JP3492404B2

JP3492404B2 - 音響効果装置

Info

Publication number: JP3492404B2
Application number: JP32846693A
Authority: JP
Inventors: 周一仮山; 誠大和
Original assignee: Roland Corp
Current assignee: Roland Corp
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 2004-02-03
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: JPH07184300A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力された音響信号
を、三次元空間上の所定の音像定位位置に音像が定位さ
れた音響信号に変換して出力する音響効果装置に関し、
詳細には、複数の音響信号それぞれを、時間的に移動す
る各音像定位位置に音像が定位された各音響信号に変換
して出力する音響効果装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】三次元空間の、受聴者を中心とした所定
方向に音像を定位させる音響効果装置が知られており
（特開平４−３０７００号参照）、この方向のみ定位さ
せる音響効果装置に、床からの反射音等を組み合わせる
ことにより、方向のほか距離をも定位させる音響効果装
置も考えられている（特願平４−１８０９３１号参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような音響効果
装置において、広がりのある音をどのように定位させる
かが問題となる。図１は、この問題を説明するための、
列車の音の定位を示す模式図である。従来は、図１
（Ａ）に示すように、１つの列車全体を機関車で代表さ
せて、機関車の動きに合わせて列車の音を移動させてい
た。ところが実際の列車は機関車のみから音が発せられ
るものではなく、各車両の各車輪等からも音が発せら
れ、したがって機関車のみで代表させた従来手法では聴
感上貧弱な印象を与えてしまうという問題がある。

【０００４】そこで、図１（Ｂ）に示すように、列車の
各車両にそれら各車両から発せられる音をそれぞれ当て
嵌めることが考えられる。こうすることにより受聴者に
対し臨場感に溢れる音を伝えることができる。このよう
に複数の音像を、時間的に移動する各音像定位位置に定
位させる場合に、各音像の移動をそれぞれ独立に指定し
たのでは、音像どうしの互いの位置関係を把握しにく
く、例えば図１（Ｂ）に示すような例の場合、音像１〜
音像３の互いの間の各距離は不変であり、かつそれらの
音像１〜音像３はほぼ直線上に並んでいるにも拘らず、
音像定位上列車が伸縮し、あるいは音像１〜音像３が直
線上からずれてしまう等の指定間違いを生じる場合があ
る。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、例えば図１
（Ｂ）に示すように互いに関連して移動する複数の音像
の、時間的に変化する音像定位位置を、容易に、かつ互
いに関連づけて指定することのできる音響効果装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の音響効果装置のうちの第１の音響効果装置は、複数
の音響信号を入力する手段と、前記複数の音響信号のう
ちの所定の代表信号の音像の定位位置を表した代表位置
情報を時間経過に従って入力する代表位置入力手段と、
前記複数の音響信号のうちの前記代表信号以外の信号の
音像の定位位置を、前記代表信号の音像の位置からの相
対位置で表す相対位置情報を入力する相対位置入力手段
と、前記入力された複数の音響信号が、前記代表位置情
報および相対位置情報に応じた空間上の位置にそれぞれ
音像が時間経過に従って定位されるように音像定位処理
を施す音像定位処理手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の音響効果装置のうちの第２の音響効果装
置は、複数の音像位置のうち所定の代表点の位置を表し
た代表位置情報を時間経過に従って入力する代表位置入
力手段と、前記複数の音像位置のうち代表点以外の音像
の位置を代表点からの相対位置で表わす相対位置情報を
時間経過に従って入力する相対位置入力手段と、音響信
号が入力され、前記代表位置情報および相対位置情報に
応じた空間上の位置にそれぞれ音像が時間経過に従って
定位されるように音像定位処理を施す音像定位処理手段
とを備えたことを特徴とする。ここで、上記第１の音響
効果装置において、相対位置情報は時間経過に従って入
力されることが好ましい。

【０００７】

【作用】例えば図１（Ｂ）に示す音像１〜音像３のよう
に互いに関連して移動する複数の音像は、互いに関連し
て移動するものであるため、それらの音像の代表点を定
めることができる。そこで本発明の音響効果装置のうち
の第１の音響効果装置では、複数の音響信号それぞれに
対応して各音像位置が定められており、それらの音像位
置のうちの１つを代表点とし、他の音像位置をその代表
点からの相対位置で定めている。図１（Ｂ）の例では、
音像１〜音像３の中心、例えば音源２の位置に代表点を
定めたとすると、その代表点を基準とした音像１〜音像
３の位置は不変であり、代表点が列車が走る線路に沿っ
て直線的に移動するように入力される。

【０００８】これにより、互いに関連して移動する複数
の音像の時間的位置変化を、互いの関連を崩すことなく
容易に指定することができる。このようにして、互いに
分離して指定された、代表点を基準とした複数の音像の
相対位置情報と、その代表点の位置情報は、複数の音像
それぞれの位置情報に変換される。また、本発明の音響
効果装置のうちの第２の音響効果装置では、音響信号に
対応して複数の音像位置が定められており、それらの音
像位置のうちの１つを代表点とし、他の音像位置をその
代表点からの相対位置で定めるとともに、その代表点か
らの相対位置を表わす相対位置情報を時間経過に従って
入力するものであるため、代表点が時間経過に従って移
動するとともに、その代表点以外の音像点もその代表点
からの相対位置が時間経過に従って移動し、バリエーシ
ョン豊かな音像定位が行なわれる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
２は、本発明の音響効果装置の一実施例を示すブロック
図である。この音響効果装置１０は、複数の音像の定位
位置を順次移動させるデータをＭＩＤＩデータとして発
生する手段を有する一つのシーケンサ１２と、外部から
の定位に関するデータによって音像を定位させる複数の
音像ロケータ１４＿１，１４＿２，…，１４＿ｎと、そ
れら複数の音像ロケータ１４＿１，１４＿２，…，１４
＿ｎから出力される各音響信号をミックスする一つのミ
キサー１６からなる。

【００１０】ミキサー１６から出力される左（Ｌ），右
（Ｒ）の各音響信号は、この音響効果装置１０から出力
され、図示しないアンプ等を経由し、最終的に左右のス
ピーカ２０Ｌ，２０Ｒから、複数の音像ロケータ１４＿
１，１４＿２，…，１４＿ｎによりそれぞれ定位された
位置に音像を有する音が空間に放音される。音像ロケー
タ１４＿１，１４＿２，…，１４＿ｎは、音像として定
位させるべき１チャンネルの音響信号の入力端子と、音
像を定位させるためのデータを受け取るＭＩＤＩ入力端
子と、ＭＩＤＩ入力により受け取ったデータによって定
位させた音像を２チャンネルの音響信号として出力する
端子を備えている。音像ロケータ１４＿１，１４＿２，
…，１４＿ｎがＭＩＤＩ入力として受け取るのは、キー
プレッシャ、コントロールチェンジ、ピッチベンドの情
報であり、各々には受聴位置に対する音像の水平方向の
角度であるアジマス、受聴位置に対する音像の鉛直方向
の角度であるエレべーション、受聴位置から音像の位置
までの距離であるディスタンスの値が割りつけられてい
る。各音像ロケータ１４＿１，１４＿２，…，１４＿ｎ
は、これらの値をもとに音像を定位させ、同時にディス
タンスの値に応じた音のレベル、ディレイタイム、周波
数特性の設定も行う。

【００１１】シーケンサ１２は各音像ロケータ１４＿
１，１４＿２，…，１４＿ｎをＭＩＤＩ信号で制御する
ための複数のＭＩＤＩ出力端子と、直線や円、自由曲線
などの図形を入力するマウスあるいはペンタブレット、
数値を入力するキーボードなどの入力手段を備えてい
る。シーケンサ１２は、各音像を定位させるためのパラ
メータとして、音像群を代表する代表点の座標、この代
表点から各音像までの距離、各音像の、代表点を基準と
した水平方向の角度、各音像の、代表点を基準とした鉛
直方向の角度、発生時刻を持ち、これらは時間に伴って
変化する時間関数として扱われ、各関数は外部からの入
力される初期値と時間変化項で表現されるので、これに
よって各音像の定位の発生時間や定位位置を関連して操
作できる。さらに、シーケンサ１２は、パラメータとし
て受聴位置の座標、時間増分（Δｔ）を持つ。シーケン
サ１２はこれらのパラメータの値から各発生時刻（発生
時刻はシーケンスのスタート時刻と時間増分Δｔによっ
て決まる）ごとに、受聴位置に対する音像の水平方向の
角度であるアジマス、受聴位置に対する鉛直方向の角度
であるエレベーション、受聴位置から音像までの距離で
あるディスタンスを算出して記憶しておき、シーケンス
実行の際に、各々をＭＩＤＩ情報のキープレッシャ、コ
ントロールチェンジ、ピッチベンドの値に割り当てて各
々の音像ロケータ１４＿１，１４＿２，…，１４＿ｎに
送信する。

【００１２】図３は、シーケンサで実行される、送信デ
ータ生成ルーチンのフローチャート、図４はシーケンサ
で実行される、生成されたデータの送信ルーチンのフロ
ーチャート、図５は、シーケンサで生成され、シーケン
サ内に記憶されたデータの配列を表わすメモリマップで
ある。先ず、シーケンサに、代表点０を基準としたとき
の、複数の各音像の位置，時間的な移動を表わす音像デ
ータが入力される（図３ステップ１＿１）。次に、この
シーケンサに、受聴位置Ｌを基準としたときの代表点０
の位置，時間的な移動を表わすデータが入力される（ス
テップ１＿２）。

【００１３】シーケンサでは、これらのデータが入力さ
れると、ステップ１＿３において、シーケンス開始から
のデータ発生時刻ｔ_n ＝ｔ₀ ＋Δｔ・ｎが算出され、ｎ
がインクリメントされる。ここで、ｔ₀ はシーケンス開
始時刻を表し、Δｔは時間増分を表わす。次に、ステッ
プ１＿４において、ステップ１＿３で求められたデータ
発生時刻ｔ_n を、シーケンスデータの継続時間Ｔｉｍｅ
と比較し、Ｔｉｍｅ＞ｔ_n であるか否かが判定される。
Ｔｉｍｅ＞ｔ_n の場合、ステップ１＿５に進み、Ｔｉｍ
ｅ≦ｔ_n の場合、終了する。

【００１４】ステップ１＿５では、ステップ１＿１で入
力された、代表点０を基準とした各音像の位置，時間的
な移動を表わすデータに基づいて、データ発生時刻ｔ_n
における、代表点０から各音像Ｓ_n に向かうベクトル＜
ＯＳ_n ＞が算出される。また、ステップ１＿６では、ス
テップ１＿２で入力された、受聴位置Ｌを基準とした代
表点０の位置，時間的な移動を表わすデータに基づい
て、データ発生時刻ｔ_n における、受聴位置Ｌから代表
点０に向かうベクトル＜Ｌ０＞が算出される。

【００１５】ステップ１＿７においては、ステップ１＿
５，ステップ１＿６で求められた、各ベクトル＜ＯＳ_n
＞，＜Ｌ０＞に基づいて、各音像Ｓ_n の、データ発生時
刻ｔ _n におけるアジマスＡＺ（ｔ_n ），エレベーション
ＥＬ（ｔ_n ），ディスタンスＤＩＳ（ｔ_n ）が算出さ
れ、図５に示すように、シーケンサ内のメモリに、デー
タ発生時刻ｔ_n の順に格納される。その後ステップ１＿
３に戻り、以下同様にしてＴｉｍｅ≦ｔ_n となるまで、
アジマスＡＺ（ｔ_n ），エレベーションＥＬ（ｔ _n ），
ディスタンスＤＩＳ（ｔ_n ）の算出，格納が繰り返され
る。尚、図５は、１つの音像についてのデータであり、
図３に示すルーチンでは複数の音像それぞれについて図
５に示すデータが生成される。

【００１６】図４は、前述したように、シーケンサから
のデータの送出を担う送信ルーチンのフローチャートで
ある。この送信ルーチンは、所定の時間間隔毎に起動さ
れるタイマ割込みルーチンである。この送信ルーチンが
起動されると、先ずステップ２＿１において、演奏中
（プレイ中）であるか否かを示すフラグＰＦｌａｇが参
照され、プレイ中であればステップ２＿２に進み、プレ
イ中でなければ何もせず終了する。

【００１７】ステップ２＿２では、現在時刻Ｔｒとシー
ケンス終了時刻Ｔとが比較され、Ｔｒ＞Ｔの場合、即
ち、シーケンスが終了した場合は、ステップ２＿３に進
み、プレイ中か否かを示すフラグＰＦｌａｇがプレイ終
了を示す値にリセットされて終了する。またステップ２
＿２でまだシーケンスの途中の時刻であると判定された
場合、次にステップ２＿４に進む。ステップ２＿４で
は、現在時刻Ｔｒと次のデータを送信すべき時刻ｔ_n と
が比較され、現在時刻Ｔｒが次のデータの送信時刻ｔ_n
に達していないと判定された場合はステップ２＿８にジ
ャンプし、現在時刻Ｔｒが、この図１３に示す割り込み
ルーチンの割り込み周期Δｉだけインクリメントされて
終了する。

【００１８】ステップ２＿４で、Ｔｒ≧ｔ_n 、即ち現在
時刻Ｔｒがデータ送出時刻ｔ_n に達していると判定され
ると、ステップ２＿５に進み、図５に示す、データ送出
時刻ｔ_n に対応するアジマスＡＺ（ｔ_n ），エレベーシ
ョンＥＬ（ｔ_n ），ディスタンスＤＩＳ（ｔ_n ）の各デ
ータが、音像ロケータ１４＿１，１４＿２，…，１４＿
ｎに向けて送信される。なお、前述したように、図５は
１つの音像ロケータについてのデータマップである。各
音像ロケータ１４＿１，１４＿２，…，１４＿ｎでは、
前述したように、シーケンサ１２から送信されてきたデ
ータに基づいて、各音響信号に音像が付与される。

【００１９】次にステップ２＿６において、次に読み出
すべきデータアドレスが計算されデータポインタがイン
クリメントされる。ステップ２＿７では次のデータ送信
時刻ｔ_n が設定され、ステップ２＿８では前述したよう
に現在時刻Ｔｒが設定されて終了する。以上のようにし
て、データ送信時刻ｔ_n 毎に、シーケンサ１２から各音
像ロケータ１４＿１，１４＿２，…，１４＿ｎに向けて
音像定位のためのデータが送信される。

【００２０】以下、代表点を基準とした複数の音像の相
対位置と代表点の位置との関係、およびそれらに基づい
てシーケンサで演算される、複数の音像の位置算出例等
について説明する。図６は、シーケンサにおける複数音
像の関連付けを示した模式図であり、図６（Ａ），
（Ｂ）は、それぞれ、音像群の、代表点を基準とした初
期値による静的な位置関係（図６（Ａ））およびシーケ
ンススタート後の時間的に変化する係数による動的な位
置関係（図６（Ｂ））を例示した模式図である。

【００２１】本装置のシーケンサは、複数の音像を互い
に関連付けて移動させることを特徴とするが、この”関
連付け”とはシーケンサで扱う時間関数で表される各パ
ラメータの初期値と時間変化係数の与え方にほかならな
い。すなわち、各音像のパラメータの初期値によって各
音像の静的な位置関係を表現し、時間関数によって各音
像の動的な位置関係を表現しているわけである。

【００２２】以下、各種の関連付けについて例示する。
図７は複数音像の定位の放射状の移動を例示する模式図
である。複数音像を同一円周上に定位させ、各音像を互
いに同じタイミングで音像群の代表点方向、またはその
逆方向に移動させる。図８は音像群を代表する代表点の
軌跡に従った移動を例示する模式図である。

【００２３】複数音像を同一円周上に定位させ、各音像
を円周上で同一方向に同じ速度で回転させながら、また
は静止させたまま音像群を代表する代表点の軌跡に沿っ
て移動させる。図９は音像群を代表する代表点の軌跡に
従った移動の他の例を示す模式図である。

【００２４】複数音像を同一直線上に定位させ、静止さ
せたまま音像群を代表する代表点の軌跡に沿って移動さ
せる。次に、シーケンサにおけるアジマス、エレベーシ
ョン、ディスタンスの算出手法について説明する。図１
０は、この算出手法の説明図である。

【００２５】受聴位置をＬ（０，０，０）、音像群を代
表する位置をＯ（ｒｏ、θｏ、φｏ）とする。但し、ｒ
ｏは受聴位置Ｌとの距離、θｏは受聴位置Ｌに対する水
平角、φｏは受聴位置Ｌに対する鉛直角を表わす。ま
た、音像群を代表する位置Ｏを原点とした各音像位置ｎ
の座標Ｓ_n をＳ_n （ｄｎ（ｔ）、θｎ（ｔ）、φｎ（ｔ））ｄｎ（ｔ）＝ｄｎＯ＋ｄｆｎ（ｔ）：Ｏとの距離 θｎ（ｔ）＝θｎＯ＋θｆｎ（ｔ）：Ｏに対する水平角 φｎ（ｔ）＝φｎＯ＋φｆｎ（ｔ）：Ｏと対する鉛直角で表わす。ここで、ｄｎＯ、θｎＯ、φｎＯは初期値、
ｄｆｎ（ｔ）、θｆｎ（ｔ）、φｆｎ（ｔ）は時間ｔの
Ｎ次式などで表わされる時間関数である。

【００２６】受聴位置Ｌを原点とした音像ｎの座標Ｓ_n
は次のような単純なベクトルの計算により算出される。＜ＬＳ_n ＞＝＜ＬＯ＞＋＜ＯＳ_n ＞但し、＜ＬＳ_n ＞：受聴位置Ｌから音像ｎへのベクトル＜ＬＯ＞：受聴位置Ｌから音像Ｏへのベクトル＜ＯＳ_n ＞：Ｏから音像ｎへのベクトルである。受聴位置Ｌを原点とした音像ｎの座標Ｓ_n は、Ｓ_n （Ｄｎ（ｔ）、Θｎ（ｔ）、Φｎ（ｔ））ただし、Ｄｎ（ｔ）：受聴位置Ｌと音像ｎとの距離＝デ
ィスタンス Θｎ（ｔ）：受聴位置Ｌに対する水平角＝アジマス Φｎ（ｔ）：受聴位置Ｌに対する鉛直角＝エレベーショ
ンと表わされる。

【００２７】以下、シーケンサにおけるアジマス、エレ
ベーション、ディスタンスの算出例について説明する。
図１１は、代表点を基準とした各音像の位置を例示した
模式図、図１２は代表点の移動を例示した模式図、図１
３は、ベクトル演算による、受聴位置Ｌを基準とした音
像位置の演算例を示した模式図である。ここでは、代表
点を基準としたときの各音像位置が固定されている場合
について説明する。

【００２８】シーケンサに外部から与えられるパラメー
タとしては、受聴位置の高さ：Ｌｈ、シーケンス継続時
間：Ｔｉｍｅ、データ送信周期：Δｔ、各音像の座標：
Ｓ_n、音像の代表点の移動データ：Ｏ（ｔ）がある。図
１１に示すような、代表点０を基準とした各音像の座標
Ｓ_n は、直交座標系で表現すると、＜ＯＳ_n ＞＝（Ｘ_n ，Ｙ_n ，Ｚ_n ）となる。このとき、代表点０は、０（０，０，０）と表
現される。尚、各音像の座標Ｓ_n は極座標系で表現して
もよく、このときには各音像の座標Ｓ_n は、Ｓ_n（γ
_n ，θ_n ，φ_n ）と表現される。

【００２９】また、音像の代表点の移動データＯ（ｔ）
は各時刻ｔ_n の代表点の座標Ｏ（ｔ _n ）＝（ｘ_tn，
ｙ_tn，ｚ_tn）またはＯ（ｔ_n ）＝（ｒ_tn，θ_tn，φ_tn）
として表わされる。受聴位置Ｌの座標をＬ（０，０，
０）とすると、時刻ｔ_n における、受聴位置Ｌから代表
点Ｏ（ｔ_n ）へのベクトルＬＯ（ｔ_n ）は、＜ＬＯ（ｔ_n ）＞＝（ｘ_tn，ｙ_tn，ｚ_tn）となる。ただし、ｔ_n ＝ｔ₀ ＋ｎ・Δｔ（Δｔは時間の単位増分）である。

【００３０】これらのデータを用いて、アジマス、エレ
べーション、ディスタンスは以下のようにして算出され
る。ここでは、上記二つのベクトル＜ＯＳ_n ＞、＜ＬＯ
（ｔ _n ）＞から、時刻ｔ_n における音像Ｓ_n のアジマ
ス、エレべーション、ディスタンスを求める。まず、受
聴位置Ｌから音像Ｓ_n へのベクトルは、＜ＬＳ_n ＞＝＜ＬＯ（ｔ_n ）＞＋＜ＯＳ_n ＞で表わされるので、＜ＬＳ_n ＞＝（ｘ_tn＋ｘ_n ，ｙ_tn＋ｙ_n ，ｚ_tn＋ｚ_n ）となる。これより、アジマスＡＺ（ｔ_n ）、エレベーシ
ョンＥＬ（ｔ_n ）、ディスタンスＤＩＳ（ｔ_n ）はＡＺ（ｔ_n ）＝ａｔａｎ［（ｘ_tn＋ｘ_n ）／√｛（ｙ_tn
＋ｙ_n ）² ＋（ｚ_tn＋ｚ_n ）² ｝］Ｅｌ（ｔ_n ）＝ａｔａｎ［（ｚ_tn＋ｚ_n ）／√｛（ｘ_tn
＋ｘ_n ）² ＋（ｙ_tn＋ｙ_n ）² ｝］ＤＩＳ（ｔ_n ）＝√｛（ｘ_tn＋ｘ_n ）² ＋（ｙ_tn＋ｙ
_n ）² ＋（ｚ_tn＋ｚ_n ）² ｝となる。これをＴｉｍｅ≧ｔ_n の条件で繰り返す。

【００３１】次に、複数の音像が代表点を基準として移
動する場合の、シーケンサにおけるアジマス、エレベー
ション、ディスタンスの算出例について説明する。図１
４は、代表点を基準とした各音像の移動を例示した模式
図である。ここでは、複数の音像が、音像の代表点を中
心とする円上を回転しながら、音像の代表点が移動する
場合について説明する。

【００３２】シーケンサに外部から与えられるパラメー
タとしては、受聴位置の高さ：Ｌｈ、シーケンス継続時
間：Ｔｉｍｅ、データ送信周期：Δｔ、各音像の座標の
初期値：Ｓ_n Ｏ、各音像の時間変化関数：Ｆｎ（ｔ）、
音像の代表点の移動データ：Ｏ（ｔ）がある。音像ｎの
座標の初期値Ｓ_n Ｏは、Ｓ_n Ｏ＝（ｘｎＯ，ｙｎＯ，ｚ
ｎＯ）（直交座標系）またはＳ_n Ｏ＝（ｒｎＯ，θｎ
Ｏ，φｎＯ）（極座標系）で表わされる。音像ｎの座標
の時間変化はＯｎを用いて表すことができるので、音像
ｎの座標Ｓ_n は、直交座標系で表すと、Ｓ_n ＝（ｘｎＯ＋Ｆｘｎ（ｔ），ｙｎＯ＋Ｆｙｎ
（ｔ），ｚｎＯ＋Ｆｚｎ（ｔ））すなわち、Ｏ（０，０，０）として＜ＯＳ_n ＞＝（ｘｎＯ＋Ｆｘｎ（ｔ），ｙｎＯ＋Ｆｙｎ
（ｔ），ｚｎＯ＋Ｆｚｎ（ｔ））となる。ここで、Ｆｘｎ（ｔ）：Ｆｎ（ｔ）のｘ成分Ｆｙｎ（ｔ）：Ｆｎ（ｔ）のｙ成分Ｆｚｎ（ｔ）：Ｆｎ（ｔ）のｚ成分であり、例えば、各関数が一次式の場合、音像は等速度
回転を行い、二次式の場合、音像は等加速度回転を行
う。

【００３３】音像の代表点の移動データＯ（ｔ）につい
ては、複数音像が回転しない場合と同一の計算式で表わ
される。また、アジマス、エレベーション、ディスタン
スについては、複数音像が回転しない場合と比べ音像の
座標Ｓ_n の表現は異なるが、計算式そのものは同一であ
る。次に、音像群を代表する位置の軌跡Ｏ（ｔ）の各種
関数例について説明する。

【００３４】音像群を代表する位置の軌跡は、マウスや
ペンタブレット等を用いて自由曲線としてユーザからデ
ータそのものが直接与えられたり、直線や円弧などの数
式から得られる。一般的には時間を変数として以下のよ
うに表現することができる。一般的な軌跡の座標Ｏ（ｘ
（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ））は以下のように表現され
る。

【００３５】ｘ（ｔ）＝Ｆｘ（ｔ）＋ａｙ（ｔ）＝Ｆｙ（ｔ）＋ｂｚ（ｔ）＝Ｆｚ（ｔ）＋ｃ但し、Ｆｘ（ｔ），Ｆｙ（ｔ），Ｆｚ（ｔ）は、ｘ，
ｙ，ｚ軸方向の時間変化関数、ａ，ｂ，ｃは初期座標、
ｔは時間変数を表わす。

【００３６】以下に、ｘ，ｙ，ｚ軸方向の時間関数Ｆｘ
（ｔ），Ｆｙ（ｔ），Ｆｚ（ｔ）の例を挙げる。（等速度直線運動の軌跡）Ｆｘ（ｔ）＝ｄ・ｔＦｙ（ｔ）＝ｅ・ｔＦｚ（ｔ）＝ｆ・ｔｄ、ｅ、ｆは各軸方向の速度、ｔは時間の変数を表わ
す。ｄ〜ｆは任意の実数を表わす。（等加速度運動の軌跡）Ｆｘ（ｔ）＝ｄ・ｔ² ＋ｇ・ｔＦｙ（ｔ）＝ｅ・ｔ² ＋ｈ・ｔＦｚ（ｔ）＝ｆ・ｔ² ＋ｉ・ｔｄ、ｅ、ｆは各軸方向の加速度、ｇ、ｈ、ｉは各軸方向
の速度、ｔは時間の変数を表わす。ｄ〜ｉは任意の実数
である。（等角速度楕円運動の軌跡）Ｆｘ（ｔ）＝ｄ・ｓｉｎ（θ・ｔ＋α）Ｆｙ（ｔ）＝ｅ・ｃｏｓ（θ・ｔ＋α）Ｆｚ（ｔ）＝ｆ・ｔｄ、ｅはｘ、ｙ軸方向の径、θは角速度、αは初期位相
角、ｆはｚ軸方向の速度、ｔは時間の変数を表わす。ｄ
〜ｆ、θ、αは任意の実数である。（等角加速度楕円運動の軌跡）Ｆｘ（ｔ）＝ｄ・ｓｉｎ（φ・ｔ² ＋θ・ｔ＋α）Ｆｙ（ｔ）＝ｅ・ｃｏｓ（φ・ｔ² ＋θ・ｔ＋α）Ｆｚ（ｔ）＝ｆ・ｔｄ、ｅはｘ、ｙ軸方向の径、θは角速度、φは角加速
度、αは初期位相角、ｆはｚ軸方向の速度、ｔは時間の
変数を表わす。ｄ〜ｆ、φ、θ、αは任意の実数であ
る。

【００３７】前記二つの楕円運動でｘ、ｙ軸方向の半径
ｄ、ｅが等しいとき円運動になる。また、ｆ＝０のとき
ｘ−ｙ平面上での運動となり、ｆ≠０のときは回転しな
がらｚ軸方向に移動する（ｚ軸方向に螺旋階段状に移動
する）。（スパイラル曲線の軌跡（同心円状の螺旋））Ｆｘ（ｔ）＝ｄ・ｔ・ｓｉｎ（φ・ｔ² ＋θ・ｔ＋α）Ｆｙ（ｔ）＝ｅ・ｔ・ｃｏｓ（φ・ｔ² ＋θ・ｔ＋α）Ｆｚ（ｔ）＝ｆ・ｔｄ、ｅはｘ、ｙ軸方向の径、θは角速度、φは角加速
度、αは初期位相角、ｆはｚ軸方向の速度、ｔは時間の
変数を表わす。

【００３８】ｄ〜ｆ、φ、θ、αは任意の実数である。（リサージュ曲線の軌跡）Ｆｘ（ｔ）＝ｄ・ｓｉｎ（φ・ｔ² ＋θ・ｔ＋α）Ｆｙ（ｔ）＝ｅ・ｃｏｓ（φ・ｔ² ＋γ・ｔ＋α）Ｆｚ（ｔ）＝ｆ・ｔｄ、ｅはｘ、ｙ軸方向の径、φは角加速度、θ、γは角
速度、αは初期位相角、ｆはｚ軸方向の速度、ｔは時間
変数を表わす。

【００３９】ｄ〜ｆ、φ、θ、γ、αは任意の実数であ
る。（正弦曲線の軌跡）Ｆｘ（ｔ）＝ｄ・ｔＦｙ（ｔ）＝ｅ・ｓｉｎ（θ・ｔ＋α）Ｆｚ（ｔ）＝ｆ・ｔｄ、ｆはｘ、ｚ軸方向速度、ｅは正弦曲線の振幅、θは
角速度、αは初期位相角、ｔは時間変数を表わす。

【００４０】ｄ〜ｆ、θ、αは任意の実数である。（乱数を用いた曲線の軌跡）Ｆｘ（ｔ_n ）＝Ｆｘ（ｔ_n-1 ）＋Ｒａｎｄ（ｔ_n ）Ｆｙ（ｔ_n ）＝Ｆｙ（ｔ_n-1 ）＋Ｒａｎｄ（ｔ_n ）Ｆｚ（ｔ_n ）＝Ｆｚ（ｔ_n-1 ）＋Ｒａｎｄ（ｔ_n ）ただし、ｘ（Ｏ）＝ａ、ｙ（Ｏ）＝ｂ、ｚ（Ｏ）＝ｃ、
Ｒａｎｄ（ｔ_n ）は乱数、ｔ_n-1 、ｔ_n は時間の変数を表わす。（自由曲線）自由曲線については、ユーザによって外部
からマウスやペンタブレット等で入力された座標データ
を使用する。

【００４１】次に音像群を構成する各音像の位置Ｓ_n
（ｔ）を表わす各種関数例について説明する。”音像
群”は互いにある関係を持つ音像の集まり”と定義され
る。各音像の座標は、音像群を代表する位置の軌跡Ｏ
（ｔ）の座標を用いると一般的に次のように表わすこと
ができる。

【００４２】各音像の座標Ｓ_n （ｘ_n 、ｙ_n 、ｚ_n ）は
一般的には以下のように表現される。ｘ_n ＝Ｇｘ_n （ｔ）＋ａ_n ＋ｘ（ｔ）ｙ_n ＝Ｇｙ_n （ｔ）＋ｂ_n ＋ｙ（ｔ）ｚ_n ＝Ｇｚ_n （ｔ）＋ｃ_n ＋ｚ（ｔ）但し、Ｇｘ_n （ｔ）、Ｇｙ_n （ｔ）、Ｇｚ_n （ｔ）は
ｘ、ｙ、ｚ軸方向の時間変化関数、ａ_n 、ｂ_n 、ｃ_n は
Ｏ（ｔ）を原点としたときの初期座標、ｘ（ｔ）、ｙ
（ｔ）、ｚ（ｔ）は音像群を代表する位置の軌跡のｘ、
ｙ、ｚ座標、ｔは時間に関する変数を表わす。

【００４３】以下に様々な場合の時間変化関数Ｇｘ_n
（ｔ）、Ｇｙ_n （ｔ）、Ｇｚ_n （ｔ）の例を示す。（各音像が直線上に並ぶ場合（時間変化しない））Ｇｘ_n （ｔ）＝ｄ・ｇ_n Ｇｙ_n （ｔ）＝ｅ・ｈ_n Ｇｚ_n （ｔ）＝ｆ・ｉ_n ｄ、ｅ、ｆは各音像間のｘ、ｙ、ｚ軸方向の距離の差
分、ｇ_n 、ｈ_n 、ｉ_n は各音像の直線上における位置を
決定する変数を表わす。ｄ〜ｆ、ｇ_n 、ｈ_n 、ｉ_n は任
意の実数である。（各音像が同一円周上に並ぶ場合（時間変化しない））Ｇｘ_n （ｔ）＝ｄ・ｓｉｎ（α_n ）Ｇｙ_n （ｔ）＝ｅ・ｃｏｓ（α_n ）Ｇｚ_n （ｔ）＝０ｄ、ｅは各音像のｘ、ｙ軸方向の径、αは各音像の初期
位相角、ｔは時間の変数を表わす。

【００４４】ｄ、ｅ、α_n は任意の実数である。（各音像が円周上を回転する場合）Ｇ_xn（ｔ）＝ｄ_n ・ｓｉｎ（θ_n ・ｔ＋α_n ）Ｇ_yn（ｔ）＝ｅ_n ・ｃｏｓ（θ_n ・ｔ＋α_n ）Ｇ_zn（ｔ）＝Ｏｄ_n 、ｅ_n は各音像のｘ、ｙ軸方向の径、θ_n は各音像
の角速度、α_n は各音像の初期位相角、ｔは時間に関す
る変数を表わす。ｄ_n 、ｅ_n 、θ_n 、α_n は任意の実数
である。

【００４５】各音像のｄ_n 、ｅ_n が全て等しいとき同一
円周上に並び、異なる場合は個々の円周上に位置する。
さらに、θ_n が０でないときは設定された角速度で回転
し、０のときは回転しない。（各音像が放射状に動く場合）Ｇ_xn（ｔ）＝（ｄ_n ・ｔ＋ｆ_n ）・ｓｉｎ（θ_n ・ｔ＋
α_n ）Ｇ_yn（ｔ）＝（ｅ_n ・ｔ＋ｇ_n ）・ｃｏｓ（θ_n ・ｔ＋
α_n ）Ｇ_zn（ｔ）＝０ｄ_n 、ｅ_n は各音像のｘ、ｙ軸方向の径の変化の速度、
ｆ_n 、ｇ_n は各音像のｘ、ｙ軸方向の径の初期値、θ_n
は各音像の角速度、α _n は各音像の初期位相角、ｔは時
間の変数を表わすｄ_n 、ｅ_n 、ｆ_n 、ｇ_n 、θ _n 、α_n
は任意の実数である。

【００４６】ｄ_n 、ｅ_n が０でないとき放射状に移動
し、０のときは移動しない。さらに、θ_n が０でないと
きは回転し、０のときは回転しない。（自由配置）自由配置は、ユーザが直接各々の音像の座
標を設定する。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の音響効果
装置は、互いに関連して移動する複数の音像の時間的位
置変化を、互いの関連を崩すことなく、容易に指定する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】列車の音の定位を示す模式図である。

【図２】本発明の音響効果装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図３】シーケンサで実行される、送信データ生成ルー
チンのフローチャートである。

【図４】シーケンサで実行される、生成されたデータの
送信ルーチンのフローチャートである。

【図５】シーケンサで生成され、シーケンサ内に記憶さ
れたデータの配列を表わすメモリマップである。

【図６】シーケンサによる複数音像の関連付けを示した
模式図である。

【図７】複数音像の定位の放射状の移動を例示する模式
図である。

【図８】音像群を代表する代表点の軌跡に従った移動を
例示する模式図である。

【図９】音像群を代表する代表点の軌跡に従った移動を
例示する他の例を示す模式図である。

【図１０】シーケンサにおけるアジマス、エレベーショ
ン、ディスタンスの算出手法の説明図である。

【図１１】代表点を基準とした各音像の位置を例示した
模式図である。

【図１２】代表点の移動を例示した模式図である。

【図１３】ベクトル演算による、受聴位置Ｌを基準とし
た音像位置の演算例を示した模式図である。

【図１４】代表点を基準とした各音像の移動を例示した
模式図である。

【符号の説明】

１０音響効果装置１２シーケンサ１４＿１，１４＿２，…，１４＿ｎ音像ロケータ１６ミキサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−303382（ＪＰ，Ａ) 特開平４−30700（ＪＰ，Ａ) 特開平１−300700（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04S 7/00 H04S 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の音響信号を入力する手段と、前記複数の音響信号のうちの所定の代表信号の音像の定
位位置を表した代表位置情報を時間経過に従って入力す
る代表位置入力手段と、前記複数の音響信号のうちの前記代表信号以外の信号の
音像の定位位置を、前記代表信号の音像の位置からの相
対位置で表す相対位置情報を入力する相対位置入力手段
と、前記入力された複数の音響信号が、前記代表位置情報お
よび相対位置情報に応じた空間上の位置にそれぞれ音像
が時間経過に従って定位されるように音像定位処理を施
す音像定位処理手段とを備えたことを特徴とする音響効
果装置。
【請求項２】複数の音像位置のうち所定の代表点の位
置を表した代表位置情報を時間経過に従って入力する代
表位置入力手段と、前記複数の音像位置のうち代表点以外の音像の位置を代
表点からの相対位置で表わす相対位置情報を時間経過に
従って入力する相対位置入力手段と、音響信号が入力され、前記代表位置情報および相対位置
情報に応じた空間上の位置にそれぞれ音像が時間経過に
従って定位されるように音像定位処理を施す音像定位処
理手段とを備えたことを特徴とする音響効果装置。
【請求項３】請求項１において、相対位置情報は時間
経過に従って入力されることを特徴とする音響効果装
置。