JPH04306100A - 音場再生用コンパクトディスク及び音場制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は音場制御装置及び音場再
生用のコンパクトディスクに関し、特にコンパクトディ
スクに記録されている音楽を再生するのに適した音場に
関する情報を一緒に記録したコンパクトディスクとその
コンパクトディスクを再生する音場制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンサートホール等で演奏を聞く場合、
楽器が発生する音の他に周囲で反射された反射音も一緒
に聞いており、この反射音が演奏会場での音の特性を決
定している。図１４はコンサートホールにおいて舞台で
音を発生させた時に、ある聴取点での検出される音の時
間変化を示した図である。図１４に示すように聴取点で
検出される音は、舞台から直接到来する直接音と、周囲
で反射されて到来する反射音に分けられ、反射音は更に
左右の両側壁面を主とする最初の反射音である初期反射
音と、何回となく反射を繰り返しながらあらゆる方向か
ら到来して次第に減衰していく残響音とに分けられる。 このような直接音と反射音で形成される音の状態を音場
と称している。

【０００３】オーディオシステムによりコンサートホー
ルで聞くのと同等の音を再現し、臨場感あふれる音場を
再生する音場制御装置と呼ばれる装置が実用に供されて
いる。音場制御装置の基本構成は、図１５に示すように
なっており、音響信号源１２ｈには直接音に相当する音
響信号が記録されている。この音響信号に対応する音が
直接音用スピーカ５１ｈと５２ｈから出力される。それ
と同時に効果音生成部４ｈ　が音響信号より初期反射音
と残響音に相当する信号を生成し、対応するスピーカ５
７ｈ，５８ｈ及び５９ｈより出力する。音場制御装置に
より生成される初期反射音と残響音を合せて効果音と称
している。

【０００４】音場制御装置には著名なコンサートホール
、教会、室内楽用の部屋及びジャズクラブ等での図１４
に示すような効果音のパターンや、人工的に定めたパタ
ーンが記憶されており、使用者が音楽に合せて選択した
効果音のパターンに従って効果音信号を生成して所望の
音場を再現するようにしている。音場を再生する基にな
る音響信号はレコード又はコンパクトディスク（以下Ｃ
Ｄと称する。）に記録されており、レコードプレーヤ又
はＣＤプレーヤで音響信号として再生される。近年はデ
ィジタル記録方式のＣＤが主として使用されるようにな
ってきた。ＣＤやレコードに記録される音響信号は、こ
れらに記録する目的だけで所定の演奏室内で収録するか
、実際のコンサートホール等での演奏を収録している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そのため特にコンサー
ト会場での収録では直接音のみを収録するのは難しく、
音響信号には演奏会場での反射音、すなわち効果音も含
まれることになる。前述のように現状の音場制御装置は
、音響信号には直接音に相当する信号のみが含まれると
いう前提で、装置側にあらかじめ記憶された効果音の生
成パターンに従って音場を作り出すものであり、効果音
のパターンは音響信号とは無関係である。そのため効果
音も含んだ音響信号から効果音生成パターンに従って音
場を作ると、音響信号に含まれる効果音成分が二重に付
加され、聞づらく調整も難しいという問題がある。また
現状のＣＤやレコードは音場制御装置だけを対象とはし
てはおらず、ステレオ方式のオーディオシステムで再生
されることも考えているため、直接音のみを収録したの
では不充分であり、ステレオ方式で再生した時にも臨場
感のある音が聞えるように積極的に効果音成分を加えて
いる。

【０００６】更に実際の演奏会場での音の伝搬を考えた
場合、音源となる点は一点とは限らず複数存在している
。特にオーケストラのような大編成の楽団の場合には多
くの音源が広い範囲に存在しているため、現状の音場制
御装置ではたとえすべての音源の直接音のみを収録した
音響信号から再生を行っても、所望の音場を再現できな
いのが現状である。

【０００７】以上のような理由から一度収録された音響
信号は、ミキサと呼ばれる人達を含めてＣＤやレコード
の製作にかかわる人達がステレオ方式のオーディオシス
テムや音場制御装置での再生を想定して編集することで
、最終的にＣＤ等に記録される音響信号になる。ところ
が現状の音場制御装置は、上記のようなＣＤやレコード
の製作意図とは無関係に、所定の効果音生成パターンに
従って効果音を作り出して音場を形成している。これで
はたとえ効果音生成パターンが著名なコンサートホール
の反響パターンを模したものであっても、実際にコンサ
ート会場で聞く音とはかけ離れたものになってしまうと
いう問題がある。

【０００８】音場制御装置は、実際のコンサート会場に
いるが如き音と臨場感が得られるようにしようとするも
のであるが、ＣＤやレコードの製作者の意図を反映する
ことはできず、所望の音場が得られるとはいえないのが
現状である。更に効果音生成が不適切な場合には、逆に
通常のステレオ方式のオーディオシステムに比べて劣っ
た音が再生されることもあり得る。もちろん使用者の操
作により効果音生成パターンを変化させて、好ましい音
場が得られるように調整できるようにはなっているが、
操作が面倒な上、ＣＤ等の製作者の意図はいずれにしろ
伝わらないという問題がある。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、ＣＤに限られるが、ＣＤ製作者の意図を音場制
御装置に反映できるようなＣＤと音場制御装置の実現を
目的とする。

【００１０】

【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、コンパクトディスクはディジタル情報が
記録可能であることに着目して、コンパクトディスクの
製作者が記録した音楽を再生するのに好ましいと考える
音場を再現するための効果音生成に関する音場情報を、
コンパクトディスク中にディジタル情報として記録する
。そして音場制御装置はこの音場情報に基づいて効果音
を生成して音場を作り出す。図１は本発明の音場再生用
コンパクトディスクと音場制御装置の基本構成を示す図
である。なお図においては、同一の機能を有する部分に
は同一の番号を付し、図１以外の構成図毎に順にアルフ
ァベットの小文字を付して表わす。

【００１１】すなわち本発明の音場再生用のコンパクト
ディスクは、複数のスピーカで構成されるスピーカシス
テム５を用いて、音響信号より所定の空間での反射光に
相当する効果音信号を生成して対応するスピーカより出
力することで所定の空間の音場に類似した音場を再生す
る音場制御装置用のコンパクトディスクであって、音響
信号を記録した音楽情報と、音響信号を読み取って再生
するのに必要な制御情報と、音楽情報に適した音場を再
生するための効果音信号生成に関する音場情報とが記録
されている。

【００１２】また本発明の音場制御装置は、上記の音場
再生用コンパクトディスク１を再生するための音場制御
装置であって、コンパクトディスク１に記録された情報
を再生する再生手段２と、再生された音響信号より効果
音信号を生成する効果音信号生成手段４と、複数のスピ
ーカで構成され再生された音響信号及び生成された効果
音信号に基づく音を対応するスピーカより出力するスピ
ーカシステム５とを備える音場制御装置において、再生
された音場情報に基づいて効果音信号生成手段４を制御
する効果音制御手段６を備えることを特徴とする。

【００１３】

【作用】ＣＤにはディジタル情報が記録でき、音響信号
に関する情報と、ＣＤ再生手段２が音響信号を読み取っ
て再生するのに必要な制御情報が記録されている。そこ
でこれらの情報の他にＣＤの製作者がＣＤ製作時に意図
した好ましい音場を再現するための音場情報をＣＤ中に
記録し、音場制御装置は読み取ったこの音場情報に基づ
いて効果音を生成すれば、ＣＤ製作者の製作意図を生し
た音場の再現が可能になる。

【００１４】

【実施例】まずＣＤにどのようにして音場情報を記録す
るかの実施例について説明する。基本的には音場情報は
再生時に読み取って解読することが可能なように所定の
規則に従って記録されていれば、どのような形式でもか
まわない。例えば音響信号を記録したリードイン情報中
に記録することであるが、既に制定されている規格等と
の兼ね合いでこの部分を利用するのは容易でないので、
サブコーティングブロック（以下サブコードと称する。 ）を利用する例について説明する。

【００１５】ＣＤには図２に示すような形式で、１フレ
ーム毎に各信号が記録されている。ここで制御信号とし
ては各フレーム毎に８ビットの信号が記録されており、
９８フレーム分の信号を集めて一つのデータブロックを
形成している。このデータブロックをサブコードブロッ
クと称しており、図３に示すような形式をしている。図
３に示すようにサブコードブロックのうち初めの２フレ
ーム分は同期パターンであり、残りの９６フレーム分が
使用できる。８ビット分のデータには順にＰからＷのチ
ャンネル名が付されており、Ｐチャンネルは曲中か曲間
であるかのフラグビットとして使用され、Ｑチャンネル
には曲番や時間情報が記録されており使用できないが、
他のＰからＷのチャンネルは未定領域であり、この部分
に音場情報を記録することができる。

【００１６】ＣＤからサブコードを読み出す場合、１ブ
ロックの読み出しに要する時間は１／７５秒であり、後
述するように必要な音場情報はあまり大容量を必要とせ
ず、一種類の音場を表わすのに数ブロックあれば充分で
あるので、サブコードを利用しても読取時間等も問題が
ない。次に上記のように音場情報をサブコードに記録し
たＣＤから信号を読み取って再生する再生部について説
明する。通常このような部分はＣＤプレーヤと称してお
り、ＣＤプレーヤで再生した音響信号に基づいて効果音
を生成する装置を音場制御装置と称することが多いが、
ここでは全体を音場制御装置と呼ぶことにする。

【００１７】図４はＣＤプレーヤの構成を示す図である
。ＣＤプレーヤの詳細は広く知られておりここでは説明
は省略するが、図４の破線の部分がサブコード情報を処
理する部分であり、ＣＤ１ｂ　より読み出され復調され
た信号よりＲからＷチャンネルのサブコードを情報とし
て組み立てた後、システムコントローラ３０ｂに出力す
る。このサブコード中に所定の規則に従って音場情報が
記録されており、システムコントローラ３０ｂは音場情
報を表示操作部２９ｂに表示してどのような音場情報が
付加されているかを使用者に提示したり、後段の効果音
生成部に音場情報を出力する。

【００１８】次に図４のＣＤプレーヤで再生された音響
信号から効果音信号を生成してスピーカシステムより出
力する部分について説明する。効果音信号はアナログ回
路で作り出すこともできるが、複数の複雑な効果音パタ
ーンに対応できることからデジタルシグナルプロセッサ
（以下ＤＳＰと称する。）を使用することが多く、本発
明の音場制御装置もこのＤＳＰを使用しており、その構
成を図５に示す。ＤＳＰ４１ｃは、内部にディジタル信
号処理用の多数の加算器、増幅器及び遅延器を備えてお
り、マイクロプロセッサ６１ｃ、ＲＯＭ６２ｃ及びＲＡ
Ｍ６３ｃで構成されるマイクロコンピュータがこれら増
幅器及び遅延器の係数を設定することにより、効果音信
号生成用のディジタルフィルタを構成している。

【００１９】ＣＤプレーヤより出力される音響信号はＬ
チャンネルとＲチャンネルの二つに分かれており、この
状態ではディジタル信号であるからＤ／Ａ変換器４６１
ｃと４６２ｃを介してアナログ信号に変換された後、増
幅器４７１ｃと４７２ｃで増幅され直接音用スピーカ５
１ｃと５２ｃからそれぞれ出力される。これが通常のス
テレオ方式のオーディオシステムであるが、音場制御装
置ではＬチャンネルとＲチャンネルの音響信号よりＤＳ
Ｐ４１ｃで作られるディジタルフィルタで効果音信号、
すなわち初期反射音信号と残響音信号を生成し、Ｄ／Ａ
変換器４６３ｃから４６６ｃでアナログ信号に変換し、
増幅器４７３ｃから４７６ｃで増幅してスピーカ５３ｃ
から５６ｃより出力している。

【００２０】従来の音場制御装置では、ＲＯＭ６２ｃに
あらかじめ所定の効果音信号を生成するためのディジタ
ルフィルタの係数が記憶されており、使用者の選択に応
じてこの係数をＤＳＰ４１ｃに設定している。また使用
者が効果音を調整した場合には、その調整量を検出して
設定する係数を変えている。本実施例では更にＩ／Ｏポ
ート６４ｃが備わっており、このポートを介してＣＤプ
レーヤのシステムコントローラよりＣＤに記録されてい
る音場情報を受け取り、ＤＳＰにこの音場情報に応じた
係数を設定している。

【００２１】効果音信号を生成するためのディジタルフ
ィルタは各種可能であるが、代表的な例を図６に示し、
それにより得られる信号を図７に示す。図６の（ａ）　
は初期反射音用のフィニットインパルスフィルタと呼ば
れるディジタルフィルタであり、（ｂ）　は残響音用の
インフィニットインパルスフィルタと呼ばれるディジタ
ルフィルタである。図６のディジタルフィルタにより図
７に示すような信号が得られ、図６の各増幅器４２１ｄ
から４２６ｄ、及び４５１ｄと４５２ｄ、遅延器４１１
ｄから４１４ｄ、及び４４１ｄから４４２ｄの係数を変
えることにより得られる信号が変化する。

【００２２】図６のディジタルフィルタの各部の係数と
図７に示す信号の形状との関係は、初期反射音について
は入力する信号が図７の直接信号であれば、直接音と初
期反射音の最初のパルスの間隔がｚ０　に相当し、初期
反射音の各パルスの間隔がｚ１　からｚ４　に相当する
。そして初期反射音全体の強度を調整するａｔ　を１と
すれば、ａ０　からａ４　は各パルス間の強度比に相当
する。残響音についても同様に考えることができる。

【００２３】効果音信号は以上のようにして生成される
のが一般的であるが、ＣＤ製作者の製作意図を表わす音
場情報をどのような形式で記録し、その音場情報に基づ
いてどのようにして効果音信号を生成するかについて説
明する。一つの記録形式は、聴取点での図１４に示すよ
うな音響信号と効果音信号の関係を示すことである。そ
こで図１４に示した関係は図７に示した信号で近似でき
ることや、音場制御装置における効果音信号生成は図６
に示すディジタルフィルタにより行なわれることに着目
し、音場情報として図７に示したような信号の形式、す
なわち図６のディジタルフィルタの係数に相当する値を
記録する。サブコードにこの形式で記録した場合の例を
図８に示す。このような形式で音場情報を記録するので
あれば、サブコードの一個のブロックですべての音場情
報が記録できることがわかる。なおここで重要なのは図
８のデータは音響信号から効果音信号を生成する関係で
あり、形成される音場の直接音と反射音の関係ではない
ことである。

【００２４】図８に示した音場情報に基づいて効果音信
号を生成する場合には、音場再生に使用するスピーカシ
ステムにおける直接音及び効果音を出力する各スピーカ
の配置を考慮する必要がある。しかし聴取点に対してほ
ぼ等距離にスピーカが配置されることが多いため、図６
のディジタルフィルタであれば、図８の値をそのままデ
ィジタルフィルタの係数としても、出力強度を調整すれ
ば問題はない。もし音場制御装置に備えられたディジタ
ルフィルタが図６に示すものでない場合には、図８の値
は効果音信号生成のパターンを示しているのであるから
、それから音場制御装置のディジタルフィルタに合致し
た係数を算出する必要があるが、これはマイクロコンピ
ュータにより容易に行なえる。

【００２５】以上は聴取点で図１４に示すような初期反
射音や残響音の強度のみに着目した場合の音場情報であ
るが、実際には音の方向も影響しており、スピーカシス
テムにおけるスピーカの配置も考慮して効果音信号を生
成して出力する必要がある。このような制御を行なうた
めには、記録する音場情報はスピーカシステムも考慮し
たものにする必要がある。そのためスピーカシステムと
各スピーカより出力される信号の生成システムを一組と
して、代表的な例をあらかじめ規定しこれらの係数を記
録することが考えられる。その例を図９に示す。

【００２６】図９の例では、スピーカシステム５ｅ　は
６個のスピーカより構成されており、それぞれのスピー
カの位置関係もある範囲内にあるように規定されている
。 そして各スピーカより出力される信号を生成するための
構成も図９の如く定められている。そしてこの効果音信
号生成部の係数を図１０に示す如く定め、この係数を音
場情報として記録する。初期反射音生成部４４ｆと残響
音生成部４５ｆの係数は前述の例と同様に定める。

【００２７】音場情報を上記のように定めた場合、スピ
ーカシステム等に応じていくつもの音場情報を定める必
要があるが、実際にはスピーカの配置やそこから出力す
る信号については、基本となるものは数種類であり、他
はこれらの変型と考えることができる。しかも図９に示
したようなシステムでは、記録する必要のある係数は一
個のサブコードに記録可能であり、記録容量の点からは
問題ない。

【００２８】上記のような音場情報の記録は、再生シス
テムがＣＤ製作者の意図したシステムと合致した場合に
は良好な音場が再現できるが、対象とするシステム毎に
音場情報を作成する必要があり、音場情報作成の作業量
が増大するという問題がある。そこでスピーカシステム
を考慮するということは、音の方向を考慮すれば良いこ
とに着目して、方向範囲毎に図７に示したような音響信
号と効果音信号の関係を音場情報として記録し、再生す
る場合には使用するシステムに合せて効果音信号を生成
しても良い。

【００２９】以上音場情報の形式について説明したが、
音場情報を記録するのに必要なデータ量は数個のサブコ
ードブロックで充分であることがわかる。そこでＣＤ製
作者の意図する音場を一個だけでなく複数種類作り、そ
れぞれ音場情報として記録する。そして使用者が好みの
音場を選択可能にすることが望ましい。この実施例につ
いて説明する。

【００３０】図１１はこのような実施例の構成を示す図
であり、これまで説明した音場制御装置に、更にどのよ
うな音場情報があるかを示す表示手段７ｇ　とその中か
ら使用者が好みの音場を選択するための選択手段８ｇ　
が備わっている。表示手段７ｇ　はＣＲＴやＬＥＤディ
スプレイ等現在使用されている表示装置で良く、選択ス
イッチも通常のスイッチ等で良い。但しこの場合にはど
のような種類の音場であるかを示すデータが記録されて
いることが必要であり、例えば図１２に示すように８ビ
ットのコードで表わした名称等の使用者に提示して理解
できる形式のデータが必要である。

【００３１】図１３は選択できる音場を表示した例であ
り、音場の種類の他再生するスピーカシステムが配置さ
れる部屋の大きさに応じて異なる音場情報が記録されて
いる場合の例である。

【００３２】

【発明の効果】本発明により音場制御装置における再生
を、ＣＤ製作者が意図する音場とすることができ、より
良好な音場が再現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音場再生用ＣＤと音場制御装置の基本
構成を示す図である。

【図２】ＣＤの信号記録形態を示す図である。

【図３】サブコーディングブロックの構成を示す図であ
る。

【図４】ＣＤプレーヤの構成を示す図である。

【図５】ＤＳＰを用いた効果音生成部と効果音制御部の
構成を示す図である。

【図６】効果音生成のためのディジタルフィルタの構成
例を示す図である。

【図７】図６のディジタルフィルタにより生成される効
果音信号を示す図である。

【図８】図６のディジタルフィルタの係数を音場情報と
して記憶したサブコーディングの例を示す図である。

【図９】効果音信号生成のための構成とスピーカシステ
ムの構成を音場情報として含む場合の構成例を示す図で
ある。

【図１０】図９の効果音生成部の係数を示す図である。

【図１１】複数種類の音場情報を記録したＣＤ用に記録
された音場の表示と選択機能を設けた音場制御装置の構
成を示す図てある。

【図１２】複数種類の音場を記録したサブコードの例を
示す図である。

【図１３】ＣＤに記録された複数種類の音場から使用者
が選択するための表示例を示す図である。

【図１４】コンサートホール等の空間で周囲の壁で音が
反射されることにより形成される音場での音の時間変化
を示す図である。

【図１５】音場制御装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１…ＣＤ ２…ＣＤ再生手段 ４…効果音信号生成手段 ５…スピーカシステム ６…効果音制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数のスピーカで構成されるスピーカ
   システム（５）　を用いて、音響信号より所定の室間で
   の反射音に相当する効果音信号を生成して対応するスピ
   ーカより出力することで該所定の空間の音場に類似した
   音場を再生する音場制御装置用のコンパクトディスクで
   あって、音響信号を記録した音楽情報と、該音響信号を
   読み取って再生するのに必要な制御情報と、該音楽情報
   に適した音場を再生するための効果音信号生成に関する
   音場情報とが記録された音場再生用コンパクトディスク
   。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載の音場再生用コンパク
   トディスク（１）　を再生するための音場制御装置であ
   って、コンパクトディスク（１）　に記録された情報を
   再生する再生手段（２）　と、再生された音響信号より
   効果音信号を生成する効果音信号生成手段（４）　と、
   複数のスピーカで構成され、再生された音響信号及び生
   成された効果音信号に基づく音を、対応するスピーカよ
   り出力するスピーカシステム（５）　とを備える音場制
   御装置において、再生された音場情報に基づいて該効果
   音信号生成手段（４）　を制御する効果音制御手段（６
   ）　を備えることを特徴とする音場制御装置。
3. 【請求項３】　　同一の音響信号に対して複数種類の音
   場情報が記録されているコンパクトディスクを再生する
   請求項２に記載の音場制御装置であって、再生された複
   数種類の音場情報を種類が識別できるように表示する表
   示手段（７ｇ）と、表示された複数の音場情報から効果
   音生成に使用する音場情報を選択する選択手段（８ｇ）
   とを備える音場制御装置。