信号音源を配置
し、そのインパルス信号に対して第す実施例によって得
られた種々の出力信号を、DSP回路等に記憶させ、伝
達特性補償回路を構成する。この伝達特性補償回路を各
必要な方角分用意し、ミキサー等のエフェクター処理回
路の間に設けることにより、ライン収録音などの立体情
報をもなたい信号に対し、現在市販されているDSPに
よる残響付加と同様に簡単に方角の情報を付加すること
ができる新しいエフェクターとして利用ができ得る。Finally, using Σ of the Cth embodiment and the circuit of the second embodiment, an impulse signal sound source is placed in an arbitrary direction, and the various signals obtained by the first embodiment are applied to the impulse signal. The output signal is stored in a DSP circuit or the like to constitute a transfer characteristic compensation circuit. By preparing this transfer characteristic compensation circuit for each required direction and installing it between the effector processing circuits such as mixers, it is possible to improve the reverberation that can be achieved using currently commercially available DSPs for signals that do not have 3D information, such as line-recorded sounds. It can be used as a new effector that can easily add directional information.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明は、頭部の音響的な影響を
多く受けた音声を収録する第1マイクと、第1マイクよ
り頭部の音響的な影響を少なく受けた第2マイクを備え
たことを特徴とする3次元立体定位情報の抽出用マイク
である。従って、これら2種のマイクからの信号を即座
に引き算し、差信号を取り出し、頭部の音響的な影響を
受けた音声信号だけを取り出すことが可能になる。また
これら2種のマイクからの信号を多チヤンネル録音器な
どで収録し、その後任意の時に上記差成分の抽出を行う
ことのでき得−る収録がこのマイクにより可能になる。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides a first microphone that records sounds that are more influenced by the acoustics of the head, and a microphone that records sounds that are influenced less by the acoustics of the head than the first microphone. The present invention is a microphone for extracting three-dimensional stereolocation information, characterized in that it includes a second microphone. Therefore, it becomes possible to immediately subtract the signals from these two types of microphones, extract the difference signal, and extract only the audio signal affected by the acoustic effects of the head. Furthermore, this microphone makes it possible to record the signals from these two types of microphones using a multi-channel recorder or the like, and then extract the difference component at any time.
また、別の目的からなる本発明は、頭内部を伝播する音
声を多く受けた音声を収録する第3マイクと、第3マイ
クより頭内部を伝播する音声を少なく受けた第1マイク
を備えたことを特徴とする3次元立体定位情報の抽出用
マイクである。従って、これら2種のマイクからの信号
を即座に引き算し、差信号を取り出すことにより頭内部
を伝播する音声信号だけを取り出すことが可能になる。In addition, the present invention, which has another purpose, is equipped with a third microphone that records sounds that receive more sounds that propagate inside the head, and a first microphone that receives fewer sounds that propagate inside the head than the third microphone. This is a microphone for extracting three-dimensional stereolocation information. Therefore, by immediately subtracting the signals from these two types of microphones and extracting the difference signal, it becomes possible to extract only the audio signal propagating inside the head.
またこれら2種のマイクからの信号を多チヤンネル録音
器などで収録し、その後任意の時に上記差成分の抽出を
行うことのでき得る収録がこのマイクにより可能になる
。Furthermore, this microphone enables recording of the signals from these two types of microphones using a multi-channel recorder or the like, and then extracting the difference component at any time.
さらに別の目的からなる本発明は、2つの僅かに異質の
音声信号を位相ずれを遅延回路で相殺し位相を合わせた
状態で引き算等の処理をする差成分を抽出する回路を通
し、これにより抽出された信号を強調する増幅器を設け
、強調された抽出信号を上記2つの信号の何れかに加算
する3次元立体定位情報の抽出用回路である。従って、
この回路で例えば、第C実施例および第C実施例で説明
した種々なマイクからの信号を処理することにより、2
つの大きな特徴のある音声信号を得ることができる。そ
の1つは頭部の外形によって生じる音響的な影響を任意
に誇張した特殊パイノーラル音声が得られ、もう1つは
頭部の内部を伝播することによって生じる音響的な影響
を任意に誇張した特殊パイノーラル音声が得られる。The present invention, which has another object, passes two slightly different audio signals through a circuit that extracts a difference component by canceling the phase shift with a delay circuit and performing a process such as subtraction in a state where the phases are matched. This is a circuit for extracting three-dimensional stereolocation information that is provided with an amplifier that emphasizes the extracted signal and adds the emphasized extracted signal to either of the above two signals. Therefore,
For example, by processing signals from the various microphones explained in the Cth embodiment and the Cth embodiment with this circuit, two
It is possible to obtain an audio signal with two major characteristics. One is a special pinaural sound that arbitrarily exaggerates the acoustic effects caused by the external shape of the head, and the other is a special pinaural sound that arbitrarily exaggerates the acoustic effects caused by propagation inside the head. You can get pinaural audio.
さて、以上の2種の特殊パイノーラルを組み合わすこと
により、頭部の外回りに関する情報と、内部を伝播する
情報を任意に抽出し、この抽出信号を増幅という手段で
濃縮し、強力にし、最後に最もノーマルなマイクからの
信号、例えば頭部の音響的な影響を少なく受けた第2マ
イクへこの濃縮した音響信号を加えることにより、従来
では有り得ない定位の強烈でなプログラムソースが得ら
れる。そして、今まで、聞き手と収録時の頭部形状誤差
による定位不十分をカバーしえる定位の強調された信号
が得られ、パイノーラルの個人差の問題を解決し得る有
用な効果をも奏する。なお、以上の効果を得るために上
記第1マイクと第2マイクあるいは、第1マイクと第3
マイクを備えるパイノーラル用マイクが提供される。Now, by combining the two types of special pinaurals mentioned above, information about the outer circumference of the head and information propagating inside the head can be arbitrarily extracted, and this extracted signal is concentrated and made stronger by means of amplification, and finally, By adding this concentrated acoustic signal to the signal from the most normal microphone, for example, the second microphone which is less affected by the acoustic influence of the head, a program source with intense localization that has not been possible in the past can be obtained. Until now, a signal with enhanced localization can be obtained that can compensate for insufficient localization due to head shape errors between the listener and during recording, and has a useful effect that can solve the problem of individual differences in pinaural. In addition, in order to obtain the above effect, the first microphone and the second microphone or the first microphone and the third microphone are connected.
A pinaural microphone is provided that includes a microphone.
第1図は本発明の第C実施例を示す部分断面左側面図、
第2図は本発明の第C実施例を示す部分断面正面図、第
3図は第C実施例を示す断面図、第4図は第C実施例を
示す部分断面平面図、第5図は第C実施例の模造人頭部
分を除いた斜視図、当r
第6図は収録エリアの説明図 a実施例の各々のマイ
クから得られる信号を処理する一例である第す実施例を
示すブロック回路図、第8図はマイクの位置関係を示す
説明図、第9図、第10図、第11図、第12図、第1
3a図および第13b図は第C実施例の1変形を示す説
明図、第14図は第d実施例を示す断面図、第15図は
第d実施例を示す正面図である。
図 中
al・第1マイク、β・−第1の信号、a2.a5・第
2マイク、α第2の信号、b12. b13・・差成分
を抽出する回路、a3 第3マイク、γ・・第3の信
号、部・収録音声方向制限器具。
手続補正書(“8つ
平成2年7月24日FIG. 1 is a partially sectional left side view showing a C-th embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a partially sectional front view showing the C embodiment of the present invention, FIG. 3 is a sectional view showing the C embodiment, FIG. 4 is a partially sectional plan view showing the C embodiment, and FIG. Figure 6 is an explanatory diagram of the recording area, a block diagram showing the second embodiment, which is an example of processing the signals obtained from each microphone of the embodiment C. Circuit diagram, Figure 8 is an explanatory diagram showing the positional relationship of the microphones, Figures 9, 10, 11, 12, 1
3a and 13b are explanatory diagrams showing a modification of the C-th embodiment, FIG. 14 is a sectional view showing the d-th embodiment, and FIG. 15 is a front view showing the d-th embodiment. In the figure, al.first microphone, β.-first signal, a2. a5 second microphone, α second signal, b12. b13...Circuit for extracting the difference component, a3 Third microphone, γ...Third signal, recording audio direction limiting device. Procedural amendment (“8 July 24, 1990
Claims (1)
を専ら収録する第1マイク(a1)から得られる第1の
信号(β)と、上記第1マイク(a1)より頭部に対し
て離して設置した頭部外形であまり影響を受けていない
音を専ら収録する第2マイク(a2、a5)から得られ
る第2の信号(α)とを、差成分を抽出する回路(b1
2)で演算することを特徴とする3次元立体定位情報の
抽出方法。 2、外耳道入り口付近に設けた頭部外形で影響された音
を専ら収録する第1マイク(a1)から得られる第1の
信号(β)と、上記第1マイク(a1)より頭内部側へ
設置した頭内部を伝播する音声を専ら収録する第3マイ
ク(a3)から得られる第3の信号(γ)とを、差成分
を抽出する回路(b13)で演算することを特徴とする
3次元立体定位情報の抽出方法。 3、外耳道入り口付近に設けた頭部外形で影響された音
を専ら収録する第1マイク(a1)と、上記第1マイク
(a1)より頭部に対して離して設置して頭部外形であ
まり影響を受けていない音を専ら収録する第2マイク(
a2、a5)とを備えたことを特徴とする3次元立体定
位情報の抽出装置。 4、外耳道入り口付近に設けた頭部外形で影響された音
を専ら収録する第1マイク(a1)と、上記第1マイク
(a1)より頭内部側へ設置して頭内部を伝播する音声
を専ら収録する第3マイク(a3)とを備えたことを特
徴とする3次元立体定位情報の抽出装置。 5、少なくとも差成分を抽出する回路(b12)で演算
する周波数帯域において、第1マイク(a1)と第2マ
イク(a2、a5)の指向特性を双方とも無指向特性の
マイクを使用したことを特徴とする請求項第1に記載の
3次元立体定位情報の抽出方法。 6、少なくとも差成分を抽出する回路(b12)で演算
する周波数帯域において、第1マイク(a1)と第2マ
イク(a2、a5)の指向特性を双方とも指向性を有す
るマイクを使用し、かつ略同一方向へマイクの向きを設
定したことを特徴とする請求項1記載の3次元立体定位
情報の抽出方法。 7、差成分を抽出する回路(b12)で演算する第2マ
イクの信号を、回動自在に設置した収録音声方向制限器
具(a6)の内側に設けた第2マイク(a5)とした請
求項1記載の3次元立体定位情報の抽出方法。 8、バイノーラル収録用ヘッドを収納する収納スペース
と、上記収納スペースから外側へ伸びる少なくとも1つ
の開口部を有する消音質材料から成り、収納した上記バ
イノーラル収録用ヘッドへ到来する音声の方角を規制す
る収録音声方向制限器具(a6)を設けた請求項3記載
の3次元立体定位情報の抽出装置。。[Scope of Claims] 1. A first signal (β) obtained from a first microphone (a1) that exclusively records sounds affected by the external shape of the head provided near the entrance of the ear canal; ) and the second signal (α) obtained from the second microphone (a2, a5), which exclusively records the sound that is not affected by the external shape of the head, which is placed further away from the head, and the difference component is Circuit to extract (b1
2) A method for extracting three-dimensional stereolocation information. 2. The first signal (β) obtained from the first microphone (a1), which is installed near the entrance of the ear canal and exclusively records the sound affected by the external shape of the head, and the first signal (β) from the first microphone (a1) to the inside of the head. A three-dimensional device characterized in that a third signal (γ) obtained from a third microphone (a3) that exclusively records the sound propagating inside the installed head is calculated by a circuit (b13) that extracts a difference component. How to extract stereolocation information. 3. A first microphone (a1) installed near the entrance of the external auditory canal that exclusively records sounds affected by the external shape of the head; A second microphone that exclusively records sounds that are not affected by much (
A3-dimensional stereolocation information extraction device characterized by comprising: a2, a5). 4. A first microphone (a1) installed near the entrance of the ear canal to exclusively record sounds affected by the external shape of the head; and a first microphone (a1) installed closer to the inside of the head to record sounds propagating inside the head. An apparatus for extracting three-dimensional stereolocation information, characterized by comprising a third microphone (a3) for exclusive recording. 5. At least in the frequency band calculated by the difference component extraction circuit (b12), check that the first microphone (a1) and the second microphone (a2, a5) are both omnidirectional. A method for extracting three-dimensional stereolocation information according to claim 1. 6. At least in the frequency band calculated by the circuit (b12) for extracting the difference component, the first microphone (a1) and the second microphone (a2, a5) both use microphones that have directivity, and 2. The method for extracting three-dimensional stereolocation information according to claim 1, wherein the microphones are oriented in substantially the same direction. 7. A claim in which the signal of the second microphone calculated by the circuit for extracting the difference component (b12) is the second microphone (a5) provided inside the rotatably installed recording audio direction limiting device (a6). 1. The method for extracting three-dimensional stereolocation information as described in 1. 8. A recording device comprising a storage space for storing a binaural recording head and a sound-deadening material having at least one opening extending outward from the storage space, and regulating the direction of sound arriving at the stored binaural recording head. The apparatus for extracting three-dimensional stereolocation information according to claim 3, further comprising an audio direction limiting device (a6). .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08184990A JP3184901B2 (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Method and apparatus for extracting three-dimensional stereotactic information |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08184990A JP3184901B2 (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Method and apparatus for extracting three-dimensional stereotactic information |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03280700A true JPH03280700A (en) | 1991-12-11 |
| JP3184901B2 JP3184901B2 (en) | 2001-07-09 |
Family
ID=13757929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08184990A Expired - Fee Related JP3184901B2 (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Method and apparatus for extracting three-dimensional stereotactic information |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3184901B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5982903A (en) * | 1995-09-26 | 1999-11-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method for construction of transfer function table for virtual sound localization, memory with the transfer function table recorded therein, and acoustic signal editing scheme using the transfer function table |
| JP2002095098A (en) * | 2000-09-19 | 2002-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sound reproduction device |
| JP2019517190A (en) * | 2016-05-06 | 2019-06-20 | ウニベルシダー デ メデジンUniversidad de Medellin | Binaural Sound Capture Device |
| CN113709632A (en) * | 2016-08-18 | 2021-11-26 | 声音六维公司 | Microphone for recording multi-dimensional sound effects |
| JP2022014960A (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-21 | クレプシードラ株式会社 | Signal processing device and program |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP08184990A patent/JP3184901B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5982903A (en) * | 1995-09-26 | 1999-11-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method for construction of transfer function table for virtual sound localization, memory with the transfer function table recorded therein, and acoustic signal editing scheme using the transfer function table |
| WO2004103023A1 (en) * | 1995-09-26 | 2004-11-25 | Ikuichiro Kinoshita | Method for preparing transfer function table for localizing virtual sound image, recording medium on which the table is recorded, and acoustic signal editing method using the medium |
| JP2002095098A (en) * | 2000-09-19 | 2002-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sound reproduction device |
| JP2019517190A (en) * | 2016-05-06 | 2019-06-20 | ウニベルシダー デ メデジンUniversidad de Medellin | Binaural Sound Capture Device |
| CN113709632A (en) * | 2016-08-18 | 2021-11-26 | 声音六维公司 | Microphone for recording multi-dimensional sound effects |
| JP2022014960A (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-21 | クレプシードラ株式会社 | Signal processing device and program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3184901B2 (en) | 2001-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8682010B2 (en) | Automatic environmental acoustics identification | |
| KR101547035B1 (en) | Three-dimensional sound capturing and reproducing with multi-microphones | |
| US9191733B2 (en) | Headphone apparatus and sound reproduction method for the same | |
| US7391876B2 (en) | Method and system for simulating a 3D sound environment | |
| JP2961327B2 (en) | Stereo sound reproduction method and apparatus | |
| KR100225546B1 (en) | Apparatus for reproducing acoustic signals | |
| JP3435141B2 (en) | SOUND IMAGE LOCALIZATION DEVICE, CONFERENCE DEVICE USING SOUND IMAGE LOCALIZATION DEVICE, MOBILE PHONE, AUDIO REPRODUCTION DEVICE, AUDIO RECORDING DEVICE, INFORMATION TERMINAL DEVICE, GAME MACHINE, COMMUNICATION AND BROADCASTING SYSTEM | |
| JPH08507910A (en) | Multi-channel sound processing | |
| AU2002234849A1 (en) | A method and system for simulating a 3D sound environment | |
| KR20060047444A (en) | Binaural playback device, binaural playback method and recording medium | |
| JP2001125578A (en) | Method and device for reproducing sound field | |
| EP3837863B1 (en) | Methods for obtaining and reproducing a binaural recording | |
| WO2021212287A1 (en) | Audio signal processing method, audio processing device, and recording apparatus | |
| KR20060041735A (en) | Sound collection device, sound collection method, recording medium | |
| JPH03280700A (en) | Method and apparatus for extracting three-dimensional stereoscopic presence information | |
| JP3194386B2 (en) | Three-dimensional sound reproduction device | |
| JP3521451B2 (en) | Sound image localization device | |
| JP2001346298A (en) | Binaural reproducing device and sound source evaluation aid method | |
| JPH06217400A (en) | Audio equipment | |
| JP3374731B2 (en) | Binaural playback device, binaural playback headphones, and sound source evaluation method | |
| JP7716132B1 (en) | Sound pickup device | |
| Schobben et al. | Personalized multi-channel headphone sound reproduction based on active noise cancellation | |
| JP2015216435A (en) | Signal reproduction device, method and program | |
| JP3128257U (en) | Surround recording microphone | |
| JP2000201393A (en) | Method for out-head sound image localization and method for listening by headphones |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |