JP2528154B2

JP2528154B2 - ステレオ増強システム

Info

Publication number: JP2528154B2
Application number: JP62501080A
Authority: JP
Inventors: クレイマン，アーノルド・アイ
Original assignee: SRS Labs Inc
Current assignee: DTS Inc
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1987-01-27
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: KR880701515A; AU6934187A; DE3752052T2; DE3752025T2; DE3752342D1; IL81438A; HK75293A; DE3784423D1; JP2609065B2; DE3752025D1; KR910006321B1; DE3752052D1; EP0478096A3; EP0748143A2; EP0478096B1; EP0479395B1; JPS63502945A; WO1987006090A1; DE3752342T2; HK1008136A1

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景開示された発明は、ステレオ音響再生システムの増強
システム、特に、ステレオ音像を広げ、ステレオ聴覚領
域を増やすステレオ増強システムに関する。

よく知られているように、ステレオの音響再生システ
ムは、再生された音が異なる位置から発されたものとし
て感じられ、これによりライブパフォーマンスの体験を
シュミレートできる音像を発生しようとするものであ
る。ステレオの音像の音響幻聴は一般的にスピーカー間
にあるように感じられ、ステレオ音像の幅は左右のスピ
ーカーにそれぞれ与えられた情報間の同一性または相違
性に大きく依存する。各スピーカーに与えられた情報が
同じであると、音像はスピーカーの間の“中央ステー
ジ”に集中する。対称的に、各スピーカーに与えられた
情報が異なると、音像の範囲は２つのスピーカーの間に
広がる。

ステレオ音像の一般的概念は複雑ではないが、その使
用と設置は困難である。ステレオ音像の幅は、スピーカ
ーに与えられた情報だけではなくリスナーの位置にもよ
る。リスナーはスピーカーから等距離にあることが理想
的である。多くのスピーカーシステムでは、リスナーが
１つのスピーカーに近付くと、遠い方のスピーカーから
の音はステレオ音像にあまり寄与せず、音は即座に近い
方のスピーカーからだけ出たものとして感じられる。こ
れは、各スピーカーの情報があまり異ならない場合には
特にそうである。しかしながら、スピーカーから等距離
にいるリスナーにさえ、感じられた音像は一般的にスピ
ーカーの物理的位置の間にあり、スピーカー間の領域を
越えてまで広がらない。

既知のスピーカーシステムは、リスナーがスピーカー
から等距離にいることが理想的であるとする制限を減ら
すように設計された。しかしながら、この様なスピーカ
ーシステムは一般的に複雑で、その結果として得られる
ステレオ音像はスピーカーの物理的位置間の領域に制限
される。

ステレオ音響再生においては、音声トランスデューサ
（典型的にスピーカーまたはヘッドフォン）が予め定め
た位置に置かれ、この様な予め定めた位置から音を供給
するという事実も考慮される。しかしながら、ライブパ
フォーマンスでは、パフォーマンスが行われる場所の音
響構造の結果として、感知される音は多数の方向から出
ることがある。低周波音の相対的位相シフト、音声範囲
の音の相対的強度、および速い上昇時間と高周波成分と
を有する音の相対的到着時間のような異なる現象に基づ
いて方向を決定するために、人間の耳と頭は協同する。

スピーカーまたはヘッドフォンの予め定めた位置の結
果として、リスナーは再生音が出る方向に関して誤りキ
ューを受取る。例えば、リスナーの前方に位置したスピ
ーカーでは、本来側方から聞こえるはずの音は前方から
聞こえ、それ故、側方から出た音として容易に感じられ
ない。ヘッドフォンまたは側方に配置されたスピーカー
では、前方から出るべき音が側方から出る。つまり、ス
ピーカーまたはヘッドフォンの配置の結果として、録音
されたパフォーマンスの音の遠近感は不正確となる。

信号を混合することによりステレオ音像を広げる多く
の試みがなされてきた。例えば、左右のステレオ信号が
混合されて、選択的に処理されてから混合されて左右の
処理された信号を供給することとなる、差信号（左マイ
ナス右）と合計信号（左プラス右）を供給することがよ
く知られている。特に、差信号を増加すなわちブースト
すると、ステレオ音像の幅が広くなることは良く知られ
ている。

しかしながら、差信号の強い周波数の成分はミッドレ
ンジに集中する傾向があるために、差信号をむやみに増
加させると問題が生じる。１つの問題は、耳がミッドレ
ンジ内の約1KHz乃至4KHzの範囲をより敏感に感じる（以
下、“感知力の大きい差信号成分”と呼ぶ）ために、再
生された耳ざわりでうるさいことである。別の問題は、
ミッドレンジにはリスナーの耳の間の距離にほぼ同じ波
長を有する周波数（約1KHzから2KHzの範囲の周波数を有
する）があるために、スピーカーと等距離である位置に
リスナーが限定されることである。この様な周波数（以
下、“位相感知力が増大した差信号周波数の成分”と呼
ぶ）に関して、リスナーの頭の位置に微かなシフトによ
って、ステレオ音像に不愉快なシフトが生じる。さら
に、差信号の無差別なブーストによって、得られるステ
レオ音像の感知される範囲が狭くなり、明らかに附随の
問題が生じる。

既知のステレオ音像システムには、追加の増幅器とス
ピーカーが必要である。しかしながら、この様なシステ
ムでは、ステレオ音像はスピーカーの配置によって制限
される。さらに、スピーカーを異なる位置に配置して
も、正しい音の遠近感は必ずしも得られない。

他のシステムでは、固定または変化可能な遅延が与え
られる。しかしながら、この様な遅延は、録音されたパ
フォーマンスに存在する何らかの遅延がすでに録音中に
存在するために、再生音の精度に干渉する。さらに、遅
延によって複雑さが増し、リスナーの位置が限定されて
しまう。

ヘッドフォンを使用した結果による不適切な音の遠近
感を訂正または補償する試みもなされている。しかしな
がら、既知のヘッドフォン増強システムには複雑さと効
果の欠如を考慮しなければならない。

発明の概要それ故、スピーカー感の領域を越えてステレオ音像の
幅を拡大するステレオ増強システムを提供することは利
点である。

また聞く位置を強制しないステレオ増強システムを提
供することも利点である。

別の利点は、広い聴覚領域に亘って感じられるステレ
オ音像を与えるステレオ増強システムを提供することで
ある。

前記および他の利点は、広いステレオ音像および聴覚
領域を与える本発明のステレオ音像増強システムとスピ
ーカーまたはヘッドフォンを使用する音の遠近感訂正を
与える遠近感訂正システムとを具備するステレオ増強シ
ステムによって達成される。ステレオ音像増強システム
および遠近感訂正システムは組合わせてまたは個々に使
用される。

本発明によれば、第１に合計信号および差信号を発生
させることにより、広いステレオ音像および聴覚領域が
得られる。合計信号および差信号は、左右のステレオ信
号から得られる。広いステレオ音像を作るために、差信
号と合計信号は、まず複数の分離された周波数範囲に分
けられる。これらの周波数範囲内の合計信号および差信
号の振幅は、分析され調整される。振幅の調整は、信号
の元の振幅と予め調整された調整値とを含むさまざまな
要素によりなされる。“処理された”合計信号および差
信号を意味する調整された合計信号および差信号は、元
の左右の信号と結合され、強調された左右のステレオ信
号が作られる。これらの強調された信号は、ラウドスピ
ーカーのセットで再生される際に、広いステレオ音像お
よび広い聴覚領域を生み出す。

さらに詳細に説明すると、複数の分離された周波数範
囲の中から選択された周波数範囲における差信号の振幅
は、他の周波数範囲における差信号に対して増加され
る。同様に、複数の分離された周波数範囲の中から選択
された周波数範囲における合計信号のの振幅は、他の周
波数範囲における合計信号に対して増加される。差信号
が選択的に増加されると、広いステレオ音像と広い聴覚
領域が生み出される一方、合計信号が選択的に増加され
ると、合計信号が処理された差信号に圧倒されないよう
になる。

本発明の実施例では、スペクトラムアナライザが、差
信号のさまざまな周波数範囲を監視し、これらの周波数
範囲内の振幅レベルを制御する。振幅レベルは、差信号
の低い振幅の周波数範囲が高い振幅の周波数範囲に対し
て増加されるように制御される。選択された周波数範囲
に対する差信号の振幅レベルは、固定されたパラメータ
ーにしたがっても調整される。特に、リスナーの耳の間
隔とほぼ等しい波長を有する周波数範囲において、差信
号は減衰される。

この実施例において、スペクラムアナライザは、選択
された周波数範囲における合計信号の振幅も制御する。
対応する周波数範囲における差信号の振幅レベルに比例
して、これらの周波数範囲内における合計信号が増加さ
れる。

本発明の他の実施例において、合計信号と差信号の振
幅レベルを修正するために、固定型イコライザが使用さ
れる。この実施例において、合計信号と差信号はまた、
それぞれ固定型合計信号イコライザと固定型差信号イコ
ライザによって複数の周波数範囲に分けられる。周波数
範囲内の信号の振幅レベルは、予め選択された固定パラ
メーターに基づいて増加される。差信号に対して、これ
らの予め選択されたパラメーターは、典型的に低い信号
強度を有する周波数範囲内の振幅レベルを増加させるた
めに設定される。特に、低い信号強度を有するこれらの
周波数内の振幅レベルは、典型的に高い信号強度を有す
る周波数範囲内の振幅レベルに対して増加される。合計
信号は、差信号に対して調整される。特に、差信号の高
いレベルが典型的に検出される周波数範囲において、合
計信号の振幅レベルが増加される。

差信号成分を選択的に強調すなわちブーストする結
果、広いステレオ音像が生み出され、差信号の無差別な
増加と関係する耳ざわり感および像シフトの問題は、本
発明が使用する固定型イコライザによってもたらされる
等化（イコライゼーション）によって実質的に減少す
る。低い振幅の差信号成分を選択的に強調すなわちブー
ストすると、次の理由でステレオ音像をさらに増強する
ことになる。ライブパフォーマンスにおいては、周囲反
射および残響フィールドは容易に感じられ、直接音によ
ってマスクされない。しかしながら、録音パフォーマン
スでは、周囲音は直接音によってマスクされ、ライブパ
フォーマンスと同じレベルで感じられない。周囲音は一
般的に、差信号の低い振幅を有する周波数に存在する傾
向があり、差信号の低い振幅を有する周波数をブースト
すると周囲音はマスクされず、ライブパフォーマンスの
周囲音の遠近感をシミュレートする。

差信号を選択的に強調すると、次の理由で広い聴覚領
域も得られる。差信号の高い振幅の周波数成分は、リス
ナーの頭の回りの耳と耳の間の距離とほぼ同じ波長を有
する周波数（前述の“位相感度が増加した差信号周波数
成分”）を含むミッドレンジに存在する傾向がある。本
発明によってもたらされる選択的強調の結果、位相感度
が増加した差信号周波数成分は不適切にブーストされな
い。そのため、差信号の無差別な増加から生じたステレ
オ音像のシフトの問題（発明の背景で説明された）は実
質的に減少し、リスナーはスピーカーから等距離に限定
されなくなる。

差信号を選択的ブーストする場合、混合され選択的に
ブーストされた差信号のレベルによって決定される増強
の量は、供給されるステレオの量が比較的に均一化する
ように自動的に調節される。この様な自動調節がなけれ
ば異なる録音ごとに、異なっているステレオの量に対し
て、供給される増強の量を手動式に調節しなければなら
ない。

人工的残響が差信号において優勢であるために、差信
号を選択的にブーストする方法はまた、録音工程におい
て導入された人工的残響をもブーストする。人工的残響
の不適切なブーストを阻止するために、本発明の増強シ
ステムは、人工的残響が存在する可能性がある特性に対
して合計および差信号を監視する。人工的残響の可能性
が検出されると、差信号に与えられるブーストの量は選
択的に減少され、合計信号に対するブーストの量は選択
的に増加される。

さらに、本発明のステレオ音像増強システムは、異な
る位置に配置されたスピーカーまたはヘッドフォンで再
生される録音されたパフォーマンスの遠近感を訂正する
音の遠近感訂正システムとともに使用することができ
る。遠近感訂正システムは、左右のステレオ信号から得
られた合計および差信号を選択的に修正して、リスナー
がライブパフォーマンスで予測する方向から音が出てい
るように、再生音を感じさせる。つまり、リスナーの前
方に位置したスピーカーからの音でも、側方から出たも
のとして聞こえるはずの音は側方から出たものと感じら
れる。ヘッドフォンでは、前方から出たように聞こえる
べき音は前方から出たように感じられる。

音の遠近感訂正システムは、左右のステレオ信号から
合計および差信号を発生させ、また人間の耳の周波数応
答の方向の変化を補償するために合計または差信号に対
して固定した等化を行い、さらに左右の信号を発生させ
るために等化された合計および差信号を結合することに
よって、遠近感訂正を行なう。リスナーの前方に配置し
たスピーカーに対しては、側方からの音は側方から再生
されて出たかのように感じられる程度まで側方からの音
を復元するように、差信号が選択的にブーストされる。
リスナーの側方に配置したスピーカーまたはヘッドフォ
ンに対しては、前方から出た音は、前方から再生され出
されたかのように感じられる程度まで前方にからの音を
復元するように、合計信号が選択的に減衰される。

前述のように、音の遠近感訂正システムは、本発明の
ステレオ音像増強システムと組合わせてまたは他のオー
ディオ構成部品と共に使用される。

本発明の原理は、一対のラウドスピーカーを具備する
通常の音響再生システムを介して、通常のステレオレコ
ード、磁気テープ、およびデジタルディスクを再生する
場合において、また、通常の音響再生システムで再生す
ると前述した効果をもたらす左右のステレオ出力信号が
再生されるような、レコード、デジタルディスクまたは
磁気テープ上へのユニークな録音をする場合において、
本発明の原理が使用できる。

図面の簡単な説明本発明の利点と特性は添附の図面に関して以下の説明
から当業者には容易に理解されるであろう。

第１図は、本発明のステレオ音像増強システムを含む
ステレオ増強システムのブロック図であり、第２図は、ダイナミックな等化をもたらす本発明によ
るダイナミック型ステレオ音像増強システムのブロック
図であり、第３図は、第２図および第４図のステレオ音像増強シ
ステムのフィードバックおよび残響制御回路のブロック
図であり、第４図は、固定型等化を行う本発明による非ダイナミ
ック型または固定型ステレオ音像増強システムのブロッ
ク図であり、第5A図および第5B図は、第４図の固定型ステレオ音像
増強システムによってもたらされる等化曲線であり、第６図は、本発明のステレオ音像増強システムととも
に使用できる音の遠近感訂正システムのブロック図であ
り、第7A図および第7B図は、第２図および第４図のステレ
オ音像増強システムおよび第５図の音の遠近感訂正シス
テムを理解するうえで助けとなる人間の耳の周波数応答
を示すグラフであり、第7C図は、第7B図に関する第7A図の周波数応答を示す
グラフであり、第7D図は、第7A図に関する第7B図の周波数応答を示す
グラフであり、第８図および第９図は、本発明の原理を実施するステ
レオ音像増強および遠近感訂正装置のいずれかまたは両
方を使用する音響再生および録音システムを示すブロッ
ク図であり、第10図は、残響増強の自動および手動制御を有するス
テレオ増強システムのブロック図であり、第11図は、選択的減衰残響フィルタを示す。

発明の詳細な説明以下の説明および多数の図面では、同じ素子が符号で
示される。

本発明を理解するのを助けるために、異なるセクショ
ンに分けて説明し、それぞれ次のセクションで前よりも
詳細に説明する。つまり、全体的機能を説明してまず概
要を説明する。次に、本発明の動作変数について特に詳
細に説明する。

I.概要第１図には、本発明のステレオ音像増強システム100
および遠近感訂正システム200を具備するステレオ増強
システム300のブロック図が示される。本発明のステレ
オ音像増強システム100は左右のステレオ信号Ｌおよび
Ｒを受信し、この様な信号を処理して音像が増強された
左右のステレオ信号Ｌ′およびＲ′を遠近感訂正システ
ム200に供給する。遠近感訂正システム200は、音像増強
ステレオ信号を処理し、増幅されてスピーカーまたはヘ
ッドフォンを介して再生される時に適切な音の遠近感が
感じられるように訂正された音像増強ステレオ信号を供
給する。

市販されている使用可能な標準的オーディオ構成部品
を使用するために、本発明のステレオ増強システム300
を、テープ・モニタ・ループ、または使用可能であれ
ば、前置増幅器の外部プロセッサ・ループで使用でき
る。この様なループは、トーン制御、バランス制御、お
よび音量制御のような前置増幅器制御によって影響を受
けない。その代わりに、ステレオ増強システム300は、
標準的ステレオ音響再生システムの前置増幅器とパワー
増幅器との間に配置することもできる。しかしながら、
この様に配置する場合には、バランスおよびトーン制御
は不可能とされるかまたはゼロであることが好ましい。

開示されたステレオ増強システム300は、別々のユニ
ットとして製造された市販されているオーディオ前置増
幅器、および集積増幅器と受信装置とに含まれるオーデ
ィオ前置増幅器と容易に協同することができる。協同さ
れると、ステレオ音像増強システム100は、トーンおよ
びバランス制御より手前に配置することが好ましく、バ
イパスできることが好ましい。

開示されたステレオ増強システム300によって与えら
れる増強は、増強された録音をする場合に使用すると利
点となる。この様な録音は、ステレオ増強システム300
を含まないオーディオシステム、またはステレオ増強シ
ステム300を含みこれをバイパスしたオーディオシステ
ムで再生される。つまり、例えば、音像増強および遠近
感訂正を含む録音は、自動車で側方に配置されたスピー
カーで再生されることができる。遠近感訂正は、再生条
件が既知である、例えば、再生が自動車の側方に配置さ
れたスピーカーを介してのみ行われるものではない限り
録音には望ましくない。

ステレオ音像増強システム100および／または遠近感
訂正システム200は、オーディオシステムで独立して使
用できる。つまり、例えば、遠近感訂正システム200の
みでも、スピーカーが配置された側によって生じた不適
切な音の遠近感を訂正するように、自動車オーディオシ
ステムと協同できる。また、価格面で、ステレオ音像増
強システム100のみを家庭用オーディオシステムと協同
できる。

第２図に、第１図のステレオ増強システム300のステ
レオ音像増強システム100として使用され、広いステレ
オ音像および広い聴覚領域を達成するために、左右のス
テレオ信号の合計および差のダイナミックな等化をもた
らす本発明のステレオ音像増強システム10のブロック図
を示す。特に、亜音速フィルタ12,14の出力における亜
音速フィルタされた左右のステレオ信号ＬおよびＲは、
差信号（Ｌ−Ｒ）および合計信号（Ｌ＋Ｒ）をそれぞれ
供給する差回路11および合計回路13に供給される。ダイ
ナミック型差信号イコライザ19、固定型差信号イコライ
ザ18、および利得制御増幅器22は、差信号周波数成分
（以下、“成分”または“周波数”と呼ぶ）の相対振幅
を選択的に変更または修正して、処理された差信号（Ｌ
−Ｒ）_Ｐを供給するために協同する。ダイナミック型合
計信号イコライザ21は、合計信号周波数成分（以下、処
理された合計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐを供給する“成分”また
は“周波数”と呼ぶ）の相対振幅を選択的に変更または
修正する。

差回路11によって与えられた差信号に応答するスペク
トラムアナライザ17は、差信号の低い振幅の成分が高い
振幅の成分に対してブーストされるように、ダイナミッ
ク型差信号イコライザ19を制御する。特に、ダイナミッ
ク型差信号イコライザ19は、低い振幅の差信号成分より
高い振幅の差信号成分を減衰するように制御される。等
化された差信号の次の増幅は、低い振幅の成分が高い振
幅の差信号成分に対してブーストされているような処理
された差信号をもたらす。

固定型差信号イコライザ18は、予め定められた方法で
デエンファシスをもたらすように、ダイナミック型差信
号イコライザ19によって供給される等化された差信号を
選択的に減衰する。

スペクトラムアナライザ17は、合計信号の成分が対応
する差信号成分のレベルの直接的関数としてブーストさ
れるように、合計信号イコライザ21をも制御する。特
に、合計信号イコライザ21は、合計信号をブーストし
て、合計信号成分が対応する差信号振幅の振幅に比例し
てブーストされているような処理された合計処理を供給
する。

フィードバックおよび残響制御回路30は、供給された
ステレオの量が録音の始まりから終りまで相対的に均一
であるように、利得制御増幅器22の利得を制御する。制
御回路30は、また、人工的残響の可能性が検出されたと
きに人工的残響を含む差信号成分が不適切にブーストさ
れないように、差信号イコライザ19および合計信号イコ
ライザ21を制御する。人工的残響の可能性が制御回路30
によって検出されると、残響制御信号RCTRLは、ダイナ
ミック型差信号イコライザ19を制御して、人工的残響が
統計的に生じている選択された周波数帯域においてさら
に減衰を行い、またダイナミック型合計信号イコライザ
21を制御して、この様に選択された周波数帯域でさらに
ブーストを与える。この様にして、差信号に存在する人
工的残響は差信号の次の増幅で不適切にブーストされな
い。残響制御信号RCTRLに従うダイナミック型差信号イ
コライザ19によって十分に減衰されなかった人工的残響
を補償するために、選択された周波数帯域中の合計信号
周波数を十分なレベルとすることが、合計信号のさらな
るブーストによって確実となる。

制御回路30は、合計回路11および差回路13によって与
えられた合計および差信号と、利得制御増幅器22によっ
て与えられた処理された差信号とに応答する。

第４図に、第１図のステレオ増強システム300のステ
レオ音像増強システム100として使用され、広いステレ
オ音像および広い聴覚領域を達成するために、左右のス
テレオ信号の合計および差の固定された等化をそれぞれ
もたらすステレオ音像増強システム110の別の実施例の
ブロック図を示す。特に、亜音速フィルタ112,114から
の亜音速フィルタされた左右のステレオ信号ＬおよびＲ
は、差および合計信号（Ｌ−Ｒ）および（Ｌ＋Ｒ）をそ
れぞれ発生させる差回路111および合計回路113に供給さ
れる。固定型差信号イコライザ115、利得制御増幅器125
および残響フィルタ129は、他の差信号成分に対して、
ある差信号成分を選択的にブーストするために協同す
る。固定型合計信号イコライザ117および利得制御増幅
器127は、他の合計信号成分に対して、ある合計信号成
分を選択的にブーストするように協同する。効果的に、
合計および差信号は、予め定められた固定した方法で、
それぞれスペクトル的に形成され、また等化される。

特に、低い振幅の差信号成分が統計的により多く生じ
る周波数が、高い振幅の差信号成分が統計的により多く
生じる周波数に対してブーストされるように、差信号が
等化される。差信号成分が統計的に生じる周波数が他の
周波数に対してブーストされるように、合計信号が等化
される。

ステレオ音像増強システム110はさらに、第２図およ
び第３図の制御回路30と実質的に同じであって、実質的
に同じ機能をもたらすフィードバックおよび残響制御回
路40を具備する。特に、所定の録音内における場合と異
なる録音間における場合のステレオ量が変わるものに対
して、実質的に均一なステレオがもたらされるように制
御回路40は、利得制御増幅器125と協同する。

制御回路40はさらに、利得制御増幅器127および残響
フィルタ129と協同し、人工的残響の影響を補償する。
人工的残響の可能性が検出されると、利得制御増幅器12
7は合計信号をブーストし、残響フィルタ129は他の差信
号成分に対して人工的残響を統計的に含んでいる差信号
成分を減衰する。この方法で、人工的残響を含む差信号
成分は不当にブーストされることはない。合計信号に対
するブーストは、残響フィルタ129によって十分に減衰
されなかった人工的残響を補償する。

第６図に、第１図のステレオ増強システムの音の遠近
感訂正システム200として使用される音の遠近感訂正シ
ステム210のブロック図を示す。遠近感訂正システム210
は、第２図および第４図に関して説明されたように本発
明によるステレオ音像増強システムの出力によって与え
られた左右の信号に応答する。その代わりに、第１図の
ステレオ増強システム300に関して説明されたように、
左右の信号は適切なオーディオ前置増幅器によって与え
られてもよい。

音の遠近感訂正システム210は、合計および差信号
（Ｌ＋Ｒ）および（Ｌ−Ｒ）をそれぞれ与える合計回路
211と差回路213とを具備する。合計および差信号は、そ
れぞれ異なる等化特性を与える固定型合計信号イコライ
ザ215および固定型差信号イコライザ221によって等化さ
れる。

特に、固定型合計信号イコライザ215は１つの等化出
力を与え、固定型差信号イコライザ221は１つの等化出
力を与える。一対の２位置スイッチ217,223は、等化さ
れまたは等化されていない合計および差信号が、ミキサ
225に供給されるように制御する。ミキサ225に供給され
る信号の選択は、音の再生に使用される音響トランスデ
ューサのタイプ（例えばスピーカーまたはヘッドフォ
ン）および／または音響トランスデューサの位置（例え
ば前方または側方）によって決定される。ミキサ225は
合計および差信号を混合し、音の遠近感訂正システム21
0の出力である処理された左右の出力信号を供給する。
第１図のステレオ増強システム300に関して説明された
ように、音の遠近感システム210の出力は、前置増幅器
テープモニタループ入力または標準的パワー増幅器に供
給される。

II.ブロック図の説明 A.ダイナミック型ステレオ音像増強システム第２図に示される本発明のステレオ音像増強システム
10は、ステレオ音響再生システム（図示されない）によ
って供給された左右のステレオ信号ＬおよびＲに応答す
る左の入力信号亜音速フィルタ12と右の入力信号亜音速
フィルタ14とを具備する。例えば、左右のステレオ信号
ＬおよびＲは、前置増幅器テープモニタ出力によって与
えられる。亜音速フィルタ12,14は、亜音速フィルタさ
れた入力信号LinおよびRinを差回路11および合計回路13
に供給する。

亜音速フィルタ12,14はそれぞれ、30Hzの−3dB周波数
および24dB/オクターブのロールオフを有する高域通過
フィルタである。鋭いロールオフは、フォノカートリッ
ジが偶発的に落ちた場合にスピーカーへの損傷から守
る。フォノカートリッジが落ちることによる針の垂直変
位は、大きい振幅で低周波信号成分として現われ、本質
的にスピーカーに損傷を与える。鋭い亜音速フィルタロ
ールオフは、この様な低周波成分をカットオフして損傷
の可能性を減少させる。

差回路11は、亜音速フィルタされた左の信号Linから
右の亜音速フィルタされた信号Rinを減算して差信号
（Ｌ−Ｒ）を与え、一方合計回路13は、左右の亜音速フ
ィルタされた入力信号LinおよびRinを加算して合計信号
（Ｌ＋Ｒ）を与える。

差信号（Ｌ−Ｒ）は、多重帯域スペクトラムアナライ
ザ17に供給される。差信号（Ｌ−Ｒ）は、スペクトラム
アナライザ17によって供給された制御信号によって制御
される多重帯域ダイナミック型差信号イコライザ19にさ
らに供給される。合計信号（Ｌ＋Ｒ）は、スペクトラム
アナライザ17によって与えられた制御信号によって制御
される多重帯域ダイナミック型合計信号イコライザ21に
供給される。

多重帯域スペクトラムアナライザ17は、予め定められ
た周波数帯域に応答し、予め定められた周波数帯域に関
係した各制御信号を供給する。特に、この様な制御信号
は、それぞれ予め定められた周波数帯域内の差信号（Ｌ
−Ｒ）の各平均振幅に比例する。例えば、多重帯域スペ
クトラムアナライザ17は、予め定められた周波数帯域中
に中心を有し、6dB/オクターブのロールオフを有する１
オクターブ幅の複数の帯域通過フィルタを含む。帯域通
過フィルタの各出力は、整流され適切にバッファされて
制御信号を供給する。

ダイナミック型差信号イコライザ19も、予め定められ
た周波数範囲内の差信号を監視する。予め定められた周
波数範囲内の差信号の振幅レベルは、スペクトラムアナ
ライザ17により供給される制御信号に応答して、ダイナ
ミック型差信号イコライザによって減衰される。特に、
ダイナミック型差信号イコライザ19は、予め定められた
周波数範囲のそれぞれに対して、スペクトラムアナライ
ザ17によって供給された制御信号を受ける。差信号イコ
ライザ19は、それから各制御信号の直接関数にしたがっ
て、周波数範囲内の差信号成分を減衰させる。すなわ
に、所定の周波数範囲に対して、そのような周波数範囲
内の差信号の平均振幅が増加するにしたがって、減衰が
増加する。

ダイナミック型差信号イコライザ19の出力は、予め定
められた方法でダイナミックに等化された差信号の選択
された周波数を減衰する固定型差信号イコライザ18に供
給される。固定型差信号イコライザ18の適切な等化特性
は第5A図に示される。例えば、固定型差信号イコライザ
18は、以下の特性を有する低域通過フィルタおよび高域
通過フィルタを含む複数の並列フィルタ段を具備する。
低域通過フィルタは約200Hzの−3dB周波数、6dB/オクタ
ーブのロールオフ、および利得１を有する。高域通過フ
ィルタは約7KHzの−3dB周波数、6dB/オクターブのロー
ルオフ、および利得１を有する。

固定型差イコライザ18の固定型等化は、（ａ）耳の感
度が高い周波数（約1KHz乃至約4KHz）が、不適切にブー
ストされず、また（ｂ）リスナーの耳の間の距離にほぼ
等しい波長を有する差信号成分（前記“位相感度が増加
した差信号成分”）が不適切にブーストされないように
与えられる。その代わりに、この様な固定型等化はダイ
ナミック型等化の前に与えられてもよい。

固定型差信号イコライザ18によって与えられた差信号
は、利得制御増幅器22によって増幅され、処理された差
信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐを供給する。

ダイナミック型合計信号イコライザ21も、予め定めら
れた周波数範囲内の合計信号を監視する。予め定められ
た周波数範囲内の合計信号の振幅レベルは、スペクトラ
ムアナライザ17により供給される制御信号に応答して、
ダイナミック型合計信号イコライザによって増加（ブー
スト）される。特に、ダイナミック型合計信号イコライ
ザ21は、予め定められた周波数範囲のそれぞれに対し
て、スペクトラムアナライザ17によって供給された制御
信号を受ける。合計信号イコライザ21は、それから各制
御信号の直接関数にしたがって、周波数範囲内の合計信
号成分を増加させる。すなわち、所定の周波数範囲に対
して、そのような周波数範囲内の差信号の平均振幅が増
加するにしたがって、ブースト量が増加する。ダイナミ
ック型合計信号イコライザ21の出力は、処理された合計
信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐである。

スペクトラムアナライザ17、ダイナミック型信号イコ
ライザ19、およびダイナミック型合計信号イコライザ21
に対する予め定められた周波数帯域は、125Hz、250Hz、
500Hz、1KHz、2KHz、4KHz、および8KHzにそれぞれ中心
を有する１オクターブ幅の７つの帯域を含む。もっと多
数のまたはもっと少数の予め定められた周波数帯域を容
易に使用することができる。

ダイナミック型差信号イコライザ19は、各周波数帯域
に、スペクトラムアナライザ17によって供給された対応
する制御信号の最大レベルに対して12dBの最大減衰を与
える。ゼロレベルを有する制御信号に対しては減衰は与
えられない。同様に、ダイナミック型合計信号イコライ
ザ21は、各周波数帯域に、スペクトラムアナライザ17に
よって供給された対応する制御信号の最大レベルに対し
て6dBの最大ブーストを供給する。ゼロレベルを有する
制御信号に対してはブーストは与えられない。

スペクトラムアナライザ17によって供給された制御信
号は、０ボルト乃至８ボルトの範囲を有する。ダイナミ
ック型差信号イコライザ19によって与えられる減衰の対
応する範囲は0dB乃至−12dBであり、合計信号イコライ
ザ21よって与えられるブーストの対応する範囲は0dB乃
至6dBである。

特定の周波数帯域の所定の制御信号に対して、ダイナ
ミック型合計信号イコライザ21によって供給されるブー
スト値は、ダイナミック型差信号イコライザ19によって
与えられる減衰値の半分であることが容易に理解され
る。他の比も使用できるが、ダイナミック型合計信号イ
コライザ21によって与えられるブーストのレベルは、ダ
イナミック型差信号イコライザ19によって与えられる減
衰の対応するレベルより低いことが重要である。大多数
の録音が差信号より合計信号を多く含むために、この様
な減少したブーストは適切であるということが見出ださ
れた。最大減衰レベルに近付いた最大ブーストレベルに
より、処理された合計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐに不適切に高い
レベルを生じる。

前述のように、ダイナミック型差信号イコライザ19お
よびダイナミック型合計信号イコライザ21の選択された
周波数帯域は、さらに他の制御信号に応答する。スペク
トラムアナライザによって供給される制御信号に対する
この様なイコライザの応答に関する前述の記載は、この
様な他の制御信号がゼロレベルであるとして説明され
た。他の制御信号がゼロレベルでない場合まで拡張する
と、全減衰またはブーストは、個々の制御信号による個
々の減衰またはブーストの重ね合せである。言替えれ
ば、それぞれの制御信号が加えられる。

ダイナミック型差信号イコライザ19は、不適切なレベ
ルの減衰を阻止するために、12dBのような最大減衰を各
周波数帯域に与えるように構成されることが好ましいこ
とに注意されたい。同様に、ダイナミック型合計信号イ
コライザ21は、不適切に高いレベルのブーストを阻止す
るために6dBのような最大ブーストを周波数帯域に与え
るように構成されることが好ましい。

本発明のステレオ音像増強システム10は、さらにシス
テムの他の素子と協同するフィードバックおよび残響制
御回路30を具備し、与えられたステレオ音像増強の自動
調節および残響補償を与える。自動増強調節および望ま
しい残響補償を行なう録音の特性は以下でさらに説明す
る。

制御回路30（以下第３図に関して詳細に説明される）
は、差回路11によって供給される差信号（Ｌ−Ｒ）およ
び合計回路13によって供給される合計回路（Ｌ＋Ｒ）に
応答する。制御回路30は、固定型差信号イコライザ18に
よって供給された差信号に適用される利得を変化させる
利得制御増幅器22を制御する利得制御信号CTRLを供給す
る。制御回路30は利得制御増幅器22によって供給される
処理された差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐにさらに応答し、それに
よって処理された差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐを制御する閉ルー
プシステムを与える。

制御回路30は利得制御増幅器22の利得を制御し、
（１）合計回路13によって供給された合計信号（Ｌ＋
Ｒ）と、（２）利得制御増幅器22の処理された差信号
（Ｌ−Ｒ）_Ｐ出力との一定の比を維持する。例えば、利
得制御増幅器22は適切な電圧制御増幅器である。

制御回路30はさらに、500Hz、1KHz、および2KHzに中
心を有する周波数帯域（以下では“残響帯域”と呼ぶ）
に与えられる等化の量を制御する差信号イコライザ19お
よび合計信号イコライザ21に、残響制御信号RCTRLを供
給する。残響帯域の差信号周波数にほとんど常に存在す
る人工的残響の存在は、合計信号と差信号との予測でき
る比より大きい比によって示される。それは、比が大き
いことが、人工的残響の可能性を示すセンターステージ
のソリスト（ボーカリストまたは演奏者）の存在を示す
ためである。それ故、制御回路30は、合計信号（Ｌ＋
Ｒ）と差信号（Ｌ−Ｒ）との比を監視する。人工的残響
の可能性のある存在が検出される（例えば、差信号に対
する合計信号の比が予め定められた値より大きい）と、
残響制御信号RCTRLは、さらに差信号イコライザ19およ
び合計信号イコライザ21の残響帯域の制御を行なう。

差信号イコライザ19に関して、残響制御信号RCTRLは
さらに、スペクトラムアナライザ17によって供給された
制御信号によって生じた減衰に加えて、前述した特定の
残響帯域の減衰を生じる。合計イコライザ21に関して、
残響制御信号RCTRLはさらに、スペクトラムアナライザ1
7によって供給された制御信号によって生じたブースト
に加えて、前述した特定の残響帯域のブーストを生じ
る。

残響帯域内の差信号成分のさらなる減衰は、処理され
た差信号が次に増幅される時に、ソリストを伴う人工的
残響が不適切にブーストされることを阻止する。残響帯
域内の合計信号成分のさらなるブーストは、残響帯域の
合計信号成分が、ダイナミック型差信号イコライザ19に
よって十分に減衰されない人工的残響を補償するのに十
分なレベルであることを保証する。

ダイナミック型差信号イコライザ19は、スペクトラム
アナライザ17からの対応する制御信号が存在しないとき
に、残響制御信号RCTRLの最大レベルに対して12dBの最
大減衰を前述した特定の残響帯域に与える。残響制御信
号RCTRLとスペクトラムアナライザ17からの対応する制
御信号の両方に応答して供給された全減衰は、個々の制
御信号に応答する各減衰の重ね合せである。しかしなが
ら、前述のように、ダイナミック型差信号イコライザ19
は、制御信号のレベルとは無関係に、12dBのような予め
定められた最大減衰を供給するように構成されることが
望ましい。

ダイナミック型合計信号イコライザ21は、スペクラム
アナライザ17からの対応する制御信号が存在しないと
き、残響制御信号RCTRLの最大レベルに対して6dBの最大
ブーストを特定の残響帯域に与える。残響制御信号RCTR
Lおよびスペクトラムアナライザ17からの対応する制御
信号の両方に応答して供給された全ブーストは、個々の
制御信号に応答する各ブーストの重ね合せである。しか
しながら、前述のように、ダイナミック型合計信号イコ
ライザ21は、制御信号のレベルとは無関係に、6dBのよ
うな予め定められた最大ブーストを与えるように構成さ
れることが好ましい。

その代わりに、処理された合計信号に対する残響補償
は、ダイナミック型合計信号イコライザ21によって供給
される等化された合計信号に適用される利得を変化させ
る利得制御増幅器（図示されない）を使用することによ
って達成される。この様な利得制御増幅器は、残響制御
信号RCTRLの関数として、処理された合計信号を増幅す
る。処理された合計信号を増幅する利得制御増幅器を人
工的残響の影響を補償するために使用する場合、残響制
御信号RCTRLはダイナミック型合計信号イコライザ21に
供給されない。

利得制御増幅器22の出力は、接地に結合されている固
定端子を有するポテンショメータ23の他方の固定端子に
結合される。ポテンショメータ23のワイパーは接触子
は、利得制御増幅器22およびポテンショメータ23によっ
て制御されるレベルを有する処理された差信号（Ｌ−
Ｒ）_Ｐを受信するミキサ25に結合される。

前述のように、制御回路30および利得制御増幅器22
は、合計回路13によって与えられる合計信号（Ｌ−Ｒ）
と利得制御増幅器22によって与えられる処理された差信
号（Ｌ−Ｒ）_Ｐとの比を制御する。前述のように、この
比は制御回路30内の回路によって制御される。ポテンシ
ョメータ23はさらに、与えられたステレオ増強の量を制
御する。

ダイナミック型合計信号イコライザ21の出力は、接地
に結合されている固定型端子を有するポテンショメータ
27の他方の固定端子に結合される。ポテンショメータ27
のワイパー接触子は、ポテンショメータ27によって制御
されたレベルを有する処理された合計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐ
を受信するミキサ25に結合される。ポテンショメータ27
はセンタステージにおける音像のレベルを制御する。

左右の亜音速フィルタされた入力信号LinおよびRin
は、入力としてミキサ25に供給される。ミキサ25は、処
理された合計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐおよび処理された差信号
（Ｌ−Ｒ）_Ｐを、左右の入力信号LinおよびRinに結合
し、左右の出力信号LoutおよびRoutを与える。特に、左
右の出力信号LoutおよびRoutは次の式に従ってミキサ25
によって与えられる。

Lout＝Lin＋K₁（Ｌ＋Ｒ）_Ｐ＋K₂（Ｌ−Ｒ）_Ｐ（式１） Rout＝Rin＋K₁（Ｌ＋Ｒ）_Ｐ−K₂（Ｌ−Ｒ）_Ｐ（式２） K₁の値はポテンショメータ27によって制御され、K₂の
値はポテンショメータ23によって制御される。

差信号（Ｌ−Ｒ）を処理する全体的効果は、低い振幅
の差信号が高い振幅の差信号成分に対してブーストされ
ることである。つまり、後に増幅がされる差信号の選択
的な減衰は、差信号の高い振幅の成分はその元のレベル
とほぼ同じであり、差信号の低い振幅の信号成分は元の
レベルより大きいレベルを有している処理された差信号
をもたらす。

合計信号（Ｌ＋Ｒ）の処理は、差信号成分の選択的な
ブーストによって圧倒されないように、合計信号のレベ
ルを上昇させることである。

ポテンショメータ23,27は、使用者がミキサ25によっ
て混合される処理された合計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐおよび処
理された差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐの各レベルを制御できるよ
うな使用者用の制御素子である。例えば、ポテンショメ
ータ23,27は処理された差信号を最小にし、処理された
合計信号を最大にするように調整される。この様な調節
によって、リスナーは録音が再生されている時に存在す
る中央ステージのソリストをまず聞く。

左右の出力信号LoutおよびRoutを、第１図のステレオ
増強システム300の音の遠近感訂正ステム200に供給す
る。その代わりに、第１図のステレオ増強システム300
に関して説明されたように、音の遠近感訂正システム20
0は使用せず、左右の出力信号LoutおよびRoutは例え
ば、左右のステレオ信号ＬおよびＲを供給した前置増幅
器テープモニタループのテープモニタ入力に適切に供給
される。

B.フィードバックおよび残響制御回路第３図には、合計信号（Ｌ＋Ｒ）に応答し、出力を反
転ピーク検出器31に供給する帯域通過フィルタ32を具備
するフィードバックおよび残響制御回路30のブロック図
が示される。反転ピーク検出器31の出力は、反転合計信
号の包絡線波形Esである。帯域通過フィルタ32は、200H
z乃至5KHzの間に位置した4.8KHzの−3dB帯域幅と、6dB/
オクターブのロールオフを有することが好ましい。帯域
通過フィルタ32は、録音に存在するクリックおよびポッ
プの効果をフィルタし、さらに、制御回路30によって供
給される制御信号に望ましくない影響を与える高エネル
ギー低周波成分をフィルタする。反転ピーク検出回路31
の時定数は、１ミリ秒のオーダーの立上り時間および30
秒のオーダー立下がり時間を与える。

フィードバックおよび残響制御回路30はさらに、差信
号（Ｌ−Ｒ）に応答し、出力を非反転ピーク検出器33に
供給する帯域通過フィルタ34を具備する。非反転ピーク
検出器33の出力は、非反転差信号の包絡線波形Edであ
る。帯域通過フィルタ34は、帯域通過フィルタ32と同じ
特性を有し、200Hz乃至5KHzの間に位置した4.8KHzの−3
dB帯域と、6dB/オクターブのロールオフを有する。非反
転ピーク検出回路33の時定数は、１ミル秒のオーダーの
立上り時間と30秒のオーダーの立下がり時間を与える。

フィードバックおよび残響制御回路30は、処理された
差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐに応答し、出力を非反転ピーク検出
器35に供給する別の帯域通過フィルタ36を具備する。非
反転ピーク検出器35の出力は、非反転処理差信号の包絡
線波形Edpである。帯域通過フィルタ36は、帯域通過フ
ィルタ32,34と同じ特性を有し、200Hz乃至5KHz位置した
4.8KHzの−3dB通過帯域と、6dB/オクターブのロールオ
フを有する。非反転ピークピーク検出器35の時定数は、
１ミリ秒のオーダーの立上がり時間および30秒のオーダ
ーの立下がり時間を与える。

反転ピーク検出器31および非反転ピーク検出器33の出
力は、ポテンショメータ37の固定端子にそれぞれ結合さ
れる。前述のように、ポテンショメータ37のワイパー接
触子で使用可能な信号は、残響制御信号RCTRLを供給す
る平均化回路60に結合される。

反転ピーク検出器31の出力は、さらに、接地に結合さ
れた固定端子を有するポテンショメータ39の他方の固定
端子に結合される。ポテンショメータ39のワイパー接触
子で与えられた反転合計信号の包絡線波形Esは、合計抵
抗器41を介して積分器50の合計結合点43に結合される。
非反転ピーク検出器35によって与えられた非反転処理差
信号の包絡線波形Edpは、合計抵抗器45を介して合計接
合点43に結合される。

積分器50は、合計結合点43に接続された反転入力およ
び接地に接続された非反転入力を有する演算増幅器47を
さらに具備する。積分用キャパシタ49は、演算増幅器47
の出力と合計結合点43との間に接続される。ツェナーク
ランプダイオード51は、演算増幅器の出力と合計結合43
との間に結合され、演算増幅器47によって与えられた制
御信号CTRLの最大レベルを制限する。

さらに、積分器50は、演算増幅器47の出力と合計結合
点43との間に直列に結合されたツェナーダイオード53お
よびスイッチ55を具備する。ツェナーダイオード53は、
ツェナークランプダイオード51によって制御される演算
増幅器47の出力スイングのほぼ中央に位置する値を有す
る。スイッチ55は、ピーク検出器33によって与えられた
差信号の包絡線波形Edに応答する差信号検出器57によっ
て制御される。特に、差信号検出器57は、スイッチ55を
制御して、存在する差信号の包絡線波形Edがほとんどま
たはまったくない場合に、積分器の出力CTRLのレベルを
閉じクランプする。例えば、差信号検出器57は、ゼロに
近い適切な閾値基準を有する電圧比較器（または電圧比
較器としてバイアスされた演算増幅器）であり得る。

ツェナーダイオード53およびスイッチ55を具備する切
換えクランプ回路は、左右の入力信号LinおよびRinがス
テレオ情報をほとんどまたはまったく含まない場合に、
利得制御増幅器22によって与えられた利得の実質的増加
を阻止する。この様なスイッチされたクランプ回路がな
くても、ステレオ情報をほとんどまたはまったく含まな
い左右のに入力信号は、存在する処理差信号がほとんど
またはまったくないため、積分器出力CTRLは最大レベル
に達する。制御信号CTRLのこの様な最大レベルは、利得
制御増幅器22が最大利得を与えられるようにする。入力
信号LinおよびRinが引き続いてステレオ情報を含む場合
に、処理された差信号はオーディオ装置およびリスナー
の快適さを損うほどに大幅に増幅される。

切換えクランプ回路50の別の装置（図示されない）
は、ツェナーダイオード53およびスイッチ55を具備する
増幅器47の１フィードバック路を完全に削除する。この
様な代わりの装置では、スイッチ55は合計結合点43とキ
ャパシタ49、ダイオード51の増幅器47に対する反転入力
への接続との間に接続される。スイッチは、この場合に
は差信号検出器57が差信号の損失を検出するとスイッチ
を開くように接続されている差信号検出器57の出力によ
り動作される。つまり、この様な代わりの装置では差信
号の損失によって、積分用キャパシタ49の電荷は凍結さ
れたままであり、キャパシタはずっと増幅器に接続され
続けるため、スイッチが開いたときに存在するレベルの
ままであり続ける。それ故、増幅器47の出力からの制御
信号は差信号の損失によって増加しない。

積分器50の出力は利得制御信号CTRLであり、（ａ）合
計結合点43に供給された反転合計信号の包絡線波形Es
と、（ｂ）合計結合点43に供給された引反転処理差信号
の包絡線波形Edpとの合計を示す。積分器50の合計抵抗
器41,45に供給された合計および処理差信号の包絡線波
形Es、Edpの合計がゼロに近付くように、利得制御増幅
器22（第２図）によって差信号（Ｌ−Ｒ）に与えられる
利得を変化させるために、利得制御信号CTRLが使用され
る。つまり、合計結合点43に供給された非反転処理差信
号の包絡線波形Edpは、合計結合点43に供給される反転
合計信号の包絡線波形Esを反転して追跡すなわち追随す
る傾向がある。言替えれば、処理された差信号（Ｌ−
Ｒ）_Ｐは、非反転処理差信号の包絡線波形Edpが、ポテ
ンショメータ39のワイパー接触子で供給された反転合計
信号の包絡線波形Esに等しくかつその逆になるように、
制御信号CTRLによって調節される。

第２図の制御回路30および利得制御増幅器22は、本質
的に合計回路13によって供給される合計信号（Ｌ＋Ｒ）
と利得制御増幅器22によって供給される処理された差信
号（Ｌ−Ｒ）_Ｐとの予め定められた比を維持するように
協同する。その予め定められた比は、ポテンショメータ
39（第３図）によって設定される。

前述のように、平均化回路60は、ポテンショメータ37
のワイパー接触子の信号に応答する。ポテンショメータ
37のワイパー接触子の信号は、反転合計信号の包絡線波
形Esと非反転差信号の包絡線波形Edとの合計であり、各
包絡線波形による包絡線波形の合計に寄与する量は、ワ
イパー接触子の位置によって決定される。合計信号の包
絡線波形は反転され、差信号は反転されないため、包絡
線波形の合計は、ワイパー接触子における合計および差
の包絡線波形が等しく、しかも逆である場合にゼロに近
付く。

平均化回路60は、演算増幅器59、および演算増幅器59
の反転入力とポテンショメータ37のワイパー接触子との
間に結合された入力抵抗器61を具備する。演算増幅器59
の非反転入力は接地に接続され、演算増幅器59の出力は
残響制御信号RCTRLである。キャパシタ63と抵抗器65は
演算増幅器59の出力とその反転入力との間に並列に結合
される。実効的に、平均化回路60は積分用キャパシタを
横切って結合された抵抗器を有する積分器である。

ポテンショメータ37のワイパー接触子の包絡線波形信
号の合計がゼロに近い限り、平均化回路60によって供給
される残響制御信号はゼロに近い。ワイパー接触子にお
ける包絡線波形信号の合計に対する合計信号の包絡線波
形の寄与が優勢になると、残響制御信号RCTRLのレベル
は上昇する。ポテンショメータ37の設定によって決定さ
れるように、合計信号の寄与の優勢は、差信号の人工的
残響の可能性を示す中央ステージのソリストの可能性の
ある存在を示す。

本質的に、ポテンショメータ37および平均化回路60
は、（ａ）反転合計信号の包絡線波形Esと、（ｂ）非反
転差信号の包絡線波形Edとの比が予め定められた値を越
える場合に残響制御信号RCTRLを供給するように協同す
る。その予め定められた値は、ポテンショメータ37の設
定によって決定される。残響制御信号RCTRLは、その予
め定められた比が越える量を示す。

平均化回路60の出力から供給される残響制御信号RCTR
Lは、ダイナミック型差信号イコライザ19とダイナミッ
ク型合計信号イコライザ21の残響帯域（第２図に関して
説明され、500Hz、1KHz、および2KHzに中心を有する）
に制御を与えるために使用される。特に、残響制御信号
RCTRLは、ダイナミック型差信号イコライザ19が残響帯
域にさらに減衰を与え、ダイナミック型合計信号イコラ
イザ21が残響帯域にさらにブーストを与えるようにす
る。前述のように、処理された合計信号の残響補償は、
残響制御信号RCTRLによる制御に従う利得制御増幅器
（図示されない）によって、ダイナミック型合計信号イ
コライザ21の出力を選択的に増幅することにより、選択
的に達成される。この様な装置は第10図に示され以下で
説明される。

人工的残響は、前述した残響帯域の差信号成分に一般
的に現われるために、残響制御信号RCTRLによってもた
らされるさらなる減衰は、存在する人工的残響に与えら
れるブーストを減少させる。残響帯域の合計信号成分に
対するさらなるブーストは、ダイナミック型差信号イコ
ライザ19によって十分に減衰されなかった人工的残響を
補償する。

ポテンショメータ37は、ワイパー接触子における包絡
線波形信号の合計が、ソリストを含まない入力ステレオ
信号の差信号に向かってゼロでまたは微かにバイアスさ
れるように調節される。

平均化回路60に対する入力は、かわりに、各帯域通過
フィルタが残響の存在の可能性を検出するのにさらに適
する帯域幅を有している、他の帯域通過フィルタおよび
ピーク検出回路によって供給されることもできることに
留意すべきである。

前記ステレオ音像増強システム10では、自動増強調節
および残響補償は以下のような理由で与えられた。

録音中に存在するステレオ情報の量は、録音によって
かなり変化することが測定された。例えば、１録音はモ
ノラルに近付き、別の録音は、音源が一方の側方から他
方の側方に移動するような“ピンポン”ステレオを有す
る。ステレオ情報の録音の都度の変化および単一録音内
のこのような変化の結果、増強の量の連続調節が必要で
あり、この様な調節は、制御回路30および利得制御増幅
器22によって自動的にまた連続的に行われる。

録音は例えば中央ステージで特徴付けられたソリスト
に対する人工的音響的または電子的残響を含むことが測
定された。この様な人工的残響は、一般に差信号（Ｌ−
Ｒ）に現われる。特に女性および男性ボーカリストに関
しては、人工的残響の最初のエネルギーが250Hz乃至250
0Hzの範囲にあることが様々な録音の分析によって明ら
かにされた。この様な人工的残響は、１以上のボーカル
ホルーマント、恐らく第１および／または第２のボーカ
ルフォーマントの作用である。“The Acoustics of the
Singin Voice",J.Sundberg,1977年,The Physics of Mu
sic,Scientific American,W.H.Freeman ＆ Companyを参
照。

処理された差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐが、より大きいステレ
オ増強に対して増加されると、存在する人工的残響も増
加し、ある環境下では処理された合計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐ
を圧倒することもある。人工的残響の存在は、差信号イ
コライザ19および合計信号イコライザ21の選択された残
響帯域と協同して、制御回路30によって補償される。

前記ステレオ音像増強システム10では、合計信号イコ
ライザ21および差信号イコライザ19は、ペクトラムアナ
ライザ17によってダイナミックに制御され、その意味で
システムはダイナミック型ステレオ音像増強システム10
と呼ばれる。その代わりに、簡潔化された非ダイナミッ
ク型等化または固定型等化ステレオ音像増強システム
は、スペクトラムアナライザ17を含まず、合計および差
信号の固定的な等化を行なう。

C.固定型ステレオ音像増強システム第４図には、ステレオ音再生システム（図示されな
い）によって与えられた左右のステレオ信号ＬおよびＲ
に応答する左の入力信号亜音速フィルタ112および右の
入力信号亜音速フィルタ114を含む統計的すなわち固定
型ステレオ音像増強システム110のブロック図が示され
ている。例えば、第１図のステレオ増強システム300に
関して説明したように、左右のステレオ信号ＬおよびＲ
は、前置増幅器テープモニタループ出力によって供給さ
れる。亜音速フィルタ112,114は亜音速フィルタされた
入力信号LinおよびRinを合計回路113および差信号111に
供給する。

第２図のダイナミック型ステレオ音像増強システムに
関して説明したように、亜音速フィルタ112,114は、フ
ォノカートリッジが落ちることによる損傷から保護する
ものである。

差回路111は、左の信号Linから右の信号Rinを減算し
た差信号（Ｌ−Ｒ）を与え、合計回路113は、亜音速フ
ィルタされた左右の入力信号LinおよびRinを加算して合
計信号（Ｌ＋Ｒ）を与える。

差回路111によって供給される差信号（Ｌ−Ｒ）は、
周波数の関数として差信号を選択的に減衰する固定型差
信号イコライザ115に供給される。固定型信号イコライ
ザ115は実質的に、第２図のダイナミック型ステレオ音
像増強システム10の固定型差信号イコライザ18と同じで
あり、適切な等化特性は第5A図に示される。例えば、固
定型差信号イコライザ115は、次のような特性を有する
低域通過フィルタおよび高域通過フィルタを含む並列な
複数のフィルタ段を含む。低域通過フィルタは約200Hz
の−3dB周波数、6dB/オクターブのロールオフ、および
利得１を有する。高域通過フィルタは約7KHzの−3dB周
波数、6dB/オクターブのロールオフ、および利得1/2を
有する。

前述のように、固定型差イコライザ115の等化された
差信号出力の増幅は、利得制御増幅器125によって与え
られる。この様な増幅は、固定型差信号イコライザ115
によっても少なくとも部分的に与えられる。利得制御増
幅器125の出力は、処理差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐをその出力
として供給する残響フィルタ129に結合される。

第5A図に関して、人間の耳は約1KHz乃至約4KHzに対し
て非常に感じやすく、またこの様な周波数範囲は、リス
ナーの耳の間の距離とほぼ同じ波長を有する差信号成分
（“位相感度が増加した周波数”）であるために、差信
号はこの様な約1KHz乃至約4KHzの範囲で特に減衰される
ことに注意されたい。前述のように、また従来技術に関
して説明されたように、この様な周波数範囲の高い振幅
の差信号は耳ざわり感を生じ、またリスナーをスピーカ
ーから等距離の位置に限定する。この様な周波数を減衰
することによって、耳ざわり感および位置の制限は実質
的に減少する。

合計回路113によって与えられる合計信号（Ｌ＋Ｒ）
は、固定型合計信号イコライザ117に結合される。固定
型合計信号イコライザ117の適切な等化特性は第5B図に
示される。例えば、固定型合計信号イコライザ117は、2
00Hzおよび7KHzの−3dB周波数を有し、6dB/オクターブ
でロールオフする帯域通過フィルタを具備する。帯域通
過フィルタの200Hz乃至7Hzの帯域幅は、第２図のダイナ
ミック型ステレオ音像増強システム10のダイナミック型
合計信号イコライザ21の動作範囲とほぼ同じである。

固定型合計信号イコライザ117の等化特性は、6dB/オ
クターブで200Hz以下でロールオフして、強調された低
音を阻止することに注意されたい。さらに、その範囲に
は差信号はほとんどなく、その範囲の処理された合計信
号はあまりブーストされない。

前述のように、処理された合計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐの増
幅は、人工的残響補償を与える利得制御増幅器127によ
って行われる。この様な増幅は、固定型合計信号イコラ
イザ117によっても少なくとも部分的に行われる。

固定型イコライザ115、117の等化特性および処理され
た合計および差信号と関係した利得は、多種の録音に対
する第２図のダイナミック型増強システムの平均的動作
とほぼ同じである。特に、いくつかの周波数範囲は、典
型的にまたは統計的に、差信号の主として低い振幅成分
を含む。他の周波数範囲は、典型的に差信号の主として
高い振幅成分を含む。したがって、差信号の低い振幅成
分は高い振幅成分に対して増加される。差信号のうるさ
い、すなわち高い振幅の成分は、典型的に周波数のミッ
ドレンジにあり、静かな、すなわち低い振幅の成分は、
ミッドレンジ周波数のいずれか一方の側にある。特に、
ミッドレンジの差信号成分は、ミッドレンジのいずれか
一方の側の差信号成分より大きく減衰される。次いでミ
ッドレンジのいずれか一方の側の差信号成分がミッドレ
ンジの差信号成分に対してブーストされるように、等化
された信号がブーストされる。

増強システム110はさらに、第３図のフィードバック
および残響制御回路30と実質的に同じであるフィードバ
ックおよび残響制御回路40を具備する。制御回路40は、
ステレオ増強および残響補償の自動調節を与えるために
システムの他の素子と協同する。

制御回路40は、差回路111によって与えられる差信号
（Ｌ−Ｒ）および合計回路113によって与えられる合計
信号（Ｌ＋Ｒ）に応答する。制御回路40は固定型差信号
イコライザ115によって与えられる等化された差信号に
適用される利得を変化させる利得制御増幅器125を制御
する利得制御信号CTRLを供給する。制御回路40は、さら
に利得制御増幅器125によって与えられる増幅された差
信号に応答する。特に、利得制御増幅器125の出力は、
第３図の制御回路30の帯域通過フィルタ36に与えられ
る。

制御回路40は、合計回路113によって供給される合計
信号（Ｌ＋Ｒ）と利得制御増幅器125によって供給され
る差信号との一定の比を維持するように、利得制御増幅
器125を制御する。

制御回路40はさらに、残響制御信号RCTRLを残響補償
を与える利得制御増幅器127に供給する。例えば、利得
制御増幅器127は適当な電圧制御増幅器である。

残響フィルタ129は、それぞれ500Hzおよび1.5Hzに中
心を有し、十分な帯域幅を与えるように十分に低いＱを
有する２つの１オクターブ幅のフィルタを含む可変リジ
ェクションフィルタである。残響フィルタ129の各フィ
ルタは、第２図のダイナミック型ステレオ音像増強シス
テム10のダイナミック型差信号イコライザ19の等化帯域
の一つと同じであり、残響制御信号RCTRLの最大レベル
に対して12dBの最大減衰を与える。別の残響フィルタが
第11図に示され、以下で説明される。

例えば、利得制御増幅器125は、適当な電圧制御増幅
器でもある。利得制御増幅器127の処理された合計信号
（Ｌ＋Ｒ）_Ｐの出力は、接地に結合されている固定端子
を有するポテンショメータ123の他方の固定端子に供給
される。ポテンショメータ123のワイパー接触子は、ポ
テンショメータ123によって制御されたレベルを有する
処理された合計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐを受信するミキサ121
に結合される。

残響フィルタ129の処理された差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐ出
力は、接地に結合されている固定端子を有するポテンシ
ョメータ119の他方の固定端子に結合される。ポテンシ
ョメータ119のワイパー接触子は、ポテンショメータ119
によって制御されたレベルを有する処理された差信号
（Ｌ−Ｒ）_Ｐを受信するミキサ121に結合される。

利得制御増幅器127および残響フィルタ129は、利得制
御増幅器127によって供給される処理された合計信号
（Ｌ＋Ｒ）_Ｐ増加が、残響フィルタ129によって供給さ
れる処理された差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐの減少よりも小さい
ように、残響制御信号RCTRLによって制御されることが
好ましい。残響フィルタ129によって十分に減衰されな
かった人工的残響に対して補償をするために、十分なレ
ベルの処理された合計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐに対して、利得
制御増幅127によって供給される処理された合計信号
（Ｌ＋Ｒ）_Ｐのレベルの増加がなされる。

左右の亜音速フィルタされた入力信号LinおよびRin
は、別の入力としてミキサ121に供給される。ミキサ121
は、処理された差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐおよび処理された合
計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐを、左右の入力信号LinおよびRinに
結合し、左右の出力信号LoutおよびRoutを出力する。ミ
キサ121は、第１図のダイナミック型ステレオ増強シス
テム10のミキサ25と同じであり、次の式によって左右の
出力信号Lout、Routを与える。

Lout＝Lin＋K₁（Ｌ＋Ｒ）_Ｐ＋K₂（Ｌ−Ｒ）_Ｐ（式３） Rout＝Rin＋K₁（Ｌ＋Ｒ）_Ｐ−K₂（Ｌ−Ｒ）_Ｐ（式４） K₁の値はポテンショメータ123によって制御され、K₂
の値はポテンショメータ119によって制御される。

ポテンショメータ119、123は、ミキサ121によって混
合される処理された差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐと処理された合
計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｐのレベルを使用者が制御できるよう
な使用者用の制御素子である。例えば、ポテンショメー
タ119、123は処理された差信号を最小にし、処理された
合計信号を最大にするように調節される。この様な調節
によって、リスナーは録音が行われているときに中央ス
テージのソリストの存在をまず聞く。

左右の出力信号LoutおよびRoutは、第１図のステレオ
増強システム300の音の遠近感訂正システム200に供給さ
れる。その代わりに、第１図で説明されたように、音の
遠近感訂正システム200は使用されずに、左右の出力信
号LoutおよびRoutは、例えば、左右のステレオ信号Ｌお
よびＲを供給する前置増幅器のテープ監視ループの入力
に適切に供給される。

D.遠近感訂正システム第６図の音の遠近感訂正システム210は、（ａ）はリ
スナーの前方に位置したスピーカー（“前方配置スピー
カー）、（ｂ）ヘッドフォン、および（ｃ）自動車のド
アのようなリスナーの側方に位置したスピーカー（“側
方配置スピーカー”）に遠近感訂正を与える。ここで使
用されたように、ヘッドフォンは飛行機のヘッドセット
をしばしば特徴とする全てのヘッドフォンを意味する。
一般に、ヘッドフォンには、（ａ）イヤーカップが耳た
ぶと全体的な外側を取囲む密閉型、（ｂ）耳の外側表面
上にイヤーカップを配置した平型、および（ｃ）イヤー
カップが入口内で耳管にフィットする内耳型のようなタ
イプがある。

特に第６図に、前述のように本発明のステレオ音像増
強システムまたはステレオ音再生システム（図示されな
い）によって供給される左右の入力LinおよびRin信号に
応答する合計回路211および差回路213を含む音の遠近感
訂正システム210を示す。例えば、第１図のステレオ増
強システム300に関して前述したように、左右の入力信
号LinおよびRinは、この様なステレオシステムの前置増
幅器テープ監視ループ出力によって供給される。

合計回路211は左右の入力信号LinおよびRinを加算
し、合計信号（Ｌ＋Ｒ）を与え、差回路213は左信号Lin
から右信号Rinを引き差信号（Ｌ−Ｒ）を与える。

合計信号（Ｌ＋Ｒ）は、２位置スイッチ217のスイッ
チ可能な端子２に結合される等化出力を与える固定型合
計信号イコライザ215の入力に供給される。２位置スイ
ッチ217のスイッチ可能な端子１は、合計回路211の出力
に結合される。スイッチ217のスイッチされた端子は、
スイッチされた合計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｓを与える。

差信号（Ｌ−Ｒ）は、２位置スイッチ223のスイッチ
可能な端子１に結合される等化出力を与える固定型差信
号イコライザ221の入力に供給される。スイッチ223は、
同じ対応する位置にあるようにスイッチ217と連動され
る。スイッチ223のスイッチ可能な端子２は、差回路213
の出力に結合される。スイッチ223のスイッチされる端
子は、スイッチされた差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｓを供給する。
連動する２位置スイッチ217、223は使用者によって制御
され、（ａ）前方スピーカーを使用する。または（ｂ）
ヘッドフォンまたは側方配置スピーカーを使用するいず
れかの機能として設定される。位置１では、固定型合計
信号イコライザ215は迂回され、位置２では、固定型差
信号イコライザ221が迂回されることは明らかである。

スイッチ217のスイッチされる端子は、入力としてミ
キサ225に接続され、スイッチ223のスイッチされる端子
も入力としてミキサ225に接続される。ミキサ225はスイ
ッチされた合計信号（Ｌ＋Ｒ）_Ｓおよびスイッチされた
差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｓを結合し、左右の出力信号Loutおよ
びRoutを与える。特に、左右の出力信号LoutおよびRout
は、次の式によってミキサ225によって供給される。

Lout＝（Ｌ＋Ｒ）_Ｓ＋（Ｌ−Ｒ）_Ｓ（式５） Rout＝（Ｌ＋Ｒ）_Ｓ−（Ｌ−Ｒ）_Ｓ（式６）スイッチ217、223の位置１は、前方配置スピーカーと
共に使用する合計および差信号に対応する。スイッチ21
7、223の位置２は、ヘッドフォンまたは自動車の中にお
けるような側方位置スピーカーと共に使用するための合
計および差信号に対応する。

前述のように、差信号は、前方配置スピーカーを使用
する場合に等化され、合計信号は、ヘッドフォンまたは
側方配置スピーカーを使用する場合に等化されることは
明白である。

固定型合計信号イコライザ215および固定型差信号イ
コライザ221は、それぞれ約1/3オクターブ幅である複数
の等化帯域を有する。次の表ＩおよびIIは、この様な等
化帯域の各中心周波数と与えられた等化の量を示す。

表Ｉは，スイッチ223のスイッチ可能な端子１に接続
された出力に対して固定型差信号イコライザ221によっ
て与えられた等化を示す。前述のように、固定型合計信
号イコライザ215は、スイッチ217、223が位置１（前方
スピーカー）にあるときに迂回される。

表Ｉ中心周波数差信号イコライザ 500 Hz ＋5.0dB 1KHz ＋7.5dB 8KHz ＋15.0dB 表IIは、スイッチ217のスイッチ可能な端子２に接続
された出力に対して固定型合計信号イコライザ215によ
って与えらた等化を示す。前述のように、固定型差信号
イコライザ221は、スイッチ217、233が位置２（ヘッド
フォンまたは側方スピーカー）にある時に迂回される。

表II 中心周波数合計信号イコライザ 500 Hz −5.0dB 1KHz −7.5dB 8KHz −15.0dB 表Ｉに示される値は代表的値のみであり、スピーカー
の位置およびスピーカーの特性を含む要因に基づいて修
正され得る。同時に、表IIに示される値も代表的値のみ
であり、側方配置スピーカーではスピーカー位置および
スピーカー特性を含む要因に基づいて修正され得る。ヘ
ッドフォンでは、表IIの値もヘッドフォンのタイプおよ
び特定のヘッドフォン特性を含む要因に基づいて修正さ
れる。

ヘッドフォンに対する等化は、側方配置スピーカーに
対する等化とは異なることに注意されたい。側方配置ス
ピーカーでは、音はほとんど干渉されずに耳に達する。
しかしながら、ヘッドフォンではヘッドフォンと耳の結
合構造は、鼓膜に達する音のスペクトルに影響する。さ
らに、外耳（耳管に続く部分）と耳管の部分はヘッドフ
ォン構造によって塞がれ、さらに鼓膜に達する音のスペ
クトルに影響する。飛行機の娯楽用ヘッドセットの音の
再生の効果については、文献（“Some Factors Affecti
ng the Performance of Airline Enterinment Headset
s"、S.Gilman、J.Audio Eng.Soc.、第31巻、No.12、198
3年12月、914−920頁）で説明される。

音の遠近感制御システム210によって与えられる等化
は、第7A図乃至第7D図に関して理解されるであろう。第
7A図は、ゼロ度方角または前方直線上から出る音（ここ
では“前方応答”と呼ばれる）に対する人間の耳の統計
的平均周波数応答を表わす。第7B図は、前方直線上に関
して90度の方向から出た音（ここでは“側方応答”と呼
ぶ）に対する人間の耳の統計的平均周波数応答を表わ
す。

第7C図は、側方応答に対する前方応答、つまり第7A図
（前方）の応答マイナス第7B図（側方）の応答である。
側方配置スピーカーまたはヘッドフォンでは、側方から
出る以外の前方から出る音は等化が必要である。第7C図
の応答は、このような音が側方配置スピーカーまたはヘ
ッドフォンによって再生される時に、前方音を適切なレ
ベルに復元する等化を示す。

第7D図は、前方応答に対する側方応答であり、つまり
第7B図（側）の応答マイナス第7A図（前方）の応答は第
7D図の応答を与える。等化が前方から出る以外の側方か
ら出る音には必要である。第7D図の応答は、この様な音
が前方に位置したスピーカーによって再生される場合
に、側方音を適切なレベルに復元する等化を示す。

イコライザ215,221の等化特性は第7C図および第7D図
の応答に基づくが、この様な応答によって示された全体
的等化を与えない。500Hz、1KHz、および8KHzを中心と
する1/3オクターブ幅の等化帯域は十分なものであるこ
とが測定された。各等化特性は前述された。

以上、訂正されたステレオ音遠近感を有するステレオ
音像を与えるステレオ音遠近感訂正システムを説明し
た。このシステムは開示されたステレオ音像増強システ
ムと共にまたはそれなしで容易に使用できる。ステレオ
音像増強システムと共に使用すると、広いステレオ音像
スピーカーと共に使用した場合には大きい聴覚範囲、お
よび適切な音の遠近感を与える。

本発明のステレオ音像増強システムとともに使用する
ことができる音の遠近感訂正システムは複雑ではなく、
少数の狭い等化帯域のみを効果的に使用する。前述のよ
うに、前方および側方応答に対する相互の相対的な応答
は、広い範囲の等化が使用されるべきであることを示す
が、少数の狭い等化帯域は全体的聴覚帯域に対する合理
的な近似値であることが見出された。

前述のように、本発明の原理は、通常のステレオの再
生、または通常の音応答システムを介して再生される時
に前述したような利点を与えるユニークなステレオ音録
音の製造に適用できる。つまり、第８図に示されるよう
に、通常の録音の再生には、ここで説明された増強を有
する例となるシステムは、レーザーディスク、レコー
ド、磁気テープ、またはビデオテープまたは移動画像フ
ィルタの音声チャンネルのようなデジタル録音に応答す
る通常の再生装置300を具備する。再生装置は左右のチ
ャンネルステレオ信号L,Rを、左右の信号が前記ステレ
オ音像増強システム100に供給される前置増幅器302に供
給し、一対の通常のラウンドスピーカー304,306に供給
され、または前記遠近感訂正システム200を介してスピ
ーカーに供給されて、処理された出力信号LoutおよびRo
utを与える。

レコードの物理的溝、磁気テープのような媒体の磁気
領域、または光学手段によって読み出されるデジタル情
報の形のデータを保持することとなる録音に同じ装置を
使用できる。この様なデータは、通常の音響再生システ
ムで再生する場合に、前述したすべての利点を与える信
号成分の形にされている左右のステレオ信号を規定す
る。つまり、第９図に概要的に示されるように、本発明
の録音実現原理を行なう録音システムは、一対のマイク
ロフォン310または左右のステレオ入力信号L,Rを与える
ために適用される通常のステレオ再生システム312のい
ずれかから、左右のステレオ入力信号を受信する。第８
図のシステム300のような再生システム312は、レーザデ
ィスク、レコード、磁気テープ、またはビデオ、または
フィルタ音声トラック媒体のようなデジタル録音を含む
通常の録音媒体からの出力信号を与える。

第９図に示されるシステムで連動するスイッチ314,31
6は、再生装置からの左右の信号または一対のマイクロ
フォンからの左右の信号のいずれかを使用する。これら
信号は前置増幅器318および前記ステレオ音像増強回路1
00に供給される。ステレオ音像増強回路100からは、処
理された左右の出力信号が直接、または前記遠近感訂正
回路200を介して、録音装置320に供給される。録音装置
320は、通常使用される録音媒体のタイプの一つである
録音媒体322に左右の主力信号LoutおよびRoutを記録す
る。録音装置320に供給される出力信号LoutおよびRout
は、ステレオ音像増強の場合には、第２図のミキサ25、
または第４図のミキサ21、または遠近感訂正の場合には
第６図のミキサ225から得られる。

媒体322上に録音された出力信号Loutは前記複数の左
チャンネル信号成分、つまり左のチャンネル出力に対す
るLin＋K₁（Ｌ＋Ｒ）_Ｐ＋K₂（Ｌ−Ｒ）_Ｐの前記結合を
含む。同様に、出力信号Routは録音装置によって記録媒
体上で記録され、Rin＋K₁（Ｌ＋Ｒ）_Ｐ−K₂（Ｌ−Ｒ）
_Ｐのような前記成分を含む。

第９図に示されるように装置で録音した場合、記録媒
体322は通常の録音応答装置で簡単に再生され、前記利
点を与える。このように作られた記録媒体が、録音応答
装置と協同する信号発生手段を実現し、処理された差信
号および処理された合計信号を含む信号成分の結合から
なる左右の出力信号を発生するという事実から、これら
の利点が得られる。処理された差信号は、ステレオ音像
増強回路100で形成された入力差信号の修正である。こ
の入力差信号は、左右の入力信号ＬおよびＲの差を表わ
す。前述したように、入力差信号成分が最も高い振幅を
有している周波数帯域内にあるこの様な入力差信号の成
分に対して、入力差信号が最も低い振幅を有している周
波数帯域内にある入力差信号の成分の振幅をブーストす
ることにより修正されたある成分の相対的振幅を、この
入力差信号は有する。同様に、記録はステレオ音像増強
回路100中に形成された処理された合計信号として左右
のステレオ出力信号成分を発生させる。この処理された
合計信号成分は、左右のチャンネル入力信号の合計を修
正したものであり、前述のように、差信号が低い振幅を
有している周波数帯域内にある入力合計信号の成分に対
して、入力差信号が高い振幅を有している周波数帯域内
にある成分の振幅をブーストすることにより修正された
相対的振幅を有する。つまり、録音は音応答システムと
協同し、差信号が低い振幅を有している周波数帯域内
で、合計信号成分および差信号成分のそれぞれが、相対
的にディエンファシス（弱められ）またはブーストされ
ている合計信号および差成分を有する左右のステレオ信
号をスピーカーにより再生できるようにする。さらに、
第２図の利得制御増幅器22および制御回路30の動作、お
よび第４図の対応する回路により、記録322の再生によ
って生じたステレオ出力信号が前述のような、修正され
たまたは処理された差信号に対して合計信号が実質的に
一定の比を有するようになる。

遠近感訂正に加え、またはこれのかわりに音像増強を
有する記録を作るために、第９図のシステムを使用する
場合、この様な記録は、通常のステレオプレーヤーと協
同し、前述のように、それぞれ500Hz、1KHz、および8KH
zに中心を有する周波数帯域中で減衰が増加される処理
された合計信号を含む成分と、差信号を含む成分とを有
する左右の出力信号を発生させる。この様な記録は、特
に側方配置スピーカーを含むシステムを介して再生され
る。第９図のシステムで作られた遠近感が訂正されてい
る記録が、特に前方配置スピーカーを有するシステム用
に作られている場合、ステレオプレーヤーで再生される
と、この記録は、１つの出力信号が合計信号を含む成分
および差信号を含む成分を有する左右のステレオ出力信
号を供給し、この様な差信号は前述のようにそれぞれ50
0Hz、1KHz、および8KHzに中心を有する周波数帯域でブ
ーストが増加された振幅を有する。そうでなければ、ス
テレオプレーヤーで再生されるときに、前方スピーカー
用の遠近感訂正を有する録音は、前記式５で説明された
ように合計信号を含む第１の成分と処理された差信号を
含む第２の成分との合計より形成される左出力信号を発
生し、前記式６に示されたように、合計信号と処理され
た差信号との差よりなる右の出力ステレオ信号を供給す
る。前方配置スピーカー用に記録が作られている場合
に、式５および６の差信号のみが等化されるのに対し、
この用な記録が側方配置スピーカー用に作られている場
合は、式５および式６の合計信号のみが等化される。

本発明のステレオ音像増強または遠近感訂正またはそ
の両者を有するユニークなステレオ録音を行なう方法
は、第９図に示される装置によって行われることが理解
される。一般的に、この方法は、左右の入力信号を結合
して合計および差信号を発生し、また、差信号成分振幅
が最も低い周波数帯域内にある合計信号成分の振幅に対
して、差信号成分振幅が最も高い周波数帯域内にある合
計信号成分の振幅を増強するように、それぞれ予め定め
られた周波数帯域内の合計信号の成分の相対的振幅を選
択的に変更することによって、処理された合計信号を生
じる。この方法はまた、差信号成分の振幅が最も低い周
波数帯域内にある差信号成分の振幅に対して、差信号成
分の振幅が最も高い周波数帯域内にある差信号成分の振
幅を低下するように、予め定められた周波数帯域内の差
信号成分の相対的振幅を選択的に変化させることによっ
て、処理された差信号を生じる過程を含む。この方法は
また、左右の信号を処理された合計および差信号と結合
し、録音を行なうために、録音装置に供給される増強さ
れた左右の出力信号を供給する。この方法の他の特徴
は、差信号の周波数スペクトルの前述した電子的分析
と、それぞれ予め定められている周波数帯域内の差信号
の振幅の関数としての制御信号の発生とを含み、制御信
号を使用して、合計および差信号の成分の振幅が各周波
数帯域内で変化する程度を決定する。

前記方法の重要な特性によれば、左右の信号を加算お
よび減算して合計および差信号を発生させ、ダイナミッ
ク型制御信号を発生させて入力信号のステレオの量を表
わし、合計および差信号を出力信号の増強のために処理
し、１以上の処理された信号を入力信号のステレオの量
によって修正する。この方法のこの点における特別な特
徴は、合計および差信号の一つと処理された信号との一
定の比を維持するように、処理された信号の一つを修正
することである。前記方法を使用する場合、側方配置ス
ピーカー用に遠近感を訂正した録音を行なうために、左
右の信号を結合して合計および差信号を与え、合計信号
を前述したように等化するとともに、処理されない差信
号と結合することによって、処理された合計信号と処理
されない差信号との合計よりなる左の出力を与え、処理
された合計信号と処理されない差信号との差からなる右
の出力信号を形成する。これら出力信号は、側方配置ス
ピーカー用の遠近感訂正を有する録音媒体を与える録音
メカニズムに供給される。

前方配置スピーカーに対して、遠近感が訂正された録
音媒体は、左右の入力信号を結合することによって合計
および差信号を供給し、また前述のように差信号を等化
し、さらに処理されていない合計信号を等化された差信
号に結合することにより、処理されていない合計信号と
処理されたすなわち等化された差信号との合計よりなる
左の出力を供給し、処理されていない合計信号と等化さ
れた差信号との差よりなる右の出力信号を供給すること
により作られる。これら出力信号を記録メカニズムに供
給して、前方スピーカーの遠近感訂正を有する記録媒体
を生成する。

ここで説明された装置および方法によって行われた記
録は、ユニークな信号発生データを記録するという点で
他のステレオ記録とはユニークに区別される。この様な
データが、変化可能な磁気素子の形態、レコードの変化
する溝の形態またはレーザまたはデジタルディスクの光
反射の変化のようなデジタル情報の形態であるか否か
で、この様な記録媒体のユニークな特性は容易に認識で
きる。通常の記録再生媒体によるこの様なユニークな録
音を再生すると、ステレオ音は前記利点の全てを有して
発生し、特定の信号成分より構成される。

増強の量は、制御回路30および利得制御増幅器22によ
って連続的、自動的に調節され、通常の記録再生のため
の上述されたシステムを使用する場合に、記録毎にステ
レオ情報の量の変化を補償する。そのため、この様な連
続的自動的な調節は、第９図に示されるような記録装置
で実現される。つまり、再生システム312で使用される
録音に含まれるステレオ情報、または一対のマイクロフ
ォン310に入るステレオ情報が、１録音から次の録音に
変化し、または所定のパフォーマンスまたは記録の間に
変化すると、前記制御回路30および利得制御増幅器22
は、記録媒体322に記録される情報の増強の量を調節
し、それ故、記録媒体322が通常のシステムで再生され
る時に出力信号をこの様に調節する。

前述のようにまた第４図に示されるように、固定型合
計および差イコライザを使用すると、処理された合計チ
ャンネル信号の振幅はブーストされ、処理された差信号
のある周波数は残響制御信号RCTRLの制御下で減衰され
る。この装置は、処理された合計チャンネル信号のレベ
ルを自動的に増加し差チャンネル信号のある周波数のレ
ベルを附随的に減少させることによって、残響の量を自
動的に制御する。これら信号レベルの増加および減少は
前述のように残響帯域でなされ、これにより前記増強回
路によってブーストが行われるような存在することがあ
る自然のまたは人工的残響のブーストを減少させる。ダ
イナミック型差信号イコライザ19が残響帯域でさらに減
衰を行うようにし、またダイナミック型合計信号イコラ
イザ21がさらに合計信号成分をブーストするように、残
響制御信号を使用する第２図に示される装置に関係して
同じ残響制御が説明される。

第２図に示される残響制御は、合計チャンネルの利得
制御増幅器と差チャンネルの減衰残響フィルタとを使用
して自動的残響制御を行なうことによって、かなり改良
される。この様な改良された装置は、多数の同じ構成要
素を有する第２図に示されるものと実質的に同じシステ
ムを示す第10図に示される。第２図および第10図と同じ
構成要素は、例えば第２図の合計回路が第10図の合計回
路413と同じであるように接頭辞“4"を有する第10図の
対応する構成要素と共に同じ符号で示される。第10図の
装置は、利得制御合計チャンネル増幅器440を制御する
ために使用される自動的におよび手動的に制御可能な残
響制御信号を与え、処理された差信号を処理するために
残響信号制御残響フィルタ429（第４図の固定型イコラ
イザ装置の残響フィルタと同じである）を追加するとい
う点で、一般に第２図の装置とは異なる。第10図の回路
では、入力の残響を過度に強調する前記増強回路の特性
は、自動的におよび選択的に抑制される。

制御回路430は第３図に示される制御回路と同じであ
るが、この回路から与えられた残響信号RCTRLは、第３
図の増幅器59の出力からの残響制御信号を供給される残
響制御ポテンショメータ444の手動的に調節可能なワイ
パーアーム442から得られる。ワイパーアーム442からの
残響制御信号は、ダイナミック型合計信号イコライザ42
1の出力（Ｌ＋Ｒ）_Ｐが供給される利得制御増幅器440の
利得を制御するために供給される。利得制御増幅器440
の出力は、第２図のダイナミック型合計信号イコライザ
21の出力と関係して説明されたようにミキサ425に入力
させるポテンショメータ427に供給される。この場合、
残響制御信号はダイナミック型信号イコライザまたはダ
イナミック型合計信号イコライザに直接供給されない。

利得制御増幅器422の出力からの処理された差信号
は、出力がポテンショメータ423に供給される残響フィ
ルタ429の入力に供給され、それ故、第２図の利得制御
増幅器22の出力と関係して説明されたようにミキサ425
に供給される。

残響フィルタ429は、第４図に示される残響フィルタ1
29と同じである。しかしながら、基本的に変化可能な減
衰帯域排除フィルタである第11図に示される残響フィル
タを使用することが現在は好ましい。第11図に示される
ように、処理された差信号（Ｌ−Ｒ）_Ｐはフィルタ入力
に供給され、低域通過フィルタ450、高域通過フィルタ4
52、および帯域通過フィルタ454に並列に供給される。
帯域通過フィルタ454の出力は、制御入力としての残響
制御信号RCTRLを有する制御された減衰回路456に供給さ
れる。フィルタ450および452、および減衰器456からの
３つの出力は、接地された非反転入力を有する差動増幅
器458の反転入力に結合して供給され、ポテンショメー
タ423に供給される利得制御および残響フィルタ制御処
理差信号を出力460に生じる。残響フィルタ429のフィル
タ部分は、約250ヘルツまでの低域通過、約４キロヘル
ツ以上の高域通過、および約400ヘルツ乃至2.5キロヘル
ツの制御された減衰帯域通過を与える。

それ故、第４図の固定型等化装置の動作と同じよう
に、第10図の回路は、入力信号の人工的または自然のい
ずれかの残響の量を感知し、この様な感知された残響に
基づいた残響制御信号RCTRLを与える。制御信号RCTRL
は、入力信号の残響についての前記増強システムの効果
を自動的に制御するように処理された合計信号をブース
トし、処理された差信号の周波数帯域を減衰する。残響
の自動制御はポテンショメータ444の手動式制御によっ
て手動式に選択でき、その特徴は録音工業では極めて重
要である。残響の量の閉じた選択的調節は録音を行なう
のに必要であり、特に、古い記録を新しくまたは再記録
するのに必要である。つまり、前記増強回路によって導
入される残響の望ましくない増強は、残響制御信号それ
自体のレベルを手動式に選択可能に制御することによっ
て、および合計と差チャンネルとの自動制御によって容
易に阻止することができる。もちろん、第10図に示され
る残響制御信号のレベルの手動制御は、残響フィルタ12
9を制御するために供給される第４図の回路に示される
残響制御信号RCTRLのレベルの手動制御を得るために容
易に適用される。

全体的に、通常の記録の再生および改良された記録の
再生の両方における記録されたパフォーマンスから生じ
たステレオ音像を実質的に改良するシステムを説明して
きた。この様なシステムは標準的オーディオ装置と共に
容易に使用でき、設置されたオーディオ装置に容易に追
加することができる。さらに、開示されたシステムは前
置増幅器および／または集積増幅器に容易に協同するこ
とができる。この様な協同は開示されたシステムを迂回
する装置を含む。

開示されたステレオ増強システムは、アナログ技術、
デジタル技術、またはその両方の組合わせて容易に構成
される。さらに、開示されたステレオ増強システムは集
積回路技術によって容易に構成できる。

また、開示されたシステムは、飛行機の娯楽用システ
ム、劇場の音響システム、音像増幅および／または遠近
感訂正を含む記録を生成する記録システム、およびオル
ガンおよびシンセサイザのような電気楽器を含む様々な
オーディオシテムと共に使用でき、またはそれらと協同
される。

さらに、開示されたシステムは自動車の音響システ
ム、およびボートのような他の乗物の音響システムで特
に有用である。

本発明の特定の実施例を説明し例示したが、請求の範
囲に記載された本発明の技術的範囲から離れることなく
多数の修正と変更が可能であることは当業者には明かで
あろう。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】左右のステレオ入力信号が入力され、増強
された左右のステレオ出力信号を発生するステレオ増強
システムにおいて、前記左右のステレオ入力信号が入力され、前記左右のス
テレオ入力信号の差を表す差信号を発生する手段と、前記左右のステレオ入力信号が入力され、前記左右のス
テレオ入力信号の合計を表す合計信号を発生する手段
と、前記差信号が入力され、第１の振幅レベルの差信号成分
を有する第１の周波数範囲と前記第１の振幅レベルより
高い第２の振幅レベルの差信号成分を有する第２の周波
数範囲とを含む複数の選択された周波数範囲内におい
て、前記第２の周波数範囲内の差信号成分の振幅レベル
に対して前記第１の周波数範囲内の差信号成分の振幅レ
ベルをブーストするように、前記差信号成分の相対振幅
を選択的に変化させ、処理された差信号を発生する第１
のイコライザ手段と、前記合計信号が入力され、前記複数の選択された周波数
範囲内において、前記第１の周波数範囲内の合計信号成
分の振幅レベルに対して前記第２の周波数範囲内の合計
信号成分の振幅レベルをブーストするように、前記合計
信号成分の相対振幅を選択的に変化させ、処理された合
計信号を発生する第２のイコライザ手段と、第１の制御信号に応答して前記処理された差信号を増幅
し、前記処理された差信号の増幅レベルを示すフィード
バック信号を供給する増幅手段と、前記合計信号、前記差信号および前記フィードバック信
号が入力され、所定の録音内または異なる録音間におけ
るステレオ情報量を変化させて実質的に一定したステレ
オ音像を供給するために、前記合計信号の振幅に対する
前記フィードバック信号の振幅の関数にしたがって前記
増幅手段の増幅度を調整する第１の制御信号を発生し、
前記ステレオ出力信号の残響量を制御するために、前記
差信号の振幅に対する前記合計信号の振幅の関数にした
がって前記差信号の振幅を減衰し前記合計信号の振幅を
ブーストする第２の制御信号を発生する制御手段と、前記処理された合計信号、前記処理された差信号、前記
左右の入力信号に応答して、前記処理された合計信号、
前記処理された差信号、前記左入力信号および前記右入
力信号を結合して前記左右のステレオ出力信号を発生す
る手段とを具備するステレオ増強システム。
【請求項２】前記第１および第２のイコライザ手段は、
それぞれ第１の固定型イコライザ手段および第２の固定
型イコライザ手段を含む請求項１記載のステレオ増強シ
ステム。
【請求項３】前記第１のイコライザ手段は、前記差信号
の周波数スペクトルを分析し、前記複数の選択された周
波数範囲内の前記差信号の振幅の関数にしたがって１組
の第３の制御信号および１組の第４の制御信号を発生す
る信号アナライザ手段を含み、前記１組の第３の制御信号および前記１組の第４の制御
信号は、前記第１および第２のイコライザ手段によって
前記差信号成分および合計信号成分の振幅が前記複数の
周波数範囲内で変化を受ける程度をそれぞれ決定する制
御信号である請求項１記載のステレオ増強システム。
【請求項４】前記第２の制御信号は、約250乃至2500ヘ
ルツの周波数内における前記差信号の成分を減衰させる
制御信号である請求項１記載のステレオ増強システム。
【請求項５】前記第２の制御信号は、前記合計信号およ
び前記差信号の平均である請求項１記載のステレオ増強
システム。
【請求項６】前記第１のイコライザ手段は、対応する選
択された周波数範囲内の前記合計信号の選択的なブース
ト量より少ない量だけ前記差信号成分を選択的にブース
トする手段を含み、前記合計信号の前記ブーストは前記第２のイコライザ手
段によりなされる請求項１記載のステレオ増強システ
ム。
【請求項７】前記第２の制御信号は、前記第１および第
２のイコライザ手段に入力され、前記第２のイコライザ手段は、前記第２の制御信号に応
答して、前記差信号のレベルが増加していることを前記
第２の制御信号が示す時に前記合計信号のブーストレベ
ルを選択的に増加し、前記第１のイコライザ手段は、前記第２の制御信号に応
答して、前記差信号のレベルが増加していることを前記
第２の制御信号が示す時に前記差信号成分を選択的に減
衰する請求項１記載のステレオ増強システム。
【請求項８】左右のステレオ源信号から増強された左右
のステレオ出力信号を発生する方法において、第１に、前記左右のステレオ源信号を電子的に加算して
合計信号を発生し、前記左右のステレオ源信号の１つか
ら他の１つを電子的に減算して差信号を発生し、第２に、前記合計信号および差信号の比較的高い振幅成
分および比較的低い振幅成分を含む、前記合計信号およ
び差信号の複数の予め定められた周波数帯を決定し、その後に、第１のイコライザ手段により、前記複数の予
め定められた周波数帯内の前記差信号成分の相対振幅を
選択的に変化させて、低い振幅レベルにある前記差信号
成分の振幅を増強することによって、前記差信号を修正
して処理された差信号を発生し、第２のイコライザ手段により、前記複数の予め定められ
た周波数帯内の前記合計信号成分の相対振幅を選択的に
変化させて、高い振幅レベルにある前記合計信号成分の
振幅を増強することによって、前記合計信号を修正して
処理された合計信号を発生し、前記処理された差信号を感知してフィードバック信号を
発生し、前記左右のステレオ源信号内のステレオ情報量を変化さ
せて、前記左右のステレオ出力信号間の実質的に一定し
たステレオ分離を維持するために、前記フィードバック
信号および前記合計信号の振幅の予め定められた関係を
表す第１の制御信号を、前記フィードバック信号および
前記合計信号の相対振幅に基づいて発生し、前記第１の制御信号の関数にしたがって前記処理された
差信号を増幅し、前記合計信号と前記差信号の振幅レベルを比較すること
により、前記左右のステレオ源信号の残響量を示す第２
の制御信号を発生し、前記第２の制御信号を使用し、前記第２の制御信号の関
数にしたがって前記合計信号および前記差信号を修正し
て、前記ステレオ出力信号の残響量を制御し、前記左右のステレオ源信号を前記処理された差信号およ
び前記処理された合計信号と組合せて、前記増強された
左右のステレオ出力信号を発生するステップを含む方
法。
【請求項９】比較的高い振幅成分と比較的低い振幅成分
を含む、前記合計信号および差信号の複数の予め定めら
れた周波数帯を決定するステップは、前記差信号の周波数スペクトルを電子的に分析し、前記
複数の予め定められた周波数帯内の前記差信号振幅の関
数にしたがって１組の第３の制御信号および１組の第４
の制御信号を発生し、前記１組の第３の制御信号および
前記１組の第４の制御信号を使用して、前記複数の周波
数帯内の前記合計信号および差信号成分の振幅がそれぞ
れ変化を受ける程度を決定するステップにより増強され
ている請求項８記載の方法。
【請求項１０】前記第２の制御信号を発生するステップ
は、前記第２の制御信号を発生するために、前記合計信
号の反転ピーク包絡線と前記差信号の非反転ピーク包絡
線の合計を平均することによって行われる請求項８記載
の方法。
【請求項１１】前記合計信号を修正して処理された合計
信号を発生するステップは、前記複数の予め定められた
周波数帯の所定のものにおける前記差信号成分の振幅に
比例して、前記複数の予め定められた周波数帯の前記所
定のものにおける前記合計信号成分を選択的にブースト
することによって実行される請求項８記載の方法。
【請求項１２】前記差信号を修正して処理された差信号
を発生するステップは、前記複数の予め定められた周波
数帯の所定のものにおける前記差信号成分の振幅に反比
例して、前記複数の予め定められた周波数帯の前記所定
のものにおける前記差信号成分を選択的にブーストする
ことによって実行される請求項８記載の方法。
【請求項１３】前記第２の制御信号を使用するステップ
は、前記第２の制御信号にしたがって前記複数の予め定
められた周波数帯における前記合計信号を選択的にブー
ストするステップを含む請求項８記載の方法。
【請求項１４】前記第２の制御信号を使用するステップ
は、前記第２の制御信号にしたがって前記複数の予め定
められた周波数帯における前記差信号を選択的に減衰す
るステップを含む請求項８記載の方法。
【請求項１５】前記第２の制御信号を発生するステップ
は、前記合計信号および前記差信号を差動的に結合する
ステップを含み、前記第２の制御信号を使用するステップは、前記差動的
に結合された合計および差信号にしたがって、前記合計
信号の予め定められた成分をブーストし、前記差信号の
予め定められた成分を減衰するステップを含む請求項８
記載の方法。