JP2006352728A - Audio apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、左右2チャンネルのスピーカにモノラルのオーディオ信号を入力するオーディオ装置に関する。 The present invention relates to an audio apparatus for inputting a monaural audio signal to left and right two-channel speakers.
近年、ホームシアター等、大型ディスプレイとマルチチャンネルスピーカとを組み合わせたシステムが実用化されている。このようなオーディオシステムは、例えば、図4で示すように、表示装置200の配置位置を前方としてリスナの聴取位置lpの前方左側に配置されるスピーカ300Lとリスナの前方右側に配置されるスピーカ300Rとこれらのスピーカ300L,300Rの間(聴取位置の正面)に配置されるスピーカ300Cを備える。
In recent years, a system combining a large display and a multi-channel speaker such as a home theater has been put into practical use. For example, as shown in FIG. 4, such an audio system has a speaker 300 </ b> L disposed on the front left side of the listener listening position lp and a speaker 300 </ b> R disposed on the front right side of the listener with the
このオーディオシステムでは、オーディオ装置がこれらのスピーカ300L,300Rに対してマルチチャンネルオーディオトラックのオーディオビデオ信号を入力する。すなわち、このオーディオ装置は、スピーカRにrチャンネルのオーディオ信号を、スピーカLにlチャンネルのオーディオ信号を入力するとともに、表示される人物のセリフ用チャンネルであるセンタチャンネルcのオーディオ信号をスピーカ300Cに入力する。これによって、人の話声がスピーカ300Cから放音されるとともに、スピーカ300R,300Lから背景音や効果音、バックミュージック等が放音される。このため、リスナは映画館に居るような臨場感で映像音声を視聴することができる。
In this audio system, the audio device inputs an audio video signal of a multi-channel audio track to these
また、別のオーディオシステムは、図5に示すようにスピーカ300Cを備えず、フロントスピーカとしてスピーカ300R.300Lのみ備える(例えば特許文献1を参照)。オーディオ装置は、スピーカ300L,300Rの間の位置で定位するように、スピーカ300L,300Rの両方にモノラルでセンタチャンネルcのオーディオ信号を入力する。これによって、このオーディオシステムでは、実際には存在しないセンタスピーカ300Cの位置にセンタチャンネルcのオーディオ信号を定位させる。この様にして、スピーカ300Cの位置に音源があるとリスナに錯覚させて人の話声を放音することが可能となる。
上述したように、図4の構成でスピーカ300Cからセンタチャンネルcの音声を放音した場合、センタチャンネルcの音声はスピーカ300の位置に音像が定位する。また、図5のスピーカ300R,300Lにセンタチャンネルcの音声を入力・放音させる構成では、視聴者の聴間的にスピーカ300R,300Lの音量等がバランスする位置に音像が定位する。
As described above, when the sound of the center channel c is emitted from the speaker 300 </ b> C with the configuration of FIG. 4, the sound image of the sound of the center channel c is localized at the position of the speaker 300. Further, in the configuration in which the sound of the center channel c is input to and output from the
いずれにしても、ディスプレイに表示される人物の口元から話声mから話声が発せられているようにセンタチャンネルcの音声を定位させることはできない。 In any case, the voice of the center channel c cannot be localized so that the voice is emitted from the voice m from the mouth of the person displayed on the display.
特に、大きいディスプレイを使用したホームシアターシステムでは、壁面にディスプレイを設置し、床面にセンタスピーカ等を設置するため、定位が左右のみではなく上下にも離れているため、画面上の人物の位置と音像の定位位置ずれが大きく、視聴者が違和感を感じる原因になっていた。 In particular, in a home theater system using a large display, since the display is installed on the wall and the center speaker etc. are installed on the floor, the localization is not only left and right but also up and down. The localization of the sound image was so large that the viewer felt uncomfortable.
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、ディスプレイに表示される人の口元から人の話声の音声が放音されるようにユーザに認識させるオーディオ装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an audio device that allows a user to recognize a voice of a person's speech from a person's mouth displayed on a display. .
上記課題を解決するために本発明では以下の手段を採用している。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
(1)本発明は、左右2チャンネルのスピーカに同一チャンネルのオーディオ信号を入力するオーディオ装置であって、左スピーカに入力するオーディオ信号に対して、左スピーカからリスナの左耳への頭部伝達関数への逆関数に基づく周波数特性を付与するとともに、右スピーカに入力するオーディオ信号に対して、右スピーカからリスナの右耳への頭部伝達関数の逆関数に基づく周波数特性を付与する無定位補正部と、左スピーカからリスナの右耳に到達する音声および右スピーカからリスナの左耳に到達する音声をキャンセルするための補正をオーディオ信号に対して行うクロストークキャンセル部と、を備えたことを特徴とするオーディオ装置である。 (1) The present invention is an audio device that inputs audio signals of the same channel to left and right two-channel speakers, and transmits the head from the left speaker to the listener's left ear in response to the audio signal input to the left speaker. A non-localization that gives the frequency characteristics based on the inverse function of the head-related transfer function from the right speaker to the listener's right ear to the audio signal input to the right speaker, while giving the frequency characteristics based on the inverse function to the function A correction unit, and a crosstalk cancellation unit that performs correction on the audio signal to cancel the sound that reaches the right ear of the listener from the left speaker and the sound that reaches the left ear of the listener from the right speaker. Is an audio device characterized by the above.
上記構成では、左右2チャンネルのスピーカに同一チャンネルのオーディオ信号が入力される。ここで、スピーカからリスナの耳口までに距離があると、耳口まで音声が伝達されるまでに、音声が減衰して周波数特性が変わる。これととともに、頭部による反射や回り込み、耳介内での反射などによって音波が干渉を起こし、これによっても周波数特性が変わる。この周波数特性からリスナは音源の方向を認識する。 In the above configuration, audio signals of the same channel are input to the left and right two-channel speakers. Here, when there is a distance from the speaker to the ear of the listener, the sound is attenuated and the frequency characteristics are changed before the sound is transmitted to the ear. Along with this, sound waves cause interference due to reflection and wraparound by the head, reflection in the auricle, and the like, and the frequency characteristics change accordingly. From this frequency characteristic, the listener recognizes the direction of the sound source.
本発明では、無定位処理部によって、左スピーカに入力するオーディオ信号に対して、左スピーカからリスナの左耳への頭部伝達関数への逆関数に基づく周波数特性が付与される。これとともに、右スピーカに入力するオーディオ信号に対して、右スピーカからリスナの右耳への頭部伝達関数の逆関数に基づく周波数特性が付与される。ここで、頭部伝達関数とは、スピーカからリスナの耳口までの音声の伝達関数である。 In the present invention, the frequency characteristics based on the inverse function of the head-related transfer function from the left speaker to the listener's left ear is imparted to the audio signal input to the left speaker by the non-localization processing unit. At the same time, a frequency characteristic based on the inverse function of the head-related transfer function from the right speaker to the right ear of the listener is given to the audio signal input to the right speaker. Here, the head-related transfer function is a transfer function of sound from the speaker to the ear of the listener.
これによって、スピーカからリスナの耳口までの音声の減衰のぶんだけスピーカに入力するオーディオ信号の各周波数成分の振幅を大きくすることが可能となる。このため、スピーカからリスナの耳口までの音声の周波数特性をフラットに補正することが可能となり、リスナが聴感に基づいて音源の方向を認識することができなくなる。 This makes it possible to increase the amplitude of each frequency component of the audio signal input to the speaker by the amount of sound attenuation from the speaker to the listener's ear. For this reason, it becomes possible to correct | amend the frequency characteristic of the audio | voice from a speaker to a listener's ear | mouth, flat, and a listener cannot recognize the direction of a sound source based on hearing.
また、クロストークキャンセル部によって、このオーディオ信号は、左スピーカからリスナの右耳に到達する音声および右スピーカからリスナの左耳に到達する音声をキャンセルするための補正が行われる。左スピーカからの音声がリスナの右耳に到達するクロストークや右スピーカからの音声がリスナの左耳に到達するクロストークが生じると、リスナは両耳への音声の入力タイミングの違いからスピーカの配置位置を音源であると認識してしまう。ここでは、クロストークをキャンセルするための補正が行われるため、リスナがかかる認識を行うことが防止される。 Further, the audio signal is corrected by the crosstalk canceling unit to cancel the sound that reaches the right ear of the listener from the left speaker and the sound that reaches the left ear of the listener from the right speaker. When crosstalk occurs when the sound from the left speaker reaches the right ear of the listener or when crosstalk occurs when the sound from the right speaker reaches the left ear of the listener, the listener The placement position is recognized as a sound source. Here, since correction for canceling the crosstalk is performed, the listener is prevented from performing such recognition.
上述したような補正が、クロストークキャンセル部及び無定位処理部によってオーディオ信号に行われるため、左右スピーカから放音される音声がリスニングルームにおける何れの位置に定位するとリスナが聴感だけによって認識できなくなる。この状態を以下、無定位状態と記載する。ここで、本発明をディスプレイに表示される動画の音声を放音するためのオーディオ装置に適用すると、音声を無定位状態にすることで、リスナは視覚の影響によってディスプレイに表示される人の口元に音源があるように錯覚する。 Since the correction as described above is performed on the audio signal by the crosstalk canceling unit and the non-localization processing unit, if the sound emitted from the left and right speakers is localized at any position in the listening room, the listener cannot be recognized only by hearing. . Hereinafter, this state is referred to as an unorientated state. Here, when the present invention is applied to an audio device for emitting the sound of a moving image displayed on a display, the listener can be displayed on the display by the influence of visual sense by making the sound non-localized. Illusion that there is a sound source.
(2)本発明は、上記オーディオ装置において、前記オーディオ信号は、マルチチャンネルオーディオトラックを含むビデオ信号のセンタチャンネルの信号であることを特徴とする。センタチャンネルの信号は人物のセリフ用チャンネルである。本発明をディスプレイに表示される動画の音声を放音するためのオーディオ装置に適用すると、音声を無定位状態にすることで、視覚の影響によってディスプレイに表示される人の口元にセリフ音源があるようにリスナに錯覚させることが可能となる。 (2) In the audio apparatus according to the present invention, the audio signal is a center channel signal of a video signal including a multi-channel audio track. The center channel signal is a human speech channel. When the present invention is applied to an audio device for emitting sound of a moving image displayed on a display, a speech sound source is provided at the mouth of a person displayed on the display due to visual influence by making the sound non-localized. It is possible to make the listener have an illusion.
本発明によれば、左右スピーカから放音される音声がリスニングルームにおける何れの位置にも定位しない無定位状態であるとリスナに認識させることができる。ここで、本発明をディスプレイに表示される動画の音声を放音するためのオーディオ装置に適用すると、音声を無定位状態にすることで、視覚の影響によってディスプレイに表示される人の口元に音源があるようにリスナに錯覚させることができる。このため、ディスプレイに表示される人の口元から人の話声の音声が放音されるようにユーザに認識させることができる。 According to the present invention, the listener can recognize that the sound emitted from the left and right speakers is in a non-localized state where the sound is not localized at any position in the listening room. Here, when the present invention is applied to an audio device for emitting sound of a moving image displayed on a display, a sound source is placed on the mouth of a person displayed on the display due to visual influence by making the sound non-localized. Listeners can be illusioned as there is. For this reason, a user can be made to recognize so that the voice of a person's speech may be emitted from the person's mouth displayed on a display.
図1及び図2を参照して本発明の実施形態であるオーディオシステム100を詳細に説明する。図1は、本実施形態にかかるオーディオシステム100のスピーカ300の配置とスピーカ300から放音される音声を説明するための図である。
An
オーディオシステム100は、表示装置200に表示される映像の音声を出力する。このオーディオシステム100は、リスニングルーム内におけるリスナの聴取位置lpの周囲に配置された複数のスピーカ300と、これらのスピーカ300にオーディオ信号を入力するオーディオ装置400とを備える。このオーディオ信号は、マルチチャンネルオーディオトラックを含むビデオ信号から抽出されたオーディオ信号である。また、このビデオ信号から抽出された映像信号は図示しない映像再生装置によって表示装置200に表示される。
The
複数のスピーカ300は、聴取位置lpの前方左側に配置されたスピーカ300L、前方右側に配置されたスピーカ300R、左側に配置されたスピーカ300LS、右側に配置されたスピーカ300RSからなる。オーディオ装置400は、スピーカ300R,300L,300RS,300LSに対して各スピーカ300に対応するチャンネルr,l,rs,lsのオーディオ信号をそれぞれ入力する。これとともに、オーディオ装置400は、センタチャンネルcのオーディオ信号をスピーカ300R,300Lに入力する。なお、これらの各チャンネルには、対応するスピーカ300と同一の小文字のアルファベットを識別子として付与する。
The plurality of speakers 300 includes a
ここで、センタチャンネルcの信号をスピーカ300R、300Lにそのまま入力すると、図5で示したように、このセンタチャンネルcの音声はスピーカ300Lとスピーカ300Rの間に定位される。本実施形態にかかるオーディオ装置400では、スピーカ300R,300Lに入力するセンタチャンネルcのオーディオ信号を頭部伝達関数に基づいて処理することにより、センタチャンネルcの音声の定位を無くしてしまった。
Here, when the signal of the center channel c is input to the
このように、センタチャンネルcの音声を無定位にしたことにより、リスナは音声そのものに基づいてではなく、視覚に基づいてその音声を定位させるようになる。これによって、リスナはセンタチャンネルcから出力されるセリフを画面に表示される人物の口元mに定位させるようになる。 Thus, by making the sound of the center channel c non-localized, the listener localizes the sound not based on the sound itself but based on vision. As a result, the listener localizes the speech output from the center channel c to the mouth m of the person displayed on the screen.
以下、上述したようなセンタチャンネルcの音声を無定位状態にする機能を備えたことを特徴とするオーディオ装置400の構成を説明する。
Hereinafter, the configuration of the
図2は、オーディオ装置400の機能を概略的に示すブロック図である。オーディオ装置400は、オーディオインタフェース1、信号処理部2、DA(digital analog)コンバータ3、増幅器4及びコントロール部5を備える。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing functions of the
オーディオインタフェース1は、入力端子6aに接続された図略のAVコンテンツ再生装置から入力端子6aを介してデジタルのオーディオ信号を入力するためのインタフェース回路である。信号処理部2は、オーディオインタフェース1から入力したオーディオ信号を各チャンネルl,r,c,ls,rsに分離し、この分離したオーディオ信号に対してフィルタ処理(周波数特性制御)、スピーカ300への出力レベル、遅延時間の調整等の信号処理を施す。
The audio interface 1 is an interface circuit for inputting a digital audio signal from an AV content playback device (not shown) connected to the
信号処理部2は、例えばDSP(DigitalSignal Processor)等から成り、信号処理を施したオーディオ信号を、チャンネルl,r,ls,rsについては対応するDAコンバータ3に対して出力する。これとともに、信号処理部2はセンタチャンネルcのオーディオ信号については後述する信号処理部8に入力する。
The
DAコンバータ3は、入力したデジタルのオーディオ信号をアナログ信号に変換する。DAコンバータ3は各スピーカ300毎に設けられておりスピーカ300Lに対応するものがDAコンバータ31、スピーカRに対応するものがDAコンバータ32、スピーカLSに対応するものがDAコンバータ33、スピーカRSに対応するものがDAコンバータ34である。DAコンバータ31,32には、チャンネルl,rのオーディオ信号が加算部7(61,62)を介して入力される。DAコンバータ33,34にはチャンネルls,rsのオーディオ信号が入力される。
The
増幅部4(41〜44)は、各スピーカ300毎に設けられており、DAコンバータ3から入力したオーディオ信号の信号レベルを増幅して出力端子6bに接続されたスピーカ300に入力する。これによって、スピーカ300L,300R,300LS,300RSからチャンネルl,r,ls,rsの音声がそれぞれ放音される。
The amplifying unit 4 (41 to 44) is provided for each speaker 300, amplifies the signal level of the audio signal input from the
コントロール部5は、メモリ等の記憶部、操作部等のユーザインタフェースとともに、CPU(Central Processing Unit)とからなり、メモリに記憶されるプログラムを実行することで、信号処理部2や後述の信号処理部8の信号処理を含めた本オーディオ装置400の各部の動作を制御する。
The
また、オーディオ装置400は上述の構成に加えて信号処理部8を備える。信号処理部8は、DSP等で実現され、センタチャンネルcのオーディオ信号が信号処理部2から入力される。信号処理部8は、入力したオーディオ信号に対して上述したようなセンタチャンネルcの音声を無定位状態にするための処理を施した上で加算部7(71,72)に対して出力する。なお、信号処理部8は信号処理部2と同一のDSPで実現してもよい。
The
以下に、センタチャンネルcの音声を無定位状態にするための処理とこの処理を行うための構成について詳細に説明する。センタチャンネルcの音声を無定位にするためには、無定位補正が必要となる。 Hereinafter, a process for setting the sound of the center channel c to the non-localized state and a configuration for performing this process will be described in detail. In order to make the sound of the center channel c non-localized, non-localization correction is required.
ここで、無定位補正とは、スピーカからリスナの両耳に伝達される音声の周波数特性をフラットにし、リスナの聴感に基づく音声の定位感を無くす補正である。スピーカ300はラウドスピーカであるため、スピーカ300からリスナの耳までの距離や方向に応じて音声が減衰し、周波数特性が変化する。また、頭部による反射や回り込み、耳介での反射などによって周波数特性が変化する。この周波数特性の変化に基づいてリスナは経験的に音源の方向や距離を認識する。 Here, the non-orientation correction is a correction that flattens the frequency characteristics of the sound transmitted from the speaker to both ears of the listener and eliminates the sound localization feeling based on the listener's audibility. Since the speaker 300 is a loudspeaker, the sound is attenuated according to the distance and direction from the speaker 300 to the listener's ear, and the frequency characteristics change. Further, the frequency characteristics change due to reflection or wraparound by the head, reflection by the pinna, or the like. Based on this change in frequency characteristics, the listener empirically recognizes the direction and distance of the sound source.
したがって、フィルタ処理等により、この音声伝搬による周波数特性の変化をキャンセルしてフラットな特性で音声をリスナの耳に到達させてやると、リスナはその音声の定位を聴感に基づいて認識することができなくなる。一般的に人間は、音声を聴感に基づいて定位できない場合、視野に定位の対象となる映像や物体があると、その映像や物体にその音声が定位していると認識(錯覚)する性質がある。 Therefore, if the change in frequency characteristics due to sound propagation is canceled by filtering or the like and the sound reaches the listener's ear with a flat characteristic, the listener will recognize the localization of the sound based on the sense of hearing. become unable. In general, when human beings cannot localize sound based on their auditory perception, if there is a video or object to be localized in the field of view, it has the property of recognizing (illusion) that the sound is localized in that video or object. is there.
この実施形態では、この人間の性質を利用し、センタチャンネルcの音声を無定位処理して出力することにより、画面上の人物にセリフの音声が定位しているように認識させるようにしている。 In this embodiment, by utilizing this human nature, the sound of the center channel c is subjected to non-localization processing and output, so that the person on the screen recognizes that the speech of the line is localized. .
また、この無定位処理した音声をラウドスピーカであるスピーカ300から出力して、リスナに対して聴感上完全に無定位な音声を聴かせるためには、クロストークキャンセル処理が更に必要である。 Further, in order to output the non-localized sound from the speaker 300, which is a loudspeaker, and to allow the listener to hear the completely non-localized sound for audibility, further crosstalk cancellation processing is required.
ここで、クロストークとは、マルチチャンネル(バイノーラル)信号をヘッドフォンでなくラウドスピーカで出力したときに発生する現象である。バイノーラル信号は、リスナの左耳に到達させるべき音声を左スピーカから出力し、リスナの右耳に到達させるべき音声を右スピーカから出力することにより、リスナに対する所定の定位感を実現している。しかし、ラウドスピーカの場合、左スピーカから出力した音声はリスナの右耳にも回り込んで到達し、右スピーカから出力した音声もリスナの左耳に回り込んで到達してしまい(これらの回り込み音声をクロストークという。)、上記所定の定位感等が薄れてしまう。 Here, the crosstalk is a phenomenon that occurs when a multi-channel (binaural) signal is output from a loudspeaker instead of a headphone. The binaural signal outputs a sound to be reached to the left ear of the listener from the left speaker, and outputs a sound to be reached to the right ear of the listener from the right speaker, thereby realizing a predetermined localization feeling with respect to the listener. However, in the case of a loudspeaker, the sound output from the left speaker wraps around the listener's right ear, and the sound output from the right speaker also wraps around the listener's left ear (these wraparound sounds). Is referred to as crosstalk), and the predetermined localization feeling and the like are reduced.
このため、これらクロストークがリスナの聴感上キャンセルされるような信号をさらに付加して出力することにより、ラウドスピーカを用いてもヘッドフォンと同じように所定の定位感を実現できるようにしている。具体的には、スピーカ300Lから右耳に到達するクロストークをキャンセルする信号をスピーカ300Rから出力し、スピーカ300Rから右耳に到達するクロストークをキャンセルする信号をスピーカ300Lから出力することによって、クロストークをキャンセルする。このクロストーク補正に関して、詳細については後述する。
Therefore, by adding and outputting a signal that cancels the crosstalk due to the listener's audibility, a predetermined sense of localization can be realized even when a loudspeaker is used. Specifically, a signal for canceling the crosstalk reaching the right ear from the
信号処理部8は、上述したような無定位補正及びクロストークキャンセル補正を行うために、信号分離部81と信号補正部82を備える。信号分離部81は、信号処理部2からcチャンネルのオーディオ信号が入力され、この入力したオーディオ信号からオーディオ信号を4つ生成する。
The signal processing unit 8 includes a
信号補正部82は、無定位補正のための構成としてlch信号補正部821及びrch信号補正部822を備えるとともに、クロストークキャンセル補正のための構成としてlchクロストークキャンセル部823及びrchクロストークキャンセル部824を備える。これらの各部821,822,823,824は、例えばFIR(Finite Impulse Response)フィルタ等から成り、信号分離部81からオーディオ信号がそれぞれ入力される。
The
lch信号補正部821は、スピーカ300Lからリスナの左耳までの頭部伝達関数の逆関数に対応するフィルタ係数が予め設定されている。この頭部伝達関数とは、音源からリスナの耳口までの音声の伝達関数である。図3を参照して、(A)がスピーカ300Lから左耳までの頭部伝達関数で伝達された音声の周波数特性を示す図であり、(B)がこの逆関数に基づく周波数特性を示す図である。このように、lch信号補正部821は、スピーカ300Lに入力するためのセンタチャンネルcのオーディオ信号に対して、(B)で示す周波数特性を付与する。このため、このオーディオ信号がスピーカ300Lから左耳までの頭部伝達関数で伝達されると、(A)で示すように各周波数成分が減衰されるが、この減衰分だけ信号レベルが底上げされることになる。これによって、スピーカ300Lから左耳までのセンタチャンネルcの音声の周波数特性をフラットに補正することができる。
In the lch
rch信号補正部822は、スピーカ300Rからリスナの右耳までの頭部伝達関数の逆関数に対応するフィルタ係数が予め設定されている。rch信号補正部822も、lch信号補正部821と同様にして、スピーカ300Rに入力するためのセンタチャンネルcのオーディオ信号に対して、スピーカ300Rからリスナの右耳までの頭部伝達関数の逆関数に基づく周波数特性を付与する。これによって、スピーカ300Rから右耳までのセンタチャンネルcの音声の周波数特性をフラットに補正することができる。lch信号補正部821、rch信号補正部822は無定位補正を施したオーディオ信号を対応する加算部9(91,92)に入力する。
In the rch signal correction unit 822, a filter coefficient corresponding to an inverse function of the head related transfer function from the
lchクロストークキャンセル部823は、スピーカ300Rからリスナの右耳までの頭部伝達関数の逆関数とスピーカ300Rからリスナの左耳までの頭部伝達関数の逆関数とを乗じたものに対応するフィルタ係数が予め設定されている。ここで、スピーカ300Rからリスナの右耳までの頭部伝達関数の逆関数に対応するフィルタ係数が設定されているのは、rch信号補正部822での補正によってスピーカ300Rに出力される音声信号にはスピーカ300Rからリスナの右耳までの頭部伝達関数の逆関数に対応するフィルタ特性が付与されているからである。このフィルタ特性と同様のフィルタ特性を付与することで、スピーカ300Rに入力される音声信号と同様の処理が施された音声信号が生成される。
The lch
また、スピーカ300Rからリスナの左耳までの頭部伝達関数の逆関数に対応するフィルタ係数が設定されているのは、スピーカ300Rから左耳までのセンタチャンネルcの音声の周波数特性をフラットに補正するためである。図3を参照して、(C)がスピーカ300Rから左耳までの頭部伝達関数で伝達された音声の周波数特性を示す図であり、(D)がこの逆関数に基づく周波数特性を示す図である。このように、lchクロストークキャンセル部823は、センタチャンネルcのオーディオ信号に対して、(D)で示す周波数特性を付与する。
The filter coefficient corresponding to the inverse function of the head-related transfer function from the
これによって、このオーディオ信号がスピーカ300Rから左耳までの頭部伝達関数で伝達されると(C)で示すように減衰するが、この減衰分だけ信号レベルが底上げされる。このため、スピーカ300Rから左耳までのセンタチャンネルcの音声の周波数特性をフラットに補正することができる。この補正によって、入力されたオーディオ信号はスピーカ300Rから放音されて左耳に到達するクロストーク成分をキャンセルするための音声信号(クロストークキャンセル信号)となる。
As a result, when this audio signal is transmitted by the head-related transfer function from the
また、rchクロストークキャンセル部824は、スピーカ300Lからリスナの左耳までの頭部伝達関数の逆関数とスピーカ300Lからリスナの右耳までの頭部伝達関数の逆関数に対応するフィルタ係数が予め設定されている。rchクロストークキャンセル部824も、lchクロストークキャンセル部823と同様にして、スピーカ300Lからリスナの左耳までの頭部伝達関数の逆関数及びスピーカ300Lからリスナの右耳までの頭部伝達関数の逆関数に基づくフィルタ特性をセンタチャンネルcのオーディオ信号に対して付与する。これによって、オーディオ信号はスピーカ300Lから放音されて右耳に到達するクロストーク成分をキャンセルするための音声信号(クロストークキャンセル信号)となる。
The rch crosstalk cancellation unit 824 has filter coefficients corresponding to the inverse function of the head-related transfer function from the
lchクロストークキャンセル部823及びrchクロストークキャンセル部rchは、補正後のオーディオ信号を対応する加算部9(91,92)に入力する。
The lch
加算部91はlchクロストークキャンセル部823からのクロストークキャンセル信号をlch信号補正部821から入力されたオーディオ信号に加算する(加算した後の信号を以下「オーディオ信号x1」と記載する)。このオーディオ信号x1は加算部91から加算部71に入力される。
The
また、加算部92は、rchクロストークキャンセル部824からのクロストークキャンセル信号をrch信号補正部822から入力されたオーディオ信号に加算する(加算した後の信号を以下「オーディオ信号x2」と記載する)。このオーディオ信号x2が加算部92から加算部72に入力される。
Further, the adding
オーディオ信号x1は加算部71でチャンネルlのオーディオ信号に加算されて、DAコンバータ31及び増幅部41を介してスピーカ300Lに入力される。また、オーディオ信号x2は加算部72でチャンネルrのオーディオ信号に加算されて、DAコンバータ32及び増幅部42を介してスピーカ300Rに入力される。これによって、オーディオ信号x1の音声がチャンネルlの音声とともにスピーカ300Lから放音されてリスナの左耳に到達する。また、オーディオ信号x2の音声がチャンネルrの音声とともにスピーカ300Rから放音されてリスナの右耳に到達する。
The audio signal x1 is added to the audio signal of the channel 1 by the adding
ここで、左耳にはスピーカ300Rからのクロストーク音声も到達し、右耳にはスピーカ300Lからのクロストーク音声も到達する。しかしながら、オーディオ信号x1には加算部91でこのスピーカ300Rからのクロストークキャンセル信号が加算されている。また、オーディオ信号x2からは加算部92でスピーカ300Lからのクロストークキャンセル信号が加算されている。これによってクロストーク成分が打ち消され、スピーカ300Rから左耳へのクロストークもスピーカ300Lから右耳へのクロストークも生じない。
Here, the crosstalk sound from the
なお、上述したlch信号補正部821、rch信号補正部822、lchクロストークキャンセル部823及びrchクロストークキャンセル部824のフィルタ係数は、例えば以下のように算出されて予め設定される。事前準備として、リスニングルームにおいてリスナが聴取位置lpに位置する状態でリスナの両耳にマイクロフォン(図略)を取り付ける。オーディオ装置400はこのマイクロフォンを接続して、このマイクロフォンからの信号が入力されるように準備する。
Note that the filter coefficients of the above-described lch
この状態で、リスナからの指示があったときに、オーディオ装置400はスピーカ300L,300Rに対してテスト用音声のオーディオ信号(テスト用音声信号)を順番に入力する。ここでは、周波数の異なる複数種類のテスト用音声信号が、所定時間間隔毎に切り換えられてスピーカ300L,300Rに入力される。マイクロフォンから入力された複数種類の周波数のテスト用音声信号を解析することで、オーディオ装置400はスピーカ300Rからリスナの右耳への頭部伝達関数及びスピーカ300Lからリスナの左耳への頭部伝達関数を解析することができる。
In this state, when there is an instruction from the listener, the
オーディオ装置400は、この頭部伝達関数に対応するフィルタ係数を算出して、上述した各部821、822、823及び824に設定する。なお、フィルタ係数は、オーディオ装置400の出荷前に製造業者によって上述した処理が実行される等の他の方法で算出されてもよい。この場合には、予め定められたスピーカ300R,300Lとの位置関係に聴取位置lpを設定しなくてはならない。
The
上記構成によって、本実施形態にかかるオーディオ装置400は、クロストークキャンセル補正と無定位補正とをセンタチャンネルcのオーディオ信号に行うことで、センタチャンネルcの音声を無定位状態にすることができる。これによって、表示装置200で表示される人の口元mにcチャンネルの音源があるようにリスナに錯覚させることができる。
With the configuration described above, the
本実施形態は、以下の変形例を採用することができる。 The present embodiment can employ the following modified examples.
(1)本実施形態では、チャンネルls,rsをスピーカ300LS,300RSに入力しているが、この構成に限定されない。チャンネルls,rsについてもスピーカ300L,300Rに入力し、チャンネルls,rsの音声がバーチャルスピーカから放音されるようにしてもよい。
(1) In this embodiment, the channels ls and rs are input to the speakers 300LS and 300RS, but the present invention is not limited to this configuration. The channels ls and rs may also be input to the
(2)本実施形態では、5チャンネルでオーディオ信号をスピーカ300に入力する構成であるが、チャンネル数はこれに限定されない。リスナの正面から見て左右方向に並べて配置された2台のスピーカに人のセリフに対応する少なくとも1チャンネルの音声信号が入力される構成であれば何チャンネルを入力する構成であってもよい。 (2) In this embodiment, the audio signal is input to the speaker 300 with five channels, but the number of channels is not limited to this. Any number of channels may be input as long as audio signals of at least one channel corresponding to human speech are input to two speakers arranged side by side as viewed from the front of the listener.
(3)本実施形態では、センタチャンネルcのオーディオ信号を入力するためのスピーカとしてスピーカ300L,300Rを用いているが、他のスピーカ300を用いても良い。例えば、スピーカ300RS,300LSをフロントに配置して、これらのスピーカ300RS,300LSにモノラルでセンタチャンネルcのオーディオ信号を入力する構成等を採用してもよい。
(3) In the present embodiment, the
(4)本実施形態では、オーディオ装置400がクロストークキャンセル補正をオーディオ信号に施すことでクロストークキャンセルを防止しているが、他の方法によってクロストークキャンセルを防止してもよい。例えば、狭い指向性を持つスピーカをセンタチャンネルc用のスピーカとして用いて、クロストークキャンセルを防止する構成であってもよい。この構成では、右スピーカからの音声をリスナの右耳のみに到達させる角度で右スピーカが配置され、左スピーカからの音声をリスナの左耳のみに到達させるような角度で左スピーカが配置される。
(4) In the present embodiment, the
(5)本実施形態では、cチャンネルの音声を無定位状態にする構成であるが、この構成に限定されず、人のセリフのチャンネルの音声を無定位状態にする構成であればよい。 (5) In the present embodiment, the configuration is such that the sound of the c channel is in the non-localized state, but is not limited to this configuration, and any configuration may be used as long as the sound of the human speech channel is in the non-localized state.
(6)本実施形態では、リスナが動く等によって聴取位置lpを変更した場合に、変更後の聴取位置lpではセンタチャンネルcの音声が無定位状態にならない。これに対して本発明では、聴取位置lpの変更すなわち頭部伝達関数の変更に追随して信号補正部82のフィルタ係数を変更する構成を採用してもよい。この場合には、例えば予めリスニングルーム内の複数箇所で頭部伝達関数を測定し、この頭部伝達関数に基づいたフィルタ係数を測定位置の情報とともにコントロール部5が記憶する。そして、オーディオ信号の再生時には、オーディオ装置400は、リスナに取り付けた位置センサ等からリスナの位置を随時入力する。そして、コントロール部5がこの入力した位置に対応するフィルタ係数を、記憶するフィルタ係数及び測定位置情報から求めて信号補正部82のフィルタに設定する。
(6) In the present embodiment, when the listening position lp is changed due to movement of the listener or the like, the sound of the center channel c does not enter a non-localized state at the changed listening position lp. On the other hand, in the present invention, a configuration may be adopted in which the filter coefficient of the
3−DAコンバータ 300L,300R−スピーカ(左右スピーカ) 400−オーディオ装置 821−lch信号補正部(無定位処理部) 822−rch信号補正部(無定位処理部) 823−lchクロストークキャンセル部 824−rchクロストークキャンセル部 l,r,c,ls,rs−チャンネル
3-
Claims (2)
左スピーカに入力するオーディオ信号に対して、左スピーカからリスナの左耳への頭部伝達関数への逆関数に基づく周波数特性を付与するとともに、右スピーカに入力するオーディオ信号に対して、右スピーカからリスナの右耳への頭部伝達関数の逆関数に基づく周波数特性を付与する無定位処理部と、
左スピーカからリスナの右耳に到達する音声および右スピーカからリスナの左耳に到達する音声をキャンセルするための補正をオーディオ信号に対して行うクロストークキャンセル部と、
を備えたことを特徴とするオーディオ装置。 An audio device for inputting audio signals of the same channel to left and right two-channel speakers,
A frequency characteristic based on the inverse function of the head-related transfer function from the left speaker to the listener's left ear is given to the audio signal input to the left speaker, and the right speaker is input to the audio signal input to the right speaker. A non-localization processing unit that gives a frequency characteristic based on an inverse function of a head-related transfer function from the listener to the right ear of the listener;
A crosstalk canceling unit that performs correction on the audio signal to cancel the sound that reaches the right ear of the listener from the left speaker and the sound that reaches the left ear of the listener from the right speaker;
An audio apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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