JPH06141399A

JPH06141399A - サウンドイメージ高揚のための信号処理装置

Info

Publication number: JPH06141399A
Application number: JP5121566A
Authority: JP
Inventors: Earl R Geddes; アール．ゲッデスアール; J W Whikehart; ダブリュ．ウィッキハートジョン
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1993-05-24
Publication date: 1994-05-20
Also published as: US5420929A

Abstract

(57)【要約】【目的】スピーカ間隔よりも狭い音響イメージを与え
るステレオ再生を提供する。【構成】ライト出力へのレフトチャンネルのハイパス
部分と、レフト出力へのライトチャンネルの同様な部分
との交差供給によりレフトチャンネル及びライトチャン
ネル出力２４、２６間の干渉の動揺を提供するステレオ
ホニック信号の音響イメージ高揚のための信号処理装置
１０。好適には、該交差供給パス２８は、予め記録され
た物質中で時としてモノラルで再生される、低周波数範
囲成分の交差供給を除去するため、ハイパスフィルタ１
０３を有する。それぞれのチャンネル入力に導入された
傾斜フィルタ５３で、フィルタを行うことで補償され、
交差供給信号に付加される低周波数成分のパワーがブー
ストされ、チャンネル出力を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、一般的にステレオホニック再生
システムに関し、更に詳細には、離れている位置に置か
れているスピーカにより提供されるサウンド領域のサウ
ンドイメージパターンを高揚させるために、ステレオ信
号を処理するシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】音響再生システムの技術において、時と
してラウドスピーカと呼ばれる変換器の位置が、ステレ
オホニック信号の音響再生上に実質的な影響を与えるこ
とが良く知られている。従って、リスナーの占める領域
に心理音響学的に快適な音響を提供するようにスピーカ
は適宜配置される。しかしながら、特に自動車内におい
て、スピーカの位置及び数は、車両の空間的な配置上か
ら制限を受け、車両搭乗員への最高のリスニングの楽し
みを提供する目的のためのみに配置することはでない。
従って、ステレオホニック信号の音声再生イメージを調
整するために、スピーカから出される信号を処理する幾
つかの改良が存在する。

【０００３】リスニング領域から異なる方向に位置させ
た、或いは更に広がっているように、スピーカを配置し
たように模造する信号を発生させる幾つかの試みがなさ
れている。ヤマダに付与された米国特許４，３２９，５
４４は、スピーカ間の広い間隔を音声的に模造すること
を試みた音響再生システムを開示している。伝達関数
が、第３のスピーカ位置を表す信号からの音響圧とステ
レオスピーカ（複数）から出される従来の出力とを均等
にする。該システムは、リスナーとそれぞれのスピーカ
との間の距離的な差を補償するために１つのチャンネル
に１つ遅延回路を有し、更に、残響回路を有している。
米国特許４，３９４，５３６は、再生サウンドの残響効
果と音声の広がりのための装置を開示し、該効果はユー
ザにより調整できる。

【０００４】クヌギ他に付与された米国特許４，８６
８，８７８は、音響フィールド適正化システムを開示
し、そこでは、伝達関数が、リスニングポイントへ直接
伝わる音響波と反射した音響波との距離を補償するため
音響の遅延レベルを調整する。米国特許４，８６８，８
７８の一部継続出願として発効された米国特許４，９８
０，９１４は、ハイパスフィルタとロウパスフィルタと
を所望のときにシステムの適切なポイントで用いる付加
的な特徴が開示されている。

【０００５】イシカワに付与された米国特許４，９８
０，９１５は、レフト及びライト入力信号と同様にセン
ター入力信号を有するシステムに用いる集積回路スイッ
チを開示している。

【０００６】米国特許４，４９５，６３７は、レフト及
びライト信号入力を不均衡に交差供給することにより心
理音響学イメージを高める方法と装置とが開示されてい
る。該不均衡は、リスナーの右半脳と左半脳との優位性
により自然に生じる知覚される音声信号のリスナーの頭
脳処理の補足を意図したものである。このシステムは、
フィルタや遅延を行わず位相交差供給を適用する。

【０００７】スコン（Schone) 他に付与された米国特許
４，３８８，４９４は、ダミーヘッド記録処理と、チャ
ンネルのフィルタリングと交差供給でのヘッドホン再生
処理とを用いるステレオホニック再生システムを開示す
る。

【０００８】ヤマダ、クヌギ他の米国特許のように、コ
グレ他に付与された米国特許４，２１９，６９６は、リ
スナーの背後に音響再生源があるごとく模造するように
再配置されたサウンドを発生するため、リスナーの前方
に位置している２つのラウドスピーカからのサウンドを
再生する。該装置は、直接伝わる（ダイレクトパス）サ
ウンドを消去し、リスナーの右耳と左耳とに加わる音響
波間の時間差を抑圧する伝達関数を有する。同様に、イ
ワハラに付与された米国特許４，１９２，９６９は、リ
スナーの耳に対する仮想的なサウンドの位置に対応する
直接伝達関数に対する交差供給伝達関数の比率を表す第
１の伝達関数のチャンネルと、実際の音響の方向に相当
する直接伝達関数に対する交差供給伝達関数の比率に対
応する第２の伝達関数とチャンネルとの間の交差供給パ
スにより、拡大されたステージを模造する音響再生シス
テムを開示している。

【０００９】

【発明が解決しようとする技術課題】レフト及びライト
のチャンネル出力スピーカから出される音響信号の干渉
の周波数重みづけのための伝達関数回路を有する交差供
給パスのそれぞれのチャンネル入力信号を処理すること
により、本発明は上記指摘した開示から識別することが
できる。処理された交差供給信号は、それぞれのチャン
ネル出力を発生するために反対のチャンネル信号に加え
られる。この結果は、選択された周波数の信号が本来の
ステレオ分離の保持を続けながら、心理音響学イメージ
はスピーカが分離しているよりも狭められる。従って、
本発明は、スピーカが非常に離れているとき知覚される
中央集中（hole-in-the-center）効果を避けることがで
きる。結果として、音響源が前方で、リスニングポイン
トに並べられた所定の角度内にある更に理想的なリスニ
ング環境のスピーカ位置と近い位置にスピーカを現実に
位置させた、心理音響学上の印象を本発明は提供する。
例えば、１つの理想的な環境は、両スピーカがリスニン
グ位置の前方に並べられ、両スピーカ間の中央軸から約
４０°離れた位置にあるときと考えることができる。

【００１０】好適には、伝達関数回路は、信号周波数の
所定の帯域で、連続的に繰り返される位相反転を負わす
（好ましくは遅延により実行される）のための信号処理
装置を含む。伝達関数Ｈは、周波数の関数で、また、好
適には交差供給利得Ｇの関数でもある。該信号処理装置
は、モノ（mono) 信号処理装置の交差供給を制御し、望
まない周波数混成のモノ信号が存在することを避ける。
入力ステレオ信号の低周波数分は、典型的にモノである
（レフト及びライトのチャンネルは干渉性）。更に、放
送音声、音楽の一曲或いは一節は、モノであり、このモ
ノ成分は全周波数にわたる。モノ周波数は交差供給すべ
きでない。なぜならば、結果として得られる出力信号は
それ自身の遅延したバージョンに加えられた信号から成
るからである。このような付加は実質的な周波数混成を
引き起こす。特に、入力信号の周波数成分は２Ｔ（Ｔは
交差供給の時間遅延）の周期を有し、出力から完全に消
える、何故なら其自身１８０°離れた位相で加えられる
からである。同様な手法で、期間Ｔの成分は、それ自身
の位相に付加され、この成分からの２倍の出力を発生す
る。従って、該信号処理装置は、該交差供給信号の低周
波数信号分を取り除かなければならない。

【００１１】実質的に全周波数上にモノ成分を有する信
号は、低周波数分を除くだけでは十分でない。従って、
本発明のシステムは、信号がモノのときにイメージング
効果を消す利得制御回路を有する。好適な実施例の該利
得制御は、イメージング効果の総量をユーザが動作させ
得る制御と、入力信号のモノ成分の量に基づく自動的な
制御とを有し、好適には後に低周波数分が除かれる。従
って、本発明に係る利得制御回路は、交差供給パスの利
得の総量を制御するためのステレオ信号検出器回路を有
する。

【００１２】好適な実施例において、交差供給パスは、
低周波数信号分の交差供給を避けるためのハイパスフィ
ルタを有する。それぞれのチャンネルの出力は、反対の
入力信号に加えられた遅延した第１チャンネル入力の合
計であるので、該イメージ制御回路は、高周波数におい
て大きさが増大する出力パワースペクトラムを発生する
ことができる。従って、傾斜フィルタが、他のチャンネ
ルからの交差供給された信号に加わるそれぞれのチャン
ネル入力ラインに含まれ、低周波数でのブーストの所定
の量が、より高い周波数で付加される出力を補償する。
好適な実施例において、入力信号のロウパスフィルタさ
れたバージョンを備える枝ラインが、チャンネル入力ラ
インと交差供給ラインとに加えられ、平坦なネット出力
応答を得る。

【００１３】交差供給される信号の利得がイメージング
効果の量を制御する間、利得調整回路は、ダイレクトパ
ス入力と枝パスとの利得を調整し、平坦な入力スペクト
ラムが与えられたとき出力パワースペクトラムを平坦に
保つ。

【００１４】枝ラインにロウパスフィルタを用いて傾斜
フィルタ応答を得るとき、ダイレクト、枝、及び交差供
給の利得が適正に調整され、動揺が起き得る時に、出力
パワースペクトラムが、ロウパス及びハイパスフィルタ
のカットオフ周波数の近傍を除き平滑化される。この動
揺は幾つかの適用において重大となることがある。後述
するように、ロウパスフィルタとハイパスフィルタとの
カットオフ周波数を同じにすることは、計算的に望まし
い。この適用において、この領域での両フィルタの位相
関係に起因して、カットオフ周波数で０．５dbの下がり
を生じる。

【００１５】この調整しない影響を補償するため、１つ
のアプローチでは、ダイレクトパスに全パスフィルタを
付加する。これは、枝ラインのロウパスフィルタと同じ
遅延応答を有するが、平坦な大きさの応答を備える。第
２のアプローチは、枝パスのロウパスフィルタの後に位
相−イコライザ（全パスフィルタ）を付加し、枝パス位
相リニアのネット応答を構成することにより、同じ量の
遅延を全ての周波数において負わせることである。枝パ
スのネット遅延をダイレクトパスに更に付加する。ほぼ
答に近く、最も簡単である更に別のアプローチは、ダイ
レクトパスに固定の遅延を付加することである。これ
は、枝パス信号の低周波数分の遅延は、一定の遅延に近
似することができるからである。ダイレクトパスと交差
供給パスとの間のネット遅延を等しく保つために、ダイ
レクトパスに付加する一定遅延の総量は、交差供給パス
の遅延にも付加すべきである。

【００１６】この結果、本発明は、スピーカ間の間隔よ
りも狭い心理音響学イメージを備えるステレオチャンネ
ル信号のステレオホニック再生を提供する。該システム
は、スピーカの物理的位置を調整することなしに、チャ
ンネル信号出力の干渉を動揺させることにより、リスナ
ーに対して、プログラム物質を実質的に近い存在である
よう音響的に見せかける。この結果、これは、自動車内
の音響環境には無関係な考慮によって、スピーカの位置
が時として固定される車両の室内で特に有用である。

【００１７】本発明は、また、レフト及びライト信号の
ステレオ分の量に従い交差供給利得の量を制御すること
によるイメージング効果の自動制御を提供する。該シス
テムのパワースペクトラム応答は、好適には、交差供給
の量と無関係に実質的に一定に保たれる。

【００１８】本発明は、添付の図を参照して以下の詳細
な説明を読むことにより明瞭に理解されるであろう。こ
の図では、図中の近似した部材には近似性のある参照符
号を用いている。

【００１９】

【実施例】最初に図１を参照し、示されているステレオ
イメージング処理回路１０は、レフトチャンネル源１６
から信号を受信するレフトチャンネル入力ライン１２
と、同様に、ライトチャンネル源１８から受信するライ
トチャンネル入力ライン１４とから図１に模式的に表さ
れているように成る。勿論、該レフトチャンネル源１６
とライトチャンネル源１８とは、チューナー、プリアン
プ等の１つのステレオホニック再生装置の一部であるこ
とができる。更に、該回路１０は、それぞれスピーカ２
４と２６のようなトランスジューサに接続されたレフト
チャンネル出力ライン２０とライトチャンネル出力ライ
ン２２とを作りだしている。

【００２０】更に、図１を参照し、入力ライン１２は、
伝達関数３０を含む交差供給パス２８に枝分かれしてお
り、これは適切な加算回路３４によりライトチャンネル
ダイレクトパス３２に加えられている。同様に、ライト
チャンネル入力ラインは、伝達関数３８を含む交差供給
パス３６により枝分かれして、これは適切な加算回路４
２で、レフトチャンネル入力ライン１２からのダイレク
トパス４０に付加されている。

【００２１】交差供給伝達関数３０と３８は周波数重み
づけ回路を含んでいる。好適な実施例に採用されている
該伝達関数は、図３Ａ及び３Ｂに示されている。関数の
大きさは、図３Ａに示されているように、所定の周波数
より上で最大で、チャンネル入力の低い周波数信号成分
が実質的に該伝達関数により減じられ、これはこのよう
な信号がモノ成分を有するためである。図３Ｂの急激に
変化している位相応答は、周波数に独立した遅延による
もので、好適には２から１０ミリ秒の間で、これは交差
供給伝達関数の一部である。

【００２２】信号処理の結果をグラフ的に明示したのが
図２Ａ及び図２Ｂである。図２Ａにおいて、プロットラ
イン５０は、レフトチャンネルとライト入力チャンネル
信号のスペクトラムを表している。プロットライン５２
は、レフト及びライトチャンネルの信号強度の合計を指
示している。ライン５４は、それぞれのチャンネル出力
ライン２０と２２の出力信号スペクトラムを明示し、一
方、ライン５６は出力チャンネル２０と２２で伝達され
る信号強度の合計を明示している。平坦で等しい入力ス
ペクトラムのために、出力スペクトラムは平坦で等しい
ことが望まれる。しかしがら、これはライン５４のケー
スでは見られない。出力スペクトラムを平坦にするた
め、出力の低周波数部分はブーストされなければならな
い。傾斜フィルタを、低周波数信号パワー出力を高い周
波数成分と等しいレベルにするようブーストすために用
いることができる。ブーストの効果は、図２Ａの仮想的
なライン５５により示されている。好適には、利得は、
以下詳細に説明するようにネット０db出力で制御され
る。

【００２３】図２Ｂにおいて、レフトチャンネル及びラ
イトチャンネル入力ライン１２、１４の干渉が曲線５８
で明示されている。該曲線５８は、最低の周波数信号成
分が、これらが予め録音された物体で両方のチャンネル
が実質的に等しく再生されるように、実質的にモノであ
ることを明示している。逆に言えば、高い周波数信号成
分は、それらの分離されたステレオイメージを維持す
る。言い換えると、干渉は、高い周波数の信号成分のた
め０に近い値にされる。グラフ軌跡６０は、チャンネル
出力ライン２０、２２で発生される出力信号の動揺して
いる干渉を明示している。このように、イメージング回
路１０での処理の結果、ある周波数でのステレオ分離
は、処理された信号上の範囲の周波数全体にわたって、
０から１の間で変化する。

【００２４】このように、スピーカ２４、２６からの出
力は、広い帯域にわたり多くの周波数において干渉する
が、周波数成分は完全にライト或いはレフトチャンネル
出力に残ることが明示された。この結果、音響再生の音
声イメージは、レフトチャンネルスピーカ２４とライト
チャンネルスピーカ２６との間の物理的間隔よりも狭い
と知覚される。このような特徴は、スピーカが自動車の
搭乗者コンパートメントの最も端に位置しているとき特
に有用である。

【００２５】上述した回路は、所望のステレオイメージ
効果を提供するが、交差供給の枝でのモノ信号の存在
が、加算回路３４、４２で付加される同一の信号の原因
となる。これは、モノ信号成分が、交差供給信号の加え
られたことに起因してそれ自身の遅延されたバージョン
に加えられるため、結果の信号の周波数スペクトラムを
実質的に変える。以前に記述したように、種々の周期の
成分が、時間遅延に関連するその周期に基づき減衰、或
いは、ブーストされる。この結果、プログラム物質の音
声信号に実質的に影響する望まれない周波数干渉の発生
を回避するため制御がなされる。

【００２６】大半の信号の低周波数分は、以前図２Ｂに
示したようにモノであるため、モノ入力は避けることは
できない。また、ステレオ放送の通常の会話で聞かれる
声の成分、又は、特定の音楽の一曲或いは一遍は、モノ
ラルで伝送される。交差供給パスのハイパス応答は、交
差供給されたモノ低周波数分を実質的に阻止する。ハイ
パスフィルタを通過する周波数で信号が著しくモノであ
るとき、回路の改良がイメージ効果の消去（ターンオ
フ）を行うことが望ましい。このスイッチングが、交差
供給される信号のモノ成分の量に応答する交差供給利得
を制御することにより最適になし遂げられる。このよう
に、ステレオ検出器を備える利得制御回路が、図４及び
図５に示される回路構成に明示されている。

【００２７】図４に示すように、イメージング回路１０
０は、枝ラインをチャンネル入力ラインに接続すること
により備えられているそれぞれの伝達関数４４、４６に
傾斜フィルタ５３を有する。レフト枝パス１０２は、ロ
ウパスフィルタの形の伝達関数１０４を有し、この出力
は、ダイレクト入力ライン４０と交差供給パス１３６と
の合計に加えられる。枝ライン１０２の伝達関数１０４
は、交差供給のために用いられるハイパスフィルタの正
確な補完であることができる。これらフィルタは、ロウ
パス及びハイパス関数が効率的な信号処理の方法で同時
に得られるよう、図４に模式的に指示されているよう
な、状態可変フィルタ１０３により提供され得る。同様
に、ライトチャンネル入力ライン１１４は、ダイレクト
ライン１３２とレフトチャンネルからの交差供給パス１
２８との合計へ加えるためのロウパスフィルタの形の伝
達関数１０８を備える枝ライン１０６を有する。

【００２８】加えて、それぞれのチャンネル出力ライン
１２０と１２２で加えられる３つのそれぞれの出力は、
平坦なパワースペクトラム出力を得る出力応答を制御す
るために、関連する利得定数により乗算されなければな
らい。上記の開示のように、交差供給信号の利得がイメ
ージング効果の量を制御する。ダイレクトパス１４０、
１３２、及び枝パス１０２、１０６のそれぞれの利得
は、応答的に制御され、交差供給利得を補償、即ちオフ
セットし、スペクトラムを平坦に保つ。該利得制御は、
図５に関連させて詳細に説明する。

【００２９】状態可変フィルタをロウパス及びハイパス
フィルタを同時に得るために用いることが、同じカット
オフ周波数を有するフィルタを作り出す。ダイレクトハ
イパスへのロウパスフィルタ出力の付加が、訂正利得の
設定と共に、カットオフ周波数の近傍を除いて、所望の
フィルタスペクトル応答を作りだす。カットオフ周波数
の近傍で、ロウパスフィルタとダイレクトパスと位相関
係により、０．５dbのエラーが、図７の６２で示す傾斜
フィルタ応答での所望の傾斜フィルタ応答６６に関連し
て起きる。これが交互に、図６の１１２で示す最終の出
力スペクトラムの応答での０．５dbのエラーになり、こ
れは多くの適用において望ましいものではない。

【００３０】幾つかの好適なアプローチのいずれもが、
このエラーの補償のために採用できる。ダイレクトライ
ン１４０の伝達関数１１０は、伝達関数１０４のロウパ
スフィルタと同じ遅延応答を有する全パスフィルタを構
成することができる。更なるアプローチは、ロウパスフ
ィルタの後の枝ライン１０２に全パスフィルタを含め、
ロウパスの通過位相リニアのネット応答を作り出すこと
である。該位相リニア応答は、全ての周波数が同じ遅延
量を有することを意味する。対応の一定遅延１１０もま
た、ダイレクトパス１４０に付加される。更に、同様な
フィルタを、反対のチャンネルの枝ラインとダイレクト
ラインに用いられる。

【００３１】最も好適なアプローチは、これは自身の簡
略のため選ばれ、パス１４０の定量遅延１１０を負わす
ことより、枝パスのロウパスフィルタの遅延に等しくす
る。定量遅延の利用が、ロウパスフィルタの０からほぼ
コーナの周波数までの周波数が一般的に定量遅延を有す
るという事実によって正当化される。ダイレクトパスの
予め定められた遅延の適切な選択は、出力パワースペク
トラムのリプルを、図６の曲線１１３で示されているプ
ラス、マイナス０．０８dbより低く減じさせることがで
きる。対称的に、伝達関数１１０による何らかの遅延が
ないとすると、出力パワースペクトラムは、図６の曲線
１１２で実証されているようにコーナー周波数で、０．
５dbの減少を有する。勿論、ダイレクトパス１４０に加
えられた定量遅延の総量は、これらパスの間の遅延を加
算回路１２０に加えられるのと等しく保つため、交差供
給パス１３６へ加えなければならない。同様に、ライト
チャンネル処理装置のパスは、レフトチャンネルパスに
対して行ったよう上述したように改変することができ、
完全な開示のために説明を繰り返す必要はないであろ
う。しかし、傾斜フィルタ出力は、図７の６４で示され
ているように調整され、理想的な傾斜フィルタ出力曲線
６６に正確に従う。

【００３２】いま図５を参照し、交差供給利得を自動的
に制御するステレオ検出器を備える好適な利得制御機構
は、２つの有用な関数を提供する。特に、交差供給パス
の利得Ｇは、レフト及びライトのチャンネル入力を通っ
ている信号のステレオ分に応答して自動的に変化するこ
とができる。第２に、イメージング効果は、所望の音声
的（acoustical) 効果を生み出すために、リスナーによ
り所望に変えることができる。図５は、制御信号１６０
で交差供給利得Ｇを発生する本発明に基づく信号処理の
回路の特徴を模式的に表している。更に、該回路は、ダ
イレクトパス１４０及び１３２用の制御信号１５０で補
償利得ＧＡを、また、枝パス１０２及び１０６の制御信
号１５２で補償利得ＧＢを発生し、これは、検出された
ステレオスペクトラムの関数として発生された変化して
いる交差供給利得をオフセットすることにより平坦なパ
ワー出力スペクトラムを維持する。

【００３３】図５のブロック図において、レフトからラ
イトへの交差供給パス１２８からのハイパスフィルタ信
号１４７と、交差供給パス１３６からの同様な信号１４
９とが加算１５１と減算１５３に導かれる。レフトチャ
ンネル信号とライトチャンネル信号との合計と差とが発
生され、それぞれのレベルを決定する包絡−検出がなさ
れる。信号対がモノ（干渉性）ならば、レフト信号レベ
ルはライト信号レベルと等しく、このため検出される差
のレベルは０である。信号がモノでないなら（非干渉
性）、検出される差のレベルは零ではない。従って、検
出される差のレベルは、ステレオ分の量に伴い変化す
る。しかしながら、検出される差のレベルは、レフト及
びライト信号の絶対的なレベルによっても変わる。

【００３４】レフト及びライト信号がステレオ分に独立
してレベル変化する通常のステレオホニック再生を補償
するため、検出された差は標準化される。従って、検出
された差は、１７０で、レフト及びライト信号の検出さ
れた合計で分割され、信号中のステレオ分Ｎの総量を表
す量を提供する。該結果（Ｎと呼ばれる）は、完全に干
渉しているレフト及びライト信号の０から完全に非干渉
のレフト及びライト信号の１までの間で変化する。

【００３５】好適な実施例の基本的なステレオ検出回路
１５４は、付加の利得減縮関数１６４を有する。更に、
絶対値検出器１６５は出力信号を提供し、これは、好適
には１ミリ秒から１００ミリ秒の範囲で、予め定められ
た積分開始時定数と、予め定められた積分減衰時定数と
により、１６６でそれぞれ積分される。これら信号は、
模式的に示す１６７で、差と合計との比率を計算するた
めに必要なサンプル数を減ずるため、同時にデシメイト
（decimate) され、好適には８対１の比率のサンプリン
グレートに減じられる。積分器は信号の帯域幅を狭め、
低いサンプルレートを許容するためデシメートを行うこ
とは適切である。デシメートの実行は、図５に示す次の
処理における計算の負荷をも減ずる。包絡検出器１６５
の動作により、検出された差が検出された合計よりも大
きいとき、検出された合計のレベルが０のときのような
特定の状況下での複雑さを避けるため、デシメートされ
た結果は１６８で予め分割される。

【００３６】イメージング回路のステレオ−依存利得の
付加的な処理セクション１５６は、ステレオの量（１７
０の比率からの値Ｎ出力により最初は表される）が、ユ
ーザ制御１６２により調整可能な感度因数により多重さ
れることを保証する。感度制御は、どれだけ交差供給利
得Ｇがステレオ検出器により影響されるかを制御する。
制御１７４での２の因数は、０から２のネット感度が多
重されることを許容する。更に、感度は、任意の曲線関
数によりまた調整することができる。

【００３７】好適な実施例において、関数１７６は一辺
のリニア曲線を提供し、これは信号のステレオ分の量に
対して信号レベルの変化の比率を変える。曲線回路１７
６からの修正されたステレオ分信号出力は、交差供給利
得の変調からのノイズ、即ち不一致による信号レベルＮ
内の小さな変化を防ぐために、デッドゾーン関数の対象
にされる。調整可能なデッドゾーン回路１７８は、交差
供給利得を表す修正された信号の現在値の回りにデッド
ゾーンを提供し、これにより、回路１５６の利得出力
は、大きな変化が起きたときのみ変化する。関数回路１
７８への入力がデッドゾーンの幅よりも減少、或いは、
増大したなら、利得は自動的に増大、或いは、減少され
る。この結果、ノイズ或いは不一致は、ライト及びレフ
ト出力信号に影響する交差供給利得を変調しない。該デ
ッドゾーン回路１７８は、デッドゾーンの幅を変化させ
る手動式の調整器１８０を有する。

【００３８】更に、制限関数１８２を、交差供給利得の
値を制限するため、或いは、所望ならばイメージング効
果を消すために用いることができる。制限調整器１８４
は、信号が交差供給パス１２８、１３６の利得制御器に
分配される前に、交差供給利得制御信号により強制され
る制限を制御する。更に、補償器１８６は、チャンネル
出力１２０、１２２での平坦なパワー出力を維持するた
め、ダイレクトパス１３２、１４０、同様に枝パス１０
２、１０６の利得制御器に加えられる補償用の利得制御
信号を変える。

【００３９】以上の記述の結果、本発明がステレオホニ
ック再生の間に作りだされるステレオイメージの幅を狭
める信号処理装置を提供することが理解されるであろ
う。この結果、リスナー位置に対して広く離れたスピー
カ位置を有する音響再生システムに典型的に関連する中
央集中（hole-in-the-middle）応答を消去することがで
きる。加えて、自動利得制御が、処理装置へ分配される
ステレオ分の量に応答するイメージング効果の量を自動
的に変える。更に、該回路は、平坦な入力応答を与えた
ときに平坦な出力応答を提供するように構成されてお
り、これは、作り出される音響出力の周波数干渉を避け
る。ステレオ検出器回路は、他のイメージング、或いは
信号関数に適用することもできる。

【００４０】本発明の記述により、添付の特許請求の範
囲により限定された発明の範囲及び精神から離れること
なく、当業者にはこの記述に対する改変が容易であろ
う。例えば、好適な実施例は、車両内の環境下で好適に
採用されるディジタル信号処理装置（ＤＳＰ）に関して
記述された、この装置の処理の能力は、直ちに役立たせ
ることができる。しかしながら、例えば、本発明の回路
を構成するのに、ハードウエアによるアナログ回路等、
他の技術、及び、装置を用い得ることは明白であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサウンドイメージ高揚のための全体の
回路構成を示す模式図である。

【図２】図１に示す回路へ供給される入力チャンネル信
号及び、該回路で発生される出力チャンネル信号を表す
グラフ図である。

【図３】図１に示す回路の交差供給パスで用いられる伝
達関数のグラフ図である。

【図４】図１に示す一般的な回路構成を改変したものの
更に詳細な模式図である。

【図５】図４に示す回路に用いるステレオ検出器回路の
模式図である。

【図６】図４に示す回路で発生される、図２に示される
出力信号の曲線の一部を拡大したグラフ図。

【図７】図４の回路で用いられる傾斜フィルタの出力の
グラフ図である。

【符号の説明】

１０ステレオイメージング処理回路２８交差供給パス３０伝達関数３６交差供給パス３４加算回路３８伝達関数４０ダイレクトパス４２加算回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１対のラウドスピーカに分配
されるステレオホニック信号のステレオイメージを処理
する装置であって：前記少なくとも１対の内の第１スピ
ーカと接続されるレフトチャンネル出力ラインと、前記少なくとも１対の内の第２スピーカと接続されるラ
イトチャンネル出力ラインと、レフトチャンネル入力ラインと、ライトチャンネル入力ラインと、前記レフトチャンネル入力ラインで始まるレフトからラ
イトへの交差供給パスと、前記レフトからライトへの交差供給パスを前記ライト入
力ラインに前記ライトチャンネル出力ラインで加算する
ライト加算器と、前記ライトチャンネル入力ラインで始まるライトからレ
フトへの交差供給パスと、前記ライトからレフトへの交差供給パスを前記レフトチ
ャンネル入力ラインに前記レフトチャンネル出力ライン
で加算するレフト加算器とを有し、前記交差供給パスのそれぞれが、該交差供給パスを通過
するそれぞれの入力信号の位相を反復的に動揺させ、前
記少なくとも１対のラウドスピーカからの出された音響
信号のチャンネル干渉を変化させる伝達関数回路を有す
ることを特徴とする装置。
【請求項２】請求項１の装置において、前記伝達関数
回路が、周波数の予め定められた帯域に沿って継続的に
繰り返される位相反転を負わせるための信号処理装置を
備えることを特徴とする装置。
【請求項３】請求項２の装置において、前記信号処理
装置がハイパスフィルタを備えることを特徴とする装
置。
【請求項４】請求項１の装置において、前記伝達関数
回路が、それぞれの前記交差供給パスから加えられる信
号での遅延を負い、更にそれぞれの前記レフトチャンネ
ル入力ラインを有し、前記ライトチャンネル入力ライン
が各々の交差供給パスに加算される信号を遅延するため
の信号遅延回路を含むことを特徴とする装置。
【請求項５】請求項４の装置において、前記信号遅延
回路が、前記各々の入力ラインの前記信号での予め定め
られた周波数独立遅延を負わす手段を有することを特徴
とする装置。
【請求項６】請求項１の装置であって、更に、前記レ
フトチャンネル出力ラインと前記ライトチャンネル出力
ラインとでの最大出力を制限する利得制御を有すること
を特徴とする装置。
【請求項７】請求項１の装置において、それぞれ、前
記レフトチャンネル入力ラインが、前記レフト加算回路
への低周波数成分をブーストするロウパスフィルタを有
するレフト枝ラインに接続しており、また、前記ライト
チャンネル入力ラインが、前記ライト加算器への低周波
数パワーをブーストするロウパスフィルタを有するライ
ト枝ラインに接続していることを特徴とする装置。
【請求項８】請求項１の装置であって、更に、前記レ
フトチャンネル及びライトチャンネル出力で加算される
それぞれの前記信号を制限する少なくとも１つの利得制
御を有することを特徴とする装置。
【請求項９】請求項８の装置であって、更に、それぞ
れの前記交差供給ラインの第１利得制御器と、それぞれ
の前記入力ラインの第２利得制御器とを有することを特
徴とする装置。
【請求項１０】請求項１の装置において、それぞれの
前記チャンネル入力ラインが、低周波数信号成分のパワ
ー出力をブーストする傾斜フィルタ伝達関数を有するこ
とを特徴とする装置。
【請求項１１】請求項１０の装置において、前記傾斜
フィルタが、前記チャンネル入力ラインと接続し、ロウ
パスフィルタを含み、前記チャンネル入力ラインと各々
の交差供給パスとに加算する枝ラインを有することを特
徴とする装置。
【請求項１２】請求項１１の装置において、前記ロウ
パスフィルタが、前記信号遅延の継続期間が周波数で変
化する前記枝ラインの信号遅延を導き、そして、前記チ
ャンネル入力ラインが、該傾斜フィルタ応答を修正する
ための前記信号遅延に相当する時間遅延応答を備える全
パスフィルタを有することを特徴とする装置。
【請求項１３】請求項１１の装置において、前記ロウ
パスフィルタが、前記信号遅延の継続期間が周波数で変
化する前記枝ラインの信号遅延を導き、そして、前記枝
ラインが、該枝ラインの周波数独立遅延を得る該枝信号
の位相を等しくするための全パスフィルタを有し、そし
て更に、前記枝ラインの遅延に相当する量のチャンネル
入力信号を遅延する枝ラインの下側の前記チャンネル入
力ラインでの周波数独立遅延を有することを特徴とする
装置。
【請求項１４】請求項１の装置において、前記ロウパ
スフィルタが、前記信号遅延の継続期間が周波数で変化
する前記枝ラインの信号遅延を導き、更に、ダイレクト
入力信号の一定遅延を負わす前記チャンネル入力ライン
の信号遅延回路を有することを特徴とする装置。
【請求項１５】請求項１４の装置であって、更に、前
記チャンネル出力ラインで加算される信号の位相をコー
ディネートするために、前記チャンネル出力ラインで前
記チャンネル入力ラインを加算するそれぞれの交差供給
パスでの信号遅延回路を有することを特徴とする装置。
【請求項１６】請求項６の装置において、前記利得制
御が、前記チャンネル出力ラインで加算される信号が加
えられる交差供給利得を制御するステレオ検出器を有す
ることを特徴とする装置。
【請求項１７】請求項６の装置において、前記利得制
御が、前記レフト及びライトチャンネル入力ライン間の
ステレオ分離のレベルに応答して利得を自動的に調整す
る手段を有することを特徴とする装置。
【請求項１８】請求項１７の装置において、利得を自
動的に調整する前記手段が、ステレオ分離の少なくとも
１つの予め定められた範囲にわたって利得を比例的に調
整する手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項１９】請求項６の装置において、前記利得制
御が、前記チャンネル出力で加算される前記信号の利得
を手動で調整する手段を有することを特徴とする装置。
【請求項２０】請求項７の装置であって、更に、前記
レフトチャンネル及びライトチャンネルの出力で加算さ
れるそれぞれの前記信号を制限するための少なくとも１
つの利得制御を含むことを特徴とする装置。
【請求項２１】請求項２０の装置において、前記利得
制御が、前記レフト及びライトチャンネル入力ライン間
のステレオ分離のレベルに応答する利得を自動機に調整
する手段を有することを特徴とする装置。
【請求項２２】請求項２１の装置において、前記利得
制御が、それぞれの交差供給パスの交差供給利得を調整
する手段を有することを特徴とする装置。
【請求項２３】請求項２２の装置において、それぞれ
の前記レフト及びライト入力ラインが、【数１】に対応する前記各々の加算器で加算される入力信号の利
得を調整する手段を有し、Ｇは交差供給パスの交差供給
利得であることを特徴とする装置。
【請求項２４】請求項２３の装置において、それぞれ
の前記レフト及びライト枝ラインが、【数２】に対応する前記各々の加算器で加算される枝ライン信号
の利得を調整する手段を有し、Ｇは交差供給パスの交差
供給利得であることを特徴とする装置。
【請求項２５】少なくとも１対のラウドスピーカへの
ステレオホニック信号を送信する装置であって：レフト
チャンネル入力ラインと、ライトチャンネル入力ラインと、前記レフトチャンネル入力ラインに接続され、レフトロ
ウパスフィルタを含むレフト枝ラインと、前記ライトチャンネル入力ラインに接続され、ライトロ
ウパスフィルタを含むライト枝ラインと、前記レフトチャンネル入力ラインに接続され、前記レフ
トロウパスフィルタの出力に加算されるレフトダイレク
トラインと、前記ライトチャンネル入力ラインに接続され、前記ライ
トロウパスフィルタの出力に加算されるライトダイレク
トラインと、前記レフトチャンネル入力ラインに接続され、レフトハ
イパスフィルタと加算された信号の合計の周波数重み付
けのための手段とを含む前記ライトダイレクトラインに
加算されるレフトからライトへの交差供給パスと、前記ライトチャンネル入力ラインに接続され、ライトハ
イパスフィルタと加算された信号の合計の周波数重み付
けのための手段とを含む前記レフトダイレクトラインに
加算されるライトからレフトへの交差供給パスとを有
し、前記スピーカが、前記スピーカの物理的距離よりも狭い
前記スピーカ間の知覚される音響距離を模造する音響信
号を出すことを特徴とする装置。
【請求項２６】分離されたレフトチャンネル信号とラ
イトチャンネル音響再生信号とで、物理的に離れて置か
れた少なくとも２つのスピーカを有するステレオ音響再
生システムにおいて、少なくとも２つのスピーカの内の一方へ、前記レフトチ
ャンネル出力信号とライトチャンネル出力信号の内の１
つを、そして、少なくとも２つのスピーカの内の前記他
方へ、前記信号の他方を分配する手段と、前記１つのチャンネル出力信号の周波数の重み付けした
部分を前記他方のスピーカへ交差供給し、前記他方のチ
ャンネル出力信号の少なくとも一部を前記一方のスピー
カに交差供給することにより、前記少なくとも２つのス
ピーカ間の心理音響学的に知覚される距離を狭める手段
とを有することを特徴とするステレオ音響再生システ
ム。
【請求項２７】２つのチャンネル入力ラインのための
ステレオ検出器回路であって：レフトからライト及びラ
イトからレフトへの伝達のための第１及び第２交差供給
パスと、それぞれ、合計と差との信号を発生するために、前記交
差供給パスと反対のチャンネル入力ラインとの正と負の
合計を算出するための第１及び第２加算機と、差の信号と合計の信号との比率を発生する手段とを有す
ることを特徴とするステレオ検出器回路。
【請求項２８】請求項２７のステレオ検出器回路であ
って、更に、前記合計と差との信号のそれぞれのレベル
を等しく減数するための信号減数乗算器を有することを
特徴とするステレオ検出器回路。
【請求項２９】請求項２８のステレオ検出器回路にお
いて、前記信号減数乗算器が、合計と差の信号のそれぞ
れを半分にすることを特徴とするステレオ検出器回路。
【請求項３０】請求項２７のステレオ検出器回路であ
って、更に、前記合計と差の信号の絶対値を表すための
大きさの検出器を含むレベル検出器手段と、前記合計と
差の信号の、予め定められた開始及び予め定められた遅
延時定数で、該絶対値を積分するための積分器とを有す
ることを特徴とするステレオ検出器回路。
【請求項３１】請求項３０のステレオ検出器回路であ
って、前記比率を発生する手段が、積分された差の信号
と、積分された合計の信号との比率を発生する手段を含
むことを特徴とするステレオ検出器回路。