JP4318841B2

JP4318841B2 - 音響効果装置

Info

Publication number: JP4318841B2
Application number: JP2000213636A
Authority: JP
Inventors: 直中山
Original assignee: Roland Corp
Current assignee: Roland Corp
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: JP2002034100A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響効果装置に関し、さらに詳細には、オーディオ信号に残響効果を付加する音響効果装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ステレオ信号などの左チャンネルの左チャンネル・オーディオ信号と右チャンネルの右チャンネル・オーディオ信号との２チャンネルのオーディオ信号（２チャンネル・オーディオ信号）を２つのスピーカーで再生する際に、音場をより広く再生できるようにするために、クロストークを打ち消す手段を備えるようにすることがしばしば行われている。
【０００３】
ここで、上記したクロストークとは、左チャンネルの左チャンネル・オーディオ信号と右チャンネルの右チャンネル・オーディオ信号との左右の２チャンネルのオーディオ信号を左右の２つのスピーカーで再生する際における、右側スピーカーから左側の耳に達するオーディオ信号ならびに左側スピーカーから右側の耳に達するオーディオ信号を意味する。
【０００４】
ところで、このようなクロストーク打ち消し手段は、ある一点を受聴位置と想定して処理されるものであるので、クロストークを打ち消す効果が得られる範囲は狭いものであった。
【０００５】
その結果として、音場を拡大する効果が得られる受聴位置が非常に狭いという問題点があった。
【０００６】
そこで、上記したようなクロストークを打ち消す効果が得られる範囲が狭いという問題点を解決するためのものとして、例えば、特開平２−２６０８００号公報に開示された発明が提案されていた。
【０００７】
即ち、この特開平２−２６０８００号公報には、クロストーク成分を打ち消す効果が得られる受聴位置を拡大して、立体音効果の得られる受聴位置を拡大した立体音再生装置に係る発明が開示されている。具体的には、受聴位置を複数箇所形成するようにして、キャンセル信号形成手段における遅延量を切り換えるように構成されている。
【０００８】
しかしながら、上記した特開平２−２６０８００号公報に開示された立体音再生装置に係る発明よっては、実際には良好な出力信号を得ることができないものであった。
【０００９】
即ち、キャンセル信号形成手段における遅延量を切り換えると、波形信号が不連続になってノイズが発生してしまうため、ノイズが発生しないようにクロスフェード処理を施す必要があるが、クロスフェード処理をしてもクロスフェード処理部の不自然な変調音が生じてしまうという不具合があった。
【００１０】
また、遅延時間を時間経過で変化させると、再生信号の音高の変化や信号同士の干渉により、音色の変化が生じてしまうという不具合があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クロストーク打ち消し手段の遅延時間を切り換えることなしに、クロストーク成分をキャンセルする効果が得られる受聴位置を拡大することができ、それにより音場を拡大する効果を得ることができるようにした音響効果装置を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、入力されたオーディオ信号に残響効果を付加して左チャンネル・オーディオ信号と右チャンネル・オーディオ信号との２チャンネル・オーディオ信号として出力する残響効果付加手段と、上記残響効果付加手段から出力された２チャンネル・オーディオ信号を入力し、それぞれ異なる複数の受聴位置における左スピーカーから右耳へのクロストークと右スピーカーから左耳へのクロストークとをそれぞれキャンセルする演算処理を施すための演算処理手段であって、入力された左チャンネル・オーディオ信号を入力し遅延を付加して左出力信号とする、遅延時間Ｄ１の第１遅延手段を有した第１閉ループ手段と、入力された右チャンネル・オーディオ信号を入力し遅延を付加して右出力信号とする、遅延時間Ｄ２の第２遅延手段を有した第２閉ループ手段と、上記入力された右チャンネル・オーディオ信号に周波数特性変化を付加する第１フィルタ手段と、上記第１フィルタ手段により周波数特性変化が付加された右チャンネル・オーディオ信号に遅延を付加して上記左出力信号に合成する、遅延時間Ｄ３の第３遅延手段を有した第３閉ループ手段と、上記入力された左チャンネル・オーディオ信号に周波数特性変化を付加する第２フィルタ手段と、上記第２フィルタ手段により周波数特性変化が付加された左チャンネル・オーディオ信号に遅延を付加して上記右出力信号に合成する、遅延時間Ｄ４の第４遅延手段を有した第４閉ループ手段とを有して構成され、上記各遅延手段の各遅延時間は、Ｄ４＞Ｄ１＝Ｄ２＞Ｄ３またはＤ３＞Ｄ１＝Ｄ２＞Ｄ４である演算処理手段とを有するようにしたものである。
【００２０】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、演算処理手段におけるクロストーク打ち消し演算処理の手段として、「発明の実施の形態」の項において説明する図８に示すように、遅延手段と乗算手段とを有した閉ループ手段で構成することにより、簡単な構成とすることができる。
【００２１】
また、この本発明のうち請求項１に記載の発明は、残響効果を付与する音響効果装置として使用することにより、受聴位置を拡大する処理における遅延は残響効果にマスキングされて聴感上問題になることはない。
【００２２】
また、本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、大きな音場の残響効果を得ることができる受聴位置が従来の音響効果装置よりも拡大する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による音響効果装置の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２４】
なお、以下に説明する各図においてそれぞれ共通して使用される符号（参照数字や各種の記号を含む。）は、それぞれ同一の内容を意味するものとする。
【００２５】
図１は、本発明による音響効果装置の実施の形態の一例の全体の構成を示すブロック構成図である。
【００２６】
即ち、この音響効果装置１０は、残響効果付加手段１２と、演算処理手段１４と、左スピーカー１６と、右スピーカー１８とを有して構成されている。
【００２７】
なお、上記した残響効果付加手段１２と演算処理手段１４とは、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）により構成されるものであり、本発明による音響効果装置は、ソフトウェアにより実現されるものである。
【００２８】
図１において、符号ＰＬは左チャンネル・オーディオ信号を表し、符号ＰＲは右チャンネル・オーディオ信号を表し、符号ＳＬはクロストーク打ち消し手段から出力される左チャンネルの左チャンネル・オーディオ信号を表し、符号ＳＲは右チャンネルの右チャンネル・オーディオ信号を表している。
【００２９】
ここで、本発明の理解を容易にするために、図２乃至図３を参照しながら、従来より公知のクロストーク打ち消し演算の一例を説明する。なお、図２は、従来より公知のクロストーク打ち消し演算手段によるクロストーク打ち消し処理の原理を示す説明図であり、また、図３は、図２に示すクロストーク打ち消し演算手段の具体的な構成を示すブロック構成図である。
【００３０】
なお、「ＨＥＬ」は、左スピーカー４０２を含め受聴位置ＬＰに存在する受聴者Ｍの左耳までの伝達関数であり、また、「ＨＸＬ」は、左スピーカー４０２を含め受聴位置ＬＰに存在する受聴者Ｍの右耳までの伝達関数であり、また、「ＨＸＲ」は、右スピーカー４０４を含め受聴位置ＬＰに存在する受聴者Ｍの左耳までの伝達関数であり、また、「ＨＥＲ」は、右スピーカー４０４を含め受聴位置ＬＰに存在する受聴者Ｍの右耳までの伝達関数である。
【００３１】
即ち、従来より公知のクロストーク打ち消し演算においては、図２示すように、受聴位置ＬＰを予め決定しておき、２チャンネル・ステレオ信号（ダミーヘッドを使って録音したようなバイノーラル信号も含む。）である左チャンネル・オーディオ信号ＰＬと右チャンネル・オーディオ信号ＰＲとを、左スピーカーと右スピーカーとの２つのスピーカーで再生したときに、右スピーカーから左の耳に伝達関数ＨＸＲで達するオーディオ信号および左スピーカーから右の耳に伝達関数ＨＸＬで達するオーディオ信号を打ち消す処理を行うものである。
【００３２】
つまり、クロストーク打ち消し演算手段４００において左チャンネル・オーディオ信号ＳＬおよび右チャンネル・オーディオ信号ＳＲを生成し、左スピーカー４０２と右スピーカー４０４とを介して放音すると、予め決められた受聴位置ＬＰではクロストーク成分が打ち消される。
【００３３】
次に、図４には、本発明による音響効果装置における受聴位置の変化の例を示している。
【００３４】
この図４に示す説明図は、クロストーク打ち消し演算が干渉しない程度の短い遅延時間で、受聴位置を各受聴位置ＬＰ０，ＬＰ１，ＬＰ２，・・・と左から右に順次移動させる状態を示している。
【００３５】
図４においては、受聴位置をＬＰ０〜ＬＰ４の５点しか示していないが、実際にはもっと多くの受聴位置を設定しても良い。
【００３６】
次に、図５には、本発明による音響効果装置１０における演算処理手段１４の第１の構成例を表すブロック構成図が示されている。
【００３７】
即ち、この第１の構成例においては、演算処理手段１４は、受聴位置ＬＰ０，ＬＰ１，・・・，ＬＰｎに対応したクロストーク打ち消し演算手段ＸＴＣ０，ＸＴＣ１，・・・，ＸＴＣｎを備えている（ｎは、「０」を含む正の整数である。）。
【００３８】
これらクロストーク打ち消し演算手段ＸＴＣ０，ＸＴＣ１，・・・，ＸＴＣｎの前段には、左チャンネル・オーディオ信号ＰＬが入力される第１遅延手段１０１と、右チャンネル・オーディオ信号ＰＲが入力される第２遅延手段１０２とが設けられている。
【００３９】
そして、
なお、第１遅延手段１０１は各受聴位置毎に遅延ｄＬ０，ｄＬ１，・・・ｄＬｎを付加し、第２遅延手段１０２は各受聴位置毎に遅延ｄＲ０，ｄＲ１・・・，ｄＲｎを付加している。
【００４０】
なお、受聴位置によっては、「−ＨＸＲｎ／ＨＥＬｎ」、「一ＨＸＬｎ／ＨＥＲｎ」の遅延が負になる場合があるので、その場合はバイパス経路の遅延ｄＢＬ０，・・・，ｄＢＬｎならびに遅延ｄＢＲ０，・・・，ｄＢＲｎを挿入する。
【００４１】
ここで、各遅延時間は、「ｄＬ０＝ｄＲ０」、「ｄＬ１＝ｄＲ１」，・・・，「ｄＬｎ＝ｄＲｎ」に設定されている。
【００４２】
なお、受聴位置は、図４を参照しながら左から右に順次移動するものとして説明したが、クロストーク打ち消し演算手段ＸＴＣ０，・・・ＸＴＣｎはそれぞれ独立して設けられているため、図４のように受聴位置が順番に隣に変化するものでなくても良い。即ち、受聴位置は、任意の順番および位置に変化させることができるものである。
【００４３】
次に、図６に示す本発明による音響効果装置１０における動作を示すタイミングチャートを参照しながら、音響効果装置１０における動作を詳細に説明する。
【００４４】
まず、打ち消し信号が無い場合の各スピーカーからの出力が示されている。図６（ａ）には左スピーカー１６の出力が示されており、図６（ｃ）には右スピーカー１８の出力が示されている。
【００４５】
ここで、受聴位置がＤ１（＝Ｄ２）の時間間隔で図４に示すようにＬＰ０，ＬＰ１，ＬＰ２，・・・と順次移動した場合に、インパルスをＤ１（＝Ｄ２）の遅延で順次繰り返し発音するとき、左耳で受ける音信号は図６（ｅ）に示すようなものとなり、右耳で受ける音信号は図６（ｆ）に示すようなものになる。
【００４６】
図６（ｅ）に示す音信号のうち、Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４がクロストーク信号である。また、図６（ｆ）に示す音信号のうち、Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４がクロストーク信号である。
【００４７】
これらのクロストーク信号を打ち消すためには、左耳打ち消し信号として図６（ｂ）に示すような信号の逆の位相の信号を左スピーカーから出力するとともに、右耳打ち消し信号として図６（ｄ）に示すような信号の逆の位相の信号を右スピーカーから出力するようにすればよい。
【００４８】
次に、図７には、本発明による音響効果装置１０における演算処理手段１４の第２の構成例を表すブロック構成図が示されている。
【００４９】
即ち、この第２の構成例においては、演算処理手段１４は、残響効果付加手段１２から出力された右チャンネル・オーディオ信号ＰＲを入力し、当該入力した右チャンネル・オーディオ信号ＰＲに「−ＨＸＲ／ＨＥＬ」により決定される周波数特性の変化を付加する−ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部２０１と、残響効果付加手段１２から出力された左チャンネル・オーディオ信号ＰＬを入力し、当該入力した左チャンネル・オーディオ信号ＰＬに「−ＨＸＬ／ＨＥＲ」により決定される周波数特性の変化を付加する−ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部２０２と、左チャンネル・オーディオ信号ＰＬが入力される第１遅延手段２１１と、右チャンネル・オーディオ信号ＰＲが入力される第２遅延手段２１２と、−ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部２０１から出力された信号が入力される第３遅延手段２１３と、−ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部２０２から出力された信号が入力される第４遅延手段２１４とを有している。
【００５０】
なお、第１遅延手段２１１は各受聴位置毎に遅延ｄｌ０，ｄｌ１，・・・ｄｌｎを付加し、第２遅延手段２１２は各受聴位置毎に遅延ｄｒ０，ｄｒ１，・・・ｄｒｎを付加し、第３遅延手段２１３は各受聴位置毎に遅延ｄｘｌ０，ｄｘｌ１・・・，ｄｘｌｎを付加し、第４遅延手段２１４は各受聴位置毎に遅延ｄｘｒ０，ｄｘｒ１・・・，ｄｘｒｎを付加している。
【００５１】
ここで、受聴位置による音色変化を付与する−ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部２０１ならびに−ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部２０２に関しては、ある一点の値で代表させておき（従って、この構成によれば受聴位置による音色変化は付与されない。）、クロストーク打ち消し演算は遅延成分のみに基づいて行うようにして、処理を簡略化している。
【００５２】
この図７に示す演算処理手段１４の第２の構成例によれば、上記したような図６（ａ）に示す信号と図６（ｂ）に示す信号の逆の位相の信号とを合成した信号を左スピーカー１６から出力することができ、また、図６（ｃ）に示す信号と図６（ｄ）に示す信号の逆の位相の信号とを合成した信号を右スピーカー１８から出力できるようになる。
【００５３】
ここで、各遅延手段における出力への乗数は、遅延時間が大きくなるに連れて小さくなるようにすれば、時間経過で次第に音量が小さくなる自然な信号を得ることができる。そして、これら乗数は、適宜に実験などを行って、最も好ましい値を決定すればよい。
【００５４】
なお、上記した説明においては、受聴位置が左から右に移動するように設定しているが、受聴位置が右から左に移動するように設定してもよい。
【００５５】
次に、図８には、本発明による音響効果装置１０における演算処理手段１４の第３の構成例を表すブロック構成図が示されている。
【００５６】
即ち、この第３の構成例においては、演算処理手段１４は、残響効果付加手段１２から出力された右チャンネル・オーディオ信号ＰＲを入力し、当該入力した右チャンネル・オーディオ信号ＰＲに「−ＨＸＲ／ＨＥＬ」により決定される周波数特性の変化を付加する−ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部３０１と、残響効果付加手段１２から出力された左チャンネル・オーディオ信号ＰＬを入力し、当該入力した左チャンネル・オーディオ信号ＰＬに「−ＨＸＬ／ＨＥＲ」により決定される周波数特性の変化を付加する−ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部３０２と、左チャンネル・オーディオ信号ＰＬが入力される第１遅延手段３１１を備えた第１閉ループ３２１と、右チャンネル・オーディオ信号ＰＲが入力される第２遅延手段３１２を備えた第２閉ループ３２２と、−ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部３０１から出力された信号が入力される第３遅延手段３１３を備えた第３閉ループ３２３と、−ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部３０２から出力された信号が入力される第４遅延手段３１４を備えた第４閉ループ３２４とを有している。
【００５７】
このこの第３の構成例においても、上記した第２の構成例と同様に、受聴位置による音色変化を付与する−ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部３０１ならびに−ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部３０２に関しては、ある一点の値で代表させておき（従って、この構成によれば受聴位置による音色変化は付与されない。）、クロストーク打ち消し演算は遅延成分のみに基づいて行うようにして、処理を簡略化している。
【００５８】
ただし、第１遅延手段３１１を備えた第１閉ループ３２１、第２遅延手段３１２を備えた第２閉ループ３２２、第３遅延手段３１３を備えた第３閉ループ３２３ならびに第４遅延手段３１４を備えた第４閉ループ３２４を使用することにより、図７に示す第１遅延手段２１１乃至第４遅延手段２１４より小さな構成の遅延手段によって演算処理手段１４を構成することができ、演算処理手段１４の構成が簡単になる。
【００５９】
この図８に示す演算処理手段１４の第３の構成例によれば、上記したような図６（ａ）に示す信号と図６（ｂ）に示す信号の逆の位相の信号とを合成した信号を左スピーカー１６から出力することができ、また、図６（ｃ）に示す信号と図６（ｄ）に示す信号の逆の位相の信号とを合成した信号を右スピーカー１８から出力できるようになる。
【００６０】
ここで、図６（ａ）に示す左スピーカー出力が時間Ｄ１の周期で発生され、図６（ｃ）に示す右スピーカー出力が時間Ｄ２の周期で発生され、図６（ｂ）に示す左耳打ち消し信号が時間Ｄ３の周期で発生され、図６（ｄ）に示す右耳打ち消し信号が時間Ｄ４の周期で発生されるように構成されている。
【００６１】
さらに、受聴位置ＬＰが左から右に移動する場合には、それぞれの遅延時間は、
Ｄ４＞Ｄ１＝Ｄ２＞Ｄ３
のような関係に設定される。
【００６２】
また、受聴位置ＬＰが右から左に移動する場合には、それぞれの遅延時間は、
Ｄ３＞Ｄ１＝Ｄ２＞Ｄ４
のような関係に設定される。
【００６３】
なお、図８に示すように遅延手段を閉ループで構成する場合には、図６（ｂ）におけるＸＬ０，ＸＬ１，ＸＬ２，・・・は時間Ｄ３の周期で、また、図６（ｄ）におけるＸＲ０，ＸＲ１，ＸＲ２，・・・は時間Ｄ４の周期で、それぞれ周期的な関係で信号が出力されることになるが、このような関係となるのは受聴位置ＬＰがある特定の経路で特定の移動をする場合である。以下、その一例について、さらに詳細に説明する。
【００６４】
まず、図９において、受聴位置ＬＰは頭部の真中であるとし、頭部の径に比べてスピーカーまでの距離が十分大きいと仮定すると、スピーカーからの音波は平面波とすることができる。
【００６５】
また、左耳と右耳とのそれぞれと頭部の中心との距離をＲｈとし、正面方向を基準として、スピーカーからの音波の入射を左方向が正で右方向が負の値であるφとし、スピーカーから受聴位置ＬＰまでの距離をｒとすると、スピーカーから左耳までの距離ｒＬＬは、
ｒＬＬ＝ｒ−Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
となり、スピーカーから右耳までの距離ｒＬＲは、
ｒＬＲ＝ｒ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
となる。
【００６６】
ここで、図１０に示すように、受聴位置ＬＰは、間隔Ｌｓを開けて配置された左スピーカー１６と右スピーカー１８とを通る円周上を移動するものとする。
【００６７】
また、頭部は、左スピーカー１６と右スピーカー１８とを通る線分の垂直二等分線（以下、「中心線」と適宜に称する。）と、左スピーカー１６と右スピーカー１８とを通る線分を境界として受聴位置ＬＰが位置する側とは反対側の円周との交点の方向を向いているものとし、頭部の方向と中心線とのなす角度をαとする。そして、図１０において、受聴位置ＬＰが中心線の左側に位置する場合のαを正とし、受聴位置ＬＰが中心線の右側に位置する場合のαを負として表す。
【００６８】
このとき、受聴位置ＬＰでのスピーカーとの角度φは、正弦定理よりαが変化しても変化しない。
【００６９】
余弦定理を用いて、左スピーカー１６から受聴位置ＬＰまでの距離ｒＬを求めると、
ｒＬ＝Ｌｓ×ｃｏｓ（π／２−φ＋α）＋ｒＲ×ｃｏｓ（２φ）
となり、同様にして、右スピーカー１８から受聴位置ＬＰまでの距離ｒＲを求めると、
ｒＲ＝Ｌｓ×ｃｏｓ（π／２−φ−α）＋ｒＬ×ｃｏｓ（２φ）
となる。
【００７０】
上記した各式より、左スピーカー１６から左耳までの距離ｒＬＬは、
ｒＬＬ＝ｒＬ−Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
となり、同様にして、左スピーカー１６から右耳までの距離ｒＬＲは、
ｒＬＲ＝ｒＬ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
となり、同様にして、右スピーカー１８から右耳までの距離ｒＲＲは、
ｒＲＲ＝ｒＲ−Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
となり、同様にして、右スピーカー１８から左耳までの距離ｒＲＬは、
ｒＲＬ＝ｒＲ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
となる。
【００７１】
上記した式より、右スピーカー１８から左耳へのクロストーク信号のキャンセル信号を生成するための遅延値に当る距離となる（ｒＲＬ−ｒＬＬ）を求めると、
ｒＲＬ−ｒＬＬ＝ｒＲ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）−ｒＬ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
＝ｒＲ−ｒＬ＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
＝Ｌｓ×ｃｏｓ（π／２−φ−α）−Ｌｓ×ｃｏｓ（π／２−φ＋α）｝／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
＝Ｌｓ×｛ｓｉｎ（φ＋α）−ｓｉｎ（φ−α）｝／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
＝２×Ｌｓ×ｓｉｎ（α）×ｃｏｓ（φ）／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
となる。
【００７２】
この遅延成分は、図３に示すブロック構成図においては、右スピーカー１８から左耳へのクロストーク信号のキャンセル信号を生成する伝達関数−ＨＸＲ／ＨＥＬの部分に相当する。そして、この遅延成分をＤ３とする。
【００７３】
即ち、
Ｄ３＝２×Ｌｓ×ｓｉｎ（α）×ｃｏｓ（φ）／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）・・・式（１）
とする。
【００７４】
同様に、左スピーカー１６から右耳へのクロストーク信号のキャンセル信号を生成するための遅延値に当る距離となる（ｒＬＲ−ｒＲＲ）を求めると、
ｒＬＲ−ｒＲＲ＝ｒＬ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）−ｒＲ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
＝ｒＬ−ｒＲ＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
＝｛Ｌｓ×ｃｏｓ（π／２−φ＋α）−Ｌｓ×ｃｏｓ（π／２−φ−α）｝／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
＝Ｌｓ×｛ｓｉｎ（φ−α）−ｓｉｎ（φ＋α）｝／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
＝−２×Ｌｓ×ｓｉｎ（α）×ｃｏｓ（φ）／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）
となる。
【００７５】
この遅延成分は、図３に示すブロック構成図においては、左スピーカー１６から右耳へのクロストーク信号のキャンセル信号を生成する伝達関数−ＨＸＬ／ＨＥＲの部分に相当する。そして、この遅延成分をＤ４とする。
【００７６】
即ち、
Ｄ４＝−２×Ｌｓ×ｓｉｎ（α）×ｃｏｓ（φ）／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）・・・式（２）
とする。
【００７７】
次に、上記した式（１）ならびに式（２）の右辺におけるｓｉｎ（α）以外の項が定数なので、定数Ａと定数Ｂとで置き換えると、
Ｄ３＝Ａ×ｓｉｎ（α）＋Ｂ
Ｄ４＝−Ａ×ｓｉｎ（α）＋Ｂ
となる。
【００７８】
それぞれの受聴位置ＬＰ０，ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３，ＬＰ４における角度αをそれぞれでα０，α１，α２，α３，α４とすると、各受聴位置での遅延は、以下に示すようになる。
【００７９】
即ち、
（１）受聴位置ＬＰ０での遅延
Ｄ３（０）＝Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ
Ｄ４（０）＝−Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ
（２）受聴位置ＬＰ１での遅延
Ｄ３（１）＝Ａ×ｓｉｎ（α１）＋Ｂ
Ｄ４（１）＝−Ａ×ｓｉｎ（α１）＋Ｂ
（３）受聴位置ＬＰ２での遅延
Ｄ３（２）＝Ａ×ｓｉｎ（α２）＋Ｂ
Ｄ４（２）＝−Ａ×ｓｉｎ（α２）＋Ｂ
（４）受聴位置ＬＰ３での遅延
Ｄ３（３）＝Ａ×ｓｉｎ（α３）＋Ｂ
Ｄ４（３）＝−Ａ×ｓｉｎ（α３）＋Ｂ
（５）受聴位置ＬＰ４での遅延
Ｄ３（４）＝Ａ×ｓｉｎ（α４）＋Ｂ
Ｄ４（４）＝−Ａ×ｓｉｎ（α４）＋Ｂ
となる。
【００８０】
同時に、それぞれの受聴位置毎に同じ遅延時間Ｄごと増加する遅延を付加するものとし、図３において、入力信号（左チャンネル・オーディオ信号ＰＬ）から出力信号（左チャンネル・オーディオ信号ＳＬ）へ付加する遅延をＤ１とし、入力信号（右チャンネル・オーディオ信号ＰＲ）から出力信号（右チャンネル・オーディオ信号ＳＲ）へ付加する遅延をＤ２とすると、
（１）受聴位置ＬＰ０での遅延
Ｄ１（０）＝０
Ｄ３（０）＝Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ
Ｄ４（０）＝−Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ
Ｄ２（０）＝０
（２）受聴位置ＬＰ１での遅延
Ｄ１（１）＝Ｄ
Ｄ３（１）＝Ａ×ｓｉｎ（α１）＋Ｂ＋Ｄ
Ｄ４（１）＝−Ａ×ｓｉｎ（α１）＋Ｂ＋Ｄ
Ｄ２（１）＝Ｄ
（３）受聴位置ＬＰ２での遅延
Ｄ１（２）＝Ｄ＋Ｄ
Ｄ３（２）＝Ａ×ｓｉｎ（α２）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ
Ｄ４（２）＝−Ａ×ｓｉｎ（α２）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ
Ｄ２（２）＝Ｄ＋Ｄ
（４）受聴位置ＬＰ３での遅延
Ｄ１（３）＝Ｄ＋Ｄ＋Ｄ
Ｄ３（３）＝Ａ×ｓｉｎ（α３）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ
Ｄ４（３）＝−Ａ×ｓｉｎ（α３）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ
Ｄ２（３）＝Ｄ＋Ｄ＋Ｄ
（５）受聴位置ＬＰ４での遅延
Ｄ１（４）＝Ｄ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ
Ｄ３（４）＝Ａ×ｓｉｎ（α４）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ
Ｄ４（４）＝−Ａ×ｓｉｎ（α４）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ
Ｄ２（４）＝Ｄ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ
となる。
【００８１】
以上に説明したことから、Ｄ１とＤ２とに関しては、次に示すように遅延時間が変化するものである。
【００８２】
Ｄ１（ｎ）＝Ｄ２（ｎ）＝ｎ×Ｄ（ｎは、「０」を含む正の整数である。）。
【００８３】
また、Ｄ３については、
Ｄ３（１）−Ｄ３（０）＝Ａ｛ｓｉｎ（α１）−ｓｉｎ（α０）｝＋Ｄ
Ｄ３（２）−Ｄ３（１）＝Ａ｛ｓｉｎ（α２）−ｓｉｎ（α１）｝＋Ｄ
Ｄ３（３）−Ｄ３（２）＝Ａ｛ｓｉｎ（α３）−ｓｉｎ（α２）｝＋Ｄ
Ｄ３（４）−Ｄ３（３）＝Ａ｛ｓｉｎ（α４）−ｓｉｎ（α３）｝＋Ｄ
となる。
【００８４】
そこで、
ｓｉｎ（α１）−ｓｉｎ（α０）＝ｓｉｎ（α２）−ｓｉｎ（α１）＝ｓｉｎ（α３）−ｓｉｎ（α２）＝ｓｉｎ（α４）−ｓｉｎ（α３）＝Ｋ（Ｋは定数）
と、一定値Ｋで変化するように各αｎを設定すると、
Ｄ３（ｎ）＝｛Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ｝＋ｎ（Ａ×Ｋ＋Ｄ）
と式を変形できる。
【００８５】
さらに、Ｄ４については、
Ｄ４（１）−Ｄ４（０）＝Ａ｛ｓｉｎ（α０）−ｓｉｎ（α１）｝＋Ｄ
Ｄ４（２）−Ｄ４（１）＝Ａ｛ｓｉｎ（α１）−ｓｉｎ（α２）｝＋Ｄ
Ｄ４（３）−Ｄ４（２）＝Ａ｛ｓｉｎ（α２）−ｓｉｎ（α３）｝＋Ｄ
Ｄ４（４）−Ｄ４（３）＝Ａ｛ｓｉｎ（α３）−ｓｉｎ（α４）｝＋Ｄ
となる。
【００８６】
そこで、
ｓｉｎ（α０）−ｓｉｎ（α１）＝ｓｉｎ（α１）−ｓｉｎ（α２）＝ｓｉｎ（α２）−ｓｉｎ（α３）＝ｓｉｎ（α３）一ｓｉｎ（α４）＝−Ｋ（Ｋは定数）
と、一定値Ｋで変化するように各αｎを設定すると、
Ｄ４（ｎ）＝｛−Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ｝＋ｎ｛Ａ×（−Ｋ）＋Ｄ｝
と式を変形することができる。
【００８７】
以上において説明したことから、ｎが１増加する毎に等差で変化しており、遅延手段を備えた閉ループで構成することができることが分かるものである。
【００８８】
ここで、ｎを閉ループを巡回する回数とし、図８において、閉ループの遅延Ｄ１，Ｄ２の遅延値をＤになるようにし、遅延Ｄ３の遅延を（Ａ×Ｋ＋Ｄ）になるようにし、遅延Ｄ４の遅延を｛Ａ×（−Ｋ）＋Ｄ｝になるようにすると、図１０の円周上の受聴位置ＬＰｎが順次移動するようなクロスフェード打ち消し演算手段を形成することができる。
【００８９】
なお、遅延Ｄ１，Ｄ２は、「ｎ＝０」のときは便宜的に０としたが、受聴位置ＬＰ０によってはＤ３（０）またはＤ４（０）が負になる場合が有るので、その場合はＤ３（０）またはＤ４（０）が正になるようＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に一定値を加算する。つまり、遅延手段の中間タップから出力するようにすればよい。
【００９０】
なお、特開平２−２６０８００号公報に開示されたものは、音高が変化したり不自然な変調音が生じるものであるが、図１の残響効果付加手段１２の代わりにコーラス効果を付加する効果手段など、変調による効果を付加するものとすると、上記した欠点はそれほど気にならなくなる。そのときは、演算処理手段１４は、図１１に示すような構成としてもよい。
【００９１】
そして、変調波発生手段より発生される変調信号により、遅延や係数を変調することにより受聴位置を変化させている。
【００９２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、クロストーク打ち消し手段の遅延時間を切り換えることなしに、クロストーク成分をキャンセルする効果が得られる受聴位置を拡大することができ、それにより音場を拡大する効果を得ることができるようにした音響効果装置を提供することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による音響効果装置の実施の形態の一例の全体の構成を示すブロック構成図である。
【図２】従来より公知のクロストーク打ち消し演算手段によるクロストーク打ち消し処理の原理を示す説明図である。
【図３】図２に示すクロストーク打ち消し演算手段の具体的な構成を示すブロック構成図である。
【図４】本発明による音響効果装置における受聴位置の変化の例を示す説明図である。
【図５】本発明による音響効果装置における演算処理手段の第１の構成例を表すブロック構成図である。
【図６】本発明による音響効果装置における動作を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明による音響効果装置における演算処理手段の第２の構成例を表すブロック構成図である。
【図８】本発明による音響効果装置における演算処理手段の第３の構成例を表すブロック構成図である。
【図９】受聴位置とスピーカーとの位置関係を説明するための説明図である。
【図１０】受聴位置とスピーカーとの位置関係を説明するための説明図である。
【図１１】本発明による音響効果装置における演算処理手段の他の構成例を表すブロック構成図である。
【符号の説明】
１０音響効果装置
１２残響効果付加手段
１４演算処理手段
１６、４０２左スピーカー
１８、４０４右スピーカー
１０１第１遅延手段
１０２第２遅延手段
２０１、３０１ −ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部
２０２、３０２ −ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部
２１１、３１１第１遅延手段
２１２、３１２第２遅延手段
２１３、３１３第３遅延手段
２１４、３１４第４遅延手段
３２１第１閉ループ
３２２第２閉ループ
３２３第３閉ループ
３２４第４閉ループ

Claims

入力されたオーディオ信号に残響効果を付加して左チャンネル・オーディオ信号と右チャンネル・オーディオ信号との２チャンネル・オーディオ信号として出力する残響効果付加手段と、
前記残響効果付加手段から出力された２チャンネル・オーディオ信号を入力し、それぞれ異なる複数の受聴位置における左スピーカーから右耳へのクロストークと右スピーカーから左耳へのクロストークとをそれぞれキャンセルする演算処理を施すための演算処理手段であって、
入力された左チャンネル・オーディオ信号を入力し遅延を付加して左出力信号とする、遅延時間Ｄ１の第１遅延手段を有した第１閉ループ手段と、
入力された右チャンネル・オーディオ信号を入力し遅延を付加して右出力信号とする、遅延時間Ｄ２の第２遅延手段を有した第２閉ループ手段と、
前記入力された右チャンネル・オーディオ信号に周波数特性変化を付加する第１フィルタ手段と、前記第１フィルタ手段により周波数特性変化が付加された右チャンネル・オーディオ信号に遅延を付加して前記左出力信号に合成する、遅延時間Ｄ３の第３遅延手段を有した第３閉ループ手段と、
前記入力された左チャンネル・オーディオ信号に周波数特性変化を付加する第２フィルタ手段と、前記第２フィルタ手段により周波数特性変化が付加された左チャンネル・オーディオ信号に遅延を付加して前記右出力信号に合成する、遅延時間Ｄ４の第４遅延手段を有した第４閉ループ手段と
を有して構成され、前記各遅延手段の各遅延時間は、
Ｄ４＞Ｄ１＝Ｄ２＞Ｄ３またはＤ３＞Ｄ１＝Ｄ２＞Ｄ４
である演算処理手段と
を有する音響効果装置。