JP5330328B2 - 音像定位装置 - Google Patents
音像定位装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5330328B2 JP5330328B2 JP2010175691A JP2010175691A JP5330328B2 JP 5330328 B2 JP5330328 B2 JP 5330328B2 JP 2010175691 A JP2010175691 A JP 2010175691A JP 2010175691 A JP2010175691 A JP 2010175691A JP 5330328 B2 JP5330328 B2 JP 5330328B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound
- speaker
- acoustic signal
- display panel
- localization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S3/00—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
- H04S3/002—Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
Description
音像定位は、1対の音源(例えば、スピーカ)を使用して、実際の音源とは異なる任意の位置に音像を定位させる技術である。一例として、図1に示すように、音像定位は、第1及び第2スピーカ11、12の各々から放射される音を制御することで、実際には存在しない仮想スピーカ13から音が放射されているように、聴取者10に知覚させることができる。この際、聴取者10の左右の耳に夫々到達する音圧の差が、仮想スピーカ13を再生した場合に聴取者10の左右の耳に夫々到達する音圧の差に一致するように、第1及び第2スピーカ11、12で再生する音響信号の振幅及び位相が調整される。
図2は、第1の実施形態に係る音像定位装置を概略的に示している。この音像定位装置は、図2に示されるように、液晶テレビ等の画像表示装置150に設けられる。この画像表示装置150は、筐体151と、筐体151内に収容され、映像を表示する表示パネル(画面)152と、筐体151を支持するスタンド153とを備える。表示パネル152は、筐体151の前面枠154に形成されている開口部155を通じて外部に露出されている。表示パネル152は、液晶表示パネル及びプラズマ表示パネル等を含む。前面枠154は、開口部155を囲むように枠状に形成されている。
図14は、第2の実施形態に係る音像定位装置を概略的に示している。図14の音像定位装置は、図2の音像定位装置をステレオスピーカシステムに適用したものである。図14において、図2に示した符号と同様の符号を同一部分に付し、符号に付された添え字L及びRは、夫々ステレオ音源の左側音源及び右側音源用であることを示している。定位倍率入力部107は、左側音源及び右側音源で共通であり、ユーザ(聴取者)によって設定された定位倍率nを第1制御フィルタ部103L、103R及び第2制御フィルタ部105L、105Rに入力する。
図15は、第3の実施形態に係る音像定位装置を概略的に示している。図15の音像定位装置において、図2の音像定位装置と異なる点は、補助スピーカの数が1であること、及び予め設定された目標音像120に基づいて制御フィルタG1が算出されることである。
前述した図5のスピーカシステムのように、補助スピーカ511がメインスピーカ510の真上に配置され、この補助スピーカ511がメインスピーカ510と同じ振幅及び同じ位相の音を放射する場合、相関強度は、下記数式(30)のようになる。
図16は、第4の実施形態に係る音像定位装置を概略的に示している。図16の音像定位装置は、図15の音像定位装置をステレオスピーカシステムに適用したものである。図16において、図15に示した符号と同様の符号を同一部分に付し、符号に付された添え字L及びRは、夫々ステレオ音源の左側音源用及び右側音源用であることを示している。
以上のように、本実施形態に係る音像定位装置においては、第3の実施形態の音像定位装置をステレオスピーカシステムに適用することで、音像を画面中央に定位させることができる。さらに、本実施形態に係る音像定位装置は、定位倍率nを入力する定位倍率入力部107を備え、外部から定位倍率nを変えることができることから、好みに合った定位感をユーザが作ることができる。
図2を参照して、第5の実施形態に係る音像定位装置を説明する。第5の実施形態は、第1の実施形態と同様の構成を有している。第1の実施形態と異なる点は、評価点の数Nが1であることであり、これにより導出される制御フィルタG1、G2が異なる。
図17は、第6の実施形態に係る音像定位装置を概略的に示している。図17の音像定位装置は、図15の音像定位装置から定位倍率入力部107が消去されており、図15の定位倍率装置において、定位倍率nを1に固定したものに対応する。本実施形態では、目標音像120は、補助スピーカ111の下方の表示パネル152上に設定されている。制御フィルタGは、数式(25)のように算出され、ただし、数式(29)を満たす必要がある。
図17及び図22を参照して、第7の実施形態に係る音像定位装置を説明する。第7の実施形態は、図17に示した第6の実施形態と同様の構成を有する。第7の実施形態では、数式(29)の条件を満たすために、即ち、制御フィルタGの分母項がゼロになるのを回避するために、表示パネル152から聴取者の左耳までの距離と表示パネル152から聴取者の右耳までの距離とが異なるように設定される。一例として、図22に示されるように、表示パネル152から聴取者201の左耳までの距離がRに設定され、表示パネル152から聴取者201の右耳までの距離がR+rに設定される。このrは、例えば0.1mである。この場合、数式(39)は、下記数式(40)のように変形される。
図17及び図24を参照して、第8の実施形態に係る音像定位装置を説明する。第8の実施形態は、図17に示した第6の実施形態と同様の構成を有する。本実施形態では、聴取距離Rが筐体151の高さHによって規定されると想定し、筐体151のサイズ及びスピーカ110、111の位置に基づいて制御フィルタGが決定される。
本発明者らは、上述した実施形態の制御フィルタの妥当性を検証するために、実施例に係る音像定位装置に対して、数値計算及び実験を実施している。実施例1の音像定位装置は、第6の実施形態に基づいている。即ち、実施例1の音像定位装置は、図17に示されるように、音響信号発生部101、アンプ部102、メインスピーカ(主音源)110、制御フィルタ部103、アンプ部104、補助スピーカ(制御音源)111を備え、メインスピーカ110が表示パネル152の下方に配置され、補助スピーカ111が表示パネル152の上方に配置されている。
Claims (8)
- 映像を表示する表示パネルを収容し、当該表示パネルが外部に露出される開口部が形成されている前面枠を有する筐体と、
第1の音響信号を発生する第1の信号発生部と、
前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第1の音響信号を第1の音に変換する第1スピーカと、
定位倍率nを入力する定位倍率入力部と、
前記第1の音響信号を、前記定位倍率nに応じて算出される数式(101)に示される第1制御フィルタG1で調整して、第2の音響信号を出力する第1制御フィルタ部と、
前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第2の音響信号を第2の音に変換する第2スピーカと、
前記第1の音響信号を、前記定位倍率nに応じて算出される数式(102)に示される第2制御フィルタG2で調整して、第3の音響信号を出力する第2制御フィルタ部と、
前記第2スピーカと並列に、前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第3の音響信号を第3の音に変換する第3スピーカと、
を具備することを特徴とする音像定位装置。
WLiは、前記第1スピーカの音源中心と第i左耳位置との間の直線距離で決まる伝達特性を示し、WRiは、前記第1スピーカの前記音源中心と第i右耳位置との間の直線距離で決まる伝達特性を示し、ULi1は、前記第2スピーカの音源中心と前記第i左耳位置との間の直線距離で決まる伝達特性を示し、URi1は、前記第2スピーカの前記音源中心と前記第i右耳位置との間の直線距離で決まる伝達特性を示し、ULi2は、前記第3スピーカの音源中心と前記第i左耳位置との間の直線距離で決まる伝達特性を示し、URi2は、前記第3スピーカの前記音源中心と前記第i右耳位置との間の直線距離で決まる伝達特性を示す。 - 第4の音響信号を発生する第2の信号発生部と、
前記表示パネルの中心を通り且つ前記表示パネルに直交する仮想平面に関して、前記第1スピーカと対称に前記前面枠に配置され、前記第4の音響信号を第4の音に変換する第4スピーカと、
前記第4の音響信号を、前記定位倍率nに応じて算出される数式(101)に示される第1制御フィルタG1で調整して、第5の音響信号を出力する第3制御フィルタ部と、
前記仮想平面に関して前記第2スピーカと対称に前記前面枠に配置され、前記第5の音響信号を第5の音に変換する第5スピーカと、
前記第4の音響信号を、前記定位倍率nに応じて算出される数式(102)に示される第2制御フィルタG2で調整して、第6の音響信号を出力する第6制御フィルタ部と、
前記仮想平面に関して前記第3スピーカと対称に前記前面枠に配置され、前記第6の音響信号を第6の音に変換する第6スピーカと、
をさらに具備し、
前記第1及び第4の音響信号がステレオ信号に対応することを特徴とする請求項1に記載の音像定位装置。 - 映像を表示する表示パネルを収容し、当該表示パネルが外部に露出される開口部が形成されている前面枠を有する筐体と、
第1の音響信号を発生する第1の信号発生部と、
前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第1の音響信号を第1の音に変換する第1スピーカと、
定位倍率nを入力する定位倍率入力部と、
数式(103)を満たす条件下で前記定位倍率nに応じて算出される数式(104)に示される制御フィルタGで、前記第1の音響信号を調整して、第2の音響信号を出力する第1制御フィルタ部と、
前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第2の音響信号を第2の音に変換する第2スピーカと、
を具備することを特徴とする音像定位装置。
ここで、LTq_Rは、目標音像と聴取者の右耳との間の直線距離を示し、LTq_Lは、前記目標音像と前記聴取者の左耳との間の直線距離を示し、Lq_Rは、前記第1スピーカの音源中心と前記右耳との間の直線距離を示し、Lq_Lは、前記第1スピーカの前記音源中心と前記左耳との間の直線距離を示し、LQ_Rは、前記第2スピーカの音源中心と前記右耳との間の直線距離を示し、LQ_Lは、前記第2スピーカの前記音源中心と前記左耳までの直線距離を示し、ΔNはタップ差を示し、kは波数を示し、jは虚数を示し、Cは音速を示し、Δfは前記第1の音響信号のサンプリング周波数を示す。 - 第3の音響信号を発生する第2の信号発生部と、
前記表示パネルの中心を通り且つ前記表示パネルに直交する仮想平面に関して、前記第1スピーカと対称に前記前面枠に配置され、前記第3の音響信号を第3の音に変換する第3スピーカと、
数式(103)を満たす条件下で前記定位倍率nに応じて算出される数式(104)に示される制御フィルタGで、前記第3の音響信号を調整して、第4の音響信号を出力する第2制御フィルタ部と、
前記仮想平面に関して前記第2スピーカと対称に前記前面枠に配置され、前記第4の音響信号を第4の音に変換する第4スピーカと、
をさらに具備し、
前記第1及び第3の音響信号がステレオ信号に対応することを特徴とする請求項3に記載の音像定位装置。 - 映像を表示する表示パネルを収容し、当該表示パネルが外部に露出される開口部が形成されている前面枠を有する筐体と、
第1の音響信号を発生する第1の信号発生部と、
前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第1の音響信号を第1の音に変換する第1スピーカと、
定位倍率nを入力する定位倍率入力部と、
数式(105)を満たす条件下で前記定位倍率nに応じて算出される数式(106)に示される第1制御フィルタG1で、前記第1の音響信号を調整して、第2の音響信号を出力する第1制御フィルタ部と、
前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第2の音響信号を第2の音に変換する第2スピーカと、
数式(105)を満たす条件下で前記定位倍率nに応じて算出される数式(106)に示される第2制御フィルタG2で、前記第1の音響信号を調整して、第3の音響信号を出力する第2制御フィルタ部と、
前記第2スピーカと並列に、前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第3の音響信号を第3の音に変換する第3スピーカと、
を具備することを特徴とする音像定位装置。
ここで、WLは、前記第1スピーカの音源中心と聴取者の左耳との間の直線距離で決まる伝達特性を示し、WRは、前記第1スピーカの前記音源中心と前記聴取者の右耳との間の直線距離で決まる伝達特性を示し、UL1は、前記第2スピーカの前記音源中心と前記左耳との間の直線距離LUL1で決まる伝達特性を示し、UR1は、前記第2スピーカの前記音源中心と前記右耳との間の直線距離LUR1で決まる伝達特性を示し、UL2は、前記第3スピーカの音源中心と前記左耳との間の直線距離LUL2で決まる伝達特性を示し、UR2は、前記第3スピーカの前記音源中心と前記右耳との間の直線距離LUR2で決まる伝達特性を示し、ΔNはタップ差を示し、Cは音速を示し、Δfは前記第1の音響信号のサンプリング周波数を示す。 - 映像を表示する表示パネルを収容し、当該表示パネルが外部に露出される開口部が形成されている前面枠を有する筐体と、
第1の音響信号を発生する第1の信号発生部と、
前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第1の音響信号を第1の音に変換する第1スピーカと、
数式(107)を満たす条件下で算出される数式(108)に示される制御フィルタGで、前記第1の音響信号を調整して、第2の音響信号を出力する第1制御フィルタ部と、
前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第2の音響信号を第2の音に変換する第2スピーカと、
を具備することを特徴とする音像定位装置。
ここで、LTq_Rは、目標音像と聴取者の右耳との間の直線距離を示し、LTq_Lは、前記目標音像と前記聴取者の左耳との間の直線距離を示し、Lq_Rは、前記第1スピーカの音源中心と前記右耳との間の直線距離を示し、Lq_Lは、前記第1スピーカの前記音源中心と前記左耳との間の直線距離を示し、LQ_Rは、前記第2スピーカの音源中心と前記右耳との間の直線距離を示し、LQ_Lは、前記第2スピーカの前記音源中心と前記左耳までの直線距離を示し、ΔNはタップ差を示し、kは波数を示し、jは虚数を示し、Cは音速を示し、Δfは前記第1の音響信号のサンプリング周波数を示す。 - 映像を表示する表示パネルを収容し、当該表示パネルが外部に露出される開口部が形成されている前面枠を有する筐体と、
第1の音響信号を発生する第1の信号発生部と、
前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第1の音響信号を第1の音に変換する第1スピーカと、
定位倍率を入力する定位倍率入力部と、
前記第1の音響信号を第1制御フィルタで調整して、第2の音響信号を出力する第1制御フィルタ部と、
前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第2の音響信号を第2の音に変換する第2スピーカと、
前記第1の音響信号を第2制御フィルタで調整して、第3の音響信号を出力する第2制御フィルタ部と、
前記第2スピーカと並列に、前記表示パネルの前記前面枠に配置され、前記第3の音響信号を第3の音に変換する第3スピーカと、
を具備し、
前記第1制御フィルタ及び前記第2制御フィルタは、聴取者の左耳に到達する、前記第1の音、前記第2の音、及び前記第3の音を含む合成音の音圧が第1基準音圧を前記定位倍率だけ増幅した音圧に等しく、且つ、前記聴取者の右耳に到達する前記合成音の音圧が第2基準音圧を前記定位倍率だけ増幅した音圧に等しくなるように、算出されることを特徴とする音像定位装置。 - 前記第1基準音圧は、前記左耳に到達する前記第1の音の音圧の2倍に等しく、前記第2基準音圧は、前記右耳に到達する前記第1の音の音圧の2倍に等しい、ことを特徴とする請求項7に記載の音像定位装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010175691A JP5330328B2 (ja) | 2010-08-04 | 2010-08-04 | 音像定位装置 |
US13/071,550 US8611186B2 (en) | 2010-08-04 | 2011-03-25 | Sound image localization apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010175691A JP5330328B2 (ja) | 2010-08-04 | 2010-08-04 | 音像定位装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012039264A JP2012039264A (ja) | 2012-02-23 |
JP5330328B2 true JP5330328B2 (ja) | 2013-10-30 |
Family
ID=45556096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010175691A Expired - Fee Related JP5330328B2 (ja) | 2010-08-04 | 2010-08-04 | 音像定位装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8611186B2 (ja) |
JP (1) | JP5330328B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5701833B2 (ja) * | 2012-09-26 | 2015-04-15 | 株式会社東芝 | 音響制御装置 |
JP6012388B2 (ja) * | 2012-10-15 | 2016-10-25 | 任天堂株式会社 | 音声出力システム、音声出力プログラム、音声出力制御方法、および情報処理装置 |
JP2015065541A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 株式会社東芝 | 音響制御装置及び方法 |
CN117596539A (zh) * | 2022-08-15 | 2024-02-23 | 荣耀终端有限公司 | 声像校准方法和装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1188994A (ja) * | 1997-09-04 | 1999-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 音像定位装置及び音像制御方法 |
IL127569A0 (en) * | 1998-09-16 | 1999-10-28 | Comsense Technologies Ltd | Interactive toys |
US20050195985A1 (en) * | 1999-10-29 | 2005-09-08 | American Technology Corporation | Focused parametric array |
JP4330302B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2009-09-16 | 日産自動車株式会社 | 音声入出力装置 |
US7130430B2 (en) * | 2001-12-18 | 2006-10-31 | Milsap Jeffrey P | Phased array sound system |
CN101529930B (zh) * | 2006-10-19 | 2011-11-30 | 松下电器产业株式会社 | 声像定位装置、声像定位系统、声像定位方法、程序及集成电路 |
US8724827B2 (en) * | 2007-05-04 | 2014-05-13 | Bose Corporation | System and method for directionally radiating sound |
US7729204B2 (en) * | 2007-06-08 | 2010-06-01 | Microsoft Corporation | Acoustic ranging |
JP5245368B2 (ja) * | 2007-11-14 | 2013-07-24 | ヤマハ株式会社 | 仮想音源定位装置 |
US8320580B2 (en) * | 2008-03-07 | 2012-11-27 | Disney Enterprises, Inc. | System and method for directional sound transmission with a linear array of exponentially spaced loudspeakers |
JP5253062B2 (ja) * | 2008-09-16 | 2013-07-31 | キヤノン株式会社 | 受信装置及びその制御方法 |
JP2010206265A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | Toshiba Corp | 音像制御装置、音像制御方法、ストリームのデータ構造、及びストリーム生成装置 |
-
2010
- 2010-08-04 JP JP2010175691A patent/JP5330328B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-03-25 US US13/071,550 patent/US8611186B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120033530A1 (en) | 2012-02-09 |
US8611186B2 (en) | 2013-12-17 |
JP2012039264A (ja) | 2012-02-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9961474B2 (en) | Audio signal processing apparatus | |
EP3103269B1 (en) | Audio signal processing device and method for reproducing a binaural signal | |
US8270616B2 (en) | Virtual surround for headphones and earbuds headphone externalization system | |
Langendijk et al. | Fidelity of three-dimensional-sound reproduction using a virtual auditory display | |
EP2953383B1 (en) | Signal processing circuit | |
US9392367B2 (en) | Sound reproduction apparatus and sound reproduction method | |
GB2543276A (en) | Distributed audio capture and mixing | |
JP2013031145A (ja) | 音響制御装置 | |
JP6143571B2 (ja) | 音像定位装置 | |
KR102160248B1 (ko) | 다채널 음향 신호의 정위 방법 및 장치 | |
EP3225039B1 (en) | System and method for producing head-externalized 3d audio through headphones | |
Frank | Source width of frontal phantom sources: Perception, measurement, and modeling | |
JP5330328B2 (ja) | 音像定位装置 | |
KR20220038478A (ko) | 공간 변환 도메인에서 음장 표현을 처리하기 위한 장치, 방법 또는 컴퓨터 프로그램 | |
US11477595B2 (en) | Audio processing device and audio processing method | |
JP5944567B2 (ja) | 音響制御装置、フィルタ装置および音響制御方法 | |
Menzies et al. | A complex panning method for near-field imaging | |
JP5776223B2 (ja) | 音像制御装置および音像制御方法 | |
JP2009100144A (ja) | 音場制御装置、音場制御方法およびプログラム | |
JP2010093403A (ja) | 音響再生システム、音響再生装置及び音響再生方法 | |
JP2009260427A (ja) | スピーカ装置、信号処理方法およびプログラム | |
JP2013176170A (ja) | 再生装置および再生方法 | |
KR101071895B1 (ko) | 청취자 위치 추적 기법에 의한 적응형 사운드 생성기 | |
Nishimura et al. | An attempt to calibrate headphones for reproduction of sound pressure at the eardrum | |
Kuhlen et al. | A true spatial sound system for CAVE-like displays using four loudspeakers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120709 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120717 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130521 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130702 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130725 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |