JP2005341204A - Sound field correction method and sound field compensation apparatus - Google Patents

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JP2005341204A JP2004157271A JP2004157271A JP2005341204A JP 2005341204 A JP2005341204 A JP 2005341204A JP 2004157271 A JP2004157271 A JP 2004157271A JP 2004157271 A JP2004157271 A JP 2004157271A JP 2005341204 A JP2005341204 A JP 2005341204A
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Shinichi Kuromoto
晋一 黒本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a signal processing load by decreasing the number of filter stages without damaging sound performance. <P>SOLUTION: In a sound field correction method in which an input sound signal is divided into a plurality of frequency bands, and sound field correction is performed through filtering processing on a basis of each frequency band, the division into the frequency bands is performed by setting the bandwidth in the low frequency band side narrower than the bandwidth in the high frequency band side. Also, downsampling of the signal in each frequency band after the division is performed using a sampling frequency corresponding to the bandwidth. Thus, the sound correction processing is performed against each downsampled frequency band signal. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、音場補正方法及び音場補正装置に係り、特に周波数帯域毎にフィルタリング処理を行って音場補正を行う音場補正方法及び音場補正装置に関する。   The present invention relates to a sound field correction method and a sound field correction apparatus, and more particularly to a sound field correction method and a sound field correction apparatus that perform sound field correction by performing filtering processing for each frequency band.

従来より周波数帯域毎にフィルタリング処理を行って音場補正を行う音場補正装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
図4は従来のオーディオ再生システムの概念図である。
この場合において、スピーカから聴取者の両耳までの音場をz変換で表現すると(1)式となる。

Figure 2005341204
2. Description of the Related Art Conventionally, a sound field correction device that performs sound field correction by performing filtering processing for each frequency band is known (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 4 is a conceptual diagram of a conventional audio reproduction system.
In this case, if the sound field from the speaker to both ears of the listener is expressed by z-transform, equation (1) is obtained.
Figure 2005341204

ところで、理想とする音響特性が(2)式で表されるとすると、

Figure 2005341204
スピーカの前段に逆の特性を有するフィルタを設けることにより、再生システム全体のインバルス応答を理想特性に近づけることが可能である。 By the way, if the ideal acoustic characteristics are expressed by equation (2),
Figure 2005341204
By providing a filter having the reverse characteristic in the front stage of the speaker, the impulse response of the entire reproduction system can be brought close to the ideal characteristic.

すなわち、補正フィルタの特性を(3)式で表すとすると、

Figure 2005341204
例えば、(4)式で表されるようにすることにより、A(z)Q(z)が理想とする音響特性Dに近づくようにQを求めることが可能となる。
Figure 2005341204
That is, if the characteristic of the correction filter is expressed by equation (3),
Figure 2005341204
For example, by being expressed by equation (4), Q can be obtained so that A (z) Q (z) approaches the ideal acoustic characteristic D.
Figure 2005341204

以上の考え方は、スピー力数、聴取ポイント数(耳、マイクの数)あるいはチャンネル数が任意の場合でも同様に考えることができる。
特開平8−37698号公報
The above concept can be similarly applied even when the number of speech abilities, the number of listening points (the number of ears and microphones), or the number of channels is arbitrary.
JP-A-8-37698

ところで、音場補正に必要となるフィルタ処理には、音場のインバルス応答の長さと同程度の積分時間の畳み込み演算が必要である。従って、例えば、FIRフィルタを用いてフィルタ処理を実現する場合には、非常に大きな段数を有するフィルタが複数個必要となってしまい、信号処理負荷が大きく、実用化の妨げの一要因となっていた。
そこで、本発明の目的は、音響性能を損なうことなく、フィルタ段数を低減させ、信号処理負荷を低減することが可能な音場補正装置を提供することにある。
By the way, the filter processing required for sound field correction requires a convolution operation with an integration time comparable to the length of the impulse response of the sound field. Therefore, for example, when the filter processing is realized by using the FIR filter, a plurality of filters having a very large number of stages are required, and the signal processing load is large, which is one factor hindering practical use. It was.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a sound field correction apparatus capable of reducing the number of filter stages and reducing a signal processing load without impairing acoustic performance.

上記課題を解決するため、入力音響信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎にフィルタリング処理を行って音場補正を行う音場補正方法は、低域側の周波数帯域の帯域幅を高域側の周波数帯域の帯域幅よりも狭くして、前記周波数帯域に分割する帯域分割過程と、前記帯域幅に対応づけたサンプリング周波数で前記分割後の各周波数帯域の信号のダウンサンプリングを行うダウンサンプリング過程と、前記ダウンサンプリングの各周波数帯域の信号に対して音場補正処理をそれぞれ行う音場補正処理過程と、を備えたことを特徴としている。   In order to solve the above problems, the sound field correction method for correcting the sound field by dividing the input acoustic signal into a plurality of frequency bands and performing filtering processing for each frequency band is performed by reducing the bandwidth of the low frequency band. A band division process for dividing the frequency band into narrower frequency bands than the high frequency band, and down-sampling of the divided frequency band signals at the sampling frequency corresponding to the bandwidth. A downsampling process, and a sound field correction processing process for performing a sound field correction process on the signals of each frequency band of the downsampling.

この場合において、前記音場補正処理後の各周波数帯域の信号を前記ダウンサンプリングのサンプリング周波数に対応するサンプリング周波数でアップサンプリングするアップサンプリング過程と、前記アップサンプリング後の信号を合成して出力音響信号として出力する合成過程と、備えたことを特徴としている。
また、前記帯域分割過程は、各周波数帯域の前記入力音響信号の残響時間に基づいて前記帯域幅が設定されているようにしてもよい。
In this case, an up-sampling process of up-sampling the signals in each frequency band after the sound field correction processing at a sampling frequency corresponding to the sampling frequency of the down-sampling, and an output acoustic signal by combining the signals after the up-sampling And a synthesizing process for outputting as a feature.
In the band division process, the bandwidth may be set based on a reverberation time of the input acoustic signal in each frequency band.

また、入力音響信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎にフィルタリング処理を行って音場補正を行う音場補正装置は、低域側の周波数帯域の帯域幅を高域側の周波数帯域の帯域幅よりも狭くして、前記周波数帯域に分割する帯域分割部と、
前記帯域幅に対応づけたサンプリング周波数で前記分割後の各周波数帯域の信号のダウンサンプリングを行うダウンサンプリング部と、前記ダウンサンプリングの各周波数帯域の信号に対して音場補正処理をそれぞれ行う音場補正部と、を備えたことを特徴としている。
In addition, the sound field correction apparatus that divides an input acoustic signal into a plurality of frequency bands and performs sound field correction by performing filtering processing for each frequency band is performed by changing the frequency band of the low frequency side to the frequency of the high frequency side. A band dividing unit that narrows the bandwidth of the band and divides it into the frequency bands;
A downsampling unit for downsampling the signal of each frequency band after division at a sampling frequency corresponding to the bandwidth; and a sound field for performing sound field correction processing on the signal of each frequency band of the downsampling And a correction unit.

上記構成によれば、帯域分割部は、低域側の周波数帯域の帯域幅を高域側の周波数帯域の帯域幅よりも狭くして、前記周波数帯域に分割して、ダウンサンプリング部に出力する。
ダウンサンプリング部は、帯域幅に対応づけたサンプリング周波数で分割後の各周波数帯域の信号のダウンサンプリングを行って音場補正部に出力する。
音場補正部は、ダウンサンプリングの各周波数帯域の信号に対して音場補正処理をそれぞれ行う。
According to the above configuration, the band dividing unit divides the frequency band on the low frequency side narrower than the frequency band on the high frequency side, divides the frequency band, and outputs the frequency band to the downsampling unit. .
The down-sampling unit down-samples the signal in each frequency band after division at the sampling frequency associated with the bandwidth, and outputs the signal to the sound field correction unit.
The sound field correction unit performs a sound field correction process on the signals in each frequency band of downsampling.

この場合において、前記入力音響信号のうち所定の周波数帯域を通過させる複数のフィルタを備え、前記複数のフィルタのうち、少なくとも一部は前記ダウンサンプリング時のエイリアスによる妨害を避けるためのデシメーションフィルタとして機能しているようにしてもよい。
また、前記音場補正処理後の各周波数帯域の信号を前記ダウンサンプリングのサンプリング周波数に対応するサンプリング周波数でアップサンプリングするアップサンプリング部と、前記アップサンプリング後の信号を合成して出力音響信号として出力する合成部と、
を備えるようにしてもよい。
In this case, the input acoustic signal includes a plurality of filters that pass a predetermined frequency band, and at least a part of the plurality of filters functions as a decimation filter for avoiding interference due to aliasing during the downsampling. You may make it do.
In addition, an upsampling unit that upsamples a signal in each frequency band after the sound field correction processing at a sampling frequency corresponding to the sampling frequency of the downsampling, and outputs the output acoustic signal by combining the signals after the upsampling A synthesis unit to
You may make it provide.

さらに、前記アップサンプリング部は、前記音場補正処理後の各周波数帯域の信号のうち所定の周波数帯域を通過させる複数のフィルタを備え、前記複数のフィルタのうち、少なくとも一部は前記アップサンプリング時のエイリアスによる妨害をさけるためのインターポレーションフィルタとして機能しているようにしてもよい。
さらにまた、前記フィルタは、各周波数帯域の前記入力音響信号の残響時間に基づいて帯域幅が設定されているようにしてもよい。
Further, the upsampling unit includes a plurality of filters that pass a predetermined frequency band among signals in each frequency band after the sound field correction processing, and at least a part of the plurality of filters is at the time of the upsampling. It may be configured to function as an interpolation filter for avoiding interference due to aliasing.
Furthermore, the filter may have a bandwidth set based on the reverberation time of the input acoustic signal in each frequency band.

本発明によれば、音響性能を損なうことなく、フィルタ段数を低減させ、信号処理負荷を低減できる。   According to the present invention, the number of filter stages can be reduced and the signal processing load can be reduced without impairing the acoustic performance.

次に図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
[1]原理説明
まず、具体的な実施形態の説明先立ち、本発明の原理について説明する。
図1は、実際の音場のインバルス応答を時間周波数解析した結果の一例である。
図1において、実線は、信号レベル(dB値)の等しい部分を結んだ等レベル曲線であり、信号レベルL1、L2、L3、L4の関係は、
L1>L2>L3>L4
となっている。
図1に示したように、一般に、低域の成分ほど残響時間が長く、高城では残響時間が短いという傾向がある。そのため、低域の補正を行うには長い積分時間の処理が必要であるが、高域ほど短い積分時間の処理でよい。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Principle Description First, the principle of the present invention will be described prior to the description of a specific embodiment.
FIG. 1 is an example of a result of time-frequency analysis of an impulse response of an actual sound field.
In FIG. 1, the solid line is an equal level curve connecting equal portions of the signal level (dB value), and the relationship between the signal levels L1, L2, L3, and L4 is as follows.
L1>L2>L3> L4
It has become.
As shown in FIG. 1, in general, the reverberation time tends to be longer in lower frequency components, and the reverberation time tends to be shorter in Takagi. For this reason, processing for a long integration time is necessary to perform low-frequency correction, but processing for a shorter integration time may be used for a higher frequency.

すなわち、単純に比較すると、同じ帯域幅を設定した場合、低域ほど処理負荷が大きく、高域ほど処理負荷が小さくなることとなる。
従って、帯域毎に分割してフィルタ処理を行うに際し、以下のように帯域分割及び当該帯域でのフィルタ処理を行うことにより効率的な処理が行える。
That is, simply comparing, when the same bandwidth is set, the processing load increases as the frequency range decreases, and the processing load decreases as the frequency range increases.
Therefore, when performing the filtering process by dividing each band, efficient processing can be performed by performing the band division and the filtering process in the band as follows.

(1) 周波数帯域の分割を行うに際し、低域ほど帯域を狭くし、高域ほど帯域を広くとる。
(2) 周波数帯域毎に分割した後の信号を、それぞれリサンプリング(再サンプリング)してサンプリング周波数を下げる。
(3) 各帯城毎にリサンブリングした信号に対して音場補正処理を実施する。
(4) 補正後の信号をアップサンプリングして再合成する。
(1) When dividing the frequency band, the lower the band, the narrower the band, and the higher the band, the wider the band.
(2) Re-sampling (re-sampling) each signal after dividing it for each frequency band to lower the sampling frequency.
(3) A sound field correction process is performed on the resampled signal for each castle.
(4) Up-sample the corrected signal and re-synthesize it.

これらの結果、低域ほど帯域幅が狭いため、リサンプリング時のサンプリング周波数を低くでき、音場補正処理において、必要なフィルタ段数が小さくなり、各フィルタに要求される処理スピードも低く抑えることができるという効果を得ることができる。   As a result, the lower the bandwidth, the narrower the bandwidth, the lower the sampling frequency at the time of resampling, the smaller the number of filter stages required in the sound field correction processing, and the lower the processing speed required for each filter. The effect that it is possible can be obtained.

[2]具体的実施形態
次に具体的な実施形態について説明する。
図2は、実施形態の音響再生システムのブロック図である。
音響再生システム10は、入力されたRチャネル入力信号RINに音場補正を施して、Rチャネル補正信号RCを出力するRチャネル音場補正装置11Rと、Rチャネル補正信号RCを増幅してRチャネル増幅信号RAとして出力するRチャネルアンプ12Rと、Rチャネル増幅信号RAに対応するRチャネル音響信号SRを出力するRチャネルスピーカ13Rと、入力されたLチャネル入力信号LINに音場補正を施して、Lチャネル補正信号LCを出力するLチャネル音場補正装置11Lと、Lチャネル補正信号LCを増幅してLチャネル増幅信号LAとして出力するLチャネルアンプ12Lと、Lチャネル増幅信号LAに対応するLチャネル音響信号SLを出力するLチャネルスピーカ13Lと、を備えている。
[2] Specific Embodiment Next, a specific embodiment will be described.
FIG. 2 is a block diagram of the sound reproduction system of the embodiment.
The sound reproduction system 10 performs a sound field correction on the input R channel input signal RIN, outputs an R channel correction signal RC, and amplifies the R channel correction signal RC to a R channel. The R channel amplifier 12R that outputs the amplified signal RA, the R channel speaker 13R that outputs the R channel acoustic signal SR corresponding to the R channel amplified signal RA, and the input L channel input signal LIN are subjected to sound field correction, L channel sound field correction device 11L that outputs L channel correction signal LC, L channel amplifier 12L that amplifies L channel correction signal LC and outputs it as L channel amplification signal LA, and L channel corresponding to L channel amplification signal LA And an L-channel speaker 13L that outputs an acoustic signal SL.

この場合において、Rチャネル音場補正装置11RとLチャネル音場補正装置11Lとは、同一構成であるので、Rチャネル音場補正装置11Rを例として説明を行う。   In this case, since the R channel sound field correction device 11R and the L channel sound field correction device 11L have the same configuration, the R channel sound field correction device 11R will be described as an example.

図3は、Rチャネル音場補正装置11Rの概要構成ブロック図である。図3においては、周波数帯域をn個(nは、3以上の整数)の帯域に分割した場合について説明する。   FIG. 3 is a schematic configuration block diagram of the R channel sound field correction device 11R. In FIG. 3, a case where the frequency band is divided into n bands (n is an integer of 3 or more) will be described.

Rチャネル音場補正装置11Rは、大別すると、入力されたRチャネル入力信号RINの帯域分割を行い、所定の帯域について元のRチャネル入力信号RINのサンプリング周波数より低いサンプリング周波数でリサンプリング(ダウンサンプリング)を行う帯域分割・ダウンサンプリング部21と、帯域分割・ダウンサンプリング部21において帯域分割され、ダウンサンプリングされた各周波数帯域の信号について音場補正を行う音場補正部22と、音場補正部22において音場補正された信号について、所定の帯域について元のRチャネル入力信号RINと同一のサンプリング周波数となるようにリサンプリング(アップサンプリング)を行うとともに、音場補正後の各帯域の信号を合成してRチャネル補正信号RCを生成するアップサンプリング・合成部23と、を備えている。   The R channel sound field correction device 11R is broadly divided into bands of the input R channel input signal RIN, and resampling (downsampling) at a sampling frequency lower than the sampling frequency of the original R channel input signal RIN for a predetermined band. A frequency division / downsampling unit 21 that performs sampling), a sound field correction unit 22 that performs sound field correction on a signal of each frequency band that has been divided and banded by the band division / downsampling unit 21, and a sound field correction The signal subjected to the sound field correction in the unit 22 is resampled (upsampling) so as to have the same sampling frequency as that of the original R channel input signal RIN for a predetermined band, and the signal of each band after the sound field correction is performed. Upsampler that generates R channel correction signal RC - a synthesis section 23, and a.

帯域分割・ダウンサンプリング部21は、Rチャネル入力信号RINの最も高い周波数帯域(=第1帯域)の成分を通過させるフィルタF11(=ハイパスフィルタ)と、Rチャネル入力信号RINの最も低い周波数帯域(=第n帯域)の成分を通過させるフィルタF1n(=ロウパスフィルタ)と、Rチャネル入力信号RINの最も高い周波数帯域及び最も低い周波数帯域以外の帯域を(n−2)帯域に分割した時に、第m帯域(1<m<n;mは自然数)の成分を通過させる(n−2)個のフィルタF1m(=バンドパスフィルタ)と、フィルタF1mのそれぞれに対応する(n−2)個のダウンサンプリング部Dmと、フィルタF1nに対応するダウンサンプリング部Dnと、を備えている。この場合において、各フィルタF11〜F1nの通過周波数帯域は、低域側ほど狭くなるように段階的に設定している。これにより低域側ほど通過周波数帯域を狭く設定しているので、各ダウンサンプリング部Dm、Dnのサンプリング周波数は、低域側ほど低く設定できる。   The band division / downsampling unit 21 includes a filter F11 (= high-pass filter) that passes the component of the highest frequency band (= first band) of the R channel input signal RIN, and the lowest frequency band of the R channel input signal RIN (= When the band other than the highest frequency band and the lowest frequency band of the R channel input signal RIN is divided into (n−2) bands, (N-2) filters F1m (= bandpass filters) that pass components in the mth band (1 <m <n; m is a natural number) and (n-2) filters corresponding to each of the filters F1m A downsampling unit Dm and a downsampling unit Dn corresponding to the filter F1n are provided. In this case, the pass frequency band of each of the filters F11 to F1n is set stepwise so as to become narrower toward the lower frequency side. Thereby, since the pass frequency band is set narrower toward the lower frequency side, the sampling frequency of each of the down-sampling units Dm and Dn can be set lower toward the lower frequency side.

また、フィルタF1m、F1nは、ダウンサンプリング後のデータのナイキスト周波数より上の成分を除去し、エイリアスによる妨害を避けるためのデシメーションフィルタとしても機能している。   The filters F1m and F1n also function as a decimation filter for removing components above the Nyquist frequency of the data after downsampling and avoiding interference due to aliasing.

音場補正部22は、分割されたn個の帯域毎に図示しないFIRフィルタ等を用いて音場補正処理を行う音場補正回路C1〜Cnを備えている。
アップサンプリング・合成部23は、音場補正回路C1に対応する音場補正処理後の信号の所定周波数帯域成分のみを通過させるフィルタF21(=ハイパスフィルタ)と、(n−2)個の音場補正回路Cmのそれぞれに対応する(n−2)個のアップサンプリング部Umと、音場補正回路Cnに対応するアップサンプリング部Unと、(n−2)個のアップサンプリング部Umにそれぞれ対応し、音場補正回路Cmに対応する帯域成分のみを通過させる(n−2)個のフィルタF2m(=バンドパスフィルタ)と、音場補正回路Cnに対応する帯域成分のみを通過させるフィルタF2nと、フィルタF21〜F2nの出力信号を合成して、Rチャネル補正信号RCとして出力する合成部24と、を備えている。
The sound field correction unit 22 includes sound field correction circuits C1 to Cn that perform sound field correction processing using an FIR filter (not shown) or the like for each of the divided n bands.
The upsampling / synthesizing unit 23 includes a filter F21 (= high-pass filter) that passes only a predetermined frequency band component of the signal after the sound field correction processing corresponding to the sound field correction circuit C1, and (n−2) sound fields. (N-2) upsampling units Um corresponding to the correction circuits Cm, upsampling units Un corresponding to the sound field correction circuits Cn, and (n-2) upsampling units Um, respectively. (N−2) filters F2m (= bandpass filters) that pass only the band components corresponding to the sound field correction circuit Cm, and filters F2n that pass only the band components corresponding to the sound field correction circuit Cn; And a combining unit 24 that combines the output signals of the filters F21 to F2n and outputs the combined signal as an R channel correction signal RC.

この場合において、フィルタF2m、F2nは、アップサンプリング後のデータのエイリアスによる妨害を避けるためのインターポレーションフィルタとしても機能している。   In this case, the filters F2m and F2n also function as interpolation filters for avoiding interference due to data aliasing after upsampling.

次に動作を説明する。以下の説明においては、Rチャンネル音場補正装置11Rの動作を主として説明する。
まず、音響再生システム10のRチャネル音場補正装置11Rには、Rチャネル入力信号RINが入力され、Lチャネル音場補正装置11Lには、Lチャネル入力信号LINが入力される。
Next, the operation will be described. In the following description, the operation of the R channel sound field correction device 11R will be mainly described.
First, an R channel input signal RIN is input to the R channel sound field correction device 11R of the sound reproduction system 10, and an L channel input signal LIN is input to the L channel sound field correction device 11L.

ここで、Rチャネル音場補正装置11Rの動作について詳細に説明すると、Rチャネル入力信号RIN は、帯域分割・ダウンサンプリング部21に入力される。
帯域分割・ダウンサンプリング部21に入力されたRチャネル入力信号RINは、フィルタF11〜フィルタF1nのそれぞれに入力される。
この結果、フィルタF11は、Rチャネル入力信号RINのうち、最も高い周波数帯域(=第1帯域)の成分を通過させて、音場補正部22の音場補正回路C1に出力する。また、フィルタF1nは、Rチャネル入力信号RINのうち、最も低い周波数帯域(=第n帯域)の成分を通過させて、ダウンサンプリング部Dnに出力する。
Here, the operation of the R channel sound field correction device 11R will be described in detail. The R channel input signal RIN is input to the band division / downsampling unit 21.
The R channel input signal RIN input to the band division / downsampling unit 21 is input to each of the filters F11 to F1n.
As a result, the filter F11 passes the component of the highest frequency band (= first band) in the R channel input signal RIN and outputs it to the sound field correction circuit C1 of the sound field correction unit 22. The filter F1n passes the component of the lowest frequency band (= nth band) out of the R channel input signal RIN and outputs it to the downsampling unit Dn.

同様に、(n−2)個のフィルタF1mは、Rチャネル入力信号RINのうち、対応する周波数帯域、すなわち、第m帯域(1<m<n;mは自然数)の成分を通過させて対応するダウンサンプリング部Dmに出力する。
ダウンサンプリング部Dnは、最も低い周波数帯域(=第n帯域)について元のRチャネル入力信号RINのサンプリング周波数より低いサンプリング周波数でリサンプリング(ダウンサンプリング)を行って、音場補正部22の音場補正回路Cnに出力する。
また、各ダウンサンプリング部Dmは、対応するフィルタ1mに対応する周波数帯域について元のRチャネル入力信号RINのサンプリング周波数より低いサンプリング周波数でリサンプリング(ダウンサンプリング)を行って、音場補正部22の音場補正回路Cmに出力する。
Similarly, the (n−2) filters F1m pass the corresponding frequency band of the R channel input signal RIN, that is, the component in the mth band (1 <m <n; m is a natural number). Output to the downsampling unit Dm.
The downsampling unit Dn performs resampling (downsampling) at a sampling frequency lower than the sampling frequency of the original R channel input signal RIN for the lowest frequency band (= nth band), and the sound field of the sound field correction unit 22 Output to the correction circuit Cn.
Each down-sampling unit Dm performs resampling (down-sampling) on the frequency band corresponding to the corresponding filter 1m at a sampling frequency lower than the sampling frequency of the original R channel input signal RIN. Output to the sound field correction circuit Cm.

帯域分割・ダウンサンプリング部21から音場補正部22に入力された信号は、対応する音場補正回路により、公知の音場補正処理に基づいて処理がなされる。
そして、音場補正回路C1は、音場補正処理後の信号をフィルタF21(=ハイパスフィルタ)に出力し、(n−2)個の音場補正回路Cmは、音場補正処理後の信号を、それぞれに対応する(n−2)個のアップサンプリング部Umに出力し、音場補正回路Cnは、音場補正処理後の信号をアップサンプリング部Unに出力する。
これらの結果、フィルタF21は、音場補正回路C1による音場補正処理後の信号の高域成分のみを通過させて合成部24に出力する。
The signal input from the band division / downsampling unit 21 to the sound field correction unit 22 is processed based on a known sound field correction process by a corresponding sound field correction circuit.
The sound field correction circuit C1 outputs the signal after the sound field correction process to the filter F21 (= high-pass filter), and the (n-2) sound field correction circuits Cm output the signal after the sound field correction process. The sound field correction circuit Cn outputs the signal after the sound field correction processing to the upsampling unit Un.
As a result, the filter F21 passes only the high-frequency component of the signal after the sound field correction processing by the sound field correction circuit C1 and outputs it to the synthesis unit 24.

アップサンプリング部Um、Unは、対応する音場補正回路Cm、Cnによる音場補正処理後の信号のアップサンプリングを行い、元のRチャネル入力信号RINと同一のサンプリング周波数として対応するフィルタF2m、F2nに出力する。
この結果、フィルタF2mは、アップサンプリング部Umの出力信号のうち、対応する周波数帯域の成分を通過させて合成部24に出力する。
The upsampling units Um and Un perform upsampling of the signal after the sound field correction processing by the corresponding sound field correction circuits Cm and Cn, and corresponding filters F2m and F2n as the same sampling frequency as the original R channel input signal RIN. Output to.
As a result, the filter F2m passes the component of the corresponding frequency band in the output signal of the upsampling unit Um and outputs it to the synthesis unit 24.

また、フィルタF2nは、アップサンプリング部Unの出力信号のうち、対応する周波数帯域の成分を通過させて合成部24に出力する。
このとき、フィルタF2m、2nは、アップサンプリング後のデータのエイリアスによる妨害を避けるためのインターポレーションフィルタとしても機能し、余分な周波数成分を除去している。
The filter F2n passes the corresponding frequency band component of the output signal of the upsampling unit Un and outputs it to the synthesis unit 24.
At this time, the filters F2m and 2n also function as an interpolation filter for avoiding interference due to data aliasing after upsampling, and remove excess frequency components.

これらの結果、合成部24は、フィルタF21〜F2nの出力信号を合成して、Rチャネル補正信号RCとしてRチャネルアンプ12Rに出力する。
Rチャネルアンプ12Rは、Rチャネル補正信号RCを増幅してRチャネル増幅信号RAとしてRチャネルスピーカ13Rに出力する。Rチャネルスピーカ13Rは、Rチャネル増幅信号RAに対応するRチャネル音響信号SRを出力することとなる。
As a result, the synthesizer 24 synthesizes the output signals of the filters F21 to F2n and outputs them to the R channel amplifier 12R as the R channel correction signal RC.
The R channel amplifier 12R amplifies the R channel correction signal RC and outputs it to the R channel speaker 13R as the R channel amplified signal RA. The R channel speaker 13R outputs an R channel acoustic signal SR corresponding to the R channel amplified signal RA.

同様にして、Lチャネル音場補正装置11Lは、入力されたLチャネル入力信号LINに音場補正を施して、Lチャネル補正信号LCをLチャネルアンプ12Lに出力し、Lチャネルアンプ12Lは、Lチャネル補正信号LCを増幅してLチャネル増幅信号LAとしてLチャネルスピーカ13Lに出力する。Lチャネルスピーカ13Lは、Lチャネル増幅信号LAに対応するLチャネル音響信号SLを出力することとなる。   Similarly, the L channel sound field correction device 11L performs sound field correction on the input L channel input signal LIN, and outputs an L channel correction signal LC to the L channel amplifier 12L. The L channel amplifier 12L Channel correction signal LC is amplified and output to L channel speaker 13L as L channel amplified signal LA. The L channel speaker 13L outputs an L channel acoustic signal SL corresponding to the L channel amplified signal LA.

これらの結果、聴取者は、音場補正がなされたRチャネル音響信号SRおよびLチャネル音響信号SLに基づいて最適な音場補正がなされた音響を楽しむことができる。
なお、帯城分割と再合成にはオーバーヘッドが生じることとなるが、帯域分割数、帯域幅を最適化することにより、トータルの処理の負荷を最適化することが可能である。
As a result, the listener can enjoy the sound with the optimum sound field correction based on the R channel sound signal SR and the L channel sound signal SL that have been corrected.
Note that overhead is generated in the band splitting and recombining, but the total processing load can be optimized by optimizing the number of band divisions and the bandwidth.

以上の説明のように、本実施形態によれば、周波数帯域を全く分けずに高いサンプリングレートのまま大きな段数のフィルタ処理をするよりも、信号処理負荷を軽減することができ、音響性能も損なうこともない音場補正装置を構成することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the signal processing load and impair the acoustic performance as compared with the case of performing the filtering process with a large number of stages at a high sampling rate without dividing the frequency band at all. It is possible to configure a sound field correction apparatus that does not occur.

実際の音場のインバルス応答を時間周波数解析した結果の一例である。It is an example of the result of having carried out the time frequency analysis of the impulse response of an actual sound field. 実施形態の音響再生システムのブロック図である。It is a block diagram of the sound reproduction system of an embodiment. Rチャネル音場補正装置の概要構成ブロック図である。It is a general | schematic block diagram of an R channel sound field correction apparatus. 従来のオーディオ再生システムの概念図である。It is a conceptual diagram of the conventional audio reproduction system.

符号の説明Explanation of symbols

10 音響再生システム
11R Rチャネル音場補正装置
11L Lチャネル音場補正装置
12R Rチャネルアンプ
12L Lチャネルアンプ
13R Rチャネルスピーカ
13L Lチャネルスピーカ
21 帯域分割・ダウンサンプリング部
22 音場補正部
23 アップサンプリング・合成部
24 合成部
C1〜Cn 音場補正部
F11 フィルタ(HPF)
F1m フィルタ(BPF、デシメーションフィルタ)
F1n フィルタ(LPF、デシメーションフィルタ)
F21 フィルタ(HPF)
F2m フィルタ(BPF、インターポレーションフィルタ)
F2n フィルタ(LPF、インターポレーションフィルタ)
LA Lチャネル増幅信号
LC Lチャネル補正信号
LIN Lチャネル入力信号
RA Rチャネル増幅信号
RC Rチャネル補正信号
RIN Rチャネル入力信号
SL Lチャネル音響信号
SR Rチャネル音響信号

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sound reproduction system 11R R channel sound field correction apparatus 11L L channel sound field correction apparatus 12R R channel amplifier 12L L channel amplifier 13R R channel speaker 13L L channel speaker 21 Band division and downsampling part 22 Sound field correction part 23 Upsampling Synthesizer 24 Synthesizer C1-Cn Sound field corrector F11 Filter (HPF)
F1m filter (BPF, decimation filter)
F1n filter (LPF, decimation filter)
F21 filter (HPF)
F2m filter (BPF, interpolation filter)
F2n filter (LPF, interpolation filter)
LA L channel amplified signal LC L channel corrected signal LIN L channel input signal RA R channel amplified signal RC R channel corrected signal RIN R channel input signal SL L channel acoustic signal SR R channel acoustic signal

Claims (8)

入力音響信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎にフィルタリング処理を行って音場補正を行う音場補正方法において、
低域側の周波数帯域の帯域幅を高域側の周波数帯域の帯域幅よりも狭くして、前記周波数帯域に分割する帯域分割過程と、
前記帯域幅に対応づけたサンプリング周波数で前記分割後の各周波数帯域の信号のダウンサンプリングを行うダウンサンプリング過程と、
前記ダウンサンプリングの各周波数帯域の信号に対して音場補正処理をそれぞれ行う音場補正処理過程と、
を備えたことを特徴とする音場補正方法。
In the sound field correction method for dividing the input acoustic signal into a plurality of frequency bands and performing sound field correction by performing a filtering process for each frequency band,
A band dividing process of dividing the frequency band of the low frequency side narrower than the frequency band of the high frequency side, and dividing the frequency band into the frequency band;
A down-sampling process for down-sampling a signal in each frequency band after the division at a sampling frequency corresponding to the bandwidth;
A sound field correction process for performing a sound field correction process on each signal of each frequency band of the downsampling;
A sound field correction method comprising:
請求項1記載の音場補正方法において、
前記音場補正処理後の各周波数帯域の信号を前記ダウンサンプリングのサンプリング周波数に対応するサンプリング周波数でアップサンプリングするアップサンプリング過程と、
前記アップサンプリング後の信号を合成して出力音響信号として出力する合成過程と、
を備えたことを特徴とする音場補正方法。
The sound field correction method according to claim 1,
Up-sampling process of up-sampling the signal of each frequency band after the sound field correction processing at a sampling frequency corresponding to the sampling frequency of the down-sampling;
A synthesis process of synthesizing the upsampled signal and outputting it as an output acoustic signal;
A sound field correction method comprising:
請求項1または請求項2記載の音場補正方法において、
前記帯域分割過程は、各周波数帯域の前記入力音響信号の残響時間に基づいて前記帯域幅が設定されていることを特徴とする音場補正方法。
In the sound field correction method according to claim 1 or 2,
The sound field correction method according to claim 1, wherein the bandwidth is set based on a reverberation time of the input acoustic signal in each frequency band in the band dividing process.
入力音響信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎にフィルタリング処理を行って音場補正を行う音場補正装置において、
低域側の周波数帯域の帯域幅を高域側の周波数帯域の帯域幅よりも狭くして、前記周波数帯域に分割する帯域分割部と、
前記帯域幅に対応づけたサンプリング周波数で前記分割後の各周波数帯域の信号のダウンサンプリングを行うダウンサンプリング部と、
前記ダウンサンプリングの各周波数帯域の信号に対して音場補正処理をそれぞれ行う音場補正部と、
を備えたことを特徴とする音場補正装置。
In the sound field correction apparatus that divides the input acoustic signal into a plurality of frequency bands and performs sound field correction by performing a filtering process for each frequency band,
A bandwidth dividing unit that divides the frequency band on the low frequency side into a frequency band narrower than the frequency band on the high frequency side,
A downsampling unit that performs downsampling of the signal in each frequency band after the division at a sampling frequency associated with the bandwidth;
A sound field correction unit that performs sound field correction processing on the signals of each frequency band of the downsampling,
A sound field correction apparatus comprising:
請求項4記載の音場補正装置において、
前記入力音響信号のうち所定の周波数帯域を通過させる複数のフィルタを備え、
前記複数のフィルタのうち、少なくとも一部は前記ダウンサンプリング時のエイリアスによる妨害を避けるためのデシメーションフィルタとして機能していることを特徴とする音場補正装置。
The sound field correction apparatus according to claim 4,
A plurality of filters that pass a predetermined frequency band of the input acoustic signal,
At least a part of the plurality of filters functions as a decimation filter for avoiding interference due to aliasing at the time of downsampling.
請求項4または請求項5記載の音場補正装置において、
前記音場補正処理後の各周波数帯域の信号を前記ダウンサンプリングのサンプリング周波数に対応するサンプリング周波数でアップサンプリングするアップサンプリング部と、
前記アップサンプリング後の信号を合成して出力音響信号として出力する合成部と、
を備えたことを特徴とする音場補正装置。
In the sound field correction device according to claim 4 or 5,
An upsampling unit for upsampling the signal of each frequency band after the sound field correction processing at a sampling frequency corresponding to the sampling frequency of the downsampling;
A synthesizing unit that synthesizes the signal after the upsampling and outputs it as an output acoustic signal;
A sound field correction apparatus comprising:
請求項6記載の音場補正装置において、
前記アップサンプリング部は、前記音場補正処理後の各周波数帯域の信号のうち所定の周波数帯域を通過させる複数のフィルタを備え、
前記複数のフィルタのうち、少なくとも一部は前記アップサンプリング時のエイリアスによる妨害をさけるためのインターポレーションフィルタとして機能していることを特徴とする音場補正装置。
The sound field correction apparatus according to claim 6,
The upsampling unit includes a plurality of filters that pass a predetermined frequency band among signals in each frequency band after the sound field correction processing,
At least a part of the plurality of filters functions as an interpolation filter for avoiding interference due to aliasing during the upsampling.
請求項5または請求項7記載の音場補正装置において、
前記フィルタは、各周波数帯域の前記入力音響信号の残響時間に基づいて帯域幅が設定されていることを特徴とする音場補正装置。

The sound field correction device according to claim 5 or 7,
The sound field correction apparatus according to claim 1, wherein a bandwidth of the filter is set based on a reverberation time of the input acoustic signal in each frequency band.

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