JP2523810B2 - 音場可変装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は再生音場を自由に変化させることのできる音
場可変装置に関するものである。

従来の技術 近年、音響分野においては原音再生から原音場再生へ
と技術動向が変化しつつあり、ホール等の音場をシミュ
レートできる音場可変装置が開発されている。

以下図面を参照しながら、上述した従来の音場可変装
置の一例について説明する。

第５図は従来の音場可変装置の構成を示すブロック図
である。第５図において、１はディジタル信号を入力す
る信号入力手段、10は入力された信号を再生しようとす
る音場特性になるように信号処理を行う信号処理手段、
５は信号処理手段10に指示すべき加工手順を格納するた
めの加工手順記憶手段、８は加工手順記憶手段５から信
号処理手段に送る加工手順を変更するとともにシステム
全体のコントロールを行うシステム制御手段、７はディ
ジタル信号を出力する信号出力手段である。

また第６図は、いくつかの音場データすなわち加工手
順が格納されている加工手順記憶手段のメモリーエリア
の一例を示す図である。

以上のように構成された従来の音場可変装置におい
て、その動作を説明する。第５図において、信号入力手
段１から入力されたディジタル信号は、信号処理手段10
において、加工手順記憶手段５から送られた加工手順に
従って信号処理が行われる。次に信号処理手段10からの
出力は信号出力手段７から出力され、外部のD/A変換器
によりアナログ信号に変換された後増幅器及びスピーカ
などに接続することにより、目標とする音場での試聴が
可能となる。次に再生する音場を変えたい場合、たとえ
ば現在、図６に示すメモリーエリアに格納されている音
場データ１すなわちホールＡの受聴位置１での音場が再
生されており、受聴位置を変えたい場合には、システム
制御手段８から加工手段変更を指示するコントロールコ
ードを加工手順記憶手段５に送る。それを受けて加工手
順記憶手段は、たとえば図６に示す音場データ２を信号
処理手段に転送した後、前記と同様の処理を行うことに
より再生音場を変えることができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、受聴位置やある
いはローパスフィルタリングの係数パラメータを変化さ
せる場合、加工手順切換え時に再生音場が不連続に変化
するという問題点を有していた。また受聴位置を連続的
に変化させてリアルタイムで再生音場を連続可変とする
ためには、各音場空間ごとに多数の受聴位置での音場デ
ータを格納しておく必要があり、加工手順記憶手段にお
いて膨大なメモリー容量を必要とするという問題点を有
していた。

本発明は上記問題点に鑑み、受聴点の移動、音像移
動、音像の回転、フィルタ係数の変更等を小さなメモリ
ー容量で連続的かつなめらかに実現する音場可変装置を
提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の音場可変装置は、
ディジタル信号に変換されたオーディオ信号を入力する
信号入力手段と、入力されたディジタル信号の遅延と帰
還を決められた手順で行い信号を加工する複数の信号処
理手段と、複数の基本的な加工手順を格納する加工手順
記憶手段と、加工手順記憶手段から受け取った基本的な
加工手順をもとに補間等の演算を行った結果得られた加
工手順を信号処理手段に指示する演算指示手段と、複数
の信号処理手段の出力信号を受け取ってそのうちの１つ
の出力信号を選択して出力するとともに、新たな加工手
順を指示されて信号処理内容が変化した信号処理手段の
出力信号を一定時間内にフェードインすると同時に現在
選択されている信号処理手段の出力信号をフェードアウ
トすることにより出力信号を切り換える信号切り換え手
段と、加工手順の変更を指示するとともに演算指示手段
及び信号切り換え手段を制御するシステム制御手段と、
信号切り換え手段の出力するディジタル信号を出力する
信号出力手段とを備えたことを特徴とする。

作用 本発明は上記した構成によって、受聴位置あるいは音
像の定位する位置を始点から終点に変化させる場合、加
工手順記憶手段に格納されている基本加工手順をもとに
して、演算指示手段において始点から終点までの間に多
数の中間点を想定して始点から終点に至るまでの多数の
点における再生音場に対応する加工手順を演算により算
出し、これを順次複数の信号処理手段に交互に転送し、
信号切換え手段においては加工手順が転送された信号処
理手段からの出力信号が安定するまではその信号の振幅
をゼロとしておき、出力が安定した後に徐々に振幅を大
きくするとともに他の信号処理手段からの出力信号の振
幅を徐々に小さくしていって次の中間点における加工手
順の転送にそなえることにより、再生音場を連続的かつ
なめらかにリアルタイムにて変化させることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例の音場可変装置について、図
面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における音場可変装置のハ
ードウェアブロック図を示すものである。第１図におい
て、１は信号入力手段、７は信号出力手段で第５図と同
じものである。２は入力されたディジタル信号の遅延と
帰還を決められた手順で行って信号を加工する第１の信
号処理手段、３は第１の信号処理手段と同様の働きをす
る第２の信号処理手段、５は基本的な加工手順が格納さ
れている加工手順記憶手段、４は加工手順記憶手段から
受け取ったいくつかの基本加工手順をもとにして演算に
より第１及び第２の信号処理手段に指示すべき各加工手
順を算出するとともに両信号処理手段に指示するための
演算指示手段、６は第１の信号処理手段２と第２の信号
処理手段３の出力信号を切換える信号切換え手段、９は
再生音場の空間形状を表示するとともに受聴位置等を入
力するための表示及び入力部、８は表示及び入力部９か
らの入力情報を受けて加工手順記憶手段５に必要な基本
加工手順の転送を指示しあるいは演算指示手段に必要な
演算パラメータを受け渡すとともに演算を指示しあるい
は信号切換え手段６を制御するシステム制御手段であ
る。

次に第２図は前記第１図に示したハードウェアブロッ
ク図の構成要素である表示及び入力部９において表示さ
れる空間形状の一例としてのホール形状の表示を表す図
である。この例においてはホールの平面図が表示されて
いる。

次に第３図は前記ハードウェアブロックの構成要素で
ある加工手順記憶手段５のメモリーエリアの一例を示す
図であり、前記第２図において示したホールの平面図に
おいて、Ａ（始点）とＢ（終点）の位置に対応する音場
データが基本加工手順として格納されている様子を示
す。

以上のように構成された音場可変装置について、以下
その動作を説明する。第１図において、表示及び入力部
９において再生音場メニューとしてあるホールが選択さ
れると、そのホール形状が表示される。そしてそれに対
応してシステム制御手段８は、加工手順記憶手段５に対
して前記ホールの基本加工手順である第２図におけるＡ
とＢの受聴位置における音場データ、すなわち第３図に
おけるメモリーマップの1000番地及び1020番地からのデ
ータの転送を指示する。これらの基本加工手順は演算指
示手段４に受け取られるとともに、たとえばＡ点に対応
する加工手順のみが第１の信号処理手段２へ転送され
る。この時点までは、信号入力手段１より出力された信
号を第１及び第２の信号処理手段2,3の両方で加工され
るが、信号切換え手段６においては第２の信号処理手段
３からの出力信号のみが選択されている。さて、前記Ａ
点の音場データを受け取った第１の信号処理手段２から
の出力信号が安定すると、システム制御手段８は信号切
換え手段６に切換え信号を出力する。信号切換え手段６
では第２の信号処理手段３からの信号を徐々に小さく
し、第１の信号処理手段２からの信号を徐々に大きくし
ながら両方の信号の和を出力する。そしてある時間後に
は、信号切換え手段６からの出力は第１の信号処理手段
２からの信号に切換わる。

次に、ホールでの受聴位置を変える場合について説明
する。表示及び入力部９において、第２図に示すＡ点と
Ｂ点の間のＰ点が試聴ポイントとして選択されると、シ
ステム制御手段８はＰ点の位置情報を演算指示手段４に
転送する。演算指示手段４では、現在の再生音場に対応
するＡ点の位置からＰ点の位置までの間隔を多数のポイ
ントに分割する。そして分割された多数のポイントのう
ち、Ａ点に最も近いポイントから順次Ａ点及びＢ点での
基本加工手順をもとに按分計算を行って、該ポイントに
おける音場データを算出し、現在信号切換え手段６の制
御により出力されていない側の信号処理手段へ転送され
る。たとえば、現在信号切換え手段６により出力されて
いる信号が第１の信号処理手段２からのものであり、演
算指示手段４によって算出された加工手順が第２図にお
ける（ｎ−１）のポイントに対応する音場データである
とすると、該加工手順は第２の信号処理手段３へ転送さ
れる。転送後第２の信号処理手段３からの出力が安定す
ると、システム制御手段８は切換え信号を信号切換え手
段６に送り、信号切換え手段６において前記したのと同
様に出力信号が第１の信号処理手段２から第２の信号処
理手段３により処理された信号へとなめらかに切換わ
る。次に演算指示手段４は第２図における（ｎ）のポイ
ントでの加工手順を算出した後、今度は第１の信号処理
手段２へ転送され、やはり同様の信号切換え動作が行わ
れる。このようにして、Ａ点からＰ点に至るまで多数の
中間点での加工手順を算出するとともにその都度信号処
理を実現しながら最終的にＰ点での音場特性を実現する
ため、ホール等の音響空間において、受聴位置を自由に
連続的にリアルタイムで変更することができる。しかも
そのために記憶しておくべき加工手順は、演算のために
必要な限られた基本加工手順のみでよい。

第４図は、Ａ点及びＢ点での音場データを表すインパ
ルス応答と、演算により算出された（ｎ）点でのインパ
ルス応答の例を示している。この図においては４本の初
期反射音を１本のスピーカにおいて実現することを想定
して描かれているが、演算方法として（ｎ）点からA,B
の各点への距離をパラメータとして、PIaとPIbからPIn
を（Ｉ＝1,2,3,4）それぞれ遅延時間、レベルともに線
形補間により求めている。

以上のように本実施例によれば、再生音場空間におけ
る２つの受聴点での音場データを基本加工手順として記
憶しておくとともに、２つの受聴点の間の点での音場再
生に関してはこれら２つの基本加工手順から演算により
当該間の点における加工手順を算出し、その手順に従っ
て信号処理を行うことにより、また受聴点の移動に関し
ては、移動のパス上に多数の中間点を設けて各点におけ
る加工手順を順次算出してその都度複数の信号処理手段
で交互に処理しながら信号を切換えていくことにより、
小さな記憶容量で多くの音場を再生することができると
ともに、受聴点の移動については極めてなめらかかつ連
続的に移動にともなう音場の変化を実現することができ
る。

なお、本実施例においては、基本加工手順は２つとし
て直線上の受聴点移動を実現したが、基本加工手順は２
つに限られるものではなく、また受聴点の移動は平面的
あるいは立体的としてもよい。

また、第４図において加工手順の算出方法は距離をパ
ラメータとする線形補間としているが、これに限るもの
ではない。

また、本実施例はホールにおける受聴点移動としてい
るが、音場の変化であればこれに限るものではなく、た
とえば再生音のフィルタ係数を演算により算出すること
により、フィルタ特性を連続可変としてもよい。

発明の効果 以上のように本発明の音場可変装置は、ディジタル信
号に変換されたオーディオ信号を入力する信号入力手段
と、入力されたディジタル信号の遅延と帰還を決められ
た手順で行い信号を加工する複数の信号処理手段と、複
数の基本的な加工手順を格納する加工手順記憶手段と、
加工手順記憶手段から受け取った基本的な加工手順をも
とに補間等の演算を行った結果得られた加工手順を信号
処理手段に指示する演算指示手段と、複数の信号処理手
段の出力信号を受け取ってそのうちの１つの出力信号を
選択して出力するとともに、新たな加工手順を指示され
て信号処理内容が変化した信号処理手段の出力信号を一
定時間内にフェードインすると同時に現在選択されてい
る信号処理手段の出力信号をフェードアウトすることに
より出力信号を切り換える信号切り換え手段と、加工手
順の変更を指示するとともに演算指示手段及び信号切り
換え手段を制御するシステム制御手段と、信号切り換え
手段の出力するディジタル信号を出力する信号出力手段
とを備えたことにより、小さな記憶容量で多くの音場が
実現できるとともに、パラメータの変化に伴う音場の変
化を連続的かつなめらかに実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における音場可変装置のハー
ドウェアブロック図、第２図はホール形状の表示を示す
説明図、第３図は加工手順記憶手段のメモリーエリアの
一例を示す説明図、第４図はインパルス応答を示す説明
図、第５図は従来の音場可変装置の構成を示すブロック
図、第６図は従来の音場可変装置のメモリーエリアの一
例を示す説明図である。 １……信号入力手段、２……第１の信号処理手段、３…
…第２の信号処理手段、４……演算指示手段、５……加
工手順記憶手段、６……信号切換え手段、７……信号出
力手段、８……システム制御手段、９……表示及び入力
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 克昌 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 松本 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル信号に変換されたオーディオ信
   号を入力する信号入力手段と、入力されたディジタル信
   号の遅延と帰還を決められた手順で行い信号を加工する
   複数の信号処理手段と、複数の基本的な加工手順を格納
   する加工手順記憶手段と、加工手順記憶手段から受け取
   った基本的な加工手順をもとに補間等の演算を行った結
   果得られた加工手順を信号処理手段に指示する演算指示
   手段と、複数の信号処理手段の出力信号を受け取ってそ
   のうちの１つの出力信号を選択して出力するとともに、
   新たな加工手順を指示されて信号処理内容が変化した信
   号処理手段の出力信号を一定時間内にフェードインする
   と同時に現在選択されている信号処理手段の出力信号を
   フェードアウトすることにより出力信号を切り換える信
   号切り換え手段と、加工手順の変更を指示するとともに
   演算指示手段及び信号切り換え手段を制御するシステム
   制御手段と、信号切り換え手段の出力するディジタル信
   号を出力する信号出力手段とを備えたことを特徴とする
   音場可変装置。
2. 【請求項２】再生するべき音場に対応する空間形状を表
   示する表示部と受聴位置を入力する入力部とを備え、前
   記空間内の代表的な数ポイントでの音場を再生するため
   の基本加工手順を加工手順記憶手段に格納しておくとと
   もに、前記入力部から入力された受聴位置に対応する音
   場を再生するための加工手順を前記基本加工手順から演
   算指示手段にて演算により算出することを特徴とする請
   求項（１）記載の音場可変装置。