JP2002135899A - 多チャンネル音声回路 - Google Patents
多チャンネル音声回路Info
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Abstract
路で360度方向の音像定位を実現する。 【解決手段】 N(>5)チャンネルステレオのN本の
信号のうち、正面を除く右90度から左90度までの前
方に対応する信号を、その方向を模擬した頭部伝達関数
フィルタあるいはレベル差を用いて5チャンネルステレ
オ信号の左右2本のチャンネルに分配する音声信号分配
回路を備え、右120度から左120度までの後方の信
号を、その方向に音像が定位するように5チャンネルス
テレオの右後方及び左後方に適当なレベル差をつけて分
配し、正面方向に対応する信号はセンターチャンネルに
供給するマルチチャンネルステレオ音声信号ミキシング
回路である。
Description
とステレオ方式変換回路に関し、特に、左右のスピーカ
のみを用いてその外側に音像を定位させる頭部伝達関数
を模擬するフィルタ回路と、1つの信号をレベル差をつ
けて2つの信号に分岐し、2つのスピーカの中間に音像
定位させるパン回路の両方を用いて、5チャンネルステ
レオにおける5つのスピーカで360度全周の方向の音
源定位を高精度に実現することを可能にしたものであ
る。
の任意の方向に音像定位させるために、従来最もよく用
いられてきた方式として、4つのスピーカとパンポッド
回路を組み合わた図5に示す方式が知られている。入力
端子34に入力したモノの信号は、逆連動可変抵抗器3
5によって2つの信号に分岐される。片方の信号は出力
端子36、38のいずれか1つに接続される。もう1つ
の信号は出力端子37、39のいずれか1つに接続され
る。前記逆連動可変抵抗器35はモノの音声信号の電力
和が一定になるように保ちつつ、レベル差をつけて2チ
ャンネルに分岐する回路である。この回路により、モノ
の信号は2つのスピーカに分岐され、2つのスピーカの
間に音像が定位する。さらに、4つのスピーカの中間に
も音像を定位させることを目的に、図6に示すように逆
連動可変抵抗器45と46、逆連動可変抵抗器45と4
7を縦列に接続して4個のチャンネルに分岐するジョイ
スティック回路と呼ばれる分岐回路である。
に示すように2チャンネルステレオにおいてレベル差の
みならず位相差もつけて分岐するもので、モノの音声を
所望の方向の音源から両耳までの頭部伝達関数を模擬す
るフィルタ48,49を経由してそのフィルタ出力5
0,51をステレオの左右2チャンネルに分岐する。こ
の方法によると、パンと異なりフィルタの係数を変更す
ることで2つのスピーカの外側にも音像を合成可能であ
る。
方左右のスピーカの間、あるいは後方の2つのスピーカ
の間には聴感上も明確な音像が知覚される。しかし、右
前スピーカと右後スピーカの間、及び左前スピーカと左
後スピーカの間は、聴覚の性質上、明確な音像定位は得
られない。原理的に左右のスピーカの中間に音像を合成
する場合は有効であるが、前後のスピーカの中間には合
成不可能である。そのためマルチチャンネルステレオと
して標準的な、左右30度、正面、側後方の左右100
〜120度にスピーカを配する5チャンネルステレオ
(以下、5チャンネルステレオと言えば、この配置を指
す)においては、パン回路やジョイスティック回路では
聴取者の横方向30度から120度の範囲は、音像を合
成することができない。結果として前方と後方のつなが
りが悪いミキシングとなりやすい。パンだけで水平面の
360度任意の方向に音像を合成するためには、横方向
にもスピーカを配置し、かつ8チャンネル程度のチャン
ネル数が必要になると言われている。
った場合には、前方左右2個のスピーカで360度の定
位が可能と言われている。しかし、頭部伝達関数には個
人差があるために、微妙な音色を手がかりとしている後
方の音像を合成することは一般的に困難である。さらに
音像を移動させるためにはフィルタ係数の逐次更新が必
要であるため、単なる可変抵抗器であるパンポッド回路
と比べると回路が複雑になる。さらに音源の数だけフィ
ルタが必要であり、多数の音源を定位させたい場合には
装置のコストが高くなる。
作のために簡便な回路で360度方向の音像定位を実現
することが可能な技術を提供することにある。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
発明の概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
レオのN本の信号のうち、正面を除く右90度から左9
0度までの前方に対応する信号を、その方向を模擬した
頭部伝達関数フィルタあるいはレベル差を用いて5チャ
ンネルステレオ信号の左右2本のチャンネルに分配する
音声信号分配回路を備え、右120度から左120度ま
での後方の信号を、その方向に音像が定位するように5
チャンネルステレオの右後方及び左後方に適当なレベル
差をつけて分配し、正面方向に対応する信号はセンター
チャンネルに供給するマルチチャンネルステレオ音声信
号ミキシング回路である。
レオのN本の信号のうち、正面を除く右90度から左9
0度までの前方に対応する信号を、その方向を模擬した
頭部伝達関数フィルタあるいはレベル差を用いて5チャ
ンネルステレオ信号の左右2本のチャンネルに分配する
音声信号分配回路を備え、右120度から左120度ま
での後方の信号を、その方向に音像が定位するように5
チャンネルステレオの右後方及び左後方に適当なレベル
差をつけて分配し、正面方向に対応する信号はセンター
チャンネルに供給するマルチチャンネルステレオ音声信
号ミキシング回路に、1入力N(>5)出力のエネルギ
ー和が一定に保たれる音声信号分配回路の出力を、当該
マルチチャンネルステレオ音声信号ミキシング回路に入
力して5チャンネルステレオで360度方向の音像定位
を設定するパンポット回路である。
360度の方向の音像を合成するためには8チャンネル
は必要であることから、45度間隔に均等にスピーカを
配した8チャンネルを基準として考え、この8個のスピ
ーカ位置を5チャンネルステレオで仮想的に合成するこ
とを考える。5チャンネルステレオにおいてパンだけで
は合成できない方向(8チャンネルの左右45度及び左
右90度の4方向)の信号は、頭部伝達関数を模擬した
フィルタを用いて左右のスピーカによる虚音源として合
成する。実際にスピーカの存在する正面(0度方向)は
そのまま5チャンネルのセンターチャンネルに供給す
る。左右のスピーカと頭部伝達関数フィルタでは合成で
きない後方の左右135度及び180度の3方向につい
ては、5チャンネルステレオの右後120度、左後12
0度のスピーカ用の信号の間のパンにより虚音源として
合成する。
例)とともに図面を参照して詳細に説明する。
実施形態1の8チャンネルステレオから5チャンネルス
テレオヘの変換回路の概略構成を示す回路図である。
水平面に45度おきにスピーカが配置されているものと
仮定する。スピーカの方向は、図2に示す1a〜8aと
なる。5チャンネルステレオは、ITU−R勧告775
に基づく標準的なスピーカ配置とする。チャンネルはL
(左)、R(右)、C(正面)、SL(左後)、SR
(右後)とする。8チャンネルと5チャンネルステレオ
のスピーカ配置の関係を図2に示す。
5チャンネルステレオヘの変換回路は、図1及び図2に
示すように、方向2a、3a(左右45度)に対応する
8チャンネルステレオの信号を入力端子2、3に、及び
方向4a、5a(左右90度)に対応する信号を入力端
子4、5に入力し、頭部伝達関数を模擬したフィルタ1
4、16、18、20を介した後、加算し5チャンネル
ステレオのLチャンネル用信号を得る。また、フィルタ
15、17、19、21を介した後、加算してRチャン
ネル用信号を得る。8チャンネルステレオの信号1(正
面方向)はそのまま5チャンネルステレオのCチャンネ
ルに供給する。8チャンネルステレオの信号6、7、8
は5チャンネルステレオのSL及びSRチャンネルにパ
ン22、23、24により分配する。パンの設定は、図
2のスピーカ方向6a、7a、8aに音像が定位するよ
うにする。合成されたL、R、C、SL、SR信号はそ
れぞれ出力端子9〜13に出力される。
の一例を示す。厳密には頭部伝達関数は聴取者個人ごと
に異なるが、本発明の目的には一般的によく用いられる
Kemarダミーヘッドの頭部伝達関数で十分である。前方
左右の2スピーカで右90度方向のの音像を合成するこ
とを考える。Kemarダミーヘッドの右90度方向、右3
0度方向、左30度方向の音源から右耳までの頭部伝達
関数をそれぞれ、R90(ω),R30(ω),R
-30(ω)とし、左耳までの頭部伝達関数をそれぞれL9
0(ω),L30(ω),L-30(ω)とする。右チャンネ
ルに挿入する「頭部伝達関数模擬フィルタ」をG
r(ω)、左チャンネルに挿入する「頭部伝達関数模擬
フィルタ」をGl(ω)とすると、これらの間には次の
関係が成立する。
現できないが、一般に最小二乗誤差近似で求められた近
似解で実用上十分である。具体的なアルゴリズムは例え
ば次の文献に記述されている(Kirkeby and Nelson,“Di
gital filter design for invertion problems in soun
d reproduction,”J.Audio Eng. Soc.,47,7/8,1999)。
2の5チャンネルステレオ用パン回路の概略構成を示す
回路図である。
5チャンネルステレオヘの変換回路を用いた5チャンネ
ルステレオ用パン回路においては、図3に示すように、
音声信号25を分配器26と抵抗器27により全体のパ
ワーは一定に保ったまま8本の信号に分配する。8本の
信号を図1の入力端子1〜8に供給し5チャンネルの信
号を得る。例えば、方向4aと6aの中間の方向に音像
を定位させたい場合は、入力端子4及び6に接続された
抵抗器のみ3dB減衰させ、他を無限大減衰させる。
されない。図4は、正面にスピーカのない配置例であ
り、方向26'〜33'は8チャンネルステレオのスピー
カ方向2である。この場合は、方向28'、29'のみ頭
部伝達関数を模擬した逆フィルタを通し、方向26'、
27'はL、R間のパンを用いることができる。
ンネルステレオに変換する回路も、全く同じ考え方によ
って実現できることは明らかである。さらに、映画音響
で用いられる6チャンネルステレオ(後方センターを含
む)への変換も、図1の入力8を後方センターチャンネ
ルにそのまま出力することで可能である。
前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論で
ある。
わずか4方向の頭部伝達関数模擬フィルタとパン回路3
60度の音源定位が実現する。
(ch)サラウンドでは調整が困難であった横方向の音
像定位の調整が、容易かつ自由に行える。
定であるため、音声制作者はその存在を意識せず、パン
操作のみにて360度の音像定位が実現しているかのよ
うに感じられ、音に取り囲まれた印象などを生成するこ
とがきわめて容易になる。
360度定位を得ようとする方法に比べ、後方の音像定
位が確実に実現する。さらに、フィルタの係数が固定で
あるため回路が安価に製造できる。
ら5チャンネルステレオヘの変換回路の概略構成を示す
回路図である。
パンポッド回路の概略構成を示す回路図である。
る。
回路を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 N(>5)チャンネルステレオのN本の
信号のうち、正面を除く右90度から左90度までの前
方に対応する信号を、その方向を模擬した頭部伝達関数
フィルタあるいはレベル差を用いて5チャンネルステレ
オ信号の左右2本のチャンネルに分配する音声信号分配
回路を備え、右120度から左120度までの後方の信
号を、その方向に音像が定位するように5チャンネルス
テレオの右後方及び左後方に適当なレベル差をつけて分
配し、正面方向に対応する信号はセンターチャンネルに
供給することを特徴とするマルチチャンネルステレオ音
声信号ミキシング回路。 - 【請求項2】 N(>5)チャンネルステレオのN本の
信号のうち、正面を除く右90度から左90度までの前
方に対応する信号を、その方向を模擬した頭部伝達関数
フィルタあるいはレベル差を用いて5チャンネルステレ
オ信号の左右2本のチャンネルに分配する音声信号分配
回路を備え、右120度から左120度までの後方の信
号を、その方向に音像が定位するように5チャンネルス
テレオの右後方及び左後方に適当なレベル差をつけて分
配し、正面方向に対応する信号はセンターチャンネルに
供給するマルチチャンネルステレオ音声信号ミキシング
回路に、1入力N(>5)出力のエネルギー和が一定に
保たれる音声信号分配回路の出力を、当該マルチチャン
ネルステレオ音声信号ミキシング回路に入力して5チャ
ンネルステレオで360度方向の音像定位を設定するこ
とを特徴とするパンポット回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000329889A JP4101452B2 (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 多チャンネル音声回路 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007251832A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Fukushima Prefecture | 音像定位装置及び音像定位方法 |
JP2007251831A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Fukushima Prefecture | 音像定位装置及び音像定位方法 |
US8005244B2 (en) | 2005-02-04 | 2011-08-23 | Lg Electronics, Inc. | Apparatus for implementing 3-dimensional virtual sound and method thereof |
JP2016039568A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | キヤノン株式会社 | 音響処理装置および方法、並びにプログラム |
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- 2000-10-30 JP JP2000329889A patent/JP4101452B2/ja not_active Expired - Fee Related
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