JPH08191225A - Sound field reproducing device - Google Patents

Sound field reproducing device

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Publication number
JPH08191225A
JPH08191225A JP7018576A JP1857695A JPH08191225A JP H08191225 A JPH08191225 A JP H08191225A JP 7018576 A JP7018576 A JP 7018576A JP 1857695 A JP1857695 A JP 1857695A JP H08191225 A JPH08191225 A JP H08191225A
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JP
Japan
Prior art keywords
sound
signal
listener
input
sound image
Prior art date
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Pending
Application number
JP7018576A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masako Ogawa
理子 小川
Tadashi Tamura
忠司 田村
Takashi Katayama
崇 片山
Akihisa Kawamura
明久 川村
Masaharu Matsumoto
正治 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP7018576A priority Critical patent/JPH08191225A/en
Publication of JPH08191225A publication Critical patent/JPH08191225A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Stereophonic System (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

PURPOSE: To attain natural senses of sound image positioning, distance and expansion in all directions by the use of a headphone or an innerphone. CONSTITUTION: A sound signal from a signal input means 1 is applied to an A/D converter 2, which converts the sound signal into a digital signal at a sampling frequency fs. At the time of inputting the digital signal, a signal processing means 3 executes operation for sound image positioning by the use of an FIR filter. In this case, a convolution coefficient is over-sampled and a tap position for multiplying the convolution coefficient is finely controlled in accordance with a distance difference between both ears of a listener. Thus the convolution coefficient is controlled in accordance with the shape and size of the head part of the listener and positional relation between the listener and a sound image. Thus the operated sound signal is applied to D/A converters 4a, 4b and D/A converted signals are outputted from speakers 6a, 6b of a headphone through amplifiers 5a, 5b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、AV(オーディオ・ビ
ジュアル)機器において、任意の受聴者に対して自然な
定位感、臨場感のある音響再生を行うために、個人の両
耳間隔、頭部形状を考慮した音場再生装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AV (audio / visual) device, in order to reproduce sound with a natural localization and presence for an arbitrary listener, in order to reduce the distance between individual ears and the head. The present invention relates to a sound field reproducing device that takes the shape of a part into consideration.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、映像・音響を中心としたマルチメ
ディア分野においては、映像の3次元コンピュータグラ
フィック化に伴い、3次元の立体的な音響再生に対応す
るハ−ドウェアの開発が望まれている。また、TVやパ
ソコンなどを対象とした家庭用ゲーム機のようなインタ
ラクティブな機器が普及しつつある。これに対応すべく
2チャンネルステレオスピーカのみならず、イヤースピ
ーカ、ヘッドホン、インナホンを用いた音場再生におい
て、音の定位感、距離感、広がり感をインタラクティブ
に制御する開発も行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of multimedia centering on video and audio, it has been desired to develop hardware that can reproduce three-dimensional stereophonic sound in association with the three-dimensional computer graphics of video. There is. In addition, interactive devices such as home-use game machines for TVs and personal computers are becoming popular. In order to deal with this, in the sound field reproduction using not only a two-channel stereo speaker but also an ear speaker, headphones, and an inner phone, development is underway to interactively control the localization, distance, and expanse of sound.

【0003】図11は、スピーカを用いた従来の音場再
生装置の一例を示すブロック図である。同図において、
信号入力手段101はオーディオ信号を入力する入力手
段であって、その出力はフィルタ102を介してアンプ
103a、103bに与えられる。フィルタ102は2
チャンネル信号の周波数特性、音量、時間遅延を制御す
るものであり、音像位置入力手段104により制御され
る。音像位置入力手段104は受聴者の音の定位感を制
御するために音像位置を入力する手段である。アンプ1
03a、103bで増幅された音声信号はスピーカ10
5a、105bに与えられる。
FIG. 11 is a block diagram showing an example of a conventional sound field reproducing apparatus using a speaker. In the figure,
The signal input means 101 is an input means for inputting an audio signal, and its output is given to the amplifiers 103 a and 103 b via the filter 102. Filter 102 is 2
It controls the frequency characteristics, volume, and time delay of the channel signal, and is controlled by the sound image position input means 104. The sound image position input means 104 is means for inputting the sound image position in order to control the listener's sense of localization of the sound. Amplifier 1
The audio signal amplified by 03a and 103b is the speaker 10
5a, 105b.

【0004】このように構成された従来の音場再生装置
の動作について説明する。信号入力手段101により入
力された音声信号は、音像位置入力手段104で入力さ
れた音現の位置に応じた周波数特性、音量、時間遅延で
スピーカ105a、105bから音声を再生するようフ
ィルタ102を制御する。右耳より左耳の方が時間遅延
が大きく、中高域の周波数特性で音圧レベルが低くなる
と、一般に、音像が右方にあると感じる。フィルタ10
2はこのような制御を行い、受聴者の音像定位感を制御
する。フィルタ102により制御された信号はアンプ1
03a、103bにより増幅され、スピーカ105a、
105bにより再生される。このような信号処理を行う
ことにより、音の定位感を制御することができる。
The operation of the conventional sound field reproducing apparatus having such a configuration will be described. The audio signal input by the signal input unit 101 controls the filter 102 to reproduce the audio from the speakers 105a and 105b with the frequency characteristic, volume, and time delay according to the position of the sound input input by the sound image position input unit 104. To do. When the left ear has a longer time delay than the right ear and the sound pressure level is low due to the frequency characteristics in the middle and high frequencies, it is generally felt that the sound image is on the right side. Filter 10
2 performs such control to control the listener's sense of sound image localization. The signal controlled by the filter 102 is the amplifier 1
Amplified by 03a, 103b, speaker 105a,
It is reproduced by 105b. By performing such signal processing, it is possible to control the sound localization.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、再生音を聴いても、受聴者の頭部、耳部
の形状の相違による微妙な特性の変化を制御することは
困難であった。特にヘッドホンや外耳道に挿入されたイ
ンナホンの場合は、音像における前方の頭外感、定位
感、距離感を実現することができなかった。
However, with the above configuration, it is difficult to control a subtle change in characteristics due to a difference in the shape of the listener's head and ear even when listening to the reproduced sound. It was In particular, in the case of headphones or an inner phone inserted into the ear canal, it was not possible to realize the forward out-of-head feeling, localization feeling and distance feeling in the sound image.

【0006】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、任意の受聴者に対して、あら
ゆる方向の自然な音像定位感、距離感が得られるよう
な、音場再生装置を提供することを目的とするものであ
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and a sound which gives a natural sound image localization feeling and distance feeling in all directions to any listener is obtained. It is intended to provide a field reproducing device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は入力音声信号を
デジタル信号に変換するA/D変換器と、A/D変換器
により変換されたデジタル信号が入力され、受聴者の頭
部形状や大きさ、受聴者と音像の位置及び距離に応じた
音響信号となるように信号処理を行う信号処理手段と、
受聴者の頭部形状や大きさ、及び受聴者と音像の位置を
入力する入力手段と、入力手段により入力された内容に
応じた音響特性が得られるようにパラメータを設定し、
信号処理手段にパラメータを与えるパラメータ制御手段
と、信号処理手段から出力される信号をアナログ信号に
変換するD/A変換器と、D/A変換器の出力を増幅す
るアンプと、アンプの出力を音響変換する左右の音響変
換器と、を具備する音場再生装置であって、信号処理手
段は、入力手段により入力された受聴者と音像の位置関
係に応じて、畳込み演算により音像を定位させる音像定
位手段と、音像定位手段を介してパラメータ制御手段か
ら基準の畳込み係数をパラメータとして入力し、これら
のパラメータを時系列の離散化信号に変換し、A/D変
換器のサンプリング周波数以上の値でパラメータをオー
バーサンプルするオーバーサンプル手段と、オーバーサ
ンプル手段で処理されたパラメータに対して、所定の周
波数特性以下の成分を通過させるフィルタ手段と、フィ
ルタ手段から出力されるパラメータを、オーバーサンプ
ル手段のサンプリング周波数以下の値でダウンサンプル
し、得られた時系列の信号を夫々の畳込み係数に並列変
換し、その値を補正された畳込み係数として音像定位手
段に与えるダウンサンプル手段と、を有することを特徴
とするものである。
According to the present invention, an A / D converter for converting an input voice signal into a digital signal and a digital signal converted by the A / D converter are input, and the head shape of a listener or Signal processing means for performing signal processing so as to obtain an acoustic signal according to the size, the position and distance between the listener and the sound image,
Input means for inputting the shape and size of the listener's head, and the position of the listener and the sound image, and setting the parameters so that the acoustic characteristics according to the contents input by the input means are obtained,
A parameter control means for giving a parameter to the signal processing means, a D / A converter for converting the signal output from the signal processing means into an analog signal, an amplifier for amplifying the output of the D / A converter, and an output of the amplifier are provided. A sound field reproducing device comprising left and right acoustic transducers for performing acoustic conversion, wherein the signal processing means localizes a sound image by convolution calculation according to the positional relationship between the listener and the sound image input by the input means. The sound image localization means for inputting and the reference convolution coefficient as parameters from the parameter control means via the sound image localization means, these parameters are converted into time-series discretized signals, and the sampling frequency of the A / D converter or higher. Oversampling means for oversampling the parameter with the value of And a parameter output from the filter means are down-sampled with a value equal to or lower than the sampling frequency of the over-sampling means, and the obtained time-series signals are parallel-converted into respective convolution coefficients, and the value thereof is obtained. Down-sampling means for giving to the sound image localization means as a corrected convolution coefficient.

【0008】[0008]

【作用】このような特徴を有する本発明によれば、入力
手段によって受聴者の頭部形状や大きさ、受聴者と音像
の位置や距離を入力設定する。音声信号が信号入力手段
を介して入力されると、A/D変換器によりデジタル信
号に変換され、信号処理手段に入力される。パラメータ
制御手段には、入力手段によって設定された内容に応じ
た音響特性が得られるようにパラメータを選択する。そ
して制定条件に合致するパメータを畳込み係数として信
号処理手段に与える。信号処理回路で演算された信号は
D/A変換器によってアナログ信号に変換され、アンプ
を介して音響変換器より音が出力される。
According to the present invention having such features, the head shape and size of the listener and the position and distance between the listener and the sound image are input and set by the input means. When an audio signal is input via the signal input means, it is converted into a digital signal by the A / D converter and input to the signal processing means. The parameter control unit selects a parameter so that the acoustic characteristic according to the content set by the input unit can be obtained. Then, a parameter that matches the established condition is given to the signal processing means as a convolution coefficient. The signal calculated by the signal processing circuit is converted into an analog signal by the D / A converter, and the sound is output from the acoustic converter via the amplifier.

【0009】特に信号処理手段では、入力手段により入
力された受聴者の頭部形状や大きさ、受聴者と音像の位
置関係に応じて音像定位させ、その出力をオーバーサン
プルし、所定の周波数特性でフィルタリングしたのち、
元のサンプリング周波数に近い値でダウンサンプルして
音響信号を出力するようにしている。このとき、任意の
受聴者の微妙な両耳間隔差を出力信号に反映させるため
に、必要なサンプリング周波数でオーバーサンプルす
る。また、オーバーサンプリングされた信号がフィル手
段に与えられると、A/D変換器のサンプリング周波数
の1/2以下の成分のものが通過する。こうするとダウ
ンサンプリング手段でダウンサンプルされる際の歪は少
なくなる。このように処理すると任意の受聴者に対して
微妙な両耳間隔差に対応し、あらゆる方向に対して自然
な音像定位と音場再生が得られる。
Particularly, in the signal processing means, the sound image is localized according to the head shape and size of the listener input by the input means and the positional relationship between the listener and the sound image, and the output thereof is oversampled to obtain a predetermined frequency characteristic. After filtering with
An audio signal is output by down-sampling at a value close to the original sampling frequency. At this time, in order to reflect the subtle binaural gap difference of an arbitrary listener in the output signal, oversampling is performed at a necessary sampling frequency. Further, when the oversampled signal is applied to the fill means, a component having a component of 1/2 or less of the sampling frequency of the A / D converter passes through. This reduces distortion when down-sampling by the down-sampling means. By processing in this way, a definite binaural gap difference can be dealt with for any listener, and natural sound image localization and sound field reproduction can be obtained in all directions.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の実施例における音場再生装置につい
て図面を参照しつつ説明する。まず図3の音像定位の原
理図を用いて、ヘッドホンスピーカ6a,6bから受聴
者7の左後方に音を定位させる方法について説明する。
本図において信号入力手段1は音声信号S(t) を入力す
るものであり、その出力は左(L)、右(R)チャヤネ
ルのA/D変換器2a、2bを介してFIRフィルタ3
a、3bに入力される。FIRフィルタ3a、3bは後
述する信号処理を行うデジタルフィルタであり、夫々の
出力はD/A変換器4a、4b、アンプ5a、5bを介
して、ヘッドホンスピーカ6a、6bに与えられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A sound field reproducing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a method of localizing sound from the headphone speakers 6a and 6b to the left rear of the listener 7 will be described using the principle diagram of sound image localization in FIG.
In the figure, a signal input means 1 is for inputting an audio signal S (t), the output of which is a FIR filter 3 through left (L) and right (R) channel A / D converters 2a, 2b.
It is input to a and 3b. The FIR filters 3a and 3b are digital filters that perform signal processing to be described later, and the respective outputs are given to the headphone speakers 6a and 6b via the D / A converters 4a and 4b and the amplifiers 5a and 5b.

【0011】さて図3に示すh1(t)は、ヘッドホンスピ
ーカ6aと受聴者7の左耳の位置における頭部伝達関数
である。正確には頭部伝達関数はヘッドホンスピーカに
インパルスを入力した際の鼓膜の位置での応答である。
以下、時間領域での説明を行うため伝達関数をインパル
ス応答と呼ぶ。但し、周波数領域で考えても同様の結果
が得られる。
Now, h1 (t) shown in FIG. 3 is a head-related transfer function at the position of the headphone speaker 6a and the left ear of the listener 7. To be precise, the head related transfer function is the response at the position of the eardrum when an impulse is input to the headphone speaker.
Hereinafter, the transfer function will be referred to as an impulse response in order to explain in the time domain. However, the same result can be obtained even when considered in the frequency domain.

【0012】同様にh2(t)は、ヘッドホンスピーカ6b
と受聴者7の右耳の位置におけるインパルス応答であ
る。また信号発生手段8はインパルス信号等の信号S
(t) を発生する手段であり、その出力は仮想スピ−カ9
に与えられる。仮想スピ−カ9は受聴者7の左後方に配
置された仮想のスピ−カである。またFIRフィルタ3
a、3bは入力信号を夫々インパルス応答hLL(t) ,
hRR(t) で畳み込み演算をするデジタルフィルタであ
る。
Similarly, h2 (t) is the headphone speaker 6b.
And the impulse response at the position of the right ear of the listener 7. Further, the signal generating means 8 uses a signal S such as an impulse signal.
is a means for generating (t), and its output is a virtual speaker 9
Given to. The virtual speaker 9 is a virtual speaker arranged on the left rear side of the listener 7. In addition, FIR filter 3
a and 3b are the impulse responses hLL (t),
It is a digital filter that performs a convolution operation with hRR (t).

【0013】ここで、音像を任意の方向に仮想的に定位
させる場合について考える。左チャンネルのヘッドホン
スピーカ6aと右チャンネルのヘッドホンスピーカ6b
を用いて、左後方に設けられた仮想スピーカ9に相当す
る音を仮想的に生成する音場信号再生の原理について述
べる。まず左後方の音源に相当する音声信号S(t)が
A/D変換器2a,2bに入力され、デジタル信号に変
換される。ここで変換されたデジタル音声信号はFIR
フィルタ3a、3bに入力されるものとする。
Here, consider a case where a sound image is virtually localized in an arbitrary direction. Left channel headphone speaker 6a and right channel headphone speaker 6b
The principle of sound field signal reproduction for virtually generating a sound corresponding to the virtual speaker 9 provided at the left rear will be described using. First, the audio signal S (t) corresponding to the sound source on the left rear side is input to the A / D converters 2a and 2b and converted into digital signals. The digital audio signal converted here is FIR
It is assumed that the data is input to the filters 3a and 3b.

【0014】これに対して信号発生手段8の信号S(t)
を仮想スピ−カ9から出力した場合、受聴者7の耳に到
達する音は、次の式のようになる。すなわち、左耳にお
ける音圧L(t)は次の(1)式で表される。 L(t) =S(t) *h3(t) ・・・(1) 右耳における音圧R(t) は(2)式で表される。 R(t) =S(t) *h4(t) ・・・(2) 但し、*は畳込み演算を表している。実際は、スピ−カ
自身の伝達関数などが掛け合わされることとなるが、こ
れは無視することとする。またスピ−カ等の伝達関数が
h3(t)、h4(t)に含まれていると考えても良い。
On the other hand, the signal S (t) of the signal generating means 8
When the sound is output from the virtual speaker 9, the sound reaching the ear of the listener 7 is expressed by the following equation. That is, the sound pressure L (t) at the left ear is expressed by the following equation (1). L (t) = S (t) * h3 (t) (1) The sound pressure R (t) in the right ear is expressed by the equation (2). R (t) = S (t) * h4 (t) (2) where * represents a convolution operation. Actually, the transfer function of the speaker itself is multiplied, but this is ignored. Further, it may be considered that the transfer function of a speaker or the like is included in h3 (t) and h4 (t).

【0015】また、(1)(2)式の音圧、インパルス
応答、及び信号S(t) を時間軸上で離散的なデジタル信
号として考え、夫々次の(3)〜(7)式のように変換
する。 L(t) → L(n) ・・・(3) R(t) → R(n) ・・・(4) h3(t) → h3(n) ・・・(5) h4(t) → h4(n) ・・・(6) S(t) → S(n) ・・・(7)
Further, the sound pressure, the impulse response, and the signal S (t) in the equations (1) and (2) are considered as discrete digital signals on the time axis, and are respectively expressed by the following equations (3) to (7). To convert. L (t) → L (n) ・ ・ ・ (3) R (t) → R (n) ・ ・ ・ (4) h3 (t) → h3 (n) ・ ・ ・ (5) h4 (t) → h4 (n) ・ ・ ・ (6) S (t) → S (n) ・ ・ ・ (7)

【0016】この場合、前述した(1)式、(2)式は
次の(8)、(9)式のように書き変えることができ
る。
In this case, the above equations (1) and (2) can be rewritten as the following equations (8) and (9).

【数1】 [Equation 1]

【数2】 ここで、自然数nは厳密にはnTと表記すべきであり、
Tはサンプリング周期を表すが、一般的にTを省略して
(8)、(9)式のように表記する。また、Nはインパ
ルス応答h3 (n) 、h4(n)の長さである。
[Equation 2] Here, strictly speaking, the natural number n should be expressed as nT,
Although T represents a sampling period, T is generally omitted and expressed as in equations (8) and (9). N is the length of the impulse responses h3 (n) and h4 (n).

【0017】また、同様に信号S(t) が信号入力手段1
を介してヘッドホンスピーカ6a、6bから音として出
力されて、受聴者7に到達する音について、次の式が成
立する。すなわち左耳の音圧は、次の(10)式とな
る。 L’(n) =S(n) *hLL(n) *h1(n) ・・・(10) 右耳の音圧は、次の(11)式となる。 R’(n) =S(n) *hRR(n) *h2(n) ・・・(11)
Similarly, the signal S (t) is the signal input means 1
The following expression holds for the sound that is output as sound from the headphone speakers 6a and 6b via the and reaches the listener 7. That is, the sound pressure of the left ear is given by the following expression (10). L ′ (n) = S (n) * hLL (n) * h1 (n) (10) The sound pressure of the right ear is given by the following equation (11). R '(n) = S (n) * hRR (n) * h2 (n) (11)

【0018】頭部伝達関数が互いに等しければ、一般に
音が同一方向から聞こえるということを前提にする(こ
の前提は一般的に正しい)と、次の(12)〜(15)
式が成立する。 L(n) =L’(n) ・・・(12) h3(n) =hLL(n) *h1(n) ・・・(13) R(n) =R’(n) ・・・(14) h4(n) =hRR(n) *h2(n) ・・・(15) 従って(13)、(15)式が成立するように、インパ
ルス応答hLL(n)、hRR(n)を決定すれば良い。
If it is assumed that the sounds are generally heard from the same direction if the head-related transfer functions are equal to each other (this assumption is generally correct), the following (12) to (15) are applied.
The formula holds. L (n) = L '(n) ... (12) h3 (n) = hLL (n) * h1 (n) ... (13) R (n) = R' (n) ... ( 14) h4 (n) = hRR (n) * h2 (n) (15) Therefore, the impulse responses hLL (n) and hRR (n) are determined so that equations (13) and (15) are satisfied. Just do it.

【0019】例えば、インパルス応答h1(n) 〜h4(n) 、
hLL(n)、hRR(n)を周波数領域の表現で書き直すと、次の
(16)〜(21)式のようになる。 H1(n) =FFT(h1(n)) ・・・(16) H2(n) =FFT(h2(n)) ・・・(17) H3(n) =FFT(h3(n)) ・・・(18) H4(n) =FFT(h4(n)) ・・・(19) HLL(n) =FFT(hLL(n)) ・・・(20) HRR(n) =FFT(hRR(n)) ・・・(21) 但し、FFT( ) はフーリエ変換(FFT)された関数を
表す。
For example, impulse responses h1 (n) to h4 (n),
When hLL (n) and hRR (n) are rewritten in the frequency domain expression, the following expressions (16) to (21) are obtained. H1 (n) = FFT (h1 (n)) ... (16) H2 (n) = FFT (h2 (n)) ... (17) H3 (n) = FFT (h3 (n)) -(18) H4 (n) = FFT (h4 (n)) ... (19) HLL (n) = FFT (hLL (n)) ... (20) HRR (n) = FFT (hRR (n )) (21) where FFT () represents a Fourier transformed (FFT) function.

【0020】次に、(13)、(15)式を周波数領域
の表現で書き直すと、次に示す(22)、(23)式の
ように畳み込み演算が乗算に変わり、後はそれぞれのイ
ンパルス応答をフーリエ変換した伝達関数になる。 H3(n) =HLL(n)・H1(n) ・・・(22) H4(n) =HRR(n)・H2(n) ・・・(23) (22)、(23)式において、FIRフィルタの伝達
関数HLL(n)、HRR(n)の値以外は測定により得られること
から、次に示す(24)、(25)式のようにFIRフ
ィルタの伝達関数HLL(n)、HRR(n)を求めることができ
る。
Next, if the expressions (13) and (15) are rewritten in the frequency domain expression, the convolution operation is changed to multiplication as shown in the following expressions (22) and (23), and then the impulse response of each is obtained. Is the Fourier-transformed transfer function. H3 (n) = HLL (n) · H1 (n) ・ ・ ・ (22) H4 (n) = HRR (n) ・ H2 (n) ・ ・ ・ (23) In formulas (22) and (23), Since the values other than the transfer function HLL (n) and HRR (n) of the FIR filter are obtained by measurement, the transfer function HLL (n) and HRR of the FIR filter are expressed by the following equations (24) and (25). (n) can be obtained.

【数3】 (Equation 3)

【数4】 [Equation 4]

【0021】このようにして決定された伝達関数HLL
(n)、HRR(n)を逆フーリエ変換(IFET)したhLL
(n)、hRR(n)を用い、信号S(n) を図3のFIRフィル
タ3a、3bで演算を行う。このため、ヘッドホンスピ
ーカ6aに入力される信号はインパルス応答hLL(n)で畳
み込まれ、ヘッドホンスピーカ6bに入力される信号は
インパルス応答hRR(n)で畳み込まれる。こうして音声を
ヘッドホンスピーカ6a、6bから出力すると、受聴者
7は実際に左後方の仮想スピ−カ9を鳴らさなくても、
その方向から音が鳴っていると感じることができる。こ
のような方法により、音像を任意の方向に仮想的に定位
させることができる。
The transfer function HLL determined in this way
hLL that is the inverse Fourier transform (IFET) of (n) and HRR (n)
Using (n) and hRR (n), the signal S (n) is calculated by the FIR filters 3a and 3b shown in FIG. Therefore, the signal input to the headphone speaker 6a is convolved with the impulse response hLL (n), and the signal input to the headphone speaker 6b is convolved with the impulse response hRR (n). When the sound is output from the headphone speakers 6a and 6b in this way, the listener 7 does not have to actually play the virtual speaker 9 on the left rear side.
You can feel the sound coming from that direction. With such a method, the sound image can be virtually localized in any direction.

【0022】次に、本発明の第1実施例における音場再
生装置について図1、図2を用いて説明する。図1は第
1実施例による音場再生装置の全体構成を示すブロック
図であり、図2は信号処理手段3の内部構成を示すブロ
ック図である。図1において信号入力手段1はアナログ
(モノーラル)の音声信号S(t) を入力し、A/D変換
器2に出力する回路である。A/D変換器2はアナログ
の音声信号を周波数fsでサンプリングし、デジタルの
音声信号に変換する回路である。なおここでのサンプリ
ング周波数fsは44.1kHz に設定されることが多い。
Next, a sound field reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the sound field reproducing apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the signal processing means 3. In FIG. 1, the signal input means 1 is a circuit for inputting an analog (monaural) audio signal S (t) and outputting it to the A / D converter 2. The A / D converter 2 is a circuit that samples an analog voice signal at a frequency fs and converts it into a digital voice signal. The sampling frequency fs here is often set to 44.1 kHz.

【0023】A/D変換器2の出力は信号処理手段3に
与えられる。信号処理手段3の制御信号入力端はパラメ
ータ制御手段11を介して入力手段10に接続されてい
る。入力手段10は、音場再生装置の使用者である受聴
者7の頭部形状や大きさ、受聴者7と音像の位置、音場
の広がり等を入力する手段である。またパラメータ制御
手段11は入力手段10から設定された条件に応じて信
号処理手段3におけるパラメータの値(畳込み係数)を
制御するものである。パラメータ制御手段11は受聴者
から見て全ての方向及び位置に音像を定位させるための
畳み込み係数をパラメータとしてあらかじめ記憶してお
り、入力手段10の信号によりこれを選択して信号処理
手段3に出力する。
The output of the A / D converter 2 is given to the signal processing means 3. The control signal input terminal of the signal processing means 3 is connected to the input means 10 via the parameter control means 11. The input means 10 is means for inputting the head shape and size of the listener 7 who is the user of the sound field reproducing device, the position of the listener 7 and the sound image, the spread of the sound field, and the like. The parameter control means 11 controls the value of the parameter (convolution coefficient) in the signal processing means 3 according to the condition set by the input means 10. The parameter control means 11 stores in advance a convolution coefficient for localizing a sound image in all directions and positions as seen from the listener, as a parameter, and selects it by the signal of the input means 10 and outputs it to the signal processing means 3. To do.

【0024】図2に示すように、信号処理手段3は左右
チャンネルの信号処理手段3c,3dから成り、左チャ
ンネルの信号処理手段3cは音像定位手段12a、オー
バーサンプル手段14a、フィルタ手段15a、ダウン
サンプル手段16aとで構成される。また右チャンネル
の信号処理手段3dは音像定位手段12b、オーバーサ
ンプル手段14b、フィルタ手段15b、ダウンサンプ
ル手段16bにより構成される。図1のパラメータ制御
手段11の出力する各タップ係数(畳込み係数)は音像
定位手段12a、12bに与えられる。
As shown in FIG. 2, the signal processing means 3 comprises left and right channel signal processing means 3c and 3d, and the left channel signal processing means 3c comprises a sound image localization means 12a, an oversampling means 14a, a filter means 15a and a down means. It is composed of the sample means 16a. The right channel signal processing means 3d is composed of a sound image localization means 12b, an oversampling means 14b, a filtering means 15b and a downsampling means 16b. Each tap coefficient (convolution coefficient) output from the parameter control means 11 of FIG. 1 is given to the sound image localization means 12a and 12b.

【0025】音像定位手段12a、12bは図3のFI
Rフィルタ3a,3bに相当するデジタルフィルタによ
り構成される。図2の音像定位手段12a、12bは図
1のA/D変換器2から周波数fsでサンプリングされ
た音声信号を入力し、音像の位置に対応した畳み込み係
数で演算を行う。このとき音像定位手段12a,12b
はパラメータ制御手段11から与えられるパラメータを
FIRフィルタの一部を構成する遅延回路及びその出力
が入力される各乗算器に対応させて、時系列の信号に変
換する。ここで時系列に並べられたパラメータをオーバ
ーサンプル手段14a,14bに与え、パラメータをn
×fsの周波数でオーバーサンプリングする。そしてオ
ーバーサンプリングされたパラメータはフィルタ手段1
5a、15bに与えられる。
The sound image localization means 12a and 12b are FIs shown in FIG.
It is composed of digital filters corresponding to the R filters 3a and 3b. The sound image localization means 12a and 12b of FIG. 2 receive the audio signal sampled at the frequency fs from the A / D converter 2 of FIG. 1 and perform the calculation with the convolution coefficient corresponding to the position of the sound image. At this time, the sound image localization means 12a, 12b
Converts a parameter given from the parameter control means 11 into a time-series signal in correspondence with a delay circuit forming a part of the FIR filter and each multiplier to which the output thereof is inputted. Here, the parameters arranged in time series are given to the oversampling means 14a and 14b, and the parameters are set to n.
Oversampling at a frequency of xfs. The oversampled parameters are then filtered by the filter means 1.
5a, 15b.

【0026】フィルタ手段15a、15bはfs/2以
下の遮断周波数を有するローパスフィルタである。ダウ
ンサンプル手段16a、16bは、フィルタ手段15
a,15bの信号を夫々入力し、m×fs(m>1)の
周波数でサンプリングする回路である。ダウンサンプル
手段16a、16bの出力は再び時系列の信号から夫々
のパラメータに変換されて音像定位手段12a,12b
に入力される。そして音像定位手段12a,12bは、
パラメータ制御手段11を介して入力手段10から入力
された受聴者の標準の頭部形状に対して、個人差のデー
タが与えられると、補正された畳み込み係数で演算を行
い、その出力を夫々図1のD/A変換器4a,4bに出
力する。
The filter means 15a and 15b are low-pass filters having a cutoff frequency of fs / 2 or less. The down sampling means 16a and 16b are filter means 15
This is a circuit for inputting signals a and 15b, respectively, and sampling at a frequency of m × fs (m> 1). The outputs of the down-sampling means 16a and 16b are again converted from time-series signals into respective parameters, and the sound image localization means 12a and 12b.
Is input to The sound image localization means 12a and 12b are
When individual difference data is given to the standard head shape of the listener, which is input from the input means 10 via the parameter control means 11, calculation is performed using the corrected convolution coefficient, and the output thereof is shown respectively. 1 to the D / A converters 4a and 4b.

【0027】このように構成された音場再生装置の動作
について説明する。まず図1の信号入力手段1には音声
(オーディオ)信号が入力される。この音声信号はA/
D変換器2でデジタル信号に変換され、信号処理手段3
に入力される。入力手段10で受聴者の頭部形状や大き
さ、受聴者と音像の位置や距離、音場の広さ等を入力す
る。パラメータ制御手段11は入力手段10で入力され
た内容に応じた特性が得られるようパラメータを選択す
る。すなわちパラメータ制御手段11は、あらかじめ記
憶している畳み込み係数を選択し、信号処理手段3に出
力する。
The operation of the sound field reproducing device configured as described above will be described. First, a voice (audio) signal is input to the signal input means 1 of FIG. This audio signal is A /
The signal is converted into a digital signal by the D converter 2 and is processed by the signal processing means 3.
Is input to The input unit 10 inputs the shape and size of the listener's head, the position and distance between the listener and the sound image, the width of the sound field, and the like. The parameter control means 11 selects a parameter so as to obtain a characteristic according to the contents input by the input means 10. That is, the parameter control means 11 selects a convolution coefficient stored in advance and outputs it to the signal processing means 3.

【0028】ある音場の受聴者7が、図4に示すように
ある方向の音を聴く場合、両耳に入力されるインパルス
応答は例えば図5(a)のようになり、周波数特性は図
5(b)のようになる。そして受聴者の頭部形状や大き
さ、受聴者と音像の位置関係に応じて、左右両耳の音量
バランス、到達時間、位相が変わることになる。まず、
受聴者7の頭部形状や受聴者と音像との位置関係を図1
の入力手段10によって設定する。パラメータ制御手段
11は入力された音像位置に応じてあらかじめ記憶され
た畳み込み係数を選択し、図2の音像定位手段12a、
12bに与える。このとき出力される係数には頭部個人
差は考慮されていない一般的な値である。音像定位手段
12a、12bは前述した(24)式、(25)式で示
す伝達関数で演算を行う。このときオーバーサンプル手
段14a,14bは、標準的な頭部形状と受聴者の頭部
形状との差をもとに、係数の時間軸をずらすためにオー
バーサンプルをする。
When the listener 7 in a certain sound field hears a sound in a certain direction as shown in FIG. 4, the impulse response input to both ears becomes as shown in FIG. 5 (a), and the frequency characteristic is as shown in FIG. It becomes like 5 (b). Then, the volume balance, the arrival time, and the phase of the left and right ears change depending on the head shape and size of the listener and the positional relationship between the listener and the sound image. First,
FIG. 1 shows the head shape of the listener 7 and the positional relationship between the listener and the sound image.
It is set by the input means 10. The parameter control means 11 selects the convolution coefficient stored in advance according to the input sound image position, and the sound image localization means 12a of FIG.
Give to 12b. The coefficient output at this time is a general value that does not take into account individual head differences. The sound image localization means 12a and 12b perform the calculation with the transfer functions shown in the equations (24) and (25). At this time, the oversampling means 14a and 14b perform oversampling in order to shift the coefficient time axis based on the difference between the standard head shape and the listener's head shape.

【0029】図6はオーバーサンプルからダウンサンプ
ルまでの概念を示す一般的な説明図である。図6(a)
は入力された制御信号(パラメータ)を時系列の信号に
変換してサンプリング周波数fsでサンプリングした場
合の波形である。(a)の信号をオーバサンプリングす
るため、図6(b)に示すように(a)で示す信号のサ
ンプリング周期を更にn等分する。こうして得られた1
/(n×fs)の周期で信号間を補間すると、図6
(c)のように細かい間隔の信号となる。
FIG. 6 is a general explanatory view showing the concept from oversampling to downsampling. Figure 6 (a)
Is a waveform when the input control signal (parameter) is converted into a time series signal and sampled at the sampling frequency fs. In order to oversample the signal of (a), the sampling period of the signal of (a) is further divided into n equal parts, as shown in FIG. 6 (b). Thus obtained 1
When signals are interpolated at a cycle of / (n × fs),
As shown in (c), the signals have fine intervals.

【0030】この信号を図2のフィルタ手段15a,1
5bに与え、補間された信号にカットオフ周波数fs/
2のローパスフィルタに入力すると、サンプリングホー
ルドされて図6(d)のような滑らかな曲線の信号が出
力される。この信号をダウンサンプル手段16a,16
bに与えると、m×fs(n>m>1)の周波数でサン
プリングが行われ、図6(e)のような信号が生成され
る。図6(e)に示す信号は(a)に示す信号より、同
一時間間隔でデータの個数が14/11倍に増加してい
る。こうして元のサンプリング波形より細かい時系列の
制御信号が得られる。そしてこの時系列の信号を例えば
シリアルイン・パラレルアウトのシフトレジスタに与
え、各信号を同時に取り出すと、所望の値に補正された
制御信号が得られる。
This signal is converted into the filter means 15a, 1 shown in FIG.
5b, and the cutoff frequency fs / is added to the interpolated signal.
When input to the low pass filter No. 2, the signal is sampled and held, and a signal having a smooth curve as shown in FIG. 6D is output. This signal is downsampled by 16a, 16
When given to b, sampling is performed at a frequency of m × fs (n>m> 1), and a signal as shown in FIG. 6E is generated. In the signal shown in FIG. 6E, the number of data is increased 14/11 times at the same time interval as compared with the signal shown in FIG. Thus, a time-series control signal finer than the original sampling waveform is obtained. Then, this time-series signal is given to, for example, a serial-in / parallel-out shift register, and when the respective signals are simultaneously taken out, a control signal corrected to a desired value is obtained.

【0031】次に、この手法を畳み込み係数に適用し、
より正確な音像定位を実現する場合について説明する。
図7は畳み込み係数の個人差に対するデータのずらし方
の概念を示している。図7(a)は入力音声信号に対す
る多くの受聴者から統計的に計算された代表的な畳み込
み係数を示している。従ってこの係数を用いて音像定位
手段12a,12bで畳み込みを行えば、かなりの受聴
者が自然な音像定位感を知覚できるはずである。しかし
実際多くの場合、受聴者によっては頭部形状がばらつ
き、大きかったり小さかったりする。このため標準の係
数では両耳間隔に微妙な差が生じ、各受聴者に対して補
正が必要となる。
Next, applying this method to the convolution coefficient,
A case of realizing more accurate sound image localization will be described.
FIG. 7 shows the concept of how to shift the data with respect to the individual difference of the convolution coefficient. FIG. 7A shows a typical convolution coefficient statistically calculated from many listeners with respect to the input voice signal. Therefore, if the sound image localization means 12a and 12b are used for convolution using this coefficient, a considerable listener should be able to perceive a natural sound image localization feeling. However, in many cases, the shape of the head varies depending on the listener, and is large or small. Therefore, the standard coefficient causes a slight difference in the binaural distance, which requires correction for each listener.

【0032】この補正方法として、係数を時間的にずら
して左右両耳に到達する音の位相差を変える方法をと
る。図7(a)の係数を仮に1タップずらすと(b)の
ようになる。例えばサンプリング周波数fsを44.1kHz
とし、この周波数でサンプリングすると、係数を1タッ
プずらしたとしても両耳間隔差は7.7mm が限界となる。
従って7.7mm 以下の両耳間隔を有する個人差に対応でき
なくなる。しかし、n倍にオーバーサンプルすると、7.
7/n(mm)程度の個人差にも対応できることとなる。
As this correction method, a method is used in which the coefficients are temporally shifted to change the phase difference between the sounds reaching the left and right ears. If the coefficient of FIG. 7A is shifted by one tap, the result becomes as shown in FIG. 7B. For example, sampling frequency fs is 44.1kHz
When sampling at this frequency, the binaural gap difference is limited to 7.7 mm even if the coefficient is shifted by one tap.
Therefore, it is not possible to deal with individual differences with binaural distances of 7.7 mm or less. However, when oversampling n times, 7.
It will be possible to handle individual differences of about 7 / n (mm).

【0033】図7(c)は(a)に示す係数をオーバー
サンプルしたものである。この状態で1タップずらして
いくと図7(d)〜(f)のように、同じ係数でもより
細かく位相をずらすことができる。特にインナホンのよ
うに、個人の微妙な両耳間隔差が音像定位感に大きく影
響する場合には有効な方法となる。このように任意の受
聴者に対して音像を希望する方向に定位させることがで
きる。
FIG. 7C is an oversampled coefficient shown in FIG. By shifting by 1 tap in this state, the phase can be finely shifted even with the same coefficient as shown in FIGS. 7D to 7F. In particular, it is an effective method in the case where a delicate binaural difference of an individual greatly affects the sense of sound localization, such as in the case of an inner phone. In this way, the sound image can be localized in a desired direction for any listener.

【0034】つぎに本発明の第2実施例(請求項3)に
おける音場再生装置について図8を用いて説明する。図
8は本実施例の音場再生装置の一部の構成を示すブロッ
ク図であり、図2に示す信号処理手段3c,3dの後段
に付加される回路だけを示している。その他のブロック
は第1実施例と同一であり、全体構成の説明は省略す
る。図8に示すように信号処理手段3c,3dの出力信
号に対し、残響音作成手段17a,17bが設けられて
いる。
Next, a sound field reproducing apparatus according to the second embodiment (claim 3) of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a part of the configuration of the sound field reproducing apparatus of the present embodiment, and shows only the circuit added to the subsequent stage of the signal processing means 3c, 3d shown in FIG. The other blocks are the same as those in the first embodiment, and the description of the entire configuration is omitted. As shown in FIG. 8, reverberation sound producing means 17a and 17b are provided for the output signals of the signal processing means 3c and 3d.

【0035】残響音作成手段17a,17bは音場の広
さに応じた残響音を作成し、付加する手段であり、その
出力は図1のD/A変換器4a,4bに夫々与えられ
る。残響音作成手段17a,17bは、例えば遅延時間
の異なる複数のフィードバックエコー回路を直列接続す
ることにより構成される。残響音として例えば10m前
後までの空間の広がりを出す場合には、残響音の長さは
例えば0.25〜0.35秒となる。また10m以上20m前後
の距離感に空間の広がりを出す場合には、例えば残響音
の長さは0.7 〜0.9 秒に設定する。又、広いコンサート
ホールのような音場再生ならば残響時間を比較的長く、
かつ低音域の残響時間を高音域のそれより長くするよう
に付加する。
The reverberation sound producing means 17a and 17b are means for producing and adding reverberation sounds according to the width of the sound field, and the outputs thereof are given to the D / A converters 4a and 4b of FIG. 1, respectively. The reverberation sound creating means 17a and 17b are configured by, for example, connecting a plurality of feedback echo circuits having different delay times in series. For example, when the reverberation sound has a spatial spread of about 10 m, the length of the reverberation sound is, for example, 0.25 to 0.35 seconds. Further, when the space is widened to a sense of distance of 10 m or more and 20 m or so, the length of the reverberation sound is set to 0.7 to 0.9 seconds, for example. Also, if the sound field is reproduced like a large concert hall, the reverberation time is relatively long,
In addition, the reverberation time in the low range is added to be longer than that in the high range.

【0036】図9は第3実施例(請求項4)における音
場再生装置のパラメータ制御の概念図である。本実施例
の音場再生装置の構成も図1と同一である。本実施例で
は入力手段10によって音源の位置や音場の広さを入力
すると共に、受聴者Pと音像Sとの距離関係を示す側方
反射角度θを入力する。例えば図9の受聴者P2で示す
ように音像Sからの距離が遠くなると、θの値が小さく
なる。さらに受聴者P1で示すように距離が近くなる
と、θの値は大きくなる。この側方反射角θの大きさに
よって信号処理手段3における遅延や畳み込み係数が変
わるものとする。
FIG. 9 is a conceptual diagram of parameter control of the sound field reproducing apparatus in the third embodiment (claim 4). The configuration of the sound field reproducing device of this embodiment is also the same as that of FIG. In this embodiment, the position of the sound source and the width of the sound field are input by the input means 10, and the lateral reflection angle θ indicating the distance relationship between the listener P and the sound image S is input. For example, as shown by the listener P2 in FIG. 9, as the distance from the sound image S increases, the value of θ decreases. Further, as the listener P1 becomes closer, the value of θ becomes larger. It is assumed that the delay and the convolution coefficient in the signal processing means 3 change depending on the magnitude of the side reflection angle θ.

【0037】図10は本発明の第4実施例(請求項5)
における音場再生装置のブロック図であり、第1実施例
と同一部分は同一の符号をつけ、それらの説明は省略す
る。本図に示すように図1の入力手段10に代わってパ
ラメータ受信手段18が設けられている。パラメータ受
信手段で18は外部から位置や距離や広がり感を制御す
るための制御信号を受信する手段である。
FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention (claim 5).
2 is a block diagram of the sound field reproducing apparatus in FIG. 3, and the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. As shown in this figure, a parameter receiving means 18 is provided in place of the input means 10 of FIG. The parameter receiving means 18 is means for receiving a control signal for controlling the position, distance, and sense of spread from the outside.

【0038】パラメータ受信手段18では、外部から位
置や距離や広がり感の条件を含んだ制御信号を受信する
と、その制御信号をパラメータ制御手段11に与える。
そしてパラメータ制御手段11は信号処理手段3で設定
すべきパラメータ(各係数)を出力する。以下の動作は
前述した第1実施例と同様である。
When the parameter receiving means 18 receives a control signal including conditions such as a position, a distance and a feeling of spread from the outside, the parameter receiving means 18 gives the control signal to the parameter control means 11.
Then, the parameter control means 11 outputs parameters (each coefficient) to be set by the signal processing means 3. The subsequent operation is similar to that of the first embodiment described above.

【0039】以上のように各実施例では、任意の受聴者
に対してあらかじめ設定された音像定位のための畳み込
み係数をオーバーサンプルすることによって、細かく位
相調整して対応することができる。そして、外部からの
制御信号により音の定位感、距離感や広がり感を制御す
ることができ、あらかじめプログラミングされた信号を
用いて、繰り返しの制御を行ったり、映像などと組み合
わせて、映像の場面に応じた音の定位感、距離感、広が
り感の制御が可能となる。
As described above, in each of the embodiments, it is possible to finely adjust the phase by over-sampling the convolution coefficient for preset sound image localization for any listener. Then, the sense of localization, the sense of distance and the sense of spaciousness of the sound can be controlled by a control signal from the outside. It is possible to control the sound localization, the distance, and the spaciousness according to the.

【0040】なお、本実施例では入力信号がモノラルの
音声信号の場合について述べたが、ステレオの場合で
も、信号毎に独立の信号処理手段を設けることで対応で
き、またヘッドホンやインナホンの代わりに2チャンネ
ルスピーカにおいても有効に適用される。
In this embodiment, the case where the input signal is a monaural audio signal has been described. However, even in the case of stereo, it is possible to cope with this by providing an independent signal processing means for each signal, and instead of headphones or inner headphones. It is also effectively applied to a 2-channel speaker.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、入力手段
に入力された受聴者と音像の位置、受聴者の頭部の形状
と大きさ、距離や音場の広さに応じてパラメータを制御
し、音像を定位させるための畳み込み係数をオーバーサ
ンプルすることによって、任意の受聴者に対して個人の
微妙な両耳間隔差に対応でき自然な音像定位と音場再生
が実現できる。
As described above, according to the present invention, parameters are set according to the positions of the listener and the sound image input to the input means, the shape and size of the listener's head, the distance and the width of the sound field. Control and over-sampling the convolution coefficient for localizing the sound image, it is possible to deal with the delicate binaural difference of the individual for any listener, and natural sound image localization and sound field reproduction can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例における音場再生装置のブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a sound field reproducing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の音場再生装置に用いられる信号処
理手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a signal processing means used in the sound field reproducing apparatus of the first embodiment.

【図3】本発明の音場再生装置における音像定位の原理
を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the principle of sound image localization in the sound field reproducing device of the present invention.

【図4】受聴者と音像との関係を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a listener and a sound image.

【図5】両耳の周波数特性とインパルス応答を示すグラ
フである。
FIG. 5 is a graph showing frequency characteristics and impulse response of both ears.

【図6】オーバーサンプルからダウンサンプルまでの動
作原理を示す概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an operation principle from oversampling to downsampling.

【図7】受聴者の個人差に対する畳み込み係数のずらし
方の概念図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram of how to shift the convolution coefficient with respect to individual differences of listeners.

【図8】本発明の第2実施例における音場再生装置の一
部の構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a partial configuration of a sound field reproducing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3実施例の音場再生装置におけるパ
ラメータ制御の概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram of parameter control in the sound field reproducing apparatus of the third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4実施例における音場再生装置の
構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a sound field reproducing device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】従来の音像定位装置の構成例を示すブロック
図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a conventional sound image localization device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 信号入力手段 2,2a,2b, A/D変換器 3,3c,3d 信号処理手段 3a,3b FIRフィルタ 4a,4b D/A変換器 5a,5b アンプ 6a,6b スピーカ 7 受聴者 8 信号発生手段 9 仮想スピーカ 10 入力手段 11 パラメータ制御手段 12a,12b 音像定位手段 14a,14b オーバーサンプル手段 15a,15b フィルタ手段 16a,16b ダウンサンプル手段 17a,17b 残響音作成手段 18 パラメータ受信手段 1 signal input means 2, 2a, 2b, A / D converter 3, 3c, 3d signal processing means 3a, 3b FIR filter 4a, 4b D / A converter 5a, 5b amplifier 6a, 6b speaker 7 listener 8 signal generation Means 9 Virtual speaker 10 Input means 11 Parameter control means 12a, 12b Sound image localization means 14a, 14b Oversampling means 15a, 15b Filter means 16a, 16b Downsampling means 17a, 17b Reverberation sound creating means 18 Parameter receiving means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 明久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松本 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Akihisa Kawamura 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Shoji Matsumoto, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力音声信号をデジタル信号に変換する
A/D変換器と、前記A/D変換器により変換されたデ
ジタル信号が入力され、受聴者の頭部形状や大きさ、受
聴者と音像の位置及び距離に応じた音響信号となるよう
に信号処理を行う信号処理手段と、 受聴者の頭部形状や大きさ、及び受聴者と音像の位置を
入力する入力手段と、 前記入力手段により入力された内容に応じた音響特性が
得られるようにパラメータを設定し、前記信号処理手段
に前記パラメータを与えるパラメータ制御手段と、 前記信号処理手段から出力される信号をアナログ信号に
変換するD/A変換器と、 前記D/A変換器の出力を増幅するアンプと、 前記アンプの出力を音響変換する左右の音響変換器と、
を具備する音場再生装置であって、 前記信号処理手段は、 前記入力手段により入力された受聴者と音像の位置関係
に応じて、畳込み演算により音像を定位させる音像定位
手段と、 前記音像定位手段を介して前記パラメータ制御手段から
基準の畳込み係数をパラメータとして入力し、これらの
パラメータを時系列の離散化信号に変換し、前記A/D
変換器のサンプリング周波数以上の値で前記パラメータ
をオーバーサンプルするオーバーサンプル手段と、 前記オーバーサンプル手段で処理されたパラメータに対
して、所定の周波数特性以下の成分を通過させるフィル
タ手段と、 前記フィルタ手段から出力されるパラメータを、前記オ
ーバーサンプル手段のサンプリング周波数以下の値でダ
ウンサンプルし、得られた時系列の信号を夫々の畳込み
係数に並列変換し、その値を補正された畳込み係数とし
て前記音像定位手段に与えるダウンサンプル手段と、を
有するものであることを特徴とする音場再生装置。
1. An A / D converter for converting an input audio signal into a digital signal, and the digital signal converted by the A / D converter are input, and the head shape and size of the listener, the listener and Signal processing means for performing signal processing so as to obtain an acoustic signal corresponding to the position and distance of the sound image; input means for inputting the shape and size of the listener's head and the position of the listener and the sound image; and the input means Parameter setting means for setting the parameters so that the acoustic characteristics corresponding to the input contents are obtained, and giving the parameters to the signal processing means, and the signal output from the signal processing means for converting into an analog signal D / A converter, an amplifier that amplifies the output of the D / A converter, left and right acoustic converters that acoustically convert the output of the amplifier,
A sound field reproducing apparatus comprising: the signal processing means, according to a positional relationship between the listener and the sound image input by the input means, a sound image localization means that localizes a sound image by convolution calculation, and the sound image The standard convolution coefficient is input as parameters from the parameter control means via the localization means, these parameters are converted into a time-series discretized signal, and the A / D
Oversampling means for oversampling the parameter at a value equal to or higher than the sampling frequency of the converter; filter means for passing a component having a predetermined frequency characteristic or less with respect to the parameter processed by the oversampling means; The parameters output from the above are downsampled with a value equal to or lower than the sampling frequency of the oversampling means, the obtained time-series signals are converted into convolution coefficients in parallel, and the values are used as corrected convolution coefficients. And a down-sampling means for giving to the sound image localization means.
【請求項2】 前記フィルタ手段は、 前記A/D変換器のサンプリング周波数の1/2以下の
周波数成分を通過させるものであることを特徴とする請
求項1記載の音場再生装置。
2. The sound field reproducing apparatus according to claim 1, wherein the filter means passes a frequency component of ½ or less of a sampling frequency of the A / D converter.
【請求項3】 前記入力手段は、 受聴者の頭部形状や大きさ、及び受聴者と音像の位置を
入力すると共に、音場の広がりも同時に入力するもので
あり、 前記信号処理手段の出力部に、前記入力手段より得られ
る音場の広さに対応した残響音を加える残響音作成手段
を設けたことを特徴とする請求項1記載の音場再生装
置。
3. The input means inputs the head shape and size of the listener, the position of the listener and the sound image, and the spread of the sound field at the same time. The output of the signal processing means 2. The sound field reproducing apparatus according to claim 1, wherein the section is provided with reverberation sound creating means for adding reverberation sound corresponding to the width of the sound field obtained from the input means.
【請求項4】 前記パラメータ制御手段は、 音響空間の音源から壁で反射して受聴者に入射される反
射音において、受聴者から見た音源と反射音方向と角度
が入力されると、前記角度を音響空間における受聴位置
又は音像位置に変換してパラメータを前記信号処理手段
に与えるものであることを特徴とする請求項1記載の音
場再生装置。
4. The parameter control means, when the sound source, the reflected sound direction, and the angle viewed from the listener are input in the reflected sound that is reflected by the wall from the sound source in the acoustic space and is incident on the listener, 2. The sound field reproducing apparatus according to claim 1, wherein the angle is converted into a listening position or a sound image position in the acoustic space and a parameter is given to the signal processing means.
【請求項5】 前記入力手段は、 外部から音場に関する制御信号を受信し、前記パラメー
タ制御手段に与えるパラメータ受信手段を含むものであ
ることを特徴とする請求項1記載の音場再生装置。
5. The sound field reproducing apparatus according to claim 1, wherein the input unit includes a parameter receiving unit that receives a control signal relating to a sound field from the outside and supplies the control signal to the parameter control unit.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003111197A (en) * 2001-09-28 2003-04-11 Sony Corp Voice signal processing method and voice reproducing system
JP2006222801A (en) * 2005-02-10 2006-08-24 Nec Tokin Corp Moving sound image presenting device
JP2009100360A (en) * 2007-10-18 2009-05-07 Yamaha Corp Sound image localization parameter calculating device, sound image localization control device, sound image localization device, and program
US7822496B2 (en) 2002-11-15 2010-10-26 Sony Corporation Audio signal processing method and apparatus
JP2016519526A (en) * 2013-04-17 2016-06-30 オーレーズ、ジャン−リュックHAURAIS, Jean−Luc Method for playing the sound of a digital audio signal

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003111197A (en) * 2001-09-28 2003-04-11 Sony Corp Voice signal processing method and voice reproducing system
US7822496B2 (en) 2002-11-15 2010-10-26 Sony Corporation Audio signal processing method and apparatus
JP2006222801A (en) * 2005-02-10 2006-08-24 Nec Tokin Corp Moving sound image presenting device
JP2009100360A (en) * 2007-10-18 2009-05-07 Yamaha Corp Sound image localization parameter calculating device, sound image localization control device, sound image localization device, and program
JP2016519526A (en) * 2013-04-17 2016-06-30 オーレーズ、ジャン−リュックHAURAIS, Jean−Luc Method for playing the sound of a digital audio signal

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