JPH0479599A - 定位可変音響信号記録再生装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、音の定位方向を変化させる音響記録再生機器
に関する。

（従来の技術） 現在の音響システムは、例えば第５図に示すような２チ
ヤンネルの音響信号を用いたステレオ方式が知られてい
る。この方式によれば、プレーヤ４１から出力された右
（以下、Ｒと記す）チャンネル信号はＲチャンネル信号
線４２を介してスピーカＲ４４に、左（以下、Ｌと記す
）チャンネル信号はＬチャンネル信号線４３を介してス
ピーカＬ４５にそれぞれ送られる。このシステムによれ
ば、音を定位できる方向は左右２本のスピーカと聴取者
を結ぶ三角平面内に限られる。

一方、更に進んだ音響システムとして、例えば米国特許
第３７４６７９２号、同第３６３２８８６号、同第３９
５９５９０号等において、２チヤンネルの音響信号を用
いて、−平面内の様々な方向に音を定位させられるドル
ビーステレオ（登録商標）、又はドルビーサラウンド（
登録商標）方式が開示されている。

このドルビーステレオ方式は第６図に示すように、プレ
ーヤ４１から出力されたＲ及びＬチャンネル信号はそれ
ぞれ信号線４２．４３によって１・ルビーステレオデコ
ーダ４６に送られ、このデコーダ４６で更にＣチャンネ
ル信号４７及びＳチャンネル信号４８が作られ合計４チ
ヤンネルの信号となる。Ｃ及びＳチャンネルは、次の式
で示すようにＲ及びＬチャンネルを演算して作られる。

Ｃ＝Ｌ＋Ｒ５５＝Ｌ−Ｒ そして、４つの信号を比較し、レベルが大きい信号は大
きくし、レベルが小さい信号は更に小さくする。このよ
うにして、音の定位方向を強調させた４つの信号を、聴
取者の周囲に配置した４つのスピーカ４４，４５，４９
．５０で再生する。

このようにして、−平面内の様々な方向に音を定位させ
る。

（発明が解決しようとする課題） ドルビーステレオでは、音を定位できる方向は一平面内
に限られていた。

又、４チャンネル分の信号が得られるだけであり、スピ
ーカを５本以上使える場合でも、４チャンネル分以上の
定位方向の音声信号を供給できないので、これらのスピ
ーカを有効に使うことができなかった。

更に、この４本のスピーカを置く位置は部屋の条件や聴
取者の好み等により左右され必ずしも制作者の意図した
通りに置かれるとは限らない。従って、そのスピーカの
位置によっては十分定位効果が発揮できないことがあっ
た。又、制作者にとっては、トラックダウンの作業にお
いて２チヤンネルへのエンコードと、試聴による定位方
向の確認とを繰返すという試行錯誤が必要であった。

（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、本発明は、音の定位方向に
係る情報を入力する方向入力装置と、この入力された方
向信号と音声信号とをディジタル音声フォーマットにエ
ンコードするエンコーダと、このディジタル音声フォー
マット信号を記録する記録媒体と、この記録媒体に記録
されたディジタル音声フォーマット信号から方向信号と
音声信号とをデコードするデコーダと、この方向信号と
スピーカの設置位置係数とによりこの音声信号を演算す
る演算装置とにより構成した。

（作用） 音声信号に対応させてその音の定位方向に係る情報を方
向入力装置に入力する。次にエンコーダでこの方向入力
装置から出力される方向信号と前記音声信号とをディジ
タル音声フォーマットにエンコードする。このエンコー
ドされたディジタル音声フォーマット信号は、記録媒体
に記録される。

この記録媒体はデコーダで再び方向信号と音声信号にデ
コードされる。そしてこの音声信号は、演算装置で前記
方向信号とスピーカの設置位置で決る設置位置係数とに
よってスピーカ毎に演算され、各スピーカに供給される
。この結果そのスピーカ位置に最適な出力信号が得られ
、記録されている方向信号と一致した定位方向の音を再
生する。

（実施例） 第１図は、本発明に係る実施例の記録部の構成図、第２
図は、同再生部の構成図である。

第１図において、記録部１−は、Ｌ及びＲチャンネルの
音の方向を入力する入力レバー２．３と、この方向信号
をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤ変換器
４．５と、この方向信号がＬ及びＲチャンネル方向信号
線３１．３２を介して入ツｊされるエンコーダ６とによ
り構成される。更に、エンコーダ６には前記り及びＲチ
ャンネル音声信号がそれぞれ信号線３３．３４を介して
入力されている。入力レバー２．３は、前後、左右、」
二下いづれの方向にも音の定位の設定が可能な１ツバ−
で、入力レバー２でＬチャンネルの音の方向を、入力レ
バー３でＲチャンネルの音の方向をそれぞれ独自に設定
できる。勿論、入ツルバー２３を動かしながら音の方向
を入力することにより、音の方向を時間的に変化させる
こともできる。又、この設定はレバーでなく数値入力で
行なうようにしてもよい。このようにして方向信号と音
声信号は信号線３１，３２，３３．３４を介してエンコ
ーダ６に入力される。エンコーダ６は、予め設定されて
いるディジタル音声フォーマットに従って方向信号と音
声信号をエンコードする。ディジタル音声フォーマット
は、従来のアナログ音声信号と異なり、音声信号とは別
にサブコード等の付属的な情報を記録するエリアを加え
ることができる。

そこで、このサブコードのエリアに方向信号を記録する
。

このようにエンコードされたディジタル音声フォーマッ
ト信号は、信号線８５を介して記録媒体７に送られる。

この記録媒体７には、ビデオテープ、ビデオディスク、
オーディオテープ、オーディオディスク等がある。尚、
記録及び再生手段は従来の手段を用いるのでその説明を
省略する。又、このような記録媒体でなく放送電波等の
無線信号でこのディジタル音声フォーマット信号を送る
ようにしてもよい。

第２図において、再生部１０は前記記録媒体７の出力信
号を信号線３６を介して入力するデコーダ１１と、この
デコーダ１１の出力信号を演算してそれぞれのスピーカ
に出力する演算装置１２とにより構成される。

デコーダ１１は、前記ディジタル音声フォーマット信号
から前記り及びＲチャンネル方向信号と、前記し及びＲ
チャンネル音声信号を取り出し演算装置１２に送る。演
算装置１２は、この方向信号に従って音声信号を演算す
る。この演算は、それぞれのスピーカの設置位置に対し
最適な出力信号を各スピーカに供給し、方向信号と一致
した音の定位を実現するためのものであり、設置位置で
失る設置位置係数を予めスピーカ毎に設定（１、この係
数を基にして演算される。従って、スピーカの位置を変
えた時はこの係数を設定し直すだけで常に最適な定位方
向を得ることができる。

第３図は、スピーカと聴取者の配置例を示す図で、スピ
ーカを４隅に１台つつ設置した場合を示す。もちろん５
台以上でも同様に演算できる。又、説明を簡単にするた
めに一平面内における定位について説明するが三次元に
おける定位についても同様に演算できる。

これらのスピーカの中央に聴取者が位置している場合で
説明する。尚、方向を三次元の直交座標系で表すために
、Ｘ軸を聴取者の正面に、ｙ軸を聴取者の左に、Ｚ軸を
聴取者の上方にとる。

まず、この４隅のスピーカそれぞれの前記設置位置係数
を算出する。左」二のスピーカ２０を例に取ると、聴取
者から見たスピーカの単位方向ベクトルをＳｉとすると
、 Ｓ　ｉ＝　（ｘ、ｙ、ｚ） （ｒ２／２．ｒ２／２．Ｏ） で表される。この数値は第２図の外部に接続した方向ベ
クトル入力用キーボード２９で入力し、この入力した数
値は方向ベクトルメモリ１３に書込まれる。スピーカの
単位方向ベクトルは、キーボードの代りにレバーで入力
してもよい。

第４図は、前記入力レバー２．３の設定例を示す図であ
り、Ｌチャンネルは前方方向に、Ｒチャンネルは後方方
向に定位方向が設定されている。

Ｌチャンネルの方向ベクトルをＤＬ、’ＲＲチヤンネル
方向ベクトルをＤＲとすると、 Ｄ、、＝　（１，０，０） Ｄ、＝　（−１，Ｏ，Ｏ） となる。このＬ及びＲチャンネル方向信号は第２図の前
記デコーダ１１で取り出され係数算出器１４に送られる
。係数算出器１４では、それぞれのスピーカについて算
出した前記設置位置係数を一つづつ前記方向ベクトルメ
モリ１３より取り出し、この設置位置係数とＬ及びＲチ
ャンネル方向信号の乗算をそれぞれのスピーカについて
行う。

即ち、第３図において、スピーカ２０のＬチャンネル方
向信号成分を２ＯＬ、Ｒチャンネル方向信号成分を２Ｏ
Ｒどすると、 ２　ＯＬ　＝　Ｓ　ｉ−Ｄ　Ｌ　＝　ｆ　２　／　２　
＋　Ｏ＋　０＝ｆ２／２ ２０Ｒ−３ｉ’ＤＲ”　　ｒ２／２十〇十〇＝−「２／
２ となる。但し、「・」はベク）・ルの内積を表す。

この場合、ベクトルが負の数になる時は、全て０にする
。即ち、２ＯＲ＝Ｏにする。これは後方の音が前方のス
ピーカから出力されないようにして定位方向をより明確
にするためである。同様に、前方の音は後方のスピーカ
から出力されないように全て０にする。このようにして
スピーカ２１２２．２３についてもし及びＲチャンネル
方向信号成分を算出すると、２１Ｌ＝ｒ２／２．２１　
Ｒ＝０．２２Ｌ＝０，２２Ｒ＝ｒ２／２．２３Ｌ＝０．
２３Ｒ＝ｖ＝２／２となる。

このようにしてそれぞれのスピーカについてのＬ及びＲ
チャンネルの方向信号成分が算出されると、この方向信
号成分と対応する前記り及びＲチャンネル音声信号は、
第２図の出力算出器１５゜１６　１７　１８で演算され
、それぞれのスピーカ２０，２１，２２．２３について
の出力信号が得られる。これらの出力信号は、方向信号
を加味した音声信号になっている。

即ち、出力算出器１５にて、スピーカ２０の出力信号＝
２０ＬＸＬｉｎ＋２０ＲＸＲｉｎ＝ｆ２／２Ｌｉｎと演
算される。（１、ｉｎ及びＲｉｎは、Ｌチャンネル及び
Ｒチャンネル音声信号）同様にして、出力算出器１６に
て、スピーカ２１の信号出力＝ｆ　２　／　２　Ｌ　ｉ
ｎ、出力算出器１７にて、スピーカ２２の信号出力＝ｒ
２／２Ｒｉｎ。

出力算出器１８にて、スピーカ２３の信号出力ｒ２／２
Ｒｉｎと演算される。

このようにそれぞれのスピーカについての方向信号成分
と音声信号とを乗算することにより、それぞれのスピー
カに対して、方向信号に一致した音の定位を実現する音
声信号を算出し供給することができる。従って、スピー
カの配置を変えたり、スピーカの数を増減した場合はそ
れぞれのスピーカの方向ベクトルをその配置場所に応じ
て設定し直すだけで最適な定位方向を得ることができる
。

又、定位方向を三次元ベクトルとして入力できるので、
スピーカを−に下方向にも設置すれば、垂直方向の音の
動きも再生できる。

又、信号を記録する媒体が、アナログ音声信号とディジ
タル音声信号の両方を備えている場合は、アナログ音声
信号に従来のドルビーステレオの音声信号を記録し、デ
ィジタル音声信号に本発明による定位可変音響信号を記
録することができる。

このようにすれば、ドルビーステレオによる再生と、本
発明による再生の両方に対応することができる。

本発明の実施例として、音響機器の場合を挙げたが、も
ちろん映像機器と組合せて実施することができ、映像機
器と組合せた場合に本発明に係る音の定位可変効果がよ
り一層発揮されることは云うまでもない。

（発明の効果） このように本発明によれば、音響信号の記録時には音の
定位方向を任意に設定でき、媒体としては汎用性あるデ
ィジタル音声フォーマットを用いることができ、且つ、
音響信号の再生時にはスピーカの数及び設置位置を変え
ても常に最適な定位方向を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る実施例の記録部の構成図、第２
図は、同実施例の再生部の構成図、第３図は、同実施例
のスピーカと聴取者の配置例を示す図、第４図は、同実
施例の入力レバーの設定例を示す図、第５図は、従来の
音響システムを示す図、第６図は、ドルビーステレオ方
式を示す図である。 ２．３・・・入力レバー、６・・・エンコーダ、７・・
・記録媒体、１１・・・デコーダ、１２・・・演算装置
、工３・・・方向ベクトルメモリ、１４・・・係数算出
器、１５１６　１７．１８・出力算出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　音の定位方向に係る情報を入力する方向入力装置と、
   この方向入力装置により入力された方向信号と音声信号
   とをディジタル音声フォーマットにエンコードするエン
   コーダと、このエンコードしたディジタル音声フォーマ
   ット信号を記録する記録媒体と、この記録媒体に記録さ
   れたディジタル音声フォーマット信号から前記方向信号
   と前記音声信号とをデコードするデコーダと、前記方向
   信号とスピーカの設置位置係数とにより前記音声信号を
   演算する演算装置とにより構成されることを特徴とする
   定位可変音響信号記録再生装置。