JPH06250678A - 音場再生方法 - Google Patents
音場再生方法Info
- Publication number
- JPH06250678A JPH06250678A JP5031889A JP3188993A JPH06250678A JP H06250678 A JPH06250678 A JP H06250678A JP 5031889 A JP5031889 A JP 5031889A JP 3188993 A JP3188993 A JP 3188993A JP H06250678 A JPH06250678 A JP H06250678A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound field
- microphones
- listener
- microphone
- sound
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Stereophonic Arrangements (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耳に小形マイクロホンを挿入することなく、
少ないスピーカで原音場と同一の音響事象を受聴者に提
供することを可能とする。 【構成】 原音場1内のダミーヘッド3の両耳の周辺に
おいて四面体の各頂点にマイクロホン41 〜48 を配
し、その各マイクロホン41 〜48 の出力を、1入力9
出力FIRフイルタ51 〜58 へ供給する。再生音場6
内の受聴者8の両耳の周辺に、マイクロホン41 〜
48 、ダミーヘッド3との相対位置と同一関係でマイク
ロホン91 〜98 を配し、フイルタ51 〜58 の各9つ
の出力をそれぞれ再生音場6のスピーカ71 〜79 へ供
給し、マイクロホン91 〜98 の出力と対応するマイク
ロホン41 〜48 の出力とが一致するようにフイルタ係
数を設定する。
少ないスピーカで原音場と同一の音響事象を受聴者に提
供することを可能とする。 【構成】 原音場1内のダミーヘッド3の両耳の周辺に
おいて四面体の各頂点にマイクロホン41 〜48 を配
し、その各マイクロホン41 〜48 の出力を、1入力9
出力FIRフイルタ51 〜58 へ供給する。再生音場6
内の受聴者8の両耳の周辺に、マイクロホン41 〜
48 、ダミーヘッド3との相対位置と同一関係でマイク
ロホン91 〜98 を配し、フイルタ51 〜58 の各9つ
の出力をそれぞれ再生音場6のスピーカ71 〜79 へ供
給し、マイクロホン91 〜98 の出力と対応するマイク
ロホン41 〜48 の出力とが一致するようにフイルタ係
数を設定する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この音声,音楽などの音響信号を
原音場で受聴者が感じる音響事象を精度よく、原音場と
離れた場所でスピーカにより再現する音場再生方法に関
する。
原音場で受聴者が感じる音響事象を精度よく、原音場と
離れた場所でスピーカにより再現する音場再生方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】このような音場再生方法は、 (1)トランスオーラル再生法 (2)多音源再生法 に大別される。トランスオーラル再生法は、受聴者の耳
入力信号を、原音場に於ける耳入力信号に一致させる事
により、受聴者に原音場と同じ音響事象を感じさせる再
生法である。この手法の特徴は、2〜3個程度の少数ス
ピーカでも上記効果が達成出来る点にある。しかしなが
ら、原理上、受聴者の鼓膜面上音圧、或いはこれに等価
な受聴者外耳道入口音圧が必要とされるため、次の様な
制約があった。
入力信号を、原音場に於ける耳入力信号に一致させる事
により、受聴者に原音場と同じ音響事象を感じさせる再
生法である。この手法の特徴は、2〜3個程度の少数ス
ピーカでも上記効果が達成出来る点にある。しかしなが
ら、原理上、受聴者の鼓膜面上音圧、或いはこれに等価
な受聴者外耳道入口音圧が必要とされるため、次の様な
制約があった。
【0003】(a)受聴者へ原音場音響事象を連続して
提示する為には、受聴者頭部の回転等による鼓膜面上音
圧の変化に応じて耳入力信号を制御しなければならない
が、この為には受聴者両耳に小形マイクロホンを装着・
挿入して上記音圧変化を観測する必要がある。 (b)上記小形マイクロホンを使用しない場合には、再
生中、頭部固定等受聴者に拘束された無理な姿勢を強い
る必要がある。
提示する為には、受聴者頭部の回転等による鼓膜面上音
圧の変化に応じて耳入力信号を制御しなければならない
が、この為には受聴者両耳に小形マイクロホンを装着・
挿入して上記音圧変化を観測する必要がある。 (b)上記小形マイクロホンを使用しない場合には、再
生中、頭部固定等受聴者に拘束された無理な姿勢を強い
る必要がある。
【0004】前記(2)の多音源再生法は、更に、二つ
に分けられる。その1つは、(2−1)受聴者周囲に多
数のスピーカを設置し、振幅及び受聴者への到達時間の
異なる音信号をこれらスピーカから放射する事により、
原音場の反射音構造を再現する手法であり、他の一つ
は、(2−2)多数スピーカから放射される音信号の振
幅・位相差(時間差)を調節して、受聴者周囲に音響的
な虚像を生成する事により、あたかもその虚像から音波
が放射されているかのような音響事象を受聴者に提示す
る方法である。
に分けられる。その1つは、(2−1)受聴者周囲に多
数のスピーカを設置し、振幅及び受聴者への到達時間の
異なる音信号をこれらスピーカから放射する事により、
原音場の反射音構造を再現する手法であり、他の一つ
は、(2−2)多数スピーカから放射される音信号の振
幅・位相差(時間差)を調節して、受聴者周囲に音響的
な虚像を生成する事により、あたかもその虚像から音波
が放射されているかのような音響事象を受聴者に提示す
る方法である。
【0005】これら多音源再生法では、トランスオーラ
ル再生法に見られた上記制限(a),(b)は解消され
ている。しかしながら、受聴者に高精度の原音場音響事
象を提示するためには (c)数百に及ぶスピーカが必要となる。 (d)再生空間を、無響室の様に高度な吸音処理を施さ
れた室内に限る必要がある。 等の原理上避け得ない問題があった。
ル再生法に見られた上記制限(a),(b)は解消され
ている。しかしながら、受聴者に高精度の原音場音響事
象を提示するためには (c)数百に及ぶスピーカが必要となる。 (d)再生空間を、無響室の様に高度な吸音処理を施さ
れた室内に限る必要がある。 等の原理上避け得ない問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、比
較的少数(十数個以下)のスピーカを用いた音信号再生
により、吸音処置の施されていない室内においても、受
聴者両耳に小形マイクロホンを装着・挿入する事なく、
受聴者に原音場と同じ音響事象を提示する音場再生方法
を提供することにある。
較的少数(十数個以下)のスピーカを用いた音信号再生
により、吸音処置の施されていない室内においても、受
聴者両耳に小形マイクロホンを装着・挿入する事なく、
受聴者に原音場と同じ音響事象を提示する音場再生方法
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明においては再生
音場における受聴者頭部周辺の両側にそれぞれ、少くと
も三つの第1マイクロホンを配し、これら第1マイクロ
ホンの相対位置と同一の相対位置で同数の第2マイクロ
ホンを原音場に配し、これら第2マイクロホンの各出力
をそれぞれこれと同数の1入力n出力(nは第1マイク
ロホンの数以上の整数)フイルタへ供給し、これら各フ
イルタのn個の出力を、再生音場に配したn個のスピー
カへ合成供給し、第1マイクロホンの各出力が、これと
対応する位置の第2マイクロホンの出力とそれぞれ等し
くなるように、各フイルタのフイルタ係数を設定する。
音場における受聴者頭部周辺の両側にそれぞれ、少くと
も三つの第1マイクロホンを配し、これら第1マイクロ
ホンの相対位置と同一の相対位置で同数の第2マイクロ
ホンを原音場に配し、これら第2マイクロホンの各出力
をそれぞれこれと同数の1入力n出力(nは第1マイク
ロホンの数以上の整数)フイルタへ供給し、これら各フ
イルタのn個の出力を、再生音場に配したn個のスピー
カへ合成供給し、第1マイクロホンの各出力が、これと
対応する位置の第2マイクロホンの出力とそれぞれ等し
くなるように、各フイルタのフイルタ係数を設定する。
【0008】
【実施例】この発明の実施例を図1に示す。原音場1内
の音源2から放射された音信号は、受聴者頭部に良く似
た音響特性を持つダミーヘッド3の両耳各々を取り囲む
四面体の各頂点に配置されたマイクロホン41 、42 、
…、48 によって受音される。各マイクロホン41 、4
2 、…、48 の出力信号はそれぞれ1入力9出力のフイ
ルタ51 、52 、…、58 へ供給される。各フイルタ5
i (i=1,2,…,8)は例えば入力を共通とする9
個のFIRフイルタにより構成され、各フイルタ5i の
9つの出力はそれぞれ再生音場6内に配置されたスピー
カ71 、72、…、78 に供給され、これらスピーカよ
り再生音場6内へ放射される。ダミーヘッド3とマイク
ロホン41 、42 、…、48 相互の位置関係に等しくな
るように再生音場6に配置された受聴者8の両耳周辺の
マイクロホン91 、92 、…、98 でスピーカ71 、7
2 、…、79 からの音響信号が受音される。フイルタ設
定器10により、マイクロホン41 、42 、…、48 の
出力信号とそれぞれ対応する位置のマイクロホン91 、
92 、…、98 の出力信号とが等しくなるように各フイ
ルタ51 、52 、…、58 のフイルタ係数を算出し、こ
れらの係数をそのフイルタ51 、52 、…、58 に設定
する。このフイルタ係数の計算は、例えば、特願昭60
−53886号に記載されている逐次演算法を用いて行
えばよい。
の音源2から放射された音信号は、受聴者頭部に良く似
た音響特性を持つダミーヘッド3の両耳各々を取り囲む
四面体の各頂点に配置されたマイクロホン41 、42 、
…、48 によって受音される。各マイクロホン41 、4
2 、…、48 の出力信号はそれぞれ1入力9出力のフイ
ルタ51 、52 、…、58 へ供給される。各フイルタ5
i (i=1,2,…,8)は例えば入力を共通とする9
個のFIRフイルタにより構成され、各フイルタ5i の
9つの出力はそれぞれ再生音場6内に配置されたスピー
カ71 、72、…、78 に供給され、これらスピーカよ
り再生音場6内へ放射される。ダミーヘッド3とマイク
ロホン41 、42 、…、48 相互の位置関係に等しくな
るように再生音場6に配置された受聴者8の両耳周辺の
マイクロホン91 、92 、…、98 でスピーカ71 、7
2 、…、79 からの音響信号が受音される。フイルタ設
定器10により、マイクロホン41 、42 、…、48 の
出力信号とそれぞれ対応する位置のマイクロホン91 、
92 、…、98 の出力信号とが等しくなるように各フイ
ルタ51 、52 、…、58 のフイルタ係数を算出し、こ
れらの係数をそのフイルタ51 、52 、…、58 に設定
する。このフイルタ係数の計算は、例えば、特願昭60
−53886号に記載されている逐次演算法を用いて行
えばよい。
【0009】この様にすれば、再生音場6内に居る受聴
者8の両耳周辺の音圧分布・音圧傾度に応じて形成され
る音波面は、原音場1に存するダミーヘッド3の両耳周
辺に形成される音波面を良く近似するものとなる。その
結果、再生音場6内の受聴者8に対して、原音場1に居
るかのような音響事象を提示する事が出来る。いま各マ
イクロホン9i (i=1,2,…4の各位置に)は波数
にしてkc の中心周波数をもつ音響信号xi が生成され
ているものとする。これらマイクロホン9i により囲ま
れた領域内の点PA で観測される信号は次のように表わ
される。
者8の両耳周辺の音圧分布・音圧傾度に応じて形成され
る音波面は、原音場1に存するダミーヘッド3の両耳周
辺に形成される音波面を良く近似するものとなる。その
結果、再生音場6内の受聴者8に対して、原音場1に居
るかのような音響事象を提示する事が出来る。いま各マ
イクロホン9i (i=1,2,…4の各位置に)は波数
にしてkc の中心周波数をもつ音響信号xi が生成され
ているものとする。これらマイクロホン9i により囲ま
れた領域内の点PA で観測される信号は次のように表わ
される。
【0010】 xA =Σi ai xi +rA (1) rA は雑音でxi rA の時間平均はゼロであり、ai は
|rA |2 の時間平均を最小化する線形予測係数であ
る。マイクロホン9i の周辺音場の拡散性を仮定する
と、信号xA の音響パワーは次のように計算される。
|rA |2 の時間平均を最小化する線形予測係数であ
る。マイクロホン9i の周辺音場の拡散性を仮定する
と、信号xA の音響パワーは次のように計算される。
【0011】|xA |2 m =Σi Σj ai aj xi xj
+|rA |2 m |rA |2 m =(1−Σi ai ρi )Σi |xi |2 m
/N |xi |2 m の添字のmは|xi |2 の時間平均を示
し、ρi はマイクロホン9 i と点PA との間の距離をd
i とする時、 ρi =sin(kc di )/(kc di ) で表わされる二点間相関係数、Nはマイクロホンの数、
この例ではN=4である。マイクロホン9i により囲ま
れた領域内の2点PA ,PB 間の音響パワーの比|xA
|2 m /|xB |2 m (音圧傾度)はマイクロホン
9i ,9j の個所に生成される信号xi ,xj のレベル
差及び位相差(時間差)を調節することにより制御でき
る。また|xA |2 m の式からマイクロホン9i で囲ま
れた領域内の音圧分布をマイクロホン9i の個所に生成
される信号xi を調節することにより制御できる。この
ようにΣi |xi |2 m が一定という条件下で信号
xi ,xj を調整することにより、PA ,PB における
雑音レベルを変えることなく二点間の音響パワー比(音
圧傾度)、と音圧分布とを制御できる。
+|rA |2 m |rA |2 m =(1−Σi ai ρi )Σi |xi |2 m
/N |xi |2 m の添字のmは|xi |2 の時間平均を示
し、ρi はマイクロホン9 i と点PA との間の距離をd
i とする時、 ρi =sin(kc di )/(kc di ) で表わされる二点間相関係数、Nはマイクロホンの数、
この例ではN=4である。マイクロホン9i により囲ま
れた領域内の2点PA ,PB 間の音響パワーの比|xA
|2 m /|xB |2 m (音圧傾度)はマイクロホン
9i ,9j の個所に生成される信号xi ,xj のレベル
差及び位相差(時間差)を調節することにより制御でき
る。また|xA |2 m の式からマイクロホン9i で囲ま
れた領域内の音圧分布をマイクロホン9i の個所に生成
される信号xi を調節することにより制御できる。この
ようにΣi |xi |2 m が一定という条件下で信号
xi ,xj を調整することにより、PA ,PB における
雑音レベルを変えることなく二点間の音響パワー比(音
圧傾度)、と音圧分布とを制御できる。
【0012】つまりマイクロホン9i で囲まれた領域の
任意の個所の音圧分布及び音圧傾度をスピーカ71 〜7
9 よりの音響信号を制御することにより制御でき、同様
にマイクロホン95 〜98 により囲まれた領域内の任意
の個所の音圧分布及び音圧傾度を、スピーカ71 〜79
よりの音響信号を制御することにより制御することがで
きる。このことから、再生音場内の受聴者8の両耳が、
マイクロホン91 〜9 4 と95 〜98 とがそれぞれ囲う
領域内に位置させることにより両耳内の音場を原音場の
対応する部分の音場と同一に制御できることが理解され
る。
任意の個所の音圧分布及び音圧傾度をスピーカ71 〜7
9 よりの音響信号を制御することにより制御でき、同様
にマイクロホン95 〜98 により囲まれた領域内の任意
の個所の音圧分布及び音圧傾度を、スピーカ71 〜79
よりの音響信号を制御することにより制御することがで
きる。このことから、再生音場内の受聴者8の両耳が、
マイクロホン91 〜9 4 と95 〜98 とがそれぞれ囲う
領域内に位置させることにより両耳内の音場を原音場の
対応する部分の音場と同一に制御できることが理解され
る。
【0013】再生音場6に十分な吸音処置が施されてい
る場合には、フイルタ及び再生音場6内のスピーカは受
聴者8の両耳周辺に配されたマイクロホンと同数でも上
記と同様の効果が得られる。また、受聴者8の周囲に生
成される音波面を、ダミーヘッド3の周囲に形成される
音波面へ更に近付ける為には、ダミーヘッド3及び受聴
者8周辺のマイクロホン数を増やせば良い。また上述に
おいてフイルタ51 〜58 はDSP(デジタルシグナル
プロセッサ)のチップで構成してもよく、その場合その
チップ数はマイクロホン41 〜48 の数とは必ずしも一
致しない。また場合によっては1つのディジタルフイル
タの1つのマイクロホンの出力が供給され、これより複
数の出力が取出されることもあり、要は前記例ではマイ
クロホン41 〜48 の各1つの出力を入力し、その1つ
の入力に対し、9つのスピーカ7 1 〜79 への9つの出
力を各別に制御して出力することができるものであれば
よい。また左右方向のステレオ音場が再生できればよい
場合は受聴者の両耳を含む水平面内で各耳の周辺にそれ
ぞれ最小3個のマイクロホンを設ければよい。この場合
も各耳の入口又はその内部がその3つのマイクロホンで
囲まれた水平面内に位置するようにするとよい。
る場合には、フイルタ及び再生音場6内のスピーカは受
聴者8の両耳周辺に配されたマイクロホンと同数でも上
記と同様の効果が得られる。また、受聴者8の周囲に生
成される音波面を、ダミーヘッド3の周囲に形成される
音波面へ更に近付ける為には、ダミーヘッド3及び受聴
者8周辺のマイクロホン数を増やせば良い。また上述に
おいてフイルタ51 〜58 はDSP(デジタルシグナル
プロセッサ)のチップで構成してもよく、その場合その
チップ数はマイクロホン41 〜48 の数とは必ずしも一
致しない。また場合によっては1つのディジタルフイル
タの1つのマイクロホンの出力が供給され、これより複
数の出力が取出されることもあり、要は前記例ではマイ
クロホン41 〜48 の各1つの出力を入力し、その1つ
の入力に対し、9つのスピーカ7 1 〜79 への9つの出
力を各別に制御して出力することができるものであれば
よい。また左右方向のステレオ音場が再生できればよい
場合は受聴者の両耳を含む水平面内で各耳の周辺にそれ
ぞれ最小3個のマイクロホンを設ければよい。この場合
も各耳の入口又はその内部がその3つのマイクロホンで
囲まれた水平面内に位置するようにするとよい。
【0014】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明の音場再生方
法を用いれば、耳にマイクロホンを挿入することなく、
比較的少数のスピーカを用いた音信号再生により、任意
の残響特性を持つ再生空間に於て受聴者頭部(或いは両
耳)周辺に原音場の音波面を良く近似した音波面が生成
され、その結果、あたかも原音場に居るかの様な音響事
象を受聴者に提示する事が出来る。
法を用いれば、耳にマイクロホンを挿入することなく、
比較的少数のスピーカを用いた音信号再生により、任意
の残響特性を持つ再生空間に於て受聴者頭部(或いは両
耳)周辺に原音場の音波面を良く近似した音波面が生成
され、その結果、あたかも原音場に居るかの様な音響事
象を受聴者に提示する事が出来る。
【図1】この発明の実施例を示すブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // E04B 1/99 Z 7521−2E
Claims (1)
- 【請求項1】 再生音場における受聴者頭部周辺の両側
にそれぞれ少くとも三つの第1マイクロホンを配置し、 これら第1マイクロホンの相対位置と同一の相対位置で
同数の第2マイクロホンを原音場に配置し、 これら第2マイクロホンの各出力をそれぞれ同数の1入
力n出力(nは第1マイクロホンの数以上の整数)フイ
ルタへ供給し、 これら各フイルタのn個の出力を、上記再生音場に配置
されたn個のスピーカへ合成供給し、 上記第1マイクロホンの各出力が、これと対応する位置
の上記第2マイクロホンの出力とそれぞれ等しくなるよ
うに上記各フイルタのフイルタ係数を設定して原音場を
再生する音場再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031889A JPH06250678A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 音場再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031889A JPH06250678A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 音場再生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06250678A true JPH06250678A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12343605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5031889A Pending JPH06250678A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 音場再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06250678A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005198251A (ja) * | 2003-12-29 | 2005-07-21 | Korea Electronics Telecommun | 球体を用いた3次元オーディオ信号処理システム及びその方法 |
-
1993
- 1993-02-22 JP JP5031889A patent/JPH06250678A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005198251A (ja) * | 2003-12-29 | 2005-07-21 | Korea Electronics Telecommun | 球体を用いた3次元オーディオ信号処理システム及びその方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5764777A (en) | Four dimensional acoustical audio system | |
| US5073936A (en) | Stereophonic microphone system | |
| EP0880871B1 (en) | Sound recording and reproduction systems | |
| JP4584416B2 (ja) | 位置調節が可能な仮想音像を利用したスピーカ再生用多チャンネルオーディオ再生装置及びその方法 | |
| JP5533248B2 (ja) | 音声信号処理装置および音声信号処理方法 | |
| US5546465A (en) | Audio playback apparatus and method | |
| JP4597275B2 (ja) | 音源をスピーカへ投射する方法及び装置 | |
| US7068800B2 (en) | Speaker apparatus | |
| EP2368375B1 (en) | Converter and method for converting an audio signal | |
| Zotter et al. | A beamformer to play with wall reflections: The icosahedral loudspeaker | |
| CN113170271A (zh) | 用于处理立体声信号的方法和装置 | |
| JP2008543143A (ja) | 音響変換器のアセンブリ、システムおよび方法 | |
| US20240163624A1 (en) | Information processing device, information processing method, and program | |
| JPH03169200A (ja) | テレビ受信機 | |
| JP2731751B2 (ja) | ヘッドホン装置 | |
| US20190246230A1 (en) | Virtual localization of sound | |
| Jot et al. | Binaural concert hall simulation in real time | |
| JP3374425B2 (ja) | 音響装置 | |
| JPH06250678A (ja) | 音場再生方法 | |
| Omoto et al. | Hypotheses for constructing a precise, straightforward, robust and versatile sound field reproduction system | |
| JP3369200B2 (ja) | 多チャンネルステレオ再生方式 | |
| Griesinger | Accurate reproduction of binaural recordings through individual headphone equalization and time domain crosstalk cancellation | |
| Glasgal | Improving 5.1 and Stereophonic Mastering/Monitoring by Using Ambiophonic Techniques | |
| KR20030022332A (ko) | 스테레오 시스템을 위한 좌측 조절된 및 우측 조절된오디오 신호를 발생시키는 방법 | |
| JPH05115098A (ja) | 立体音場合成方法 |