JP4122507B2 - Crosstalk cancellation apparatus and method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の技術分野】
この発明はクロストーク・キャンセル装置に関し、特にその聴感の向上に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図13に従来のクロストーク・キャンセル装置の構成を示す。クロストーク・キャンセル装置6は、受聴者2に対し、右スピーカ4Rから左耳2Lに入る右信号Rinの音(クロストークという)を、左スピーカ4Lからの音によって打ち消す(キャンセルする)ものである。同様に、左スピーカ4Lから右耳2Rに入る左信号Linの音も、右スピーカ4Rからの音によってうち消される。したがって、左信号Linによる音は左耳2Lにのみ到達し、右信号Rinによる音は右耳2Rにのみ到達することとなる。
【0003】
このようなクロストーク・キャンセル装置6に、クロスフィード装置を組み合わせることにより、現実のスピーカ位置とは異なる位置に音像を定位させることが可能となる。
【0004】
図13に示すクロストーク・キャンセル装置6は、2つのフィルタ8、10を備えている。フィルタ8、10の出力は、それぞれ、加算器14、12によって、他方のチャネルの信号Lin、Rinに加算される。したがって、帰還ループが形成され、フィードバック型のクロストーク・キャンセル装置と呼ばれる。
【0005】
フィルタ8、10の伝達関数H1、H2は、下式によって示される。
【0006】
H1 = -gt12 / gt22
H2 = -gt21 / gt11
ただし、図13に示すように、受聴者2に対して左スピーカ4L、右スピーカ4Rが対称に配置されている場合、フィルタ8、10の伝達関数はともに等しくなる。gt11 = gt22 = gt1, gt12 = gt21 = g2とすると、
H1 = H2 = H = -gt2/gt1
このような対称配置において、図13のクロストーク・キャンセル装置の左入力Lin(xt2)を0とし、右入力Rin(xt1)をインパルスとした場合の、左耳2Lに到達する信号zt2、右耳2Rに到達するインパルス応答zt1の周波数特性を図14に示す。この図から明らかなように、左耳2Lに到達するクロストーク(つまりインパルス応答zt2)を完全にキャンセルすることはできないが、かなりの割合で低減することができている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の技術には次のような問題点があった。図15に図13のクロストーク・キャンセル装置の左出力Loutにおけるインパルス応答yt2、右出力Routにおける右出力信号yt1の周波数特性を示す。この図からもわかるように、インパルス応答yt2、yt1のゲインにおける周波数特性は、ともに低域においてかなり大きなレベルが要求される。かかる特性を、帰還ループによって実現すると、フィードバックループに特有の低域が強調され過ぎた聴感上好ましくない音(いわゆるブーミーな音)となってしまうという問題があった。
【0008】
この発明は上記のような問題点を解決して、聴感上好ましくない音を低減することのできるクロストーク・キャンセル装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るクロストーク・キャンセル装置は、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第1のフィルタ手段と、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第2のフィルタ手段と、左信号入力に第2のフィルタ手段の出力を加算して第1のフィルタ手段に与える第1の加算手段と、右信号入力に第1のフィルタ手段の出力を加算して第2のフィルタ手段に与える第2の加算手段と、第1の加算手段の出力または入力側に設けられた第1の低域抑制フィルタと、第2の加算手段の出力または入力側に設けられた第2の低域抑制フィルタとを備えている。
【0010】
発明者らは、クロストークキャンセルに要求される伝達関数特性が左右チャネルにおいてほぼ同じレベルとなる傾向があり、ほぼ逆位相となる傾向がある点に着目した。すなわち、逆位相であることから、両チャネルのレベルを下げたとしても、クロストークキャンセルには悪影響が少ないことを見いだした。そこで、第1の低域抑制フィルタ、第2の低域抑制フィルタを設け、クロストークキャンセルの性能を劣化させることなく、フィードバックループの低域強調による好ましくない聴感の低減を実現した。
【0011】
また、この構成では、フィードバックループの外に低域抑制フィルタが設けられており、クロストークキャンセル自体の特性に低域抑制フィルタが影響を与えないため、特性の設計等が容易である。
【0012】
この発明に係るクロストーク・キャンセル装置は、低域抑制フィルタが、与えられた信号の低域成分を通過する低域通過フィルタと、前記与えられた信号から低域通過フィルタの出力を減算する減算手段とを備えていることを特徴としている。したがって、低域通過フィルタの出力ゲインを調整するだけで、低域抑制の程度を調整することができ設計等が容易である。
【0013】
この発明に係るクローストーク・キャンセル装置は、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第1のフィルタ手段と、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第2のフィルタ手段と、左信号入力に第2のフィルタ手段の出力を加算して第1のフィルタ手段に与える第1の加算手段と、右信号入力に第1のフィルタ手段の出力を加算して第2のフィルタ手段に与える第2の加算手段と、第1の加算手段の出力の低域成分を通過する第1の低域通過フィルタと、第2の加算手段の出力の低域成分を通過する第2の低域通過フィルタと、第1の加算手段の出力に第2の低域通過フィルタの出力を加算して左信号出力とする第1の処理手段と、第2の加算手段の出力に第1の低域通過フィルタの出力を加算して右信号出力とする第2の処理手段とを備えている。
【0014】
発明者らは、図15に示すように、クロストークキャンセルに要求される伝達関数特性が左右チャネルにおいてほぼ同じレベルであって、ほぼ逆位相である点に着目した。すなわち、逆位相であることから、両チャネルのレベルを下げたとしても、クロストークキャンセルには悪影響が少ないことを見いだした。
【0015】
そこで、一方チャネルの信号の低域成分を、他方チャネルの信号に加算することにより、低域における両チャネル間の信号がほぼ逆相であって大きさがほぼ同じであることを利用して、低域成分の抑制を実現している。したがって、フィードバックループの低域強調による好ましくない聴感が低減される。
【0016】
この発明に係るクロストーク・キャンセル装置は、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第1のフィルタ手段と、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第2のフィルタ手段と、左信号入力に第2のフィルタ手段の出力を加算して第1のフィルタ手段に与える第1の加算手段と、右信号入力に第1のフィルタ手段の出力を加算して第2のフィルタ手段に与える第2の加算手段と、第1の加算手段の出力と第2の加算手段との差を得る減算手段と、減算手段の出力の低域成分を通過する低域フィルタと、第1の加算手段の出力に低域通過フィルタの出力を加算して左信号出力とする第1の演算手段と、第2の加算手段の出力に低域通過フィルタの出力を減算して右信号出力とする第2の演算手段とを備ている。
【0017】
したがって、1つの低域通過フィルタによって、両チャネルの信号の低域成分の抑制を実現することができる。
【0018】
この発明に係るクロストーク・キャンセル装置は、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第1のフィルタ手段と、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第2のフィルタ手段と、左信号入力に第2のフィルタ手段の出力を加算して第1のフィルタ手段に与える第1の加算手段と、右信号入力に第1のフィルタ手段の出力を加算して第2のフィルタ手段に与える第2の加算手段と、第1のフィルタ手段の入力側または出力側に設けられた第1の低域抑制フィルタと、第2のフィルタ手段の入力側または出力側に設けられた第2の低域抑制フィルタとを備えている。
【0019】
したがって、フィードバックループの低域強調による好ましくない聴感が低減される。また、低域抑制のフィルタをフィードバックループ内に設けているので、そのタップ長が小さくとも所望の特性を得ることができる。
【0020】
この発明に係るクロストーク・キャンセル装置は、低域抑制フィルタが、与えられた信号の低域成分を通過する低域通過フィルタと、前記与えられた信号から低域通過フィルタの出力を減算する減算手段とを備えていることを特徴としている。したがって、低域通過フィルタの出力ゲインを調整するだけで、低域抑制の程度を調整することができ設計等が容易である。
【0021】
この発明に係るクロストーク・キャンセル装置は、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第1のフィルタ手段と、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第2のフィルタ手段と、左信号入力に第2のフィルタ手段の出力を加算して第1のフィルタ手段に与える第1の加算手段と、右信号入力に第1のフィルタ手段の出力を加算して第2のフィルタ手段に与える第2の加算手段と、第1のフィルタ手段の出力の低域成分を通過させ、第1の加算手段に与える第1の低域通過フィルタと、第2のフィルタ手段の出力の低域成分を通過させ、第2の加算手段に与える第2の低域通過フィルタとを備え、第1の加算手段の出力を左信号出力とし、第2の加算手段の出力を右信号出力としている。
【0022】
フィードバックループ内において、一方チャネルの信号の低域成分を、他方チャネルの信号に加算することにより、低域における両チャネル間の信号がほぼ逆相であって大きさがほぼ同じであることを利用して、低域成分の抑制を実現している。したがって、フィードバックループの低域強調による好ましくない聴感が低減される。
【0023】
この発明に係るクロストーク・キャンセル装置は、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第1のフィルタ手段と、クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第2のフィルタ手段と、左信号入力に第2の演算手段の出力を加算して第1のフィルタ手段に与える第1の加算手段と、右信号入力に第1の演算手段の出力を加算して第2のフィルタ手段に与える第2の加算手段と、第1のフィルタ手段の出力と第2のフィルタ手段との差を得る減算手段と、減算手段の出力の低域成分を通過する低域フィルタと、第1のフィルタ手段の出力に低域通過フィルタの出力を加算する第1の演算手段と、第2のフィルタ手段の出力に低域通過フィルタの出力を減算する第2の演算手段とを備え、第1の加算手段の出力を左信号出力とし、第2の加算手段の出力を右信号出力としている。
【0024】
したがって、1つの低域通過フィルタによって、両チャネルの信号の低域成分の抑制を実現することができる。
【0025】
この発明に係るクロストーク・キャンセル方法は、クロストークキャンセルのためのフィルタ処理をフィードバックループにおいて繰り返し実行し、当該フィードバックループ内またはフィードバックループ外において、低域抑制のためのフィルタリング処理を行うことを特徴としている。
【0026】
したがって、クロストークキャンセルの性能を劣化させることなく、フィードバックループの低域強調による好ましくない聴感の低減を実現することができる。
【0027】
この発明に係るクロストークキャンセル方法は、フィードバック内又はフィードバックループ内において、一方のチャネルの信号から低域成分を抽出し、抽出した低域成分を他方のチャネルに加算することにより低域抑制のためのフィルタリング処理を行うことを特徴としている。
【0028】
一方チャネルの信号の低域成分を、他方チャネルの信号に加算することにより、低域における両チャネル間の信号がほぼ逆相であって大きさがほぼ同じであることを利用して、低域成分の抑制を実現している。したがって、フィードバックループの低域強調による好ましくない聴感が低減される。
【0029】
この明細書において、「クロストーク・キャンセル装置(方法)」とは、クロストークをキャンセルするという本来の意味でのクロストークキャンセル装置(方法)だけでなく、クロストークキャンセル処理を含む音像の仮想的な定位処理を行う音像定位処理装置(方法)を含む概念である。
【0030】
【発明の実施の形態】
図2に、この発明の一実施形態によるクロストーク・キャンセル装置をデジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)50を用いて実現した場合のハードウエア構成を示す。DSP50は、メモリ52に記録されたプログラムに基づいて演算処理を行う。また、メモリ52は、DSP50のワークエリアとしても用いられる。メモリ52へのプログラムの格納、処理対象データの格納・取り出しは、マイクロプロセッサ54が行う。この実施形態の場合には、入力信号、出力信号ともにデジタルデータである。したがって、スピーカを駆動する場合には、D/A変換器(図示せず)によってアナログ信号とした上で与えることとなる。
【0031】
メモリ52に記録されたプログラムに基づいてDSP50が行う処理を、図1にシグナルフローにて示す。左入力Linから与えられた左入力信号SLは、第1の加算手段である加算処理12を介して、クロストークキャンセルのための第1のフィルタ8に与えられる。第1のフィルタ8の出力は、第2の加算手段である加算処理14によって、右入力Rinと加算される。加算された後、クロストークキャンセルのための第2のフィルタ10に与えられる。第2のフィルタ10の出力は、加算処理12によって、左入力Linと加算される。したがって、加算処理12、第1のフィルタ8、加算処理14、第2のフィルタ10、加算処理12の経路によって、フィードバックループが形成される。
【0032】
フィルタ8、10の伝達関数H1、H2は、下式によって示される。
【0033】
H1 = -gt12 / gt22
H2 = -gt21 / gt11
ただし、図13に示すように、受聴者2に対して左スピーカ4L、右スピーカ4Rが対称に配置されている場合、フィルタ8、10の伝達関数はともに等しくなる。gt11 = gt22 = gt1, gt12 = gt21 = g2とすると、
H1 = H2 = H = -gt2/gt1
この実施形態では、上記のフィードバックループの左出力(加算処理12の出力)に第1の低域抑制フィルタ40を設け、その出力を左出力Loutとしている。また、フィードバックループの右出力(加算処理14の出力)に第2の低域抑制フィルタ42を設け、その出力を右出力Routとしている。
【0034】
第1の低域抑制フィルタ40は、与えられた信号を低域通過フィルタ20に与え、その出力を係数処理24を介して減算処理28に与えている。減算処理28では、与えられた信号から係数処理24の出力を減算し、これを左出力Loutとする。したがって、左出力Loutは、低域通過フィルタ20のカットオフ特性および係数処理24の係数により、低域を抑制された信号となる。
【0035】
同様に、第2の低域抑制フィルタ42は、与えられた信号を低域通過フィルタ22に与え、その出力を係数処理26を介して減算処理30に与えている。減算処理30では、与えられた信号から係数処理26の出力を減算し、これを右出力Routとする。したがって、右出力Routは、低域通過フィルタ22のカットオフ特性および係数処理26の係数により、低域を抑制された信号となる。
【0036】
この実施形態(以下の実施形態において同じ)では、低域通過フィルタ20のカットオフ周波数を100Hzとしている。このカットオフ周波数は状況に応じて、50Hz〜200Hz程度の範囲で選択することができる。また、係数処理における係数は1としたが、係数値を変えることにより、低域抑制の特性を容易に変更することができる。
【0037】
図1の実施形態における、入出力の伝達関数(ゲイン)を図3Aに示す。図15Aに示す従来装置の伝達関数と比べると、低域が抑制されていることが分かる。また、図3Bに、図13のように受聴者2に対してスピーカ4L、4Rを配置した場合の、左耳2L、右耳2Rまでの伝達関数zt1、zt2を示す。図3から明らかなように、クロストークキャンセル特性を著しく劣化させることなく、ブーミーな低域を低減することができている。
【0038】
図4に、第2の実施形態によるクロストーク・キャンセル装置32のシグナルフローを示す。この実施形態では、フィードバックループの左出力(第1の加算処理12の出力)を第1の低域通過フィルタ20に与えている。第1の低域通過フィルタ20の出力は、係数処理27を経て、加算処理36により、フィードバックループの右出力(第2の加算処理14の出力)に加算される。この加算処理36の出力を右出力Routとしている。
【0039】
同様に、フィードバックループの右出力(第2の加算処理14の出力)を第2の低域通過フィルタ22に与えている。第2の低域通過フィルタ22の出力は、係数処理25を経て、加算処理34により、フィードバックループの左出力(第1の加算処理12の出力)に加算される。この加算処理36の出力を右出力Routとしている。
【0040】
図15に示すように、フィードバックループの左出力と右出力は、レベルがほぼ同じであって、その位相がほぼ180度異なる(ほぼ逆相である)。したがって、低域通過フィルタの出力を、他方のチャネルに加算することにより、低域の抑制を図ることができる。
【0041】
図5Aに左右の入出力の伝達関数yt1、yt2を示す。また、図5Bに受聴者2の左耳2L、2Rまでの伝達関数zt1、zt2を示す。この図からも明らかなように、クロストークキャンセル特性を著しく損なうことなく、ブーミーな低域を低減することができている。
【0042】
図6に、第3の実施形態によるクロストークキャンセル装置32のシグナルフローを示す。この実施形態では、フィードバックループの左出力と右出力を減算手段である減算処理23に与えている。減算処理23においては、フィードバックループの左出力と右出力の差を演算する。つまり、左出力の位相を反転して右出力に加算している。フィードバックループの左出力と右出力は、低域においてレベルがほぼ同じでほぼ逆相である。したがって、低域成分だけに注目すると、減算処理23によってレベルが約2倍になった信号が得られる。
【0043】
減算処理23の出力は、係数処理60によって、そのレベルが半分にされる。したがって、低域成分におけるレベルは、フィードバックループの左出力と右出力のそれぞれの低域成分のレベルとほぼ等しくなる。
【0044】
この係数処理60の出力は、低域通過フィルタ21に与えられた後、係数処理62を介して、加算処理34により、フィードバックループの左出力と加算される。加算処理34の出力は、左出力Loutとされる。これにより、低域の抑制された左出力Loutを得ることができる。
【0045】
同様に、係数処理62の出力は、減算処理36により、フィードバックループの右出力から減算される。減算処理36の出力は、右出力Routとされる。これにより、低域の抑制された右出力Routを得ることができる。
【0046】
図7Aに左右の入出力の伝達関数yt1、yt2を示す。また、図7Bに受聴者2の左耳2L、2Rまでの伝達関数zt1、zt2を示す。この図からも明らかなように、クロストークキャンセル特性を著しく損なうことなく、ブーミーな低域を低減することができている。また、この実施形態によれば、1つの低域通過フィルタ21によって、図4の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この実施形態においても、係数処理62の計数値を変更することにより、低域抑制の特性を容易に変更することができる。
【0047】
なお、図6においては、フィードバックループの右出力から左出力を減算した後、低域通過フィルタ21に与え、左出力に低域通過フィルタ21の出力を加算し、右出力から低域通過フィルタ21の出力を減算するようにしている。しかし、フィードバックループの左出力から右出力を減算した後、低域通過フィルタ21に与え、右出力に低域通過フィルタ21の出力を加算し、左出力から低域通過フィルタ21の出力を減算するようにしてもよい。
【0048】
図8に、第4の実施形態によるクロストークキャンセル装置32のシグナルフローを示す。この実施形態では、第1のフィルタ8の出力に第1の低域抑制フィルタ40を設け、第2のフィルタ10の出力に第2の低域抑制フィルタ42を設けている。つまり、フィードバックループの中に、第1の低域抑制フィルタ40、第2の低域抑制フィルタ42を設けている。
【0049】
第1の低域抑制フィルタ40は、与えられた信号を低域通過フィルタ20に与え、その出力を係数処理24を介して減算処理28に与えている。減算処理28では、与えられた信号から係数処理24の出力を減算する。したがって、低域の抑制された出力が得られる。
【0050】
同様に、第2の低域抑制フィルタ42は、与えられた信号を低域通過フィルタ22に与え、その出力を係数処理26を介して減算処理30に与えている。減算処理30では、与えられた信号から係数処理26の出力を減算する。したがって、低域の抑制された出力が得られる。
【0051】
図9Aに左右の入出力の伝達関数yt1、yt2を示す。また、図9Bに受聴者2の左耳2L、2Rまでの伝達関数zt1、zt2を示す。この図からも明らかなように、クロストークキャンセル特性を著しく損なうことなく、ブーミーな低域を低減することができている。
【0052】
また、この実施形態によれば、低域通過フィルタ20、22をフィードバックループの中に設けているので、そのタップ長が小さくとも所望の特性を得ることができる。
【0053】
図10に、第5の実施形態によるクロストークキャンセル装置32のシグナルフローを示す。この実施形態では、低域通過フィルタ20の出力を、係数処理27を介して、左入力Linに加算している。同様に、低域通過フィルタ22の出力を、係数処理25を貸して、右入力Rinに加算している。
【0054】
この実施形態では、フィードバックループの左出力と右出力が、レベルがほぼ同じであって、その位相がほぼ180度異なることを利用して、低域通過フィルタの出力を、他方のチャネルに加算することにより、低域成分を減算して(逆相にて加算して)低域の抑制を図っている。
【0055】
図11に、第6の実施形態によるクロストークキャンセル装置32のシグナルフローを示す。この実施形態では、第1のフィルタ8の出力と第2のフィルタ10の出力を減算手段である減算処理23に与えている。減算処理23においては、両フィルタ8、10の出力の差を演算する。つまり、第1のフィルタ8の出力の位相を反転して第2のフィルタ10の出力に加算している。第1のフィルタ8の出力と第2のフィルタ10の出力は、低域においてレベルがほぼ同じでほぼ逆相である。したがって、低域成分だけに注目すると、減算処理23によってレベルが約2倍になった信号が得られる。
【0056】
減算処理23の出力は、係数処理60によって、そのレベルが半分にされる。したがって、低域成分におけるレベルは、第1のフィルタ8の出力、第2のフィルタ10の出力のそれぞれの低域成分のレベルとほぼ等しくなる。
【0057】
この係数処理60の出力は、低域通過フィルタ21に与えられた後、係数処理62を介して、加算処理34により、第1のフィルタ8の出力と加算される。これにより、第1のフィルタ8の出力が低域の抑制されたものとなる。
【0058】
同様に、係数処理62の出力は、減算処理36により、第2のフィルタ10の出力から減算される。これにより、第2のフィルタ10の出力が低域の抑制されたものとなる。
【0059】
図12Aに左右の入出力の伝達関数yt1、yt2を示す。また、図12Bに受聴者2の左耳2L、2Rまでの伝達関数zt1、zt2を示す。この図からも明らかなように、クロストークキャンセル特性を著しく損なうことなく、ブーミーな低域を低減することができている。また、この実施形態によれば、1つの低域通過フィルタ21によって、図10の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この実施形態においても、係数処理62の計数値を変更することにより、低域抑制の特性を容易に変更することができる。
【0060】
なお、図11においては、第1のフィルタ8の出力から第2のフィルタ10の出力を減算した後、低域通過フィルタ21に与え、第1のフィルタ8の出力に低域通過フィルタ21の出力を加算し、第2のフィルタ10の出力から低域通過フィルタ21の出力を減算するようにしている。しかし、第2のフィルタ10の出力から第1のフィルタ8の出力を減算した後、低域通過フィルタ21に与え、第2のフィルタ10の出力に低域通過フィルタ21の出力を加算し、第1のフィルタ8の出力から低域通過フィルタ21の出力を減算するようにしてもよい。
【0061】
上記各実施形態では、受聴者2に対してスピーカ4L、4Rが左右対称に配置されている場合について説明したが、左右非対称の場合にも同様に適用することができる。
【0062】
上記各実施形態においては、DSPを用いてクロストークキャンセル装置を実現したが、各シグナルフローの機能の一部又は全部をロジック回路やアナログ回路によって実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態によるクロストークキャンセル装置のシグナルフローを示す図である。
【図2】この発明の一実施形態によるクロストークキャンセル装置をDSPを用いて実現した場合のハードウエア構成を示す図である。
【図3】図1のクロストークキャンセル装置の伝達関数を示す図である。
【図4】第2の実施形態によるクロストークキャンセル装置のシグナルフローを示す図である。
【図5】図4のクロストークキャンセル装置の伝達関数を示す図である。
【図6】第3の実施形態によるクロストークキャンセル装置のシグナルフローを示す図である。
【図7】図6のクロストークキャンセル装置の伝達関数を示す図である。
【図8】第4の実施形態によるクロストークキャンセル装置のシグナルフローを示す図である。
【図9】図8のクロストークキャンセル装置の伝達関数を示す図である。
【図10】第5の実施形態によるクロストークキャンセル装置のシグナルフローを示す図である。
【図11】第6の実施形態によるクロストークキャンセル装置のシグナルフローを示す図である。
【図12】図11のクロストークキャンセル装置の伝達関数を示す図である。
【図13】従来のクロストークキャンセル装置の回路構成を示す図である。
【図14】図13の回路のクロストークキャンセル特性を示す図である。
【図15】図13の回路の入出力の伝達関数を示す図である。
【符号の説明】
8・・・第1のフィルタ
10・・・第2のフィルタ
12・・・第1の加算手段
14・・・第2の加算手段
20・・・第1の低域通過フィルタ
22・・・第2の低域通過フィルタ
28・・・第1の減算手段
30・・・第2の減算手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a crosstalk cancellation device, and more particularly to improvement of the audibility thereof.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 shows the configuration of a conventional crosstalk cancellation apparatus. The crosstalk / cancellation device 6 cancels (cancels) the sound of the right signal Rin (referred to as crosstalk) that enters the
[0003]
By combining such a crosstalk / cancellation device 6 with a crossfeed device, a sound image can be localized at a position different from the actual speaker position.
[0004]
The crosstalk canceling device 6 shown in FIG. 13 includes two
[0005]
The transfer functions H1 and H2 of the
[0006]
H1 = -gt12 / gt22
H2 = -gt21 / gt11
However, as shown in FIG. 13, when the
H1 = H2 = H = -gt2 / gt1
In such a symmetrical arrangement, when the left input Lin (xt2) of the crosstalk cancellation apparatus of FIG. 13 is 0 and the right input Rin (xt1) is an impulse, the signal zt2 reaching the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional techniques as described above have the following problems. FIG. 15 shows the frequency characteristics of the impulse response yt2 at the left output Lout and the right output signal yt1 at the right output Rout of the crosstalk cancellation device of FIG. As can be seen from this figure, both the frequency characteristics of the gains of the impulse responses yt2 and yt1 are required to be considerably large in the low frequency range. When such a characteristic is realized by a feedback loop, there is a problem that a low-frequency characteristic of the feedback loop is excessively emphasized and an unpreferable sound (so-called boomy sound) is generated.
[0008]
An object of the present invention is to provide a crosstalk canceling device that can solve the above-described problems and can reduce unfavorable sound.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to this inventionThe crosstalk cancellation device includes a first filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, a second filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, and a second signal input to the left signal input. A first adding means for adding the output of the filter means and giving it to the first filter means; a second adding means for adding the output of the first filter means to the right signal input and giving it to the second filter means; And a first low-pass suppression filter provided on the output or input side of the first addition means, and a second low-pass suppression filter provided on the output or input side of the second addition means. .
[0010]
The inventors have noted that the transfer function characteristics required for crosstalk cancellation tend to be at substantially the same level in the left and right channels, and tend to be in opposite phases. That is, since the phase is opposite, it has been found that even if the levels of both channels are lowered, there is little adverse effect on the crosstalk cancellation. Therefore, the first low-pass suppression filter and the second low-pass suppression filter are provided, and an unpleasant hearing reduction is realized by low-frequency enhancement of the feedback loop without degrading the performance of the crosstalk cancellation.
[0011]
Further, in this configuration, since the low-pass suppression filter is provided outside the feedback loop and the low-pass suppression filter does not affect the characteristics of the crosstalk cancellation itself, it is easy to design the characteristics.
[0012]
According to this inventionIn the crosstalk cancellation device, the low-pass suppression filter includes a low-pass filter that passes a low-frequency component of a given signal, and a subtracting unit that subtracts the output of the low-pass filter from the given signal. It is characterized by having. Therefore, the degree of low-frequency suppression can be adjusted only by adjusting the output gain of the low-pass filter, and design and the like are easy.
[0013]
According to this inventionThe close talk cancellation device includes a first filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, a second filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, and a second signal input to the left signal input. A first adding means for adding the output of the filter means and giving it to the first filter means; a second adding means for adding the output of the first filter means to the right signal input and giving it to the second filter means; A first low-pass filter that passes the low-frequency component of the output of the first addition means, a second low-pass filter that passes the low-frequency component of the output of the second addition means, A first signal output is obtained by adding the output of the second low-pass filter to the output of the adding means.Processing meansAnd adding the output of the first low-pass filter to the output of the second adding means to obtain a right signal output.Processing meansAnd.
[0014]
As shown in FIG. 15, the inventors focused on the point that the transfer function characteristics required for the crosstalk cancellation are almost the same level in the left and right channels and are almost in opposite phases. That is, since the phase is opposite, it has been found that even if the levels of both channels are lowered, there is little adverse effect on the crosstalk cancellation.
[0015]
Therefore, by adding the low-frequency component of the signal of one channel to the signal of the other channel, utilizing the fact that the signal between both channels in the low frequency is almost opposite in phase and approximately the same size, The low-frequency component is suppressed. Therefore, unpleasant audibility due to the low-frequency emphasis of the feedback loop is reduced.
[0016]
According to this inventionThe crosstalk cancellation device includes a first filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, a second filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, and a second signal input to the left signal input. A first adding means for adding the output of the filter means and giving it to the first filter means; a second adding means for adding the output of the first filter means to the right signal input and giving it to the second filter means; A subtracting means for obtaining a difference between the output of the first adding means and the second adding means, a low-pass filter that passes a low-frequency component of the output of the subtracting means, and a low-pass signal at the output of the first adding means Filter outputAdd to the left signal outputThe output of the low pass filter is output to the output of the first calculating means and the second adding means.Subtract to right signal output2nd calculating means.
[0017]
Therefore, suppression of the low frequency components of the signals of both channels can be realized by one low pass filter.
[0018]
According to this inventionThe crosstalk cancellation device includes a first filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, a second filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, and a second signal input to the left signal input. A first adding means for adding the output of the filter means and giving it to the first filter means; a second adding means for adding the output of the first filter means to the right signal input and giving it to the second filter means; A first low-pass suppression filter provided on the input side or output side of the first filter means, and a second low-pass suppression filter provided on the input side or output side of the second filter means. ing.
[0019]
Therefore, unpleasant audibility due to the low-frequency emphasis of the feedback loop is reduced. In addition, since the low-frequency suppression filter is provided in the feedback loop, desired characteristics can be obtained even if the tap length is small.
[0020]
According to this inventionIn the crosstalk cancellation device, the low-pass suppression filter includes a low-pass filter that passes a low-frequency component of a given signal, and a subtracting unit that subtracts the output of the low-pass filter from the given signal. It is characterized by having. Therefore, the degree of low-frequency suppression can be adjusted only by adjusting the output gain of the low-pass filter, and design and the like are easy.
[0021]
According to this inventionThe crosstalk cancellation device includes a first filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, a second filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, and a second signal input to the left signal input. A first adding means for adding the output of the filter means and giving it to the first filter means; a second adding means for adding the output of the first filter means to the right signal input and giving it to the second filter means; The first low-pass component of the output of the first filter means is passed, the first low-pass filter given to the first adding means, and the low-pass component of the output of the second filter means is passed, A second low-pass filter for feeding to the adding means,The output of the first adding means is the left signal output, and the output of the second adding means is the right signal output.
[0022]
In the feedback loop, by adding the low-frequency component of the signal of one channel to the signal of the other channel, the signal between both channels in the low-frequency band is almost in reverse phase and has the same size. As a result, low-frequency components are suppressed. Therefore, unpleasant audibility due to the low-frequency emphasis of the feedback loop is reduced.
[0023]
According to this inventionThe crosstalk cancellation device includes a first filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, a second filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation, and a second signal input to the left signal input.Calculation meansThe first addition means for adding the outputs of the output signal to the first filter means and the first signal input to the right signal inputCalculation meansThe second adding means for adding the outputs of the two to the second filter means, a subtracting means for obtaining a difference between the output of the first filter means and the second filter means, and the low frequency component of the output of the subtracting means And the output of the low-pass filter to the output of the first filter means.to addThe output of the low-pass filter is output to the output of the first calculation means and the second filter means.SubtractA second computing means,The output of the first adding means is the left signal output, and the output of the second adding means is the right signal output.
[0024]
Therefore, suppression of the low frequency components of the signals of both channels can be realized by one low pass filter.
[0025]
According to this inventionThe crosstalk cancellation method is characterized in that a filter process for crosstalk cancellation is repeatedly executed in a feedback loop, and a filtering process for suppressing a low frequency is performed inside or outside the feedback loop.
[0026]
Therefore, it is possible to realize an unpleasant audibility reduction by low-frequency emphasis of the feedback loop without degrading the performance of the crosstalk cancellation.
[0027]
According to this inventionIn the crosstalk cancellation method, a low-frequency component is extracted from the signal of one channel in the feedback or feedback loop, and the extracted low-frequency component is added to the other channel to perform filtering processing for low-frequency suppression. It is characterized by doing.
[0028]
By adding the low-frequency component of the signal of one channel to the signal of the other channel, the signal between both channels in the low-frequency region is almost in reverse phase and the magnitude is almost the same. Inhibits ingredients. Therefore, unpleasant audibility due to the low-frequency emphasis of the feedback loop is reduced.
[0029]
In this specification, the “crosstalk cancellation device (method)” is not only a crosstalk cancellation device (method) in the original sense of canceling crosstalk, but also a virtual image of a sound image including crosstalk cancellation processing. It is a concept including a sound image localization processing apparatus (method) that performs a specific localization process.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 shows a hardware configuration when the crosstalk cancellation apparatus according to the embodiment of the present invention is realized by using a digital signal processor (DSP) 50. The
[0031]
The processing performed by the
[0032]
The transfer functions H1 and H2 of the
[0033]
H1 = -gt12 / gt22
H2 = -gt21 / gt11
However, as shown in FIG. 13, when the
H1 = H2 = H = -gt2 / gt1
In this embodiment, the first low-
[0034]
The first low-
[0035]
Similarly, the second low-
[0036]
In this embodiment (same in the following embodiments), the cutoff frequency of the low-
[0037]
The input / output transfer function (gain) in the embodiment of FIG. 1 is shown in FIG. 3A. Compared with the transfer function of the conventional apparatus shown in FIG. 15A, it can be seen that the low frequency band is suppressed. 3B shows transfer functions zt1 and zt2 up to the
[0038]
FIG. 4 shows a signal flow of the crosstalk /
[0039]
Similarly, the right output of the feedback loop (the output of the second addition process 14) is given to the second low-
[0040]
As shown in FIG. 15, the left output and the right output of the feedback loop have substantially the same level and differ in phase by approximately 180 degrees (substantially in reverse phase). Therefore, the low frequency band can be suppressed by adding the output of the low frequency pass filter to the other channel.
[0041]
FIG. 5A shows left and right input / output transfer functions yt1 and yt2. FIG. 5B shows transfer functions zt1 and zt2 up to the
[0042]
FIG. 6 shows a signal flow of the
[0043]
The level of the output of the
[0044]
The output of the
[0045]
Similarly, the output of the
[0046]
FIG. 7A shows left and right input / output transfer functions yt1 and yt2. FIG. 7B shows transfer functions zt1 and zt2 up to the
[0047]
In FIG. 6, the left output is subtracted from the right output of the feedback loop and then given to the low-
[0048]
FIG. 8 shows a signal flow of the
[0049]
The first low-
[0050]
Similarly, the second low-
[0051]
FIG. 9A shows left and right input / output transfer functions yt1 and yt2. FIG. 9B shows transfer functions zt1 and zt2 up to the
[0052]
According to this embodiment, since the low-
[0053]
FIG. 10 shows a signal flow of the
[0054]
In this embodiment, the output of the low-pass filter is added to the other channel by taking advantage of the fact that the left and right outputs of the feedback loop have substantially the same level and differ in phase by approximately 180 degrees. Thus, the low frequency component is subtracted (added in reverse phase) to suppress the low frequency.
[0055]
FIG. 11 shows a signal flow of the
[0056]
The level of the output of the
[0057]
The output of the
[0058]
Similarly, the output of the
[0059]
FIG. 12A shows left and right input / output transfer functions yt1 and yt2. FIG. 12B shows transfer functions zt1 and zt2 up to the
[0060]
In FIG. 11, after subtracting the output of the
[0061]
In each of the above embodiments, the case where the
[0062]
In each of the above embodiments, the crosstalk cancellation device is realized using a DSP, but part or all of the function of each signal flow may be realized by a logic circuit or an analog circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a signal flow of a crosstalk cancellation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration when a crosstalk cancellation device according to an embodiment of the present invention is realized using a DSP.
FIG. 3 is a diagram showing a transfer function of the crosstalk canceling device of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a signal flow of a crosstalk cancellation device according to a second embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a transfer function of the crosstalk cancellation device of FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram showing a signal flow of a crosstalk cancellation device according to a third embodiment.
7 is a diagram illustrating a transfer function of the crosstalk cancellation device of FIG. 6; FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a signal flow of a crosstalk cancellation device according to a fourth embodiment.
9 is a diagram illustrating a transfer function of the crosstalk cancellation device of FIG. 8;
FIG. 10 is a diagram illustrating a signal flow of the crosstalk cancel device according to the fifth embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating a signal flow of a crosstalk cancel device according to a sixth embodiment.
12 is a diagram illustrating a transfer function of the crosstalk cancellation device of FIG. 11. FIG.
FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional crosstalk cancel device.
14 is a diagram showing a crosstalk cancellation characteristic of the circuit of FIG.
FIG. 15 is a diagram showing an input / output transfer function of the circuit of FIG. 13;
[Explanation of symbols]
8: First filter
10 ... Second filter
12: First adding means
14: Second addition means
20: First low-pass filter
22: Second low-pass filter
28: First subtracting means
30: Second subtracting means
Claims (5)
クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第1のフィルタ手段と、
クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第2のフィルタ手段と、
左信号入力に第2のフィルタ手段の出力を加算して第1のフィルタ手段に与える第1の加算手段と、
右信号入力に第1のフィルタ手段の出力を加算して第2のフィルタ手段に与える第2の加算手段と、
第1の加算手段の出力の低域成分を通過する第1の低域通過フィルタと、第2の加算手段の出力の低域成分を通過する第2の低域通過フィルタと、
第1の加算手段の出力に第2の低域通過フィルタの出力を加算して左信号出力とする第1の演算手段と、
第2の加算手段の出力に第1の低域通過フィルタの出力を加算して右信号出力とする第2の演算手段と、
を備えたクロストーク・キャンセル装置。A crosstalk cancellation device having a left signal input, a right signal input, a left signal output, and a right signal output,
First filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation;
A second filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation;
A first adding means for adding the output of the second filter means to the left signal input and giving it to the first filter means;
A second adding means for adding the output of the first filter means to the right signal input and giving it to the second filter means;
A first low-pass filter that passes the low-frequency component of the output of the first addition means; a second low-pass filter that passes the low-frequency component of the output of the second addition means;
First computing means for adding the output of the second low-pass filter to the output of the first adding means to obtain a left signal output;
Second computing means for adding the output of the first low-pass filter to the output of the second adding means to produce a right signal output;
Crosstalk cancellation device with
クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第1のフィルタ手段と、
クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第2のフィルタ手段と、
左信号入力に第2のフィルタ手段の出力を加算して第1のフィルタ手段に与える第1の加算手段と、
右信号入力に第1のフィルタ手段の出力を加算して第2のフィルタ手段に与える第2の加算手段と、
第1の加算手段の出力と第2の加算手段との差を得る減算手段と、
減算手段の出力の低域成分を通過する低域フィルタと、
第1の加算手段の出力に低域通過フィルタの出力を加算して左信号出力とする第1の演算手段と、
第2の加算手段の出力に低域通過フィルタの出力を減算して右信号出力とする第2の演算手段と、
を備えたクロストーク・キャンセル装置。A crosstalk cancellation device having a left signal input, a right signal input, a left signal output, and a right signal output,
First filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation;
A second filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation;
A first adding means for adding the output of the second filter means to the left signal input and giving it to the first filter means;
A second adding means for adding the output of the first filter means to the right signal input and giving it to the second filter means;
Subtracting means for obtaining a difference between the output of the first adding means and the second adding means;
A low pass filter that passes the low pass component of the output of the subtracting means,
First computing means for adding the output of the low-pass filter to the output of the first adding means to obtain a left signal output ;
Second computing means for subtracting the output of the low-pass filter from the output of the second adding means to obtain a right signal output ;
Crosstalk cancellation device with
クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第1のフィルタ手段と、
クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第2のフィルタ手段と、
左信号入力に第2のフィルタ手段の出力を加算して第1のフィルタ手段に与える第1の加算手段と、
右信号入力に第1のフィルタ手段の出力を加算して第2のフィルタ手段に与える第2の加算手段と、
第1のフィルタ手段の出力の低域成分を通過させ、第1の加算手段に与える第1の低域通過フィルタと、
第2のフィルタ手段の出力の低域成分を通過させ、第2の加算手段に与える第2の低域通過フィルタとを備え、
第1の加算手段の出力を左信号出力とし、第2の加算手段の出力を右信号出力としたクロストーク・キャンセル装置。 A crosstalk cancellation device having a left signal input, a right signal input, a left signal output, and a right signal output,
First filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation;
A second filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation;
A first adding means for adding the output of the second filter means to the left signal input and giving it to the first filter means;
A second adding means for adding the output of the first filter means to the right signal input and giving it to the second filter means;
A first low-pass filter that passes the low-pass component of the output of the first filter means and gives it to the first adding means;
A second low-pass filter that passes the low-frequency component of the output of the second filter means and gives to the second adding means,
A crosstalk canceling apparatus in which the output of the first adding means is a left signal output and the output of the second adding means is a right signal output.
クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第1のフィルタ手段と、
クロストーク・キャンセルのためのフィルタリング処理を施す第2のフィルタ手段と、
左信号入力に第2の演算手段の出力を加算して第1のフィルタ手段に与える第1の加算手段と、
右信号入力に第1の演算手段の出力を加算して第2のフィルタ手段に与える第2の加算手段と、
第1のフィルタ手段の出力と第2のフィルタ手段との差を得る減算手段と、
減算手段の出力の低域成分を通過する低域フィルタと、
第1のフィルタ手段の出力に低域通過フィルタの出力を加算する第1の演算手段と、
第2のフィルタ手段の出力に低域通過フィルタの出力を減算する第2の演算手段とを備え、
第1の加算手段の出力を左信号出力とし、第2の加算手段の出力を右信号出力としたクロストーク・キャンセル装置。 A crosstalk cancellation device having a left signal input, a right signal input, a left signal output, and a right signal output,
First filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation;
A second filter means for performing a filtering process for crosstalk cancellation;
A first adding means for adding the output of the second calculating means to the left signal input and giving it to the first filter means;
A second adding means for adding the output of the first calculating means to the right signal input and giving it to the second filter means;
Subtracting means for obtaining a difference between the output of the first filter means and the second filter means;
A low pass filter that passes the low pass component of the output of the subtracting means,
First computing means for adding the output of the low-pass filter to the output of the first filter means;
Second calculating means for subtracting the output of the low-pass filter from the output of the second filter means,
A crosstalk canceling apparatus in which the output of the first adding means is a left signal output and the output of the second adding means is a right signal output.
クロストークキャンセルのためのフィルタ処理をフィードバックループにおいて繰り返し実行し、
当該フィードバックループ内またはフィードバックループ外において、一方のチャネルの信号から低域成分を抽出し、抽出した低域成分を他方のチャネルに加算することにより低域抑制のためのフィルタリング処理を行うことを特徴とするクロストークキャンセル方法。A crosstalk cancellation method for obtaining a left signal output and a right signal output by receiving a left signal input and a right signal input,
Repeat the filter processing for crosstalk cancellation in the feedback loop,
In the feedback loop or outside the feedback loop, a low frequency component is extracted from the signal of one channel, and the extracted low frequency component is added to the other channel to perform filtering processing for low frequency suppression. Crosstalk cancellation method.
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