JP2010119025A - Acoustic playback system and method of calculating acoustic playback filter coefficient - Google Patents
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Description
本発明は、頭部伝達関数を用いた音像定位処理方式に関し、特にフロントスピーカのみで後方の仮想音像定位を実現する機能を有する音像定位処理方式に関する。 The present invention relates to a sound image localization processing method using a head-related transfer function, and more particularly to a sound image localization processing method having a function of realizing a rear virtual sound image localization using only a front speaker.
仮想音像定位技術において、仮想音像を生成するために仮想音像を定位させたい位置にスピーカを設置し、スピーカから受聴者の外耳道入り口までの頭部伝達関数(以下、これを目標特性と記載する)を測定する必要がある。目標特性を測定する際のスピーカ設置位置の基準としては、非特許文献1が広く用いられている。これによると、後方を含む全てのスピーカは仮想音像の受聴位置、すなわち目標特性の測定位置を中心として、水平面上で定められた方位に一定の距離で置かれる。図2には、このITU−R勧告に従った、サラウンドバックLスピーカ102の位置を示す。図2において、両耳にマイクを設置したダミーヘッド103の位置も示す。ダミーヘッド103は、実頭を表すこともある。
In virtual sound image localization technology, a speaker is installed at a position where a virtual sound image is to be localized in order to generate a virtual sound image, and a head-related transfer function from the speaker to the listener's ear canal entrance (hereinafter referred to as a target characteristic) Need to be measured. Non-Patent Document 1 is widely used as a reference for speaker installation positions when measuring target characteristics. According to this, all the speakers including the rear are placed at a fixed distance in the azimuth determined on the horizontal plane around the listening position of the virtual sound image, that is, the measurement position of the target characteristic. FIG. 2 shows the position of the surround
図において、上図は立面図、下図は水平面図を表し、上下の図は両図の頭部中心を結ぶ破線の位置が同じである。 In the figure, the upper figure shows an elevational view, the lower figure shows a horizontal plan view, and the upper and lower figures have the same broken line position connecting the head centers in both figures.
実際に目標特性を測定する際には後方の仮想音像を生成するために、仮想音像を定位させたい位置にスピーカを設置して測定信号を再生する。図2においては、サラウンドバックLスピーカ102で再生し、測定位置に設置したダミーヘッド103または実頭の両耳に備えたマイクで測定する。そして、サラウンドバックLスピーカ102の位置に仮想音像を定位させるための頭部伝達関数のフィルタ係数を算出して、このフィルタ係数を用いて、再生システムでは音場再生をする。
When actually measuring the target characteristics, in order to generate a rear virtual sound image, a measurement signal is reproduced by installing a speaker at a position where the virtual sound image is to be localized. In FIG. 2, it reproduces | regenerates with the surround
ここで、後方の目標特性を測定するスピーカ位置の数は再生フォーマットの種類により異なる。DVDなどの5.1chシステムを対象とする場合はサラウンドL、サラウンドRの2つであり、BDなどの7.1chシステムの場合は前記2つに加え、サラウンドバックL、サラウンドバックRを合わせた計4つである。さらに次世代サラウンドフォーマットの一つであるスーパーハイビジョンシステムでは音場全体で22.2チャンネルのスピーカを使用するため、後方に定位させる音源数は今後も増加傾向にある。 Here, the number of speaker positions at which the rear target characteristic is measured differs depending on the type of reproduction format. In the case of a 5.1ch system such as a DVD, the surround L and the surround R are two. In the case of a 7.1ch system such as a BD, the surround back L and the surround back R are combined in addition to the two. There are a total of four. Furthermore, since the Super Hi-Vision system, which is one of the next generation surround formats, uses 22.2 channel speakers in the entire sound field, the number of sound sources to be localized rearward is increasing.
このように、サラウンドフォーマットの次世代化が進むにつれて再生チャンネル数が増加する。それに伴い、フロントスピーカのみで後方の仮想音像定位を実現する音像定位処理方式の場合、後方で再生するチャンネル数が増加するために後方に定位させる仮想音像の数も同様に増加する。したがって、後方の仮想音像を生成するために後方にスピーカを置いて目標特性を測定するための後方スピーカ設置位置も増加する。
ところで、一般に仮想音像による定位は実音源による定位と比較して定位精度が悪くなる傾向にあり、特に後方の仮想音像定位は前方よりも定位精度が悪くなると言われている。後方の仮想音像が増加することにより、それらの目標特性を測定するための後方スピーカ設置位置も増加するので、後方スピーカの設置位置間隔は狭くなる。 By the way, generally, localization based on a virtual sound image tends to have a lower localization accuracy than localization based on a real sound source, and in particular, it is said that the localization accuracy of a rear virtual sound image is worse than that of the front. Since the rear virtual sound images increase, the rear speaker installation positions for measuring these target characteristics also increase, and therefore the rear speaker installation position interval is narrowed.
そのため、元々定位精度が悪い後方の仮想音像では仮想音像間で十分な分離感が得られず、本来別々のチャンネルであるはずの仮想音像が合成されて一つの仮想音像として聞こえてしまい、結果として仮想的に再現すべき再生チャンネル数が減少する、などの問題が発生する。 For this reason, in the virtual image of the rear where the localization accuracy is originally poor, a sufficient sense of separation between the virtual sound images cannot be obtained, and the virtual sound image that should originally be a separate channel is synthesized and heard as one virtual sound image. Problems such as a reduction in the number of playback channels to be virtually reproduced occur.
本発明の音響再生フィルタ係数の算出方法は、受聴位置に対して前方となるように配置された複数のスピーカから再生された音を仮想位置に定位させて再生させるための音響再生フィルタ係数の算出方法であって、前記スピーカから再生された音を測定する測定手段と、少なくとも一つの前記仮想位置は、前記受聴位置に対して同一水平面とはならない位置となる位置であって、当該位置において音を前記スピーカから再生し、前記測定手段で目標特性を測定し、当該目標特性をもとにフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出手段とを含む。 The calculation method of the sound reproduction filter coefficient of the present invention calculates the sound reproduction filter coefficient for localizing and reproducing the sound reproduced from a plurality of speakers arranged so as to be in front of the listening position. Measuring means for measuring the sound reproduced from the speaker, and at least one of the virtual positions is a position that is not on the same horizontal plane with respect to the listening position, and the sound at the position is Including a filter coefficient calculating means for measuring a target characteristic by the measuring means and calculating a filter coefficient based on the target characteristic.
また、前記仮想位置のうち左右で対となる2箇所は、正中面上の方位、水平面上の方位、目標位置から測定点までの距離のうちのいずれか一つ、または二つ以上の組合せにおいて、前記測定手段の位置を基準として、必ずしも左右対称とはならないように仮想位置を定めるように構成しても構わない。 Further, the two positions that are paired on the left and right sides of the virtual position are either one of the orientation on the median plane, the orientation on the horizontal plane, the distance from the target position to the measurement point, or a combination of two or more The virtual position may be determined so that it is not necessarily symmetrical with respect to the position of the measuring means.
また、本発明の音響再生システムは、受聴位置に対して前方となるように配置された複数のスピーカから再生された音を仮想位置に定位させる音響再生システムにおいて、少なくとも一つの前記仮想位置は、前記受聴位置に対して同一水平面とはならない位置となるように定位させるように、前記複数のスピーカから再生する音の音声信号に対してフィルタ処理するフィルタ処理部を備えるように構成しても構わない。 In the sound reproduction system of the present invention, in the sound reproduction system for localizing sound reproduced from a plurality of speakers arranged to be in front of the listening position at a virtual position, at least one of the virtual positions is: A filter processing unit that performs a filter process on audio signals of sounds reproduced from the plurality of speakers may be provided so as to be localized so as not to be on the same horizontal plane with respect to the listening position. Absent.
本発明によれば、少なくとも一つの仮想位置は、受聴位置に対して同一水平面とはならない位置となるように定位させるように、前記複数のスピーカから再生する音の音声信号に対してフィルタ処理するため、仮想音像の分離感が向上し、仮想音像の定位効果を高めることが可能となる。 According to the present invention, the audio signal of the sound reproduced from the plurality of speakers is filtered so that at least one virtual position is localized so as not to be on the same horizontal plane with respect to the listening position. Therefore, the feeling of separation of the virtual sound image is improved, and the localization effect of the virtual sound image can be enhanced.
また、左右で対となる2箇所の仮想位置は、測定位置に対して必ずしも左右対称とはなくなるため、仮想音像の分離感が向上し、仮想音像の定位効果を高めることが可能となる。 Also, the two virtual positions that are paired on the left and right sides are not necessarily symmetrical with respect to the measurement position, so that the sense of separation of the virtual sound image is improved and the localization effect of the virtual sound image can be enhanced.
(実施の形態)
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本願実施の形態において、目標特性の測定におけるサラウンドバックLの配置を、従来の慣例的配置と比較した図である。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram comparing the arrangement of surround back L in measurement of target characteristics with a conventional arrangement in the embodiment of the present invention.
図1において、サラウンドLスピーカ100及びその設置位置と、本願実施の形態におけるサラウンドバックLスピーカ101及びその設置位置と、両耳にマイクを設置したダミーヘッド103を表す。両耳にマイクを設置したダミーヘッド103は、実頭の位置であっても構わない。図1には、比較のために、従来例としてITU−R勧告(BS.775−1)の設置方法に従ったサラウンドバックLスピーカ102及びその設置位置を表している。
In FIG. 1, the
図1は立面図、下図は水平面図を表し、上下の図は両図の頭部中心を結ぶ破線で、同じ位置であることを表している。ここで、Emは正中面において水平面を基準とした場合の仰角を示し、Amは水平面上において、ダミーヘッド103の頭部真後ろを基準(0度)とした場合の方位角を示し、Dmはスピーカから測定位置までの距離を示す。
FIG. 1 is an elevational view, the lower view is a horizontal plan view, and the upper and lower views are broken lines that connect the centers of the heads in both drawings, and indicate the same position. Here, Em represents an elevation angle when the horizontal plane is a reference on the median plane, Am represents an azimuth angle when the back of the head of the
また、図1では簡単のためにダミーヘッド103に対して左後方におけるスピーカ配置しか図示していないが、本来は右後方にもスピーカ配置が存在する。
Further, in FIG. 1, only the speaker arrangement on the left rear side with respect to the
以上のように構成された測定環境における測定方法について以下説明する。まず始めにサラウンドLスピーカでの測定について説明する。 A measurement method in the measurement environment configured as described above will be described below. First, measurement with a surround L speaker will be described.
サラウンドLスピーカ100から測定信号を再生し、ダミーヘッド103の両耳に設置したマイクで測定する。得られたサラウンドLスピーカ100の目標特性を基にサラウンドLスピーカ100の位置に仮想音像を定位させるためのフィルタ係数を算出する。
A measurement signal is reproduced from the
次にサラウンドバックLスピーカ101での測定について説明する。
Next, measurement with the surround
この前記サラウンドバックLスピーカ101で示される位置は一意に決まるものではなく、サラウンドLスピーカ100で示される位置と関連する。つまり、サラウンドLスピーカ100の位置で測定されるサラウンドLスピーカ100の目標特性に対し、水平面上だけではなく仰角方向とスピーカからダミーヘッドもしくは実頭までの距離を変化させることにより、従来のサラウンドバックLスピーカ102で示される位置でのサラウンドバックLスピーカ102の目標特性を測定した場合よりも、分離感が十分得られ、かつ定位精度が向上する。分離感や定位精度の確認方法の一つとして、例えば主観評価実験が挙げられる。
The position indicated by the surround
上記のように測定されたフィルタ係数を用いて、多チャンネルサラウンドの再生システムを構成しても構わない。つまり、サラウンドスピーカ、サラウンドバックスピーカの仮想位置を、ITU−R勧告で示されるように同一水平面に配置される従来のサラウンドスピーカやサラウンドバックスピーカと比べて、高さ方向に位置を変化させたり、実頭までの距離を短くするように変化させることで、より分離感や定位感のあるサラウンドを再生することができるサラウンドシステムを構成することができる。 A multi-channel surround reproduction system may be configured using the filter coefficients measured as described above. In other words, the virtual positions of the surround speakers and the surround back speakers can be changed in the height direction as compared with the conventional surround speakers and surround back speakers arranged on the same horizontal plane as shown in the ITU-R recommendation. By changing the distance so as to shorten the distance to the actual head, it is possible to configure a surround system that can reproduce surround with a sense of separation and localization.
なお、本願実施の形態ではサラウンドバックLスピーカ101のみを動かし、サラウンドLスピーカ100は従来の測定における一般的な位置に設置しているが、サラウンドLスピーカ100もサラウンドバックLスピーカ101と同様、仰角、方位角、距離について自由に動かしてもよい。
In the present embodiment, only the surround
また、本願実施の形態ではサラウンドRスピーカ(図示せず)における目標特性の測定位置は、図1の水平面図における両耳からの距離が等しい水平面上の直線に対して左右対称となるような位置を想定しているが、必ずしも左右対称でなくてもよい。 Further, in the present embodiment, the measurement position of the target characteristic in the surround R speaker (not shown) is a position that is symmetrical with respect to a straight line on the horizontal plane where the distance from both ears in the horizontal plane view of FIG. 1 is equal. Is not necessarily symmetrical.
本発明は、音楽信号が再生可能で2つ以上のスピーカを備えた機器、例えばフロントサラウンドシステム、TV、AVアンプ、コンポ、携帯電話、ポータブルオーディオ機器等に有用である。 The present invention is useful for a device capable of reproducing a music signal and having two or more speakers, such as a front surround system, a TV, an AV amplifier, a component, a mobile phone, a portable audio device, and the like.
100 サラウンドLスピーカ
101 サラウンドバックLスピーカ
102 サラウンドバックLスピーカ
103 ダミーヘッド
100
Claims (5)
少なくとも一つの前記仮想位置は、前記受聴位置に対して同一水平面とはならない位置となるように定位させるように、前記複数のスピーカから再生する音の音声信号に対してフィルタ処理するフィルタ処理部を備えることを特徴とする音響再生システム。 In a sound reproduction system for localizing sound reproduced from a plurality of speakers arranged to be in front of a listening position at a virtual position,
A filter processing unit that performs filter processing on audio signals of sounds reproduced from the plurality of speakers so that at least one of the virtual positions is positioned so as not to be on the same horizontal plane with respect to the listening position; A sound reproduction system comprising:
前記スピーカから再生された音を測定する測定手段と、
少なくとも一つの前記仮想位置は、前記受聴位置に対して同一水平面とはならない位置となる位置であって、当該位置において音を前記スピーカから再生し、前記測定手段で目標特性を測定し、当該目標特性をもとにフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出手段とを備えることを特徴とする音響再生フィルタ係数の算出方法。 A method of calculating an acoustic reproduction filter coefficient for localizing and reproducing sound reproduced from a plurality of speakers arranged to be in front of a listening position,
Measuring means for measuring the sound reproduced from the speaker;
At least one of the virtual positions is a position that is not on the same horizontal plane with respect to the listening position, and a sound is reproduced from the speaker at the position, a target characteristic is measured by the measuring means, and the target An acoustic reproduction filter coefficient calculation method comprising: filter coefficient calculation means for calculating a filter coefficient based on characteristics.
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