JP2005333211A - 音響収録方法、音響収録再生方法、音響収録装置および音響再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチ指向性マイクロフォン方式によって音響を収録して再生側に伝送し、再生側でスピーカやヘッドフォンによって音響を再生する場合に、収録中にマイクロフォンの向きを変えた場合の再生側におけるリスナーの音場感の混乱を軽減できるようにする。
【解決手段】収録側には、それぞれ指向性マイクロフォンである、または指向性マイクロフォンとして機能する３本のマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃを、１２０度の間隔で放射状に配置し、そのマルチマイクロフォン装置２に対して回転検出手段１１を設ける。収録側の合成処理部１３、または再生側の再生処理部１５で、回転検出手段１１からの回転情報Ｓｒによって、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの出力音声信号Ｓａ，ＳｂおよびＳｃを、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消すように処理する。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数のマイクロフォンによって音響を収録する方法および装置、および、その収録された音声信号によりスピーカやヘッドフォンによって音響を再生する方法および装置に関する。

音響空間に置かれた各音源からの音声を、それぞれの到来方向の情報を確保しつつ収録する方法として、バイノーラル録音がある。

一方、バイノーラル方式とは異なる方法で、各音源からの音声を、それぞれの到来方向の情報を確保しつつ収録する方法として、収録用のマイクロフォンとして複数の指向性マイクロフォンを使用する方法がある。

このマルチ指向性マイクロフォン方式では、複数の、例えば３本の指向性マイクロフォンを、それぞれの指向性方向が互いに異なるエリア方向となるように配置して、それぞれの指向性マイクロフォンによって異なるエリア方向から到達する音響を収録し、再生側では、それぞれの収音エリア方向に相似に配置した複数の、例えば３個のスピーカによって、リスナーに向けて音響を再生する。

なお、各マイクロフォンの指向性の方向選択性が十分でない場合には、各マイクロフォンの出力の音声信号をマトリクス演算することによって、より指向性を鋭利にすることができ、再生時、より空間分解能を向上させることができる。また、マトリクス演算により指向性を生成することによって、収録用マイクロフォンとして無指向性マイクロフォンを使用することもできる。

このマルチ指向性マイクロフォン方式（無指向性マイクロフォンを使用し、マトリクス演算によって指向性を生成する場合を含めて、マルチ指向性マイクロフォン方式と称する）の利点は、再生時にリスナーが首の向きを変えた場合、収録現場でリスナーが首の向きを変えたような自然な聴感が得られることであり、これはバイノーラル方式では不可能なものである。

特許文献１（特開２００２−２７１８８５号公報）には、基準マイクロフォンを中心に３対のマイクロフォンを配置し、各マイクロフォンの出力音声信号をデジタル信号処理することによって、マイクロフォンの指向特性を制御することが示されている。

また、特許文献２（特開平９−７００９４号公報）には、ヘッドフォンを装着したリスナーの頭の動きを検出し、リスナーの向きに応じて多チャンネル音声信号を処理することによって、リスナー頭外の前方および後方に音像を定位させることが示されている。

上に挙げた先行技術文献は、以下のとおりである。
特開２００２−２７１８８５号公報 特開平９−７００９４号公報

最近の各種記録機材のコンパクト化、信号処理プロセッサの高速化、記録メディアの大容量化などによって、複数のマイクロフォンを使用して、身の回りの環境などの音響を、その到来方向の情報を含めつつ、カジュアルに、まるごと、無意識的に記録して、あとで追体験し、ネットワークを通じて通信して体験を他人と共有する、というようなことが身近になってきた。

しかし、このような収録方法では、収録中にマイクロフォンの向きが変えられることが多くなる。

例えば、図１９に示すように、収録者７が、道路９を歩きながら、ビデオカメラ８で、矢印で示す進行方向の環境や風景を撮影し、頭に装着したマルチマイクロフォン装置２で、周囲の環境の音響を収録するような場合である。このとき、収録者７が周囲を見回すなどによって頭の向きを変えると、マルチマイクロフォン装置２が回転し、マルチマイクロフォン装置２を構成する、例えば指向性方向が１２０度間隔となるように配置された３本の指向性マイクロフォンの向きが変えられる。

しかし、複数のマイクロフォンを使用して音響を収録する場合、収録中にマイクロフォンの向きを変えることは、再生時、リスナーの音場感の混乱を招くことになるため、避けるべきこととされている。このことは、バイノーラル方式でも、マルチ指向性マイクロフォン方式でも、同じである。

具体的に、マルチ指向性マイクロフォン方式の場合であって、例えば、図１８に示すように、３本のマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの出力音声信号を再生側に伝送し、再生側でスピーカ４ａ，４ｂおよび４ｃに供給する場合、点Ｐｒからの音声として収録された音響は、点Ｐｒに対応する点Ｐｐから出力されるものとして、リスナー５に聴取されるが、収録中に、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃからなるマルチマイクロフォン装置２が、矢印３で示すように、ある方向に回転すると、再生側では、矢印６で示すように、マルチマイクロフォン装置２の回転方向と逆の方向に音場が回転する。

そのため、複数のマイクロフォンを使用して音響を収録する場合、収録中はマイクロフォンを固定させるべきものとされている。しかし、これでは、上述したようなカジュアル的な収録を行うことができない。

そこで、この発明は、マルチ指向性マイクロフォン方式によって音響を収録して再生側に伝送し、再生側でスピーカやヘッドフォンによって音響を再生する場合に、収録中にマイクロフォンの向きを変えた場合の再生側におけるリスナーの音場感の混乱を軽減できるようにしたものである。

この発明の音響収録方法は、
複数のマイクロフォンを、各マイクロフォンの指向性方向を変えて配置し、または各マイクロフォンの出力音声信号を演算することにより互いに異なる方向に指向性を有するマイクロフォンとして機能させて、その複数のマイクロフォンによって音響を収録し、再生側に伝送する方法であって、
各マイクロフォンの回転を検出し、その検出結果によって、各マイクロフォンの出力音声信号を、各マイクロフォンの向きの変化を打ち消すように処理し、その処理後の出力音声信号を、再生側に伝送することを特徴とする。

また、この発明の音響収録再生方法は、
複数のマイクロフォンを、各マイクロフォンの指向性方向を変えて配置し、または各マイクロフォンの出力音声信号を演算することにより互いに異なる方向に指向性を有するマイクロフォンとして機能させて、その複数のマイクロフォンによって音響を収録して再生側に伝送し、再生側で音響を再生する方法であって、
収録側では、各マイクロフォンの回転を検出し、その検出結果の回転情報と、各マイクロフォンの出力音声信号とを、再生側に伝送し、再生側では、伝送された回転情報によって、伝送された各マイクロフォンの出力音声信号を、収録側における各マイクロフォンの向きの変化を打ち消すように処理することを特徴とする。

マルチ指向性マイクロフォン方式では、２チャンネルステレオ方式やバイノーラル方式とは異なり、各エリア方向から到来する音声がエリア方向別に収録される。

上記の、この発明の音響収録方法では、このマルチ指向性マイクロフォン方式の特徴を利用して、各マイクロフォンの回転の検出結果によって、各マイクロフォンの出力音声信号を、各マイクロフォンの向きの変化を打ち消すように処理し、その処理後の出力音声信号を、再生側に伝送するので、収録中にマイクロフォンの向きを変えた場合の再生側におけるリスナーの音場感の混乱を軽減することができる。

上記の、この発明の音響収録再生方法では、同様にマルチ指向性マイクロフォン方式の特徴を利用して、各マイクロフォンの出力音声信号と共に、各マイクロフォンの回転の検出結果の回転情報を、再生側に伝送し、再生側で、その回転情報によって、各マイクロフォンの出力音声信号を、収録側における各マイクロフォンの向きの変化を打ち消すように処理するので、収録中にマイクロフォンの向きを変えた場合の再生側におけるリスナーの音場感の混乱を軽減することができる。

以上のように、この発明によれば、マルチ指向性マイクロフォン方式によって音響を収録して再生側に伝送し、再生側でスピーカやヘッドフォンによって音響を再生する場合に、収録中にマイクロフォンの向きを変えた場合の再生側におけるリスナーの音場感の混乱を軽減することができる。

〔第１の実施形態：図１〜図１５〕
図１は、この発明の音響収録再生システムの一例を示す。

この例の音響収録再生システムでは、収録側には、３本のマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃがマルチマイクロフォン装置２として設けられ、再生側には、リスナー５の周囲に、収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの配置と相似の配置で、３個のスピーカ４ａ，４ｂおよび４ｃが設けられ、それぞれリスナー５に向けられる。

具体的に、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃは、単一指向性マイクロフォン、または無指向性マイクロフォンで、それぞれの軸方向を１２０度間隔で変えて放射状に配置され、スピーカ４ａ，４ｂおよび４ｃも、リスナー５を中心に１２０度間隔で配置される。

マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの出力音声信号Ｓａ，ＳｂおよびＳｃは、合成処理部１３で、それぞれデジタル音声信号に変換され、さらにデジタル信号処理されて、再生側に伝送される。再生側では、それぞれのデジタル音声信号が、再生処理部１５で、デジタル信号処理され、さらにアナログ音声信号に変換されて、変換後の音声信号Ｕａ，ＵｂおよびＵｃが、スピーカ４ａ，４ｂおよび４ｃに供給される。

この場合の伝送は、有線または無線によってリアルタイムで送受信する場合や、記録メディアに記録し、記録メディアから読み出す場合など、いずれの方法でもよい。リスナー５は、収録者自身でもよく、収録者とは別の者でもよい。

この例では、以上のような音響収録再生システムにおいて、さらに、マルチマイクロフォン装置２に対して、回転検出手段１１が設けられる。

回転検出手段１１は、例えば、回転角速度センサによって構成され、その出力信号が積分されることによって、マルチマイクロフォン装置２、すなわちマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの回転角度が算出され、さらに、その算出結果が初期方位に加算されることによって、マルチマイクロフォン装置２、すなわちマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの方位が検出される。

また、回転検出手段１１として、地磁気センサや重力センサを用いれば、マルチマイクロフォン装置２、すなわちマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの方位を直接検出することができる。

そして、この例の音響収録再生システムでは、この回転検出手段１１からの回転情報Ｓｒが、収録側の合成処理部１３で、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの出力音声信号Ｓａ，ＳｂおよびＳｃに付加され、収録側の合成処理部１３、または再生側の再生処理部１５で、その回転情報Ｓｒによって、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの出力音声信号Ｓａ，ＳｂおよびＳｃが、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消すように処理される。

（音響収録装置の例：図２〜図５）
図２は、この発明の音響収録装置（収録側システム）の一例を示す。

この例では、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃは、それぞれ指向性マイクロフォンで、それぞれの指向性方向２１ａ，２１ｂおよび２１ｃが１２０度間隔となるように配置されるとともに、ジャイロ２６が、マルチマイクロフォン装置２と共に向きを変えるように配置される。

マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの出力音声信号Ｓａ，ＳｂおよびＳｃは、それぞれ音声増幅回路２２ａ，２２ｂおよび２２ｃで増幅された後、それぞれＡＤコンバータ２３ａ，２３ｂおよび２３ｃでデジタル音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃに変換される。

その音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃは、レコーダ２４で、ディスク媒体などの記録媒体２５に記録される。

一方、ジャイロ２６の出力データ、すなわちマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの方位を示すデータＤｒは、メモリ２７に記録される。

この場合、記録媒体２５に記録される音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃとメモリ２７に記録される方位データＤｒとが対応づけられるように、タイミング発生部２８からのタイミング情報によって、レコーダ２４における音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃの記録媒体２５への記録が制御されるとともに、タイミング発生部２８からのタイミング情報が、方位データＤｒと共にメモリ２７に記録される。

タイミング情報としては、レコーダ２４で得られる各種のタイムコードを用いることもでき、そのほか、各種の同期信号を用いることもできる。

また、メモリ２７として、記録媒体２５の空きトラックを利用することもでき、さらには、記録媒体２５とメモリ２７をハードディスクなどによって一元化してもよい。

マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの指向性が十分でない場合や、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃとして無指向性マイクロフォンを用いる場合には、図３の例に示すように、指向性を増強し、または生成する処理を行う。

すなわち、図３の例では、ＡＤコンバータ２３ａ，２３ｂおよび２３ｃの出力の音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃが、指向性処理部２９に入力され、指向性処理部２９の出力の音声データＥａ，ＥｂおよびＥｃが、レコーダ２４によって、記録媒体２５に記録される。

指向性処理部２９では、例えば、
Ｅａ＝Ｄｂ＋Ｄｃ−Ｄａ …（１ａ）
Ｅｂ＝Ｄａ＋Ｄｃ−Ｄｂ …（１ｂ）
Ｅｃ＝Ｄａ＋Ｄｂ−Ｄｃ …（１ｃ）
で表される演算が実行されて、音声データＥａ，ＥｂおよびＥｃが得られる。

これによって、もともと、図４の指向性パターンで示すような単一指向性（カーディオイド）を有するマイクロフォンでも、例えば、式（１ｂ）のような演算を実行することによって、図５の指向性パターン（ａ＋ｃ−ｂ）で示すような、単一指向性より強い指向性（ハイパーカーディオイド）が得られ、より方向選択性が良好となる。

なお、この指向性処理は、処理前の音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃを、記録媒体２５に記録し、記録媒体２５から読み出した後に、行うようにしてもよい。

（マルチマイクロフォン装置の例：図６および図７）
図６に、マルチマイクロフォン装置２の一例を示す。この例では、ヘッドバンド４１と左右の耳当て部４２Ｌおよび４２Ｒとからなるマイクロフォン取付体の、ヘッドバンド４１の頂部に、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃが一体化されたマルチマイクロフォン装置２が取り付けられ、マルチマイクロフォン装置２の中心部に、ジャイロ２６が取り付けられる。

したがって、収録中に、収録者７が周囲を見回すなどによって頭の向きを変えると、マルチマイクロフォン装置２およびジャイロ２６が回転し、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きが変えられるとともに、その向きの変化がジャイロ２６で検出される。

図７に示すように、マイクロフォン取付体４３をハチマキ状のものとし、これにマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃおよびジャイロ２６を直接、取り付けるようにしてもよい。

（スピーカ再生の場合の音響再生装置の例：図８および図９）
図８は、この発明の音響再生装置（再生側システム）の一例を示し、図２または図３に示した音響収録方法に対応して、再生側で収録側における各マイクロフォンの向きの変化を打ち消す処理を行うとともに、スピーカによって音響を再生する場合である。

この例では、プレーヤ５１によって、記録媒体２５から、上述したように記録された音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃ（図３の例のように指向性処理部２９で音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃを処理する場合には音声データＥａ，ＥｂおよびＥｃ）が読み取られ、演算処理部６１に供給されるとともに、コントローラ５２によって、メモリ２７から、上述したように記録された方位データＤｒが読み出され、演算処理部６１に供給される。

この場合、記録媒体２５からの音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃの読み取りとメモリ２７からの方位データＤｒの読み出しとが、収録時のタイミング関係と一致するように、メモリ２７に記録されたタイミング情報に基づいて、コントローラ５２によって、記録媒体２５からの音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃの読み取り、およびメモリ２７からの方位データＤｒの読み出しが制御される。

演算処理部６１では、方位データＤｒによって、音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃが、後述のように収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消すように処理される。

その処理後の音声データＴａ，ＴｂおよびＴｃは、それぞれＤＡコンバータ５４ａ，５４ｂおよび５４ｃでアナログ音声信号に変換され、その変換後の３チャンネルの音声信号が、それぞれ音声増幅回路５５ａ，５５ｂおよび５５ｃで増幅された後、スピーカ４ａ，４ｂおよび４ｃに供給される。

スピーカ４ａ，４ｂおよび４ｃは、リスナー５を中心に１２０度間隔で、図２または図３に示したような収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの指向性の主方向の向きの配置と相似の配置で設けられ、それぞれリスナー５に向けられる。

図９に、演算処理部６１の一例を示す。この例の演算処理部６１では、音声データＤａが乗算回路６２ａ，６３ａおよび６４ａに供給され、音声データＤｂが乗算回路６２ｂ，６３ｂおよび６４ｂに供給され、音声データＤｃが乗算回路６２ｃ，６３ｃおよび６４ｃに供給され、方位データＤｒが係数生成回路６５に供給されて、係数生成回路６５において、方位データＤｒの値に応じて、係数Ｋａａ，Ｋａｂ，Ｋａｃ，Ｋｂａ，Ｋｂｂ，Ｋｂｃ，Ｋｃａ，ＫｃｂおよびＫｃｃが生成更新され、その係数Ｋａａ，Ｋａｂ，Ｋａｃ，Ｋｂａ，Ｋｂｂ，Ｋｂｃ，Ｋｃａ，ＫｃｂおよびＫｃｃが、それぞれ乗算回路６２ａ，６３ａ，６４ａ，６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ，６２ｃ，６３ｃおよび６４ｃに供給される。

そして、加算回路６６ａ，６６ｂおよび６６ｃで、それぞれ、
Ｔａ＝Ｋａａ×Ｄａ＋Ｋｂａ×Ｄｂ＋Ｋｃａ×Ｄｃ …（２ａ）
Ｔｂ＝Ｋａｂ×Ｄａ＋Ｋｂｂ×Ｄｂ＋Ｋｃｂ×Ｄｃ …（２ｂ）
Ｔｃ＝Ｋａｃ×Ｄａ＋Ｋｂｃ×Ｄｂ＋Ｋｃｃ×Ｄｃ …（２ｃ）
で表される加算が実行されて、処理後の音声データＴａ，ＴｂおよびＴｃが得られる。

係数生成回路６５では、方位データＤｒの値、すなわち収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの回転の方向および量（回転角度）に応じて、係数Ｋａａ，Ｋａｂ，Ｋａｃ，Ｋｂａ，Ｋｂｂ，Ｋｂｃ，Ｋｃａ，ＫｃｂおよびＫｃｃの値が、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消すように変えられる。

したがって、音声データＴａ，ＴｂおよびＴｃとして、収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化が打ち消される音声データが得られ、リスナー５の音場感の混乱が軽減する。

なお、図１で上述したように、収録側で、このようなマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消す処理を実行してもよい。その場合には、図２または図３のレコーダ２４内に図９の演算処理部６１を設ければよい。また、当然のことながら、再生側では、その処理は不要であるとともに、収録側では、回転情報Ｓｒや方位データＤｒを再生側に伝送する必要はない。

（ヘッドフォン再生の場合の音響再生装置の第１の例：図１０および図１１）
上述した例は、スピーカによって音響を再生する場合であるが、この発明は、ヘッドフォンによって音響を再生する場合にも適用することができる。

ただし、単純にヘッドフォンによって音響を再生した場合には、リスナーの頭の中に音像が定位し、不自然な聴感となる。

そこで、ヘッドフォン再生の場合には、いわゆるＨＲＴＦ（Ｈｅａｄ−Ｒｅｌａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の考え方に基づいて、以下のように、リスナー頭外に音像を定位させ、図８のようにリスナーの周囲にスピーカが存在するかのような音場を生成する処理を併せて実行することが望ましい。

図１０に、このようにヘッドフォンによって音響を再生し、かつ上記の頭外定位処理を行う場合の、この発明の音響再生装置（再生側システム）の一例を示す。

この例では、演算処理部６１で図９において上述した処理が実行された後の音声データＴａ，ＴｂおよびＴｃが、頭外定位処理部７１で後述のように処理され、その処理後の左右のチャンネルの音声データＤＬおよびＤＲが、それぞれＤＡコンバータ５４Ｌおよび５４Ｒでアナログ音声信号に変換され、その変換後の左右のチャンネルの音声信号が、それぞれ音声増幅回路５５Ｌおよび５５Ｒで増幅された後、ヘッドフォン８１の左右の音響変換器に供給される。

図１１に、頭外定位処理部７１の一例を示す。この例の頭外定位処理部７１では、演算処理部６１での処理後の音声データＴａが、デジタルフィルタ７２ａおよび７３ａに供給され、演算処理部６１での処理後の音声データＴｂが、デジタルフィルタ７２ｂおよび７３ｂに供給され、演算処理部６１での処理後の音声データＴｃが、デジタルフィルタ７２ｃおよび７３ｃに供給され、加算回路７４Ｌで、デジタルフィルタ７２ａ，７２ｂおよび７２ｃの出力の音声データが加算されて、頭外定位処理後の左チャンネルの音声データＤＬが得られ、加算回路７４Ｒで、デジタルフィルタ７３ａ，７３ｂおよび７３ｃの出力の音声データが加算されて、頭外定位処理後の右チャンネルの音声データＤＲが得られる。

デジタルフィルタ７２ａ，７２ｂおよび７２ｃは、それぞれ音声データＴａ，ＴｂおよびＴｃに対して、音像定位させる仮想スピーカの位置からリスナー５の左耳に至るインパルス応答を畳み込むものであり、デジタルフィルタ７３ａ，７３ｂおよび７３ｃは、それぞれ音声データＴａ，ＴｂおよびＴｃに対して、音像定位させる仮想スピーカの位置からリスナー５の右耳に至るインパルス応答を畳み込むものである。

したがって、この例によれば、ヘッドフォン再生であるにもかかわらず、図８のようにスピーカによって音響を再生しているかのような聴感を得ることができる。

（ヘッドフォン再生の場合の音響再生装置の第２の例：図１２および図１３）
図１０および図１１の例は、演算処理部６１で収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消す処理を行った後、頭外定位処理部７１でリスナー頭外に音像を定位させる処理を行う場合であるが、リスナー頭外に音像を定位させる処理と収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消す処理とを同時に行うこともできる。

図１２に、その場合の、この発明の音響再生装置（再生側システム）の一例を示す。この例では、プレーヤ５１によって記録媒体２５から読み取られた音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃと、メモリ２７から読み出された方位データＤｒとが、再生処理部９１に供給され、再生処理部９１において、リスナー頭外に音像を定位させる処理と、収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消す処理とが、同時に実行される。

具体的に、再生処理部９１では、図１３に示すように、音声データＤａがデジタルフィルタ９２ａおよび９３ａに供給され、音声データＤｂがデジタルフィルタ９２ｂおよび９３ｂに供給され、音声データＤｃがデジタルフィルタ９２ｃおよび９３ｃに供給され、方位データＤｒが係数生成回路９４に供給されて、係数生成回路９４において、方位データＤｒの値に応じて、デジタルフィルタ９２ａ，９３ａ，９２ｂ，９３ｂ，９２ｃおよび９３ｃの係数が生成更新され、加算回路９５Ｌで、デジタルフィルタ９２ａ，９２ｂおよび９２ｃの出力の音声データが加算されて、処理後の左チャンネルの音声データＤＬが得られ、加算回路９５Ｒで、デジタルフィルタ９３ａ，９３ｂおよび９３ｃの出力の音声データが加算されて、処理後の右チャンネルの音声データＤＲが得られる。

デジタルフィルタ９２ａ，９２ｂおよび９２ｃは、それぞれ音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃに対して、音像定位させる仮想スピーカの位置からリスナー５の左耳に至るインパルス応答を畳み込み、デジタルフィルタ９３ａ，９３ｂおよび９３ｃは、それぞれ音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃに対して、音像定位させる仮想スピーカの位置からリスナー５の右耳に至るインパルス応答を畳み込むものであるが、同時に、再生処理部９１では、係数生成回路９４で、方位データＤｒの値に応じて、すなわち収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの回転の方向および量（回転角度）に応じて、デジタルフィルタ９２ａ，９３ａ，９２ｂ，９３ｂ，９２ｃおよび９３ｃの係数が、収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消すように変えられる。

（ヘッドフォン再生の場合の音響再生装置の第３の例：図１４および図１５）
スピーカ再生とヘッドフォン再生で大きく異なる点は、リスナーが首（頭部）を左右に振った場合の聴感である。スピーカ再生の場合には、リスナーが首を振ると、収録現場で首を振ったような自然な聴感が得られる。これに対して、ヘッドフォン再生の場合には、リスナーが首を振ると、音場も一緒に動いてしまい、収録現場にいるような聴感が得られない。

そこで、ヘッドフォン再生の場合、以下のように、この問題を解消する処理を併せて行うと、好適である。

図１４に、このようにヘッドフォンによって音響を再生し、かつ上記の問題を解消する処理を行う場合の、この発明の音響再生装置（再生側システム）の一例を示す。

この例では、図１２に示した例において、さらに、リスナー５が装着するヘッドフォン８１のヘッドバンド部にジャイロ８５が取り付けられ、リスナー５が首を左右に振ったとき、その動き（首振り）が検出される。

ジャイロ８５の出力の方位データＤｊは、図１２の例で示した、プレーヤ５１によって記録媒体２５から読み取られた音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃ、およびメモリ２７から読み出された方位データＤｒとともに、再生処理部９１に供給され、再生処理部９１において、リスナー頭外に音像を定位させる処理と、収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消す処理と、リスナー５が首を左右に振ったとき音場が一緒に動かないような処理とが、同時に実行される。

具体的に、再生処理部９１では、図１５に示すように、音声データＤａがデジタルフィルタ９２ａおよび９３ａに供給され、音声データＤｂがデジタルフィルタ９２ｂおよび９３ｂに供給され、音声データＤｃがデジタルフィルタ９２ｃおよび９３ｃに供給され、方位データＤｒおよびＤｊが係数生成回路９４に供給されて、係数生成回路９４において、方位データＤｒおよびＤｊの値に応じて、デジタルフィルタ９２ａ，９３ａ，９２ｂ，９３ｂ，９２ｃおよび９３ｃの係数が生成更新され、加算回路９５Ｌで、デジタルフィルタ９２ａ，９２ｂおよび９２ｃの出力の音声データが加算されて、処理後の左チャンネルの音声データＤＬが得られ、加算回路９５Ｒで、デジタルフィルタ９３ａ，９３ｂおよび９３ｃの出力の音声データが加算されて、処理後の右チャンネルの音声データＤＲが得られる。

デジタルフィルタ９２ａ，９２ｂおよび９２ｃは、それぞれ音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃに対して、音像定位させる仮想スピーカの位置からリスナー５の左耳に至るインパルス応答を畳み込み、デジタルフィルタ９３ａ，９３ｂおよび９３ｃは、それぞれ音声データＤａ，ＤｂおよびＤｃに対して、音像定位させる仮想スピーカの位置からリスナー５の右耳に至るインパルス応答を畳み込むものであるが、同時に、再生処理部９１では、係数生成回路９４で、方位データＤｒおよびＤｊの値に応じて、すなわち収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの回転の方向と量（回転角度）、および再生側におけるリスナー５の首振りの方向と量（回転角度）に応じて、デジタルフィルタ９２ａ，９３ａ，９２ｂ，９３ｂ，９２ｃおよび９３ｃの係数が、収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消し、かつ再生側におけるリスナー５の首振りによる音場の動きを打ち消すように、変えられる。

したがって、収録側におけるマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化による、再生側でのリスナー５の音場感の混乱が軽減するとともに、リスナー５が首を振ったとき、音場も一緒に動いてしまうことがなく、スピーカ再生の場合と同様に、収録現場で首を振ったような自然な聴感が得られる。

〔第２の実施形態：図１６および図１７〕
上述した実施形態は、収録者７が収録中に頭の向きを変えることによって、収録者７の頭に装着されたマルチマイクロフォン装置２が回転し、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きが変化する場合であるが、収録者７が収録中に、頭の向きを変えるだけでなく、身体ごと回転することがある。収録者７が収録中に道路を左折または右折する場合や、収録者７がジェットコースターなどの車両に乗車して収録中、車両が旋回する場合などである。

このような場合は、収録対象の音響環境自体が変化し、同時にビデオカメラによって環境や風景を撮影する場合には、撮影される映像も大きく変化するので、むしろ、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消す処理を行わない方が望ましい。

そこで、以下の例では、このように収録者の身体自体が回転することによって各マイクロフォンの向きが変化する場合には、各マイクロフォンの向きの変化を打ち消す処理を行わないようにする。

図１６は、その場合の、この発明の音響収録装置（収録側システム）の一例を示す。この例では、３本のマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃが、マルチマイクロフォン装置２として一体化されて、図６または図７に示したように収録者７の頭部に装着され、マルチマイクロフォン装置２の回転の検出用に、図６または図７に示したようにジャイロ２６が設けられるとともに、収録者７の腰部などに装着されて、収録者７の身体自体の回転を検出するものとして、ジャイロ８９が設けられる。

そして、ジャイロ８９の出力の方位データＤｔ、およびジャイロ２６の出力の方位データＤｒが、差分検出回路３６に供給されて、差分検出回路３６において、方位データＤｔと方位データＤｒとの差分のデータＤｓが算出される。

この差分データＤｓは、収録者７のマルチマイクロフォン装置２およびジャイロ２６が装着された頭部の、収録者７のジャイロ８９が装着された身体自体に対する回転の方向および量（回転角度）を示すものである。

すなわち、方位データＤｒおよびＤｔが図１７に示すように変化する場合、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間は、収録者７の身体自体が回転することによってマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃが回転し、差分データＤｓがゼロであって、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃは収録者７の身体自体に対しては回転していない。これに対して、時点ｔ２から時点ｔ３までの期間は、収録者７の身体自体は回転せず、収録者７の頭のみが回転することによってマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃが回転している。

そして、図１６の例では、その差分データＤｓが、図２または図３の例における方位データＤｒに替えて、メモリ２７に記録される。その他は、図２または図３の例と同じであり、音響再生装置または音響再生方法としても、方位データＤｒが差分データＤｓに替えられるだけで、図８〜図１５に示した各例と同じである。

したがって、この例によれば、収録者７の身体自体が回転することによってマイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きが変化する場合には、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの向きの変化を打ち消す処理が実行されず、マイクロフォン１ａ，１ｂおよび１ｃの収録者７の身体自体に対する向きが変化する場合にのみ、その向きの変化を打ち消す処理が実行されることになる。

〔他の実施形態〕
マイクロフォンによって収録された音声データは、記録媒体に記録することなく直接、または記録媒体に記録し、記録媒体から再生した後、ネットワークなどを通じて、遠隔地の利用者（リスナー）に送信することもでき、複数の利用者に対して送信することもできる。また、音声データは、圧縮符号化して伝送することができる。

また、上述した実施形態は、収録用のマイクロフォンが３個の場合であるが、収録用のマイクロフォンが２個の場合、または４個以上の場合にも、この発明を適用することができる。

さらに、その複数のマイクロフォンは、必ずしも一体化されて一体に回転する必要はなく、個々のマイクロフォンごとに、その回転を検出し、検出結果に応じて出力音声データを処理する構成とすれば、例えば、複数の者が個別に装着するようにしてもよい。

この発明の音響収録再生システムの一例を示す図である。 この発明の音響収録装置の一例を示す図である。 この発明の音響収録装置の他の例を示す図である。 マイクロフォンの指向性の説明に供する図である。 マイクロフォンの指向性の説明に供する図である。 マルチマイクロフォン装置の一例を示す図である。 マルチマイクロフォン装置の他の例を示す図である。 この発明の音響再生装置の一例を示す図である。 図８の音響再生装置の演算処理部の一例を示す図である。 この発明の音響再生装置の他の例を示す図である。 図１０の音響再生装置の頭外定位処理部の一例を示す図である。 この発明の音響再生装置のさらに他の例を示す図である。 図１２の音響再生装置の再生処理部の一例を示す図である。 この発明の音響再生装置のさらに他の例を示す図である。 図１４の音響再生装置の再生処理部の一例を示す図である。 この発明の音響収録装置のさらに他の例を示す図である。 図１６の音響収録装置の説明に供する図である。 マルチ指向性マイクロフォン方式の音響収録再生システムを示す図である。 マイクロフォンの向きが変化する場合の説明に供する図である。

符号の説明

主要部については図中に全て記述したので、ここでは省略する。

Claims (10)

1. 複数のマイクロフォンを、各マイクロフォンの指向性方向を変えて配置し、または各マイクロフォンの出力音声信号を演算することにより互いに異なる方向に指向性を有するマイクロフォンとして機能させて、その複数のマイクロフォンによって音響を収録し、再生側に伝送する方法であって、
   各マイクロフォンの回転を検出し、その検出結果によって、各マイクロフォンの出力音声信号を、各マイクロフォンの向きの変化を打ち消すように処理し、その処理後の出力音声信号を、再生側に伝送することを特徴とする音響収録方法。
2. 複数のマイクロフォンを、各マイクロフォンの指向性方向を変えて配置し、または各マイクロフォンの出力音声信号を演算することにより互いに異なる方向に指向性を有するマイクロフォンとして機能させて、その複数のマイクロフォンによって音響を収録し、再生側に伝送する方法であって、
   各マイクロフォンの回転を検出し、その検出結果の回転情報と、各マイクロフォンの出力音声信号とを、再生側に伝送することを特徴とする音響収録方法。
3. 複数のマイクロフォンを、各マイクロフォンの指向性方向を変えて配置し、または各マイクロフォンの出力音声信号を演算することにより互いに異なる方向に指向性を有するマイクロフォンとして機能させて、その複数のマイクロフォンによって音響を収録して再生側に伝送し、再生側で音響を再生する方法であって、
   収録側では、各マイクロフォンの回転を検出し、その検出結果の回転情報と、各マイクロフォンの出力音声信号とを、再生側に伝送し、再生側では、伝送された回転情報によって、伝送された各マイクロフォンの出力音声信号を、収録側における各マイクロフォンの向きの変化を打ち消すように処理することを特徴とする音響収録再生方法。
4. 請求項３の音響収録再生方法において、
   再生側では、ヘッドフォン再生用に、リスナー頭外に音像を定位させる処理を併せて実行する音響収録再生方法。
5. 請求項３の音響収録再生方法において、
   再生側では、ヘッドフォン再生用に、リスナー頭部の回転を検出し、その検出結果によって、リスナー頭部の回転による音場の動きを打ち消す処理を併せて実行する音響収録再生方法。
6. 複数のマイクロフォンが、各マイクロフォンの指向性方向が変えられて配置され、または各マイクロフォンの出力音声信号が演算されることにより互いに異なる方向に指向性を有するマイクロフォンとして機能するマルチマイクロフォン装置と、
   このマルチマイクロフォン装置に対して設けられ、その各マイクロフォンの回転を検出する回転検出手段と、
   この回転検出手段の検出結果によって、前記マルチマイクロフォン装置の各マイクロフォンの出力音声信号を、各マイクロフォンの向きの変化を打ち消すように処理する演算処理手段と、
   その処理後の出力音声信号を再生側に伝送する手段と、
   を備えることを特徴とする音響収録装置。
7. 複数のマイクロフォンが、各マイクロフォンの指向性方向が変えられて配置され、または各マイクロフォンの出力音声信号が演算されることにより互いに異なる方向に指向性を有するマイクロフォンとして機能するマルチマイクロフォン装置と、
   このマルチマイクロフォン装置に対して設けられ、その各マイクロフォンの回転を検出する回転検出手段と、
   この回転検出手段の検出結果の回転情報と、前記マルチマイクロフォン装置の各マイクロフォンの出力音声信号とを、再生側に伝送する手段と、
   を備えることを特徴とする音響収録装置。
8. 収録側で、複数のマイクロフォンを、各マイクロフォンの指向性方向を変えて配置し、または各マイクロフォンの出力音声信号を演算することにより互いに異なる方向に指向性を有するマイクロフォンとして機能させて、各マイクロフォンの出力として得られた音声信号と、各マイクロフォンの回転を検出し、その検出結果として得られた回転情報とを、再生または受信する手段と、
   その再生または受信された回転情報によって、その再生または受信された各マイクロフォンの出力音声信号を、収録側における各マイクロフォンの向きの変化を打ち消すように処理する再生処理手段と、
   を備えることを特徴とする音響再生装置。
9. 請求項８の音響再生装置において、
   前記再生処理手段は、ヘッドフォン再生用に、リスナー頭外に音像を定位させる処理を併せて実行する音響再生装置。
10. 請求項８の音響再生装置において、
    リスナー頭部の回転を検出する回転検出手段を備え、
    前記再生処理手段は、ヘッドフォン再生用に、前記回転検出手段の検出結果によって、リスナー頭部の回転による音場の動きを打ち消す処理を併せて実行する音響再生装置。

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