JP2945634B2 - Sound field playback device - Google Patents
Sound field playback deviceInfo
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- JP2945634B2 JP2945634B2 JP9037134A JP3713497A JP2945634B2 JP 2945634 B2 JP2945634 B2 JP 2945634B2 JP 9037134 A JP9037134 A JP 9037134A JP 3713497 A JP3713497 A JP 3713497A JP 2945634 B2 JP2945634 B2 JP 2945634B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、受聴者を包むような音
場を再生する音場再生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound field reproducing apparatus for reproducing a sound field surrounding a listener.
【０００２】[0002]
【従来の技術】受聴者を包むような音場を再生する音場
再生装置としては、ドルビーサラウンドシステム（商
標）に代表されるようなサラウンドシステムがある。2. Description of the Related Art A surround sound system such as a Dolby Surround System (trademark) is known as a sound field reproducing apparatus for reproducing a sound field surrounding a listener.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】サラウンドシステムで
は、受聴者の前方に２つのスピーカ、後方に２つのスピ
ーカというように、２台よりも多くのスピーカが必要で
ある。本発明は、２台のスピーカによってサラウンド効
果が得られる音場再生装置を提供することを目的とす
る。The surround system requires more than two speakers, such as two speakers in front of the listener and two speakers behind. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sound field reproduction device in which a surround effect can be obtained by two speakers.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による音場再生装置は、受聴者の周囲に配
置された複数のスピーカに供給されたなら、サラウンド
効果を発揮する複数の音声信号を発生するサラウンド効
果手段と、２つのスピーカの設置位置以外の位置に音像
を定位させる２チャンネルの音声信号を出力する音像定
位手段とを有している。音像定位手段は、音像を定位さ
せる位置に対応するパラメータデータを設定し、前記各
音声信号に上記パラメータデータによって音像定位演算
を行い、第１の音像定位信号と、第２の音像定位信号と
を出力する音像定位演算手段と、前記第１及び第２の音
像定位信号をそのまま対応するスピーカから放音すると
生じるクロストークを打ち消す演算を、第１及び第２の
音像定位信号に行い、第１及び第２のクロストーク打ち
消し演算が施された音声信号を生成するクロストーク打
ち消し演算手段とを具備している。本発明の音場再生装
置は、前記第１及び第２のクロストーク打ち消し演算が
施された音声信号を２つのスピーカに供給して、該２つ
のスピーカで前記サラウンド効果を得ることができる。In order to achieve the above-mentioned object, a sound field reproducing apparatus according to the present invention provides a sound field reproducing apparatus which exhibits a surround effect when supplied to a plurality of speakers arranged around a listener. And a sound image localization unit that outputs a two-channel audio signal for localizing a sound image at a position other than the installation positions of the two speakers. The sound image localization means sets parameter data corresponding to a position at which the sound image is localized, performs a sound image localization operation on each of the audio signals by using the parameter data, and converts the first sound image localization signal and the second sound image localization signal. A sound image localization calculating means for outputting, and a calculation for canceling crosstalk caused when the first and second sound image localization signals are directly emitted from the corresponding speakers are performed on the first and second sound image localization signals. A crosstalk canceling calculating means for generating an audio signal subjected to the second crosstalk canceling calculation. The sound field reproduction device of the present invention can supply the audio signal subjected to the first and second crosstalk canceling calculations to two speakers, and obtain the surround effect using the two speakers.
【０００５】[0005]
【０００６】[0006]
【実施例】本発明の実施例の説明の前に、本発明の基礎
となる音像定位装置について、図３乃至図７に基づいて
説明する。図３に示すように、音源Ｇから音圧Ｏを発生
し、受聴者Ｍの左耳までの伝達関数をＨL とし、音源Ｇ
から受聴者Ｍの右耳までの伝達関数をＨR とする。左耳
への入力音圧Ｅ1Lと、右耳への入力音圧Ｅ1Rとは、数
１、数２によって表される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing embodiments of the present invention, a sound image localization apparatus on which the present invention is based will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, a sound pressure O is generated from the sound source G, a transfer function to the left ear of the listener M is set to H L ,
The transfer function from to the right ear of the listener M is H R. The input sound pressure E 1L to the left ear and the input sound pressure E 1R to the right ear are represented by Expressions 1 and 2.
【０００７】[0007]
【数１】 (Equation 1)
【数２】 (Equation 2)
【０００８】また図４に示すように、受聴者Ｍまで等距
離となるように受聴者Ｍの正面に配置された左スピーカ
ＳＰL と、右スピーカＳＰR とにそれぞれ左音声信号Ｓ
L と、右音声信号ＳR とを、入力して、放音する場合、
互いに対象となる伝達関数は等しくなる。これを考慮し
て、左スピーカＳＰL を含め、受聴者Ｍの左耳までの伝
達関数をＨE とする。左スピーカＳＰL を含め、受聴者
Ｍの右耳までの伝達関数をＨX とする。この場合、左耳
への入力音圧Ｅ2Lと、右耳への入力音圧Ｅ2Rとは、数
３、数４によって表される（但し、実際にはどのような
スピーカが使用されるか分からないので、伝達関数
ＨE 、ＨX とは、スピーカを除いたスピーカから耳まで
の伝達関数とすることも可能である。）[0008] As shown in FIG. 4, a left speaker SP L and a right speaker SP R disposed at the front of the listener M so as to be equidistant from the listener M respectively have left audio signals S.
When inputting L and the right audio signal S R to emit sound,
The transfer functions of interest are equal to each other. In consideration of this, including the left speaker SP L, the transfer function to the left ear of the listener M and H E. Including left speaker SP L, the transfer function to the right ear of the listener M and H X. In this case, the input sound pressure E 2L to the left ear and the input sound pressure E 2R to the right ear are represented by Expressions 3 and 4 (however, what kind of speaker is actually used) Since the transfer functions H E and H X are not known, the transfer functions from the speaker to the ear except for the speaker can be used.)
【０００９】[0009]
【数３】 (Equation 3)
【数４】 (Equation 4)
【００１０】従って、左スピーカＳＰL と、右スピーカ
ＳＰR との２つのスピーカで、図４に示すような受聴者
Ｍと音源Ｇとの位置関係に、音像を定位させようとする
と、数１乃至数４において、数５、数６が成立すればよ
い。Therefore, if the sound image is localized by the two speakers, the left speaker SP L and the right speaker SP R , in the positional relationship between the listener M and the sound source G as shown in FIG. In Equations (4) to (4), Equations (5) and (6) may be satisfied.
【００１１】[0011]
【数５】 (Equation 5)
【数６】 (Equation 6)
【００１２】従って、数７、数８が成立し、左右スピー
カＳＰL とＳＰR とに入力される左右音声信号ＳL 、Ｓ
R は、数９、数１０によって表される。Accordingly, equations (7) and (8) are established, and the left and right audio signals S L and S inputted to the left and right speakers SP L and SP R.
R is represented by Equations 9 and 10.
【００１３】[0013]
【数７】 (Equation 7)
【数８】 (Equation 8)
【数９】 (Equation 9)
【数１０】 (Equation 10)
【００１４】数９、数１０において、（ＨX ／ＨE ）≪
１となるように、スピーカＳＰR 、ＳＰL を配置する
と、数１１、数１２が成立する。In equations 9 and 10, (H X / H E ) ≪
When the speakers SP R and SP L are arranged so as to be 1, Equations 11 and 12 hold.
【００１５】[0015]
【数１１】 [Equation 11]
【数１２】 (Equation 12)
【００１６】（ＨX ／ＨE ）≪１となるスピーカの配置
とは、図５における角度αの値が約２０度以上でほぼ成
立し、実験の結果、目的とする効果が得られるので、数
１１、数１２を使用しても、実用上問題はない。The arrangement of the loudspeakers satisfying (H X / H E ) ≪1 is substantially established when the value of the angle α in FIG. 5 is about 20 degrees or more, and as a result of an experiment, a desired effect can be obtained. Even if Equations 11 and 12 are used, there is no practical problem.
【００１７】ここで、図３のような受聴者Ｍと音源Ｇと
の位置関係に音像を定位させる状態をヘッドフォンＨに
よってシミュレートする場合について。図６を参照して
説明する。ヘッドフォンＨに左音声信号ＰL と右音声信
号ＰR とが入力される左右の耳に、その音声信号の音圧
が入力されるまでの伝達関数をＨH とすると、左耳への
入力音圧ＥLHと、右耳への入力音圧ＥRHとは、数１３、
数１４によって表わされる。Here, a case in which the headphone H simulates a state in which the sound image is localized in the positional relationship between the listener M and the sound source G as shown in FIG. This will be described with reference to FIG. The left and right ears and the left audio signal P L and the right audio signal P R is inputted to the headphone H, when the transfer function to the sound pressure of the audio signal is inputted as H H, the sound input to the left ear The pressure E LH and the input sound pressure E RH to the right ear are:
It is represented by Equation 14.
【００１８】[0018]
【数１３】 (Equation 13)
【数１４】 [Equation 14]
【００１９】ヘッドフォンＨを使用して、図３のような
音源Ｇの位置に音像を定位させるには、数１５、数１６
で表わされる関係を満たせばよい。In order to localize a sound image at the position of the sound source G as shown in FIG.
What is necessary is to satisfy the relationship represented by.
【００２０】[0020]
【数１５】 (Equation 15)
【数１６】 (Equation 16)
【００２１】よって、ヘッドフォンＨに入力する左右音
声信号ＰL 、ＰR を数１３、数１４、数１５、数１６か
ら求めると、数１７、数１８によって表わされる。Therefore, when the left and right audio signals P L and P R to be inputted to the headphone H are obtained from Expressions 13, 14, 15, and 16, they are expressed by Expressions 17 and 18.
【００２２】[0022]
【数１７】 [Equation 17]
【数１８】 (Equation 18)
【００２３】ところで、スピーカからの直接音を聞く特
性（伝達関数ＨE の信号）とヘッドフォンＨで聞く特性
（伝達関数ＨH の信号）とは近似しているので、数１
１、数１２のＨL ／ＨE とＨR ／ＨE とは、ＨL ／ＨH
とＨR ／ＨH とに置換することができる。置換した場
合、左音声信号ＳL と右音声信号ＳR とは、数１９、数
２０のように表わすことができる。By the way, since the characteristic hearing characteristics hear the direct sound from the speaker (signal transfer function H E) and the headphones H (signal transfer function H H) are close, the number 1
1, H L / H E and H R / H E in Equation 12 are H L / H H
And H R / H H. In the case of replacement, the left audio signal S L and the right audio signal S R can be expressed as in Expressions 19 and 20.
【００２４】[0024]
【数１９】 [Equation 19]
【数２０】 (Equation 20)
【００２５】数１９、数２０を具体的なブロック図によ
って表わすと、図７に示されているような音像定位手段
１となる。この音像定位手段１は、数１９、数２０の前
項の演算を行う音像定位演算手段２と、数１９、数２０
の後項の演算を行うクロストーク打消演算手段４とから
なる。音像定位演算手段２は、入力端子５に供給された
音声信号の音像を定位させるために、ＨL ／ＨH の演算
手段２Ｌと、ＨR ／ＨH の演算手段２Ｒとを備えてい
る。これら演算された出力は、出力端子７Ｌ、７Ｒに出
力される。クロストーク打消演算手段４は、出力端子７
Ｌ、７Ｒの出力を、そのままスピーカに供給すると生じ
るクロストーク信号を打消すために、まず、出力端子７
Ｒ、７Ｌに生じた音像定位演算手段２の出力に演算手段
４Ｌ、４ＲによってＨX ／ＨE の演算を行う。次にたす
きがけで元の音声信号と加算器８Ｌ、８Ｒによって減算
を行い、出力端子９Ｌ、９Ｒに出力する。When Expressions 19 and 20 are represented by a specific block diagram, the sound image localization means 1 as shown in FIG. 7 is obtained. The sound image localization means 1 includes a sound image localization calculation means 2 for performing the calculation of the preceding term of Expressions 19 and 20;
And crosstalk canceling calculation means 4 for calculating the latter term. The sound image localization calculation means 2 includes an H L / H H calculation means 2L and an H R / H H calculation means 2R for localizing the sound image of the audio signal supplied to the input terminal 5. These calculated outputs are output to output terminals 7L and 7R. The crosstalk canceling calculation means 4 includes an output terminal 7
To cancel the crosstalk signal generated when the outputs of L and 7R are supplied to the speaker as they are, first, the output terminal 7
The calculation of H X / H E is performed on the output of the sound image localization calculation means 2 generated at R and 7L by the calculation means 4L and 4R. Next, the original audio signal is subtracted by the adders 8L and 8R by crossing and output to the output terminals 9L and 9R.
【００２６】なお、ヘッドフォンＨによって、音像定位
の効果を得る場合、出力端子７Ｌ、７Ｒから左右音声信
号を取り出し、ヘッドフォンＨに供給すればよい。In order to obtain a sound image localization effect using the headphones H, the left and right audio signals may be extracted from the output terminals 7L and 7R and supplied to the headphones H.
【００２７】ヘッドフォンＨを使用しない場合には、数
１９、数２０を、数２１、数２２のように変形し、これ
らの式における｛｝の部分を１つの伝達関数としておく
と演算回数を少なくすることができる。When the headphones H are not used, the equations (19) and (20) are transformed as shown in the equations (21) and (22). can do.
【００２８】[0028]
【数２１】 (Equation 21)
【数２２】 (Equation 22)
【００２９】上記の音像定位手段１では、ＨL 、ＨR の
各パラメータを適当に設定することによって、任意の位
置に音像を定位させることができる。例えば、この音像
定位手段１に音声信号が供給されている状態において、
音像の定位を変更させる場合、上記各パラメータを変更
すればよい。In the sound image localization means 1, the sound image can be localized at an arbitrary position by appropriately setting the parameters H L and H R. For example, in a state where an audio signal is supplied to the sound image localization means 1,
When the localization of the sound image is changed, each of the above parameters may be changed.
【００３０】第１の実施例を図１に示す。この実施例
は、２つのスピーカＳＰL 、ＳＰR から放声しているに
も拘らず、図７に示した音像定位手段１を利用して、サ
ラウンド効果を得るものである。FIG. 1 shows a first embodiment. In this embodiment, the surround effect is obtained by using the sound image localization means 1 shown in FIG. 7 irrespective of the fact that sound is emitted from the two speakers SP L and SP R.
【００３１】即ち、１００はデコーダで、その入力端子
１０１L 、１０１R に供給された信号、例えばドルビー
サラウンドテープを再生したときに得られるようなサラ
ウンド効果が付加された音声信号から、左スピーカへの
信号Ｌ、右スピーカ用の信号Ｒ、サラウンドスピーカ
（受聴者Ｍの後方のスピーカ）用の信号Ｓを分離するも
のである。That is, reference numeral 100 denotes a decoder, which converts a signal supplied to its input terminals 101 L and 101 R , for example, an audio signal to which a surround effect is obtained when a Dolby surround tape is reproduced, to a left speaker. , A signal R for a right speaker, and a signal S for a surround speaker (a speaker behind the listener M).
【００３２】本来、サラウンド効果を得る場合には、信
号ＬをスピーカＳＰL に、信号ＲをスピーカＳＰR に、
信号Ｓを受聴者Ｍの後方に配置した１台又は複数のスピ
ーカ（図１に点線で示したもの）に供給する。しかし、
この実施例では、後方のスピーカを設ける代りに、音像
定位手段１０２、１０３、１０４を設け、これに信号Ｓ
を供給している。これら音像定位手段１０２、１０３、
１０４は、図７に示した音像定位手段１と同様にいずれ
もが構成されている。これらには、各音像が点線で示し
たスピーカの位置に定位するように、パラメータＨL 、
ＨR が、音像定位手段１０２、１０３、１０４にそれぞ
れ設定されている。Originally, to obtain the surround effect, the signal L is applied to the speaker SP L , the signal R is applied to the speaker SP R ,
The signal S is supplied to one or more speakers (shown by dotted lines in FIG. 1) arranged behind the listener M. But,
In this embodiment, sound image localization means 102, 103 and 104 are provided instead of the rear speaker, and the signal S
Has been supplied. These sound image localization means 102, 103,
Each of the elements 104 is configured similarly to the sound image localization means 1 shown in FIG. The parameters H L and L H are set so that each sound image is localized at the position of the speaker indicated by the dotted line.
H R is set in the sound image localization means 102, 103, and 104, respectively.
【００３３】そして、音像定位手段１０２乃至１０４の
出力端子９Ｌ１０２乃至９Ｌ１０４に生じた左スピーカ
用の信号は、加算器１０５において信号Ｌと加算され、
スピーカＳＰL に供給される。音像定位手段１０２乃至
１０４の出力端子９Ｒ１０２乃至９Ｒ１０４に生じた右
スピーカ用の信号は、加算器１０６において信号Ｒと加
算され、スピーカＳＰR に供給される。従って、受聴者
Ｍは、２つのスピーカＳＰL 、ＳＰR しか設けていない
にも拘らず、信号Ｌ、Ｒを前方から、信号Ｓを後方から
それぞれ聞くことができ、受聴者Ｍを包むような音場を
体験できる。The left speaker signal generated at the output terminals 9L102 to 9L104 of the sound image localization means 102 to 104 is added to the signal L in the adder 105,
It is supplied to the speaker SP L. Signal for the right speaker generated in the output terminal 9R102 or 9R104 sound image localization means 102 to 104 is added to the signal R in the adder 106 is supplied to the speaker SP R. Therefore, the listener M can hear the signals L and R from the front and the signal S from the rear, respectively, even though only the two speakers SP L and SP R are provided. You can experience the sound field.
【００３４】第２の実施例を図２に示す。この実施例
は、図１の実施例の音像定位手段１０２乃至１０４に代
えて、図７に示す音像定位演算手段２と同一構成の音像
定位演算手段４０２、４０３、４０４を設けてある。こ
れら音像定位演算手段４０２乃至４０４の出力端子７Ｌ
４０２乃至７Ｌ４０４に生じた左側出力は、加算器１０
８において加算される。同じく音像定位演算手段４０２
乃至４０４に生じた右側出力は加算器１０９において加
算される。これら加算器１０８、１０９の加算出力が、
図７に示すクロストーク打消演算手段４と同一の構成の
クロストーク打消演算手段４００に供給される。このク
ロストーク打消演算手段４００の左右出力は、それぞれ
加算器１０５、１０６に供給されている。このように構
成すると、クロストーク打消演算手段が１台だけです
み、回路構成を簡略化することができる。FIG. 2 shows a second embodiment. In this embodiment, sound image localization calculating means 402, 403, and 404 having the same configuration as the sound image localization calculating means 2 shown in FIG. 7 are provided instead of the sound image localization means 102 to 104 in the embodiment of FIG. Output terminals 7L of these sound image localization calculation means 402 to 404
The left outputs generated at 402 to 7L404 are added to the adder 10
8 is added. Similarly, sound image localization calculation means 402
The right-side outputs generated in steps S404 to S404 are added in an adder 109. The addition output of these adders 108 and 109 is
It is supplied to a crosstalk canceling calculation means 400 having the same configuration as the crosstalk cancellation calculation means 4 shown in FIG. The left and right outputs of the crosstalk canceling calculation means 400 are supplied to adders 105 and 106, respectively. With this configuration, only one crosstalk cancellation calculation unit is required, and the circuit configuration can be simplified.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上のように、本発明による音場再生装
置によれば、２チャンネルのスピーカしか設けていない
にも拘わらず、サラウンド効果を得ることができる。As described above, according to the sound field reproducing device of the present invention, a surround effect can be obtained even though only two channels of speakers are provided.
【図１】本発明による音場再生装置の第１の実施例のブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a sound field reproducing device according to the present invention.
【図２】同第２の実施例のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the second embodiment.
【図３】或る音源と受聴者との間の伝達関数を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a transfer function between a certain sound source and a listener.
【図４】２つのスピーカと受聴者との間の伝達関数を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a transfer function between two speakers and a listener.
【図５】本発明で用いる音像定位手段からの音声信号を
再生する場合のスピーカと受聴者との位置関係を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between a speaker and a listener when an audio signal from a sound image localization unit used in the present invention is reproduced.
【図６】ヘッドフォンと受聴者との間の伝達関数を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing a transfer function between a headphone and a listener.
【図７】本発明で用いる音像定位手段の詳細なブロック
図である。FIG. 7 is a detailed block diagram of a sound image localization unit used in the present invention.
ＳＰL 、ＳＰR スピーカ １０２乃至１０４ 音像定位手段 ４０２乃至４０４ 音像定位演算手段 ４００ クロストーク打消演算手段SP L and SP R speakers 102 to 104 Sound image localization means 402 to 404 Sound image localization calculation means 400 Crosstalk cancellation calculation means
Claims (1)
カに供給されたなら、サラウンド効果を発揮する複数の
音声信号を発生するサラウンド効果手段と、音像を定位
させる位置に対応するパラメータデータを設定し、前記
各音声信号に上記パラメータデータによって音像定位演
算を行い、第１の音像定位信号と、第２の音像定位信号
とを出力する音像定位演算手段と、前記第１及び第２の
音像定位信号をそのまま対応するスピーカから放音する
と生じるクロストークを打ち消す演算を、第１及び第２
の音像定位信号に行い、第１及び第２のクロストーク打
ち消し演算が施された音声信号を生成するクロストーク
打ち消し演算手段とを具備した、２つのスピーカの設置
位置以外の位置に音像を定位させる２チャンネルの音声
信号を出力する音像定位手段とを、 有し、前記第１及び第２のクロストーク打ち消し演算が
施された音声信号を２つのスピーカに供給して、該２つ
のスピーカで前記サラウンド効果を得ることができるこ
とを特徴とする音場再生装置。1. A surround effect means for generating a plurality of audio signals exhibiting a surround effect when supplied to a plurality of speakers arranged around a listener, and parameter data corresponding to a position where a sound image is localized. Sound image localization calculation means for performing a sound image localization operation on each of the audio signals according to the parameter data, and outputting a first sound image localization signal and a second sound image localization signal; and the first and second sound images The first and second calculations are performed to cancel the crosstalk that occurs when the localization signal is directly emitted from the corresponding speaker.
And a crosstalk canceling operation means for generating an audio signal subjected to the first and second crosstalk canceling operations, and the sound image is localized at a position other than the installation positions of the two speakers. Sound image localization means for outputting two-channel audio signals, wherein the audio signals subjected to the first and second crosstalk canceling operations are supplied to two speakers, and the surround speakers are used by the two speakers. A sound field reproduction device capable of obtaining an effect.
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-
1997
- 1997-02-04 JP JP9037134A patent/JP2945634B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09200898A (en) | 1997-07-31 |
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