JPH07222297A - 音場再生装置 - Google Patents
音場再生装置Info
- Publication number
- JPH07222297A JPH07222297A JP6032993A JP3299394A JPH07222297A JP H07222297 A JPH07222297 A JP H07222297A JP 6032993 A JP6032993 A JP 6032993A JP 3299394 A JP3299394 A JP 3299394A JP H07222297 A JPH07222297 A JP H07222297A
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- JP
- Japan
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- sound
- signal
- input
- sound image
- signal processing
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- Pending
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- Stereophonic System (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 2チャンネルスピーカやヘッドホンを用いて
あらゆる方向の自然な距離感や広がり感を得られるよう
な音像再生装置を提供すること。 【構成】 オーディオ信号をA/D変換器2によってデ
ジタル信号として信号処理手段3に出力する。信号処理
手段3は入力信号の直接音の音源発生方向に定位させる
直接音音像定位手段と、複数の反射方向に定位させる反
射音音像定位手段を設けている。そして音場に応じてこ
れらのパラメータを制御して所望の音像となるように制
御している。これらの音像定位手段の左右の信号を夫々
加算器によって加算して、スピーカ6−1,6−2から
出力するようにしている。
あらゆる方向の自然な距離感や広がり感を得られるよう
な音像再生装置を提供すること。 【構成】 オーディオ信号をA/D変換器2によってデ
ジタル信号として信号処理手段3に出力する。信号処理
手段3は入力信号の直接音の音源発生方向に定位させる
直接音音像定位手段と、複数の反射方向に定位させる反
射音音像定位手段を設けている。そして音場に応じてこ
れらのパラメータを制御して所望の音像となるように制
御している。これらの音像定位手段の左右の信号を夫々
加算器によって加算して、スピーカ6−1,6−2から
出力するようにしている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、AV(オーディオ、ビ
ジュアル)機器において、臨場感のある音響再生を行う
ために音像距離感・音場広がり感を制御する音場再生装
置に関するものである。
ジュアル)機器において、臨場感のある音響再生を行う
ために音像距離感・音場広がり感を制御する音場再生装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、映像・音響分野においてはVTR
の普及により映画を家庭で楽しむために大画面及び臨場
感のある音響再生が望まれ、これに対応するハードウェ
アの開発が望まれている。特にVTRの映画ソフトの音
響では、映画館で行われているように、側方又は後方
(あるいはこれらを組み合わせたもの)にスピーカを配
置して再生を行うドルビー・サラウンド方式が普及して
いる。
の普及により映画を家庭で楽しむために大画面及び臨場
感のある音響再生が望まれ、これに対応するハードウェ
アの開発が望まれている。特にVTRの映画ソフトの音
響では、映画館で行われているように、側方又は後方
(あるいはこれらを組み合わせたもの)にスピーカを配
置して再生を行うドルビー・サラウンド方式が普及して
いる。
【0003】又これとは別に家庭用TVセットなどを対
象として、実際にはスピーカを側方や後方に置かなくて
も側方や後方から音が聞こえてくるようにするための音
場信号再生装置が開発されている。又音場再生におい
て、距離感や広がり感をインタラクティブに制御する開
発も行われている。
象として、実際にはスピーカを側方や後方に置かなくて
も側方や後方から音が聞こえてくるようにするための音
場信号再生装置が開発されている。又音場再生におい
て、距離感や広がり感をインタラクティブに制御する開
発も行われている。
【0004】図8は従来の距離感制御を行う音場再生装
置の一例を示すブロック図である。本図において信号入
力手段101はオーディオ信号を入力する入力手段であ
って、その出力はゲインコントローラ102を介してア
ンプ103a,103bに入力される。ゲインコントロ
ーラ102には受聴者の距離感を制御するための距離入
力手段104が接続され、2チャンネルの信号レベルを
距離に応じて変化させるものである。そしてアンプ10
3a,103bの出力はスピーカ105a,105bに
接続されている。
置の一例を示すブロック図である。本図において信号入
力手段101はオーディオ信号を入力する入力手段であ
って、その出力はゲインコントローラ102を介してア
ンプ103a,103bに入力される。ゲインコントロ
ーラ102には受聴者の距離感を制御するための距離入
力手段104が接続され、2チャンネルの信号レベルを
距離に応じて変化させるものである。そしてアンプ10
3a,103bの出力はスピーカ105a,105bに
接続されている。
【0005】このように構成された従来の従来の音場再
生装置について説明する。信号入力手段101により入
力された信号は、距離入力手段104で入力された距離
に応じた大きさの音量でスピーカ105a,105bか
ら再生するよう、ゲインコントローラ102のレベルを
制御する。一般に音量レベルが大きくなると距離は近く
感じ、音量が小さくなると距離は遠くに感じる。ゲイン
コントローラ102はこのような制御を行い、受聴者の
距離感を制御する。ゲインコントローラ102により大
きさをコントロールされた信号は、アンプ103a,1
03bにより増幅され、スピーカ105a,105bに
より再生される。以上のような処理を行うことにより、
音の距離を制御することが可能となる。
生装置について説明する。信号入力手段101により入
力された信号は、距離入力手段104で入力された距離
に応じた大きさの音量でスピーカ105a,105bか
ら再生するよう、ゲインコントローラ102のレベルを
制御する。一般に音量レベルが大きくなると距離は近く
感じ、音量が小さくなると距離は遠くに感じる。ゲイン
コントローラ102はこのような制御を行い、受聴者の
距離感を制御する。ゲインコントローラ102により大
きさをコントロールされた信号は、アンプ103a,1
03bにより増幅され、スピーカ105a,105bに
より再生される。以上のような処理を行うことにより、
音の距離を制御することが可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成で所定の位置で再生音を聴いても、直接音のみ
で制御するため、実際の距離感とは違和感があり、又、
横や後ろ方向の距離感を実現することができなかった。
うな構成で所定の位置で再生音を聴いても、直接音のみ
で制御するため、実際の距離感とは違和感があり、又、
横や後ろ方向の距離感を実現することができなかった。
【0007】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、あらゆる方向の自然な距離感や広がり感が得られる
ような、音場再生装置を提供することを目的とするもの
である。
し、あらゆる方向の自然な距離感や広がり感が得られる
ような、音場再生装置を提供することを目的とするもの
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、入力されるオーディオ信号をデジタル信号に変換す
るA/D変換器と、A/D変換器により変換されたデジ
タル信号が入力され、受聴者と音像の位置及び距離に応
じた音響信号となるように信号処理を行う信号処理手段
と、受聴者と音像の位置を入力する入力手段と、入力手
段により入力された内容に応じた特性が得られるように
信号処理手段で信号処理を行うためのパラメータを制御
するパラメータ制御手段と、信号処理手段より出力され
る信号をアナログ信号に変換するD/A変換器と、D/
A変換器の出力を増幅するアンプと、アンプの出力を再
生するスピーカと、を具備することを特徴とするもので
ある。
は、入力されるオーディオ信号をデジタル信号に変換す
るA/D変換器と、A/D変換器により変換されたデジ
タル信号が入力され、受聴者と音像の位置及び距離に応
じた音響信号となるように信号処理を行う信号処理手段
と、受聴者と音像の位置を入力する入力手段と、入力手
段により入力された内容に応じた特性が得られるように
信号処理手段で信号処理を行うためのパラメータを制御
するパラメータ制御手段と、信号処理手段より出力され
る信号をアナログ信号に変換するD/A変換器と、D/
A変換器の出力を増幅するアンプと、アンプの出力を再
生するスピーカと、を具備することを特徴とするもので
ある。
【0009】本願の請求項2の発明では、信号処理手段
は、入力信号を反射音の反射時間に応じて遅延させる遅
延器と、受聴者から直接音の音源発生方向に入力信号の
音像を定位させる直接音音像定位手段と、遅延器からの
信号が入力され、反射音の音像をその発生方向に定位さ
せる反射音音像定位手段と、直接音音像定位手段及び反
射音音像定位手段からの信号を加算する加算器と、を具
備することを特徴とするものである。
は、入力信号を反射音の反射時間に応じて遅延させる遅
延器と、受聴者から直接音の音源発生方向に入力信号の
音像を定位させる直接音音像定位手段と、遅延器からの
信号が入力され、反射音の音像をその発生方向に定位さ
せる反射音音像定位手段と、直接音音像定位手段及び反
射音音像定位手段からの信号を加算する加算器と、を具
備することを特徴とするものである。
【0010】本願の請求項3の発明では、入力手段は音
場の広がりを同時に入力するものであり、信号処理手段
は、加算器より得られる加算信号に入力手段より得られ
る音場の広さに対応した残響音を加える残響作成手段
と、を具備することを特徴とするものである。
場の広がりを同時に入力するものであり、信号処理手段
は、加算器より得られる加算信号に入力手段より得られ
る音場の広さに対応した残響音を加える残響作成手段
と、を具備することを特徴とするものである。
【0011】本願の請求項4の発明では、信号処理手段
は、直接音音像定位手段及び反射音音像定位手段の出力
の周波数特性を可変する周波数特性制御手段を具備する
ことを特徴とするものである。
は、直接音音像定位手段及び反射音音像定位手段の出力
の周波数特性を可変する周波数特性制御手段を具備する
ことを特徴とするものである。
【0012】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項1の発明
によれば、入力手段によって受聴者と音像の位置や距離
を入力している。そしてオーディオ信号はA/D変換器
によってデジタル信号に変換され、信号処理手段に入力
される。パラメータ制御手段は入力手段によって入力さ
れた内容に応じた特性が得られるようにパラメータが設
定されており、入力された音場に対応した音響信号が信
号処理手段より出力される。この信号はD/A変換器に
よってアナログ信号に変換され、アンプを介してスピー
カより音響信号として出力される。
によれば、入力手段によって受聴者と音像の位置や距離
を入力している。そしてオーディオ信号はA/D変換器
によってデジタル信号に変換され、信号処理手段に入力
される。パラメータ制御手段は入力手段によって入力さ
れた内容に応じた特性が得られるようにパラメータが設
定されており、入力された音場に対応した音響信号が信
号処理手段より出力される。この信号はD/A変換器に
よってアナログ信号に変換され、アンプを介してスピー
カより音響信号として出力される。
【0013】又請求項2の発明では、この信号処理手段
では、入力信号を直接音像の位置に対応した仮想的な位
置に定位させる直接音音像定位手段と、入力信号を反射
時間に応じて一旦遅延させ反射した信号を反射音の位置
に定位させる反射音音像定位手段を設け、これらの出力
を加算することによって音響信号を出力するようにして
いる。又請求項3の発明は、これに残響作成手段を加
え、空間の残響を発生させるようにしており、請求項4
では空間の状態によって周波数特性を制御するようにし
たものである。
では、入力信号を直接音像の位置に対応した仮想的な位
置に定位させる直接音音像定位手段と、入力信号を反射
時間に応じて一旦遅延させ反射した信号を反射音の位置
に定位させる反射音音像定位手段を設け、これらの出力
を加算することによって音響信号を出力するようにして
いる。又請求項3の発明は、これに残響作成手段を加
え、空間の残響を発生させるようにしており、請求項4
では空間の状態によって周波数特性を制御するようにし
たものである。
【0014】
【実施例】まず図3の音像定位の原理図を用いて、前方
に置かれたスピーカ6−1,6−2を用いて視聴者の左
後方に音を定位させる方法について、説明する。図3に
おいて信号入力手段1は信号S(t) を入力するものであ
り、その出力はA/D変換器2−1,2−2を介してデ
ジタルフィルタ3−1,3−2に入力される。デジタル
フィルタ3−1,3−2は後述する信号処理を行うブロ
ックであり、夫々の出力はD/A変換器4−1、4−
2、アンプ5−1,5−2を介してスピーカ6−1、6
−2より出力される。
に置かれたスピーカ6−1,6−2を用いて視聴者の左
後方に音を定位させる方法について、説明する。図3に
おいて信号入力手段1は信号S(t) を入力するものであ
り、その出力はA/D変換器2−1,2−2を介してデ
ジタルフィルタ3−1,3−2に入力される。デジタル
フィルタ3−1,3−2は後述する信号処理を行うブロ
ックであり、夫々の出力はD/A変換器4−1、4−
2、アンプ5−1,5−2を介してスピーカ6−1、6
−2より出力される。
【0015】さて図3で、h1(t)はスピーカ6−1と受
聴者7の左耳の位置(正確にはスピーカにインパルスを
入力した時の鼓膜の位置での応答であるが、測定を行う
場合は耳道入口の位置で行う、以下同様)における頭部
伝達関数(以下、時間領域での説明を行うためインパル
ス応答と呼ぶ。但し、周波数領域で考えても同様の結果
が得られる)、h2(t)は、スピーカ6−1と受聴者7の
右耳の位置におけるインパルス応答、h3(t)は、スピー
カ6−2と受聴者7の左耳の位置におけるインパルス応
答、h4(t)は、スピーカ6−2と受聴者7の右耳の位置
におけるインパルス応答である。又8はインパルス信号
等の信号S(t)を発生する信号発生手段、9は受聴者の
左後方に配置された仮想スピーカ、h5(t)は、スピーカ
9と受聴者7の左耳の位置におけるインパルス応答、h
6(t)は、仮想スピーカ9と受聴者7の右耳の位置におけ
るインパルス応答である。又デジタルフィルタフィルタ
3−1,3−2は、入力信号を夫々インパルス応答hLR
(t),hLL(t) で畳み込み演算をするフィルタである。
聴者7の左耳の位置(正確にはスピーカにインパルスを
入力した時の鼓膜の位置での応答であるが、測定を行う
場合は耳道入口の位置で行う、以下同様)における頭部
伝達関数(以下、時間領域での説明を行うためインパル
ス応答と呼ぶ。但し、周波数領域で考えても同様の結果
が得られる)、h2(t)は、スピーカ6−1と受聴者7の
右耳の位置におけるインパルス応答、h3(t)は、スピー
カ6−2と受聴者7の左耳の位置におけるインパルス応
答、h4(t)は、スピーカ6−2と受聴者7の右耳の位置
におけるインパルス応答である。又8はインパルス信号
等の信号S(t)を発生する信号発生手段、9は受聴者の
左後方に配置された仮想スピーカ、h5(t)は、スピーカ
9と受聴者7の左耳の位置におけるインパルス応答、h
6(t)は、仮想スピーカ9と受聴者7の右耳の位置におけ
るインパルス応答である。又デジタルフィルタフィルタ
3−1,3−2は、入力信号を夫々インパルス応答hLR
(t),hLL(t) で畳み込み演算をするフィルタである。
【0016】ここで、音像を任意の方向に仮想的に定位
させる方法について説明する。左チャンネルのスピーカ
6−1と右チャンネルのスピーカ6−2を用いて、左側
方に設けられたスピーカ9と相当な音響を仮想的に生成
する音場信号再生の原理について述べる。本図におい
て、スピーカ6−1,6−2が受聴者7の左右前方に配
置されている。そして後方又は側方の信号S(t) に相当
する音響信号S(t) がデジタルフィルタ3−1,3−2
に入力される。
させる方法について説明する。左チャンネルのスピーカ
6−1と右チャンネルのスピーカ6−2を用いて、左側
方に設けられたスピーカ9と相当な音響を仮想的に生成
する音場信号再生の原理について述べる。本図におい
て、スピーカ6−1,6−2が受聴者7の左右前方に配
置されている。そして後方又は側方の信号S(t) に相当
する音響信号S(t) がデジタルフィルタ3−1,3−2
に入力される。
【0017】このような構成において、信号発生手段8
からの信号S(t) を仮想スピーカ9から出力した場合、
受聴者7の耳に到達する音は、以下のようになる。即ち
左耳における音圧L(t) は(1)式で表される。 L(t) =S(t) *h5(t) ・・・(1) 右耳における音圧R(t) は(2)式で表される。 R(t) =S(t) *h6(t) ・・・(2) 但し、*は畳込み演算を表している。実際は、スピーカ
自身の伝達関数などが掛け合わされることとなるが、こ
れは無視するか、又はスピーカ等の伝達関数を含ませた
ものとしてもよい。
からの信号S(t) を仮想スピーカ9から出力した場合、
受聴者7の耳に到達する音は、以下のようになる。即ち
左耳における音圧L(t) は(1)式で表される。 L(t) =S(t) *h5(t) ・・・(1) 右耳における音圧R(t) は(2)式で表される。 R(t) =S(t) *h6(t) ・・・(2) 但し、*は畳込み演算を表している。実際は、スピーカ
自身の伝達関数などが掛け合わされることとなるが、こ
れは無視するか、又はスピーカ等の伝達関数を含ませた
ものとしてもよい。
【0018】又、(1),(2)式の音圧、インパルス
応答及び信号S(t) を時間軸上で離散的なデジタル信号
として考え、夫々次の(3)〜(7)式のように変換す
る。 L(t) → L(n) ・・・(3) R(t) → R(n) ・・・(4) h5(t) → h5(n) ・・・(5) h6(t) → h6(n) ・・・(6) S(t) → S(n) ・・・(7)
応答及び信号S(t) を時間軸上で離散的なデジタル信号
として考え、夫々次の(3)〜(7)式のように変換す
る。 L(t) → L(n) ・・・(3) R(t) → R(n) ・・・(4) h5(t) → h5(n) ・・・(5) h6(t) → h6(n) ・・・(6) S(t) → S(n) ・・・(7)
【0019】この場合、(1)式、(2)式は次の
(8),(9)式のようになる。
(8),(9)式のようになる。
【数1】
【数2】 ここで自然数nは厳密にはnTと表記すべきであり、T
はサンプリング時間を表すが、一般的にTを省略して
(8),(9)式のように表記する。又Nはインパルス
応答h5(n),h6(n)の長さである。
はサンプリング時間を表すが、一般的にTを省略して
(8),(9)式のように表記する。又Nはインパルス
応答h5(n),h6(n)の長さである。
【0020】又、同様に信号S(t) がスピーカ6−1,
6−2から音響として出力されて、受聴者7に到達する
音について、次の(10),(11)式が成立する。即
ち左耳の音圧は、次の(10)式となる。 L’(n) =S(n) *hLL(n) *h1(n)+S(n) *hLR
(n) *h3(n)・・・(10) 右耳の音圧は、次の(11)式となる。 R’(n) =S(n) *hLL(n) *h2(n)+S(n) *hLR
(n) *h4(n)・・・(11)
6−2から音響として出力されて、受聴者7に到達する
音について、次の(10),(11)式が成立する。即
ち左耳の音圧は、次の(10)式となる。 L’(n) =S(n) *hLL(n) *h1(n)+S(n) *hLR
(n) *h3(n)・・・(10) 右耳の音圧は、次の(11)式となる。 R’(n) =S(n) *hLL(n) *h2(n)+S(n) *hLR
(n) *h4(n)・・・(11)
【0021】頭部伝達関数が互いに等しければ、一般に
音が同一方向から聞こえるということを前提にする(こ
の前提は一般的に正しい)と、次の(12)〜(15)
式が成立する。 従って(13),(15)式が成立するように、インパ
ルス応答hLL(n) ,hLR(n) を決定すれば良い。
音が同一方向から聞こえるということを前提にする(こ
の前提は一般的に正しい)と、次の(12)〜(15)
式が成立する。 従って(13),(15)式が成立するように、インパ
ルス応答hLL(n) ,hLR(n) を決定すれば良い。
【0022】例えば、インパルス応答h1(n) 〜h6(n) ,
hLL(n),hLR(n)を周波数領域の表現で書き直すと、次の
(16)〜(23)式のようになる。 H1(n) =FFT(h1(n)) ・・・(16) H2(n) =FFT(h2(n)) ・・・(17) H3(n) =FFT(h3(n)) ・・・(18) H4(n) =FFT(h4(n)) ・・・(19) H5(n) =FFT(h5(n)) ・・・(20) H6(n) =FFT(h6(n)) ・・・(21) HLL(n)=FFT(hLL(n)) ・・・(22) HLR(n)=FFT(hLR(n)) ・・・(23) 但し、FFT( ) はフーリエ変換(FFT)された関数を
表す。
hLL(n),hLR(n)を周波数領域の表現で書き直すと、次の
(16)〜(23)式のようになる。 H1(n) =FFT(h1(n)) ・・・(16) H2(n) =FFT(h2(n)) ・・・(17) H3(n) =FFT(h3(n)) ・・・(18) H4(n) =FFT(h4(n)) ・・・(19) H5(n) =FFT(h5(n)) ・・・(20) H6(n) =FFT(h6(n)) ・・・(21) HLL(n)=FFT(hLL(n)) ・・・(22) HLR(n)=FFT(hLR(n)) ・・・(23) 但し、FFT( ) はフーリエ変換(FFT)された関数を
表す。
【0023】次に(13)、(15)式を周波数領域の
表現で書き直すと、次に示す(24),(25)式のよ
うに畳込み演算が乗算に変わり、後はそれぞれのインパ
ルス応答をフーリエ変換した伝達関数になる。
表現で書き直すと、次に示す(24),(25)式のよ
うに畳込み演算が乗算に変わり、後はそれぞれのインパ
ルス応答をフーリエ変換した伝達関数になる。
【0024】(24),(25)式において、FIRフ
ィルタの伝達関数HLL(n)、HLR(n)の値以外は測定により
得られることから、次に示す(26),(27)式のよ
うにFIRフィルタの伝達関数HLL(n)、HLR(n)を求める
ことができる。
ィルタの伝達関数HLL(n)、HLR(n)の値以外は測定により
得られることから、次に示す(26),(27)式のよ
うにFIRフィルタの伝達関数HLL(n)、HLR(n)を求める
ことができる。
【数3】
【数4】 このようにして決定されたHLL(n)、HLR(n)を逆フーリエ
変換(IFET)したhLL(n) ,hLR(n) を用い、信号
S(n)をデジタルフィルタ3−1,3−2に与え、ス
ピーカ6−1に入力される信号にはインパルス応答hLL
(n) を畳み込み、スピーカ6−2に入力される信号には
インパルス応答hLR(n) を畳み込み、その信号を出力す
る。こうすると、受聴者7は実際に左後方のスピーカ9
を鳴らさなくても、その方向から音が鳴っていると感じ
ることができる。以上のような方法により、音像を任意
の方向に仮想的に定位させることができる。
変換(IFET)したhLL(n) ,hLR(n) を用い、信号
S(n)をデジタルフィルタ3−1,3−2に与え、ス
ピーカ6−1に入力される信号にはインパルス応答hLL
(n) を畳み込み、スピーカ6−2に入力される信号には
インパルス応答hLR(n) を畳み込み、その信号を出力す
る。こうすると、受聴者7は実際に左後方のスピーカ9
を鳴らさなくても、その方向から音が鳴っていると感じ
ることができる。以上のような方法により、音像を任意
の方向に仮想的に定位させることができる。
【0025】次に、本発明の音場再生装置について説明
する。図1は本発明の一実施例による音場再生装置の全
体構成を示すブロック図である。本図において信号入力
手段1にはA/D変換器2を介して信号処理手段3が接
続される。そしてこの音場再生装置には受聴者と音像の
位置,距離や音場の広さを入力する入力手段10が設け
られ、その出力はパラメータ制御手段11に与えられ
る。パラメータ制御手段11は入力手段10から設定さ
れた位置や距離及び音場の広さ等の条件に基づいて信号
処理手段に与えるパラメータを制御するものである。パ
ラメータ制御手段は受聴者から見て全ての方向及び位置
に音像を定位させるための畳み込み係数をあらかじめ記
憶しており、これを選択して設定するものとする。
する。図1は本発明の一実施例による音場再生装置の全
体構成を示すブロック図である。本図において信号入力
手段1にはA/D変換器2を介して信号処理手段3が接
続される。そしてこの音場再生装置には受聴者と音像の
位置,距離や音場の広さを入力する入力手段10が設け
られ、その出力はパラメータ制御手段11に与えられ
る。パラメータ制御手段11は入力手段10から設定さ
れた位置や距離及び音場の広さ等の条件に基づいて信号
処理手段に与えるパラメータを制御するものである。パ
ラメータ制御手段は受聴者から見て全ての方向及び位置
に音像を定位させるための畳み込み係数をあらかじめ記
憶しており、これを選択して設定するものとする。
【0026】図2はこの信号処理手段3の詳細な構成を
示すブロック図である。本図においてA/D変換器2か
らの出力は複数の遅延器12−1〜12−n及び直接音
音像定位手段13−0に入力される。遅延器12−1〜
12−nは距離感を出すために複数の反射音に対応して
パラメータ制御手段11より設定される遅延時間及び遅
延レベルに応じて信号を遅延させ減衰させるものであ
る。遅延器12−1〜12−nの出力は反射音音像定位
手段13−1〜13−nに入力される。直接音音像定位
手段13−0及び反射音音像定位手段13−1〜13−
nはいずれも図3に示すデジタルフィルタ3−1,3−
2を含んで構成されており、前述したようにパラメータ
制御手段11から出力される音像の位置に対応した畳み
込み係数が入力される。直接音音像定位手段13−0は
直接音の音像位置に音像を定位させるものである。又、
反射音音像定位手段13−1〜13−nは夫々第1〜n
の反射音の音像位置に対応するように反射音像を定位さ
せるものである。これらの音像定位手段13−0〜13
−nの左右の出力は、夫々加算器14−1,14−2に
与えられる。加算器14−1,14−2は左右の音響信
号を加算して出力するものであって、図1に示すD/A
変換器4−1,4−2に入力される。D/A変換器4−
1,4−2以降の構成については図3と同様である。
示すブロック図である。本図においてA/D変換器2か
らの出力は複数の遅延器12−1〜12−n及び直接音
音像定位手段13−0に入力される。遅延器12−1〜
12−nは距離感を出すために複数の反射音に対応して
パラメータ制御手段11より設定される遅延時間及び遅
延レベルに応じて信号を遅延させ減衰させるものであ
る。遅延器12−1〜12−nの出力は反射音音像定位
手段13−1〜13−nに入力される。直接音音像定位
手段13−0及び反射音音像定位手段13−1〜13−
nはいずれも図3に示すデジタルフィルタ3−1,3−
2を含んで構成されており、前述したようにパラメータ
制御手段11から出力される音像の位置に対応した畳み
込み係数が入力される。直接音音像定位手段13−0は
直接音の音像位置に音像を定位させるものである。又、
反射音音像定位手段13−1〜13−nは夫々第1〜n
の反射音の音像位置に対応するように反射音像を定位さ
せるものである。これらの音像定位手段13−0〜13
−nの左右の出力は、夫々加算器14−1,14−2に
与えられる。加算器14−1,14−2は左右の音響信
号を加算して出力するものであって、図1に示すD/A
変換器4−1,4−2に入力される。D/A変換器4−
1,4−2以降の構成については図3と同様である。
【0027】次に本実施例の動作について説明する。ま
ず信号入力手段1にオーディオ信号が入力される。入力
されたオーディオ信号はA/D変換器2でデジタル信号
に変換された後、信号処理手段3に入る。信号処理手段
3に入った信号は、直接音音像定位手段13−0により
直接音、反射音音像定位手段13−1〜13−nで反射
音毎の音像が定位される。受聴者と音像の位置、距離や
音場の広さ等を入力する入力手段10と、入力手段10
により入力された内容に応じた特性が得られるように信
号処理手段3で信号処理を行うためのパラメータを制御
するパラメータ制御手段11より、反射音の方向や音
量、残響時間周波数特性、直接音音像7−1−1の大き
さ等を制御された後、加算器14−1,14−2により
左右の信号として信号処理手段3から出力される。この
ように処理された信号はD/A変換器4−1でアナログ
信号に変換された後、アンプ5−1,5−2で増幅さ
れ、スピーカ6−1,6−2から再生される。これによ
り、受聴者は、意図した距離感や広がり感を感知して音
像を定位させることが可能である。
ず信号入力手段1にオーディオ信号が入力される。入力
されたオーディオ信号はA/D変換器2でデジタル信号
に変換された後、信号処理手段3に入る。信号処理手段
3に入った信号は、直接音音像定位手段13−0により
直接音、反射音音像定位手段13−1〜13−nで反射
音毎の音像が定位される。受聴者と音像の位置、距離や
音場の広さ等を入力する入力手段10と、入力手段10
により入力された内容に応じた特性が得られるように信
号処理手段3で信号処理を行うためのパラメータを制御
するパラメータ制御手段11より、反射音の方向や音
量、残響時間周波数特性、直接音音像7−1−1の大き
さ等を制御された後、加算器14−1,14−2により
左右の信号として信号処理手段3から出力される。この
ように処理された信号はD/A変換器4−1でアナログ
信号に変換された後、アンプ5−1,5−2で増幅さ
れ、スピーカ6−1,6−2から再生される。これによ
り、受聴者は、意図した距離感や広がり感を感知して音
像を定位させることが可能である。
【0028】次に信号処理手段3での制御について説明
する。受聴者7が、ある音場である音を聞く場合、図4
(a)のように直接音Dに対して反射方向がたとえば4
方向あるとすれば、そのレベルと時間の関係は例えば図
4(b)のようになる。受聴者と音像の位置関係に応じ
て、直接音Dと初期反射音RF1との音量バランス、直
接音Dが発生した後、初期反射音RF1が発生するまで
の時間、RF1〜RF4までの反射音のレベルバランス
や時間間隔が変わることになる。これにより、心理的に
受聴者は距離や広がりを感じる。例えば反射音が図4
(b)に示すように4本の場合、RF1は直接音からの
遅延時間を5.5mS ,レベル80%とし、反射音RF2は遅
延時間7.3mS ,レベル77%とし、RF3は直接音からの
遅延時間を7.9mS ,レベル76%とし、反射音RF4は遅
延時間17.4mS,レベル50%のように入力手段10によっ
て設定し、夫々遅延器12−1〜12−4を用いて反射
音音像定位手段13−1〜13−4に出力する。パラメ
ータ制御手段11では、音像距離に応じてあらかじめ記
憶された反射音系列の各反射音の方向を実現する係数を
デジタルフィルタに設定する。そうすれば直接音及び各
反射音の音像の位置は前述したようにデジタルフィルタ
による畳み込み演算によって実現されることとなり、音
像を希望する方向に定位させることができる。
する。受聴者7が、ある音場である音を聞く場合、図4
(a)のように直接音Dに対して反射方向がたとえば4
方向あるとすれば、そのレベルと時間の関係は例えば図
4(b)のようになる。受聴者と音像の位置関係に応じ
て、直接音Dと初期反射音RF1との音量バランス、直
接音Dが発生した後、初期反射音RF1が発生するまで
の時間、RF1〜RF4までの反射音のレベルバランス
や時間間隔が変わることになる。これにより、心理的に
受聴者は距離や広がりを感じる。例えば反射音が図4
(b)に示すように4本の場合、RF1は直接音からの
遅延時間を5.5mS ,レベル80%とし、反射音RF2は遅
延時間7.3mS ,レベル77%とし、RF3は直接音からの
遅延時間を7.9mS ,レベル76%とし、反射音RF4は遅
延時間17.4mS,レベル50%のように入力手段10によっ
て設定し、夫々遅延器12−1〜12−4を用いて反射
音音像定位手段13−1〜13−4に出力する。パラメ
ータ制御手段11では、音像距離に応じてあらかじめ記
憶された反射音系列の各反射音の方向を実現する係数を
デジタルフィルタに設定する。そうすれば直接音及び各
反射音の音像の位置は前述したようにデジタルフィルタ
による畳み込み演算によって実現されることとなり、音
像を希望する方向に定位させることができる。
【0029】図5は、請求項3の発明を具体化した第2
実施例における音場再生装置のブロック図である。これ
は、図2の構成で示した加算器14−1,14−2から
の出力信号に対し、残響音作成手段15−1,15−2
により、音場の広さに応じた残響音を作成し付加する。
この残響音作成手段は例えば遅延時間の異なる複数のフ
ィードバックエコーを直列接続することにより構成す
る。残響音は例えば10m前後までの距離感に空間の広が
りを出す場合には、残響音の長さは例えば0.25〜0.35秒
とし、直接音に対する残響音の遅れ時間を50mSとする。
10m以上20m前後の距離感に空間の広がりを出す場合に
は、例えば残響音の長さは0.7 〜0.9 秒、直接音に対す
る残響音の遅れ時間を50mS、のように設定する。又広い
コンサートホールのような音場再生ならば、残響時間を
比較的長く、且つ低音域の残響時間を高音域のそれより
長くするように付加する。
実施例における音場再生装置のブロック図である。これ
は、図2の構成で示した加算器14−1,14−2から
の出力信号に対し、残響音作成手段15−1,15−2
により、音場の広さに応じた残響音を作成し付加する。
この残響音作成手段は例えば遅延時間の異なる複数のフ
ィードバックエコーを直列接続することにより構成す
る。残響音は例えば10m前後までの距離感に空間の広が
りを出す場合には、残響音の長さは例えば0.25〜0.35秒
とし、直接音に対する残響音の遅れ時間を50mSとする。
10m以上20m前後の距離感に空間の広がりを出す場合に
は、例えば残響音の長さは0.7 〜0.9 秒、直接音に対す
る残響音の遅れ時間を50mS、のように設定する。又広い
コンサートホールのような音場再生ならば、残響時間を
比較的長く、且つ低音域の残響時間を高音域のそれより
長くするように付加する。
【0030】図6は、本発明の請求項4の第3実施例に
おける音場再生装置のブロック図である。これは、図2
で示した直接音音像定位手段13−0,反射音音像定位
手段13−1〜13−nからの各出力に対して、周波数
特性制御手段16−1〜16−2n+2により音圧周波
数特性を制御する。例えば受聴者と音像との距離が長い
場合、高音域の音圧を低音域のそれより低くする。又5
〜10mの距離感を出す場合には、反射音付加後、周波数
特性を例えば以下のように制御する。 周波数4KHz・ゲイン+5dB(1/3oct −5dB) 周波数8KHz・ゲイン+5dB(1/3oct −5dB)
おける音場再生装置のブロック図である。これは、図2
で示した直接音音像定位手段13−0,反射音音像定位
手段13−1〜13−nからの各出力に対して、周波数
特性制御手段16−1〜16−2n+2により音圧周波
数特性を制御する。例えば受聴者と音像との距離が長い
場合、高音域の音圧を低音域のそれより低くする。又5
〜10mの距離感を出す場合には、反射音付加後、周波数
特性を例えば以下のように制御する。 周波数4KHz・ゲイン+5dB(1/3oct −5dB) 周波数8KHz・ゲイン+5dB(1/3oct −5dB)
【0031】図7は本発明の請求項5を具体化した第4
実施例による音場再生装置のブロック図である。本実施
例において17は外部からの距離や広がり感を制御する
ための制御信号を受信するパラメータ受信手段である。
実施例による音場再生装置のブロック図である。本実施
例において17は外部からの距離や広がり感を制御する
ための制御信号を受信するパラメータ受信手段である。
【0032】パラメータ受信手段17では、距離や広が
り感の条件を含んだ外部からの制御信号を受信する。受
信された制御信号により、パラメータ制御手段11で
は、信号処理手段に設定するパラメータを制御する。以
下の動作は、上記の実施例で説明した動作と同様であ
る。
り感の条件を含んだ外部からの制御信号を受信する。受
信された制御信号により、パラメータ制御手段11で
は、信号処理手段に設定するパラメータを制御する。以
下の動作は、上記の実施例で説明した動作と同様であ
る。
【0033】以上のように、本実施例では、外部からの
制御信号により距離感や広がり感を制御することが出
来、あらかじめプログラミングされた信号を用いて、繰
り返しの制御を行ったり、映像などと組み合わせて、映
像の場面に応じた距離感、広がり感の制御が可能とな
る。
制御信号により距離感や広がり感を制御することが出
来、あらかじめプログラミングされた信号を用いて、繰
り返しの制御を行ったり、映像などと組み合わせて、映
像の場面に応じた距離感、広がり感の制御が可能とな
る。
【0034】尚再生スピーカの代わりに、ヘッドホンを
用いても良いが、その場合はクロストークキャンセルの
補正が必要となる。
用いても良いが、その場合はクロストークキャンセルの
補正が必要となる。
【0035】又、本実施例では、入力信号がモノラルの
場合について述べたが、ステレオの場合でも、信号毎に
独立の信号処理手段を設け、加算手段14−1,2に加
算することで対応できる。
場合について述べたが、ステレオの場合でも、信号毎に
独立の信号処理手段を設け、加算手段14−1,2に加
算することで対応できる。
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明は、入力手段に入力
された受聴者と音像の位置、距離や音場の広さに応じ
て、音圧周波数特性、残響時間周波数特性等のパラメー
タを制御することによって、再生用スピーカ以外の任意
の場所に音像を定位させることができ、距離感や広がり
感のある音場再生を行うことが可能である。
された受聴者と音像の位置、距離や音場の広さに応じ
て、音圧周波数特性、残響時間周波数特性等のパラメー
タを制御することによって、再生用スピーカ以外の任意
の場所に音像を定位させることができ、距離感や広がり
感のある音場再生を行うことが可能である。
【図1】本発明の第1実施例における音場再生装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図2】本発明の第1実施例の信号処理手段のブロック
図である。
図である。
【図3】本発明の音像定位の原理を示す説明図である。
【図4】(a)は反射音と直接音との関係を示す図であ
り、(b)はレベルと時間の関係を示すグラフである。
り、(b)はレベルと時間の関係を示すグラフである。
【図5】本発明の第2実施例による音場再生装置のブロ
ック図である。
ック図である。
【図6】本発明の第3実施例による音場再生装置のブロ
ック図である。
ック図である。
【図7】本発明の第4実施例による音場再生装置のブロ
ック図である。
ック図である。
【図8】従来の距離感制御を行う音場再生装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
1 信号入力手段 2,2−1,2−2 A/D変換器 3 信号処理手段 3−1,3−2 デジタルフィルタ 4−1,4−2 D/A変換器 5−1,5−2 アンプ 6−1,6−2 スピーカ 7 受聴者 8 信号発生装置 9 仮想スピーカ 10 入力手段 11 パラメータ制御手段 12−1〜12−n 遅延器 13−0 直接音音像定位手段 13−1〜13−n 反射音音像定位手段 14−1,14−2 加算器 15−1,15−2 残響作成手段 16−1〜16−2n+2 周波数特性制御手段 17 パラメータ受信手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03G 5/24 (72)発明者 伊達 俊彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】 入力されるオーディオ信号をデジタル信
号に変換するA/D変換器と、 前記A/D変換器により変換されたデジタル信号が入力
され、受聴者と音像の位置及び距離に応じた音響信号と
なるように信号処理を行う信号処理手段と、 受聴者と音像の位置を入力する入力手段と、 前記入力手段により入力された内容に応じた特性が得ら
れるように信号処理手段で信号処理を行うためのパラメ
ータを制御するパラメータ制御手段と、 前記信号処理手段より出力される信号をアナログ信号に
変換するD/A変換器と、 前記D/A変換器の出力を増幅するアンプと、 前記アンプの出力を再生するスピーカと、を具備するこ
とを特徴とする音場再生装置。 - 【請求項2】 前記信号処理手段は、入力信号を反射音
の反射時間に応じて遅延させる遅延器と、 受聴者から直接音の音源発生方向に入力信号の音像を定
位させる直接音音像定位手段と、 前記遅延器からの信号が入力され、前記反射音の音像を
その発生方向に定位させる反射音音像定位手段と、 前記直接音音像定位手段及び反射音音像定位手段からの
信号を加算する加算器と、を具備することを特徴とする
請求項1記載の音場再生装置。 - 【請求項3】 前記入力手段は音場の広がりを同時に入
力するものであり、 前記信号処理手段は、 前記加算器より得られる加算信号に前記入力手段より得
られる音場の広さに対応した残響音を加える残響作成手
段と、を具備することを特徴とする請求項2記載の音場
再生装置。 - 【請求項4】 前記信号処理手段は、前記直接音音像定
位手段及び反射音音像定位手段の出力の周波数特性を可
変する周波数特性制御手段を具備することを特徴とする
請求項2記載の音場再生装置。 - 【請求項5】 前記入力手段は、外部からの制御信号を
受信するパラメータ受信手段であることを特徴とする請
求項1記載の音場再生装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6032993A JPH07222297A (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 音場再生装置 |
| DE69533973T DE69533973T2 (de) | 1994-02-04 | 1995-02-03 | Schallfeldkontrollegerät und Kontrolleverfahren |
| EP95101466A EP0666556B1 (en) | 1994-02-04 | 1995-02-03 | Sound field controller and control method |
| US08/383,295 US5742688A (en) | 1994-02-04 | 1995-02-03 | Sound field controller and control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6032993A JPH07222297A (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 音場再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07222297A true JPH07222297A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=12374385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6032993A Pending JPH07222297A (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 音場再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07222297A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006295808A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Yamaha Corp | オーディオ信号供給装置 |
| JP2007511140A (ja) * | 2003-11-12 | 2007-04-26 | ドルビー・ラボラトリーズ・ライセンシング・コーポレーション | オーディオ信号処理システム及び方法 |
| JP2007202020A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Sony Corp | 音声信号処理装置、音声信号処理方法、プログラム |
| US7536021B2 (en) | 1997-09-16 | 2009-05-19 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Utilization of filtering effects in stereo headphone devices to enhance spatialization of source around a listener |
| US8155323B2 (en) | 2001-12-18 | 2012-04-10 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Method for improving spatial perception in virtual surround |
| US8515771B2 (en) | 2009-09-01 | 2013-08-20 | Panasonic Corporation | Identifying an encoding format of an encoded voice signal |
| US9794717B2 (en) | 2013-06-20 | 2017-10-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Audio signal processing apparatus and audio signal processing method |
| CN113286249A (zh) * | 2020-02-19 | 2021-08-20 | 雅马哈株式会社 | 音信号处理方法及音信号处理装置 |
-
1994
- 1994-02-04 JP JP6032993A patent/JPH07222297A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7536021B2 (en) | 1997-09-16 | 2009-05-19 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Utilization of filtering effects in stereo headphone devices to enhance spatialization of source around a listener |
| US7539319B2 (en) | 1997-09-16 | 2009-05-26 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Utilization of filtering effects in stereo headphone devices to enhance spatialization of source around a listener |
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| JP2007511140A (ja) * | 2003-11-12 | 2007-04-26 | ドルビー・ラボラトリーズ・ライセンシング・コーポレーション | オーディオ信号処理システム及び方法 |
| JP2006295808A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Yamaha Corp | オーディオ信号供給装置 |
| JP2007202020A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Sony Corp | 音声信号処理装置、音声信号処理方法、プログラム |
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| US9794717B2 (en) | 2013-06-20 | 2017-10-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Audio signal processing apparatus and audio signal processing method |
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| US11482206B2 (en) | 2020-02-19 | 2022-10-25 | Yamaha Corporation | Sound signal processing method and sound signal processing device |
| US11900913B2 (en) | 2020-02-19 | 2024-02-13 | Yamaha Corporation | Sound signal processing method and sound signal processing device |
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