JP5010148B2 - 3D panning device - Google Patents
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Description
本発明は、3次元パンニング装置に係り、特に、スピーカの配置に係わらず音響信号を3次元的にパンニングすることの可能な3次元パンニング装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional panning apparatus, and more particularly to a three-dimensional panning apparatus that can three-dimensionally pan an acoustic signal regardless of the arrangement of speakers.
2チャンネルオーディオシステム、または5.1サラウンドシステムのようなオーディオ再生装置にあっては、ミクシングコンソールのパンポット等により各スピーカが出力する音源の音量を変更して、当該音源の音像の定位や移動を調整していた。 In an audio playback device such as a 2-channel audio system or 5.1 surround system, the volume of the sound source output from each speaker is changed by a panpot of a mixing console, and the sound image of the sound source is localized or moved. Was adjusting.
しかし、上記オーディオ再生装置にあっては、すべてのスピーカを受音点、即ち聴取者を中心とする一定半径の円周上に配置する必要があるため、劇場のような直方形の再生場で適用することは不可能であった。 However, in the above audio playback device, all speakers need to be arranged on a sound receiving point, that is, on a circle with a certain radius centered on the listener, so that the playback system is a rectangular playback field such as a theater. It was impossible to apply.
そこで、劇場のような直方形の再生場の周囲に沿って複数のスピーカを配置し、1つのスピーカの出力を他のスピーカの出力に対して遅延させることにより、音像位置を移動させることが可能な音声処理装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, it is possible to move the position of the sound image by arranging a plurality of speakers along the periphery of a rectangular playback field such as a theater and delaying the output of one speaker relative to the output of another speaker. An audio processing apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかし、上記の音声処理装置にあっては、スピーカを同一水平面内に配置する必要があるため、音像をスピーカ配置面内で2次元的にパンニングすることは可能であるものの、音像を3次元的にパンニングすることは不可能であった。 However, in the above sound processing apparatus, since it is necessary to arrange the speakers in the same horizontal plane, it is possible to pan the sound image two-dimensionally in the speaker arrangement plane, but the sound image is three-dimensionally arranged. It was impossible to pan.
そこで、3次元的なパンニングを可能とするために、スピーカを3次元的に配置し、ベクトル基準振幅パンニング(Vector Base Amplitude Panning)法を適用して音像を3次元的にパンニングすることが可能な3次元パンニング装置も既に提案されている(例えば、非特許文献1参照)。
Therefore, in order to enable three-dimensional panning, it is possible to three-dimensionally pan a sound image by arranging speakers three-dimensionally and applying a vector reference amplitude panning method. A three-dimensional panning apparatus has already been proposed (see Non-Patent
また、FIRフィルタを適用することにより、同一平面に配置された2つのスピーカであっても音像を水平方向だけでなく上下方向にパンニング可能な3次元パンニング装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記した従来の3次元パンニング装置は、スピーカを受音点、即ち、聴取者の耳の位置を中心とする一定半径の球面上に設置する必要があるが、直方体に近い再生場で、受音点を中心とする一定半径の球面上にスピーカを配置すると、聴取可能範囲が狭小化してしまうという課題があった。 However, in the conventional three-dimensional panning apparatus described above, the speaker needs to be installed on a spherical surface having a constant radius centered on the sound receiving point, that is, the position of the listener's ear, but in a reproduction field close to a rectangular parallelepiped, When a speaker is arranged on a spherical surface having a certain radius centered on the sound receiving point, there is a problem that the audible range is narrowed.
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであって、スピーカの配置に係わらず音響信号を3次元的にパンニングすることの可能な3次元パンニング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional panning apparatus capable of three-dimensionally panning an acoustic signal regardless of the arrangement of speakers. .
本発明の3次元パンニング装置は、時間関数であるパンニング前音響信号を読み込むパンニング前音響信号読み込み手段と、時間関数であるパンニング後音響信号を出力するパンニング後音響信号出力手段と、前記パンニング前音響信号を周波数領域パンニング前音響信号に変換する変換手段と、前記パンニング前音響信号に付加する定位位置情報を生成する定位位置情報生成手段と、前記パンニング後音響信号出力手段の配置情報を記憶する配置情報記憶手段と、前記定位位置情報、および前記配置情報に基づいて前記周波数領域パンニング前音響信号をパンニングさせた周波数領域パンニング後音響信号を生成する周波数領域パンニング後音響信号生成手段と、前記周波数領域パンニング後音響信号を時間関数であるパンニング後音響信号に逆変換する逆変換手段と、を含み、前記周波数領域パンニング後音響信号生成手段が、前記パンニング後音響信号出力手段から前記パンニング後音響信号を放射したときの受音点におけるパンニング後音響物理量ベクトルを、音源から前記パンニング前音響信号を放射したときの前記受音点におけるパンニング前音響物理量ベクトルと等しくする前記周波数領域パンニング後音響信号を生成するものである構成を有している。 The three-dimensional panning apparatus of the present invention includes a pre-panning acoustic signal reading unit that reads a pre-panning acoustic signal that is a time function, a post-panning acoustic signal output unit that outputs a post-panning acoustic signal that is a time function, and the pre-panning acoustic signal. Arrangement for storing arrangement information of conversion means for converting a signal into an acoustic signal before frequency domain panning, localization position information generation means for generating localization position information to be added to the acoustic signal before panning, and acoustic signal output means after panning Information storage means, frequency domain panned acoustic signal generation means for generating a frequency domain panned acoustic signal obtained by panning the frequency domain pre-panned acoustic signal based on the localization position information and the arrangement information, and the frequency domain Post-panning acoustic signal as a function of time Seen including inverse transform means for inverse transformation to the frequency domain panning after acoustic signal generation means, acoustic physical quantity after panning at the sound receiving point when the emitted acoustic signal after the panning from the audio signal output means after the panning The frequency domain post-panning acoustic signal is generated such that the vector is equal to the pre-panning acoustic physical quantity vector at the sound receiving point when the pre-panning acoustic signal is emitted from a sound source .
この構成により、音響信号を3次元的にパンニングすることができることとなる。
また、この構成により、スピーカの配置に係わらず音響信号を3次元的にパンニングすることができることとなる。
With this configuration, the acoustic signal can be panned three-dimensionally.
Also, with this configuration, the acoustic signal can be panned three-dimensionally regardless of the arrangement of the speakers.
本発明の3次元パンニング装置は、時間関数であるパンニング前音響信号を読み込むパンニング前音響信号読み込み手段と、時間関数であるパンニング後音響信号を出力するパンニング後音響信号出力手段と、前記パンニング前音響信号を周波数領域パンニング前音響信号に変換する変換手段と、前記パンニング前音響信号に付加する定位位置情報を生成する定位位置情報生成手段と、前記パンニング後音響信号出力手段の配置情報を記憶する配置情報記憶手段と、前記定位位置情報、および前記配置情報に基づいて前記周波数領域パンニング前音響信号をパンニングさせた周波数領域パンニング後音響信号を生成する周波数領域パンニング後音響信号生成手段と、前記周波数領域パンニング後音響信号を時間関数であるパンニング後音響信号に逆変換する逆変換手段と、を含み、前記周波数領域パンニング後音響信号生成手段が、前記パンニング後音響信号出力手段から前記パンニング後音響信号を放射したときの受音領域におけるパンニング後音響物理量ベクトルを、音源から前記パンニング前音響信号を放射したときの前記受音領域におけるパンニング前音響物理量ベクトルと等しくする前記周波数領域パンニング後音響信号を生成するものである構成を有している。 The three-dimensional panning apparatus of the present invention includes a pre-panning acoustic signal reading unit that reads a pre-panning acoustic signal that is a time function, a post-panning acoustic signal output unit that outputs a post-panning acoustic signal that is a time function, and the pre-panning acoustic signal. Arrangement for storing arrangement information of conversion means for converting a signal into an acoustic signal before frequency domain panning, localization position information generation means for generating localization position information to be added to the acoustic signal before panning, and acoustic signal output means after panning Information storage means, frequency domain panned acoustic signal generation means for generating a frequency domain panned acoustic signal obtained by panning the frequency domain pre-panned acoustic signal based on the localization position information and the arrangement information, and the frequency domain Post-panning acoustic signal as a function of time Inverse transform and inverse transform means for, wherein the said frequency domain panning after acoustic signal generation means, acoustic physical quantity vector after panning in the sound receiving area when radiated acoustic signal after the panning from the audio signal output means after the panning The frequency domain panned sound signal is generated so as to be equal to the pre-panning acoustic physical quantity vector in the sound receiving area when the sound signal is emitted from the sound source.
この構成により、音響信号を3次元的にパンニングすることができることとなる。
また、この構成により、多数の聴取者を対象として音像を定位させることができることとなる。
With this configuration, the acoustic signal can be panned three-dimensionally.
Also, with this configuration, a sound image can be localized for a large number of listeners.
本発明は、定位位置情報、および配置情報に基づいて周波数領域パンニング前音響信号をパンニングさせた周波数領域パンニング後音響信号を生成する周波数領域パンニング後音響信号生成手段を設けることにより、スピーカの配置に係わらず音響信号を3次元的にパンニングすることができるという効果を有する3次元パンニング装置を提供することができるものである。 The present invention provides an arrangement for speaker arrangement by providing a frequency domain panned acoustic signal generating means for generating a frequency domain panned acoustic signal obtained by panning the frequency domain pre-panned acoustic signal based on the localization position information and the arrangement information. Regardless of this, it is possible to provide a three-dimensional panning apparatus having an effect that the acoustic signal can be panned three-dimensionally.
以下、本発明に係る3次元パンニング装置の実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of a three-dimensional panning apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本明細書において、音響物理量ベクトルとは、点音源から放射された音響信号を受音する受音点における音響的な物理量を示すベクトル、即ち、音圧または粒子速度の少なくとも一方を成分とするベクトル、あるいは、粒子速度ベクトルにスカラ量である音圧を乗じてある時間区間で積分した音響インテンシティベクトルを意味するものとする。 In this specification, an acoustic physical quantity vector is a vector indicating an acoustic physical quantity at a sound receiving point that receives an acoustic signal radiated from a point sound source, that is, a vector having at least one of sound pressure or particle velocity as a component. Alternatively, it means a sound intensity vector obtained by multiplying the particle velocity vector by a sound pressure that is a scalar quantity and integrating it over a certain time interval.
また、以下の説明において、英太字はベクトルあるいは行列を示し、英細字はスカラ量を示す。 Further, in the following description, boldface letters indicate vectors or matrices, and thin letters indicate scalar quantities.
(第1の実施の形態)
本発明に係る3次元パンニング装置1の実施形態は、図1のブロック図に示すように、時間関数であるパンニング前音響信号s(t)を読み込むパンニング前音響信号読み込み手段11と、時間関数であるパンニング後音響信号q(t)を出力するパンニング後音響信号出力手段12と、パンニング前音響信号s(t)を周波数領域パンニング前音響信号S(ω)に変換する変換手段13と、パンニング前音響信号s(t)に付加する定位位置情報を生成する定位位置情報生成手段14と、パンニング後音響信号出力手段12の配置情報を記憶する配置情報記憶手段15と、定位位置情報、および配置情報に基づいて周波数領域パンニング前音響信号S(ω)をパンニングさせた周波数領域パンニング後音響信号Q(ω)を生成する周波数領域パンニング後音響信号生成手段16と、周波数領域パンニング後音響信号Q(ω)を時間関数であるパンニング後音響信号q(t)に逆変換する逆変換手段17とを含む。
(First embodiment)
As shown in the block diagram of FIG. 1, the embodiment of the three-
そして、本発明に係る3次元パンニング装置1は、チャンネル数Mのパンニング後音響信号出力手段12からパンニング後音響信号qmを放射したときの受音点におけるパンニング後音響物理量ベクトルaPが、チャンネル数Nの音源のそれぞれからパンニング前音響信号snを放射したときの受音点kにおけるパンニング前音響物理量ベクトルbPと等しくなるようにパンニング後音響信号qmを生成する。
Then, the three-
まず、点音源が1つ、受音点が1つの場合における受音点の音圧について説明する。 First, the sound pressure at the sound receiving point when there is one point sound source and one sound receiving point will be described.
3次元空間の原点に配置された点音源から放射された音響信号の原点から半径rの球面上の音圧p(t,r)は[数1]の波動方程式により決定される。
よって、点音源から放射された音響信号をs(t)とすれば、原点から半径rの球面上の音圧p(t,r)は[数2]によって表される。
上式は、1つの点音源から放射された周波数領域パンニング前音響信号S(ω)の1つの受音点における音圧は、点音源から受音点までの距離に反比例し、点音源から受音点までの音響信号の伝播時間遅延し、点音源から受音点までの距離の関数である音圧伝達関数Gp(ω,r)と周波数領域パンニング前音響信号S(ω)との積で定まることを示している。 In the above equation, the sound pressure at one sound receiving point of the pre-frequency domain panning sound signal S (ω) radiated from one point sound source is inversely proportional to the distance from the point sound source to the sound receiving point, and is received from the point sound source. The propagation time of the acoustic signal to the sound point is delayed, and the product of the sound pressure transfer function G p (ω, r), which is a function of the distance from the point sound source to the sound receiving point, and the sound signal S (ω) before frequency domain panning. It is shown that.
点音源から受音点までの距離および音響信号の伝播時間は、任意の座標系における点音源座標および受音点座標を定めれば一義的に定まるので、音圧伝達関数も任意の座標系における点音源座標および受音点座標を定めれば一義的に定まることとなる。 Since the distance from the point sound source to the sound receiving point and the propagation time of the acoustic signal are uniquely determined if the point sound source coordinates and the sound receiving point coordinates are determined in an arbitrary coordinate system, the sound pressure transfer function is also determined in an arbitrary coordinate system. If the point sound source coordinates and the sound receiving point coordinates are determined, they are uniquely determined.
3次元空間の原点に配置された点音源から放射された音響信号の原点から半径rの球面上の粒子速度をv(r,t)とすれば、半径rの球面上の運動方程式は[数4]で表される。
従って、受音点kにおける音圧p(t,r)および粒子速度v(t,r)の双方を成分とする音響物理量ベクトルPkは[数7]によって定義することができる。
音響物理量ベクトルPkは、音圧p(t,r)または粒子速度v(t,r)の一方だけを成分としてもよい。 The acoustic physical quantity vector P k may include only one of the sound pressure p (t, r) or the particle velocity v (t, r) as a component.
さらに、音響物理量ベクトルPkは音圧p(t,r)と粒子速度v(t,r)の積である瞬時音響インテンシティII(t,r)、あるいは、瞬時音響インテンシティのある時間区間の積分値である音響インテンシティI(t,r)を成分とするものであってもよい。 Further, the acoustic physical quantity vector P k is an instantaneous acoustic intensity II (t, r) that is a product of the sound pressure p (t, r) and the particle velocity v (t, r), or a time interval in which the instantaneous acoustic intensity is present. The sound intensity I (t, r), which is the integral value of
ここで、瞬時音響インテンシティII(t,r)は[数8]で、音響インテンシティI(t,r)は[数9]で定義される。
なお、以下の実施形態においては、音響物理量ベクトルPkは音圧p(t,r)だけを成分とする場合について説明する。 In the following embodiments, a case where the acoustic physical quantity vector P k includes only the sound pressure p (t, r) as a component will be described.
上記においては、再生音場を極座標で表しているが、以下では再生音場を相互に直交するX軸、Y軸およびZ軸を有する直交座標で表す。 In the above description, the reproduced sound field is represented by polar coordinates, but in the following, the reproduced sound field is represented by orthogonal coordinates having an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other.
3次元再生音場内のパンニング前音響信号sn(t)の定位位置である仮想の音源位置をξ(n)=[ξ(n) x、ξ(n) y、ξ(n) z]T(nは1からNまでの整数であるとする。)、受音点の位置をr=[rx、ry、rz]Tとすれば、N個の音源位置ξ(n)から放射された周波数領域パンニング前音響信号Sn(ω)の受音点位置rにおけるパンニング前音圧ベクトルbP=[bPx、bPy、bPz]Tは、[数10]で表される。
ここで、音源位置ξ(n)を固定値とすればパンニング前音響信号sn(t)を音源位置ξ(n)に定位させることができ、音源位置ξ(n)を時間関数値とすればパンニング前音響信号sn(t)を所定の方向および速さで移動させることができる。 Here, if a fixed value sound source position xi] (n) pre-panning acoustic signal s n (t) can be localized at the sound source position xi] (n), by the sound source position xi] a (n) and the time function value For example, the pre-panning acoustic signal s n (t) can be moved at a predetermined direction and speed.
なお、以下では簡単のためにパンニング前音響信号sn(t)は1つ、即ち、N=1として説明する。 In the following description, for simplicity, it is assumed that the number of pre-panning acoustic signals s n (t) is 1, that is, N = 1.
また、予め定められたM個の配置位置ζ(1)、ζ(2)・・・ζ(M)に配置されたスピーカからパンニング後音響信号q1(t)、q2(t)・・・qM(t)を出力したときの受音点位置rにおけるパンニング後音圧ベクトルaP=[aPx、aPy、aPz]Tは、[数11]で表される。
ここで、次に示す[数12]が成立するように周波数領域パンニング後音響信号Q1(ω)、Q2(ω)・・・QM(ω)を決定し、時間領域に逆変換してスピーカから出力すれば、パンニング前音響信号s(t)をパンニングしたパンニング後音響信号q1(t)、q2(t)・・・qM(t)を予め定められた配置位置ζ(1)、ζ(2)・・・ζ(M)に配置されたスピーカにより再生することが可能となる。ただし、[数10]において、N=1としている。
そして、[数12]が成立するようにパンニング後音響信号q1(t)、q2(t)・・・qM(t)を決定するためには、[数13]で表されるパンニング前音圧ベクトルbPとパンニング後音圧ベクトルaPの二乗誤差Eが最少となるq1(t)、q2(t)・・・qM(t)を求めればよい。
[数13]に[数10]および[数11]を代入して展開すると[数14]となる。
二乗誤差Eを最小とするQ(ω)は、EをQ(ω)について偏微分して零とおいた[数17]により決定することができる。
図2は、本発明に係る3次元パンニング装置1のハードウエア構成を示すブロック図であって、パンニング前音響信号を読み込むアナログ・デジタル(A/D)変換器21と、パンニング後音響信号を出力するデジタル・アナログ(D/A)変換器22と、3次元パンニング処理を実行するCPU23と、3次元パンニングプログラムを記憶するメモリ24と、3次元パンニング装置を操作するための周辺機器が接続されるインターフェイス(I/F)25とがバス20に接続された構成を有する。
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of the three-
I/F25には、表示パネル26と、キーボード27と、マウス28とが接続される。なお、表示パネル26、キーボード27、およびマウス28に代えて、操作パネルを適用することも可能である。
A
即ち、本発明の3次元パンニング装置は、コンピュータに3次元パンニングプログラムをインストールすることにより構成される。 That is, the three-dimensional panning apparatus of the present invention is configured by installing a three-dimensional panning program in a computer.
次に、本発明の3次元パンニング装置の動作を説明する。 Next, the operation of the three-dimensional panning apparatus of the present invention will be described.
図3は、メモリ24にインストールされる3次元パンニングプログラムのフローチャートであって、CPU23は、まずA/D変換器21を介して、パンニング前音響信号s(t)を読み込む(ステップS31)。
FIG. 3 is a flowchart of the three-dimensional panning program installed in the
CPU23は、パンニング前音響信号s(t)をフーリエ変換して周波数領域パンニング前音響信号S(ω)を算出する(ステップS32)。
The
次に、CPU23は、パンニングルーチンを実行して(ステップS33)、周波数領域パンニング後音響信号Q1(ω)、Q2(ω)・・・QM(ω)を算出するが、詳細は以下に説明する。
Next, the
さらに、CPU23は、周波数領域パンニング後音響信号Q1(ω)、Q2(ω)・・・QM(ω)を逆フーリエ変換してパンニング後音響信号q1(t)、q2(t)・・・qM(t)を算出し(ステップS34)、D/A変換器22を介してパンニング後音響信号q1(t)、q2(t)・・・qM(t)(ベクトル表示q(t))を出力(ステップS35)してこのルーチンを終了する。
Further, the
図4は、図3の3次元パンニングプログラムのステップS33で実行されるパンニングルーチンのフローチャートである。ここで、3次元再生音場内のパンニング前音響信号sn(t)の定位位置である音源位置がξ=[ξx、ξy、ξz]T、受音点位置がr=[rx、ry、rz]Tで表されるものとする。なお、音源の個数はN個であるものとする。 FIG. 4 is a flowchart of the panning routine executed in step S33 of the three-dimensional panning program in FIG. Here, the sound source position that is the localization position of the pre-panning acoustic signal s n (t) in the three-dimensional reproduction sound field is ξ = [ξ x , ξ y , ξ z ] T , and the sound receiving point position is r = [r x , R y , r z ] T. It is assumed that the number of sound sources is N.
まず、CPU23は、受音点位置r=[rx、ry、rz]Tを読み込む(ステップS331)。
First, the
次に、CPU23は、音源位置ξ=[ξx、ξy、ξz]Tの情報を生成する(ステップS332)。例えば、予め定められた始点と終点の間を音源が移動するような軌跡を算出するとよい。なお、外部から音源位置の情報を入力することも可能である。
Next, the
次に、CPU23は、[数15]に示した係数を算出し(ステップS333)、さらに[数16]に示したベクトルhおよび行列Hを算出し(ステップS334)、[数18]より周波数領域パンニング後音響信号Q(ω)を算出して(ステップS335)、このルーチンを終了する。
Next, the
ここで、図5に示すように、2つのスピーカから出力される音響信号により音像を定位させる場合を想定する。 Here, as shown in FIG. 5, a case is assumed in which a sound image is localized by acoustic signals output from two speakers.
受音点Jは、X−Y座標の原点であり、左スピーカSLは受音点Jからd離れた位置にY軸左方30度の角度で配置され、右スピーカSRは受音点Jからd離れた位置にY軸右方30度の角度で配置されている。そして、音源SSは受音点JからD離れた位置にY軸に対してθの角度で存在するものとする。なお、θはY軸上で0度であり、Y軸右方では正の値、Y軸左方では負の値を取るものとする。 The sound receiving point J is the origin of the XY coordinates, the left speaker SL is disposed at a position d away from the sound receiving point J at an angle of 30 degrees to the left of the Y axis, and the right speaker SR is from the sound receiving point J. It is arranged at an angle of 30 degrees to the right of the Y axis at a position d apart. The sound source SS is assumed to exist at a position away from the sound receiving point J by an angle θ with respect to the Y axis. Note that θ is 0 degree on the Y axis, and takes a positive value on the right side of the Y axis and a negative value on the left side of the Y axis.
すると、[数15]の係数は[数19]となる。
また、[数16]は[数20]となる。
よって、[数18]を使用して左スピーカSLの出力Q1(ω)および右スピーカSRの出力Q2(ω)は[数21]により算出される。
ここで、d=Dとすれば、周知の“tangent law”によるパンニングと一致し、従って、非特許文献1に開示されているベクトル基準振幅パンニング(Vector Base Amplitude Panning)法によるパンニングとも一致する。
Here, if d = D, it corresponds to the panning by the well-known “tangent law”, and therefore, it also matches the panning by the vector base amplitude panning method disclosed in
以上説明したように、本発明に係る3次元パンニング装置は、d≠Dの場合も取り扱うことが可能であり、従来の“tangent law”およびベクトル基準振幅パンニング法を拡張したパンニング法を提供できるものである。 As described above, the three-dimensional panning apparatus according to the present invention can handle the case of d ≠ D, and can provide a panning method that is an extension of the conventional “tangent law” and the vector-based amplitude panning method. It is.
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態は1つの受音点を対象としていたが、第2の実施の形態では1つの再生領域Vを対象とする。
(Second Embodiment)
The first embodiment targets one sound receiving point, but the second embodiment targets one reproduction region V.
即ち、第2の実施の形態においては、パンニング前音圧ベクトルbPとパンニング後音圧ベクトルaPの二乗誤差Eとして[数22]を使用する。
なお、上記では2台のスピーカが同一平面内に配置されているものとしているが、スピーカを3次元空間に配置した場合にも本発明に係る3次元パンニング装置を適用できることは明らかである。 In the above description, it is assumed that two speakers are arranged in the same plane, but it is obvious that the three-dimensional panning apparatus according to the present invention can be applied even when the speakers are arranged in a three-dimensional space.
即ち、第2の実施の形態によれば、多数の聴取者を対象として音像を定位させることが可能となる。 That is, according to the second embodiment, a sound image can be localized for a large number of listeners.
上述した第1の実施の形態および第2の実施の形態においては、パンニング前音響信号をフーリエ変換して周波数領域に変換した後に周波数領域でパンニング処理を実行し、算出された周波数領域パンニング後音響信号を逆フーリエ変換してパンニング後音響信号を算出することとしているが、フーリエ変換処理、ダウンミックス処理、および逆フーリエ変換処理を遅延素子とフィルタで構成し、時間領域でパンニングすることも可能であることは当業者にとって明らかである。 In the first embodiment and the second embodiment described above, the pre-panning acoustic signal is Fourier-transformed into the frequency domain, and then the panning process is performed in the frequency domain, and the calculated post-frequency-domain panning sound The sound signal is calculated by performing inverse Fourier transform on the signal after panning, but the Fourier transform processing, downmix processing, and inverse Fourier transform processing are composed of delay elements and filters, and panning in the time domain is also possible. It will be apparent to those skilled in the art.
以上のように、本発明に係る3次元パンニング装置は、パンニング前音響信号を3次元的にパンニングして予め定められた位置に配置されたスピーカから再生することのできるという効果を有し、音響信号処理装置等として有効である。 As described above, the three-dimensional panning apparatus according to the present invention has the effect that the pre-panning acoustic signal can be three-dimensionally panned and reproduced from a speaker arranged at a predetermined position. It is effective as a signal processing device.
1 3次元パンニング装置
11 パンニング前音響信号読み込み手段
12 パンニング後音響信号出力手段
13 変換手段
14 定位位置情報生成手段
15 配置情報記憶手段
16 周波数領域パンニング後音響信号生成手段
17 逆変換手段
DESCRIPTION OF
Claims (2)
時間関数であるパンニング後音響信号を出力するパンニング後音響信号出力手段と、
前記パンニング前音響信号を周波数領域パンニング前音響信号に変換する変換手段と、
前記パンニング前音響信号に付加する定位位置情報を生成する定位位置情報生成手段と、
前記パンニング後音響信号出力手段の配置情報を記憶する配置情報記憶手段と、
前記定位位置情報、および前記配置情報に基づいて前記周波数領域パンニング前音響信号をパンニングさせた周波数領域パンニング後音響信号を生成する周波数領域パンニング後音響信号生成手段と、
前記周波数領域パンニング後音響信号を時間関数であるパンニング後音響信号に逆変換する逆変換手段と、を含み、
前記周波数領域パンニング後音響信号生成手段が、
前記パンニング後音響信号出力手段から前記パンニング後音響信号を放射したときの受音点におけるパンニング後音響物理量ベクトルを、音源から前記パンニング前音響信号を放射したときの前記受音点におけるパンニング前音響物理量ベクトルと等しくする前記周波数領域パンニング後音響信号を生成するものである3次元パンニング装置。 A pre-panning acoustic signal reading means for reading a pre-panning acoustic signal which is a time function;
A post-panning acoustic signal output means for outputting a post-panning acoustic signal as a time function;
Conversion means for converting the pre-panning acoustic signal into a frequency domain pre-panning acoustic signal;
Localization position information generating means for generating localization position information to be added to the pre-panning acoustic signal;
Arrangement information storage means for storing arrangement information of the post-panning acoustic signal output means;
A frequency domain post-panning acoustic signal generating means for generating a frequency domain post-panning acoustic signal obtained by panning the frequency domain pre-panning acoustic signal based on the localization position information and the arrangement information;
Look including a reverse conversion means for inversely converting an acoustic signal after the frequency domain panning panning after the acoustic signal is a function of time,
The frequency domain post-panning acoustic signal generation means,
The post-panning acoustic physical quantity vector at the sound receiving point when the post-panning acoustic signal is emitted from the post-panning acoustic signal output means, and the pre-panning acoustic physical quantity vector at the sound receiving point when the pre-panning acoustic signal is emitted from the sound source A three-dimensional panning apparatus that generates an acoustic signal after frequency domain panning that is equal to a vector .
時間関数であるパンニング後音響信号を出力するパンニング後音響信号出力手段と、A post-panning acoustic signal output means for outputting a post-panning acoustic signal that is a time function;
前記パンニング前音響信号を周波数領域パンニング前音響信号に変換する変換手段と、Conversion means for converting the pre-panning acoustic signal into a frequency domain pre-panning acoustic signal;
前記パンニング前音響信号に付加する定位位置情報を生成する定位位置情報生成手段と、Localization position information generating means for generating localization position information to be added to the pre-panning acoustic signal;
前記パンニング後音響信号出力手段の配置情報を記憶する配置情報記憶手段と、Arrangement information storage means for storing arrangement information of the post-panning acoustic signal output means;
前記定位位置情報、および前記配置情報に基づいて前記周波数領域パンニング前音響信号をパンニングさせた周波数領域パンニング後音響信号を生成する周波数領域パンニング後音響信号生成手段と、A frequency domain post-panning acoustic signal generating means for generating a frequency domain post-panning acoustic signal obtained by panning the frequency domain pre-panning acoustic signal based on the localization position information and the arrangement information;
前記周波数領域パンニング後音響信号を時間関数であるパンニング後音響信号に逆変換する逆変換手段と、を含み、An inverse transform means for inversely transforming the frequency domain panned acoustic signal into a panned acoustic signal that is a time function;
前記周波数領域パンニング後音響信号生成手段が、The frequency domain post-panning acoustic signal generation means,
前記パンニング後音響信号出力手段から前記パンニング後音響信号を放射したときの受音領域におけるパンニング後音響物理量ベクトルを、音源から前記パンニング前音響信号を放射したときの前記受音領域におけるパンニング前音響物理量ベクトルと等しくする前記周波数領域パンニング後音響信号を生成するものである3次元パンニング装置。The post-panning acoustic physical quantity vector in the sound receiving area when the post-panning acoustic signal is emitted from the post-panning acoustic signal output means, and the pre-panning acoustic physical quantity vector in the sound receiving area when the pre-panning acoustic signal is emitted from the sound source A three-dimensional panning apparatus that generates an acoustic signal after frequency domain panning that is equal to a vector.
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