JP2645731B2 - 音像定位再生方式 - Google Patents

音像定位再生方式

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JP2645731B2 JP63210975A JP21097588A JP2645731B2 JP 2645731 B2 JP2645731 B2 JP 2645731B2 JP 63210975 A JP63210975 A JP 63210975A JP 21097588 A JP21097588 A JP 21097588A JP 2645731 B2 JP2645731 B2 JP 2645731B2
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【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は映像を用いた通信会議における音像定位再
生システムにおいて、聴覚上方向知覚が生じる周波数帯
域に着目し、その着目周波数帯域の音声については音像
定位制御を行い、それ以外の周波数帯域の音声について
は音像定位制御を行わず、その再生位置をモニタ等の映
像部に近接するように配置する音像定位再生方式に関す
るものである。
「従来の技術」 第5図は従来のテレビ会議用音像定位再生システムの
例を示している。同図Aは聴取者11に対してモニタ12の
前面中央にスピーカ13Cを設置する方法でモノラル音で
再生する。同図Bはモニタ12の前面両サイドにスピーカ
13L,13Rを設置しステレオ音(2チャネル)を再生す
る。同図Cはモニタ12の前面、中央と両サイドにスピー
カ13C,13L,13Rを設置し3チャネルステレオ音を再生す
る。同図Dは4チャネルステレオ音を再生する場合で、
同図Cに対して聴取者11の後方にスピーカ13Bを設置す
る点が異なる。通信会議における音の臨場感を向上させ
る観点からB〜Dのシステム構成が有効である。
このうち同図Bに関しては例えばモニタ12に映された
3人の横ならびの人物14において聴取者11が両サイドの
人物の声に比して中央の人物の声をはっきりとした方向
感をもって知覚しにくい(音像定位感が低い)という問
題点がある。この点に対処する方法として、同図C,Dに
示すように両サイドのスピーカ13L,13Rの間にセンタ用
スピーカ13Cを設置し、通信会議における音の臨場感と
ともに方向感の再生向上を図っている。
左サイド、センタ、右サイドの3種のスピーカを用い
る従来のシステム(図C,D)では各スピーカともに全周
波数帯域の音声を対象にして音像定位を行う。この全周
波数帯域を対象にすることが問題となっている。即ち人
間の聴覚能力上、方向知覚が得られる周波数帯域は限ら
れており、その周波数帯域の音声に対して複数のスピー
カを用いて音像定位制御を行うことは、方向感の再生向
上を図る上で効果的である反面、方向知覚が得られない
周波数帯域については、複数のスピーカを用いると点音
源が複数個存在するため、再生音に「ぼけ」が生じ、こ
れによって方向知覚が得られる帯域の音像定位の精度を
低下させるという第1の問題がある。
ところでテレビ会議では映し出された人物の口元にそ
の人物の声、即ち音像が引き寄せられるという相互作用
が知られている。方向知覚が得られない周波数帯域の音
声は本来感覚的には音像定位し難いものであるが、上記
映像による相互作用を高めることによって見かけ上疑似
的に映像の人物の口元に音像を定位させる方法が考えら
れる。上記映像による相互作用を高めるためには、テレ
ビに映し出された人物の口元に近い位置に一つの音源を
設置することがより効果的である。ところが従来のシス
テムでは前述したように方向知覚が得られない周波数帯
域の音声を複数個の音源から再生するため、上記相互作
用を効果的に活用できないという第2の問題がある。
この発明の目的は方向知覚が得られる周波数帯域の音
声については位相差や音圧レベル差を活用して音像を定
位させるとともに、方向知覚が得られない周波数帯域の
音声については、映像による相互作用を活用して疑似的
に映像部に音像を定位し易くさせることをねらいとし、
上記従来の欠点を除去するため、聴覚上方向知覚が生じ
る周波数帯域とそれ以外の周波数帯域とに分割し、前者
の帯域の音声については複数スピーカを用いて音像定位
の制御を行い、後者の帯域の音声については音像定位の
制御を行わずモニタ等の映像部に近接した単一のスピー
カを用いて再生する音像定位再生方式を提供することに
ある。
「課題を解決するための手段」 この発明によれば音像定位生成の対象となる複数個の
入力チャネルの各オーディオ信号に対して周波数帯域が
分割され、その分割された第1の周波数帯域のオーディ
オ信号を再生チャネルに出力する際に音圧レベルが調整
され、上記分割された第2の周波数帯域のオーディオ信
号に対して音像定位を生成するために再生チャネル間に
位相差(時間差)と音圧レベル差が生じるように位相と
レベルとが調整され、上記分割された第3の周波数帯域
のオディオ信号に対して音像定位を生成するために再生
チャネル間に音圧レベル差が生じるようにレベルが調整
され、入力チャネルと再生チャネルとの対応データと音
像定位の距離感、方向感等を規定する定位データ等が設
定され、聴覚上の方向知覚が得られる第2と第3の周波
数帯域に対して複数スピーカを用いて音像定位が制御さ
れ、方向知覚が得られない第1の周波数帯域に対しては
音像定位を行わず単一のスピーカを用いて再生される。
周波数分割は次のように行われる。すなわち第1図は
周波数帯域分割に関するこの発明の特徴を示す例であ
る。人間の可聴範囲15は20Hz〜20,000Hzの周波数帯域で
ある。テレビ会議・音声会議等の通信会議では人間の発
声範囲16である100Hz〜8,000Hzの周波数帯域に関する音
声の音像定位を如何に精度良く、かつ忠実性を高めて再
生させるかが特に重視されている。ところが音の受け手
である聴取者11の方向知覚能力は人間の発声範囲16に比
してより小さい周波数帯域であることが知られている。
境、中山著:聴覚と音響心理(日本音響学会編、1978,
コロナ社、pp185−195)の文献によれば、人間の聴覚上
の方向知覚能力に関しては2種の知覚方法があり、第1
の方法は2つの音の間の位相差(時間差)に基づいて方
向感を知覚するもので、この知覚範囲17は200Hz〜1,300
Hzと言われている。第2の方法は2つの音の間の音圧レ
ベル差に基づいて方向感を知覚するもので、この知覚範
囲18は200Hz〜5、000Hzと言われている。
図中で示すように音像定位再現の観点から周波数帯域
を分割・整理すると人間の可聴範囲15は方向感を知覚し
ない音声と環境音とに関する低域の第1の周波数帯域21
と、位相差(時間差)と音圧レベル差とを混在して方向
感を知覚する第2の周波数帯域22と、音圧レベル差だけ
で方向感を知覚する第3の周波数帯域23と、方向感を知
覚しない音声と環境音とに関する高域の第4の周波数帯
域24とに大別される。
この発明は聴覚上方向感を知覚する第2の周波数帯域
22と第3の周波数帯域23とに関する音声を複数スピーカ
を用いて音像定位制御を行いつつ再生し、他方方向感を
知覚しない第1の周波数帯域21と第4の周波数帯域24に
関する音声・環境音をテレビ等に近接する単一スピーカ
から再生し、映像による相互作用によって疑似的に映像
部に音像を定位し易くさせる。
「実施例」 第2図はこの発明の特徴を示す再生システム例であ
る。モニタ12の周囲に右側、左側、上側、下側にそれぞ
れスピーカキャビネット25が配置されていて2チャネル
ステレオ音を用いた音像定位再生システムの例を示して
いる。第1の周波数帯域21の音は下側スピーカ26から、
第4の周波数帯域24の音は上側スピーカ27から単一スピ
ーカで再生される。第2の周波数帯域22の音は左右のス
ピーカ28Lとスピーカ28Rを用いて位相差と音レベル差を
調整して音像を定位させる。また第3の周波数帯域23の
音は左右のスピーカ29Lとスピーカ29Rを用いて、音圧レ
ベル差を調整して音像を定位させる。
第3図はこの発明の実施例の構成を示すブロック図で
あって、26は第1の周波数帯域用スピーカ、28L,28R
第2の周波数帯域用スピーカ(28L:第1再生チャネル
用,28R:第2再生チャネル用)、29L,29Rは第3の周
波数帯域用スピーカ(29L:第1再生チャネル用、29R
第2再生チャネル用)、27は第4の周波数帯域用スピー
カ、70は入力端子、100は低域音圧レベル調整部、200は
位相差・音圧レベル差混在音像定位調整部、300は音圧
レベル差音像定位調整部、400は高域音圧レベル調整
部、500は周波数帯域分割部、600は再生チャネル用音像
定位初期設定部、700は制御部である。
これを動作するには、制御部700の指令により、入力
端子70から転送されてくるm個の入力チャネルのオーデ
ィオ信号に対して周波数帯域分割部500は再生チャネル
用音像定位初期設定部600から指定される第1から第4
までの周波数帯域21〜24の各帯域設定データに基づいて
各チャネルのオーディオ信号について帯域分割し、第1
の周波数帯域21のオーディオ信号を低域音圧レベル調整
部100へ、第2の周波数帯域22のオーディオ信号を位相
差・音圧レベル差混在音像定位調整部200へ、第3の周
波数帯域23のオーディオ信号を音圧レベル差音像定位調
整部300へ、第4の周波数帯域24のオーディオ信号を高
域音圧レベル調整部400へ転送する。
低域音圧レベル調整部100は再生チャネル用音像定位
初期設定部600からの指定に従ってmチャネルのオーデ
ィオ信号の加算を行った加算オーディオ信号又はmチャ
ネルの中より選択抽出した選択オーディオ信号に対して
音圧レベルを調整し、第1の周波数帯域用スピーカ26よ
り再生させる。
位相差・音圧レベル差混在音像定位調整部200は再生
チャネル用音像定位初期設定部600からの指定に従っ
て、m個のチャネルのオーディオ信号を加算又は選択し
てn個の再生チャネルに変換する際に、各再生チャネル
のオーディオ信号に対して位相、音圧レベルの調整を行
うとともにその再生チャネル間の位相差、音圧レベル差
を調整してn個の第2の周波数帯域用スピーカ28L,28R
より再生させる。
音圧レベル差音像定位調整部300は再生チャネル用音
像定位初期設定部600からの指定に従って、m個のチャ
ネルのオーディオ信号を加算又は選択してn個の再生チ
ャネルに変換する際に、各再生チャネルのオーディオ信
号に対して音圧レベルの調整を行うとともに、その再生
チャネル間の音圧レベル差を調整してn個の第3の周波
数帯域用スピーカ29L,29Rより再生させる。
高域音圧レベル調整部400は再生チャネル用音像定位
初期設定部600からの指定に従って、m個のチャネルの
トーディオ信号の加算を行った加算オーディオ信号又は
m個のチャネルの中より選択抽出した選択オーディオ信
号に対して音圧レベルを調整し、第4の周波数帯域用ス
ピーカ27より再生させる。
再生チャネル用音像定位初期設定部600は、前述した
ように分割帯域の具体的設定データ、第1又は第4の周
波数帯域に関する音圧レベル値、入力チャネルm個に対
する再生チャネルのnの値、第2又は第3の周波数帯域
に関する位相値、音圧レベル値等を記憶し、これらの値
を各ブロック部の初期設定に際して各ブロックへ転送す
る。
第4図はこの発明の多地点間テレビ会議システムの応
用例である。m個の地点から別々の人物映像信号と音声
信号が通信網60を介して、受信端末の地点80にm個の信
号としげ転送される。受信端末ではm人の人物映像をテ
レビ画面に映し出すとともに音像定位制御を行う。この
制御に際しては第1と第4の周波数帯域21,24の音声は
単一スピーカ26,27より再生され、第2と第4の周波数
帯域22,23の音声はチャネル毎にペアにして複数のスピ
ーカ(28LF,29LF)、(28RF,29RF)、(28LB,29LB)、
(28RB,29RB)より再生される。
尚m=nの場合で、2チャネル、3チャネル、4チャ
ネル等の既存のステレオ音を第1〜第4の周波数帯域に
分割して、位相、音圧レベルの調整無しでそれぞれのス
ピーカから再生されるテレビ会議システム等もこの発明
に含まれる。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明による音像定位再生方
式によれば聴覚上方知覚が生じる周波数帯域とそれ以外
の周波数帯域とに分割し、前者の帯域の音声については
複数スピーカを用いて音像定位の制御を行い、後者の帯
域の音声については音像定位の制御を行わずテレビ等の
映像部に近接した単一のスピーカを用いて再生すること
から、方向知覚が得られない第1と第4の周波数帯域の
音声を再生する際、複数スピーカを用いないため複数の
音源による音の「ぼけ」が生じず、方向知覚が得られる
第2と第3の周波数帯域の音像定位の精度が向上できる
という利点がある。また方向知覚が得られない第1と第
4の周波数帯域の音声に関して単一スピーカで再生しテ
レビに近接させるため、映像による相互作用によって見
かけ上疑似的に映像部に音像が定位し易いという利点が
ある。
【図面の簡単な説明】 第1図は周波数帯域分割に関するこの発明の特徴を示す
図、第2図はこの発明の特徴を示す再生システム例を示
すブロック図、第3図はこの発明の実施例の構成を示す
ブロック図、第4図はこの発明の多地点間テレビ会議シ
ステムの応用例を示す図、第5図は従来のテレビ会議用
音像定位再生システムの各種例を示す図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】音像定位生成の対象となる複数個の入力チ
    ャネルの各オーディオ信号に対して周波数帯域を分割す
    る手段と、 その分割された第1の周波数帯域のオーディオ信号を再
    生チャネルに出力する際に音圧レベルを調整する手段
    と、 上記分割された第2の周波数帯域のオーディオ信号に対
    して、音像定位を生成するために再生チャネル間に位相
    差(時間差)と音圧レベル差が生じるように位相とレベ
    ルとを調整する手段と、 上記分割された第3の周波数帯域のオーディオ信号に対
    して音像定位を生成するために再生チャネル間に音圧レ
    ベル差が生じるようにレベルを調整する手段と、 上記入力チャネルと上記再生チャネルとの対応データと
    音像定位の距離感、方向感等を規定する定位データ等を
    設定する手段とを具備し、 聴覚上の方向知覚が得られる上記第2と第3の周波数帯
    域に対して複数スピーカを用いて音像定位を制御し、方
    向知覚が得られない上記第1の周波数帯域に対しては音
    像定位を行わず単一のスピーカを用いて再生することを
    特徴とする音像定位再生方式。
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