JP5194614B2 - Sound field generator - Google Patents
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この発明は、利用者の周囲に音場を形成する音場形成装置に関する。 The present invention relates to a sound field forming apparatus that forms a sound field around a user.
近時、マルチチャンネルサラウンドサウンドを再生できるAVシステムをリビングルームやリスニングルームなどに設けて、家の中で映画や音楽等のコンテンツを楽しむユーザが増加している。ユーザは、映画や音楽等のDVDをこのAVシステムで再生すると、複数のスピーカからマルチチャンネルのサラウンドサウンドが再生されるので、ユーザは周囲から音に包まれる感覚を体感しながら映画や音楽等を楽しむことができる。 Recently, an increasing number of users enjoy contents such as movies and music in their homes by providing AV systems capable of reproducing multi-channel surround sound in living rooms and listening rooms. When a user plays a DVD such as a movie or music on this AV system, multi-channel surround sound is played from a plurality of speakers. Therefore, the user can enjoy movies and music while experiencing the sensation of being surrounded by sound. I can enjoy it.
また、従来のAVシステムには、単にマルチチャンネルサラウンドサウンドを再生するだけでなく、マルチチャンネルサラウンドサウンドから複数の反射音を生成して複数の音場を形成することで、さらに立体感のあるサウンドを再生する音場制御装置があった(例えば、特許文献1参照。)。
従来の音場制御装置では、複数の音場を形成するように設定した際に、再生音量を小さくすると、音場が狭くなったように感じられて、設計者が意図したような広さの音場とならない場合があった。 In the conventional sound field control device, when setting to form a plurality of sound fields, if the playback volume is reduced, the sound field is felt to be narrow, and it is as wide as the designer intended. There was a case where it was not a sound field.
また、音場制御装置に接続したスピーカの特性を自動的に調整する処理を行って、高域特性を抑制するように出力段で調整した状態で、複数の音場を形成するように設定すると、高域がこもったような音になるため、設計者が意図したような周波数特性の音場にならないことがあった。 In addition, when processing is performed to automatically adjust the characteristics of the speakers connected to the sound field control device and the output stage is adjusted so as to suppress the high frequency characteristics, a setting is made to form a plurality of sound fields. In some cases, the sound is filled with high frequencies, so the sound field does not have the frequency characteristics that the designer intended.
そこで、本発明は、複数の音場を形成する際に、再生音量が小さかったり、再生音の高域特性が調整されていたりしても、設計者が意図したような音場効果が得られる音場形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, when a plurality of sound fields are formed, the sound field effect as intended by the designer can be obtained even if the reproduction volume is low or the high frequency characteristics of the reproduction sound are adjusted. An object is to provide a sound field forming apparatus.
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。 The present invention has the following configuration as means for solving the above problems.
(1)複数チャンネルの音声信号に基づく音声と、前記複数チャンネルの音声信号から生成した反射音及び残響音と、を聴取位置の周囲に配置した複数のスピーカから放音させて、聴取位置の周囲に複数の音場を形成する音場形成装置であって、複数の音場の生成指示を受け付ける操作手段と、前記操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けると、前記複数チャンネルの音声信号から反射音及び残響音を生成する反響音生成手段と、前記反響音生成手段が生成した反射音及び残響音による音場の効果レベルを調整する効果レベル調整手段と、リファレンス環境において測定された基準音圧を記憶する記憶手段と、再生環境における音圧を測定する測定手段と、前記基準音圧に対して、前記測定手段で測定した音圧が小さいほど前記効果レベルを大きく設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする。 (1) Sounds based on a plurality of channels of sound signals and reflected sounds and reverberation sounds generated from the plurality of channels of sound signals are emitted from a plurality of speakers arranged around the listening position, and around the listening position. A sound field forming apparatus for forming a plurality of sound fields, wherein an operation means for receiving a plurality of sound field generation instructions, and when the operation means receives a plurality of sound field generation instructions, the plurality of channels of audio signals Reverberation sound generating means for generating reflected sound and reverberant sound from the sound, effect level adjusting means for adjusting the effect level of the sound field by the reflected sound and reverberant sound generated by the reverberant sound, and a standard measured in the reference environment Storage means for storing the sound pressure, measuring means for measuring the sound pressure in the reproduction environment, and the effect level as the sound pressure measured by the measuring means is smaller than the reference sound pressure. A large control means for setting a, characterized by comprising a.
この構成においては、音場形成装置は、操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けた際に、主音量調整手段の出力音量が閾値以下であれば、効果レベル調整手段に出力音量に応じて音場の効果レベルを補正させる。したがって、この発明の音場形成装置は、聴取位置の周囲に複数の音場を形成する際に、出力音量が閾値より小さくても、反射音と残響音により形成される音場が狭くなったように感じさせることがなく、音場の広さが変化していないように聴取者に感じさせることができる。 In this configuration, the sound field forming device responds to the effect level adjusting unit according to the output volume if the output volume of the main volume adjusting unit is equal to or less than the threshold when the operation unit receives a plurality of sound field generation instructions. To correct the sound field effect level. Therefore, when the sound field forming device of the present invention forms a plurality of sound fields around the listening position, the sound field formed by the reflected sound and the reverberant sound becomes narrow even if the output volume is smaller than the threshold value. It is possible to make the listener feel that the width of the sound field is not changed.
この構成においては、音場形成装置は、基準音圧とテスト音声の音圧の比率である実測音圧比を算出し、この実測音圧比と、主音量調整手段から取得した音量の値と、から実際の出力音圧を算出して、この出力音圧が閾値以下であれば、効果レベル調整手段に出力音圧に応じて音場の効果レベルを補正させる。したがって、実測音圧比を算出することにより、再生環境における出力音圧を、リファレンス環境の出力音圧に補正することができるので、聴取位置の周囲に形成する複数の音場が狭くなったように感じないように、出力音圧に応じた音場の効果レベルをより正確に補正できる。 In this configuration, the sound field forming device calculates an actually measured sound pressure ratio that is a ratio of the reference sound pressure and the sound pressure of the test sound, and from this actually measured sound pressure ratio and the value of the volume acquired from the main volume adjusting means. The actual output sound pressure is calculated, and if the output sound pressure is equal to or less than the threshold value, the effect level adjusting means is made to correct the sound field effect level according to the output sound pressure. Therefore, by calculating the measured sound pressure ratio, the output sound pressure in the playback environment can be corrected to the output sound pressure in the reference environment, so that the multiple sound fields formed around the listening position are narrowed. The effect level of the sound field according to the output sound pressure can be corrected more accurately so as not to feel it.
(2)複数の周波数特性補正パターンを記憶する記憶手段と、前記複数の周波数特性補正パターンのいずれかの周波数特性補正パターンを前記記憶手段から読み出して、この周波数特性補正パターンに基づいて、前記複数の音声、反射音及び残響音の周波数特性を調整する特性調整手段と、前記反射音及び前記残響音の高域を減衰させる高域減衰手段と、を備え、前記制御手段は、前記特性調整手段が高域の利得を低下させる周波数特性補正パターンに基づいて調整されていると、高域減衰手段の遮断周波数を所定量高域側に移動させることを特徴とする。
(3)複数チャンネルの音声信号に基づく音声と、前記複数チャンネルの音声信号から生成した反射音及び残響音と、を聴取位置の周囲に配置した複数のスピーカから放音させて、聴取位置の周囲に複数の音場を形成する音場形成装置であって、複数の音場の生成指示を受け付ける操作手段と、前記操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けると、前記複数チャンネルの音声信号から反射音及び残響音を生成する反響音生成手段と、前記反響音生成手段が生成した反射音及び残響音による音場の効果レベルを調整する効果レベル調整手段と、前記音声、反射音及び残響音の出力音量を一括して調整する主音量調整手段と、前記主音量調整手段の出力音量の値が閾値以下であれば、前記出力音量の値が小さいほど前記効果レベルを大きく設定する制御手段と、複数の周波数特性補正パターンを記憶する記憶手段と、を備え、前記複数の周波数特性補正パターンのいずれかの周波数特性補正パターンを前記記憶手段から読み出して、この周波数特性補正パターンに基づいて、前記複数の音声、反射音及び残響音の周波数特性を調整する特性調整手段と、前記反射音及び前記残響音の高域を減衰させる高域減衰手段と、を備え、前記制御手段は、前記特性調整手段が高域の利得を低下させる周波数特性補正パターンに基づいて調整されていると、高域減衰手段の遮断周波数を所定量高域側に移動させることを特徴とする。
(2) storage means for storing a plurality of frequency characteristic correction pattern, either the frequency characteristic correction pattern of the plurality of frequency characteristic correction pattern read out from said storage means, on the basis of the frequency characteristic correction pattern, the plurality speech, comprising: a characteristic adjusting means for adjusting the frequency characteristics of the reflected sound and the reverberation sound, a high-frequency attenuation means for attenuating the high frequency of the reflected sound and the reverberation, the said control means, before Symbol characteristic adjustment When the means is adjusted based on a frequency characteristic correction pattern that lowers the high-frequency gain, the cutoff frequency of the high-frequency attenuating means is moved by a predetermined amount to the high frequency side.
(3) Sounds based on a plurality of channels of sound signals and reflected sounds and reverberation sounds generated from the plurality of channels of sound signals are emitted from a plurality of speakers arranged around the listening position, and the surroundings of the listening position A sound field forming apparatus for forming a plurality of sound fields, wherein an operation means for receiving a plurality of sound field generation instructions, and when the operation means receives a plurality of sound field generation instructions, the plurality of channels of audio signals Reverberation sound generating means for generating reflected sound and reverberation sound from the sound, effect level adjusting means for adjusting the effect level of the sound field by the reflected sound and reverberation sound generated by the reverberation sound generating means, and the sound, reflected sound and reverberation Main volume adjusting means for collectively adjusting the output volume of the sound, and if the output volume value of the main volume adjusting means is less than or equal to a threshold value, the effect level is set to be larger as the output volume value is smaller Control means and storage means for storing a plurality of frequency characteristic correction patterns, and reading one of the frequency characteristic correction patterns of the plurality of frequency characteristic correction patterns from the storage means. Based on the characteristic adjustment means for adjusting the frequency characteristics of the plurality of sounds, reflected sound and reverberation sound, and high frequency attenuation means for attenuating the high frequency of the reflected sound and the reverberation sound, the control means, When the characteristic adjusting means is adjusted based on a frequency characteristic correction pattern for reducing the high frequency gain, the cutoff frequency of the high frequency attenuating means is moved to the high frequency side by a predetermined amount.
この構成においては、制御手段は、操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けた際に、特性調整手段が高域の利得を低下させる周波数特性補正パターンに基づいて調整されていると、高域遮断手段の遮断周波数を所定量高域側に移動させる。したがって、この発明の音場形成装置では、音声、反射音及び残響音の高域の利得が低下するように設定されている状態で複数の音場を生成しても、高域がこもったような音と感じさせることがなく、抜けの良い音により音場が形成されているように感じさせることができる。 In this configuration, when the operation unit receives instructions for generating a plurality of sound fields, the control unit adjusts based on the frequency characteristic correction pattern that reduces the gain in the high frequency range. The cut-off frequency of the band cut-off means is moved a predetermined amount to the high band side. Therefore, in the sound field forming device according to the present invention, even if a plurality of sound fields are generated in a state where the high-frequency gain of voice, reflected sound, and reverberant sound is set to be low, the high-frequency field seems to be covered. The sound field can be made to feel as if the sound field is formed by a sound with a good omission.
この発明によれば、音場形成装置では、音場プログラムが選択・設定された際に、各スピーカの高域特性が低下するように補正されていたり、再生音量が一定値以下であったりすると、反射音及び残響音の効果レベルを補正したり、反射音及び残響音にその特有の効果を付与するための高域遮断手段(ローパスフィルタ)の遮断周波数を高域側に変更したりするので、設計者が意図したような音場効果が保たれるので、ユーザはその設定にかかわらず複数の音場による立体感を楽しむことができる。 According to the present invention, in the sound field forming device, when the sound field program is selected and set, it is corrected so that the high frequency characteristics of each speaker are lowered, or the reproduction volume is below a certain value. Since the effect level of reflected sound and reverberant sound is corrected, or the cutoff frequency of the high-frequency cutoff means (low-pass filter) for giving a specific effect to the reflected sound and reverberant sound is changed to the high frequency side. Since the sound field effect as intended by the designer is maintained, the user can enjoy a three-dimensional effect by a plurality of sound fields regardless of the setting.
図1は、音場形成装置の概略構成及びリスニングルームでのスピーカの配置状態を示す図である。図2は、反響音生成部の構成を示すブロック図である。図3は、音場形成装置により4つの音場を形成した状態のイメージを示す上面図及び斜視図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a sound field forming device and an arrangement state of speakers in a listening room. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the reverberation generator. FIG. 3 is a top view and a perspective view showing an image in a state where four sound fields are formed by the sound field forming device.
音場形成装置1は、一例として、5チャンネルのサラウンド音を出力するとともに、図3に示すように、プレゼンス音場93、左サラウンド(LS)音場95、右サラウンド(RS)音場97、及び背面サラウンド(BS)音場99の4つの音場を形成する。プレゼンス音場93は、聴取位置90のユーザUの前方に奥行き感及び立体感を与え、ユーザUを前方から包み込む音場である。左サラウンド音場95及び右サラウンド音場97は、聴取位置90のユーザUの左右に奥行き感及び立体感を与え、ユーザUを側方から包み込む音場である。背面サラウンド音場99は、聴取位置90のユーザUの後方にサラウンド感を与え、ユーザUを後方から包み込む音場である。
As an example, the sound field forming device 1 outputs a surround sound of 5 channels, and as shown in FIG. 3, a
図1に示すように、音場形成装置1は、信号入力端子31、DIR(Digital audio Interface Receiver)33、A/Dコンバータ35、及びHDMI(High Definition Multimedia Interface)(登録商標)レシーバ37、DSP(Digital Signal Processor)デコーダ39、テスト音生成部41、パラメータメモリ43、信号処理部45、遅延処理部46、パラメトリックイコライザ47、D/Aコンバータ49、電子ボリューム51、パワーアンプ53、スピーカ端子55、マイク端子57、マイクアンプ59、A/Dコンバータ61、制御部63、メモリ65、操作部67、及び表示部69を備えている。また、音場形成装置1の信号入力端子31には、デジタルテレビチューナ5及びCDプレーヤ7が接続され、スピーカ端子55には、スピーカ11〜18が接続されている。マイク端子57には、オプティマイザマイク3(以下、単にマイク3と称する。)が接続されている。
As shown in FIG. 1, the sound field forming apparatus 1 includes a
図1に示すように、リスニングルーム91内には、聴取位置90の前方左・前方中央・前方右に、それぞれ左チャンネル(Lch)用のスピーカ11・センタチャンネル(Cch)用のスピーカ12・右チャンネル(Rch)用のスピーカ13が設置されている。また、聴取位置90の前方に、低音用のスピーカとしてサブウーハチャンネル(LFEch)用のスピーカ18が設置されている。さらに、聴取位置90の前左右上方に音場制御用スピーカとして、それぞれプレゼンス左チャンネル(PLch)用のスピーカ14・プレゼンス右チャンネル(PRch)用のスピーカ15が設置されている。加えて、聴取位置90の後左右にサラウンド左チャンネル(SLch)用のスピーカ16・サラウンド右チャンネル(SRch)用のスピーカ17が設置されている。また、聴取位置90には、マイク3が設置されている。
As shown in FIG. 1, in the
DSPデコーダ39は、信号入力端子31及びHDMI(登録商標)レシーバ37を介して接続されたデジタルテレビチューナ5や、信号入力端子31及びA/Dコンバータ35を介して接続されたCDプレーヤ7などのAV機器から出力されたアナログ音信号やデジタルビットストリームを、Lch(チャンネル)、Rch、Cch、SLch、及びSRchの5チャンネルのデジタル音信号(PCM信号)に変換して、信号処理部45へ出力する。また、DSPデコーダ39は、AAC(登録商標),Dolby Digital(登録商標),DTS(登録商標),MPEG−1/2,MPEG−2マルチチャンネル,MP3など多様なデータフォーマットをサポートしており、外部入力信号を図外のデコーダにより5チャンネルのデジタル音信号(PCM信号)にデコードする。また、DSPデコーダ39は、例えばデジタルテレビチューナ5から5チャンネルのデジタル音信号(PCM信号)が直接入力された場合には、これらの信号をそのまま信号処理部45へ出力する。
The
信号処理部45は、主信号線71、反響音生成部73、テスト音解析部75、及び加算器77・79を備えている。また、反響音生成部73は、プレゼンス(P)反射音生成部80、左サラウンド(LS)反射音生成部81、右サラウンド(RS)反響音生成部82、背面サラウンド(BS)反響音生成部83、及びリバーブ音生成部84を備えている。
The
主信号線71は、DSPデコーダ39が出力した5.1チャンネルのデジタル音信号をパラメトリックイコライザ47へ送出するラインであり、途中に設けた加算器77・79で反射音生成部73で生成されたEBL信号・EBR信号が加算される。
The
反響音生成部73は、ユーザUが選択した音場プログラムに応じたパラメータをパラメータメモリ43から読み出して、プレゼンス音場93、左サラウンド音場95、右サラウンド音場97、及び背面サラウンド音場99を形成するための反射音及び残響音の信号を生成し、さらに、これらの反射音及び残響音の信号からEFL信号・EFR信号・EBL信号・EBR信号を生成する。そして、反響音生成部73は、EFL信号をPLch用のスピーカ14から放音させる信号として遅延処理部46に出力し、EFR信号をPRch用のスピーカ15から放音させる信号して遅延処理部46に出力し、EBL信号をSLch用のスピーカ16から放音させる信号として加算器77に出力し、EBR信号をSRch用のスピーカ17から放音させる信号として加算器79に出力する。さらに、詳細な構成は後述する。
The reverberation
パラメータメモリ43は、複数の音場プログラムに応じた音場を反射音及び残響音により形成するためのパラメータを記憶している。パラメータメモリ43は、例えば、コンサートホールやライブハウスや教会等で実測したデータに基づいて世界の著名なコンサートホールやライブハウスや教会等の音場がリアルに再現される音楽再生用の音場プログラムや、映画のジャンル毎に異なる音響効果が得られるできる映画再生用の音場プログラムを複数記憶している。これらの音場プログラムのパラメータは、4つの音場制御用のスピーカ14〜17から反射音を放音してリスニングルーム91内に4つの音場93・95・97・99を形成するように、遅れ時間とゲインの組み合わせにより構成されている。
The
加算器77は、反響音生成部73が出力したEBL信号と、入力信号であるSLch用の音声信号と、を加算して遅延処理部46へ出力する。
The adder 77 adds the EBL signal output from the
加算器79は、反響音生成部73が出力したEBR信号と、入力信号であるSRch用の音声信号と、を加算して遅延処理部46へ出力する。
The
遅延処理部46は、後述する視聴空間自動設定モードによる設定に基づいて、信号処理部45が出力したLFEch、Lch、Rch、Cch、SLch、SRch、PLch、PRchの合計8(7.1)チャンネルの音声信号を遅延させる。
The
パラメトリックイコライザ47は、周波数、レベル、Qファクタの3つのパラメータをそれぞれ独立して可変することで、遅延処理部46が出力した8チャンネルの各音声信号の周波数特性を補正する。
The
D/Aコンバータ49は、パラメトリックイコライザ47が出力した8チャンネルの各デジタル音信号をそれぞれアナログ音信号に変換する。
The D /
電子ボリューム51は、操作部67で設定されたボリューム量に応じてパワーアンプ53の増幅量を調整する。また電子ボリューム51は、現在設定されているボリューム値を出力する。
The
パワーアンプ53は、D/Aコンバータ49が出力した8チャンネルの各アナログ音信号を増幅して各スピーカ11〜18へ出力する。
The
スピーカ11〜18は、パワーアンプ53から出力されたアナログ音信号に応じた音を放音する。すなわち、スピーカ11はLch、スピーカ12はCch、スピーカ13はRch、スピーカ14はPLch、スピーカ15はPRch、スピーカ16はSLch、スピーカ17はSRch、及びスピーカ18はLFEchの音をそれぞれ放音する。
The
制御部63は、操作部67で行われた操作に応じて各部を制御する。例えば、操作部67で音量の調整操作が行われると、制御部63はこの操作に応じた制御信号を電子ボリューム51に出力して、各スピーカ11〜18から放音する音の音量を変更する。制御部63としては、CPUやMPUが好適である。
The
メモリ65は、制御部63で行うプログラムやターゲットカーブを記憶している。
The
操作部67は、音場形成装置1に対してユーザが各種の操作・設定などの入力を行うためのものである。
The
表示部69は、音場形成装置1からユーザに対する伝達事項等を表示するためのものである。
The
また、音場形成装置1は、テスト音生成部41で生成して各スピーカ11〜18から放音させたテスト音をマイク3で収音し、このテスト音を放音してからマイク3で収音するまでの時間を計測したり、マイク3で収音したテスト音の音圧や周波数特性等を測定・解析したりすることで、各スピーカ11〜18の配置、能力、リスニングルーム91の音響特性を測定し、最適な視聴空間を自動的に設定する機能を備えている。
In addition, the sound field forming device 1 collects the test sound generated by the test sound generation unit 41 and emitted from each of the
テスト音生成部41は、操作部67が操作されて、視聴空間自動設定モードが設定されると、テスト音信号を生成してDSPデコーダ39に出力する。このテスト音信号は、信号処理部45、パラメトリックイコライザ47、D/Aコンバータ49、パワーアンプ53、スピーカ端子55を介して、各スピーカ11〜18に出力されて、各スピーカ11〜18からテスト音が放音される。
When the
マイク3は、各スピーカ11〜18から放音されたテスト音を収音して、マイク端子57を介してマイクアンプ59に収音信号を出力する。
The
マイク端子57は、マイク3を接続するための端子である。
The
マイクアンプ59は、マイク3が出力した収音信号を増幅する。
The
A/Dコンバータ61は、マイクアンプ59が出力したアナログ収音信号をデジタル収音信号に変換する。
The A /
テスト音解析部75は、各スピーカ11〜18からテスト音を放音してからマイク3で収音するまでの時間を計測したり、マイク3で収音したテスト音の音圧や周波数特性等を測定したりして、測定結果を制御部63に出力する。
The test sound analysis unit 75 measures the time from when the test sound is emitted from each of the
制御部63は、テスト音解析部75が出力した解析結果に基づいて、遅延処理部46及びパラメトリックイコライザ47に対して、各チャンネルの信号に対するパラメータを設定する。
Based on the analysis result output from the test sound analysis unit 75, the
次に、反響音生成部73の詳細な構成について説明する。図2に示すように、反響音生成部71は、プレゼンス反射音生成部80、左サラウンド反射音生成部81、右サラウンド反響音生成部82、背面サラウンド反響音生成部83、リバーブ音生成部84、加算器85〜88、効果レベル可変アンプ89を備えている。
Next, a detailed configuration of the reverberation
また、プレゼンス反射音生成部80は、Lchアンプ101、Rchアンプ102、Cchアンプ103、SLchアンプ104、SRchアンプ105、加算器106、ローパスフィルタ107、ハイパスフィルタ108、アンプ109、畳み込み処理部110を備えている。
The presence reflected
Lchアンプ101・Rchアンプ102・Cchアンプ103・SLchアンプ104・SRchアンプ105は、それぞれ主信号線71を介して入力されたLch・Rch・Cch・SLch・SRchの各音声信号(以下、5chの音声信号と称する。)を増幅して、加算器106へ出力する。
The
加算器106は、5chの音声信号を加算して、加算信号をローパスフィルタ107へ出力する。 The adder 106 adds 5ch audio signals and outputs the addition signal to the low-pass filter 107.
ローパスフィルタ107は、空気減衰や壁面反射で周波数が変化する作用をシミュレートするためのフィルタであり、加算信号に対してカットオフ周波数(遮断周波数)以上を減衰させる。ローパスフィルタ107は、一例として、スロープ特性が−6dB/octであり、カットオフ周波数の標準値が7.1kHzで、カットオフ周波数を1/6オクターブずつ変更することが可能である。 The low-pass filter 107 is a filter for simulating the effect of changing the frequency due to air attenuation or wall reflection, and attenuates a cut-off frequency (cutoff frequency) or more with respect to the added signal. As an example, the low-pass filter 107 has a slope characteristic of −6 dB / oct, a standard cutoff frequency of 7.1 kHz, and the cutoff frequency can be changed by 1/6 octave.
ハイパスフィルタ108は、ローパスフィルタ107が出力した加算信号に対して不要な低域成分をカットする。
The
アンプ109は、ハイパスフィルタ108が出力した加算信号を増幅する。
The
畳み込み処理部110は、FIRフィルタを備えており、畳み込み演算処理を行ってプレゼンス音場を形成するための初期反射音信号を生成し、EFL信号・EFR信号・EBL信号・EBR信号の4つに分けて出力する。
The
このような構成により、プレゼンス反射音生成部80は、プレゼンス音場を形成するための初期反射音信号を生成して出力する。
With such a configuration, the presence reflected
同様に、左サラウンド反射音生成部81は、左サラウンド音場を形成するための初期反射音信号を生成して出力し、右サラウンド反響音生成部82は、右サラウンド音場を形成するための初期反射音信号を生成して出力し、背面サラウンド反響音生成部83は背面サラウンド音場を形成するための初期反射音信号を生成して出力する。
Similarly, the left surround reflected
なお、左サラウンド反射音生成部81、右サラウンド反響音生成部82、及び背面サラウンド反響音生成部83は、プレゼンス反射音生成部80と同様の構成であるため、図2おいて詳細な構成の図示を省略している。
Note that the left surround reflected
リバーブ音生成部84は、Lchアンプ121、Rchアンプ122、Cchアンプ123、SLchアンプ124、SRchアンプ125、加算器126、ローパスフィルタ127、ハイパスフィルタ128、アンプ129、リバーブディレイ130、リバーブ処理部131、EFLアンプ132、EFRアンプ133、EBLアンプ134、及びEBRアンプ135を備えている。
The reverb
Lchアンプ121・Rchアンプ122・Cchアンプ123・SLchアンプ124・SRchアンプ125は、それぞれ主信号線71を介して入力された5chの音声信号を増幅して、加算器126へ出力する。
The
加算器126は、5chの音声信号を加算して、加算信号をローパスフィルタ127へ出力する。
The adder 126 adds the audio signals of 5ch and outputs the addition signal to the
ローパスフィルタ127は、空気減衰や壁面反射で周波数が変化する作用をシミュレートするためのフィルタであり、加算信号に対してカットオフ周波数(遮断周波数)以上を減衰させる。ローパスフィルタ127は、一例として、スロープ特性が−6dB/octであり、カットオフ周波数の標準値が7.10kHzで、カットオフ周波数を1/6オクターブずつ変更することが可能である。
The low-
ハイパスフィルタ128は、ローパスフィルタ127が出力した加算信号に対して不要な低域成分をカットする。
The
アンプ129は、ハイパスフィルタ128が出力した加算信号を増幅する。
The
リバーブディレイ130は、リバーブ音(残響音)を反射音よりも遅れて放音されるように、加算信号を遅延させる。
The
リバーブ処理部112は、複数のフィルタを内蔵しており、プレゼンス音場・左サラウンド音場・右サラウンド音場・背面サラウンド音場(4つの音場とも称する。)に対して付加する残響成分の信号を生成し、EFL信号・EFR信号・EBL信号・EBR信号の4つに分けて出力する。 The reverberation processing unit 112 includes a plurality of filters, which are reverberation components to be added to the presence sound field, the left surround sound field, the right surround sound field, and the back surround sound field (also referred to as four sound fields). A signal is generated and divided into four signals, that is, an EFL signal, an EFR signal, an EBL signal, and an EBR signal.
このような構成により、リバーブ音生成部84は、4つの音場に対して付加する残響成分(残響音)の信号を生成して出力する。
With such a configuration, the reverb
加算器85〜88は、それぞれプレゼンス反射音生成部80、左サラウンド反射音生成部81、右サラウンド反響音生成部82、背面サラウンド反響音生成部83、及びリバーブ音生成部84が出力したEFL信号・EFR信号・EBL信号・EBR信号を加算して、効果レベル可変アンプ89に出力する。
The
効果レベル可変アンプ89は、反射音及び残響音の効果レベルを調整するためのものであり、一例として、3dB〜−6dBの範囲で効果レベルを変更できる。なお、効果レベルの変更範囲は、この値に限るものではなく、他の値でも良い。
The effect level
ユーザUは、音場形成装置1や各スピーカ11〜18を図1に示したようにセッティングした際には、マイク端子57にマイク3を接続し、聴取位置90のユーザUの耳の高さにマイク3を設置する。そして、ユーザUは、操作部67を操作して視聴空間自動設定モードを選択することで、各スピーカ11〜18の配置、能力、リスニングルーム91の音響特性を測定し、最適な視聴空間を自動的に設定することができる。
When the user U sets the sound field forming device 1 and the
また、ユーザUは、視聴空間自動設定モードを選択する際に、好みの周波数特性補正カーブ(ターゲットカーブ)を選択して、各スピーカの周波数特性がこのターゲットカーブとなるように補正させることができる。ここで、ターゲットカーブとは、パラメトリックイコライザ47を調整するときに目標とする周波数特性のカーブのことである。
Further, when the user U selects the viewing space automatic setting mode, the user U can select a favorite frequency characteristic correction curve (target curve) and correct the frequency characteristics of each speaker so as to be the target curve. . Here, the target curve is a curve of a frequency characteristic targeted when the
音場形成装置1は、各スピーカーの特性を均一にするフラットという名称のカーブ、高域特性を下げた状態にそろえるナチュラルという名称のカーブ、フロント側のL/Rスピーカの特性に、各スピーカの特性を合わるフロント近似という名称のカーブ等、複数のターゲットカーブをメモリ65で記憶しており、操作部67の操作によりいずれかのターゲットカーブが選択されると、各スピーカ11〜18の周波数特性がこのターゲットカーブに沿った特性となるように、パラメトリックイコライザ47を調整する。このように、ターゲットカーブを選択することで、部屋や装置の条件によっては一部の周波数が極端に補正されるのを防いだり、好みの周波数特性に調整したりすることができる。
The sound field forming device 1 has a curve named “flat” that uniformizes the characteristics of each speaker, a curve named “natural” that aligns the high-frequency characteristics, and the characteristics of the L / R speakers on the front side. A plurality of target curves such as a curve named front approximation that matches the characteristics are stored in the
また、ユーザは、リファレンスルームで予め測定したリファレンス音圧レベルと、測定した音圧レベルと、により音圧を補正することができる実測音圧比測定を、視聴空間自動設定モードを行う際に実行するように設定することができる。音場形成装置1は、リファレンスルームで予め測定したリファレンス音圧レベルのデータをメモリ65に記憶しており、視聴空間自動設定モードを行う際に実測音圧比測定を実行するようにユーザが選択したことを検出すると、例えば、−20dB〜20dBまで0.5dBステップで、再生環境における音圧を測定する。この実測音圧比測定を実行することで、後述する反射音及び残響音の効果レベルの補正をより正確に行うことができる。
In addition, the user performs actual sound pressure ratio measurement that can correct the sound pressure based on the reference sound pressure level measured in advance in the reference room and the measured sound pressure level when performing the viewing space automatic setting mode. Can be set as follows. The sound field forming device 1 stores the reference sound pressure level data measured in advance in the reference room in the
また、ユーザUは、上記のように視聴空間自動設定モードにより最適な視聴空間を自動的に設定するのではなく、操作部67を操作して好みのパラメータを設定することも可能である。
Further, the user U can set the desired parameters by operating the
このように、ユーザUは、音楽を聴取したり映画を視聴したりする際に、操作部67を操作して好みの音場プログラムを選択・設定することで、図3に示すように、音場形成装置1は、ユーザUの周囲にプレゼンス音場93・左サラウンド音場95・右サラウンド音場97・背面サラウンド音場99を形成するので、ユーザUは、立体的に音場に包まれるような感覚を味わいながら、音楽や映画を楽しむことができる。
Thus, when the user U listens to music or watches a movie, the user U operates the
次に、音場形成装置1における特徴的な動作について説明する。図4は、(A)が反射音及び残響音の効果レベルの補正カーブの一例を示す図であり、(B)がターゲットカーブの一例を示す図である。音場形成装置1では、音場プログラムが選択・設定された際に、音量がリファレンスレベル(一定値)以下であると、ボリューム値に応じて、反射音生成部73の効果レベル可変アンプ89の増幅率を変更して、反射音及び残響音の効果レベルを補正する。例えば、リファレンスレベルを−18dBとする。ここで、リファレンスレベルとは、ユーザが気持ちよく音声を聴取できる最適レベルであり、音場プログラムが選択・設定された状態で、違和感なく音楽や映画の音声を聴取できる最適のレベルとして、設計者が定義したものである。
Next, a characteristic operation in the sound field forming device 1 will be described. FIG. 4A is a diagram illustrating an example of a correction curve for the effect level of reflected sound and reverberation sound, and FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a target curve. In the sound field forming device 1, when the sound field program is selected and set, if the sound volume is equal to or lower than the reference level (a constant value), the effect level
図4(A)に示すように、音圧が−18dB(リファレンスレベル)以下で、反射音及び残響音の効果レベルを補正するようにする。また、−18dB〜−48dBまでは、音量が小さくなるほど効果レベルを大きくし、−48dBで効果レベルの最大値である3dBとなるように設定する。さらに、音圧が−48dB未満では効果レベルを最大値である3dBに設定する。 As shown in FIG. 4A, when the sound pressure is -18 dB (reference level) or less, the effect levels of the reflected sound and the reverberant sound are corrected. Also, from -18 dB to -48 dB, the effect level is increased as the volume is decreased, and is set to 3 dB which is the maximum value of the effect level at -48 dB. Further, when the sound pressure is less than −48 dB, the effect level is set to 3 dB which is the maximum value.
このように、音場プログラムが選択・設定された際に、音量に応じて反射音及び残響音の効果レベルを補正することで、音場毎の違いがわかり、音場プログラムによる設計者が意図した効果が得られる。 In this way, when the sound field program is selected and set, the effect level of the reflected sound and reverberation sound is corrected according to the volume, so that the difference between the sound fields can be understood, and the designer of the sound field program intends to Effect.
なお、反射音及び残響音の効果レベルの補正カーブは、図4(A)に示したものに限られるものではなく、実験等を行って設定すると良い。また、補正カーブや傾きやリファレンスレベルは、音場プログラムによって、その値を設定する用にしても良い。 The correction curve for the effect level of the reflected sound and the reverberation sound is not limited to that shown in FIG. 4A, and may be set through experiments. The correction curve, inclination, and reference level may be set according to the sound field program.
次に、図4(B)に示すターゲットカーブは、ナチュラルという名称のものであり、高域の利得を徐々に低下させる周波数特性である。音場形成装置1において、視聴空間自動設定モードを行う際にターゲットカーブとして”ナチュラル”が選択されると、部屋や装置の条件によって、一部の周波数が極端に補正されるのを防ぐことができる。しかし、音場形成装置1では、視聴空間自動設定モードの際に、図4(B)示すような高域特性を低下させるターゲットカーブが選択されて、各スピーカ11〜18の周波数特性が補正されている場合には、高域の音がこもったように聞こえることがある。そこで、本発明は、高域の音がこもったように聞こえるのを防止するために、いずれの音場プログラムが選択されても、プレゼンス反射音生成部80のローパスフィルタ107、左サラウンド反射音生成部81・右サラウンド反響音生成部82・背面サラウンド反響音生成部83の不図示のローパスフィルタ、及びリバーブ音生成部84のローパスフィルタ127のカットオフ周波数を1〜2ステップ高域側に移動させる。つまり、1/6オクターブ〜2/6オクターブ移動させる。例えば、各ローパスフィルタのカットオフ周波数の標準値が7.10kHzの場合には、カットオフ周波数を8.08kHz、または9.07kHzに変更する。これにより、複数の音場を形成するための反射音や残響音の高域を出力することができるので、ターゲットカーブとしてナチュラルを選択したことにより、高域がこもったような音になるのを防止できる。
Next, the target curve shown in FIG. 4B has a name of natural, and has a frequency characteristic that gradually lowers the gain in the high frequency range. In the sound field forming device 1, when “natural” is selected as the target curve when the viewing space automatic setting mode is performed, it is possible to prevent some frequencies from being extremely corrected depending on the conditions of the room and the device. it can. However, in the sound field forming apparatus 1, in the viewing space automatic setting mode, a target curve that reduces the high frequency characteristics as shown in FIG. 4B is selected, and the frequency characteristics of the
また、音場形成装置1では、選択された音場プログラムによって、各ローパスフィルタのカットオフ周波数を移動させるステップ数を変えるようにすることも可能である。例えば、視聴空間自動設定モードを行う際にターゲットカーブとして”ナチュラル”が選択されて補正が完了した状態で、教会をシミュレートした音場プログラムが選択された場合には、カットオフ周波数を高域側に3ステップ移動させるようにし、大ホールをシミュレートした音場プログラムが選択された場合には、カットオフ周波数を高域側に2ステップ移動させるようにし、ドラマ映画用の音場プログラムが選択された場合には、カットオフ周波数を高域側に1ステップ移動させるようにすると良い。音場プログラムによって高域のこもり感が異なる場合には、このように音場プログラムに応じてカットオフ周波数の変更量を変化させることで、再生する音声の高域を適正に補正することができる。 In the sound field forming device 1, the number of steps for moving the cutoff frequency of each low-pass filter can be changed according to the selected sound field program. For example, when “Natural” is selected as the target curve when the viewing space automatic setting mode is set and the sound field program simulating the church is selected, the cutoff frequency is set to the high frequency range. If a sound field program simulating a large hall is selected, the cut-off frequency is moved 2 steps to the high frequency side, and the sound field program for the drama movie is selected. In such a case, it is preferable to move the cutoff frequency by one step to the high frequency side. When the feeling of high-frequency volume varies depending on the sound field program, the high frequency range of the reproduced sound can be corrected appropriately by changing the amount of change in the cut-off frequency according to the sound field program. .
なお、ローパスフィルタのカットオフ周波数は1/6オクターブステップで変更する構成に限るものではなく、任意の値に変更できるように構成しても良い。 The cut-off frequency of the low-pass filter is not limited to a configuration that changes in 1/6 octave steps, and may be configured to be changed to an arbitrary value.
次に、音場プログラムが選択・設定された際に、音量に応じた反射音及び残響音の効果レベルの補正処理についてフローチャートに基づいて説明する。図5は、反射音及び残響音の効果レベルの補正処理を説明するためのフローチャートである。 Next, the processing for correcting the effect level of the reflected sound and reverberant sound according to the volume when the sound field program is selected and set will be described based on a flowchart. FIG. 5 is a flowchart for explaining an effect level correction process for reflected sound and reverberant sound.
音場形成装置1の制御部63は、音場プログラムの選択が有るまで待機しており(s1:N)、操作部67が操作されて音場プログラムが選択されたことを検出すると、メモリ65の設定情報を確認して、視聴空間自動設定モードを行う際にターゲットカーブとしてナチュラルが選択されたか否かを確認する(s2)。制御部63は、ターゲットカーブとしてナチュラルが選択されていた場合には、プレゼンス反射音生成部80・左サラウンド反射音生成部81・右サラウンド反響音生成部82・背面サラウンド反響音生成部83・リバーブ音生成部84の各ローパスフィルタのカットオフ周波数を、2ステップ(2/6オクターブ)移動させる(s3)。そして、制御部63は、電子ボリューム51から現在のボリューム値を取得する(s4)。
The
一方、ステップs2において、視聴空間自動設定モードを行う際にターゲットカーブとしてナチュラルが選択されていないか、または、視聴空間自動設定モードが行われていないし場合には、直ちにステップs4の処理を行う。 On the other hand, if natural is not selected as the target curve when the viewing space automatic setting mode is performed in step s2, or if the viewing space automatic setting mode is not performed, the processing of step s4 is immediately performed.
続いて、制御部63は、視聴空間自動設定モードで実測音圧比の測定が実行されて、そのデータをメモリ65が記憶しているか否かを確認する(s5)。制御部63は、実測音圧比のデータをメモリ65が記憶していない場合には、ステップs2で取得した現在のボリューム値からスピーカ11〜18の再生音圧を算出する(s6)。
Subsequently, the
一方、制御部63は、実測音圧比のデータをメモリ65が記憶している場合には、実測音圧比のデータと、ステップs4で取得した現在のボリューム値と、からスピーカ11〜18の実際の再生音圧を算出する(s7)。
On the other hand, when the
制御部63は、リファレンスレベル(−18dB)と、算出した実際の再生音圧と、の差分(リファレンスレベル−再生音圧)を算出する(s8)。
The
制御部63は、差分が30dB以上の場合には(s9:Y)、効果レベルの最大値である3dBとなるように補正する(s10)。そして処理を終了する。
When the difference is 30 dB or more (s9: Y), the
また、制御部63は、差分が0dB以下の場合には(s9:N,s11:Y)、効果レベルの補正は行わずに(s12)、処理を終了する。
When the difference is 0 dB or less (s9: N, s11: Y), the
また、制御部63は、差分が0dB〜30dBの場合には(s9:N,s11:N)、図4に示した補正カーブから補正値を算出し(s13)、反射音及び残響音の効果レベルをその補正値に補正する(s14)。そして、処理を終了する。
Further, when the difference is 0 dB to 30 dB (s9: N, s11: N), the
以上のように、音場形成装置1では、音場プログラムが選択・設定された際に、各スピーカ11〜18の高域の利得が低下するように補正されていたり、再生音量が一定値以下であったりすると、反射音及び残響音の効果レベルを補正したり、反射音及び残響音にその特有の効果を付与するためのローパスフィルタのカットオフ周波数を高域側に変更したりするので、ユーザはその設定にかかわらず複数の音場による立体感を楽しむことができる。
As described above, in the sound field forming device 1, when the sound field program is selected and set, correction is made so that the high frequency gain of each
1…音場形成装置 3…オプティマイザマイク(マイク) 9…操作部 11〜18…スピーカ 31…信号入力端子 39…DSPデコーダ 41…テスト音生成部 43…パラメータメモリ 45…信号処理部 46…遅延処理部 47…パラメトリックイコライザ 49…D/Aコンバータ 51…電子ボリューム 53…パワーアンプ 55…スピーカ端子 57…マイク端子 59…マイクアンプ 61…A/Dコンバータ 63…制御部 65…メモリ 67…操作部 69…表示部 71…主信号線 73…反響音生成部 75…テスト音解析部 80…プレゼンス反射音生成部 81…左サラウンド反射音生成部 82…右サラウンド反響音生成部 83…背面サラウンド反響音生成部 84…リバーブ音生成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sound
Claims (3)
複数の音場の生成指示を受け付ける操作手段と、
前記操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けると、前記複数チャンネルの音声信号から反射音及び残響音を生成する反響音生成手段と、
前記反響音生成手段が生成した反射音及び残響音による音場の効果レベルを調整する効果レベル調整手段と、
リファレンス環境において測定された基準音圧を記憶する記憶手段と、
再生環境における音圧を測定する測定手段と、
前記基準音圧に対して、前記測定手段で測定した音圧が小さいほど前記効果レベルを大きく設定する制御手段と、を備えた音場形成装置。 Sounds based on the sound signals of a plurality of channels, and reflected sounds and reverberation sounds generated from the sound signals of the plurality of channels are emitted from a plurality of speakers arranged around the listening position, and a plurality of sounds around the listening position are emitted. A sound field forming device for forming a sound field,
Operation means for receiving instructions for generating a plurality of sound fields;
Reverberation sound generating means for generating reflected sound and reverberation sound from the sound signals of the plurality of channels when the operation means receives a plurality of sound field generation instructions;
Effect level adjusting means for adjusting the effect level of the sound field due to the reflected sound and reverberant sound generated by the reverberant sound generating means;
Storage means for storing a reference sound pressure measured in a reference environment;
Measuring means for measuring the sound pressure in the reproduction environment;
A sound field forming apparatus comprising: control means for setting the effect level to be larger as the sound pressure measured by the measuring means is smaller than the reference sound pressure .
前記複数の周波数特性補正パターンのいずれかの周波数特性補正パターンを前記記憶手段から読み出して、この周波数特性補正パターンに基づいて、前記複数の音声、反射音及び残響音の周波数特性を調整する特性調整手段と、
前記反射音及び前記残響音の高域を減衰させる高域減衰手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記特性調整手段が高域の利得を低下させる周波数特性補正パターンに基づいて調整されていると、高域減衰手段の遮断周波数を所定量高域側に移動させる請求項1に記載の音場形成装置。 Storage means for storing a plurality of frequency characteristic correction patterns ;
Any of the frequency characteristic correction pattern of the plurality of frequency characteristic correction pattern read out from said storage means, on the basis of the frequency characteristic correction pattern, the plurality of audio characteristics adjustment to adjust the frequency characteristics of the reflected sound and the reverberation sound Means ,
High-frequency attenuation means for attenuating the high frequency of the reflected sound and the reverberant sound;
With
Wherein, when the pre-Symbol characteristic adjustment means is adjusted based on the frequency characteristic correction pattern to reduce the gain of the high band, according to claim 1 for moving the cutoff frequency of the high-frequency attenuation means to a predetermined amount the high-frequency side sound field forming apparatus according to.
複数の音場の生成指示を受け付ける操作手段と、 Operation means for receiving instructions for generating a plurality of sound fields;
前記操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けると、前記複数チャンネルの音声信号から反射音及び残響音を生成する反響音生成手段と、 Reverberation sound generating means for generating reflected sound and reverberation sound from the sound signals of the plurality of channels when the operation means receives a plurality of sound field generation instructions;
前記反響音生成手段が生成した反射音及び残響音による音場の効果レベルを調整する効果レベル調整手段と、 Effect level adjusting means for adjusting the effect level of the sound field due to the reflected sound and reverberant sound generated by the reverberant sound generating means;
前記音声、反射音及び残響音の出力音量を一括して調整する主音量調整手段と、 Main volume adjusting means for collectively adjusting the output volume of the sound, reflected sound and reverberant sound;
前記主音量調整手段の出力音量の値が閾値以下であれば、前記出力音量の値が小さいほど前記効果レベルを大きく設定する制御手段と、 If the value of the output volume of the main volume adjusting means is less than or equal to a threshold value, the control means for setting the effect level larger as the value of the output volume is smaller;
複数の周波数特性補正パターンを記憶する記憶手段と、を備え、 Storage means for storing a plurality of frequency characteristic correction patterns,
前記複数の周波数特性補正パターンのいずれかの周波数特性補正パターンを前記記憶手段から読み出して、この周波数特性補正パターンに基づいて、前記複数の音声、反射音及び残響音の周波数特性を調整する特性調整手段と、 Characteristic adjustment that reads out one of the plurality of frequency characteristic correction patterns from the storage unit and adjusts the frequency characteristics of the plurality of sounds, reflected sound, and reverberation sound based on the frequency characteristic correction pattern Means,
前記反射音及び前記残響音の高域を減衰させる高域減衰手段と、 High-frequency attenuation means for attenuating the high frequency of the reflected sound and the reverberant sound;
を備え、 With
前記制御手段は、前記特性調整手段が高域の利得を低下させる周波数特性補正パターンに基づいて調整されていると、高域減衰手段の遮断周波数を所定量高域側に移動させる音場形成装置。 The control means is a sound field forming device that moves the cutoff frequency of the high-frequency attenuation means to the high-frequency side by a predetermined amount when the characteristic adjustment means is adjusted based on a frequency characteristic correction pattern that reduces the high-frequency gain. .
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