JPH0946800A - Sound image controller - Google Patents
Sound image controllerInfo
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- JPH0946800A JPH0946800A JP7192716A JP19271695A JPH0946800A JP H0946800 A JPH0946800 A JP H0946800A JP 7192716 A JP7192716 A JP 7192716A JP 19271695 A JP19271695 A JP 19271695A JP H0946800 A JPH0946800 A JP H0946800A
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Links
Landscapes
- Stereophonic System (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、音響信号を少なく
とも2つのスピーカによって再生する際に用いられる音
像制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound image control device used when an acoustic signal is reproduced by at least two speakers.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、2チャネルステレオの音響信
号は、左右に配置した2つのスピーカによって再生され
るのが一般的である。聴取者は、それら2つのスピーカ
を2つの頂点とする正三角形のもう1つの頂点に位置し
て聴取することにより、音源に忠実な音像及び定位を感
じることができる。2. Description of the Related Art Conventionally, a two-channel stereo acoustic signal is generally reproduced by two speakers arranged on the left and right. The listener can feel a sound image and localization faithful to the sound source by listening at the other vertex of the equilateral triangle having the two vertices as the two vertices.
【0003】また、音響信号に、聴取者と音源との仮想
的な前後方向の距離を示す距離情報、及び聴取者を中心
とした水平面内における音源の仮想的な角度位置を示す
方向情報を含ませておき、これらの情報に基づいて音像
の遠近制御及び方向制御を行うことによって、2つのス
ピーカの前方中央に位置する聴取者に対し、音像の位置
を自由に制御して立体感を与えるようにした音像制御装
置が、本出願人によって提案されている(特願平6−8
0052号)。Further, the acoustic signal includes distance information indicating a virtual distance in the front-rear direction between the listener and the sound source, and direction information indicating a virtual angular position of the sound source in a horizontal plane centered on the listener. In addition, by performing perspective control and direction control of the sound image based on these information, it is possible to freely control the position of the sound image to give a stereoscopic effect to the listener located in the front center of the two speakers. The sound image control device according to the present invention has been proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 6-8).
No. 0052).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の2チャ
ネルステレオの音響信号の再生に際しては、聴取者が正
三角形の頂点という特定の位置にいなければ、ソースの
持つ本来のステレオ効果を得ることができない。When reproducing the above-mentioned conventional two-channel stereo sound signal, the original stereo effect of the source can be obtained unless the listener is at a specific position of the vertices of an equilateral triangle. I can't.
【0005】また、距離情報及び方向情報を含んだ音響
信号の再生に際しても、聴取者が2つのスピーカの前方
中央位置である正三角形の頂点にいなければ、音像制御
による立体効果を最大限に享受することができない。Also, when reproducing the acoustic signal including the distance information and the direction information, unless the listener is at the apex of the equilateral triangle, which is the front center position of the two speakers, the stereoscopic effect by the sound image control is maximized. I can't enjoy it.
【0006】すなわち、従来においては、2つのスピー
カの前方中央に聴取者が位置することが前提となってお
り、そのような最適位置で聴取した場合に最良の音場が
再現されるのであり、聴取者が最適位置から外れた場合
には最良の音場ではなくなってしまう。That is, conventionally, it is premised that the listener is located in the front center of the two speakers, and the best sound field is reproduced when listening at such an optimum position. If the listener deviates from the optimum position, the sound field will not be the best.
【0007】通常、聴取者は再生された音響信号を聴取
しながら他のことをする場合がしばしばであり、そのよ
うな場合に聴取者が移動して最適位置から外れることは
珍しくない。Usually, the listener often does other things while listening to the reproduced acoustic signal, and in such a case, it is not uncommon for the listener to move and deviate from the optimum position.
【0008】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、聴取者の位置が移動した場合にも良好な音場を再
生することのできる音像制御装置を提供することを目的
とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a sound image control device capable of reproducing a good sound field even when the position of the listener moves.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る装
置は、音響信号を少なくとも2つのスピーカによって再
生する際に用いられる音像制御装置であって、前記スピ
ーカによって再生される音場における聴取者の左右の耳
の座標位置を検出する位置検出手段と、前記音響信号に
よる音像の前記音場における定位方向を制御するための
信号処理手段と、を有し、前記信号処理手段は、前記聴
取者の左右の耳の、前記音場における特定位置からの変
位による音像の変位を補正するように制御するものであ
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a sound image control device used when reproducing an acoustic signal by at least two speakers, the listening in a sound field reproduced by the speakers. Position detecting means for detecting the coordinate positions of the left and right ears of a person, and signal processing means for controlling the localization direction of the sound image by the acoustic signal in the sound field. The control is performed so as to correct the displacement of the sound image due to the displacement of the left and right ears of the person from a specific position in the sound field.
【0010】請求項2の発明に係る装置は、聴取者の左
右の耳の座標位置を検出する位置検出手段と、前記スピ
ーカによって再生される音場における特定の位置である
基準位置からの前記聴取者の左右の耳の位置の変位量を
検出する変位量検出手段と、前記音響信号による音像の
前記音場における定位方向を、前記変位量による音像の
変位を打ち消すように制御するための信号補正処理手段
とを有してなる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a device for detecting the coordinate positions of the left and right ears of a listener, and the listening from a reference position which is a specific position in the sound field reproduced by the speaker. Displacement amount detecting means for detecting the amount of displacement of the left and right ears of a person, and a signal correction for controlling the localization direction of the sound image by the acoustic signal in the sound field so as to cancel the displacement of the sound image by the displacement amount. And processing means.
【0011】請求項3の発明に係る装置は、音源の音情
報と、聴取者と前記音源との仮想的な前後方向の距離を
示す距離情報と、聴取者を中心とした水平面内における
前記音源の仮想的な角度位置を示す方向情報とを含む音
響信号を、少なくとも2つのスピーカによって再生する
際に用いられる音像制御装置であって、前記距離情報に
基づいて音像の遠近制御を行う遠近感制御手段と、前記
遠近感制御部から出力される2チャンネルの音信号出力
について、前記方向情報に基づいて音像の方向制御を行
う水平面内音像制御手段と、前記スピーカによって再生
される音場における聴取者の左右の耳の座標位置を検出
する位置検出手段と、を有し、前記遠近感制御手段及び
前記水平面内音像制御手段は、前記聴取者の左右の耳
の、前記音場における特定位置からの変位による音像の
変位を補正するように制御するものである。According to a third aspect of the invention, the sound information of the sound source, distance information indicating a virtual distance between the listener and the sound source in the front-rear direction, and the sound source in a horizontal plane centered on the listener. Is a sound image control device used when reproducing an acoustic signal including direction information indicating a virtual angular position of at least two speakers, the perspective control performing perspective control of a sound image based on the distance information. Means, in-horizontal sound image control means for controlling the direction of the sound image based on the direction information for the 2-channel sound signal output from the perspective control unit, and a listener in the sound field reproduced by the speaker. Position detecting means for detecting the coordinate positions of the left and right ears of the listener, and the perspective control means and the sound image control means in the horizontal plane are arranged in the sound field of the left and right ears of the listener. And controls so as to correct the displacement of the sound image by displacement from the specific position.
【0012】位置検出手段として、位置センサ、角度セ
ンサ、加速度センサ、超音波センサ、赤外線センサなど
が用いられる。位置検出手段により、聴取者の左右の耳
の座標位置、又は座標位置の特定位置からの変位量が検
出される。左右の耳の座標位置の表現方法として、聴取
者の位置、方向など、種々のものが可能である。A position sensor, an angle sensor, an acceleration sensor, an ultrasonic sensor, an infrared sensor or the like is used as the position detecting means. The position detecting means detects the coordinate position of the left and right ears of the listener or the displacement amount of the coordinate position from the specific position. As a method of expressing the coordinate positions of the left and right ears, various methods such as the position and direction of the listener are possible.
【0013】信号処理手段によって、音響信号による音
像の定位方向が制御される。信号処理手段は、聴取者が
特定位置から移動した場合に、その変位による音像の変
位を補正し、聴取者が移動したにも係わらずあたかも特
定位置にいるかのような音場を再現する。信号処理手段
として、FIRフィルタなどが用いられる。FIRフィ
ルタの係数を適当なものに設定することによって、音像
の定位制御が行われる。The signal processing means controls the localization direction of the sound image based on the acoustic signal. When the listener moves from the specific position, the signal processing unit corrects the displacement of the sound image due to the displacement, and reproduces the sound field as if the listener was moving at the specific position. An FIR filter or the like is used as the signal processing means. The sound image localization control is performed by setting the coefficient of the FIR filter to an appropriate value.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る音像制御装置
3を備えた音響信号再生装置1を機能的に示すブロック
図、図2は音響信号再生装置1のハード回路を示すブロ
ック図、図3は頭部HDの位置と伝達特性Hを示す図で
ある。1 is a block diagram functionally showing an audio signal reproducing apparatus 1 equipped with a sound image control apparatus 3 according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a hard circuit of the audio signal reproducing apparatus 1. FIG. 3 is a diagram showing the position of the head HD and the transfer characteristic H.
【0015】図1において、音響信号再生装置1は、信
号処理部11、増幅器12(増幅器12L,12R)、
スピーカ13L,13R、及び位置検出部14から構成
されている。信号処理部11は、フィルタ部21、係数
設定部22、係数テーブル23、加算器24,25から
なる。位置検出部14は、頭部位置センサ31、頭部角
度センサ32、基準位置設定部33、位置算出部34か
らなる。In FIG. 1, an audio signal reproducing apparatus 1 includes a signal processing section 11, an amplifier 12 (amplifiers 12L and 12R),
The speaker 13L, 13R and the position detector 14 are included. The signal processing unit 11 includes a filter unit 21, a coefficient setting unit 22, a coefficient table 23, and adders 24 and 25. The position detection unit 14 includes a head position sensor 31, a head angle sensor 32, a reference position setting unit 33, and a position calculation unit 34.
【0016】左右の入力端子に入力された音響信号Li
n、Rinは、信号処理部11によって音像の定位制御
が行われた後、増幅器12によって増幅され、左右に配
置された2つのスピーカ13L,13Rによって音とし
て出力される。Acoustic signal Li input to the left and right input terminals
After localization of the sound image is controlled by the signal processing unit 11, n and Rin are amplified by the amplifier 12 and output as sounds by the two speakers 13L and 13R arranged on the left and right.
【0017】図3に示すように、聴取者は、その頭部H
Dが2つのスピーカ13L,13Rの前方中央位置で且
つ顔をスピーカ13L,13Rの中央に向けた状態で、
スピーカ13L,13Rから出力される音を聞く。その
ような聴取者の位置及び方向を基準姿勢ASとする。基
準姿勢ASの位置は、スピーカ13L,13Rによって
再現される音場の座標原点であり、基準姿勢ASの方向
を回転角度θh=0とする。回転角度θhは、基準姿勢
ASから右回りに測定される。基準姿勢ASにおいて、
聴取者の左右の耳の座標位置Pceに注目したとき、そ
れを基準位置PSという。つまり基準姿勢ASと基準位
置PSとは同じ状態をいうのであるが、左右の耳の座標
位置Pceに注目した場合に基準位置PSということが
ある。なお、基準姿勢ASとして、上述した以外の任意
の位置又は方向とすることが可能である。例えば、室内
の状況に応じて聴取者が最もとりやすい位置又は方向、
最も好む姿勢、リラックスできる姿勢、最も多い姿勢な
ど、任意の位置又は方向を採用してもよい。基準姿勢A
Sは、基準位置設定部33から入力することができる。
例えば、聴取者が現にとっている姿勢を基準姿勢ASと
したい状態において、基準位置設定部33からセットの
ための入力を行うことによって、その状態を基準姿勢A
Sとして設定することができる。As shown in FIG. 3, the listener has his head H
With D at the front center position of the two speakers 13L and 13R and the face directed toward the center of the speakers 13L and 13R,
Listen to the sound output from the speakers 13L and 13R. The position and direction of such a listener is referred to as a reference posture AS. The position of the reference posture AS is the coordinate origin of the sound field reproduced by the speakers 13L and 13R, and the direction of the reference posture AS is the rotation angle θh = 0. The rotation angle θh is measured clockwise from the reference posture AS. In the standard posture AS,
When attention is paid to the coordinate positions Pce of the left and right ears of the listener, it is referred to as a reference position PS. That is, the reference posture AS and the reference position PS are in the same state, but may be referred to as the reference position PS when attention is paid to the coordinate positions Pce of the left and right ears. The reference attitude AS can be any position or direction other than those described above. For example, depending on the indoor conditions, the position or direction that the listener is most likely to take,
Any position or orientation may be adopted, such as the most preferred posture, the relaxed posture, and the most popular posture. Reference posture A
S can be input from the reference position setting unit 33.
For example, in a state in which the listener wants to use the current posture as the reference posture AS, the reference position setting unit 33 performs an input for setting to change the state to the reference posture A.
It can be set as S.
【0018】聴取者は、頭部位置センサ31及び頭部角
度センサ32が取り付けられたキャップを頭部HDに被
っており、これによって聴取者の頭部HDの位置及び方
向、つまり音場における頭部HDの座標位置Pc、回転
角度θh、左右の耳の座標位置Pceなどを検出するよ
うになっている。すなわち、聴取者が例えば新しい位置
P1に移動した場合には、その位置への移動量及び回転
量が頭部位置センサ31及び頭部角度センサ32によっ
て検出される。頭部位置センサ31及び頭部角度センサ
32からの出力信号S1,2から、位置P1における聴
取者の左右の耳の座標位置Pceなどが、位置算出部3
4によって算出される。なお、頭部位置センサ31及び
頭部角度センサ32として、例えば圧電ジャイロセン
サ、速度センサなどが用いられる。また、これらに代え
て、超音波や赤外線などによって離れた位置から聴取者
の位置及び方向を検出するものでもよい。The listener covers the head HD with a cap to which the head position sensor 31 and the head angle sensor 32 are attached, whereby the position and direction of the listener's head HD, that is, the head in the sound field. The coordinate position Pc of the portion HD, the rotation angle θh, the coordinate positions Pce of the left and right ears, and the like are detected. That is, when the listener moves to a new position P1, for example, the amount of movement and the amount of rotation to that position are detected by the head position sensor 31 and the head angle sensor 32. From the output signals S1 and S2 from the head position sensor 31 and the head angle sensor 32, the coordinate position Pce of the left and right ears of the listener at the position P1 and the like are calculated by the position calculation unit 3.
4 is calculated. As the head position sensor 31 and the head angle sensor 32, for example, a piezoelectric gyro sensor or a speed sensor is used. Further, instead of these, the position and direction of the listener may be detected from a distant position by ultrasonic waves or infrared rays.
【0019】フィルタ部21は、FIR/LL、FIR
/LR、FIR/RL、FIR/RRの4つのFIRフ
ィルタ21a〜dからなる。これら4つのFIRフィル
タ21a〜dは、音響信号Lin、Rinによる音像の
方向及び位置を制御するものである。つまり、FIRフ
ィルタ21a〜dの係数Saを種々異なるものに設定す
ることにより、音像の方向及び位置が制御される。The filter section 21 includes FIR / LL and FIR.
It is composed of four FIR filters 21a to 21d of / LR, FIR / RL, FIR / RR. These four FIR filters 21a to 21d control the direction and position of the sound image by the acoustic signals Lin and Rin. That is, the direction and the position of the sound image are controlled by setting the coefficients Sa of the FIR filters 21a to 21d differently.
【0020】4つのFIRフィルタ21a〜dにおける
各係数SLL、SLR、SRL、SRRは、基準位置PSにおけ
る2つのスピーカ13L,13Rから左右の耳への伝達
特性(インパルス応答)を基準特性として、聴取者の任
意の位置における伝達特性の基準特性に対する変化分を
補正し、聴取者が任意の位置にいるにも係わらずあたか
も基準位置PSにいるかのように聞こえるようにするた
めのパラメータである。The coefficients S LL , S LR , S RL , and S RR in the four FIR filters 21a to 21d are based on the transfer characteristics (impulse response) from the two speakers 13L and 13R at the reference position PS to the left and right ears. As a characteristic, a parameter for correcting the variation of the transfer characteristic of the listener at an arbitrary position with respect to the reference characteristic so that the listener can hear as if the listener was at the reference position PS regardless of the arbitrary position. Is.
【0021】すなわち、図3を参照して、左のスピーカ
13Lから左耳への伝達特性はHLLであり、左のスピー
カ13Lから右耳への伝達特性はHLRであり、右のスピ
ーカ13Rから左耳への伝達特性はHRLであり、右のス
ピーカ13Rから右耳への伝達特性はHRRである。これ
らの伝達特性Hについて、基準位置PSにおける伝達特
性Hsと任意の位置における伝達特性Haとから、補正
のためのパラメータである係数Saが求められる。これ
らの係数Saは、予め求められて係数テーブル23に格
納されている。位置算出部34からの信号S4によっ
て、信号S4の示す左右の耳の座標位置Pceに基づい
て、係数設定部22は係数テーブル23から係数Saを
読み出し、FIRフィルタ21a〜dに設定する。That is, referring to FIG. 3, the transfer characteristic from the left speaker 13L to the left ear is H LL , the transfer characteristic from the left speaker 13L to the right ear is H LR , and the right speaker 13R. To the left ear is H RL , and the transmission characteristic from the right speaker 13R to the right ear is H RR . For these transfer characteristics H, a coefficient Sa, which is a parameter for correction, is obtained from the transfer characteristics Hs at the reference position PS and the transfer characteristics Ha at an arbitrary position. These coefficients Sa are obtained in advance and stored in the coefficient table 23. In response to the signal S4 from the position calculation unit 34, the coefficient setting unit 22 reads the coefficient Sa from the coefficient table 23 based on the coordinate positions Pce of the left and right ears indicated by the signal S4, and sets the coefficient Sa in the FIR filters 21a to 21d.
【0022】加算器24は、FIRフィルタ21a,c
からの出力を加算し、加算器25はFIRフィルタ21
b,dからの出力を加算する。これによって、定位制御
された左右2系統の音響信号Ls、Rsが得られる。音
響信号Ls、Rsは増幅器12によって増幅され、スピ
ーカ13L,13Rから音として出力される。The adder 24 includes FIR filters 21a and 21c.
Output from the FIR filter 21.
Add the outputs from b and d. As a result, localization-controlled left and right acoustic signals Ls and Rs are obtained. The acoustic signals Ls and Rs are amplified by the amplifier 12 and output as sounds from the speakers 13L and 13R.
【0023】図2に示すように、音響信号再生装置1
は、入力される音響信号Lin、RinをAD変換する
AD変換器51,52、回転角度θhなどを入力するた
めの入力ポート53、定位制御された音響信号をDA変
換して音響信号Ls、Rsを得るためのDA変換器5
4,55、FIRフィルタの演算などを行うDSPコア
56、係数Saがテーブルとして格納されたROM5
7、及びデータバス58などのハードウエアによって構
成される。これらの全部又は一部を1つのDSP素子に
よって構成することもできる。As shown in FIG. 2, the acoustic signal reproducing device 1
Are AD converters 51 and 52 for AD-converting the input acoustic signals Lin and Rin, an input port 53 for inputting the rotation angle θh, etc., and DA-converting the localization-controlled acoustic signals to obtain the acoustic signals Ls and Rs. DA converter 5 for obtaining
4, ROM 5, DSP core 56 for performing calculation of FIR filter, and ROM 5 in which coefficient Sa is stored as a table
7, and hardware such as the data bus 58. All or part of them can be configured by one DSP element.
【0024】したがって、例えば、聴取者が基準位置P
Sにいる場合には、FIRフィルタ21a〜dは入力さ
れた音響信号Lin、Rinをそのまま通過させること
により、スピーカ13L,13Rから再生される音響信
号Lin、Rinの持つ音像及び定位をそのまま基準位
置PSにおいて感じ取ることができる。聴取者が任意の
位置P1に移動した場合には、その位置P1に対応した
係数SaがFIRフィルタ21a〜dに設定され、スピ
ーカ13L,13Rからの音がその位置P1の聴取者に
向けられるように補正され、その位置P1の聴取者は基
準位置PSと同じ音像及び定位を感じ取ることができ
る。Therefore, for example, if the listener receives the reference position P
In the case of S, the FIR filters 21a to 21d pass the input acoustic signals Lin and Rin as they are, so that the sound images and localizations of the acoustic signals Lin and Rin reproduced from the speakers 13L and 13R are kept at the reference position. You can feel it in PS. When the listener moves to an arbitrary position P1, the coefficient Sa corresponding to the position P1 is set in the FIR filters 21a to 21d so that the sounds from the speakers 13L and 13R are directed to the listener at the position P1. The listener at the position P1 can perceive the same sound image and localization as the reference position PS.
【0025】すなわち、聴取者が、スピーカ13L,1
3Rの再生する音場についての本来の最適位置である基
準位置PSからそれ以外の任意の位置P1に移動した場
合に、スピーカ13L,13Rの再生する音場を制御し
て移動後の位置P1が最適の聴取位置となるように補正
し、これによって、聴取者の位置P1が常に最適の聴取
位置となるようにしたのである。換言すれば、FIRフ
ィルタ21a〜dによる補正によって、スピーカ13
L,13Rの再生する音場についての最良の聴取位置が
拡大されたことになる。That is, the listener listens to the speakers 13L, 1
When the reference position PS, which is the original optimum position for the sound field reproduced by 3R, is moved to an arbitrary position P1 other than that, the sound fields reproduced by the speakers 13L and 13R are controlled so that the position P1 after the movement is The correction is made so as to be the optimum listening position, so that the listener's position P1 is always the optimum listening position. In other words, the speaker 13 is corrected by the correction by the FIR filters 21a to 21d.
This means that the best listening positions for the sound fields reproduced by L and 13R have been expanded.
【0026】上述の音響信号再生装置1において、信号
処理部11が本発明の位置検出手段及び信号補正処理手
段に相当し、位置検出部14が本発明の位置検出手段及
び変位量検出手段に相当する。したがって、信号処理部
11及び位置検出部14が本発明の音像制御装置3に相
当する。In the acoustic signal reproducing apparatus 1 described above, the signal processing section 11 corresponds to the position detecting means and the signal correction processing means of the present invention, and the position detecting section 14 corresponds to the position detecting means and the displacement amount detecting means of the present invention. To do. Therefore, the signal processing unit 11 and the position detection unit 14 correspond to the sound image control device 3 of the present invention.
【0027】上述の音響信号再生装置1の例では、2チ
ャネルステレオの音響信号Lin、Rinを入力するよ
うにした。このような音響信号Lin、Rinは、ステ
レオ録音されたコンパクトディスク、磁気テープ、レコ
ードなどから、又はステレオ放送によって容易に得るこ
とができる。このような音響信号Lin、Rinは、ま
た、音源の音情報と、聴取者と音源との仮想的な前後方
向の距離を示す距離情報と、聴取者を中心とした水平面
内における音源の仮想的な角度位置を示す方向情報とを
含む音響信号BSからも得ることができる。次に、その
ような音響信号BSをスピーカ13L,13Rから再生
するための音響信号再生装置1aについて説明する。In the example of the acoustic signal reproducing apparatus 1 described above, the two-channel stereo acoustic signals Lin and Rin are input. Such acoustic signals Lin and Rin can be easily obtained from a stereo-recorded compact disc, magnetic tape, record, or the like, or by stereo broadcasting. Such acoustic signals Lin and Rin also include sound information of the sound source, distance information indicating a virtual distance in the front-rear direction between the listener and the sound source, and virtual sound source in a horizontal plane centered on the listener. It can also be obtained from the acoustic signal BS including the direction information indicating various angular positions. Next, an acoustic signal reproducing device 1a for reproducing such an acoustic signal BS from the speakers 13L and 13R will be described.
【0028】図4は本発明に係る音像制御装置3を含ん
だ他の例の音響信号再生装置1aを機能的に示すブロッ
ク図である。音響信号再生装置1aにおいて、上述の音
響信号再生装置1と同じ機能を有する部分には同じ符号
を付し、説明を省略し又は簡略化する。FIG. 4 is a block diagram functionally showing another example of the audio signal reproducing apparatus 1a including the sound image control apparatus 3 according to the present invention. In the audio signal reproducing device 1a, parts having the same functions as those of the audio signal reproducing device 1 described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
【0029】図4において、音響信号再生装置1aは、
信号処理部11、増幅器12L,12R、スピーカ13
L,13R、位置検出部14、及び定位制御部15から
構成されている。In FIG. 4, the acoustic signal reproducing device 1a is
Signal processing unit 11, amplifiers 12L and 12R, speaker 13
The L, 13R, the position detector 14, and the localization controller 15 are included.
【0030】音響信号BSは、上述したように、音情報
である音源信号BSs、距離情報BSd、方向情報BS
aを含んでいる。距離情報BSdとして、聴取者に対す
る音源の位置を示す情報である、前方位置、前後近辺、
後方位置の3つの位置情報が含まれている(図6参
照)。方向情報BSaとして、聴取者を中心とした水平
面内における8つの方向(0°,45°,90°,13
5°,180°,225°,270°,315°)の角
度情報が含まれている。距離情報BSd及び方向情報B
Saによって音源信号BSsの座標が決定される。した
がって、距離情報BSd及び方向情報BSaを合わせて
音源座標BScということがある。As described above, the acoustic signal BS includes the sound source signal BSs which is sound information, the distance information BSd, and the direction information BS.
a. As the distance information BSd, information indicating the position of the sound source with respect to the listener, that is, the front position, the vicinity of the front and rear,
Three pieces of position information of the rear position are included (see FIG. 6). As the direction information BSa, there are eight directions (0 °, 45 °, 90 °, 13 in the horizontal plane centering on the listener.
5 °, 180 °, 225 °, 270 °, 315 °). Distance information BSd and direction information B
The coordinates of the sound source signal BSs are determined by Sa. Therefore, the distance information BSd and the direction information BSa may be collectively referred to as a sound source coordinate BSc.
【0031】定位制御部15は、音響信号BSの音源信
号BSsと音源座標BScとに基づいて、2チャネルス
テレオの音響信号Lin、Rinを出力するものであ
る。このような定位制御部15は、上述した特願平6−
80052号の明細書及び図面に音像制御装置として詳
細が説明されている。ここでは、定位制御部15の概略
を説明する。The localization controller 15 outputs two-channel stereo acoustic signals Lin and Rin based on the sound source signal BSs of the acoustic signal BS and the sound source coordinates BSc. Such a localization control unit 15 is the same as the above-mentioned Japanese Patent Application No. 6-
Details are described as a sound image control device in the specification and drawings of No. 80052. Here, an outline of the localization control unit 15 will be described.
【0032】図5は定位制御部15の構成を示すブロッ
ク図、図6は仮想的に形成される聴取者と音像との位置
関係を示す図である。図5において、定位制御部15
は、遠近感制御部41及び水平面内音像制御部42から
なる。遠近感制御部41は、音源信号BSsに対して、
距離情報BSdに基づいて音像の遠近制御を行って2チ
ャネルの音信号La,Raを出力する。水平面内音像制
御部42は、遠近感制御部41から出力される音信号L
a,Raに対して、方向情報BSaに基づいて音像の方
向制御を行い、音響信号Lin、Rinを出力する。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the localization control section 15, and FIG. 6 is a diagram showing the positional relationship between a virtually formed listener and a sound image. In FIG. 5, the localization control unit 15
Is composed of a perspective control unit 41 and a horizontal plane sound image control unit 42. The perspective control unit 41, for the sound source signal BSs,
The perspective control of the sound image is performed based on the distance information BSd, and the two-channel sound signals La and Ra are output. The horizontal plane sound image control unit 42 outputs the sound signal L output from the perspective control unit 41.
For a and Ra, the direction control of the sound image is performed based on the direction information BSa, and the acoustic signals Lin and Rin are output.
【0033】遠近感制御部41は、音源信号BSsを遅
延させる遅延回路、振幅を調整する回路などを備えてお
り、これらによって音源信号BSsに対する反射音を生
成する。生成した反射音に対し、距離情報BSdに基づ
いて、聴取者と音源との距離に応じた係数を乗じて間接
音を生成する。間接音と直接音とを加算した信号の振幅
を同じく距離に応じて変化させ、さらに、同じく距離に
応じて音の高域成分のカットオフ周波数を異ならせて左
チャネルの音信号Laとし、さらに、位相係数を前方位
置においては1とし、後方位置においては−1として位
相を変化させて右チャネルの音信号Raとする。これに
よって、単一の音源信号BSsについて、前方位置及び
後方位置についての音の遠近感を作り出すことができ
る。すなわち、仮想的に形成される聴取者に対する音源
の位置が前方位置にあれば音像は前方に形成され、後方
位置にあれば音像は後方に形成されることとなる。The perspective control unit 41 includes a delay circuit that delays the sound source signal BSs, a circuit that adjusts the amplitude, and the like to generate a reflected sound for the sound source signal BSs. An indirect sound is generated by multiplying the generated reflected sound by a coefficient according to the distance between the listener and the sound source based on the distance information BSd. Similarly, the amplitude of the signal obtained by adding the indirect sound and the direct sound is changed according to the distance, and the cutoff frequency of the high frequency component of the sound is also changed according to the distance to obtain the left channel sound signal La. , The phase coefficient is set to 1 at the front position and is set to -1 at the rear position to change the phase to obtain the sound signal Ra of the right channel. As a result, it is possible to create the perspective of sound in the front position and the rear position for the single sound source signal BSs. That is, if the position of the sound source virtually formed with respect to the listener is in the front position, the sound image is formed in the front, and if it is in the rear position, the sound image is formed in the rear.
【0034】次に、水平面内音像制御部42について説
明する。図7は水平面内音像制御部42の構成を示すブ
ロック図、図9は聴取者に対する8方向を示す図、図1
0はスピーカSL,SRと音像との聴取者に対する伝達
特性の状態を示す図である。Next, the horizontal plane sound image controller 42 will be described. 7 is a block diagram showing the configuration of the horizontal plane sound image control unit 42, and FIG. 9 is a diagram showing eight directions with respect to the listener, FIG.
0 is a diagram showing a state of transfer characteristics of the speakers SL, SR and the sound image to the listener.
【0035】図9において、聴取者の周囲に、音源(ス
ピーカ)を8方向(0°,45°,90°,135°,
180°,225°,270°,315°)に仮想的に
配置した状態が示されている。水平面内音像制御部42
の音像制御によって、音源信号BSsの音像が8方向の
いずれかの方向に配置されているように、聴取者に聞こ
えることを意味している。In FIG. 9, sound sources (speakers) are provided around the listener in eight directions (0 °, 45 °, 90 °, 135 °,
180 °, 225 °, 270 °, 315 °) is shown. Horizontal plane sound image control unit 42
The sound image control means that the listener hears the sound image of the sound source signal BSs arranged in any of the eight directions.
【0036】また、各方向で挟まれる領域をゾーンとい
う。各ゾーンにはゾーン番号が付されている。例えば、
音像の0°方向と45°方向との間はゾーン0、音像の
45°方向と90°方向との間はゾーン1である。The area sandwiched in each direction is called a zone. A zone number is attached to each zone. For example,
Zone 0 is between the 0 ° direction and 45 ° direction of the sound image, and zone 1 is between the 45 ° direction and 90 ° direction of the sound image.
【0037】聴取者と音像との仮想的な位置関係は、聴
取者を中心とした水平面内円周上の方向情報BSaとし
て供給される。方向情報BSaは、単なるゾーン番号で
あってもよいが、例えば、ゾーン0内でも音像が0°方
向に近ければ、音源が0°方向に近い方向に配置されて
いるように聞こえることが望ましいので、本実施例で
は、水平面内円周上の角度情報を方向情報BSaとして
供給している。The virtual positional relationship between the listener and the sound image is supplied as direction information BSa on the circumference in the horizontal plane centering on the listener. The direction information BSa may be a mere zone number, but for example, if the sound image is close to the 0 ° direction even in the zone 0, it is desirable that the sound source be heard to be arranged in the direction close to the 0 ° direction. In this embodiment, angle information on the circumference of the horizontal plane is supplied as direction information BSa.
【0038】図7において、水平面内音像制御部42
は、多数のフィルタ61(61a…、61b)、多数の
乗算器62(62a…)、及び加算器63,64からな
る。フィルタ61は、聴取者を中心に水平面内の方向を
仮想的に8分割して各方向に音像が形成されるように、
左右別に定められたフィルタ特性を有するLチャネル用
のフィルタ61a…及びRチャンネル用のフィルタ61
b…からなる。これらのフィルタ61として、FIRフ
ィルタが用いられ、そのフィルタ特性は乗算係数によっ
て決定される。なお、8分割は例示であり、それ以上の
分割数でもよいことは勿論、感度によって特定の方向を
多分割とするようにしてもよい。In FIG. 7, the sound image control unit 42 in the horizontal plane
Is composed of a large number of filters 61 (61a ..., 61b), a large number of multipliers 62 (62a ...), and adders 63 and 64. The filter 61 virtually divides the direction in the horizontal plane centering on the listener into eight parts so that a sound image is formed in each direction.
L channel filter 61a ... And R channel filter 61, which have filter characteristics defined separately for right and left
It consists of b ... FIR filters are used as these filters 61, and the filter characteristics thereof are determined by the multiplication coefficient. It should be noted that eight divisions are merely examples, and it is needless to say that the number of divisions may be more than that, and of course, the specific direction may be multi-division depending on the sensitivity.
【0039】L用FIR0 とR用FIR0 は、0°方向
に音像を形成させるためのフィルタ特性を有している。
すなわち、左右の音信号La,RaがそれぞれL用FI
R0とR用FIR0 とを通ってそれぞれ2チャンネルス
テレオの音響信号Lin、Rinとして出力されると、
音像は0°方向に形成される。すなわち、聴取者には0
°方向に音源があるように聞こえる。The FIR FIR 0 and for R for L 0 is and has a filter characteristic for forming a sound image in the 0 ° direction.
That is, the left and right sound signals La and Ra are respectively FI for L.
When output as two-channel stereo acoustic signals Lin and Rin through R 0 and R FIR 0 , respectively,
The sound image is formed in the 0 ° direction. That is, 0 for listeners
Sounds like there is a sound source in the direction.
【0040】L用FIR1 とR用FIR1 は、45°方
向に音像を形成させるためのフィルタ特性を有する。す
なわち、左右の音信号La,RaがそれぞれL用FIR
1 とR用FIR1 とを通ってそれぞれ2チャンネルステ
レオの左右音信号として出力されると、音像は45°方
向に形成される。即ち、聴取者は45°方向にスピーカ
ーがあるように聞こえる。The FIR 1 and the R FIR 1 for L has a filter characteristic to form a sound image at 45 ° direction. That is, the left and right sound signals La and Ra are respectively L FIRs.
When output as left and right sound signals of 2-channel stereo through 1 and R FIR 1 , a sound image is formed in the direction of 45 °. That is, the listener sounds as if there is a speaker in the 45 ° direction.
【0041】L用FIR2 〜L用FIR7 、及びR用F
IR2 〜R用FIR7 についても、上述と同様に各対応
方向に音像が形成されるようにフィルタ特性が定められ
ている。これらのフィルタ61のフィルタ特性の決定方
法については後述する。FIR 2 for L to FIR 7 for L, and F for R
As for IR 2 to FIR 7 for R, the filter characteristics are determined so that a sound image is formed in each corresponding direction as described above. The method of determining the filter characteristics of these filters 61 will be described later.
【0042】乗算器62は、フィルタ61の出力に対
し、方向情報BSaに基づく所定の係数を乗算する。す
なわち、フィルタ61を通過した音信号La,Raに重
み付けを行う。例えば、方向情報BSaがゾーン0の音
像45°方向に近いところを示しているのであれば、L
用FIR0 とR用FIR0 とによる左右の音信号の比率
よりも、L用FIR1 とR用FIR1 とによる左右の音
信号の比率を高くするように乗算係数が設定される。そ
の逆に、方向情報BSaがゾーン0の音像0°方向に近
いところを示しているのであれば、L用FIR0 とR用
FIR0 とによる左右の音信号の比率を、L用FIR1
とR用FIR1 とによる左右の音信号の比率よりも高く
するように乗算係数が設定される。したがって、上記の
乗算器62としては逆連動型の乗算器を用いることがで
きる。The multiplier 62 multiplies the output of the filter 61 by a predetermined coefficient based on the direction information BSa. That is, the sound signals La and Ra that have passed through the filter 61 are weighted. For example, if the direction information BSa indicates that the sound image of the zone 0 is close to the 45 ° direction, L
Than the ratio of the left and right sound signals by the use FIR 0 and the R FIR 0, the multiplication coefficient is set so as to increase the ratio of the left and right sound signals by the FIR 1 and the R FIR 1 for L. On the contrary, if the direction information BSa indicates that the sound image in the zone 0 is close to the 0 ° direction, the ratio of the left and right sound signals by the FIR 0 for L and the FIR 0 for R is calculated as FIR 1 for L 1.
Multiplication coefficient is set to be higher than the ratio of the left and right sound signals by the R for FIR 1 and. Therefore, an inverse interlocking type multiplier can be used as the multiplier 62.
【0043】加算器63は、L用の乗算器62…を経た
信号を加算して2チャネルステレオの左チャネルの音響
信号Linとして出力する。また、加算器64は、R用
の乗算器62…を経た信号を加算して右チャネルの音響
信号Rinとして出力するようになっている。The adder 63 adds the signals that have passed through the L multipliers 62 ... And outputs them as a left channel acoustic signal Lin of the two-channel stereo. Further, the adder 64 is configured to add the signals that have passed through the R multipliers 62 ... And output them as a right channel acoustic signal Rin.
【0044】次に、フィルタ61の特性の決定方法につ
いて説明する。図10に示すように、聴取者の頭部HD
又はダミーヘッドの例えば左斜め後方に音源SOを配置
し、頭部HDの耳部分にセットしてある図示しない左右
のマイクロホンによって音信号を検出する。そして、実
際の左右のスピーカSL,SRから出力される音が頭部
HDの耳に実際に入力されるときに、この入力音が上述
の音源SOからの音について上述のマイクロホンで検出
されたのと同等な信号となるならば、聴取者には音源が
SOの位置にあるように聞こえることになる。Next, a method of determining the characteristics of the filter 61 will be described. As shown in FIG. 10, the listener's head HD
Alternatively, the sound source SO is arranged, for example, diagonally left rear of the dummy head, and the sound signal is detected by the left and right microphones (not shown) set in the ear portions of the head HD. Then, when the sounds actually output from the left and right speakers SL and SR are actually input to the ears of the head HD, this input sound is detected by the above microphone with respect to the sound from the above sound source SO. If the signal is equivalent to, the listener will hear the sound source as if it were at the SO position.
【0045】図10に示す符号の意味は次のとおりであ
る。 SO:音源 KL ,KR :音源から左右の耳への伝達関数(伝達特
性) H:左右のスピーカから左右の耳へのそれぞれの伝達関
数(伝達特性) EL ,ER :ダミーヘッドの左右のマイクロホン信号 TL ,TR :左右のFIRフィルタのフィルタ特性 ここで、左右のスピーカSL,SRから左右の耳への伝
達関数Hには、左のスピーカーSLから左の耳への伝達
関数HLL、右のスピーカーSRから右の耳への伝達関数
HRR、左のスピーカーSLから右の耳への伝達関数
HLR、右のスピーカーSRから左の耳への伝達関数HRL
がある。なお、伝達関数HLLとは、時刻t=0において
単位インパルスを左のスピーカーSLに与えたときのダ
ミーヘッドの左のマイクロホンの時間応答である。他の
伝達関数HRR,HLR,HRLについても同様である。The symbols shown in FIG. 10 have the following meanings. SO: source K L, K R: transfer function (transfer characteristic) from the sound source to the left and right ears H: each of the transfer function from the left and right speakers to the left and right ears (transfer characteristic) E L, E R: the dummy head Left and right microphone signals T L , T R : Filter characteristics of left and right FIR filters Here, the transfer function H from the left and right speakers SL, SR to the left and right ears is the transfer function from the left speaker SL to the left ear. H LL , transfer function H RR from right speaker SR to right ear, transfer function H LR from left speaker SL to right ear, transfer function H RL from right speaker SR to left ear
There is. The transfer function H LL is the time response of the left microphone of the dummy head when a unit impulse is applied to the left speaker SL at time t = 0. The same applies to the other transfer functions H RR , H LR , and H RL .
【0046】音源SOの位置から音信号Sが出力されて
いる場合には、左右各々の耳の信号は、次の式(1)
(2)のようになる。 EL =SKL ……(1) ER =SKR ……(2) また、音信号Sをフィルタ特性TL ,TR のFIRフィ
ルタを通して左右のスピーカSL,SRから再生した場
合には、左右各々の耳での信号は、次の式(3)(4)
のようになる。When the sound signal S is output from the position of the sound source SO, the signals of the left and right ears are expressed by the following equation (1).
It becomes like (2). E L = SK L (1) E R = SK R (2) When the sound signal S is reproduced from the left and right speakers SL and SR through FIR filters having filter characteristics T L and T R , The signals at the left and right ears are calculated by the following equations (3) and (4).
become that way.
【0047】 EL =STL HLL+STR HRL ……(3) ER =STL HLR+STR HRR ……(4) 上述の式(1)〜(4)からフィルタ特性TL ,TR を
求めると、次の式(5)(6)のようになる。E L = ST L H LL + ST R H RL (3) E R = ST L H LR + ST R H RR (4) From the above equations (1) to (4), the filter characteristic T L , T R are obtained as in the following equations (5) and (6).
【0048】 TL =(KL HRR−KR HRL)/(HLLHRR−HLRHRL) ……(5) TR =(KR HLL−KL HLR)/(HLLHRR−HLRHRL) ……(6) 図10の場合は、音像方向225°に対応し、L用FI
R5 ,R用FIR5 についてのフィルタ特性について示
したものに相当するが、他のFIRフィルタのフィルタ
特性についても同様にダミーヘッドを用いた実験結果に
基づいて導き出すことができる。T L = (K L H RR −K R H RL ) / (H LL H RR −H LR H RL ) ... (5) T R = (K R H LL −K L H LR ) / ( H LL H RR −H LR H RL ) (6) In the case of FIG. 10, it corresponds to the sound image direction of 225 °, and the FI for L
This corresponds to the filter characteristics shown for R 5 and R FIR 5 , but the filter characteristics of other FIR filters can be similarly derived based on the experimental results using a dummy head.
【0049】上述した水平面内音像制御部42によれ
ば、仮想的に形成される聴取者に対する音源の水平面方
向に基づいて、音信号La,Raの方向が制御され、左
右のスピーカSL,SRから音が発せられたときにその
方向に音源があるように音像が形成される。これによ
り、音響信号Lin、Rinを再生するために理想的に
配置された左右のスピーカSL,SRを用い、音源との
相対的位置関係に基づく遠近感(立体感)を聴取者に与
えることができる。更に、音源位置を挟むように存在す
る二つの音像となるフィルタ出力を選択するとともに位
置情報に応じて相互の重みを調整するので、音像の移動
が滑らかに制御される。According to the above-described horizontal plane sound image control section 42, the directions of the sound signals La and Ra are controlled on the basis of the horizontal plane direction of the sound source with respect to the virtually formed listener, and the left and right speakers SL and SR are controlled. When a sound is emitted, a sound image is formed so that the sound source exists in that direction. As a result, the left and right speakers SL and SR, which are ideally arranged to reproduce the acoustic signals Lin and Rin, can be used to give the listener a perspective (stereoscopic effect) based on the relative positional relationship with the sound source. it can. Furthermore, since the filter outputs that form two sound images existing so as to sandwich the sound source position are selected and the mutual weights are adjusted according to the position information, the movement of the sound images is smoothly controlled.
【0050】水平面内音像制御部42から出力される音
響信号Lin、Rinは、信号処理部11に入力され、
上述したような処理を経てスピーカ13L,13Rから
音として出力される。聴取者が基準位置PSにいる場合
のように、信号処理部11が何らの処理を施さない場合
には、上述したスピーカSL,SRとスピーカ13L,
13Rとは、音場の形成において等価である。The acoustic signals Lin and Rin output from the horizontal in-plane sound image control section 42 are input to the signal processing section 11,
Through the processing as described above, the sound is output from the speakers 13L and 13R. When the signal processing unit 11 does not perform any processing, such as when the listener is at the reference position PS, the above-described speakers SL and SR and the speaker 13L,
13R is equivalent in forming a sound field.
【0051】信号処理部11において、聴取者の位置P
1に応じた補正の処理が行われることによって、定位制
御部15から出力される音響信号Lin、Rinを聴取
者の位置P1に係わらず常に最適の状態で聴取すること
ができる。つまり、聴取者は、スピーカ13L,13R
に対する位置がどこであっても、音響信号BSの音源信
号BSsを、音響信号BSの持っている距離情報BSd
及び方向情報BSaに忠実に聞き取ることができる。In the signal processing section 11, the position P of the listener is
By performing the correction process according to 1, the acoustic signals Lin and Rin output from the localization control unit 15 can always be heard in an optimum state regardless of the position P1 of the listener. In other words, the listener is the speaker 13L, 13R
The sound source signal BSs of the acoustic signal BS is the distance information BSd of the acoustic signal BS, regardless of the position with respect to
And the direction information BSa can be heard faithfully.
【0052】次に、他の例の水平面内音像制御部42a
について説明する。図8は他の例の水平面内音像制御部
42aを示すブロック図である。先に述べた水平面内音
像制御部42が、各方向について音像を形成するための
フィルタ係数が各々異なるL用及びR用のFIRフィル
タ群(フィルタ61)を備えているのに対し、この例の
水平面内音像制御部42aでは、L用及びR用について
それぞれ2つ(1つのゾーンを作る2方向)のFIRフ
ィルタ61AであるFIRm ,FIRm+1 を備えてい
る。そして、各FIRフィルタ61Aは、フィルタ特性
を決定する係数が可変に構成されていて、その係数を方
向情報BSaによって切り換えることができるようにな
っている。Next, another example of the horizontal plane sound image controller 42a.
Will be described. FIG. 8 is a block diagram showing another example of a horizontal plane sound image control unit 42a. In contrast to the above-described horizontal plane sound image control unit 42 including the L and R FIR filter groups (filter 61) having different filter coefficients for forming the sound image in each direction, The horizontal plane sound image control unit 42a includes FIR m and FIR m + 1 which are two FIR filters 61A for L and R (two directions forming one zone). Each FIR filter 61A has a variable coefficient for determining the filter characteristic, and the coefficient can be switched by the direction information BSa.
【0053】例えば、8分割としている場合、方向情報
BSaとしてゾーン0に対応する信号がくれば、FIR
m は0°方向に音像を形成するためのフィルタ(FIR
0 )となり、FIRm+1 は45°方向に音像を形成する
ためのフィルタ(FIR1 )となる。また、方向情報と
してゾーン7に対応する信号がくれば、FIRm は31
5°方向に音像を形成するためのフィルタ(FIR7 )
となり、FIRm+1 は0°方向に音像を形成するための
フィルタ(FIR0 )となる。For example, in the case of eight divisions, if a signal corresponding to zone 0 comes as direction information BSa, FIR
m is a filter (FIR) for forming a sound image in the direction of 0 °
0 ), and FIR m + 1 serves as a filter (FIR 1 ) for forming a sound image in the 45 ° direction. If a signal corresponding to zone 7 is received as direction information, FIR m is 31
Filter for forming a sound image in the 5 ° direction (FIR 7 )
And FIR m + 1 becomes a filter (FIR 0 ) for forming a sound image in the 0 ° direction.
【0054】乗算器62Aは、FIRm の出力とFIR
m+1 の出力に対し、方向情報BSaに応じて所定の係数
を乗算して重み付けを行うようになっている。加算器6
3は、L用の乗算器62Aを経た信号を加算して2チャ
ネルステレオの左チャネルの音響信号Linとして出力
する。また、加算器64は、R用の乗算器62Aを経た
信号を加算して右チャネルの音響信号Rinとして出力
するようになっている。The multiplier 62A outputs the output of FIR m and the FIR
The output of m + 1 is weighted by multiplying it by a predetermined coefficient according to the direction information BSa. Adder 6
3 adds the signals that have passed through the L multiplier 62A and outputs the result as a left channel acoustic signal Lin of the two-channel stereo. The adder 64 adds the signals passed through the R multiplier 62A and outputs the result as a right channel acoustic signal Rin.
【0055】上述のように、定位制御部15は、遠近感
制御部41及び水平面内音像制御部42又は42aを備
えることによって、単一の音源信号BSsから、2チャ
ネルの音響信号Lin、Rinを生成し、且つ距離情報
BSd及び方向情報BSaに基づいてその音像の定位を
制御することができる。As described above, the localization control unit 15 includes the perspective control unit 41 and the horizontal plane sound image control unit 42 or 42a, so that the two-channel acoustic signals Lin and Rin are obtained from the single sound source signal BSs. It is possible to generate and control the localization of the sound image based on the distance information BSd and the direction information BSa.
【0056】上述の音響信号再生装置1aでは、信号処
理部11と定位制御部15とを別個独立して構成し、単
一の音源信号BSsから2チャネルの音響信号Lin、
Rinの生成と、音響信号Lin、Rinに対する補正
とを別個に行うようにしたが、それぞれの処理に用いら
れているFIRフィルタを合成したFIRフィルタを用
い、合成したFIRフィルタによって同時にそれらの処
理を行うようにしてもよい。その場合には、そのような
処理が行えるように係数を求めて係数テーブル23に格
納しておき、音響信号BSに含まれる距離情報BSd、
方向情報BSa、及び聴取者の左右の耳の座標位置Pc
eなどに基づいて、係数テーブル23から所定の係数を
読み出して各FIRフィルタに設定すればよい。図11
はそのような音像制御装置3aを示すブロック図であ
る。In the acoustic signal reproducing device 1a described above, the signal processing unit 11 and the localization control unit 15 are separately configured, and a single sound source signal BSs to a two-channel acoustic signal Lin,
The generation of Rin and the correction of the acoustic signals Lin and Rin are performed separately. However, the FIR filters used in the respective processes are combined using the FIR filter, and the combined FIR filters simultaneously perform those processes. It may be performed. In that case, coefficients are calculated and stored in the coefficient table 23 so that such processing can be performed, and the distance information BSd included in the acoustic signal BS,
Direction information BSa and coordinate positions Pc of the left and right ears of the listener
Based on e or the like, a predetermined coefficient may be read from the coefficient table 23 and set in each FIR filter. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing such a sound image control device 3a.
【0057】図11において、音像制御装置3aは、定
位処理部70、座標算出部71、係数設定部72、係数
テーブル73を有している。定位処理部70は、左チャ
ネル定位処理部70L及び右チャネル定位処理部70R
を有している。頭部位置センサ31及び頭部角度センサ
32からの出力信号S1,2に基づいて、座標算出部7
1で左右の耳の座標位置Pceが求められ、座標位置P
ceと音源座標BScとに基づいて、係数設定部72が
係数テーブル73から所定の係数を読み出し、それを定
位処理部70に設定する。定位処理部70は、上述した
定位制御部15と信号処理部11との両方の機能を合成
した機能を有し、設定された係数に基づいて音源信号B
Ssを処理し、左右の音響信号Ls、Rsを出力する。In FIG. 11, the sound image control device 3a has a localization processing unit 70, a coordinate calculation unit 71, a coefficient setting unit 72, and a coefficient table 73. The localization processing unit 70 includes a left channel localization processing unit 70L and a right channel localization processing unit 70R.
have. Based on the output signals S1 and S2 from the head position sensor 31 and the head angle sensor 32, the coordinate calculation unit 7
The coordinate position Pce of the left and right ears is obtained by 1 and the coordinate position Pce
Based on the ce and the sound source coordinates BSc, the coefficient setting unit 72 reads a predetermined coefficient from the coefficient table 73 and sets it in the localization processing unit 70. The localization processing unit 70 has a function that combines the functions of both the localization control unit 15 and the signal processing unit 11 described above, and the sound source signal B based on the set coefficient.
Ss is processed and the left and right acoustic signals Ls and Rs are output.
【0058】なお、音像制御装置3aによると、定位処
理部70におけるFIRフィルタの個数が減少するが、
係数の個数が増加する。換言すれば、音像制御装置3に
よる場合の方が、係数の個数が少なくてすみ、係数テー
ブル23のメモリ容量が少なくてすむ。According to the sound image control device 3a, the number of FIR filters in the localization processing unit 70 decreases,
The number of coefficients increases. In other words, the number of coefficients is smaller and the memory capacity of the coefficient table 23 is smaller when the sound image control device 3 is used.
【0059】上述の例によると、音響信号Lin、Ri
nなどに対する音像の定位制御を、FIRフィルタに係
数Saを設定することによって行っているので、簡単な
構成で確実な制御を行うことができる。According to the above example, the acoustic signals Lin, Ri
Since the sound image localization control for n and the like is performed by setting the coefficient Sa in the FIR filter, reliable control can be performed with a simple configuration.
【0060】上述の例によると、音場における特定位置
として、左右のスピーカ13L,13Rの中央前方の特
定の位置を選定し、それを固定的に考えたが、それ以外
の位置を特定位置とし、また特定位置を種々変更可能と
してもよい。その他、音響信号再生装置1,1a又は音
像制御装置3,3aの全体又は各部の構成、処理内容、
処理タイミング、実装形態などは、本発明の主旨に沿っ
て適宜変更することができる。According to the above-described example, a specific position in front of the center of the left and right speakers 13L and 13R was selected as the specific position in the sound field, and it was fixedly considered, but other positions are set as the specific positions. Also, the specific position may be changed in various ways. In addition, the configuration or processing content of the whole or each part of the audio signal reproduction device 1, 1a or the sound image control device 3, 3a,
The processing timing, the mounting form, and the like can be appropriately changed in accordance with the gist of the present invention.
【0061】[0061]
【発明の効果】請求項1乃至請求項3の発明によると、
聴取者の位置が移動した場合にも良好な音場を再生する
ことができる。これによって、複数のスピーカによって
再生される音場における最良の聴取位置が拡大されるこ
ととなり、より自然な音、より立体感のある音、より効
果的な音を楽しむことが可能となる。According to the inventions of claims 1 to 3,
A good sound field can be reproduced even when the position of the listener moves. As a result, the best listening position in the sound field reproduced by the plurality of speakers is expanded, and it becomes possible to enjoy a more natural sound, a more stereoscopic sound, and a more effective sound.
【0062】請求項3の発明によると、単一の音響信号
によって立体感を有する音像を得ることができ、且つそ
の音像による立体効果を聴取者の位置に係わりなく最も
最適なものとすることができる。According to the invention of claim 3, a sound image having a stereoscopic effect can be obtained by a single acoustic signal, and the stereoscopic effect due to the sound image can be optimized most regardless of the position of the listener. it can.
【図1】本発明に係る音像制御装置を備えた音響信号再
生装置を機能的に示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram functionally showing an audio signal reproducing device provided with a sound image control device according to the present invention.
【図2】音響信号再生装置のハード回路を示すブロック
図である。FIG. 2 is a block diagram showing a hardware circuit of the audio signal reproducing device.
【図3】頭部の位置と伝達特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a position of a head and a transfer characteristic.
【図4】本発明に係る音像制御装置を含んだ他の例の音
響信号再生装置を機能的に示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram functionally showing another example of an audio signal reproducing device including the sound image control device according to the present invention.
【図5】定位制御部の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a localization control unit.
【図6】仮想的に形成される聴取者と音像との位置関係
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship between a virtually formed listener and a sound image.
【図7】水平面内音像制御部の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a horizontal plane sound image control unit.
【図8】他の例の水平面内音像制御部を示すブロック図
である。FIG. 8 is a block diagram showing another example of a horizontal plane sound image control unit.
【図9】聴取者に対する8方向を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing eight directions for a listener.
【図10】スピーカと音像との聴取者に対する伝達特性
の状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state of transfer characteristics of a speaker and a sound image to a listener.
【図11】他の例の音像制御装置を示すブロック図であ
る。FIG. 11 is a block diagram showing a sound image control device of another example.
3,3a 音像制御装置 11 信号処理部(信号処理手段,信号補正処理手段) 13L,13R スピーカ 14 位置検出部(位置検出手段、変位量検出手段) 41 遠近感制御部(遠近感制御手段) 42 水平面内音像制御部(水平面内音像制御手段) Lin、Rin 音響信号 BS 音響信号 BSs 音源信号(音情報) BSd 距離情報 BSa 方向情報 3, 3a Sound image control device 11 Signal processing unit (signal processing unit, signal correction processing unit) 13L, 13R speaker 14 Position detection unit (position detection unit, displacement amount detection unit) 41 Perspective sense control unit (perspective sense control unit) 42 Sound image control section in horizontal plane (sound image control means in horizontal plane) Lin, Rin Acoustic signal BS Acoustic signal BSs Sound source signal (sound information) BSd Distance information BSa Direction information
Claims (3)
って再生する際に用いられる音像制御装置であって、 前記スピーカによって再生される音場における聴取者の
左右の耳の座標位置を検出する位置検出手段と、 前記音響信号による音像の前記音場における定位方向を
制御するための信号処理手段と、 を有し、 前記信号処理手段は、前記聴取者の左右の耳の、前記音
場における特定位置からの変位による音像の変位を補正
するように制御するものである、 ことを特徴とする音像制御装置。1. A sound image control device used when reproducing an acoustic signal by at least two speakers, and position detecting means for detecting coordinate positions of the left and right ears of a listener in a sound field reproduced by the speakers. And signal processing means for controlling the localization direction of the sound image in the sound field by the acoustic signal, and the signal processing means, from the specific position in the sound field of the left and right ears of the listener. The sound image control device is characterized in that it controls so as to correct the displacement of the sound image due to the displacement of.
って再生する際に用いられる音像制御装置であって、 聴取者の左右の耳の座標位置を検出する位置検出手段
と、 前記スピーカによって再生される音場における特定の位
置である基準位置からの前記聴取者の左右の耳の位置の
変位量を検出する変位量検出手段と、 前記音響信号による音像の前記音場における定位方向
を、前記変位量による音像の変位を打ち消すように制御
するための信号補正処理手段と、 を有してなることを特徴とする音像制御装置。2. A sound image control device used when reproducing an audio signal by at least two speakers, comprising position detecting means for detecting coordinate positions of the left and right ears of a listener, and a sound reproduced by the speakers. A displacement amount detecting means for detecting a displacement amount of the positions of the left and right ears of the listener from a reference position which is a specific position in the field, and a localization direction in the sound field of the sound image by the acoustic signal, depending on the displacement amount. A sound image control device comprising: a signal correction processing unit for controlling so as to cancel the displacement of the sound image.
想的な前後方向の距離を示す距離情報と、聴取者を中心
とした水平面内における前記音源の仮想的な角度位置を
示す方向情報とを含む音響信号を、少なくとも2つのス
ピーカによって再生する際に用いられる音像制御装置で
あって、 前記距離情報に基づいて音像の遠近制御を行う遠近感制
御手段と、 前記遠近感制御部から出力される2チャンネルの音信号
出力について、前記方向情報に基づいて音像の方向制御
を行う水平面内音像制御手段と、 前記スピーカによって再生される音場における聴取者の
左右の耳の座標位置を検出する位置検出手段と、 を有し、 前記遠近感制御手段及び前記水平面内音像制御手段は、
前記聴取者の左右の耳の、前記音場における特定位置か
らの変位による音像の変位を補正するように制御するも
のである、 ことを特徴とする音像制御装置。3. Sound information of a sound source, distance information indicating a virtual front-rear distance between a listener and the sound source, and virtual angle position of the sound source in a horizontal plane centered on the listener. A sound image control device used when reproducing an acoustic signal including direction information by at least two speakers, the perspective control unit performing perspective control of a sound image based on the distance information, and the perspective control unit. The two-channel sound signal output from the horizontal plane sound image control means for controlling the direction of the sound image based on the direction information, and the coordinate positions of the left and right ears of the listener in the sound field reproduced by the speaker. Position detecting means for detecting, and the perspective control means and the horizontal plane sound image control means,
A sound image control device, which controls to correct displacement of a sound image due to displacement of left and right ears of the listener from a specific position in the sound field.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP7192716A JPH0946800A (en) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | Sound image controller |
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