JPH0722878A - 拡声装置 - Google Patents

拡声装置

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JPH0722878A
JPH0722878A JP5160536A JP16053693A JPH0722878A JP H0722878 A JPH0722878 A JP H0722878A JP 5160536 A JP5160536 A JP 5160536A JP 16053693 A JP16053693 A JP 16053693A JP H0722878 A JPH0722878 A JP H0722878A
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明久 川村
Masaharu Matsumoto
正治 松本
Hiroko Numazu
浩子 沼津
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、明瞭度よく再生したい場所を入力
し、複数のスピーカの遅延時間とレベルを調整すること
により、目標位置に焦点をあてることにより、明瞭度よ
く再生する拡声装置を提供する。 【構成】 再生場所の音を収音するマイクロホン1の出
力信号は、A/D変換器4でディジタル信号に変換さ
れ、一方、再生位置入力手段7で入力された再生位置に
焦点を合わせるように各信号処理手段に設定する遅延時
間とレベルとを演算手段6で計算し、計算された遅延時
間とレベルをもとに信号処理手段8a〜8eで信号処理
を行った結果をD/A変換器によりディジタル信号をア
ナログに変換し、増幅器2a〜2eで増幅した後スピー
カ3a〜3eで目標位置で明瞭度よく再生される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、任意の位置において明
瞭度よく再生し、または任意の位置での音圧レベルを小
さく再生する拡声装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、拡声装置は再生場所の複雑な音響
的条件に対応して、どの位置においても明瞭に再生音を
聴取できること、また場合によっては不必要な個所に対
しては再生音のレベルを下げることによって、総合的な
拡声品位を保つように検討されている。
【0003】以下、従来例の拡声装置について図面を参
照しながら説明する。図6は従来例の代表的な拡声装置
を示すブロック図である。図において場内の演奏や音声
を収音するマイクロホン1の出力は、複数の増幅器2a
〜2eに入力されて増幅され、その出力は各々の増幅器
に接続されたスピーカ3a〜3eより拡声出力されるよ
うに接続されている。
【0004】以上のように構成された従来例の拡声装置
において、以下その動作を説明する。通常、音を再生す
る場合は、マイクロホン1で収音した音を増幅器2a〜
2eで増幅し、複数のスピーカ3a〜3eのそれぞれの
中心軸を再生したい場所の方向に向け、各スピーカの指
向性の範囲内では明瞭度のよい再生を行っている。ま
た、ある範囲のみに再生したい場合は、指向性の鋭いス
ピーカを複数個天井につけ、目的の範囲に指向性のある
スピーカのみを動作させるという方法を取っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構成では、再生範囲がスピーカの指向性に
依存するため、スピーカの指向性をかなり鋭くしない
と、ある狭い範囲で明瞭度よく再生するのは難しく、ま
たある狭い範囲だけ音圧レベルを小さく再生するという
ことができないという問題点があった。
【0006】本発明は、上記従来例の問題点を改善する
ためのもので、複数のスピーカを用い、任意の狭い範囲
で明瞭度よく再生したり、逆に音圧レベルを低く再生す
ることが可能な拡声装置の提供を目的とするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の拡声装置は、上
記目的を達成するために、その請求項1に対応する構成
は、再生場所の音を収音するマイクロホンと、入力信号
をディジタル信号に変換するA/D変換器と、再生位置
を入力する再生位置入力手段と、再生位置に焦点を合わ
せるような信号処理を行う複数の信号処理手段と、この
各信号処理手段に設定する遅延時間とレベルとを計算す
る演算手段と、信号処理手段の出力のディジタル信号を
アナログ信号に変換する複数のD/A変換器と、D/A
変換器の出力を増幅する複数の増幅器と、この増幅器の
出力を再生する複数のスピーカとを有している。
【0008】また、その請求項2に対応する構成は、請
求項1の構成において音を明瞭度よく再生したい場所を
入力する再生位置入力手段に代わる音圧レベルを小さく
したい位置を入力する再生位置入力手段と、入力位置に
応じ信号処理によりその位置の音圧レベルを小さくする
ためのフィルタ係数を記憶しておくフィルタ係数記憶手
段と、演算手段に代えて前記フィルタ係数記憶手段から
の入力位置に応じフィルタ係数を選択して複数の信号処
理手段に設定する制御手段とを有している。
【0009】また、その請求項3に対応する構成は、再
生場所の音を収音する複数のマイクロホンと、この複数
のマイクロホンからの信号をディジタル信号に変換する
複数のA/D変換器と、出力信号を周波数分析する周波
数分析手段と、周波数分析された信号をもとに音源位置
を求め、音源位置と各マイクロホン間の到達時間とレベ
ルとを一定とするように補正すべき遅延時間とレベルと
を演算する演算手段と、演算手段により求められた音源
位置の音をS/Nよく収音するための遅延時間とレベル
をもとに信号処理を行う複数の信号処理手段とを有して
いる。
【0010】
【作用】本発明は上記請求項1に対応する構成において
マイクロホンの出力信号をA/D変換器でディジタル信
号に変換して、それを信号処理手段で処理する際に、再
生位置入力手段で入力された明瞭度よく再生したい位置
に対して、複数のスピーカからの出力が焦点を合わせる
ように各スピーカからの遅延時間とレベルを演算手段で
計算して信号処理手段に加えるので、信号処理手段の出
力を増幅器で増幅して各スピーカから再生すれば、再生
位置入力手段で入力した位置に音が同時に焦点を合わせ
たように集中するように作用することとなる。
【0011】また、上記請求項2に対応する構成におい
ては、再生位置入力手段で入力した、音圧レベルを小さ
くしたい位置に対応する、フィルタ係数記憶手段のフィ
ルタ係数を選択し、求められた逆特性を信号処理手段に
与え、これによって計算された信号処理手段の出力をD
/A変換器でアナログ信号化し、増幅器で増幅して各ス
ピーカから再生すれば、再生位置入力手段で入力された
位置において音圧が小さくなるように作用することとな
る。
【0012】また、上記請求項3に対応する構成におい
ては、複数のマイクロホンの出力を複数のA/D変換器
で変換した後、周波数分析手段で周波数分析を行い、そ
の出力を演算手段で音源位置を計算し、この結果を信号
処理手段に与えて、音源から各マイクロホンまでの到着
時間とレベルの差を補正するよう作用することとなる。
【0013】
【実施例】以下、請求項1記載の発明に対応する第1の
実施例の拡声装置について図面を参照しながら説明す
る。図1は本発明の第1の実施例の拡声装置のブロック
図である。図1において再生場所の音を収音するマイク
ロホン1で収音した音はアナログ電気信号で出力され、
これをA/D変換器4でディジタル信号に変換され、信
号処理手段8a〜8eに入力され、信号処理手段8a〜
8eの出力は、それぞれD/A変換器5a〜5eに入力
され、アナログ信号に変換され、その出力は、それぞれ
増幅器2a〜2eで増幅されて再生用のスピーカ3a〜
3eで再生される。一方、明瞭度よく再生したい位置を
入力する再生位置入力手段7で入力された位置にスピー
カ出力の焦点を合わせるために各スピーカからの遅延時
間とレベルを計算する演算手段6の出力は信号処理手段
8a〜8eにおいてA/D変換器4からの信号に演算手
段6で求められた遅延時間とレベルとの信号処理を施す
ように構成されている。なお、従来の実施例と同じ構成
要素には同一符号を付している。
【0014】以上のように構成された本実施例の拡声装
置について、以下その動作を説明する。マイクロホン1
から拡声すべき音が収音され、A/D変換器4でディジ
タル信号に変換された出力は信号処理手段8a〜8eに
加えられる。一方、再生位置入力手段7により、明瞭度
よく再生したい位置を入力する。演算手段6では、再生
位置入力手段7に入力された位置をもとに、各スピーカ
3a〜3eの位置と比較し、入力位置への各スピーカ3
a〜3eからの音の到達時間が一定になるよう(数1)
に従い遅延時間を求める。
【0015】
【数1】
【0016】また、各スピーカからの音圧レベルも等し
くなるよう距離減衰や指向性を考慮してレベルを計算す
る。
【0017】図2に本実施例のスピーカ3a〜3eと再
生位置入力手段で入力された再生目標位置Aとの関係の
図を示す。
【0018】演算手段6で求められた遅延時間とレベル
とは信号処理手段8a〜8eに設定され、A/D変換器
4からの信号に信号処理を施される。信号処理手段8a
〜8eから出力された信号は、D/A変換器5a〜5e
でアナログ信号に変換され、増幅器2a〜2eで増幅さ
れ、スピーカ3a〜3eで再生され、目的とする再生目
標位置Aで焦点を合わすように明瞭度よく再生すること
が可能となる。
【0019】以上のように、再生位置入力手段7で明瞭
度よく拡声したい位置を入力し、演算手段6で信号処理
手段8a〜8eに設定する遅延時間とレベルとを演算
し、信号処理を施し複数のスピーカ3a〜3eで再生す
ることにより、目標位置Aで明瞭度よく拡声することが
可能である。
【0020】つぎに請求項2の発明に対応する第2の実
施例について図面を参照しながら説明する。
【0021】図3は本実施例の拡声装置のブロック図で
ある。図3で9はあらかじめ測定した各スピーカ3a〜
3eと各再生位置での信号処理手段8a〜8eに設定す
るフィルタ係数を記憶するフィルタ係数記憶手段、15
はフィルタ係数記憶手段9から再生位置入力手段7で入
力された位置に応じてフィルタ係数を選択し信号処理手
段8a〜8eに設定する制御手段である。そのほかの構
成は第1の実施例の拡声装置と同じであり、同一機能の
構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略す
る。
【0022】以上のように構成された本実施例の拡声装
置について、以下その動作を説明する。まず、再生位置
入力手段7により再生レベルを小さくしたい位置を入力
する。制御手段15では、入力された位置に応じ、あら
かじめフィルタ係数記憶手段9に記憶されている、信号
処理手段8a〜8eにより入力された位置の音圧レベル
を小さくするようなフィルタ係数を選択する。
【0023】フィルタ係数記憶手段に記憶されているフ
ィルタ係数は、あらかじめ測定し計算された、音圧を最
小にすべき位置と各スピーカ3a〜3e間の伝達関数を
もとに、(数2)に従って計算した値である。
【0024】
【数2】
【0025】求められた逆特性を信号処理手段8a〜8
eに設定し演算し、複数のスピーカ3a〜3eから再生
することにより、入力位置の音圧レベルを小さくするこ
とが可能である。
【0026】以上のように目標位置と各スピーカ間の伝
達関数をもとに目標位置での音圧レベルを小さくするフ
ィルタ係数を設定し、信号処理手段8a〜8eにより入
力信号と畳み込み演算を行い、複数のスピーカから再生
することにより、目標とする位置での音圧レベルを小さ
くすることが可能である。
【0027】なお、本実施例のスピーカ数は、多いほう
が、より目標位置で音圧レベルを小さくする効果が期待
できる。
【0028】また、スピーカ配置として目標位置をスピ
ーカが取り囲むような配置が効果が大きい。
【0029】つぎに、請求項3の発明に対応する第3の
実施例について図面を参照しながら説明する。
【0030】図4は本実施例の拡声装置のブロック図で
ある。1a〜1eはマイクロホン、4a〜4eはA/D
変換器、8a〜8eは第1の信号処理手段、11a〜1
1eは第2の信号処理手段、12a〜12eはA/D変
換器4a〜4eからの信号を周波数分析する周波数分析
手段、13は周波数分析手段12a〜12eからの信号
をもとに音源位置を求め、その位置の音を明瞭に収音す
るための各マイクロホン1a〜1eと音源位置の遅延時
間とレベルを計算し、第2の信号処理手段11a〜11
eに遅延時間とレベルを設定する第2の演算手段であ
る。
【0031】そのほかの構成は第1の実施例の拡声装置
と同じ構成であり、同一の機能の構成要素には同一符号
を付して、その詳細な説明を省略する。
【0032】以上のように構成された本実施例の拡声装
置について、以下その動作を説明する。図5は、第2の
演算手段13の演算内容の説明図である。
【0033】まず、収音すべき音がある状態で、マイク
ロホン1a〜1eにより収音され、A/D変換器4a〜
4eでA/D変換された信号は、周波数分析手段12a
〜12eにより周波数分析される。第2の演算手段13
では周波数分析された信号をもとに、まず、音源位置を
計算する。
【0034】
【数3】
【0035】音源位置は(数3)に従い、複数の点ごと
にスキャンしながら、音圧レベルの最も大きくなる点を
探す。音源位置が求められると、各マイクロホン1a〜
1eと音源位置との間の距離を計算し、音源位置とマイ
クロホン1a〜1e間の到達時間とレベルが等しくなる
よう補正する遅延時間とレベルとを計算する。
【0036】求められた遅延時間とレベルとは、第2の
信号処理手段11a〜11eに設定され、各マイクロホ
ン1a〜1eからの信号に遅延とレベルの信号処理を施
され、第1の信号処理手段8a〜8eに入力される。第
1の信号処理手段8a〜8eでは、実施例1または実施
例2に説明された処理が行われ、D/A変換器5a〜5
e、増幅器2a〜2eを通って複数のスピーカ3a〜3
eから再生される。
【0037】以上のように、複数のマイクロホン1a〜
1eで収音した音を用い、第2の演算手段13で音源位
置に焦点をあてるために第2の信号処理手段11a〜1
1eに設定する遅延時間とレベルとを求め、第2の信号
処理手段11a〜11eで各マイクロホンからの信号に
遅延処理とレベル調整とを行うことにより音源位置の音
を複数のマイクロホンによってS/Nよく収音すること
が可能となる。
【0038】なお、本実施例では、音源位置を第2の演
算手段13を用いて計算により求めたが、音源位置がわ
かっている場合は手動により入力してもよい。
【0039】また、本実施例では、スピーカ数を増やす
ことによりさらに効果をあげることが可能である。
【0040】さらに本実施例において第1の演算手段と
第2の演算手段とを一つの演算手段で行ってもよい。
【0041】
【発明の効果】本発明は、複数のスピーカと各スピーカ
の再生出力の遅延時間とレベルとを制御する信号処理を
行うことにより、目標とする位置に焦点をあて、目標位
置で明瞭感のある再生を行い、または目標位置での音圧
レベルを下げることが可能となる。また複数のマイクロ
ホンと、そのマイクロホン出力の周波数分析を行う手段
と、周波数分析を行う手段の出力をもとに音源位置と各
マイクロホンまでの到達時間とレベルを求める演算手段
により、信号処理手段を介して複数マイクロホンからの
入力を補正してS/N比を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1に対応する第1の実施例の拡
声装置のブロック図
【図2】同じくそのスピーカと目標位置との関係を示す
説明図
【図3】本発明の請求項2に対応する第2の実施例の拡
声装置のブロック図
【図4】本発明の請求項3に対応する第3の実施例の拡
声装置のブロック図
【図5】同じくその演算手段の演算方法の説明図
【図6】従来例のハウリング抑制装置のブロック図
【符号の説明】 1 マイクロホン 2a〜2e 増幅器 3a〜3e スピーカ 4,4a〜4e A/D変換器 5a〜5e D/A変換器 6 演算手段 7 再生位置入力手段 8a〜8e 信号処理手段 9 フィルタ係数記憶手段 11a〜11e 信号処理手段 12a〜12e 周波数分析手段 13 演算手段 15 制御手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 再生場所の音を収音するマイクロホン
    と、入力信号をディジタル信号に変換するA/D変換器
    と、音を明瞭度よく再生したい場所を入力する再生位置
    入力手段と、再生場所に焦点を合わせるような信号処理
    を行う複数の信号処理手段と、前記信号処理手段に設定
    する値を演算する演算手段と、前記信号処理手段からの
    出力をアナログ信号に変換する複数のD/A変換器と、
    前記D/A変換器の出力信号を増幅する複数の増幅器
    と、前記増幅器の出力信号を再生する複数のスピーカと
    を有する拡声装置。
  2. 【請求項2】 音を明瞭度よく再生したい場所を入力す
    る再生位置入力手段に代わる音圧レベルを小さくしたい
    位置を入力する再生位置入力手段と、入力位置に応じ信
    号処理によりその位置の音圧レベルを小さくするための
    フィルタ係数を記憶しておくフィルタ係数記憶手段と、
    演算手段に代えて前記フィルタ係数記憶手段からの入力
    位置に応じフィルタ係数を選択して複数の信号処理手段
    に設定する制御手段とを有する請求項1記載の拡声装
    置。
  3. 【請求項3】 再生場所の音を収音する複数のマイクロ
    ホンと、前記複数のマイクロホンからの信号をディジタ
    ル信号に変換する複数のA/D変換器と、出力信号を周
    波数分析する周波数分析手段と、前記周波数分析された
    信号をもとに音源位置を求め、音源位置と各マイクロホ
    ン間の到達時間とレベルとを一定とするように補正すべ
    き遅延時間とレベルとを演算する演算手段と、前記演算
    手段により求められた音源位置の音をS/Nよく収音す
    るための遅延時間とレベルをもとに信号処理を行う複数
    の信号処理手段とを有する拡声装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7139402B2 (en) 2001-07-30 2006-11-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sound reproduction device
JP2006319448A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Yamaha Corp 拡声システム
JP2008245203A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Yamaha Corp 拡声装置、拡声装置の遅延時間決定方法および拡声装置のフィルタ係数決定方法
WO2021193146A1 (ja) * 2020-03-27 2021-09-30 ソニーグループ株式会社 情報処理装置および方法、並びにプログラム

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