JPH04506589A - 音響再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に、しかし絶対的でないステレオ音響再生装置に関し、例えば、 頭部の耳部を仮想したような録音空間における多数の位置で録音した信号が、聴 音空間で再生されるものであって、その再生は、多数のスピーカチャンネルを介 して行われ、かつ、その装置は、録音空間における相対位置で得られる聴覚効果 を、聴音空間における多数の位置で合成することを目的として形を造られるもの である。

最近の２チヤンネルステレオ再生装置の不完全な問題点は、つぎに示す三つの原 因が基本的に取り上げられているように見受けられる。

第一に、各音響スピーカチャンネルで演ぜられる信号の全周波数のコンポーネン トは、これらのコンポーネントが録音空間で録音された位置であるにも拘らず、 音響スピーカが、関連した周波数のコンポーネンの信号発信源であるかのように 聴取者の両耳において再生されることである。

第二に、聴音空間の音響反応は、聴音空間の反響領域に加わる反響領域を供給す ることである。

第三に、スピーカチャンネルの周波数反応が“不完全”°であることである。

この発明の一側面によれば、再生装置の正確性を上げるために、再生領域の測定 手段を有する音響再生装置は、ディジタルフィルタ手段、すなわち、最小自乗法 で決定される特徴を用いた前記信号再生手段のみならず、再生領域内の多数の位 置の録音信号のための多くの手段を有することを特徴とするものである。

なるべくなら、再生領域における多数の位置で録音した信号は、多数のスピーカ チャンネルを介して聴音空間における多数の位置で再生されるのが好ましい。

好ましくは、各チャンネルは、ディジタルフィルタすなわち、再生領域の大きさ に対応して調節され或は取付けられる特性を含むものである。

ある場合には、一度でかつすべての特徴あるフィルタで取付けることが可能であ るが、通富は、再生領域が継続的に又は半継続的に監視され、かつディジタルフ ィルタの特徴が、監視により誤信号に応答するのが！１贅される。

多数のフィルタは、好ましくは、再生領域における音響のクロストークのために 少なくとも重要な度合いまで補償するのに適している。

音１クロストークのための補償は、誤信号を発するのを再生領域の監視によって 、継続的または半継続的に反覆させることができ、そして如何なる調整も、誤信 号を低下させる方向へ、関連してフィルタ特性を持って自動的に行わせることが できる。

好ましくは、多数のフィルタは、相対したスピーカチャンネルで供給される音響 スビースが取付けられた空間の音響的反応のために少なくとも重要な度合いまで 補償するのに適している。

最小自乗法は、分光的に広い入力信号に対して応答できる装置を考慮することに よって適用され、最小自乗平均誤差は、次式の方程式を用いることによって決定 される。

フィルタ係数は１次式の方程式で決定される。

そして、アルゴリズムを用いれば、 ｈ　（ｎ＋１）＝ｈ　（ｎ）−ａＲｅ　（ｎ）となり、前記最小自乗平均誤差が 決定される。

最小自乗法は、実際のインパルス応答と希望するインパルス応答との間の差異か ら得られる自乗誤差の和を最少にするように適用される。

如何なる要求されたインパルス応答も、選択されるか、または、あらかじめ選択 される０例えば、室の好ましい反響は、このようにして選択される。

好ましい設計において、ディジタルフィルタは、ローパスフィルタによって行わ れ、そして全域幅信号は、フィルタからの出力信号と組み合わさったバイパスル ート、すなわち遅延手段を含むバイパスルートによって伝達される。

ディジタルフィルタへの入力は、好ましくは、サンプル比率を低下させるために ダウンサンプルされ、これによりサンプル比率を増加するためにフィルタからの 出力が書き込まれ、フィルタの動作と協同する過程の量を低くするものである。

この装置の一つのステレオ音響方式は、スピーカの出力部とスピーカとの間に配 設されるオプテイマイザ−ユニットを以て形成され、そのオプテイマイザ−ユニ ットは、スピーカ出力部は連結される相対的なオプテイマイザ−人力部をもって おり、かつその相対的なオプテイマイザ−はスピーカに連結されている。そして 、マイ、クロホンからのマイクロ信号を受ける入力部は、再生領域配置される。

この発明の一実施例は、録音空間のに点で録音されて得られる信号ｘｘから再生 される音響再生装置に関し、ラウドスピーカチャンネルＭを用いた聴音空間のＬ 点におけるこれらの信号と近似しており、かつ前記ラウンドスピーカチャンネル は、Ｌ≧Ｍ≧にの関係を有する信号ｘ８を録音したＫは、通信路のＬＸＭマトリ ックスを経て移送する前に補償反転ディジタルフィルタのＭＸＫマトリックスに よって操作され、前記反転ディジタルフィルタは、音響クロストークすなわち聴 音空間の音響反応、そしてラウンドスピーカチャンネルの変形した周波数反応に 対する補償を行えるラウドスピーカチャンネルへの入力操作のアルゴリズムを実 行するように働くものである。

ステレオ音響再生装置に用いられる一般的で限定されたケースは、Ｍ＝２．と一 般にＬ＝２である。

この発明の他の実施例は、数個のラウンドスピーカチャンネルの入力部に組込ま れた反転ディジタルフィルタ手段に係り、そしてこのフィルタ手段は、前記チャ ンネルへの入力信号が少なくとも一対の位置すなわち人間の耳の間隔に相当する 距離をもつ聴音空間を以て離れ状態で振幅及び位相が変調されると共にラウント スピースチャンネルからの出力部は相互に補償されそれによりクロストークは減 少し、音響空間の音響領域を補償し、さらにまた、スピーカチャンネルの周波数 反応を補償するものである。

１、発明の背景 この発明は、ステレオ音響再生装置に関し、例えば、ダミーヘッドの耳のような 、存在する音場内に一定の間隔をとって録音された信号が、聴取者の耳において 、原始の記録間隔音響の忠実な再生を構成することを目的として、２個のスピー カを経由して前記信号が聴取空間において再生されるものに関する。

従来、音響の再生における種々の不完全度は、主として下記の三種の原因による ことが判明している。

（１）右チャンネルを経由して再生される信号は、聴取の右耳は勿論、左耳にお いても再生される。これは左チャンネルを経由して再生される信号においても同 様のことが言える。

（２）聴取室の音響特性によって、存在する記録が行われた残響音場の他に、１ つの残響音場が形成される。

（３）再生用のスピーカの周波数特性は完全ではない。

ここに記述する音響再生装置の目的は、録音された信号を聴取者の耳において「 完全」に再生させることにある。記録空間内の２点において録音された信号が、 聴取空間内の２点においてできる限り正確に再生されることが必要である。

上記３種の不利な要素を補償するために位相反転フィルタが使用され、このフィ ルタは再生用のスピーカチャンネルの人力として作用し、スピーカ特性および聴 取室の特性を共に補正するものである。

この種の位相反転フィルタを単一チャンネルに対して設計した最初の試みは、フ ォーンスワース（Ｆａｒｎｓｗｏｒｔｈｌ他（文献１）およびクラークスタン（ Ｌａｒｋｓｔａｎｌ他（文献２）によって報告されている。

これらの文献に提案された方式は、前記の右チャンネルから左チャンネルへの好 ましからざる伝送、あるいはその反対の伝送によって発生する音響的なりロスト ークを有効に消去することから成っている。

スピーカチャンネルを経由して伝送されるより前に、録音された信号に作用する ディジタルフィルタのマトリクスを使用することにある。

ステレオ音響再生の忠実度改善の見地からの２．３の試みは、特にアタルとシュ レーダー（Ａｔａｌ　ａｎｄ　５ｃｈｒｏｅｄｅｒｌ　（文献３〕、ダマスフ（ Ｄａｓｇａｇｋｅ）　（文献４）および、ごく最近の文献としては坂本他（文献 ５．６）に見られるとおり、アナログ電子回路を使用した方式が発表されている 。

しかしながら、これらの方式においてはディジタル技術の適用が意図されており 、最小自乗法を使用して問題点を解決しようとするものである。

問題点を解決するための２種の新規な解決策について以下に説明する。その第１ は「確定的Ｊ最小自乗法に基づいて設計された位相反転フィルタマトリクスを使 用する方式で、第２の方法は、「統計的」最小自乗法を使用する方式である。こ の第２の方法の利点は、与えられた聴取空間に対して適応形とすることが可能で あると共に、フィルタマトリクスを算定することを可能ならしめる点にある。提 案されたこの装置は、現存のステレオ音響再生装置に対して簡単に付加するだけ で構成される。

簡単に言えば、付加されるフィルタマトリクスを、以下に説明するアルゴリズム を実用するようにプログラムされた必要なマイクロプロセッサを内蔵する「ブラ ックボックス」内に収納することができ、これによって現存する装置によって再 生される２種の出力信号に対して作用させるものである。この「ブラックボック ス」は、変形された２種の出力信号を発生し、これを現存するスピーカ・システ ムを経由して伝送する。

このブラックボックスへ付加される入力信号は、最適音響再生が要求される聴取 空間内の２個（あるいは３個以上）の位置に設置された２個または３個以上のマ イクロホンによって供給される。これらのマイクロホンは、ディジタル・フィル タに必要な適応化が行われたのちに除去することができる。

さらにこの方式を一般化して、スピーカまたはマイクロホンの個数または形式が 種々異なる場合にも適用できるようにすることができる。

かくして擬似ヘッド株または一致マイクロホン法に対して適用可能であるのみな らず、音場内の音圧および粒子の速度の３成分を検出するのに有効な最近の試み にも適用が可能である。

いずれの場合でも、これらの提案によれば、聴取空間における録音音質に最も近 似した（最小自乗法の意味において）再生を可能ならしめる位相反転フィルタ・ マトリクスの形成が可能となる。

以下添付の図面を参照して、この発明をさらに詳細に説明する。

図１は、この発明によって解決される問題点を図示した、ステレオ音響再生装置 を示す説明図、 図２は、補正フィルタを導入する前のステレオ音響再生装置のブロック図、 図３は、図２の装置に、この発明による反転フィルタのマトリクスＨな付加した ブロック図で、Ｘ、とｘ２は録音信号、ｙｌとｙ３はスピーカへ新たに入力され る入力信号、図４は、マトリクス積ＨＣの各要素に関する等価ブロック図で、旦 とΩの各要素の反転を図示し、 図５は、デルタ・サンプルをモデル化した遅延回路を付加した、この発明の補正 音響再生装置で、マトリクスＣ内の伝送関数に付随する非最小位相成分を考慮に 入れたもので、所望の出力信号ｄ＋　（ｎ）とｄａ（ｎ）は、録音信号Ｘ＋　（ ｎ）とＸ。

（ｎ）を単純に遅延させたものとなる。

図６は、空間における複数個のに個の点における信号を処理し、これらの信号を 聴取空間内のＬ個の点において最良最小自乗法により再生できるように一般化し たブロック図で、一般にＬ≧にで、録音信号はｘｏ、スピーカへの出力はＹｍ、 再生信号はｄＬとする。

図７は、図４の等価回路であるが、聴取空間内の第β′番目の点における信号を 一般化して表示しである。

図８は、この発明による完全オーディオ帯域幅装置のブロック図で、ただし、等 化フィルタは、低温と中音周波数域のみに設けられ、等化フィルタを通過する経 路に平行に、別の経路を設けることにより、完全帯域幅を持たせたものである。

図９は、図８によって作動する、高速サンプル速度の完全帯域幅オーディオ装置 の詳細ブロック図で、さらに図１０は、図９による最適化回路の詳細ブロック図 である。

２、ステレオ音響再生用の反転フィルタ・マトリクス図１は基本的課題を示す、 ｔＩ音信号Ｘ　＋　＋　Ｘ　ｚは、例えば擬似ヘッドの耳において再生されたも のとする。この発明の目的は、聴取者の耳において厳密に同一の信号が再生され ることにある。これらの信号を、聴取者の耳またはそれに接近した位置に置かれ たマイクロホンの出力ｄ１とｄｌによって表示する。

図２は、スピーカから聴取者の耳への伝送路を表わす伝達関数Ｃ９ｍを含むブロ ック図で、完全な音響再生のための要件は、ｄｔ＝）Ｃ＋およびｄａ　＝ｘｔで ある。これを達成するためには原理的には、図３中の要素Ｈｍｋを有するフィル タのマトリクスを使用して、入力ｘ１とＸオを処理せねばならない、対角線要素 ）１ｇ＋とＨ１！とは、対角線要素Ｃｓ＋とＣ１１によって生ずる聴取室内での クロストークを消去するためのものである。所要の伝達関数旦をめるためには、 周波数域内で演算して、信この際、信号のベクトルＬを次式のとおり定義する。

これらの方程式を組合わせると。

が得られる。

かくして完全な音響再生、すなわち益＝五となるための用件は、ＣＨ＝Ｉあるい は旦＝Ω−１である。それで周波数変域項内においては、必要なフィルタマトリ クス旦は単にマトリクスΩの反転量となる。ただし、これらの伝達関数内に非最 小位相成分が含まれているので、マトリクスΩの反転量を厳密にめることは困難 である（周知のとおり、例えば室内音響伝達関数めには、図３に図示の補正回路 のブロック図を再構成すればきわめて便利である。必要な再構成は、少数のマト リクス代数学を使用して簡単に説明することができる。

表底（３）は次式のとおり完全に展開することができる。

マトリクスΩと旦との積を展開することによって、これは次式の形に記述できる 。

このマトリクス積は、明らかに次式のとおりに記述することここでフィルタマト リクス旦のベクトル表示を採用することができる。信号ＸＫＣＩＩＩＩを「フィ ルタされた基準信号」と定義すれば、この式はさらに次式のように変換される。

再構成された装置に対応するブロック図は図４のとおりで、入力信号Ｘ、とＸｓ は、伝達関数マトリクス五の各要素を通過する前に、まず伝達関数マトリクスΩ の対応する各要素を通過する。この平方は、主としてＥｌｌｉｏｔｔｅｔａｌの 文献［７］によるもので１周期的雑音と振動との能動制御の問題に使用される確 率勾配アルゴリズムを酒場し、さらにこれをＮｅ１ｓｏｎ他によって複数入力信 号への用途に拡張されたものであるこのブロック１の構成は、マトリクス旦より 成る最適有限インパルス応答フルタを判定するために使用することができる。さ らに２種の、１なる最小自乗法により、装！の要部の「最良」伝送特性を与るフ ィルタをめることができる。

３、確定的最小自乗フィルタの設計 この場合は、所望の最良装置インパルス特性を与えるマトクス旦を有するフィル タを決定する。まずマトリクスΩより！る伝達関数を厳密に理解することが必要 である。まず入力ｘ１とＸ、とが共に単位インパルス（個々の時点においてタイ ム・ンデクスｎ＝ｏとする）であれば、フィルタされた基準信４ｒ　（ｎ）は、 マトリクス旦内の間違する伝達関数のインパル。

特性によって正確に与えられる点に注目する。か（して装ｆ（その出力をｄｌと ｄ、とする）の実質インパルス特性は次と形の合成関数で表わされる。

ここでインパルスｃ　（ｊ）の継続時間は、３個サンプル量１あり、補正フィル タｈ　（ｉ）のインパルス特性は、１個の縦糸時間のサンプル量と仮定する。暗 にｃ　（ｊ）とｈ　（ｉ）は共１１図　因果律的インパルス特性と仮定する。そ こで再構成された式イ　（７）で表示されるブロック図から、ｎ＝ｏにおける単 位イン異　パルスに起因する実質出力系列ｄ、（ｎ）とｄｉ（ｎ）とは、え　次 式で定義される合成系列ベクトルとして表示することができり 成 イ 号 ス 置 の この表底はマトリクス形式で次式のとおり簡略化される。

紅＝二、上　（１０） ここで添字「Ｓ」は系列を表示する記号とする。そこでｄ。

が、所望のインパルスｄに対する最小自乗近似値でことなることを要件とする。

これは反転フィルタの設計に適切な「モデル化遅延」を付加せしめることにより 、最小自乗推定値に伴う最小平均誤差の低減が可能となるｆＷｉｄｒｏｗ　ａｎ ｄ　５ｔｅａｒｎｓ　［文献１０］参照）。そこで、ｎ＝２における遅延量を必 要とする時で　は、ベクトル益は次式 ％式％（１１） に　で与えられる。ただし益が任意に要求される量と定義され、原理的には室内 の所望の残響が表式化に加味されねばならな個々のマイクロホンについて各々の 信号の遅延を選択し、これを適応方式で平均自乗誤差の低減して適用せねばなら なつぎに現実の機器インパルス特性と期待インパルス特性との間の差による自乗 誤差の総和を最小ならしめる。そのコスト関数は次式で与えられ、 Ｉ＝（φ−４，）Ｔ（濃−！−）　（１２１前記（９）式を使用して、 ■＝（４−動）７（４−鋤１　（１３１となる。さらに次の２次形式に展開され る。

Ｉ＝５１’風−２「鋤＋！！７ム７鋤　（１４）この関数は、次式で定義される フィルタ係数の適正フィルタベクトルにより最小化される。

！ｌ！Ｏ＝　［Ｃ＊’Ｃｓ］−’Ｃｓ’ｄ　（１５１対応する最小平均自乗誤差 を付加して次式が得られる。

１ｏ＝ｄＴｄ　−ｄＴｃａｈｏ　ｆ１６）か（して、最適フィルタベクトルｈ０ は、マトリクス［ｃ、”ｃｓｌの直接変換によって評価することができる。

さらにΩ」−すなわち伝送路インパルス特性よりなる要素の正確な測定が演算に 要求される。

４、統計的最小自乗フィルタの設計 この手法では、機器は入力ｘ１とＸ、を経たスペクトル的に広い「トレイニング 偏号」が供給されると仮定する。生ずる出力は、次式で表される。

ｄ＋　［ｎｌ　＝ｒ＋’ｈ　ｄｉ（ｎｌ　＝、Ｔｈｆ１７１ここでフィルタされ た基準信号のベクトルは。

で表される、この基準信号のベクトルを含む成分ベクトルの各々は、次の形の系 列となる。

ｒ＋ａｍ”［ｒ＋＋ｍｉ＋ｆｎ）　ｒ＋＋＋ｕ＋１ｎ＝ｌｌ　ｒ＋ａｍｆｎ−２ １’　ｒ＋５ｖ（ｎ−Ｉ”ｌｌ　ｆ１９１ベクトル亘は（９）式で定義された合 成タップ荷重ベクトルである。実質出力は、合成ベクトルとして、φ（ｎｌ　＝ ！！！！　１２０１ で表される。

ここでベクトルｄ　（ｎ）とマトリクス旦は、次式によって定義される。

つぎに実際と所望の出力との間の時間的平均誤差を低減させるための最適フィル タベクトルをめる。この際所望の出力は、所望のパルス特性を有するフィルタを 通るトレイニング信号を通すことによって生ずる信号として定義される。さらに 単純化して、純遅延、Δサンプルまたはインパルス関数の他の変形とすることが できる。よって実質ブロック図は、図のように表される。この際、次式で定義さ れる自乗誤差の平均総和を最小ならしめるようにする。

Ｊ　＝Ｅ［（ｄ［ｎｌ−ｄ（ｎｉｌ”（ｄ（ｎｌ−ｄｆｎｌｌｌ　（２２１この 際、Ｅは期待演算子を表し、ｄ　（ｎ）は［ａ、（ｎ）ｄａ（ｎ）］で定義され るベクトルである。か（してＪは次式 ％式％ で表され、次式 Ｊ＝Ｅ［ｄ”（ｎｌ＜１ｎ１１−２Ｅ［ｄ”（ｎ］Ｒ］ｈ＋ｈＴＥ［Ｒ”Ｒ］ｈ 　（２４１αとおりの二次方式となる。この関数は、次式り、　＝　［Ｅ［Ｒ” Ｒ］］−’Ｅ［Ｒ”ｄ（ｎｌｌ　ｆ２５１によって定義される最小値を有し、対 応する最小平均自乗誤差は、 Ｊｏ　−Ｅ［ｄ”（ｎｌｄ（ｎｌｌ−Ｅ［４’ｆｎｌｊｌ！］ｈａ　（２６１と 表示される。−法としては、Ｅｌｌｉｏｔの確率勾配アルゴリズムを使用し、こ の際次式 ％式％（２７１ により、合成フィルタベクトル九の係数が更新される。ここでαは、アルゴリズ ムの収斂係数であり、瞬時誤差ベクトルは、旦ｆｎｌ　＝　！！ｆｎｌ　−４（ ｎｌ　ｆＺ８１によって定義される。

このアルゴリズムの使用の一般化は、上記の定式化と文献［１２］中に提示され たアルゴリズムの記述により容易にめられる。この手法の利点は、このアルゴリ ズムの実行が、マトリクスΩの各要素について十分に理解していなくても、要式 （２７）によって与えられる係数更新方程式中で使用されるフィルタされた基準 信号の値をめることができることにある。単一周波数の場合は、フィルタΩの値 を知るための精度が十分に確定される。ただしこの場合は、フィルタされた基準 信号の一般化の精度に対する要件を確立することがさらに必要とされる。

５、多チャネルに延伸 上記技術は多チャネルに容易に延伸して利用できる、例えば、信号は記録空間（ 発生信号ＸＫ）のに点で記録され且つ傾聴空間のＬ点に（アウトプットＹｍのあ る）Ｍラウドスピーカ−を用いて信号（ｄｇ）に近い最も少ない区域を再生する 。

一般にＬ）Ｍ）Ｋである。転送路のＬｘＭマトリックスＣ経由転送の前にフィル ターのＭＸＫマトリックスＨでに記録信号に操作する。これは第６図に示されて いる。この一般問題公式は転送機能逆転技術で容易に達成される。ここで用いる 概説はネルソン９が用いたものと同一である。マトリックス方式ではその周波数 領域で作動するＭラウンドスピーカー信号のベクターとＬ再生信号のベクターを 下記の如く記します。

Ｌ＝ム　、ｄ＝二上　（２９） Ｈの列ｎｋとＣの行ｃｇに上記を書けば下記の如（なる。

傾聴空間２°点に生ずる信号は により、このスカラーを置き換え下記を生ずる。

同値の゛逆転転送機能”式図表が第７図に示すされていることが分る０分散時傾 聴空間２°点の信号はうす巻きで下記に表わせる。

ｄＪ２　（ｎ）　＝ｎｇ、”　ｎ　（３３）よって合成分岐重量ベクターユおよ びε°瀘過照会信号ベクター二２は下記となる。

Ｑ　１２　”□　［！ｌ！ｇＬ、”Ｕｆｌ　ａ　＋　”　−ｊｉｇ％　Ｉｒｇユ ”ＵｇＬｉ””　Ｕｇ”＝＊　ｌ・・・Ｉｒｇ”、Ｋ　ｈｇ”□Ｋ・・・ｒｇ” １１ｇ　］　（３４）’ｔ２□　［ｊｉ’ｚｈ”ｌ＋”・ｊｉ”１１ｈ”＋ｘｈ ”３１　”’）ｌ”ｎ＊ｌ　＋＋　ｌｊｉ”＋ｘｈ”ｔｘ　−ｈ”ｕＪよって、 各構成ベクターは次の数列を得る。

！：ｇｍｋＩＩ［ｒｇｍｋＣｎｌ　ｒｇｍｋＣ＋１−１１　・、・、ｇｆｆｌｋ Ｉｌｌ−１４１１］ｈｍｋ−［ｈｍｋ　”’　ｈｍｋ（１）・・・１−目］　（ ３５）傾聴空間２点に生ずる離数時信号のベクターは亘（ｎ）＝１上　（３６） となり、ベクターｄ　（ｎ）およびマトリックスＲはの価格機能を最小化する最 適合成分岐重量ベクター（ｄ　（ｎ）は所望インパルス応答のしベクターである ）は数式（２２）にある分析により（２６）に導かれる。応用係数数式（２７） はこの例にあてはまる。

６、発明せる装置の実施 全オーディオ周波帯装置の応用均一化と混線抑圧に平衡装置が全オーディオ周波 帯に亘らなければならない時は非常にコストが高くなる。低と中オーディオ周波 数の均一化ならば平衡装置フィルターを通るだけの周波数でよいであろう。全オ ーディオ周波帯路がオーディオ信号に必要ならば濾過低周波数構成が全信号に付 加されるよう均一化がなされ、第８図にある如く傾聴点に所望の効果がなされな ければならない。

最低のゆがみと混線のための濾過は最低のエラーをもたらし本願によればこのエ ラーは濾過調節の規準として使用できる。

第８図の装置に基づく実用オーディオ応答装置の式図表は第９図に示しである。

全周波帯オーディオ信号Ａに低通路濾過Ｂにより濾過されＡ／Ｄ変換器によりデ ィジタル式に変換されたものである。これらは必要でないかも知れない、従って ディジタルオーディオはコンパクトディスクプレイヤーやディジタルオーディオ チーブ器で利用できアナログオーディオ信号をディジタル化する必要がないので 複雑な操作が省略されるのである。

全オーディオ周波帯信号３は低周波数最適器に送られ、遅延器Ｆを通じて最適器 の出力の一部を形成する。遅延器Ｆは最適器で濾過中低周波数構成が経験する遅 延にかかわらず高、低共の周波数構成を添加するように確実にしなればならない 。

低周波数最適器による実施の前に全オーディオ周波帯信号３は低通路′ａ１８さ れ、抽出を少なくし抽出率と最適器実施率の低減する。低周波帯信号５は低周波 数平衡装置４に付加され、それは有限のインパルス応答濾過の列をなし基準遅延 罷工に付加される。基準遅延器は濾過器Ｇに基準遅延弱出力６に比べて早い入力 信号知識を与える。これは濾過器９に不用意でない転送機能を行わす。

基準遅延弱出力が実際の傾聴点１５の信号の低周波数構成のディジタル表示と比 較される。信号間のエラー８は応用濾過器Ｇを駆動し最少化する。応用濾過器９ の出力は書き入れされ信号の抽出率は全オーディオ周波帯信号１１まで増加され る。信号１１と１０は傾聴点Ｐにおける最適混線抑制と均一化に必要な出力を産 出するよう追加される。

ディジタル信号１３はアナログに変換され、変換中に生ずる高周波数ゆがみを排 除するよう濾過される。アナログ信号は傾聴環境（０）で増幅されラウドスピー カ−を通じ演奏する。

本装置は信号を濾過し結合して聰集者に関する限り混線や増幅応答ゆがみは排除 する。

第９図の式図表に第１０図に拡大されステレオ再生装置を一層詳しく図表にして いる。この表は第９図の式図表を一層簡単に表明したものである応用濾過器ＨＩ Ｉ＋　Ｈ１ｍ、Ｈ１＋＋　Ｈ１２は討議するにふされしい。

これら濾過器の媒介変数は改正の゛濾過器”ＬＭＳ算数を用いれば分る。これを なすために外的電気音響転送機能形式Ｃ，，、Ｃ，□＋　Ｃｉ＋、Ｃａｒが必要 である。これは応用的に見出される。

濾過器ＨＩＩおよびＨ２□に単に２チヤネルの応答均一化するものである。均一 化は時領でなされ、“グラフィク”媒介変数その他のアナログ濾過均一化に伴う 背面ゆがみは避けられる。

抽出率にこのディジタル装置に示されている。必要な濾過を行うためには二つの プロセサーを使用するのが良い。第９図の点線は分けた方法、１は最適化を行う プロセサー、他の１は遅延均一化、低下抽出、書き入れ、昇降抽出を行うプロセ サーを示している。

！−五−亘−ム １　、Ｋ、Ｄ、ＦＡＲＮＳＷＯＲＴＨ，Ｐ、Ａ、ＮＥＬＳＯＮ　ａｎｄ　Ｓ、Ｊ 、ＥＬＬＩ　ＯＴＴ　１９８５”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎ ５ｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ。

Ａｕｔｕｍｎ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ”空間的に分布された領域における室音響 特性の等化。

２　、　Ｐ、Ｍ、ＣＬＡＲＫＳＯＮ、Ｊ、ＭＯＵＲＪＯＰＯＵＬＯ３ａｎｄ　Ｊ 、に、ＨＡＭＭＯＮＤ　１９８５”Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｕｄｉｏ 　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　５ｏｃｉｅｔｙ　３３゜１２７−１３２．” 音響装置に関わる、スペクトル等化１伎相等化及び過度の等化。

３　、　Ｂ、Ｓ、ＡＴＡＬ　ａｎｄ　Ｍ、Ｒ，５ＣＨＲＯＥＤＥＲ１９６２″Ｕ Ｓ　Ｐａｔｅｎｔ　３，２３６，９４９．″見掛は音源の音訳装置。

４　、　Ｐ、ＤＡＭＡＳＫＥ　１９７１”Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｃ ｏｕｓｔｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａａ＋ｅｒｉｃａ　５０．”スピー カー再生を伴う、ヘッド関連の２チヤンネルステレオ音響効果。

５　、　Ｎ、ＳＡＫＡＭＯＴＯ，Ｔ、ＧＯＴＯＨ，Ｔ、ＫＯＧＵＲＥ　ａｎｄ　 Ｍ、ＳＨＩＭＢＯ１９８１”Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｕｄｉｏ　Ｅｎ ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　５ｏｃｉｅｔｙ　２９゜７９４−７９９．″ ステレオ音響再生における、音響イメージの局在化の制御、第１部 ６、Ｎ、ＳＡＫＡＭＯＴＯ，Ｔ、ＧＯＴＯＨ，Ｔ、ＫＯＧＵＲＥ、Ｍ、ＳＨＩＭ ＢＱ　ａｎｄ　Ａ、Ｈ，ＣＬＥＧＧ”Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｕｄｉ ｏ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　５ｏｃｉｅｔｙ　３０゜７９９−７２１．” ステレオ音響再生における、音響イメージの局在化の制御、第２部 ７　、　Ｓ、Ｔ、ＮＥＥＬＹ　ａｎｄ　Ｊ、Ｂ、ＡＬＬＥＮ　１９７９”Ｊｏｕ ｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｍ ｅｒｉｃａ　６６゜１６５−１６９．″ 室インパルス特性の可逆性 ８　、　Ｓ、Ｊ、ＥＬＬＩＯＴＴ、１．Ｍ、５ＴＯＴＨＥＲ５ａｎｄ　Ｐ、Ａ、 ＮＥＬＳＯＮ　１９８７”ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ａｃｏ ｕｓｔｉｃｓ、５ｐｅｅｃｈ　ａｎｄ　ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　３ ５．１４２３−１４３４．”多重誤りＬＭＳ　（ルナ・モジュール・シミュレー ター）のアルゴリズム、及びその音及び振動の能動制御への応用９　、　Ｐ、Ａ 、ＮＥＬＳＯＮ、Ｊ、に、ＨＡＭＭＯＮＤ　ａｎｄ　Ｓ、Ｊ、ＥＬＬＩＯＴＴ　 １９８８”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇａ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ 　Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ　１０゜５８９−６１１．” 定常ランダム音場の能動制御における、線形最小自乗法による推定問題。

１０、Ｂ、ＷＩＤＲＯＷ　ａｎｄ　Ｓ、Ｄ、５ＴＥＡＲＮＳ　１９８５”Ａｄａ ｐｔｉｖｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”（第１０章参照）・１１、 ｓ、Ｌ、ＭＡＲＰＬＥ　１９８７”Ｄｉｇｉｔａｌ　５ｐｅｃｔｒａｌ　Ａｎａ ｌｙｓｉｓ　ｗｉｔｈ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”（第１５章参照） Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈｅｌｌ、Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ　Ｃ１１ｆｆｓ。

１２、Ｓ、Ｊ、ＥＬＬＩＯＴＴ　ａｎｄ　Ｐ、Ａ、ＮＥＬＳＯＮ　１９８７”ｌ ５ＶＲＭｅｍｏｒａｎｄｕｍ　Ｎｏ、６７９．”周期音及び周期振動の能動制御 に用いるアルゴリズム。

Ｆ１θ１ 国際調査報告 １ＩＩＩｌ＋１１−・−＾−ＩＩＩＩｌ１１・　ＰＣＴ／ＧＢ　８９１００７７ ３国際調査報告 ＧＢ　８９００７７３ ＳＡ　３００２８

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．再生域内の複数地点に信号を記録する複数装置があり、最小自乗法により決 定されるディジタル濾過装置（Ｈ）を用いて該信号を再生する装置を有すること を特徴とする、再生装置の正確性を昂揚するため再生域の測定のための装置（Ｈ ）を有する音響再生装置。
2. ２．再生域の複数地点（Ｈ）に記録される信号がスピーカーチャンネルｙｍを通 じ傾聴空間における複数地点（Ｌ）において再生されることを特徴とする請求項 １に記載の装置。
3. ３．各チャンネルが再生域測定に応ずるよう調節されセットされることを特徴と するディジタル濾過器（Ｈ）を含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. ４．再生域が継続的または半継続的に監視され、ディジタル濾過が監視装置から のエラー信号に応じ調節されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. ５．濾過器が少くとも相当程度まで再生域における音響混線を補うよう作られて いることを特徴とする請求項３または４に記載の装置。
6. ６．音響混線の補いが再生域を監視してエラー信号を生じて継続的または半継続 的に精査され、望ましき調節がエラー信号を再生するよう該当濾過器に自動的に 行われることを特徴とする請求項５に記数の装置。
7. ７．濾過器がスピーカーチャンネルに供給されるラウンドスピーカーの位置する 空間の音響応答に少くとも相当程度まで補うように作られていることを特徴とす る請求項３から６までのいずれか１項に記載の装置。
8. ８．濾過器がマトリクス素子（Ｈｉｊ）が最小自乗法により決定されまたは決定 された逆濾過マトリクス（Ｈ）を有することを特徴とする請求項３から７までの いずれか１項に記載の装置。
9. ９．最小自乗法が現装置インパルス応答と所望インパルス応答の差から生ずる自 乗エラーの数値を最小化するために用いることを特徴とする請求項８に記載の装 置。
10. １０．所望のインパルス応答が部屋の所望反響であることを特徴とする請求項９ に記載の装置。
11. １１．最小自乗法が幻影的広大な入力信号に応答する装置を考慮し、最小装置自 乗エラーが ▲数式、化学式、表等があります▼ の数式を用い決定され、濾過係数が ▲数式、化学式、表等があります▼ の数式により決定され、最小を決定するために▲数式、化学式、表等があります ▼ の数式を用いる ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
12. １２．ディジタル濾過器は低通路濾過器（Ｄ）により先行され、全周波帯信号は 出力信号は合併するため遅延装置（Ｆ）を含むバイパス路により移されることを 特徴とする請求項３から１１までのいずれか１項に記載の装置。
13. １３．ディジタル濾過への入力は抽出率を低下し濾過操作に関連する数値を低下 するため（Ｅにおいて）低下抽出し、濾過からの出力は（第９図、Ｈにおいて） 抽出率を増加するために書き入れることを特徴とする請求項３から１２までのい ずれか１項に記載の装置。
14. １４．前記フィルタの特性が、モデル化遅延回路（図９のＩ）を使用して調整さ れ、それによって入力信号を遅延した数値が前記フィルタに供給されることを特 徴とする請求項３から１２までのいずれか１項に記載の装置。
15. １５．この音響再生装置の出力とスピーカとの間に最適化回路ユニットを備え、 この最適化回路ユニットの最適化入力の各々はスピーカ出力に接続され、最適化 出力の各々はスピーカに接続され、さらに再生音場に設置されたマイクロホンか らのマイクロホン信号を受理する入力端子を有することを特徴とする請求項１か ら１４までのいずれか１項に記載の再生装置のステレオ音響再生方式。
16. １６．いくつかのスピーカチャンネルの入力に付設された反転ディジタルフィル タ手段を備えて、アルゴリズムに適合するフィルタ特性を付与せしめ、これによ り人間の両耳の間隔に相当する距離だけ聴取空間内において間隔をとった少くと も１対の点において、振幅および位相を変化せしめ、スピーカチャンネルからの 出力が相互に補正され、かくしてクロストークを消去し、聴取空間の残響音場を 補正し、さらにスピーカチャンネルの周波数特性を補正することを特徴とする請 求項１に記載の音響再生装置。