JP5448451B2 - 音像定位装置、音像定位システム、音像定位方法、プログラム、及び集積回路 - Google Patents
音像定位装置、音像定位システム、音像定位方法、プログラム、及び集積回路 Download PDFInfo
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Description
次に、図2を参照して、本発明の第1の実施形態に係る音像定位装置について説明する。図2は、第1の実施形態に係る音像定位装置の構成を示す図である。図2では、一例として、図1に示す音像定位装置のうち、右サラウンドチャンネル信号RRを処理する音像定位装置41aの構成を示している。また図2では、図1に示した加算器42a〜42hについては、図示を省略している。また図2では、ユーザ3は紙面に向かって上を向いており、紙面に向かって上がユーザ3の正面となる。また図2は、ユーザ3の頭部上方から見た図である。
次に、図26を参照して、本発明の第2の実施形態に係る音像定位装置について説明する。図26は、第2の実施形態に係る音像定位装置101aの構成を示す図である。音像定位装置101aは、図2で示した音像定位装置41aに対して、振幅特性調整部411が振幅特性調整部420に代わり、記憶部421が新たに追加された点で異なる。以下、異なる点を中心に説明する。なお、図26では、一例として、右サラウンドチャンネル信号RRを処理する音像定位装置101aの構成を示している。また図26では、ユーザ3は紙面に向かって上を向いており、紙面に向かって上がユーザ3の正面となる。また図26は、ユーザ3の頭部上方から見た図である。
12 キャビネット
111a〜111e 効果付与部
112a〜112h、122a、122b、42a〜42h、414a〜414d 加算器
113 クロストークキャンセラ
121a〜121d デジタルフィルタ
2 スピーカ
2a 左スピーカ
2b 右スピーカ
2c センタスピーカ
3 ユーザ
4、10、11 音像定位システム
41a〜41e、51a、61a、71a、81a、91a、101a 音像定位装置
410a 低域通過部
410b、410c 高域通過部
410d 中域通過部
411、411a、415、420 振幅特性調整部
412a、412c 左スピーカ用レベル調整部
412b、412d 右スピーカ用レベル調整部
412e センタースピーカ用レベル調整部
4111 目標特性補正処理部
4112 再生特性補正処理部
413a、413d 左振幅位相特性調整部
413b 右振幅位相特性調整部
413c センター振幅位相特性調整部
415a 左スピーカ用遅延部
415b 右スピーカ用遅延部
416 振幅特性補正部
421 記憶部
4201 第1ノッチ補正処理部
4202 第2ノッチ補正処理部
5、7、7a 目標音像
Claims (22)
- 受聴者から見て空間上の所定の位置または方向に音像が定位するように、左右のスピーカから音を出力させる音像定位装置であって、
低周波帯域において、
前記所定の位置に第1の音像が定位するように、前記左右のスピーカに対応して設けられ、入力される音響信号のクロストークキャンセル処理を含み振幅位相周波数特性を調整する振幅位相特性調整手段と、
高周波帯域において、
前記受聴者の正面の方向から上方向に当該受聴者の位置を中心として第1の角度だけ回転した方向に第2の音像が定位するように、入力される音響信号の振幅周波数特性を調整する振幅特性調整手段と、
前記第1の角度だけ回転した方向から前記所定の方向に第2の角度だけ回転した方向に第3の音像が定位するように、前記振幅特性調整手段から出力された音響信号のレベルを前記対応するスピーカに応じたレベルに調整し、前記左右のスピーカに対応して設けられるレベル調整手段とを備え、
前記振幅特性調整手段は、目標特性補正処理手段と再生特性補正処理手段とを備え、
前記目標特性補正処理手段が前記第1の角度に音像を定位させるときの音響伝達関数が示す振幅周波数特性を目標特性として、入力された音響信号が有する振幅周波数特性を補正し、
前記再生特性補正処理手段は、前記目標特性補正処理手段によって補正された音響信号において、前記左右のスピーカにおける左スピーカから前記受聴者の左耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C LL 、左スピーカから前記受聴者の右耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C LR 、右スピーカから前記受聴者の右耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C RR 、右スピーカから前記受聴者の左耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C RL としたときの、C LL +C RL もしくはC RR +C LR のいずれかの振幅周波数特性に対して逆特性となるように平滑化処理を施し、前記受聴者位置に到達するまでの音響伝達経路による変動が生じるのを抑える、音像定位装置。 - 前記振幅特性調整手段は、前記受聴者の右耳および左耳に到来する各音が、前記第1の角度だけ回転した方向から前記受聴者の左右いずれか一方の耳までの音響伝達関数に基づくノッチ特性を有するように、前記振幅周波数特性を調整することを特徴とする、請求項1に記載の音像定位装置。
- 前記第1の角度だけ回転した方向から前記受聴者の左右いずれか一方の耳までの音響伝達関数に基づくノッチ特性は、4kHzより高い周波数帯域において少なくとも2つ存在することを特徴とする、請求項2に記載の音像定位装置。
- 前記第1の角度だけ回転した方向から前記受聴者の左右いずれか一方の耳までの音響伝達関数が有するノッチ特性に関する情報と、当該受聴者を識別する情報とを対応付けした対応情報を、前記受聴者ごとに記憶する記憶部をさらに備え、
前記振幅特性調整手段は、前記受聴者の右耳および左耳に到来する各音が当該受聴者に応じたノッチ特性を有するように、前記記憶部に記憶される対応情報に基づいて前記振幅周波数特性を調整することを特徴とする、請求項2に記載の音像定位装置。 - 前記振幅特性調整手段は、前記受聴者の右耳および左耳に到来する各音が、前記第1の角度だけ回転した方向から前記受聴者の左右いずれか一方の耳までの音響伝達関数に基づくピーク特性を有するように、前記振幅周波数特性を調整することを特徴とする、請求項1に記載の音像定位装置。
- 各前記レベル調整手段は、周波数に関わらず同じ調整値を用いて、前記振幅特性調整手段から出力された音響信号のレベルを調整することを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の音像定位装置。
- 各前記レベル調整手段は、所定の周波数帯域ごとに異なる調整値を用いて、前記振幅特性調整手段から出力された音響信号のレベルを調整することを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の音像定位装置。
- 前記左右のスピーカから、前記受聴者の左右いずれか一方の耳までの複数の音響伝達関数の振幅レベル差が大きな周波数帯域ほど、前記レベル調整手段の調整値の差が大きいことを特徴とする、請求項7に記載の音像定位装置。
- 前記複数のレベル調整手段に対応して設けられ、対応する前記レベル調整手段から出力された音響信号の位相周波数特性を調整し、対応するスピーカに当該調整した音響信号を出力する複数の位相特性調整手段をさらに備え、
各前記位相特性調整手段は、前記受聴者の右耳および左耳に到来する各音の振幅周波数特性が変化しない範囲において、前記第1の角度だけ回転した方向から前記所定の方向に第2の角度だけ回転した方向に第3の音像が定位するように、前記対応するレベル調整手段から出力された音響信号の位相周波数特性を前記対応するスピーカに応じた特性に調整する、請求項1から8のいずれかに記載の音像定位装置。 - 前記振幅位相特性調整手段は、前記左右のスピーカに対応して設けられ、前記所定の位置に前記音像が定位するように、入力される音響信号の振幅位相周波数特性を対応するスピーカに応じた特性に調整し、当該対応するスピーカに当該調整した音響信号を出力する複数の振幅位相特性調整フィルタを有する、請求項1から9のいずれかに記載の音像定位装置。
- 前記振幅位相特性調整手段は、前記左右のスピーカのうちのいずれか1つである所定のスピーカ以外に対応して設けられ、前記所定の位置に前記音像が定位するように、入力される音響信号の振幅周波数特性および位相周波数特性を対応するスピーカに応じた特性に調整し、当該対応するスピーカに当該調整した音響信号を出力する複数の振幅位相特性調整手段を有する、請求項1から9のいずれかに記載の音像定位装置。
- 各前記振幅位相特性調整手段の伝達関数は、前記振幅位相特性調整手段が前記左右のスピーカ全てに対応して設けられたと仮定したときに前記所定のスピーカ以外に対応して設けられる前記振幅位相特性調整手段それぞれに設定されるべき伝達関数を、当該仮定において前記所定のスピーカに対応して設けられる前記振幅位相特性調整手段に設定されるべき伝達関数で除算することにより算出される、請求項11に記載の音像定位装置。
- 前記低周波帯域において、前記入力される音響信号の振幅周波数特性を、前記仮定において前記所定のスピーカに対応して設けられる前記振幅位相特性調整手段に設定されるべき伝達関数が示す振幅周波数特性に補正し、各前記振幅位相特性調整手段に出力する振幅特性補正手段をさらに備える、請求項12に記載の音像定位装置。
- 前記所定の位置に配置され、前記入力される音響信号うち、前記低周波数帯域及び前記高周波数帯域に含まれない周波数の音響信号を入力する補助スピーカをさらに備える、請求項1から13のいずれかに記載の音像定位装置。
- 受聴者から見て複数のチャンネルに応じた空間上の複数の位置または方向に音像を定位させるように、左右のスピーカから音を出力させる音像定位システムであって、
前記複数のチャンネルに対応して設けられ、対応するチャンネルに応じた前記空間上の対応位置または対応方向に前記音像を定位させるように、左右のスピーカから音を出力させる複数の音像定位装置を備え、
前記音像定位装置の各々は、
低周波帯域において、
前記所定の位置に第1の音像が定位するように、前記左右のスピーカに対応して設けられ、対応するチャンネルの音響信号のクロストークキャンセル処理を含み振幅位相周波数特性を調整する振幅位相特性調整手段と、
高周波帯域において、
前記受聴者の正面の方向から上方向に当該受聴者の位置を中心として第1の角度だけ回転した方向に第2の音像が定位するように、前記対応するチャンネルの音響信号の振幅周波数特性を調整する振幅特性調整手段と、
前記第1の角度だけ回転した方向から前記所定の方向に第2の角度だけ回転した方向に第3の音像が定位するように、前記振幅特性調整手段から出力された音響信号のレベルを前記対応するスピーカに応じたレベルに調整し、前記左右のスピーカに対応して設けられるレベル調整手段とを備え、
前記振幅特性調整手段は、目標特性補正処理手段と再生特性補正処理手段とを備え、
前記目標特性補正処理手段は、前記受聴者の右耳および左耳に到来する各音が、前記第1の角度だけ回転した方向から前記受聴者の左右いずれか一方の耳までの音響伝達関数に基づく振幅周波数特性を目標特性として有するように、前記対応するチャンネルの音響信号の振幅周波数特性を補正し、
前記再生特性補正処理手段は、前記目標特性補正処理手段によって補正された前記対応するチャンネルの音響信号において、前記左右のスピーカにおける左スピーカから前記受聴者の左耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C LL 、左スピーカから前記受聴者の右耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C LR 、右スピーカから前記受聴者の右耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C RR 、右スピーカから前記受聴者の左耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C RL としたときの、C LL +C RL もしくはC RR +C LR のいずれかの振幅周波数特性に対して逆特性となるように平滑化処理を施し前記受聴者の右耳および左耳に到達するまでの音響伝達経路による変動が生じるのを抑える、音像定位システム。 - 前記振幅位相特性調整手段の各々は、FIR型フィルタで構成されており、
各前記音像定位装置のうち、前記対応位置と前記スピーカとの間の距離が最も短い前記音像定位装置の有する各前記振幅位相特性調整手段のタップ長が、他の前記音像定位装置の有する前記振幅位相特性調整手段のタップ長よりも短いことを特徴とする、請求項15に記載の音像定位システム。 - 各前記音像定位装置のうちのいずれか2つの音像定位装置に関し、
一方の音像定位装置は、振幅位相特性調整手段を備えず、
他方の音像定位装置は、
自身に対応するチャンネルの音響信号と、前記一方の音像定位装置に対応するチャンネルの音響信号とを加算する加算手段を備え、
振幅位相特性調整手段は前記加算手段の出力のみを処理することを特徴とする、請求項15に記載の音像定位システム。 - 画面上に映像を表示する映像機器であって、
前記左右のスピーカと、
前記左右のスピーカに接続された請求項15に記載の音像定位システムとを備える、映像機器。 - 受聴者から見て空間上の所定の位置または方向に音像が定位するように、左右のスピーカから音を出力させる音像定位方法であって、
低周波帯域において、
前記所定の位置に第1の音像が定位するように、前記左右のスピーカに対応して設けられ、入力される音響信号のクロストークキャンセル処理を含み振幅位相周波数特性を調整する振幅位相特性調整ステップと、
高周波帯域において、
前記受聴者の正面の方向から上方向に当該受聴者の位置を中心として第1の角度だけ回転した方向に第2の音像が定位するように、入力される音響信号の振幅周波数特性を調整する振幅特性調整ステップと、
前記第1の角度だけ回転した方向から前記所定の方向に第2の角度だけ回転した方向に第3の音像が定位するように、前記振幅特性調整ステップにおいて調整された音響信号のレベルを前記スピーカに応じたレベルに調整し、前記左右のスピーカに対応して設けられるレベル調整ステップとを含み、
前記振幅特性調整ステップは、目標特性補正処理ステップと再生特性補正処理ステップとを備え、
前記目標特性補正処理ステップにおいて、前記第1の角度に音像を定位させるときの音響伝達関数が示す振幅周波数特性を目標特性として、入力された音響信号が有する振幅周波数特性を補正し、
前記再生特性補正処理ステップにおいて、前記目標特性補正処理ステップによって補正された音響信号について、前記左右のスピーカにおける左スピーカから前記受聴者の左耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C LL 、左スピーカから前記受聴者の右耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C LR 、右スピーカから前記受聴者の右耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C RR 、右スピーカから前記受聴者の左耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C RL としたときの、C LL +C RL もしくはC RR +C LR のいずれかの振幅周波数特性に対して、逆特性となるように平滑化処理を施し、前記受聴者位置に到達するまでの音響伝達経路による変動が生じるのを抑える、音像定位方法。 - 受聴者から見て空間上の所定の位置または方向に音像が定位するように、左右のスピーカから音を出力させる集積回路であって、
低周波帯域において、
前記所定の位置に第1の音像が定位するように、前記左右のスピーカに対応して設けられ、入力される音響信号のクロストークキャンセル処理を含み振幅位相周波数特性を調整する振幅位相特性調整手段と、
高周波帯域において、
前記受聴者の正面の方向から上方向に当該受聴者の位置を中心として第1の角度だけ回転した方向に第2の音像が定位するように、入力される音響信号の振幅周波数特性を調整する振幅特性調整手段と、
前記第1の角度だけ回転した方向から前記所定の方向に第2の角度だけ回転した方向に第3の音像が定位するように、前記振幅特性調整手段から出力された音響信号のレベルを前記対応するスピーカに応じたレベルに調整し、前記左右のスピーカに対応して設けられるレベル調整手段とを備え、
前記振幅特性調整手段は、目標特性補正処理手段と再生特性補正処理手段とを備え、
前記目標特性補正処理手段が前記第1の角度に音像を定位させるときの音響伝達関数が示す振幅周波数特性を目標特性として、入力された音響信号が有する振幅周波数特性を補正し、
前記再生特性補正処理手は、前記目標特性補正処理手段によって補正された音響信号において、前記左右のスピーカにおける左スピーカから前記受聴者の左耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C LL 、左スピーカから前記受聴者の右耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C LR 、右スピーカから前記受聴者の右耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C RR 、右スピーカから前記受聴者の左耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C RL としたときの、C LL +C RL もしくはC RR +C LR のいずれかの振幅周波数特性に対して逆特性となるように平滑化処理を施し、前記受聴者位置に到達するまでの音響伝達経路による変動が生じるのを抑える、集積回路。 - 受聴者から見て空間上の所定の位置または方向に音像が定位するように、左右のスピーカから音を出力させる音像定位装置のコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
低周波帯域において、
前記所定の位置に第1の音像が定位するように、前記左右のスピーカに対応して設けられ、入力される音響信号のクロストークキャンセル処理を含み振幅位相周波数特性を調整する振幅位相特性調整ステップと、
高周波帯域において、
前記受聴者の正面の方向から上方向に当該受聴者の位置を中心として第1の角度だけ回転した方向に第2の音像が定位するように、入力される音響信号の振幅周波数特性を調整する振幅特性調整ステップと、
前記第1の角度だけ回転した方向から前記所定の方向に第2の角度だけ回転した方向に第3の音像が定位するように、前記振幅特性調整ステップにおいて調整された音響信号のレベルを前記対応するスピーカに応じたレベルに調整し、前記左右のスピーカに対応して設けられるレベル調整ステップとを、前記コンピュータに実行させ、
前記振幅特性調整ステップは、目標特性補正処理ステップと再生特性補正処理ステップとを備え、
前記目標特性補正処理ステップにおいて、前記第1の角度に音像を定位させるときの音響伝達関数が示す振幅周波数特性を目標特性として、入力された音響信号が有する振幅周波数特性を補正し、
前記再生特性補正処理ステップにおいて、前記目標特性補正処理ステップによって補正された音響信号において、前記左右のスピーカにおける左スピーカから前記受聴者の左耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C LL 、左スピーカから前記受聴者の右耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C LR 、右スピーカから前記受聴者の右耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C RR 、右スピーカから前記受聴者の左耳までの音響伝達経路における振幅周波数特性C RL としたときの、C LL +C RL もしくはC RR +C LR のいずれかの振幅周波数特性に対して逆特性となるように平滑化処理を施し、前記受聴者位置に到達するまでの音響伝達経路による変動が生じるのを抑える、プログラム。 - 請求項21に記載のプログラムを記録した、コンピュータに読み取り可能な記録媒体。
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