JPH1075500A

JPH1075500A - 音像定位制御信号記録方法、音像定位制御信号再生方法及び音像定位制御装置

Info

Publication number: JPH1075500A
Application number: JP8265463A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Fujinami; 喜久藤浪
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】ヘッドホンを使用しても頭内定位の不快感が
無く、話者の判別を容易にすると共に、これを簡単な構
成の付加によって実現する。【解決手段】複数の話者が会話しているモノラル音声
信号に対して、リスナー１０が複数の話者の音像をそれ
ぞれ異なる位置に定位させるコントロール信号を低音の
アナログビット列に変換し、低音成分を取り除いたモノ
ラル音声信号に多重化して作成された音声信号からコン
トロール信号を分離するコントロール信号分離手段１１
と、分離されたコントロール信号から位置情報を検出す
る位置情報を検出する位置情報検出手段１２と、検出さ
れた位置情報に基づいて定位位置を変更する位置情報変
更手段１３とを有する音像定位制御装置

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、英会話のＬＬ（Ｌ
ａｎｇｕａｇｅＬａｂｏｒａｔｏｒｙ）システムなど
において頭内定位を防止するために会話に応じて定位位
置を変え、会話の認識性を高める音像定位制御信号記録
方法、音像定位制御信号再生方法及び音像定位制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、英会話のＬＬシステムではカ
セットなどに録音された会話をヘッドホンで受聴するこ
とが多い。このとき、カセットなどに録音された信号と
してはモノラル音声信号が利用されている。このような
モノラル音声信号をヘッドホンで受聴すると、音像が頭
内に定位するため不自然になり、長時間の使用に耐えら
れない。そこで、こうした頭内定位を回避するために、
特開平７−１２３４９８号に記載のヘッドホン再生シス
テムが提案されている。

【０００３】図７は特開平７−１２３４９８号に記載の
ヘッドホン再生システムを示すブロック図である。同図
において、１４はモノラルの入力音響信号（デジタル信
号）の入力端子、１５は前方方向信号とされるべく分岐
された主信号に対する主信号音像定位回路、１６は分岐
された入力音響信号の遅延回路、１７は減衰回路（アッ
テネータ）、１８は側方方向信号とされる副信号に対す
る副信号音像定位回路、１９Ｌ，１９Ｒは左右の加算回
路、２０と２１はそれぞれＬチャンネルとＲチャンネル
のＤ／Ａ変換部を含むアンプ、２２Ｌと２２Ｒは左右の
ヘッドホン、１０はリスナー（聴取者）である。なお、
主信号音像定位回路１５，副信号音像定位回路１７は所
定の位置に音像を定位されるための左右一対のコンボル
バ（畳み込み演算回路）であり、所定のインパルス応答
（フィルタ係数）が設定されたＤＳＰなどで構成され、
入力されたモノラル信号を畳み込み演算処理して音像定
位用のステレオ信号として出力する。

【０００４】図７に示すヘッドホン再生システムにおい
て、モノラル信号がデジタル信号の形式で入力端子１４
に供給されると、主信号音像定位回路１５で前方方向に
音像定位するように音像処理される。さらに、入力され
たモノラル信号は、遅延回路１６で所定の遅延時間だけ
遅延される。遅延されたモノラル信号は減衰回路１７で
所定のレベルとされた後に、副信号音像定位回路１８
で、左または右の一方の側方方向に音像が定位するよう
に音像処理される。なお、リスナー１０（聴取者）の正
面方向を０度として、右回りに音像定位位置を表わして
いる。

【０００５】そして、主信号音像定位回路１５からの前
方方向の処理信号（左右のステレオ信号）と副信号音像
定位回路１８からの側方方向の処理信号（左右のステレ
オ信号）とが、加算器１９Ｌ、１９Ｒで加算される。加
算器１９Ｌ、１９Ｒで加算された信号はＬ，Ｒの左右の
信号としてアンプ（Ａ／Ｄ変換器）２０，２１を介して
出力端子からヘッドホン２２Ｌ，２２Ｒに供給され、こ
のヘッドホン２２Ｌ，２２Ｒでリスナー（聴取者）１０
に聴取される。

【０００６】このように構成されたヘッドホン再生シス
テムによれば、入力音響信号（直接音相当）は前方方向
に（正面の方向に）音像が定位させられ、遅延された入
力音響信号（反射音相当・間接音相当）は左または右の
一方の側方方向に音像が定位しているように、ヘッドホ
ンで再生される。つまり、ヘッドホンによる聴取者に
は、一方の側に、反射虚像が合成されてアンバランスな
空間音として聞かれることになる。したがって、前方方
向（正中面）における頭外定位感が十分に得られ、側方
方向に音像の拡がり感が生じる。この結果、ヘッドホン
システムで音響信号を聴取しても、音の頭外定位感が十
分に得られて、自然な音のイメージが再現される。

【０００７】また、特開平６−１７８３９７号には、ゲ
ーム機等での音場再生において、操作者（聴取者）に所
望の任意の位置に音像が定位しているように感じさせる
音像定位制御方法が記載されている。

【０００８】図８は特開平６−１７８３９７号に記載の
音響再生装置であり、ゲーム操作者（聴取者）を中心と
して左右３０度ずつ離間して一対のスピーカーｓｐ１，
ｓｐ２を配設し、これら一対のスピーカーｓｐ１，ｓｐ
２には、一対のコンボルバ（畳み込み演算処理回路）で
処理された音響信号が再生されるように構成する。一対
のコンボルバには、同一の音源Ｘ（例えば、ゲーム用シ
ンセサイザからの飛行音など）からの信号が供給される
と共に、係数ｃｆＬｘ，ｃｆＲｘ（例えば、飛行音を左
後方１２０度の位置に音像定位させたい時は、θ＝２４
０度の係数）が選択されてコンボルバに設定される。例
えば、ゲーム機などのメインＣＰＵ（中央演算装置）か
らの音像定位命令にもとづいてコントロール用サブＣＰ
Ｕが係数ＲＯＭから、所望の定位位置の係数を一対のコ
ンボルバに転送する。

【０００９】このようにして、一対のコンボルバにより
音源Ｘからの信号は時間軸上で畳み込み演算処理がなさ
れて、離間して配設された一対のスピーカーｓｐ１，ｓ
ｐ２から再生される。一対のスピーカーｓｐ１，ｓｐ２
から再生された音は、両耳へのクロストークがキャンセ
ルされて、所望の位置に音源があるように音像定位し
て、ゲーム操作者（聴取者）Ｍに聞かれ、極めて現実感
に満ちた音として再生される。コンボルバの係数は、操
作者の操作に応じた飛行機の動きの推移と共に、最適な
音像位置が順次選択され、切換えられる。なお、再生の
ためのトランスジューサとしては一対のスピーカｓｐ
１，ｓｐ２のかわりにヘッドホンを用いることもでき
る。この場合は、係数を別に準備して再生状況に応じて
切換えると良い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平７−１
２３４９８号に記載の従来例ではモノラルの音声信号を
頭外定位させることはできるが会話によっては誰がしゃ
べっているのか判断がつかず、混乱を引き起こしてい
た。また、特開平６−１７８３９７号に記載の従来例で
は、ゲーム機などのメインＣＰＵからの音像定位命令に
より、定位係数を書き換えることによって、定位位置を
変更することが可能である。しかし、この音像定位命令
はゲームの媒体（ＣＤ−ＲＯＭ，ＲＯＭカートリッジな
ど）にデジタルの形態で多重化されているが、ＬＬなど
に使用するテープはアナログ方式であり音像定位命令な
どのコントロール信号を多重化することはできなかっ
た。本発明は以上の点に鑑みなされたもので、上記の問
題点を考慮してヘッドホンを使用したＬＬシステムにお
いても頭内定位の不快感を無くし、話者の判別を容易に
すると共に、簡単な構成の付加によって実現できる音像
定位制御信号記録方法、音像定位制御信号再生方法及び
音像定位制御装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の音像定位制御信号記録方法は、複数の
話者が会話しているモノラル音声信号に対して、受聴状
態において前記複数話者の音像をそれぞれ異なる位置に
定位させるように制御するコントロール信号を、低音の
アナログビット列に変換して低音成分を取り除いた前記
モノラル音声信号に多重化して作成された音声信号をア
ナログ記録することを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明の音像定位制御信号再生方法
は、複数の話者が会話しているモノラル音声信号に対し
て、受聴位置において前記複数話者の音像をそれぞれ異
なる位置に定位させるように制御するコントロール信号
を、低音のアナログビット列に変換して低音成分を取り
除いた前記モノラル音声信号に多重化して作成された音
声信号をアナログ記録した記録媒体を再生するとき、前
記コントロール信号を分離し、前記分離されたコントロ
ール信号から定位位置情報を検出することを特徴とする
ものである。

【００１３】更に、本発明の音像定位制御装置は複数の
話者が会話しているモノラル音声信号に対して、受聴状
態において前記複数話者の音像をそれぞれ異なる位置に
定位させるように制御するコントロール信号を、低音の
アナログビット列に変換して低音成分を取り除いた前記
モノラル音声信号に多重化して作成された音声信号から
前記コントロール信号を分離するコントロール信号分離
手段と、前記分離されたコントロール信号から位置情報
を検出する位置情報検出手段と、前記検出された位置情
報に基づいて定位位置を変更する定位位置変更手段とを
有することを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施例につき説明する。図１はコントロール信号の１ビ
ットの波形の一例を示した図である。コントロール信号
の各ビットは可聴帯域に近い１０Ｈｚ程度の正弦波半波
長にガウス関数の窓をかけたものが望ましい。このよう
な信号は時間的にも周波数的にも局在性がよいため、分
離も容易でかつビット転送レートも高くできる。図２は
コントロール信号の構成の一例を示す図であり、定位位
置情報のビット数は２ビットである。コントロール信号
は、コントロール信号開始ビットと位置情報ビットの２
つの部分で構成される。開始ビットは１ビットからな
り、次の位置情報の送出を予告し、位置情報ビットのビ
ット判定のスレッショルドの基準となる。位置情報ビッ
トは定位位置の数に応じたビット数が必要であり、定位
位置情報をある一定の約束に従いコード化し、定位位置
を左６０度、左３０度、右３０度、右６０度としたと
き、それぞれ“００”，“０１”，“１０”，“１１”
として符号化すればよい。なお、開始ビットと位置情報
ビットの判別を容易にするために、位置情報ビットの極
性は開始ビットと逆にすることが望ましい。また、各ビ
ットの間隔はサンプリング周波数４４．１ｋＨｚの場合
４０９６サンプル（約９３ｍｓ）程度とするのが望まし
い。

【００１５】図３は本発明の記録系における一実施例を
示すブロック図であり、複数の話者が会話しているモノ
ラル音声信号と前述した手順により生成されたコントロ
ール信号との多重化の一例を示している。オペレーター
はモノラル音声信号を聞き、話者が交代したとき、コン
トロール信号発生装置に話者交代の指示を出す。コント
ロール信号発生装置は前記指示に基づいて、一定の約束
に従いコード化されたコントロール信号を発生する。音
声信号はコントロール信号との分離を容易にするため、
ハイパスフィルタにより低音成分が除去され、コントロ
ール信号発生過程における遅れを吸収するために遅延さ
れ、コントロール信号と多重化される。なお、この例で
は話者交代の判定をオペレータが行っているが、図４に
示すように音声認識によって自動化させてもよい。

【００１６】図５は本発明の再生系における一実施例を
示すブロック図である。１はＡ／Ｄ変換器、２はハイパ
スフィルタ、３は最大値保持部、４は開始ビット検出
部、５は定位位置情報判定部、６はコントロールマイコ
ン、７は定位係数ＲＯＭ、８Ｌは左耳用コンボルバ、８
Ｒは右耳用コンボルバ、９Ｌは左耳用Ｄ／Ａ変換器、９
Ｒは右耳用Ｄ／Ａ変換器、１０はリスナー（聴取者）、
Ｄ0，Ｄ1，・・・，Ｄn-1は遅延素子、ＬＦs，ＬＦ0，
ＬＦ1，ＬＦn-1はローパスフィルタである（ｎはコント
ロール信号中における位置情報ビットの全ビット数であ
る）。

【００１７】前述した記録系にて録音されたモノラル音
声信号は、Ａ／Ｄ変換器１によってディジタルデータに
変換され、図５中のＳn-1としてＤＳＰに入力される。
Ｓn-1は、記録系におけるコントロール信号のビット間
隔分の遅延をもつｎ個の遅延素子に順次入力されて、Ｓ
n-2，・・・，Ｓ0，Ｓsとなり、それぞれローパスフィ
ルタＬＦn-1，・・・，ＬＦ0，ＬＦsに入力される。ロ
ーパスフィルタＬＦn-1，・・・，ＬＦ0，ＬＦsはそれ
ぞれ同じ特性とし、コントロール信号の１ビット分の中
心周波数成分が１０Ｈｚであれば、そのカットオフ周波
数は２０Ｈｚ程度が望ましい。それぞれのローパスフィ
ルタの出力はＴn-1，・・・，Ｔ0，Ｔsとなり、Ｔsはコ
ントロール信号開始ビットの検出に、Ｔ0は位置情報ビ
ット０の検出に、Ｔn-1はビットｎ−１の検出に使用さ
れる。

【００１８】図６はｎ＝２の場合におけるコントロール
信号の検出と位置情報の判定の結果である。まず、Ｔ1
の最大値を保持してこれをＴ1maxとし、Ｔ1maxをもとに
コントロール信号開始ビットの検出閾値ＴＨstartと位
置情報検出閾値ＴＨlocを設定する。例えば、ＴＨstart
＝Ｔ1max×０．６、Ｔｈｌｏｃ＝Ｔ1max×（−０．６）
とすれば位置情報検出閾値の時間帯が開始ビット検出閾
値の時間帯より広くなるまで、確実な検出が可能であ
る。そして、ＴsがＴＨstartを越えたとき、それぞれの
位置情報ビットを検出し、位置情報判定手段によって、
Ｔn-1，・・・，Ｔ0がＴＨlocよりも小さければ“０”
と判定し、位置情報を符号化する。更に、符号化された
位置情報はコントロールマイコン５に送られ、位置情報
に応じた定位係数が係数ＲＯＭ７から読み込まれ、左耳
用コンボルバ８Ｌ及び右耳用コンボルバ８Ｒの係数が書
き換えられる。

【００１９】一方、Ｄn-1からＤ0によって遅延されたモ
ノラル音声信号はハイパスフィルタ２によりコントロー
ル信号成分が除去され、左耳用コンボルバ８Ｌ及び右耳
用コンボルバ８Ｒに送られ、定位位置情報に応じた定位
係数で畳み込み積分を行い、Ｄ／Ａ変換された後リスナ
ー１０の耳に入る。以上のような構成により、ヘッドホ
ンを装着した際の頭内定位の不快感を無くすと共に、話
者の判別を容易にすることができる。

【００２０】

【発明の効果】音声信号の低域部分をカットし、そこに
低音のコントロール信号を加算しているので、従来から
あるカセットテープなどのアナログ記録された媒体に容
易に音像定位を施すことができ、ＬＬシステムなどにお
いて、会話がモノラルの音声であっても話者の判別が容
易となり、また、ヘッドホンを使用した場合、頭内定位
の不快感を無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるコントロール信号の１ビット分
の波形の一例を示す図である。

【図２】本発明のコントロール信号の構成の一例を示す
図である。

【図３】本発明における音像定位位置制御信号記録方法
の一実施例をを示すブロック図である。

【図４】本発明における音像定位位置制御信号記録方法
の他の実施例を示すブロック図である。

【図５】本発明における音贈呈位位置制御信号再生方法
の一実施例を示すブロック図である。

【図６】位置情報検出の一例を示す図である。

【図７】従来の音像定位制御装置を示すブロック図であ
る。

【図８】従来の音像定位制御方法を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１Ａ／Ｄ変換器２ハイパスフィルタ３最大値保持部４開始ビット検出部５定位位置情報判定部６コントロールマイコン７定位係数ＲＯＭ８Ｌ左耳用コンボルバ８Ｒ右耳用コンボルバ９Ｌ左耳用Ｄ／Ａ変換器９Ｒ右耳用Ｄ／Ａ変換器１０リスナー１１コントロール信号分離部１２位置情報検出部１３会話位置変更手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の話者が会話しているモノラル音声信
号に対して、受聴状態において前記複数話者の音像をそ
れぞれ異なる位置に定位させるように制御するコントロ
ール信号を、低音のアナログビット列に変換して低音成
分を取り除いた前記モノラル音声信号に多重化して作成
された音声信号をアナログ記録することを特徴とする音
像定位位置制御信号記録方法。
【請求項２】複数の話者が会話しているモノラル音声信
号に対して、受聴位置において前記複数話者の音像をそ
れぞれ異なる位置に定位させるように制御するコントロ
ール信号を、低音のアナログビット列に変換して低音成
分を取り除いた前記モノラル音声信号に多重化して作成
された音声信号をアナログ記録した記録媒体を再生する
とき、前記コントロール信号を分離し、前記分離された
コントロール信号から定位位置情報を検出することを特
徴とする音像定位位置制御信号再生方法。
【請求項３】複数の話者が会話しているモノラル音声信
号に対して、受聴状態において前記複数話者の音像をそ
れぞれ異なる位置に定位させるように制御するコントロ
ール信号を、低音のアナログビット列に変換して低音成
分を取り除いた前記モノラル音声信号に多重化して作成
された音声信号から前記コントロール信号を分離するコ
ントロール信号分離手段と、前記分離されたコントロー
ル信号から位置情報を検出する位置情報検出手段と、前
記検出された位置情報に基づいて定位位置を変更する定
位位置変更手段とを有することを特徴とする音像定位制
御装置。