JP2666058B2 - Sound pickup reproduction control device - Google Patents

Sound pickup reproduction control device

Info

Publication number
JP2666058B2
JP2666058B2 JP60101609A JP10160985A JP2666058B2 JP 2666058 B2 JP2666058 B2 JP 2666058B2 JP 60101609 A JP60101609 A JP 60101609A JP 10160985 A JP10160985 A JP 10160985A JP 2666058 B2 JP2666058 B2 JP 2666058B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sound
reflected sound
reflected
speaker
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60101609A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61261997A (en
Inventor
繁雄 安藤
弘海 五月女
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP60101609A priority Critical patent/JP2666058B2/en
Publication of JPS61261997A publication Critical patent/JPS61261997A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2666058B2 publication Critical patent/JP2666058B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/305Electronic adaptation of stereophonic audio signals to reverberation of the listening space

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、一般の部屋あるいは試弾室等において、
あたかも大きなホール等で演奏(楽器演奏、歌唱等)を
しているような雰囲気をかもし出すことのできる収音再
生制御装置に関する。 〔従来の技術〕 一般の部屋にいてピアノやフルートなどの楽器演奏あ
るいは歌唱等の演奏をする場合、演奏者自身があたかも
大きなホールで演奏をしているような雰囲気を感じるこ
とができれば、演奏をより一層楽しいものにすることが
できる。また、プロの演奏家などが試弾室などで練習す
る場合においても、実際のホールにいるような雰囲気
(音調子なども含む)で演奏することができれば、より
本番に即した効果的な練習をすることができる。 従来、ホールらしさや拡がり感などを付加する装置と
して、リバーブレータ、カラオケシステム、サラウンド
プロセッサ等が提案されている。これらは、第2図に示
すようにソース(楽器の演奏音や歌唱音)12自身をコン
トロールファクタ10としてプロセッサ14で原音に適当な
残響を付加する等の信号処理をして、アンプ16,18を介
して、スピーカ20,22に供給するようにしている。 ところが、これらは人工的な残響音を付加しただけの
ものであり、ホール等の音響空間における自然な反射音
や残響音とは全く異なり、実際のホール等で演奏してい
る雰囲気までは出せなかった。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この発明は、前記従来の技術における問題点を解決し
て、通常の部屋や試弾室等において実際のホール等で演
奏をしている雰囲気を出すことできる収音再生制御装置
を提供しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、演奏位置の全周囲を取り囲むように配置
される少なくとも4個以上のスピーカ再生手段と、演奏
音を収音するマイク収音手段と、音響空間における反射
音の各仮想音源位置に対応して求められる各反射音の到
来方向と遅れ時間と振幅レベルからなる反射音データに
基づき、前記各スピーカ再生手段を用いて前記演奏位置
の周囲に前記音響空間またはこれに類似したモデル空間
における多数の反射音を再生するために、前記各スピー
カ再生手段の配置位置と前記反射音データのうち各到来
方向データとから求めた、前記各スピーカ再生手段で発
すべき反射音の遅れ時間とゲインとからなるインパルス
応答特性を、各スピーカ再生手段の反射音パラメータと
してそれぞれ記憶するパラメータ記憶手段と、前記パラ
メータ記憶手段に記憶された各反射音パラメータに基づ
き、前記マイク収音手段の収音信号に対して畳込み演算
することにより、各スピーカ再生手段で発すべき多数の
反射音をそれぞれ生成するとともに、前記各スピーカ再
生手段の対応する位置のものにそれぞれ供給する反射音
生成手段とを具備してなり、前記音響空間またはこれに
類似したモデル空間で演奏したときに当該演奏者に対し
て生じる多数の反射音の生成状態を、各反射音の方向性
まで含めほぼ同等に再現できるようにしたことを特徴と
するものである。 なお、ここでいう「反射音データ」とは、音響空間に
おいて反射音を構成する要素となるデータであり、具体
的には仮想音源分布等から求められる反射音の到来方
向、距離(=遅れ時間)および振幅レベル等のデータで
ある。 また、「反射音パラメータ」とは、反射音データで特
定される反射音を、部屋において演奏位置の周囲に配し
た複数のスピーカでシミュレートするために、各スピー
カから発すべき反射音を生成するためのパラメータであ
り、具体的には遅れ時間とゲインのパラメータである。
この反射音パラメータは、反射音データと、演奏位置に
対するスピーカの位置等の関係で求められる。 〔作用〕 この発明の前記解決手段によれば、実際のホール等の
反射音データに基づき演奏の反射音をシミュレートする
ので、演奏者自身がそのホール等で演奏している雰囲気
を味わうことができる。 〔発明の原理〕 この発明では反射音データとして反射音の到来方向、
遅れ時間、振幅レベル等が利用される。これらの反射音
データは、例えばホール等の音響空間における仮想音源
分布により求めることができる。ここで、仮想音源と
は、ホール等の音響空間において、特定の受音点から見
た実効的な反射音の音源をいう。すなわち、実音源(実
際の音源をいう。)から発せられた音は、直接音として
受音点に直接到達するほか、壁、天井、床、座席等音響
空間内のあらゆる反射性部分にて反射し、受音点に到達
する。この場合、受音点では、反射音は受音点と壁面等
の反射点とを結ぶ線の延長上にある音源から発せられて
きた音として見なすことができるから、これをその受音
点における仮想の音源すなわち仮想音源として把えるこ
とができる。 したがって、ある受音点における音響空間は、その受
音点での仮想音源の分布として把握することができ、通
常の部屋等においても、各仮想音源からの演奏の反射音
をシミュレートすれば、その音響空間を再現し得て、実
際にその音響空間内で演奏しているような雰囲気を味わ
うことができる。 仮想音源の位置は、受音点からの方向と距離で決定さ
れるから、その仮想音源からの反射音をシミュレートす
るには、マイクロホンで収音した直接音を仮想音源の方
向から、その距離に対応した時間遅れで、かつ反射音の
振幅レベルに応じた音量で発すればよい。そして、これ
を音響空間における各仮想音源1つ1つについてそれぞ
れ行なえば、その音響空間で演奏している状態を再現す
ることができる。 仮想音源の求め方としては、再現しようとするホール
等の音響空間で実際にインパルス応答を測定して求める
方法と、ホール等の音響空間の形状から計算により求め
る方法とがある。 測定により求める方法 前者の測定による方法としては、いわゆる4点法と呼
ばれるものがある。これは、音響空間内の近接した4点
のインパルス応答の時間差を利用して、その点から見た
仮想音源の座標を求めるものである。 インパルス応答は、実音源と仮想音源から同時にイン
パルスを発したときの受音点での収音信号であると考え
られ、応答の初期部分では反射音が重ならず個々に識別
できるので、これを利用して仮想音源の分布を得る。 4点法による測定は、第3図に示すように、対象とす
る音響空間24内で音源26によるインパルス応答をごく近
接した4つの受音点o,x,y,zで測定する。これらの受音
点o,x,y,zは一平面上にないことが必要条件であるが、
後の処理を容易にするため、第4図に示すように、1つ
の受音点oを基準の原点として、他の3つの受音点x,y,
zが直交座標を形成するように配置する。原点oとの距
離は等しくdとする。 無響室内に反射板を1枚設置した簡単な実験を例に説
明する。 各受音点o,x,y,zにおけるマイクロホンMICo,MICx,MIC
y,MICz,の出力は、第5図に示すようになる。これは、
直接音が各マイクロホンMICo,MICx,MICy,MICzにそれぞ
れ時刻too,txo,tyo,tzo,に入射し、反射板からの反射音
がto1,tx1,ty1,tz1に入射したことを示している。 第6図は、反射音の行程を模式的に示したものであ
る。音源26は受音点o,x,y,zから見てy軸の方向にある
ので、直接音はまずマイクロホンMICyに入射し、次にマ
イクロホンMICo,MICx,MICzにほぼ同時に入射する。この
ため、第5図のように、 tyo<too≒txo≒tzo が直接音について成立し、反射音については、 ty1<to1≒tz1<tx1 が成立する。 各受音点o,x,y,zから仮想音源26′までの距離ro1,r
x1,ry1,rz1は音速をvとすると次式で表わされる。 ro1=v・to1 rx1=v・tx1 ry1=v・ty1 rz1=v.tz1 任意の仮想音源の座標を(xn,Yn,Zn)、その仮想音源
から各受音点o,x,y,zまでの距離をそれぞれron,rxn,r
yn,rznとして、各受音点o,x,y,zを中心とし、仮想音源
を表面上にもつ球の方程式は、 Xn2+Yn2+Zn2=ron 2 (Xn−d)+Yn2+Zn2=rxn 2 Xn2+(Yn−d)+Zn2=ryn 2 Xn2+Yn2+(Zn−d)=rzn 2 となる。この式を解くと、 となる。 以上のようにして、各反射音に対応する仮想音源の座
標を決定することができる。 一般に、インパルス応答は第5図のように単純ではな
く、多くの反射音が集まって複雑な形をしている。特定
の反射音が作り出しピークを各受音点のインパルス応答
から選び出すには、短い区間の相互相関を用いる。すな
わち、マイクロホンMICoの出力のある区間と最も相互相
関係数が大きくなるような区間をマイクロホンMICx,MIC
y,MICzの出力の中から選び出して、反射音の到来時間to
n,txn,tyn,tznを決定する。 以上説明した4点法によりあるホールの仮想音源分布
に測定した一例を第7図〜第9図に示す。第7図はX−
Y平面(水平面)への投影図、第8図はY−Z平面への
投影図、第9図はX−Z平面の投影図である。図中oの
大きさは反射音のレベルを表わし、これは例えばマイク
ロホンMICoで代表して測定される。 計算により仮想音源を求める方法 仮想音源を測定によらず計算により求める方法として
は、鏡像法がある。これは第10図に示すように、壁面24
を鏡にたとえ、実音源27から音を発し、受音点28で音を
受ける場合に、壁面24での反射音を鏡でいう虚像位置に
ある音源30から仮想的に発せられたものとみなし、これ
ら仮想音源30に音響空かの壁面形状に応じて求めていく
ものである。 鏡像法によりあるホールの仮想音源分布を求めた一例
を第11図,第12図に示す。第11図はX−Y平面(水平
面)への投影図、第12図はY−Z平面への投影図であ
る。鏡像法の場合、振幅レベルは、受音点28から仮想音
源までの距離に応じてそれぞれ設定する。 以上のようにして測定あるいは計算により求められた
仮想音源分布のデータに基づいて、各仮想音源からの演
奏の反射音を部屋でシミュレートする場合、部屋内の四
方に複数のスピーカを配置し、演奏をマイクロホンで収
音し、その収音した信号を適宜のスピーカ(仮想音源の
方向に対応)から適宜の時間遅れ(仮想音源までの距離
に対応)と、適宜の音量(反射音の振幅レベルに対応)
で発することにより、演奏の反射音をシミュレートする
ことができる。 この場合、部屋内における演奏位置と各スピーカとの
位置によって演奏位置で聴く反射音の方向、距離、レベ
ルが変動するから、演奏位置に対するスピーカの位置
(方向および必要に応じて距離)も考慮して、いずれの
方向のスピーカからどの程度の音量と遅れ時間で反射音
を発するかを算出する。 また、スピーカは理想的にはすべての仮想音源の方向
に配置する必要がある。しかし、それを実現するには、
演奏位置を中心に部屋の少なくとも上半球面に漏れなく
スピーカを配置することになり、現実には実現不可能で
ある。経済的には4個〜10個程度が限度であるから、そ
の程度の数のスピーカを部屋内の周囲に配置して、各ス
ピーカの分担領域を定め、各領域内に含まれる仮想音源
の反射音をそれぞれ対応するスピーカで代表してシミュ
レートするようにする。この方法によれば、隣接するス
ピーカの中間にある仮想音源からの反射音はそのいずれ
か1つのシミュレートで代表して発せられるので、厳密
に言えば、仮想音源の方向を正確にシミュレートするこ
とにはならないが、スピーカ個数がある程度多ければ、
実用上は問題ないし、人の聴覚の方向判別能力に限界が
あることを考えれば、これでも十分である。 あるいは、隣接するスピーカの中間にある仮想音源の
方向を正確にシミュレートする必要がある場合には、そ
れらのスピーカ間の音量配分により、それが実現可能で
ある。 このようにスピーカの中間にある仮想音源からの反射
音をいずれか1つのスピーカで代表してシミュレートす
る場合と、スピーカ相互間の音量配分によりシミュレー
トする場合において、各スピーカから発すべき音量およ
び遅れ時間についてそれぞれ説明する。 1つのスピーカで代表してシミュレートする場合 第13図は、演奏位置34を中心に8個のスピーカSP1〜S
P8を配置したものである。ここでは、音響空間を隣接す
るスピーカの中央位置と演奏位置34とを結ぶ線で区切っ
て、水平面で8つの領域d1〜d8に分割する。各領域d1〜
d8にある反射音をPMnとすると、演奏位置34でこれら反
射音PMnを得るに必要な各スピーカSP1〜SP8の再生音PMn
(M=1〜8)は次式で表わされる。 但し NM(M=1〜8):各領域d1〜d8にある仮想音源数(=
反射音数) U:ユニット関数 t:時間 τn:反射音の遅れ時間 隣接するスピーカ相互間の音量配分によりシミュレ
ートする場合。 第14図に示すように、部屋36内の例えば四隅に4個の
スピーカSP1〜SP4を配置し、演奏位置38と各スピーカSP
1〜SP4を結ぶ線で4つの象限n,m,l,kに区分し、各スピ
ーカSP1〜SP4でそれぞれの左右の象限にある仮想音源か
らの反射音をシミュレートする。すなわち、スピーカSP
4,SP1の音量比で象限n内の反射音をシミュレートし、
スピーカSP1,SP2の音量比で象限m内の反射音をシミュ
レートし、スピーカSP2,SP3の音量比で象限l内の反射
音をシミュレートし、スピーカSP3,SP4の音量比で象限
k内の反射音をシミュレートする。各反射音をシミュレ
ートするに必要な各スピーカSP1〜SP4の再生音PMs(M
=1〜4)は次式のようになる。 但し、 Pn,Pm,Pl,Pk:反射音のレベル τ、τm,τl,τk:反射音の遅れ時間 θnm,τl,τk:反射音のX−Y平面(水平面)上での
方向角度 θ1234:スピーカSP1〜SP4のX−Y平面上での
方向角度 τMnMmMlMk:各スピーカ再生音の遅れ時間。±
の修正項は演奏者の両耳間距離による補正であり、ここ
では15cmの場合を想定している。 Nl,Ml,Ll,Kl:各象限n,m,l,kにある仮想音源数 t:時間 U:ユニット関数 なお、上式では隣りあうスピーカの中間にある仮想音
源からの反射音の方向をシミュレートするために、それ
らの間の信号配分を第15図に示すCOS関数とした場合に
ついて示したが、第16図に示す線形関数あるいは第17図
に示すlog関数等スピーカ配置あるいはスピーカ特性等
に応じて反射方向を最も近似できるものを用いるように
する。 以上説明した信号配分により、第14図のスピーカ配置
を利用してすべての方向からの反射音をシミュレートす
ることができる。 なお、実際のホール等で演奏する場合、演奏者は演奏
位置で演奏しながらかつその位置で反射音を聴くことに
なるので、音源と受音点をともに演奏位置すなわちステ
ージ上に設定して仮想音源分布を求めれば、その仮想音
源分布に基づく各スピーカの反射音パラメータを用いて
反射音を生成すれば、通常の部屋において演奏者はその
ホール等のステージ上にいる雰囲気で演奏をすることが
できる。また、これに限らず、音源と受音点を様々変え
て求めた仮想音源分布に基づいて反射音パラメータを求
めれば、種々の趣の演奏を楽しむことができる。 なお、部屋において、スピーカと演奏位置との間には
距離があり、時間差が生じるので、仮想音源から発した
反射音をより正確にシミュレートするには、この時間遅
れをも考慮したうえで各スピーカからの再生音を求める
ようにする。 第18図は、4点法を用いて或るホールの仮想音源から
の反射音データ(到来方向、距離、振幅レベル)を測定
し、これに基づき反射音を第4図のスピーカ配置でシミ
ュレートする場合に、各スピーカSP1〜SP4から再生すべ
き信号PMn(M=1〜4)を前記第(2)式から求めた
ものである これは、各スピーカSP1〜SP4から出力される信号の反
射音構造を示しており、各スピーカ方向でのインパルス
応答とも考えてよい。隣り合うスピーカのインパルス応
答には相互に関連があり、すなわち、これらスピーカ方
向間に位置する反射音が両スピーカによって正しくその
方向に定位するように両インパルス応答の振幅レベル遅
延時間が予じめ計算されている。 ソース信号(レコード再生信号等の連続信号)につい
て反射音を生成する場合は、ソース信号を構成する各サ
ンプル値について、これらインパルス応答をパラメータ
(ゲインおよび遅延時間について)として、反射音列を
生成し(サンプル値が得られた時刻を基準として個々の
反射音を発生する遅延時間を計数し、サンプル値に個々
のゲインを掛けたレベルで個々の反射音のレベルを定め
る。)、各サンプル値について得られるこれらの反射音
列を各時点において相互に加算していけば、各スピーカ
方向における反射音が生成され、これらを対応するスピ
ーカから発すれば、演奏位置38(第14図)にいる演奏者
にとつては、自分があたかもその仮想音源分布を有する
ホールで演奏しているような雰囲気を味わうことができ
る。 インパルス応答の反射音パラメータに基づく反射音生
成処理としては、後述するたたみ込み演算による方法等
を利用することができる。 なお、この発明においては、マイクロホンは1本に限
らず複数本使用することができる。 また、マイクロホンでの収音はできるだけ部屋の音響
特性によって影響されないことが望ましい。そのために
は、部屋自体での反射はできるだけ少ないことが望まし
く、適当な吸音処理を施すことによりその状態が得られ
る。 また、この発明ではマイクロホンで収音した音を信号
処理し、再びスピーカにより再生するため、ハウリング
現象を起こさないように注意することが必要である。そ
のためのスピーカおよびマイクロホン配置については、
後述する実施例で述べる。 ところで、ホール等での反射音は実際には2〜3秒程
度続くのが普通であり、これをすべて反射音パラメータ
により生成するとすれば、その長さ分演奏音のデータを
メモリに蓄えておかなければならないことになり、場合
によってはメモリ容量が膨大なものになってしまう。か
といって、初期反射部分(一般のホールでは数百ミリ
秒)しか生成しないのでは、急に音が途切れてしまい、
ホール等の雰囲気を十分に出すことはできない。 そこで、くし形フィルタやオールパスフィルタ等単純
なくり返し(フィードバック)ループで構成される残響
付加装置を利用して、反射音の中期〜後期部分を生成す
れば、少ないメモリ容量で長い反射音を得ることができ
る。実際のホール等における反射は、初期部分では充分
明確に反射音として認識できるが、後にいくほど反射音
は多数出現してくるので、段々と混沌としてきて、1本
1本が不明確になる。別の言い方をすれば、後の混沌と
した反射音集合体は拡散音であり、統計的量であるか
ら、それを再現するにはその量を制御するのみで足り、
くし形フィルタやオールパスフィルタ等の単純なくり返
し形の残響付加装置で十分である。 第1図は、以上の原理を利用したこの発明の収音再生
制御装置を概念図で示したものである。ここでは、再現
しようとするホール(例えばカーネギーホール)等の
「反射音データ」として、その仮想音源分布に基づき、
反射音の到来方向、遅れ時間(距離に対応)および振幅
レベルを求め、これらの反射音データとシミュレートに
利用するスピーカ配置とから、反射音をシミュレートす
るために各スピーカから出力すべき反射音の遅れ時間と
振幅レベルを「反射音パラメータ」として各スピーカご
とに求め、これら反射音パラメータをコントロールファ
クタ42として、プロセッサ46により、各仮想音源におけ
るソース(マイクロホンで収音した演奏音)44の反射音
をシミュレートするために各スピーカで再生すべき反射
音信号を生成し、これらスピーカごとに生成された反射
音信号をアンプ48,50,52,54を介してスピーカ56,58,60,
62に供給することにより、各仮想音源からの反射音をシ
ミュレートしている。 〔実施例1〕 第19図は、この発明の一実施例を示したものである。
部屋80は吸音処理を施して、デッドな特性とする。部屋
80の四隅には、演奏者88の方向に向けてスピーカ56,58,
60,62が配置されている。また、部屋80の中には、5本
のマイクロホン81,82,83,84,85が配置されている。マイ
クロホン81は楽器90に向けて配置され、マイクロホン82
〜85はスピーカ56,58,60,62の中間位置にそれぞれ配置
されている。ちなみに、マイクロホン81は楽器音自身を
収音し、マイクロホン82,83,84,85は楽器の方向性(楽
器がどの方向を向いているか)をも考慮した音の吸音を
行なっている。なお、マイクロホンの本数は1〜9本程
度が実用的である。 演奏者88が楽器90を演奏すると、その音はマイクロホ
ン81〜85で収音され、これらの収音信号はマイクロホン
ヘッドアップを内蔵したマイクミキシング回路92でミキ
シングされる。そして、プロセッサ46で反射音パラメー
タに基づいて反射音が生成される。これら生成された反
射音は4チャンネルアンプ72(第1図のアンプ48,50,5
2,54を合わせたもの)を介して、各スピーカ56,58,60,6
2から発せられることにより、演奏者88はあたかもその
ホールに自らいて演奏しているような雰囲気を味わうこ
とができる。反射音パラメータは、演奏者88がその演奏
位置において、リモートコントローラ76の操作により、
調整可能である。 第19図におけるプロセッサ46の具体例を第20図に示
す。第20図において、マイクロホン81〜85で収音された
演奏信号はマイクミキシング回路100でミキシングさ
れ、入力ボリウム102でレベル調整される。そして、ロ
ーパスフィルタ(A/D変換の際の折り返し防止用)およ
びサンプル・ホールド回路104を介して、A/D変換器106
でA/D変換される。そして更に、反射音に周波数特性を
付与するために、各チャンネルごとにディジタルフィル
タ108,110,112,114に通される。 ディジタルフィルタ108,110,112,114から出力された
演奏信号は、各チャンネルの反射音生成回路116,118,12
0,122に入力される。反射音生成回路116,118,120,122で
は、マイクロコンピュータ124の指令により、メモリ126
に記憶されている各チャンネルの反射音パラメータ(遅
れ時間データとゲインデータ)に基づき、各チャンネル
ごとに演奏信号の反射音信号をそれぞれ生成する。生成
されたこれらの反射音信号は、D/A変換器124において時
分割多重的にD/A変換される。D/A変換器124の出力信号
は、各チャンネルごとに時分割して振り分けられて、サ
ンプル・ホールド回路およびローパスフィルタ126,128,
130,132を介してそれぞれ、平滑され、アナログ信号に
戻される。そして、出力ボリウム134,136,138,140およ
びパワーアンプ48,50,52,54を介して各チャンネルスピ
ーカ56,58,60,62にそれぞれ供給される。これにより、
各チャンネルスピーカ56,58,60,62からは、各対応する
方向の仮想音源からの演奏の反射音が発生され、その仮
想音源の分布で特定されるホール等の音響空間が再現さ
れる。 なお、メモリ(ROM)126にはホール等各種音響空間の
反射音パラメータおよびディジタルフィルタ108,110,11
2,114の周波数特性のパラメータが各チャンネルごとに
記憶されており、ワイヤレスリモコン76の操作に基づ
き、リモコンセンサインターフェイス142を介して、マ
イクロコンピュータ124の指令によりそのいずれかのホ
ールのパラメータが読み出される。 読み出された周波数特性のパラメータはRAMに一旦転
送され、このRAMに保持されたパラメータに基づきディ
ジタルフィルタ108,110,112,114の周波数特性が制御さ
れる。RAMに保持された周波特性のパラメータは、ワイ
ヤレスリモコン76の操作により好みに応じて調整が可能
である。 また、読み出された各チャンネルの反射音パラメータ
(遅延時間ディジタルおよびゲインデータ)は、各チャ
ンネルの反射音生成回路116,118,120,122内に設けられ
たRAM(後述する第23図のパラメータメモリ160)に一旦
転送され、このRAMに保持された反射音パラメータに基
づき、反射音生成回路116,118,120,122で各チャンネル
ごとに演奏信号の反射音が生成される。RAMに保持され
た反射音パラメータは、ワイヤレスリモコン76の操作に
より微調整が可能であり、これにより残響感を自分の好
みに応じて変更することができる。 ところで、反射音生成回路116,118,120,122は、それ
らの入力信号(演奏信号)を遅延した信号の重ね合せ
(たたみ込み演算)により反射音信号を生成することが
できる。このたたみ込み演算による反射音生成について
以下説明する。 たたみ込み演算による反射音生成は、前記第18図に示
した各チャンネルの反射音パラメータ列に基づき、演奏
信号から種々の時間遅れと振幅レベルを持つ信号を作
り、それらを重ね合せるものである。すなわち、1つの
チャンネルについて説明すると、そのチャンネルで利用
すべき反射音パラメータ列が、第21図に示すように演算
信号(直接音)を基準として、遅れ時間τ(i=1,2,
…,n)とゲイン(振幅レベル)giのパラメータの組み合
せで構成されているとすると、第22図に示すように、マ
ルチタップを有するディレイメモリ163を用いて、遅れ
時間τに対応する各タップからそれぞれ遅延信号を取
り出して、振幅調整器152−1乃至152−nでゲインgi
それぞれ付与して、加算器153で合成する。これによ
り、加算器153からは、 なる反射音信号が出力される。 第22図の反射音生成回路116(118,120,122も同じ)の
具体例を第23図に示す。 なお、ディレイメモリ163の構成については、アナロ
グ信号の場合はBBDやCCD等の電荷転送素子を用いたも
の、ディジタル信号の場合はシフトレジスタあるいはRA
Mを用いてプログラム制御したディジタルメモリ等を用
いることができるが、以下の実施例では構成的に自由度
が大きく、パラメータ(遅延時間およびゲイン)の設
定、変更が容易なRAMを用いた場合について説明する。 第23図において、パラメータメモリ(RAM)160は、ワ
イヤレスリモコン76の操作によりメモリROM126(第20
図)から読み出された反射音パラメータのうち、該当す
るチャンネル(反射音生成回路116であれば前方チャン
ネル)の反射音パラメータを各アドレスに記憶する。記
憶された反射音パラメータを下表に示す。 なお、この表でτは入力信号の1サンプリング周期
を示すものである。したがって遅延時間データτ10,
τ20,…(整数値)は、遅延時間τ12,…に対応す
るサンプルの位置を(すなわちいくつ前のサンプルか
を)示すものとなる。 データメモリ(デイレイメモリ)163はRAMで構成さ
れ、前記ディジタルフィルタ108,110,112,114(第20
図)から出力されるディジタル化された演奏信号が順次
書込まれるとともに、パラメータメモリに記憶された遅
延時間データ τ1010,…に対応した位置の遅延データが読み
出される。 カウンタ164はデータメモリ163において書込みを行な
う現アドレスを指示するもので、入力信号の1サンプル
周期ごとにインクリメントされていく。 カウンタ165はパラメータメモリの読出しアドレスを
指定するもので、入力信号の1サンプル周期内で0から
nまでカウントアップして遅延時間データおよびゲイン
データの各パラメータを読出す。 マルチプレクサ166はパラメータメモリ160に加えるア
ドレス指令をパラメータコントローラ162からの書込み
アドレスあるいはカウンタ165からの読出しアドレスの
いずれかに切替えるものである。 引算器167はカウンタ164からの現アドレスとパラメー
タメモリ160からの遅延時間データを引算した値をデー
タメモリ163のアドレス指令として出力するものであ
る。データメモリ163は、パラメータメモリ160の読出し
アドレスが0のとき(すなわち遅延時間データ、ゲイン
データとも0が読出されているとき)は書込みモードに
切替えられるため、このとき引算器167の出力(すなわ
ちカウンタ164からの現アドレス)は書込みアドレス指
令としてデータメモリ163に加わる。また、データメモ
リ163は、パラメータメモリ160の読出しアドレスが0以
外のときは読出しモードに切替えられるため、このとき
引算器167の出力(すなわち現アドレスに対して遅延時
間データに相当する距離離れたアドレス)は読出しアド
レス指令としてデータメモリ163に加わる。 乗算器168はデータメモリ163から読出された遅延信号
にそのときパラメータメモリ160から読出されている対
応するゲインデータを付与するものである。 アキュムレータ169は乗算器168から出力される遅延信
号をレジスタ175と加算器170で累算(たたみ込み演算)
して、前記第(3)式に示した反射音信号を作成するも
のである。アキュムレータ169で作成された反射音信号
はその後D/A変換器124(第20図)でD/A変換されて出力
される。なお、アンド回路171は、反射音信号が作成さ
れるごとに信号C3によりそれまでの累算データを遮断し
て、累算値を0にリセットするものである。 タイミングコントローラ172は上記の各回路を動作さ
せるための各タイミング信号C1〜C5を作成するためのも
のである。 次に第23図の装置の動作について説明する。 (1)反射音パラメータの設定 はじめに、ワイヤレスリモコン76の操作により、再現
しようとするホールを選択する。これにより、メモリ12
6(第20図)からは該当するホールの反射音パラメータ
τ〜τn,g1〜gnが読み出され、パラメータメモリ160
に書き込まれる。書き込まれた反射音パラメータτ
τn,g1〜gnは、ワイヤレスリモコン76の操作により調整
が可能である。 この書込みおよび調整を行なうときは、パラメータメ
モリ160は書込みモードに切替えられ、マルチプレクサ1
66はパラメータアドレス166側に切替えられている。 (2)残響信号の作成 パラメータの設定が終わったら、パラメータメモリ16
0を読み出しモードに切替え、マルチプレクサ166をカウ
ンタ165側に切替え、データメモリ163に入力信号(マイ
クロホンの収音信号)を供給して反射音信号の作成を行
なう。 反射音信号の作成は入力信号の1サンプリング周期を
1単位として、その中でデータメモリ163への入力信
号の書込みデータメモリ163から設定された各遅延時
間τ〜τに対応した遅延信号の読み出し読み出さ
れた各遅延信号に対する重み付け(g1〜gn)累算を行
なって反射音信号を作成する。各々の行程について第24
図のタイムチャートを参照して説明する。 データメモリ163への入力信号の書込み クロックC1の立上りでクロックC4がローレベルとなっ
てカウンタ165はクリアされる。したがって、パラメー
タメモリ160はアドレス0が指定され、遅延時間デー
タ、ゲインデータとも「0」が読み出される。そして、
次のクロックC5の立上りでクロックC2も立上りデータメ
モリ163は書込み状態となる。このとき、パラメータメ
モリ160からの遅延時間データは上述のように「0」で
あるから、引算器167の出力はカウンタ164の出力そのも
のであり、データメモリ163におけるこのカウンタ164の
出力の示すアドレスに入力信号が書込まれる。 データメモリ163からの遅延信号の読出し データメモリ163への書込みが終了すると、データメ
モリ163は読み出しモードとなる。クロックC5は1サン
プリング周期内に前記の書込みの1回と、読み出しのn
回の合わせてn+1回立上る。カウンタ165はこのクロ
ックC5をカウントして、そのカウント値をパラメータメ
モリ160に加えて遅延時間データとゲインデータの各パ
ラメータτ〜τn,g1〜gNを読み出す。例えば、カウン
タ165のカウンタ値が「1」のときは、パラメータメモ
リ160のアドレス1から遅延時間データτ1および
ゲインデータg1が読み出される。更に、順次アドレス2
からτ2とg2,…アドレスnからτnとgnがそ
れぞれ読み出される。 パラメータメモリ160から読み出された遅延時間パラ
メータは引算器167でカウンタ164のカウント値と比算さ
れ、引算器167からはカウンタ164のカウント値すなわち
現アドレスを基準として遅延時間データの示す距離だけ
手前のアドレスが出力され、データメモリ163から対応
するアドレスに記憶されている遅延信号X1〜Xnが読み出
される。 重み付け データメモリ163から読み出された遅延信号は、乗算
器168において、パラメータメモリ160から読み出された
各対応するゲインデータg1〜gnを付与される。 累 算 反射音信号は、カウンタ165のカウント値が「1」か
ら「n」まで変化する間に乗算器168から出力されるデ
ータg1・x1〜gn・xnを累算して得られる。この累算を行
なうため、アキュムレータ169は、カウンタ165のカウン
ト値が「1」のときクロックC3が立下がって、前の累算
値がリセットされる。すなわち、カウンタ165が「1」
のときアンド回路171はオフとなって、加算器170の出力
は乗算器168の出力g1・x1のみの値となりレジスタ175に
保持される。次のクロックC5のタイミングでレジスタ17
5はg1・x1を出力し、加算器170で次のデータg2・x2に加
算されて、レジスタ175の値が書き替えられる…という
具合に順次加算(累算)をくり返し、n項加算して が得られたところで、この値を反射音信号として出力す
る。 以上の動作によって、入力信号(演奏信号)のサンプ
リング周期ごとにその反射音信号が生成される。なお、
上記の説明では複数チャンネルある反射音信号のうち1
つのチャンネルについてのみ示したが、他のチャンネル
の反射音信号も同様の構成で生成することができる。 ところで、メモリ(ROM)126(第20図)からパラメー
タメモリ(RAM)160(第23図)に或るホールの反射音パ
ラメータを読み出した後、これをワイヤレスリモコン76
で調整することによって、反射特性を変更することがで
きる。調整の内容としては、例えば次のものがある。 第25図は、前記第18図に示した各チャンネルの反射音
パラメータのうち、スピーカ1,2のものについて遅延時
間の値に係数を掛けて、相対的に遅延時間を拡大または
縮少したものである。これは、再現しようとするホール
の広さ(SIZE)を可変することに相当し、大きな係数
(>1)を掛けて遅延時間を長くすればホールが広がっ
た感じがし、小さな係数(<1)を掛けて遅延時間を短
くすればホールが狭くなった感じがする。 このようにして、ホールの広がり感を0.0〜3.0倍程度
(メモリ容量の増加により、任意の倍数まで可能であ
る。)調整することができる。 第26図は、反射音パラメータ列のゲイン(反射音の振
幅レジスタ相当)の傾斜を可変したものであり、これに
よりライブ感(LIVENESS)が可変される。すなわち、ゲ
インの傾斜を急峻にすればデッドな特性となり、ゆるや
かにすればライブな特性となる。これは、遅れ時間の大
きい反射音ほどレジスタを大きくまたは小さくしていく
ことにより実現される。また、反射音パラメータ列の遅
延時間ゲインあるいはこれら双方を周期的に変化させる
こともできる。例えば、正弦波状低周波信号で各パラメ
ータ値を揺さぶってやると、再現される音響空間は聴感
上空間的明瞭度がぼやけてくる(DIFFUSION)感じとな
り、特殊な音響効果を得ることも可能となる。 ここでスピーカとマイクロホンの他の配置例について
説明する。 第27図の配置 第27図は、スピーカ4個、マイクロホン4個の配置列
である。すなわち、スピーカ56,58,60,62は部屋80の天
井の四隅に配置され、マイクロホン82,83,84,85は天井
の各スピーカ56,58,60,62の中間位置にそれぞれ配置さ
れている。各マイクロホン82,83,84,85は隣接するスピ
ーカ56,58,60,62から等距離の離れた位置にあるので、
ハウリングは起きにくくなっている。また、マイクロホ
ン82,83,84,85は天井壁面に取り付けた状態とし、マイ
クロホン入力の周波数特性が平坦になるように配置され
ている。 第28図の配置 第28図は、マイクロホン82,83,84,85を部屋80の床部
四隅に配置したものである。この配置では、マイク収音
点の音圧が、全周波数帯域に亘って最も大きく、周波数
特性が平坦である。また、スピーカ56,58,60,62からの
直接の音の放射の影響は少なく、ハウリングマージンも
大きい。 第29図の配置 第29図は、4本の指向性マイクロホン82,83,84,85を
天井四隅付近において楽器音源方向(部屋80の中央方
向)に向けて配置したものである。マイクロホン82,83,
84,85は、スピーカ56,58,60,62の放射軸線に近い位置に
配置されているが、指向性が強く、かつスピーカ56,58,
60,62を背にしているので、スピーカ56,58,60,62からの
音は収音せず、ハウリングマージンが格段に増大する。 〔実施例2〕 第30図の実施例は、マイクロホン82,83,84,85の収音
信号を個々に信号処理したものである。すなわち、各マ
イクロホン82,83,84,85の収音信号は、入力ボリウム140
〜143、ローパスフィルタおよびサンプルホールド回路1
44〜147を介してA/D変換器148〜151でA/D変換される。A
/D変換された各チャンネルの信号は、ディジタルフィル
タ108,110,112,114にそれぞれ入力され、以後前記第20
図の実施例と同様にして反射音が生成される。このよう
にすると、各マイク収音信号が独立であるので、室内で
楽器の方向感等もコントロールすることができる。時に
指向性がある音源に対しては、演奏する位置において、
より自然なホール感を再現することができる。 なお、この場合、スピーカおよびマイクロホンの配置
として、前記第29図の配置を用いれば、各スピーカ方向
上で収音し、そのスピーカから再生するため、音の指向
特性の信号処理が容易になる。 〔実施例3〕 ところで、この発明の反射音パラメータによる反射音
生成では、ホール等の反射音を忠実に再現しようとする
と、反射音の持続時間に応じたメモリ容量を必要とする
ので、長い残響時間を得ようとすると、メモリ容量が膨
大なものになってしまう。 第31図の実施例はこの問題を解決して、少ないメモリ
容量で長い残響時間が得られるようにしたものである。
すなわち、初期反射音は前述した反射音パラメータによ
る反射音生成過程で1本1本個別に生成し、ほとんど拡
散化してきてしまう中期〜後期反射音についてはくし形
フィルタやオールパスフィルタ等単純なくり返しループ
で構成できる残響付加装置を利用して残響音生成過程で
生成するようにしている。 第31図において、反射音生成回路116,118,120,122は
前記第20図や第30図の各実施例において用いたものと同
様に構成され、各チャンネル入力信号からその初期反射
音を生成する。また、残響音生成回路186,188,190,192
はくし形フィルタやオールパスフィルタ等で構成され、
各チャンネル入力信号または反射音生成回路116,118,12
0,122の出力信号からその中期〜後期反射音を生成す
る。これら反射音生成回路116,118,120,122および残響
音生成回路186,188,190,192の出力信号は、各チャンネ
ルごとに合成され、前記実施例と同様の信号処理を経
て、各スピーカ56,58,60,62に供給される。 第31図の実施例で得られる反射音特性(インパルスを
入力した場合の1つ1つのチャンネルの出力信号)の一
例を第32図に示す。初期反射音部分は反射音生成回路11
6(118,120,122)で得られ、中期〜後期反射部分は残響
音生成回路186(188,190,192)で得られている。 なお、反射音生成回路116,118,120,122のメモリ容量
が許せば、反射音生成回路116,118,120,122で初期〜中
期反射部分を受け持ち、残響音生成回路186,188,190,19
2で後期反射部分を受け持つようにすることもできる。 また、反射音生成回路116,118,120,122の受持領域と
残響音生成回路186,188,190,192の受持領域を完全に分
断する必要はなく、つなぎの部分でオーバーラップさせ
るようにしてもよい。 反射音生成回路116(118,120,122と残響音生成回路18
6(188,190,192)の具体例を第33図に示す。 反射音生成回路116は、前記第22図に示したものと同
様に構成されるもので、マルチタイプを有するディレイ
メモリ163を用いて、遅れ時間τiに対応する各タップ
からそれぞれ遅延信号を取り出して、振幅調整器152−
1乃至152−nでゲインgiをそれぞれ付与して、加算器1
53で合成する。これにより、加算器153からは、なる反射音信号が出力される。 ディレイメモリ163には、遅れ時間τnより長い遅れ
時間τxに対応するタップが設けられ、このタップから
の遅延信号が振幅調整器152−Xでゲインgxを付与され
て、残響音生成回路186に入力されている。 残響音生成回路186はオールパスフィルタで構成され
ている。すなわち、残響音生成回路186は、入力信号を
加算器194を介して遅延回路196に入力し、遅延回路196
の出力をアンプ198(ゲイン1−g2)を介して加算器194
に帰還している。加算器194の出力はアンプ200(ゲイン
−g)を介して加算器202で遅延回路196の出力と加算さ
れる。このようにして、加算器194からは残響信号が出
力される。 反射音生成回路116から出力される反射音信号を残響
音生成回路186から出力される残響音信号は加算器204で
加算されて出力される。反射音生成回路116からは遅れ
時間がτ1〜τnまでの反射音が出力され、残響音生成
回路186からは遅れ時間がτnよりも遅いτx以後の残
響音が出力されるので、加算器204からは両者をつない
だ一連の長い反射信号が出力される。 第34図は、第31図の実施例において反射の持続時間を
拡大して(第32図の場合に比べて約2倍にしてい
る。)、ホールの広さ(SIZE)を拡大した印象が得られ
るようにしたものである。これは、反射音生成回路116,
118,120,122における遅延時間のパラメータおよび残響
音生成回路186,188,190,192における遅延時間のパラメ
ータに係数(≒2)を掛けることにより得られる。 〔実施例4〕 第35図の実施例は、各チャンネルごとに反射音を生成
する以前に残響音をまとめて付与するようにしたもので
ある。 すなわち、ミキシングされたマイク収音信号は、A/D
変換器106でA/D変換された後残響音生成回路210でまと
めて残響音が付与されて、その後ディジタルフィルタ10
8,110,112,114を介して、反射音生成回路116,118,120,1
22に入力されて、各チャンネルごとに反射音が生成され
る。このような構成によれば各チャンネルごとに残響音
生成回路を用意しなくてすむので、構成が簡略化され
る。 〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、演奏位置の
全周囲を取り囲むように少くとも4個以上のスピーカ再
生手段を配置し、また演奏音を収音するマイク収音手段
を配置し、ホール等の反射音データをそのホール等の仮
想音源分布等から求め、この反射音データにおける反射
音の到来方向のデータとシミュレートに利用する前記ス
ピーカ再生手段の配置とから、各これらスピーカ再生手
段で発すべき多数の反射音のパラメータを求め、この反
射音パラメータに基づいて、前記マイク収音手段で収音
された信号の多数の反射音をそれぞれ作成して、対応す
る方向のスピーカ再生手段から発するようにしたので、
限られた数のスピーカ再生手段で反射音1本1本につい
て実音場の反射音到来方向と同等の方向性を付与でき、
もって演奏位置では全周囲にわたって反射音場が実現さ
れる。したがって、スピーカ再生手段およびマイクロホ
ンが配置された部屋や試弾室等において、実際のホール
等にいるような雰囲気で楽器演奏や歌唱を楽しみあるい
は練習することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial applications]   This invention can be used in a general room
Performing in a large hall etc. (instrumental performance, singing, etc.)
Sound pickup that can create the atmosphere that you are doing
It relates to a raw control device. [Conventional technology]   Playing instruments such as piano and flute in an ordinary room
When performing a song or singing, it is as if the player himself
I feel like playing in a big hall
Can make the performance even more enjoyable
it can. Professional musicians practice in the test room, etc.
Even if you are in a real hall
(Including the tone) if you can play
You can practice effectively according to the actual performance.   Conventionally, with a device that adds the feeling of a hall or a feeling of expansion
Reverberator, karaoke system, surround
Processors and the like have been proposed. These are shown in FIG.
Source (instrument sounds and singing sounds) 12
Suitable for original sound with processor 14 as troll factor 10
Perform signal processing such as adding reverberation, and
Then, the power is supplied to the speakers 20 and 22.   However, these only add artificial reverberation.
And natural reflections in acoustic spaces such as halls
It is completely different from the
I couldn't get the atmosphere right. [Problems to be solved by the invention]   The present invention solves the problems of the conventional technology.
In a real room, such as a normal room or test room
Sound pickup reproduction control device that can give the atmosphere of playing
It is intended to provide. [Means for solving the problem]   This invention is arranged so as to surround the entire circumference of the playing position
At least four or more speaker reproducing means,
Microphone sound pickup means to pick up sound and reflection in acoustic space
The arrival of each reflected sound determined for each virtual sound source position of the sound
To reflected sound data consisting of incoming direction, delay time and amplitude level
Based on the performance position using each of the speaker reproducing means.
Around the acoustic space or a similar model space
To reproduce a large number of reflections at
Of the sound reproducing means and each of the reflected sound data
Each of the speaker reproducing means, which is obtained from the direction data,
Impulse consisting of delay time and gain of reflected sound to be performed
The response characteristic is determined by the reflected sound parameter of each speaker
Parameter storage means for storing each of the
Based on each reflected sound parameter stored in the meter storage means,
Convolution operation on the sound pickup signal of the microphone sound pickup means
By doing so, a large number of
Each of the speakers generates a reflected sound, and
Reflected sound supplied to the corresponding position of the raw means
Generating means, wherein the acoustic space or
When performing in a similar model space,
The state of generation of a large number of reflected sounds generated by the
The feature is that it can be reproduced almost equally including up to
Is what you do.   Note that “reflected sound data” here refers to the acoustic space
Data that constitutes the reflected sound in the
How the reflected sound comes from the virtual sound source distribution
Data such as direction, distance (= delay time) and amplitude level
is there.   The “reflected sound parameter” refers to the reflected sound data.
Place the reflected sound around the playing position in the room.
Each speaker to simulate multiple speakers.
Parameter to generate the reflected sound to be emitted from
Specifically, these are parameters of delay time and gain.
This reflected sound parameter is set to the reflected sound data and the performance position.
It is determined by the relationship between the position of the speaker and the like. [Action]   According to the solution of the present invention, an actual hole or the like
Simulate the reflected sound of the performance based on the reflected sound data
The atmosphere where the performer is playing in the hall etc.
You can taste. [Principle of the invention]   In the present invention, the direction of arrival of the reflected sound as reflected sound data,
Delay time, amplitude level, etc. are used. These reflected sounds
Data is a virtual sound source in an acoustic space such as a hall
It can be obtained from the distribution. Where the virtual sound source
Is viewed from a specific sound receiving point in an acoustic space such as a hall.
Effective reflected sound source. That is, the actual sound source (real
The sound source at the time. ) Is emitted as a direct sound
In addition to directly reaching the sound receiving point, the sound of walls, ceilings, floors, seats, etc.
Reflects at all reflective parts in space and reaches the sound receiving point
I do. In this case, at the sound receiving point, the reflected sound is
From the sound source that is on the extension of the line connecting the reflection points
This can be regarded as a sound
A virtual sound source at a point, that is, a virtual sound source
Can be.   Therefore, the acoustic space at a certain receiving point is
It can be grasped as the distribution of the virtual sound source at the sound point.
Reflected sound of performance from each virtual sound source even in ordinary rooms
Simulates the sound space,
When you experience the atmosphere of playing in that acoustic space
I can.   The position of the virtual sound source is determined by the direction and distance from the sound receiving point.
Simulate the reflected sound from the virtual sound source
The direct sound collected by the microphone to the virtual sound source.
From the direction, a time delay corresponding to the distance, and the reflected sound
What is necessary is just to emit with the volume according to an amplitude level. And this
For each virtual sound source in the acoustic space
If it is done, it will reproduce the state of playing in that acoustic space
Can be   As for how to find the virtual sound source, the hole to be reproduced
Measure and find impulse response in actual acoustic space
Calculated from the method and the shape of the acoustic space such as a hall
There is a method.   Method to obtain by measurement   The former method is called the so-called four-point method.
There are things that can go wrong. These are the four closest points in the acoustic space
Using the time difference of the impulse response of
The coordinates of the virtual sound source are obtained.   The impulse response is simultaneous from the real sound source and the virtual sound source.
Considered to be a pick-up signal at the receiving point when the pulse was emitted
In the early part of the response, reflected sounds are individually identified without overlapping
Since it can be used, the distribution of the virtual sound source is obtained by using this.   The measurement by the four-point method was performed as shown in FIG.
The impulse response of the sound source 26 in the acoustic space 24
The measurement is made at the four touched sound receiving points o, x, y, and z. These sounds
The necessary condition is that the points o, x, y, z are not on one plane,
In order to facilitate the subsequent processing, as shown in FIG.
The other three sound receiving points x, y,
Arrange so that z forms rectangular coordinates. Distance from origin o
The separation is equal to d.   Take a simple experiment with one reflector installed in an anechoic chamber as an example.
I will tell.   Microphone MIC at each sound receiving point o, x, y, zo, MICx, MIC
y, MICz, Are as shown in FIG. this is,
Direct sound from each microphone MICo, MICx, MICy, MICzEach
Time too, txo, tyo, tzoIncident on, reflected sound from reflector
Is to1, tx1, ty1, tz1This indicates that the light has entered.   FIG. 6 schematically shows the process of the reflected sound.
You. The sound source 26 is in the direction of the y-axis when viewed from the sound receiving points o, x, y, and z
So the direct sound is first the microphone MICyIncident on the
Icrophone MICo, MICx, MICzAt almost the same time. this
Therefore, as shown in FIG. tyo<Too≒ txo≒ tzo Holds for direct sound, and for reflected sound, ty1<To1≒ tz1<Tx1 Holds.   Distance ro from each sound receiving point o, x, y, z to the virtual sound source 26 '1, r
x1, ry1, rz1Is given by the following equation, where v is the sound speed. ro1= v ・ to1 rx1= Vtx1 ry1= V · ty1 rz1= V.tz1   Set the coordinates of any virtual sound source to (xn, Yn, Zn), That virtual sound source
From the distance to each receiving point o, x, y, zn, rxn, r
yn, rznAs the center of each sound receiving point o, x, y, z
The equation of a sphere with on the surface is XnTwo+ YnTwo+ ZnTwo= Ron Two (Xnd)2+ YnTwo+ ZnTwo= Rxn Two XnTwo+ (Yn-d)2+ ZnTwo= Ryn Two XnTwo+ YnTwo+ (Zn-d)2= Rzn Two Becomes Solving this equation gives Becomes   As described above, the position of the virtual sound source corresponding to each reflected sound
The target can be determined.   In general, the impulse response is not as simple as in FIG.
It has a complex shape with many reflections. specific
Reflected sound creates peaks and impulse responses at each receiving point
To select from, use the cross-correlation of a short section. sand
In other words, microphone MICoSection with the output of
The section where the number of relations becomes largex, MIC
y, MICzThe output time of the reflected sound to
n, txn, tyn, tznTo determine.   The virtual sound source distribution of a certain hall by the above-described four-point method
7 to 9 show an example of the measurement. FIG. 7 shows X-
FIG. 8 shows a projection on a Y plane (horizontal plane), and FIG.
FIG. 9 is a projection view on the XZ plane. O in the figure
The loudness represents the level of the reflected sound, such as the microphone
Lohon MICoIs representatively measured.   How to calculate virtual sound source by calculation   As a method to obtain virtual sound sources by calculation instead of measurement
Is a mirror image method. This is as shown in FIG.
The sound is emitted from the real sound source 27, and the sound is received at the receiving point 28.
When receiving, the reflected sound on the wall 24 is placed in the virtual image position
This is considered to be virtually emitted from a certain sound source 30, and
The virtual sound source 30 according to the wall shape of the acoustic sky
Things.   An example of finding the virtual sound source distribution of a certain hall by the mirror image method
Are shown in FIGS. 11 and 12. FIG. 11 shows an XY plane (horizontal).
FIG. 12 is a projection on the YZ plane.
You. In the case of the mirror image method, the amplitude level
Set each according to the distance to the source.   Measured or calculated as described above
The performance from each virtual sound source is based on the virtual sound source distribution data.
When simulating the reflected sound of a performance in a room,
Microphones to collect performances.
Sound, and the collected signal is sent to an appropriate speaker (virtual sound source).
Appropriate time delay (corresponding to direction) (distance to virtual sound source)
And appropriate volume (corresponding to the amplitude level of the reflected sound)
Simulates the reflected sound of the performance by emitting
be able to.   In this case, the performance position in the room and each speaker
Depending on the position, the direction, distance, and level of the reflected sound
Position of the speaker relative to the playing position
(Direction and distance if necessary)
How much sound and delay time from the speaker in the direction reflected sound
Is calculated.   Also, speakers should ideally be in the direction of all virtual sound sources.
Need to be placed in But to do that,
At least the upper hemisphere of the room around the playing position without leakage
It means that speakers must be placed,
is there. Economically, the limit is about 4 to 10 pieces.
Loudspeakers around the room, and
The virtual sound source included in each area is determined by defining the allocation area of the peaker
Simulate the reflected sound of the
Try to rate. According to this method, adjacent switches
Any reflections from the virtual sound source in the middle of the peaker
Strictly because it is emitted on behalf of one simulation
In other words, it is necessary to accurately simulate the direction of a virtual sound source.
It does not mean that if the number of speakers is large enough,
There is no problem in practical use, and the ability to determine the direction of human hearing is limited
Given that, this is enough.   Alternatively, a virtual sound source in the middle between adjacent speakers
If you need to accurately simulate the direction,
The volume distribution between these speakers makes it feasible
is there.   Thus, the reflection from the virtual sound source in the middle of the speaker
Simulate the sound on behalf of any one speaker
And simulation by volume distribution between speakers.
Volume to be emitted from each speaker when
The delay time is described below.   When simulating on behalf of one speaker   FIG. 13 shows eight speakers SP1 to SP around the playing position 34.
P8 is arranged. Here, the acoustic space is adjacent
Line between the center position of the speaker and the playing position 34
Then, it is divided into eight regions d1 to d8 on the horizontal plane. Each area d1 ~
P is the reflected sound at d8MnThen, at performance position 34,
Shooting sound PMnSound P of each speaker SP1 to SP8 required to obtainMn
(M = 1 to 8) is represented by the following equation.  However NM (M = 1 to 8): Number of virtual sound sources in each area d1 to d8 (=
Number of reflections) U: Unit function t: time τn: Delay time of reflected sound   Simulate by volume distribution between adjacent speakers
If you want to   As shown in FIG. 14, for example, four
Speakers SP1 to SP4 are arranged, performance position 38 and each speaker SP
Divide into four quadrants n, m, l, and k by the line connecting 1 to SP4.
Virtual sound sources in the left and right quadrants of each of the players SP1 to SP4
Simulate their reflected sound. That is, the speaker SP
4, simulate the reflected sound in quadrant n with the volume ratio of SP1,
Simulate the reflected sound in quadrant m with the volume ratio of speakers SP1 and SP2.
Rate and the reflection in quadrant l with the volume ratio of speakers SP2 and SP3
Simulates sound and quadrants with the volume ratio of speakers SP3 and SP4
Simulate the reflected sound in k. Simulate each reflected sound
Playback sound P of each speaker SP1 to SP4 necessary forMs(M
= 1 to 4) are as follows.   However, Pn, Pm, Pl, Pk: Reflected sound level τn, Τm, τl, τk: Delay time of reflected sound θn, θm, τl, τk: Reflected sound on XY plane (horizontal plane)
Direction angle θ1, θTwo, θThree, θFour: Speakers SP1 to SP4 on XY plane
Direction angle τMn, τMm, τMl, τMk: Delay time of each speaker playback sound. ±
Is a correction based on the distance between the performers' ears.
Then we assume the case of 15cm. Nl, Ml, Ll, Kl: Number of virtual sound sources in each quadrant n, m, l, k t: time U: Unit function   In the above formula, the virtual sound in the middle of adjacent speakers
To simulate the direction of the reflected sound from the source
When the signal distribution between them is the COS function shown in Fig. 15,
The linear function shown in Fig. 16 or Fig. 17
Speaker function such as log function shown in Fig. Or speaker characteristics
Use the one that can approximate the reflection direction the most according to
I do.   By the signal distribution described above, the speaker arrangement shown in FIG.
To simulate reflected sounds from all directions
Can be   When performing in an actual hall or the like, the performer
Listening to reflected sound while playing at that position
Therefore, both the sound source and the receiving point
If you set the virtual sound source distribution on the
Using reflected sound parameters of each speaker based on source distribution
By generating reflected sounds, the performer in a normal room
Performing in an atmosphere on a stage such as a hall
it can. Also, not limited to this, the sound source and the receiving point can be variously changed.
The reflected sound parameters based on the virtual sound source distribution
By doing so, you can enjoy performances of various tastes.   In the room, between the speaker and the playing position
Since there is a distance and a time difference occurs, it is emitted from a virtual sound source
This time delay is used to more accurately simulate reflections.
The playback sound from each speaker, taking this into account
To do.   FIG. 18 shows a virtual sound source of a hall using the four-point method.
Of reflected sound data (direction of arrival, distance, amplitude level)
Based on this, the reflected sound was stained with the speaker arrangement shown in FIG.
Should be played from each speaker SP1 to SP4.
Signal PMn(M = 1 to 4) was obtained from the above equation (2).
Is the thing   This is the inverse of the signal output from each speaker SP1 to SP4.
Shows the sound structure and impulse in each speaker direction.
You may think of it as a response. Impulse response of neighboring speakers
The answers are interrelated, that is, these speaker methods
The reflected sound located in the distance is correctly
The amplitude level of both impulse responses so that
The delay has been calculated in advance.   Source signals (continuous signals such as record playback signals)
When generating reflected sound by using
For these sample values, these impulse responses are
(For gain and delay time)
Generated (based on the time the sample value was obtained
Count the delay time that generates the reflected sound, and add
Determine the level of each reflected sound with the level multiplied by the gain of
You. ), These reflections obtained for each sample value
If the columns are added to each other at each point in time,
Reflections in the direction are generated and these are
The player at the playing position 38 (Fig. 14)
Has its own virtual sound source distribution
You can enjoy the atmosphere of playing in the hall
You.   Reflected sound production based on reflected sound parameters of impulse response
As the synthesis processing, a method based on a convolution operation described later, etc.
Can be used.   In the present invention, the number of microphones is limited to one.
And a plurality can be used.   Also, pick up sound with the microphone as much as possible in the room.
Desirably, it is not affected by the properties. for that reason
Should have as little reflection as possible in the room itself.
The state can be obtained by performing appropriate sound absorption processing.
You.   Also, in the present invention, the sound picked up by the microphone is
Howling to process and play back through the speakers again
Care must be taken to avoid phenomena. So
For speaker and microphone arrangement for
This will be described in an embodiment described later.   By the way, the reflected sound at the hall etc. is actually about 2-3 seconds
And usually all this
If the sound data is generated by
If you have to store it in memory,
In some cases, the memory capacity becomes enormous. Or
However, the early reflection part (several hundred mm
Seconds), the sound is suddenly interrupted,
The atmosphere of a hall or the like cannot be sufficiently provided.   Therefore, simple filters such as comb filters and all-pass filters
Reverberation composed of repeating (feedback) loops
Use the additional device to generate the middle to late part of the reflected sound
A long reflection sound with a small memory capacity.
You. Reflection in actual halls etc. is sufficient in the initial part
Although it can be clearly recognized as a reflected sound, the later the reflected sound
Are appearing in large numbers, so they become increasingly chaotic,
One becomes unclear. In other words, after the chaos
Is the reflected sound aggregate diffused and statistical?
To reproduce it, you only need to control the amount,
Simple repetition of comb filters and all-pass filters
A reed-like reverberator is sufficient.   FIG. 1 shows the sound pickup reproduction of the present invention utilizing the above principle.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a control device. Here, the reproduction
At the hole (for example, Carnegie Hall)
As "reflected sound data", based on the virtual sound source distribution,
Direction of arrival of reflected sound, delay time (corresponding to distance) and amplitude
Calculate the level and simulate these reflected sound data and
Simulate the reflected sound from the speaker arrangement used
Delay time of the reflected sound to be output from each speaker in order to
The amplitude level is used as a “reflected sound parameter” for each speaker.
Control parameters for these reflected sound parameters.
Processor 42 as processor 42, for each virtual sound source
Source (the sound picked up by the microphone) 44 reflected sound
To be reproduced on each speaker to simulate
Generates sound signals and the reflections generated for each of these speakers
Sound signals are transmitted to the speakers 56, 58, 60, via the amplifiers 48, 50, 52, 54.
62 to reflect sound from each virtual sound source.
Is emulating. [Example 1]   FIG. 19 shows an embodiment of the present invention.
The room 80 is subjected to a sound absorbing process to have a dead characteristic. room
At the four corners of 80, speakers 56, 58,
60 and 62 are arranged. Also, there are five
Microphones 81, 82, 83, 84, 85 are arranged. My
The microphone 81 is positioned facing the instrument 90 and the microphone 82
~ 85 are located in the middle of the speakers 56, 58, 60, 62
Have been. By the way, the microphone 81
The microphones 82, 83, 84, and 85 are
Which direction the vessel is facing)
I do. The number of microphones is about 1 to 9
Degree is practical.   When the player 88 plays the instrument 90, the sound is
Microphones 81-85, and these collected signals are
Mixing with the microphone mixing circuit 92 with built-in head-up
Be singed. Then, the processor 46 sets the reflected sound parameter.
The reflected sound is generated based on the data. These generated anti
The shooting sound was a 4-channel amplifier 72 (amplifiers 48, 50, 5 in FIG. 1).
2,54), each speaker 56,58,60,6
By being emitted from 2, the player 88 is as if
Enjoy the atmosphere of playing in the hall yourself
Can be. The reflected sound parameter indicates that the player 88
In the position, by the operation of the remote controller 76,
Adjustable.   A specific example of the processor 46 in FIG. 19 is shown in FIG.
You. In FIG. 20, sound was picked up by microphones 81 to 85
The performance signal is mixed by the microphone mixing circuit 100.
The level is adjusted by the input volume 102. And b
-Pass filter (to prevent aliasing during A / D conversion) and
A / D converter 106 via sample and hold circuit 104
A / D conversion is performed. And furthermore, the frequency characteristics of the reflected sound
Digital filter for each channel.
, 108, 110, 112, 114.   Output from digital filters 108, 110, 112, 114
The performance signals are reflected sound generation circuits 116, 118, 12 of each channel.
0,122. In the reflected sound generation circuits 116, 118, 120, 122
The memory 126 is controlled by a command from the microcomputer 124.
Parameter for each channel stored in the
Time data and gain data)
Each time, a reflected sound signal of the performance signal is generated. Generate
These reflected sound signals are converted by the D / A converter 124
D / A conversion is performed in a division multiplex manner. Output signal of D / A converter 124
Are distributed in a time-division manner for each channel,
Sample and hold circuits and low-pass filters 126, 128,
Via 130 and 132 respectively
Will be returned. Output volume 134, 136, 138, 140 and
And channel power amplifiers 48, 50, 52, 54
, 56, 58, 60, and 62, respectively. This allows
From each channel speaker 56, 58, 60, 62, each corresponding
The reflected sound of the performance from the virtual sound source in the
Sound space such as a hall specified by the distribution of the thought sound source is reproduced
It is.   The memory (ROM) 126 has various acoustic spaces such as halls.
Reflected sound parameters and digital filters 108, 110, 11
2,114 frequency response parameters for each channel
Stored on the remote control
Through the remote control sensor interface 142.
Either of these
The parameters of the rule are read.   The read frequency characteristic parameters are temporarily transferred to RAM.
Sent to the RAM based on the parameters stored in this RAM.
The frequency characteristics of the digital filters 108, 110, 112, 114 are controlled.
It is. The frequency characteristics parameters stored in RAM
Can be adjusted to your preference by operating the remote control 76
It is.   Also, the reflected sound parameter of each channel read out
(Delay time digital and gain data)
Provided in the reflected sound generation circuits 116, 118, 120, 122
Once stored in RAM (parameter memory 160 in FIG. 23 described later).
Transferred and stored in the RAM based on the reflected sound parameters.
And the reflected sound generation circuits 116, 118, 120, 122
Each time, a reflected sound of the performance signal is generated. Stored in RAM
Reflected sound parameters can be used to operate the wireless remote control 76
More fine-tuning is possible, which allows you to reduce the reverberation
Can be changed according to   By the way, the reflected sound generation circuits 116, 118, 120, 122
Of delayed input signals (performance signals)
It is possible to generate a reflected sound signal by (convolution operation)
it can. About reflected sound generation by this convolution operation
This will be described below.   The reflection sound generation by the convolution operation is shown in FIG.
Performance based on the reflected sound parameter string of each channel
Create signals with various time delays and amplitude levels from signals
And superimpose them. That is, one
Describing a channel and using it
The reflected sound parameter sequence to be calculated is calculated as shown in FIG.
Delay time τ based on signal (direct sound)i(I = 1,2,
…, N) and gain (amplitude level) giCombination of parameters
As shown in FIG. 22, the
Using a delay memory 163 having a multi-tap,
Time τiThe delayed signal from each tap corresponding to
And gain g by the amplitude adjusters 152-1 through 152-n.iTo
Each of them is added and combined by the adder 153. This
From adder 153, Is output.   Of the reflected sound generation circuit 116 (same for 118, 120, 122) in FIG.
A specific example is shown in FIG.   Note that the configuration of the delay memory 163 is analog
For charge signals, a charge transfer element such as BBD or CCD is used.
Shift register or RA for digital signals
Use digital memory, etc., programmed with M
However, in the following embodiment,
Is large and the parameters (delay time and gain)
A case where a RAM that can be easily set and changed will be described.   In FIG. 23, the parameter memory (RAM) 160
By operating the earless remote control 76, the memory ROM 126 (20th
Of the reflected sound parameters read from
Channel (for the reflected sound generation circuit 116,
) Is stored in each address. Record
The following table shows the estimated reflected sound parameters.   In this table, τ0Is one sampling period of the input signal
It shows. Therefore, the delay time data τ1/ τ0,
τTwo/ τ0, ... (integer value) is the delay time τ1, τTwoCorresponding to, ...
Sample position (ie, how many samples
).   Data memory (delay memory) 163 is composed of RAM
The digital filters 108, 110, 112, 114 (20th
Digitized performance signal output from
Is written and stored in the parameter memory.
Delay time data τ1/ τ0, τ1/ τ0The delay data at the position corresponding to
Will be issued.   The counter 164 writes data in the data memory 163.
This indicates the current address. One sample of the input signal
It is incremented every cycle.   The counter 165 indicates the read address of the parameter memory.
Specify from 0 to 0 within one sample period of the input signal.
Count up to n and delay time data and gain
Reads each parameter of data.   Multiplexer 166 is an adder to parameter memory 160.
Write dress command from parameter controller 162
Address or read address from counter 165
It switches to either.   The subtracter 167 calculates the current address and the parameter from the counter 164.
Data obtained by subtracting the delay time data from the data memory 160.
Output as an address command of the data memory 163.
You. The data memory 163 reads the parameter memory 160
When the address is 0 (ie, delay time data, gain
(When both data are read)
At this time, the output of the subtracter 167 (ie,
(Current address from the counter 164) is the write address
It joins the data memory 163 as a command. Also, data memo
163 indicates that the read address of the parameter memory 160 is 0 or more.
Otherwise, the mode is switched to the read mode.
The output of the subtracter 167 (that is, when the current address is delayed)
Address that is separated by a distance equivalent to the data between
The command is added to the data memory 163 as a command.   Multiplier 168 is a delayed signal read from data memory 163
The pair read from the parameter memory 160 at that time.
The corresponding gain data is added.   The accumulator 169 outputs the delayed signal output from the multiplier 168.
Is accumulated by register 175 and adder 170 (convolution operation)
Then, the reflected sound signal shown in the above equation (3) is created.
It is. Reflected sound signal created by accumulator 169
Is then D / A converted by the D / A converter 124 (FIG. 20) and output
Is done. The AND circuit 171 generates a reflected sound signal.
Signal C3 interrupts the accumulated data until then.
Then, the accumulated value is reset to 0.   The timing controller 172 operates each of the above circuits.
To create each of the timing signals C1 to C5
It is.   Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 23 will be described. (1) Setting of reflected sound parameters   First, reproduced by the operation of the wireless remote control 76
Select the hole to try. This allows the memory 12
From 6 (Fig. 20), the reflected sound parameter of the corresponding hole
τ1~ Τn, g1~ GnIs read out and the parameter memory 160
Is written to. The written reflected sound parameter τ1~
τn, g1~ GnIs adjusted by operating the wireless remote control 76
Is possible.   When performing this writing and adjustment,
Memory 160 is switched to write mode and multiplexer 1
66 is switched to the parameter address 166 side. (2) Creation of reverberation signal   After setting the parameters, set the parameter memory 16
0 is switched to the read mode, and multiplexer 166 is
To the data memory 163,
Phonon signal) to create a reflected sound signal.
Now.   Creating a reflected sound signal requires one sampling period of the input signal.
As one unit, the input signal to the data memory
At each delay set from the write data memory 163
Interval τ1~ ΤnRead delay signal corresponding to
Weights (g1~ Gn) Accumulation
And create a reflected sound signal. 24th for each journey
This will be described with reference to the time chart in FIG.   Write input signal to data memory 163   Clock C4 goes low at the rise of clock C1.
Thus, the counter 165 is cleared. Therefore, the parameter
The address 0 is specified in the data memory 160, and the delay time data
"0" is read out for both the data and the gain data. And
At the next rising edge of clock C5, clock C2 also rises
The memory 163 is in a write state. At this time, the parameter
The delay time data from the memory 160 is “0” as described above.
Therefore, the output of the subtracter 167 is the output of the counter 164.
The counter 164 in the data memory 163
The input signal is written to the address indicated by the output.   Read delay signal from data memory 163   When writing to data memory 163 is completed, the data
The memory 163 is in the read mode. Clock C5 is 1 sun
One writing operation and n reading operations within a pulling cycle.
It rises n + 1 times in total. The counter 165
Count C5, and the count value is
In addition to memory 160, delay time data and gain data
Parameter τ1~ Τn, g1~ GNIs read. For example, Coun
When the counter value of data 165 is "1",
From the address 1 of the memory 160 to the delay time data τ1/ τ0and
Gain data g1Is read. Further, address 2
To τTwo/ τ0And gTwo, ... from address n to τn/ τ0And gnBut
Each is read.   Delay time parameter read from parameter memory 160
The meter is calculated by the subtracter 167 and the count value of the counter 164.
From the subtracter 167, the count value of the counter 164, that is,
Only the distance indicated by the delay time data based on the current address
The previous address is output and supported from data memory 163
Signal X stored at the address1~ XnIs read
Is done.   Weighting   The delayed signal read from data memory 163 is multiplied by
At the unit 168,
Each corresponding gain data g1~ GnIs given.   Accumulation   Whether the count value of the counter 165 is "1"
Data output from the multiplier 168 while the
Data g1・ X1~ Gn・ XnIs obtained by accumulating. This accumulation is performed
The accumulator 169 counts the counter 165
When the clock value is “1”, the clock C3 falls and the previous accumulation
The value is reset. That is, the counter 165 is "1".
, The AND circuit 171 is turned off, and the output of the adder 170 is output.
Is the output g of the multiplier 1681・ X1Only value and register 175
Will be retained. Register 17 at the next clock C5 timing
5 is g1・ X1Is output, and the next data gTwo・ XTwoJoin
Is calculated and the value of register 175 is rewritten.
Repeat the addition (accumulation) sequentially, and add n terms Is obtained, this value is output as a reflected sound signal.
You.   By the above operation, the input signal (performance signal) is sampled.
The reflected sound signal is generated for each ring cycle. In addition,
In the above description, one of the reflected sound signals having a plurality of channels is used.
Only shown for one channel, other channels
Can be generated with a similar configuration.   By the way, the parameters from the memory (ROM) 126 (Fig. 20)
The reflected sound pattern of a certain hole in the memory (RAM) 160 (Fig. 23)
After reading the parameters,
Can be adjusted to adjust the reflection characteristics.
Wear. The contents of the adjustment include, for example, the following.   FIG. 25 shows the reflected sound of each channel shown in FIG.
When the parameters of speakers 1 and 2 are delayed
Multiply the value between by a factor to increase the delay time relatively or
It is a contraction. This is the hall to be reproduced
Is equivalent to changing the size of
If (> 1) is multiplied to increase the delay time, the hole will spread.
Feel like, multiply by small coefficient (<1) to shorten delay time
It feels like the hole is narrower.   In this way, the spaciousness of the hall is about 0.0 to 3.0 times
(By increasing the memory capacity, it is possible to
You. ) Can be adjusted.   Fig. 26 shows the gain of the reflected sound parameter sequence (reflected sound amplitude).
(Equivalent to width register)
More live feeling (LIVENESS) can be changed. That is,
If the slope of the in is steep, it will have dead characteristics,
If you do, it will be a live characteristic. This is a large delay time
The higher the size of the register, the bigger the reflected sound
This is achieved by: In addition, the delay of the reflected sound parameter sequence
Periodically change delay time gain or both
You can also. For example, a sinusoidal low-frequency signal
If you shake the data value, the reproduced acoustic space will be audible
The spatial clarity is blurred (DIFFUSION)
It is also possible to obtain a special sound effect.   Here is another example of the arrangement of the speaker and microphone
explain.   Figure 27 layout   FIG. 27 shows an arrangement row of four speakers and four microphones.
It is. That is, the speakers 56, 58, 60, 62
Microphones 82, 83, 84, 85 are located on the ceiling at the four corners of the well
Speakers 56, 58, 60, 62
Have been. Each microphone 82, 83, 84, 85 is
Because it is located at the same distance from the cars 56, 58, 60, 62,
Howling is less likely to occur. Microphone
82, 83, 84, 85 are mounted on the ceiling wall.
Arranged so that the frequency response of the crophone input is flat.
ing.   Figure 28 layout   FIG. 28 shows microphones 82, 83, 84 and 85 placed on the floor of room 80.
These are arranged at the four corners. In this arrangement, the microphone pickup
The sound pressure at the point is the highest over the entire frequency band,
The characteristics are flat. In addition, speakers 56, 58, 60, 62
The effect of direct sound radiation is small, and the howling margin is small.
large.   Fig. 29 layout   FIG. 29 shows four directional microphones 82, 83, 84, 85.
Near the four corners of the ceiling, the direction of the instrument sound source (the center of room 80)
Direction). Microphones 82,83,
84 and 85 are located near the radiation axes of the speakers 56, 58, 60 and 62.
Although it is arranged, it has strong directivity and speakers 56, 58,
60, 62, so the speakers 56, 58, 60, 62
The sound is not picked up and the howling margin is significantly increased. [Example 2]   In the embodiment shown in FIG. 30, sound is collected by the microphones 82, 83, 84, 85.
The signals are individually processed. That is,
The picked-up signals of the microphones 82, 83, 84, 85 are input volume 140
~ 143, low pass filter and sample and hold circuit 1
A / D conversion is performed by A / D converters 148 to 151 via 44 to 147. A
The / D-converted signal of each channel is
Input to the data 108, 110, 112, 114, respectively.
The reflected sound is generated in the same manner as in the illustrated embodiment. like this
, Each microphone pick-up signal is independent, so indoors
You can also control the direction of the instrument. Sometimes
For sound sources with directivity,
A more natural hall feeling can be reproduced.   In this case, the arrangement of the speakers and microphones
If the arrangement shown in FIG. 29 is used,
Sound from the speaker
Signal processing of characteristics becomes easy. [Example 3]   By the way, the reflected sound by the reflected sound parameter of the present invention
In the generation, it tries to reproduce the reflection sound of the hall etc. faithfully
And the memory capacity according to the duration of the reflected sound is required
Therefore, if you try to obtain a long reverberation time, the memory capacity will increase.
It will be a big one.   The embodiment of FIG. 31 solves this problem and requires less memory.
Long reverberation time is obtained with capacity.
That is, the initial reflected sound is based on the aforementioned reflected sound parameter.
In the reflection sound generation process, each sound is generated individually and almost expanded.
Comb shape for middle to late reflections that are becoming diffuse
Simple loops such as filters and all-pass filters
In the reverberation sound generation process using a reverberation adding device
It is generated.   In FIG. 31, the reflected sound generation circuits 116, 118, 120, 122
The same as those used in the respective embodiments of FIG. 20 and FIG.
The initial reflection from each channel input signal
Generate sound. Also, reverberation sound generation circuits 186, 188, 190, 192
It is composed of a comb filter, an all-pass filter, etc.
Each channel input signal or reflected sound generation circuit 116, 118, 12
0-122 output signals to generate their mid-late reflections
You. These reflected sound generation circuits 116, 118, 120, 122 and reverberation
The output signals of the sound generation circuits 186, 188, 190, 192
And is subjected to the same signal processing as in the previous embodiment.
And supplied to the speakers 56, 58, 60, 62.   The reflected sound characteristics obtained in the embodiment shown in FIG.
Output signal of each channel when input)
An example is shown in FIG. The initial reflected sound part is the reflected sound generation circuit 11
6 (118,120,122), with mid-late reflections reverberation
It is obtained by the sound generation circuit 186 (188, 190, 192).   The memory capacity of the reflected sound generation circuits 116, 118, 120, 122
If it allows, the reflection sound generation circuits 116, 118, 120, 122
186, 188, 190, 19
2 can also be used to cover the late reflection portion.   In addition, the receiving area of the reflected sound generation circuits 116, 118, 120, 122 and
The reverberation sound generation circuits 186, 188, 190, 192
There is no need to cut it, overlap it at the joint
You may make it.   The reflected sound generation circuit 116 (118, 120, 122 and the reverberation sound generation circuit 18
FIG. 33 shows a specific example of 6 (188, 190, 192).   The reflected sound generation circuit 116 is the same as that shown in FIG.
Multi-type delay
Using the memory 163, each tap corresponding to the delay time τi
, And extract the delay signals from the
The gain gi is given by 1 to 152-n, and the adder 1
Synthesize at 53. Thereby, from the adder 153,Is output.   The delay memory 163 has a delay longer than the delay time τn.
A tap corresponding to time τx is provided, and from this tap
Is given a gain gx by the amplitude adjuster 152-X.
The reverberation sound generation circuit 186 inputs the reverberation sound.   The reverberation generation circuit 186 is composed of an all-pass filter.
ing. That is, the reverberation generation circuit 186 converts the input signal
Input to the delay circuit 196 via the adder 194, the delay circuit 196
Output of amplifier 198 (gain 1-gTwo) Via adder 194
Has returned to. The output of the adder 194 is the amplifier 200 (gain
−g) is added to the output of the delay circuit 196 by the adder 202 via
It is. Thus, reverberation signal is output from adder 194.
Is forced.   Reverberation of the reflected sound signal output from the reflected sound generation circuit 116
The reverberation signal output from the sound generation circuit 186 is added to the adder 204.
It is added and output. Delayed from reflected sound generation circuit 116
The reflected sound whose time is τ1 to τn is output, and the reverberation sound is generated.
From the circuit 186, the delay time after τx which is later than τn
Since an echo is output, the two are connected from the adder 204.
A series of long reflected signals is output.   FIG. 34 shows the duration of reflection in the embodiment of FIG.
Enlarge (approximately twice as large as in Fig. 32)
You. ), The impression of expanding the size of the hall (SIZE)
That's what I did. This is the reflected sound generation circuit 116,
Delay time parameters and reverberation at 118,120,122
Parameter of delay time in sound generation circuit 186,188,190,192
Data by a coefficient (≒ 2). [Example 4]   The embodiment of FIG. 35 generates reflected sound for each channel.
Before adding the reverb sound
is there.   That is, the mixed microphone pickup signal is A / D
After the A / D conversion by the converter 106, the reverberation sound generation circuit 210
Reverberation is applied, and then the digital filter 10
Via 8,110,112,114, reflected sound generation circuit 116,118,120,1
22 and the reflected sound is generated for each channel.
You. According to such a configuration, the reverberation
Since there is no need to prepare a generation circuit, the configuration is simplified.
You. 〔The invention's effect〕   As described above, according to the present invention, the performance position
At least four or more speakers should be
Microphone collecting means for placing live means and collecting performance sounds
And the reflected sound data of the hall etc.
From the sound source distribution, etc.
Data on the direction of arrival of the sound and the
Based on the arrangement of the speaker playback means,
The parameters of the number of reflected sounds to be emitted at the step are determined, and
The microphone picks up the sound based on the shooting parameters.
Creates a large number of reflections of the
Loudspeaker playback means.
With a limited number of speaker playback means, each reflected sound
Can give the same directionality as the direction of arrival of the reflected sound in the actual sound field,
In the playing position, a reflected sound field is realized all around.
It is. Therefore, the speaker reproducing means and the microphone
The actual hall in the room where the
Enjoy playing musical instruments and singing in an atmosphere similar to
Can practice.

【図面の簡単な説明】 第1図は、この発明による収音再生制御装置の概念図で
ある。 第2図は、従来の音響制御装置の概念図である。 第3図は、4点法による仮想音源の測定方法を示す斜視
図である。 第4図は、第3図におけるマイクロホンの配置を示す斜
視図である。 第5図は、第4図のマイクロホンによるインパルス応答
の測定結果を示す波形図である。 第6図は、第5図の測定結果に基づく仮想音源位置の算
出方法を示す図である。 第7図、第8図、第9図は4点法により求められた仮想
音源分布を示す図で、第7図はX−Y平面投影図、第8
図はY−Z平面投影図、第9図はX−Z平面投影図であ
る。 第10図は、鏡像法による仮想音源測定法の原理を示す図
である。 第11図、第12図は鏡像法により求められた仮想音源分布
を示す図で、第11図はX−Y平面投影図、第12図はY−
Z平面投影図である。 第13図は、周囲8個のスピーカによる反射音再生状態を
示す平面図である。 第14図は、周囲4個のスピーカによる反射音再生状態を
示す平面図である。 第15図、第16図、第17図は、隣接するスピーカの中間に
ある反射音をシミュレートするための、各スピーカ間の
音量配分を示したもので、第15図はCOS関数によるも
の、第16図は線形関数によるもの、第17図はlog関数に
よるものである。 第18図は、4点法による反射音測定データに基づき第14
図のスピーカ配置でその反射音をシュミレートする場合
に、各スピーカに供給すべき反射音を作成するために用
いられる反射音パラメータ列を示す図である。 第19図は、この発明の一実施例を示すブロック図であ
る。 第20図は、第19図におけるプロセッサ46の構成例を示す
ブロック図である。 第21図は、第20図の反射音生成回路116,118,120,122に
おいて反射音生成に利用される反射音パラメータ列を示
す図である。 第22図は、第21図の反射音パラメータを利用してたたみ
込み演算により入力信号の反射音信号を生成するように
構成した第20図の反射音生成回路116(118,120,122)を
示す回路図である。 第23図は、第22図の反射音生成回路116(118,120,122)
の具体例を示すブロック図である。 第24図は、第23図の回路の動作を示すタイムチャートで
ある。 第25図は、反射音パラメータの遅延時間に係数をかけて
ホールの広さに対する感覚を調整するようにした例を示
す反射音パラメータ列である。 第26図は、反射音パラメータ列の傾斜を変えたライブ感
を調整するようにした例を示す反射音パラメータ列であ
る。 第27図乃至第29図は、スピーカマイクロホンの他の配置
例をそれぞれ示す斜視図である。 第30図は、この発明の第2実施例を示すブロック図であ
る。 第31図は、この発明の第3実施例を示すブロック図であ
る。 第32図は、第31図の実施例で得られる反射音信号パター
ンを示す図である。 第33図は第31図における反射音生成回路と残響音生成回
路の構成例を示すブロック図である。 第34図は、第31図の実施例においてホールの広さに対す
る感覚を微調整した反射音信号パターンを示す図であ
る。 第35図は、この発明の第4実施例を示すブロック図であ
る。 56,58,60,62……スピーカ(スピーカ再生手段)、81,8
2,83,84,85……マイクロホン(マイク収音手段)、88…
…演奏者(演奏位置)、116,118,120,122……反射音生
成回路(反射音生成手段)、126……メモリ(パラメー
タ記憶手段)。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual diagram of a sound pickup reproduction control device according to the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram of a conventional sound control device. FIG. 3 is a perspective view showing a method of measuring a virtual sound source by the four-point method. FIG. 4 is a perspective view showing the arrangement of the microphones in FIG. FIG. 5 is a waveform diagram showing a measurement result of an impulse response by the microphone of FIG. FIG. 6 is a diagram showing a method of calculating a virtual sound source position based on the measurement results of FIG. 7, 8, and 9 are views showing virtual sound source distributions obtained by the four-point method. FIG. 7 is an XY plane projection view, and FIG.
The figure is a YZ plane projection view, and FIG. 9 is an XZ plane projection view. FIG. 10 is a diagram showing the principle of a virtual sound source measurement method using a mirror image method. 11 and 12 are diagrams showing a virtual sound source distribution obtained by the mirror image method. FIG. 11 is an XY plane projection view, and FIG.
It is a Z plane projection view. FIG. 13 is a plan view showing a reflected sound reproduction state by eight surrounding speakers. FIG. 14 is a plan view showing a reflected sound reproduction state by four surrounding speakers. FIG. 15, FIG. 16, and FIG. 17 show the sound volume distribution between the speakers for simulating the reflected sound in the middle of the adjacent speakers, and FIG. FIG. 16 is based on a linear function, and FIG. 17 is based on a log function. FIG. 18 shows the fourteenth method based on the reflected sound measurement data.
FIG. 9 is a diagram showing a reflected sound parameter string used to create a reflected sound to be supplied to each speaker when the reflected sound is simulated by the speaker arrangement shown in FIG. FIG. 19 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 20 is a block diagram showing a configuration example of the processor 46 in FIG. FIG. 21 is a diagram showing a reflected sound parameter string used for reflected sound generation in the reflected sound generation circuits 116, 118, 120, and 122 in FIG. FIG. 22 is a circuit diagram showing a reflected sound generation circuit 116 (118, 120, 122) of FIG. 20 configured to generate a reflected sound signal of an input signal by a convolution operation using the reflected sound parameter of FIG. is there. FIG. 23 shows the reflected sound generation circuit 116 (118, 120, 122) of FIG.
It is a block diagram which shows the specific example of. FIG. 24 is a time chart showing the operation of the circuit of FIG. FIG. 25 is a reflected sound parameter sequence showing an example in which the delay time of the reflected sound parameter is multiplied by a coefficient to adjust the sense of the size of the hole. FIG. 26 is a reflected sound parameter sequence showing an example of adjusting the live feeling by changing the inclination of the reflected sound parameter sequence. 27 to 29 are perspective views showing other examples of the arrangement of the speaker microphone. FIG. 30 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 31 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. FIG. 32 is a diagram showing a reflected sound signal pattern obtained in the embodiment of FIG. FIG. 33 is a block diagram showing a configuration example of a reflected sound generation circuit and a reverberation sound generation circuit in FIG. FIG. 34 is a diagram showing a reflected sound signal pattern obtained by finely adjusting the sense of the hole width in the embodiment of FIG. 31. FIG. 35 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention. 56,58,60,62 …… Speakers (speaker playback means), 81,8
2,83,84,85 …… Microphone (microphone collecting means), 88…
... a player (performance position), 116, 118, 120, 122 ... reflected sound generation circuit (reflected sound generation means), 126 ... memory (parameter storage means).

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−90897(JP,A) 実開 昭58−125486(JP,U) 実開 昭57−43686(JP,U) 特公 平5−62752(JP,B2) 特公 平5−62753(JP,B2) 特公 昭61−640(JP,B2) 特公 昭60−13640(JP,B2) 実公 平7−15280(JP,Y2)Continuation of front page    (56) References JP-A-59-90897 (JP, A)                 58-125486 (JP, U)                 Shokai Sho 57-43686 (JP, U)                 Tokuko Hei 5-62752 (JP, B2)                 Tokiko Hei 5-62753 (JP, B2)                 Tokiko Sho 61-640 (JP, B2)                 Tokiko Sho 60-13640 (JP, B2)                 7-15280 (JP, Y2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.演奏位置の全周囲を取り囲むように配置される少な
くとも4個以上のスピーカ再生手段と、 演奏音を収音するマイク収音手段と、 音響空間における反射音の各仮想音源位置に対応して求
められる各反射音の到来方向と遅れ時間と振幅レベルか
らなる反射音データに基づき、前記各スピーカ再生手段
を用いて前記演奏位置の周囲に前記音響空間またはこれ
に類似したモデル空間における多数の反射音を再生する
ために、前記各スピーカ再生手段の配置位置と前記反射
音データのうち各到来方向データとから求めた、前記各
スピーカ再生手段で発すべき反射音の遅れ時間とゲイン
とからなるインパルス応答特性を、各スピーカ再生手段
の反射音パラメータとしてそれぞれ記憶するパラメータ
記憶手段と、 前記パラメータ記憶手段に記憶された各反射音パラメー
タに基づき、前記マイク収音手段の収音信号に対して畳
込み演算することにより、各スピーカ再生手段で発すべ
き多数の反射音をそれぞれ生成するとともに、前記各ス
ピーカ再生手段の対応する位置のものにそれぞれ供給す
る反射音生成手段と を具備してなり、 前記音響空間またはこれに類似したモデル空間で演奏し
たときに当該演奏者に対して生じる多数の反射音の生成
状態を、各反射音の方向性まで含めほぼ同等に再現でき
るようにした ことを特徴とする収音再生制御装置。
(57) [Claims] At least four or more speaker reproducing means arranged so as to surround the entire circumference of the playing position, microphone collecting means for collecting the performance sound, and a sound source corresponding to each virtual sound source position of the reflected sound in the acoustic space Based on the reflected sound data comprising the direction of arrival of each reflected sound, the delay time, and the amplitude level, a number of reflected sounds in the acoustic space or a model space similar to the acoustic space are reproduced around the playing position using the respective speaker reproducing means. An impulse response characteristic comprising a delay time and a gain of a reflected sound to be emitted by each speaker reproducing means, which is obtained from an arrangement position of each speaker reproducing means and each direction of arrival data of the reflected sound data for reproduction. Is stored as a reflected sound parameter of each speaker reproducing unit, and each of the parameters stored in the parameter storing unit is stored. Based on the shooting parameters, a convolution operation is performed on the sound pickup signal of the microphone sound pickup means, thereby generating a large number of reflected sounds to be emitted by each speaker reproduction means, and corresponding to each of the speaker reproduction means. Reflected sound generating means for supplying the reflected sound to each of the positions, and generating a large number of reflected sounds generated for the player when performing in the acoustic space or a model space similar thereto. A sound collection / reproduction control device characterized in that it can be reproduced almost equally including the direction of the reflected sound.
JP60101609A 1985-05-15 1985-05-15 Sound pickup reproduction control device Expired - Lifetime JP2666058B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60101609A JP2666058B2 (en) 1985-05-15 1985-05-15 Sound pickup reproduction control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60101609A JP2666058B2 (en) 1985-05-15 1985-05-15 Sound pickup reproduction control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61261997A JPS61261997A (en) 1986-11-20
JP2666058B2 true JP2666058B2 (en) 1997-10-22

Family

ID=14305137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60101609A Expired - Lifetime JP2666058B2 (en) 1985-05-15 1985-05-15 Sound pickup reproduction control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2666058B2 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01220599A (en) * 1988-02-27 1989-09-04 Fujitsu Ten Ltd System for constituting acoustic field in car room
JPH02130200U (en) * 1989-03-31 1990-10-26
JPH02305096A (en) * 1989-05-18 1990-12-18 Fujitsu Ten Ltd Cabin sound field constituting device
JPH02305097A (en) * 1989-05-18 1990-12-18 Fujitsu Ten Ltd Cabin sound field constituting device
JPH02305098A (en) * 1989-05-18 1990-12-18 Fujitsu Ten Ltd Cabin sound field constituting device
JPH03181997A (en) * 1989-12-12 1991-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Reflected sound compression device
JPH03220912A (en) * 1990-01-26 1991-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Signal switching circuit
JPH0398600U (en) * 1990-01-30 1991-10-14
JP2569872B2 (en) * 1990-03-02 1997-01-08 ヤマハ株式会社 Sound field control device
JP4810541B2 (en) * 2004-10-26 2011-11-09 バーウエン,リチヤード・エス Non-natural response
US10251013B2 (en) * 2017-06-08 2019-04-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Audio propagation in a virtual environment
JP7447533B2 (en) 2020-02-19 2024-03-12 ヤマハ株式会社 Sound signal processing method and sound signal processing device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0766269B2 (en) * 1982-11-15 1995-07-19 松下電器産業株式会社 Audio equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61261997A (en) 1986-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS61257099A (en) Acoustic control device
EP1025743B1 (en) Utilisation of filtering effects in stereo headphone devices to enhance spatialization of source around a listener
EP0563929B1 (en) Sound-image position control apparatus
US6931134B1 (en) Multi-dimensional processor and multi-dimensional audio processor system
US5784467A (en) Method and apparatus for reproducing three-dimensional virtual space sound
JP3584800B2 (en) Sound field reproduction method and apparatus
JP3578783B2 (en) Sound image localization device for electronic musical instruments
JPH02503721A (en) electroacoustic system
JP2666058B2 (en) Sound pickup reproduction control device
WO2007024783A2 (en) Microphone bleed simulator
JP3843841B2 (en) Electronic musical instruments
Bartlett Stereo microphone techniques
JPH0683515B2 (en) Reflected and reverberant sound generator
JPS6253100A (en) Acoustic characteristic controller
JPH0715280Y2 (en) Sound control device
JPH10133657A (en) Sound image localization device of electric stringed instrument
JPH0562753B2 (en)
JP3197077B2 (en) Localized sound image generator
JP2846162B2 (en) Sound field simulator
JP2692817B2 (en) How to measure sound image resolution
JP3671756B2 (en) Sound field playback device
JPH06311600A (en) Image displacement control information generating system and acoustic system
JP2001228867A (en) Performance sound field controller
JP2003157090A (en) Reverberation sound generating method and reverberation sound simulator
Jimenez et al. Auralisation of Stage Acoustics for Large Ensembles

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term