JPH10271599A - 音場制御装置 - Google Patents

音場制御装置

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JPH10271599A
JPH10271599A JP9090211A JP9021197A JPH10271599A JP H10271599 A JPH10271599 A JP H10271599A JP 9090211 A JP9090211 A JP 9090211A JP 9021197 A JP9021197 A JP 9021197A JP H10271599 A JPH10271599 A JP H10271599A
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JP
Japan
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sound
input
audio signal
spatial
control device
Prior art date
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Pending
Application number
JP9090211A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Tagami
亮 田上
Mitsuhiko Serikawa
光彦 芹川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)
  • Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人の心理量である空間的印象を受聴者が直接
入力することができ、希望の空間的印象を的確に実現で
きる音場制御装置を提供すること。 【解決手段】 受聴者は、空間性入力手段13より希望
する代表的な空間を入力すると、その音響データが記憶
部15から選択される。また、その空間における空間的
印象も同時に入力する。演算手段14はその印象に対応
した物理パラメータと、記憶部15から選択された音響
データから、新しい音響データを演算する。そして演算
された新しい音響データを用いて、入力されたオーディ
オ信号が信号処理され、増幅器16を通じてスピーカ1
7から所望の雰囲気を持つ音が再生される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオ信号に
信号処理を施し、受聴者の意図に基づいて音響的な印象
を制御する音場制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の音場制御装置の一例として、特開
平7−222297号に開示されたものがある。その構
成を図6に示す。この音場制御装置は、信号入力手段6
1、信号処理手段62、パラメータ制御手段63、入力
手段64、増幅器65、スピーカ66を含んで構成され
る。
【0003】受聴者67が入力手段64によって信号処
理手段62で演算するためのパラメータを入力すると、
パラメータ制御手段63によって信号処理手段62で用
いられる物理パラメータが制御される。一方、信号入力
手段61に入力されたオーディオ信号は、信号処理手段
62で信号処理され、増幅器65を通じてスピーカ66
より音が再生される。このような構成においては、受聴
者67は信号処理手段62で用いられる物理パラメータ
を直接制御することによって、空間的印象を制御してい
た。
【0004】
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
のような構成のパラメータ制御手段は、例えば音の増幅
再生帯域を複数の小帯域に分割し、夫々の小帯域におけ
る利得を設定することにより、音の可聴帯域全体の周波
数特性を制御するものであることが多い。このような制
御手段では制御すべき小帯域の数がN個であり、各小帯
域の設定レベル数がM個の場合、制御の組み合わせは、
N 通り存在することになる。
【0005】従ってこれまで設定した周波数特性から、
新たな音響的空間と印象を周波数特性の調整により設定
する場合、受聴者は思考錯誤を重ねる必要があり、所望
の特性を獲得するまで時間がかかってしまう。このよう
に従来の音場制御装置では、受聴者が希望する空間的印
象を短時間で実現することは困難であるという問題点が
あった。特に音声再生装置がカーオーディオである場
合、車両の運転中にこのような煩わしい設定をすること
は、実質的に不可能である。
【0006】人が音を聴いて感じる空間的印象は、「か
なり広がりがある」や「やや響きがある」等のように、
印象を言葉として表現する場合がほとんどである。従っ
て、例えば「かなり広がりがほしい」という場合に、受
聴者は物理パラメータを、どの程度制御すれば良いか分
からない場合が多く、その物理パラメータの制御に困惑
を感じる。
【0007】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、人の音の心理量である空間的
印象を、受聴者が直接入力することができ、希望の空間
的印象を的確に、かつ短時間で実現できる音場制御装置
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本願の請求項1記載の発明は、音響空間の種類と
空間的印象を入力する空間性入力手段と、複数の音響空
間の音響データを記憶した記憶部と、前記空間性入力手
段で入力された空間的印象に対応した物理パラメータと
前記音響空間の音響データを用いて、所定の音響空間と
空間的印象を実現するための音響データを演算する演算
手段と、オーディオ信号を入力するオーディオ信号入力
手段と、前記演算手段で演算された演算結果に基づいて
入力オーディオ信号を信号処理する信号処理手段と、を
具備したことを特徴とするものである。
【0009】また本願の請求項2記載の発明では、前記
信号処理手段は、入力オーディオ信号を反射音に変換す
るFIRフィルタと、入力オーディオ信号の周波数特性
を制御する帯域強調減衰型フィルタと、前記FIRフィ
ルタの出力信号と前記帯域強調減衰型フィルタの出力信
号とを加算する加算器と、を有することを特徴とするも
のである。
【0010】また本願の請求項3記載の発明では、前記
演算手段は、反射音の遅延時間の間隔を相似型で可変す
る場合、反射音のレベルを一定レベルで可変する場合、
反射音のレベルをその反射音遅延時間に応じて可変する
場合の少なくとも1つの機能を達成するための音響デー
タを演算することを特徴とするものである。
【0011】また本願の請求項4記載の発明では、前記
演算手段で用いられる物理パラメータは、空間的印象を
複数段階の評価尺度で評価した心理評価実験に基づいて
決定されたことを特徴とするものである。
【0012】また本願の請求項5記載の発明は、音響空
間の種類と空間的印象を入力する空間性入力手段と、複
数の音響空間の音響データを記憶した記憶部と、前記空
間性入力手段で入力された空間的印象に対応した物理パ
ラメータと前記音響空間の音響データを用いて、所定の
音響空間と空間的印象を実現するための音響データを演
算する演算手段と、オーディオ信号を入力するオーディ
オ信号入力手段と、前記演算手段で演算された演算結果
に基づいて入力オーディオ信号を信号処理する信号処理
手段と、前記信号処理手段で処理されたオーディオ信号
を所定時間遅延させる遅延器と、を具備したことを特徴
とするものである。
【0013】また本願の請求項6記載の発明では、前記
信号処理手段は、入力オーディオ信号を反射音に変換す
るFIRフィルタと、入力オーディオ信号の周波数特性
を制御する帯域強調減衰型フィルタと、前記FIRフィ
ルタの出力信号と前記帯域強調減衰型フィルタの出力信
号とを加算する加算器と、を有することを特徴とするも
のである。
【0014】また本願の請求項7記載の発明では、前記
演算手段は、反射音の遅延時間の間隔を相似型で可変す
る場合、反射音のレベルを一定レベルで可変する場合、
反射音のレベルをその反射音遅延時間に応じて可変する
場合の少なくとも1つの機能を達成するための音響デー
タを演算することを特徴とするものである。
【0015】また本願の請求項8記載の発明では、前記
演算手段で用いられる物理パラメータは、空間的印象を
複数段階の評価尺度で評価した心理評価実験に基づいて
決定されたことを特徴とするものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)本発明の実施の形態1における音場再
生装置について図1、図2を用いて説明する。図1は本
実施の形態における音場再生装置10の構成図である。
この音場再生装置10、信号入力手段11、信号処理手
段12、空間性入力手段13、演算手段14、記憶部1
5、増幅器16、スピーカ17を含んで構成される。こ
の音場再生装置10を内蔵した音響再生装置は、受聴者
18の前方左右にのみスピーカ47を有するものであ
る。
【0017】予め代表的な音響空間(以下、空間とい
う)として、例えばホール、ディスコ、チャーチ等が設
定され、それらの音響データが記憶部15に記憶されて
いるとする。受聴者は、空間性入力手段13を介して、
希望する代表的な空間名を入力すると、その音響データ
が記憶部15から選択される。また受聴者は、その空間
における音の拡がり感である空間的印象も同時に入力す
ると、その印象に対応した物理パラメータが記憶部15
から選択される。そして音響空間データから空間的印象
も含めた新しい音響データが演算手段14で演算され
る。そして、演算された新しい音響データを用いて、信
号入力手段11で入力されたオーディオ信号が信号処理
手段12で信号処理される。そして増幅器16を通じて
スピーカ17から所望の音が再生される。
【0018】次に、空間性入力手段13で入力される空
間的印象について詳しく説明する。図2は空間性入力手
段13の一例を示したものである。入力部21は代表的
空間名を選択する部分であり、入力部22は空間的印象
を入力する部分である。これらの入力部21、22は、
その内容を表示するメニューとしても動作する。受聴者
は、まず代表的空間として複数のメニュー21から一つ
を選択する。そして、その選択された空間での空間的な
印象の大小をメニュー22を見て選択する。ここで空間
的な印象の大小とは、「広がりがある」、「残響感があ
る」、「包まれた感じがある」等の言葉で表現されるも
のを、複数段階の尺度でもって表現したものである。図
2においては、「広がりがある」という印象を7段階の
尺度で入力するようになっており、メニュー22の数字
が大きいほど広がり感が大きくなるものとする。
【0019】次に演算手段14について詳しく説明す
る。演算手段14では、空間性入力手段13で入力され
た空間的印象のデータに基づいて、それに対応した物理
パラメータが選択される。そしてその物理パラメータを
用いて、代表的な音響空間データに修正が加えられ、空
間的な印象を変化させる。ここで、物理パラメータを用
いた演算とは、(a)反射音の時間パターンを相似形と
して変化させる場合と、(b)反射音のレベルを一定量
で変化させる場合と、(c)反射音のレベルをある傾き
をもたせて変化させる場合を設定する。
【0020】(1)式に反射音の時間パターンを相似形
で変化させる場合の演算式を示す。 Rt(i)=Rtd(i)×a ・・・(1) Rt(i):i番目の反射音の遅延時間 Rtd(i):デフォルトのi番目の反射音の遅延時間
【0021】音源から出力された音は、音響空間で反射
を繰り返し、その反射音が群発的に受聴者の位置に帰っ
てくる。このことは、音源の音声信号に所定のインパル
ス応答を適応させることで、反射音の信号が生成できる
ことを意味する。(1)式のiは、i番めの反射音を生
成するためのインパルス応答の番号である。
【0022】(1)式から分かるように、aの値が1以
上の場合は、反射音の時間パターンが広がり、またaが
1未満の場合は、反射音の時間パターンが狭まることに
なる。
【0023】次に反射音レベルを一定量で変化させる場
合の演算式を(2)式で示す。 Rl(i)=Rld(i)+b ・・・(2) Rl(i):i番目の反射音のレベル Rld(i):デフォルトのi番目の反射音のレベル (2)式から分かるように、bの値が正の場合は反射音
のレベルが大きくなり、逆に負の場合は反射音のレベル
が小さくなる。
【0024】さらに反射音レベルをその反射音の遅延時
間に応じて変化させる場合の演算式を(3)式に示す。 Rl(i)=Rld(i)+tan(c)×Rtd(i) ・・・(3) Rl(i):i番目の反射音のレベル Rld(i):デフォルトのi番目の反射音のレベル Rtd(i):デフォルトのi番目の反射音の遅延時間 (3)式から分かるように、cの値が正の場合は反射音
のレベルが大きくなり、逆に負の場合は反射音のレベル
が小さくなる。また、遅延時間が長い反射音ほどレベル
は大きく変化する。
【0025】以上のパラメータのa、b,cの値は、空
間的印象に関する表現語(例えば、「広がりがない−広
がりがある」)を用いた心理評価実験に基づいて決定さ
れる。心理評価実験では、例えばaの値をランダムに変
更して音を再生し、被験者がその音を聴いて図3に示す
ような7段階の心理評価尺度に基づいて評価するという
方法が一般的に用いられる。その結果、「非常に広がり
がない」の場合はa=0.25、「かなり広がりがない」の場
合はa=0.50、「やや広がりがない」の場合はa=0.75、
「普通」の場合はa=1.0 、「やや広がりがある」の場合
はa=1.25、「かなり広がりがある」の場合はa=1.5 、
「非常に広がりがある」の場合はa=2.0 のようにそれぞ
れの尺度に対応した物理パラメータが決定される。b,
cの場合も同様の心理評価実験によって対応づけられ
る。
【0026】演算手段14では、以上のパラメータを単
独で用いても良いが、複数組み合わせて用いると、空間
的印象をより大きく変化させることができる。
【0027】以上のように、音響再生装置の使用者が空
間的印象を直接入力できるため、好みの空間的印象を容
易に実現することができる。また空間的印象と物理パラ
メータが心理評価実験によって対応づけられているた
め、的確な制御を行うことができる。なお、ここではス
ピーカ17は受聴者18の前方に設置しているが、後方
に設置し、同じ様な処理を施した信号を再生しても良
い。
【0028】(実施の形態2)本発明の実施の形態2に
おける音場再生装置について図4を用いて説明する。図
4は本実施の形態における音場再生装置の信号処理手段
12の具体的な構成を示すブロック図である。本実施の
形態の音場再生装置には、信号処理手段12の他に信号
入力手段11、空間性入力手段13、演算手段14、記
憶部15、増幅器16、スピーカ17が設けられている
ことは、図1と同様である。
【0029】図4の信号処理手段12は、FIRフィル
タ31、グラフィックイコライザ32、加算器33で構
成される。FIRフィルタ31は、演算手段14の結果
に基づきそのフィルタ係数が設定される。そして入力さ
れたオーディオ信号は、FIRフィルタ31によって畳
み込み演算され、反射音が作られる。一方、グラフィッ
クイコライザ32を通ったオーディオ信号は音質調整さ
れ、これが直接音となる。ここで音質調整は、受聴者の
好みによって自由に変化させることができる。そして、
直接音と反射音とが加算器33で加算され音が出力され
る。
【0030】以上のように、反射音には音質調整を施さ
ずに、直接音のみに音質調整を施すことによって、空間
的印象を変えずに音質調整を行うことができる。
【0031】(実施の形態3)次に本発明の実施の形態
3における音場再生装置について図5を用いて説明す
る。図5は本実施の形態における音場再生装置50の構
成図である。この音場再生装置50は、信号入力手段5
1、信号処理手段52、空間性入力手段53、演算手段
54、記憶部55、増幅器57c、前方のスピーカ58
a,58bに加えて、遅延器56a,56b、増幅器5
7a,57b、後方のスピーカ59a,59bを含んで
構成される。
【0032】この音場再生装置50を内蔵した音響再生
装置には、受聴者18の前方左右と後方左右にスピーカ
が夫々設けられている。前方のスピーカ58a,58b
で再生される信号に関しては、実施の形態1及び2と同
様の処理が行われる。また、後方のスピーカ59a,5
9bで再生される信号に関しては、信号処理手段52で
畳み込み演算されるまでは、実施の形態1及び2と同様
の処理が行われる。しかしこの処理に併せて、遅延器5
6a,58bによって遅延処理され、増幅器57a,5
7bを通じて再生される。
【0033】従って、後方のスピーカ59a,59bで
再生される信号は、前方のスピーカ58a,58bで再
生される信号よりも時間的に遅れて受聴者18に到達す
ることになる。このように、時間的に遅れた複数の信号
がある場合、受聴者18は、耳に早く到達した信号の方
向に音像の位置を知覚する。この聴覚心理現象は、ハー
ス効果と呼ばれている。従って、後方で再生する信号に
時間遅延を施すことによって、試聴室や車両内等の後方
の位置で音を受聴する場合でも、音像を前方に知覚する
ことができ、良好な空間的印象を得ることができる。こ
のことは、特に車室の後部座席で受聴する場合や、試聴
室で複数の人が同時に受聴する場合に特に有効である。
【0034】
【発明の効果】以上のように請求項1、4記載の発明に
よれば、受聴者が空間的印象を直接入力できることによ
って、好みの空間的印象を容易に実現することができ
る。また空間的印象と物理パラメータが心理評価実験に
よって対応づけられているため、的確な制御を行うこと
ができる。
【0035】また、請求項2、3記載の発明によれば、
反射音には音質調整を施さずに、直接音のみに音質調整
を施すことによって、空間的印象を変えずに音質調整を
行うことができる。
【0036】さらに、請求項5〜8記載の発明によれ
ば、後方で再生する信号に時間遅延を施すことによっ
て、後方の位置で受聴する場合でも音像を前方に知覚す
ることができ、良好な空間的印象を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における音場制御装置の
構成図である。
【図2】実施の形態1における空間性入力手段の入力方
法を示す一例である。
【図3】音質評価実験での評価尺度の一例である。
【図4】本発明の実施の形態2における音場制御装置の
部分構成図である。
【図5】本発明の実施の形態3における音場制御装置の
構成図である。
【図6】従来の音場制御装置の構成図である。
【符号の説明】
10,50 音場制御装置 11,51 信号入力手段 12,52 信号処理手段 13,53 空間性入力手段 14,54 演算手段 15,55 記憶部 16,57a,57b,57c 増幅器 17,58a,58b,59a,59b スピーカ 18 受聴者 31 FIRフィルタ 32 グラフィックイコライザ 33 加算器 56a,56b 遅延器
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H03G 5/24 H04S 1/00 K H03H 17/02 601 G10H 7/00 531 H04S 1/00 G10K 15/00 B L

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音響空間の種類と空間的印象を入力する
    空間性入力手段と、 複数の音響空間の音響データを記憶した記憶部と、 前記空間性入力手段で入力された空間的印象に対応した
    物理パラメータと前記音響空間の音響データを用いて、
    所定の音響空間と空間的印象を実現するための音響デー
    タを演算する演算手段と、 オーディオ信号を入力するオーディオ信号入力手段と、 前記演算手段で演算された演算結果に基づいて入力オー
    ディオ信号を信号処理する信号処理手段と、を具備した
    ことを特徴とする音場制御装置。
  2. 【請求項2】 前記信号処理手段は、 入力オーディオ信号を反射音に変換するFIRフィルタ
    と、 入力オーディオ信号の周波数特性を制御する帯域強調減
    衰型フィルタと、 前記FIRフィルタの出力信号と前記帯域強調減衰型フ
    ィルタの出力信号とを加算する加算器と、を有するもの
    であることを特徴とする請求項1記載の音場制御装置。
  3. 【請求項3】 前記演算手段は、 反射音の遅延時間の間隔を相似型で可変する場合、反射
    音のレベルを一定レベルで可変する場合、反射音のレベ
    ルをその反射音遅延時間に応じて可変する場合の少なく
    とも1つの機能を達成するための音響データを演算する
    ことを特徴とする請求項1記載の音場制御装置。
  4. 【請求項4】 前記演算手段で用いられる物理パラメー
    タは、 空間的印象を複数段階の評価尺度で評価した心理評価実
    験に基づいて決定されたものであることを特徴とする請
    求項1記載の音場制御装置。
  5. 【請求項5】 音響空間の種類と空間的印象を入力する
    空間性入力手段と、 複数の音響空間の音響データを記憶した記憶部と、 前記空間性入力手段で入力された空間的印象に対応した
    物理パラメータと前記音響空間の音響データを用いて、
    所定の音響空間と空間的印象を実現するための音響デー
    タを演算する演算手段と、 オーディオ信号を入力するオーディオ信号入力手段と、 前記演算手段で演算された演算結果に基づいて入力オー
    ディオ信号を信号処理する信号処理手段と、 前記信号処理手段で処理されたオーディオ信号を所定時
    間遅延させる遅延器と、を具備したことを特徴とする音
    場制御装置。
  6. 【請求項6】 前記信号処理手段は、 入力オーディオ信号を反射音に変換するFIRフィルタ
    と、 入力オーディオ信号の周波数特性を制御する帯域強調減
    衰型フィルタと、 前記FIRフィルタの出力信号と前記帯域強調減衰型フ
    ィルタの出力信号とを加算する加算器と、を有するもの
    であることを特徴とする請求項5記載の音場制御装置。
  7. 【請求項7】 前記演算手段は、 反射音の遅延時間の間隔を相似型で可変する場合、反射
    音のレベルを一定レベルで可変する場合、反射音のレベ
    ルをその反射音遅延時間に応じて可変する場合の少なく
    とも1つの機能を達成するための音響データを演算する
    ことを特徴とする請求項5記載の音場制御装置。
  8. 【請求項8】 前記演算手段で用いられる物理パラメー
    タは、 空間的印象を複数段階の評価尺度で評価した心理評価実
    験に基づいて決定されたものであることを特徴とする請
    求項5記載の音場制御装置。
JP9090211A 1997-03-24 1997-03-24 音場制御装置 Pending JPH10271599A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007143164A (ja) * 2005-11-18 2007-06-07 Bose Corp 車両用指向性電気音響変換方法及びそのシステム

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