JPS5814798B2 - 3D sound field expansion device - Google Patents

3D sound field expansion device

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Publication number
JPS5814798B2
JPS5814798B2 JP51027314A JP2731476A JPS5814798B2 JP S5814798 B2 JPS5814798 B2 JP S5814798B2 JP 51027314 A JP51027314 A JP 51027314A JP 2731476 A JP2731476 A JP 2731476A JP S5814798 B2 JPS5814798 B2 JP S5814798B2
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JP
Japan
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sound field
signal
sound
listener
output
Prior art date
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Expired
Application number
JP51027314A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS52116203A (en
Inventor
岩原誠
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
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Priority to US05/772,149 priority patent/US4118599A/en
Priority to GB8114/77A priority patent/GB1578854A/en
Publication of JPS52116203A publication Critical patent/JPS52116203A/en
Publication of JPS5814798B2 publication Critical patent/JPS5814798B2/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00Two-channel systems
    • H04S1/002Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution

Description

【発明の詳細な説明】 通常、2つのスピーカ(再生音源)により立体再生音場
(ステレオ音場)を形成させて受聴する場合における音
像の定位は、前記した2つのスピーカに囲まれた平面内
だけで可能なのであり、受聴者には2つのスピーカより
も外側へ定位した音像を感じさせることはできない。
Detailed Description of the Invention Normally, when a three-dimensional reproduction sound field (stereo sound field) is formed and listened to by two speakers (reproduction sound sources), the sound image is localized within a plane surrounded by the two speakers. However, the listener cannot be made to feel that the sound image is localized to the outside of the two speakers.

したがって、ステレオ音場を形成させるべく配置される
2つのスピーカの配置の間隔が何らかの理由によって広
くはできない場合、例えば、リスニングルームの状態、
あるいはスピーカがステレオ再生装置に作りつけになっ
ている状態などの場合には、2つのスピーカによって形
成されるステレオ音場における音像定位の範囲が狭いも
のとなってしまうが、このような場合に、空間内へ実際
に配置されたスピーカの位置よりも外側にも音像を定位
させることができれば、再生音場内の受聴者が実際のス
ピーカ配置の態様によって本来得られるべき立体音感よ
りも拡大された立体音感を得ることができて便利である
、というようなこともあって、2チャンネルのステレオ
方式の各チャンネル信号に対して、音像定位装置で実施
されているような手段を適用することにより立体音場の
拡大を図かるという試みがなされており、本出願人会社
でも音像定位装置の応用例として、2チャンネルのステ
レオ信号における各チャンネルの信号をそれぞれ個別の
入力信号とし、前記の各入力信号毎に、それらを受聴者
が定位させようと意図した方向に音像が定位している状
態となされているような信号に変換する2組の信号変換
装置からなる音像定位の設定回路部分と、前記の音像定
位の設定回路部分からの出力信号と同様な信号形態の信
号が、空間内に配置された複数個のスピーカによって形
成された再生音場内の受聴者の両耳信号として与えられ
るように、前記の音像定位の設定回路部分からの出力信
号を、前記再生音場内で生じるべきクロストークが予め
打消されているような信号形態の信号に変換するための
回路部分とを縦続接続した構成を有する立体音場拡大装
置を提案した。
Therefore, if the distance between two speakers arranged to form a stereo sound field cannot be widened for some reason, for example, due to the condition of the listening room,
Alternatively, if speakers are built into a stereo playback device, the range of sound image localization in the stereo sound field formed by the two speakers will be narrow. If it is possible to localize the sound image outside the position of the speakers actually placed in the space, the listener in the playback sound field will be able to experience an expanded three-dimensional sound feeling that is greater than the three-dimensional sound sensation that should be obtained due to the actual speaker arrangement. Because it is convenient to be able to get a sense of pitch, three-dimensional sound can be created by applying the same method used in sound image localization devices to each channel signal of a two-channel stereo system. Attempts have been made to expand the field, and as an application example of a sound image localization device, the applicant's company uses the signals of each channel in a two-channel stereo signal as separate input signals, and , a sound image localization setting circuit portion consisting of two sets of signal converters that convert these signals into signals such that the sound image is localized in the direction that the listener intends to localize; The above-mentioned method is configured such that a signal having a signal form similar to the output signal from the sound image localization setting circuit section is given as a binaural signal to a listener in a reproduction sound field formed by a plurality of speakers arranged in the space. A three-dimensional structure having a configuration in which a circuit section for converting an output signal from a sound image localization setting circuit section into a signal in a signal form in which crosstalk that should occur in the reproduction sound field is canceled in advance is connected in cascade. We proposed a sound field expansion device.

第1図は、上記した本出願人会社における即提案の立体
音場拡大装置の一実施態様のもののフ弛ツク図であって
、この第1図において、1,2はそれぞれ、2チャンネ
ルステレオ方式の各チャンネル信号が個別に印加される
入力端子、SXは音像定位の設定回路部分SX1と再生
音場内で生じるクロストークを予め除去するための回路
部分SX2以下、クロストーク除去回路部分SX2と記
載する)とを縦続的に接続して構成した立体音場拡大装
置、3,4は出力端子である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the three-dimensional sound field expansion device immediately proposed by the above-mentioned applicant company. In FIG. 1, 1 and 2 are two-channel stereo type An input terminal to which each channel signal is individually applied, SX is a sound image localization setting circuit section SX1, and a circuit section SX2 for eliminating crosstalk occurring in the reproduction sound field in advance, hereinafter referred to as a crosstalk removal circuit section SX2. ), 3 and 4 are output terminals.

音像定位の設定回路部分SX1は、入力端子1,2に個
別に入力された各チャンネル信号毎に、それらを受聴者
が定位させようと意図した方向に音像が定位している状
態となされているような信号(パイノーラル信号)に変
換する2組の信号変換回路5,6によって構成されてお
り、前記の信号変換回路5はブロックは7〜9,11の
各部分を含み、また信号変換回路6はブロック8,10
〜12の各部分を含んで構成されている。
The sound image localization setting circuit section SX1 is configured to localize the sound image in the direction in which the listener intends to localize each channel signal individually input to the input terminals 1 and 2. The signal conversion circuit 5 includes two sets of signal conversion circuits 5 and 6 that convert the signal into a signal (pinaural signal), and the signal conversion circuit 5 includes blocks 7 to 9 and 11, and a signal conversion circuit 6. is block 8,10
It is composed of 12 parts.

前記した各ブロックにおいて、ブロック8,11は加算
器、であり、またブロック7,10は第2図中のSai
.Sbiで示す仮想音源により形成された仮想音場内の
受聴者Mの両耳と仮想音源Sai,Sbiとの間の伝達
特性Ai,Biの内で、受聴者Mの各耳とそれに近い方
の仮想音源との間の伝達特性Aiと対応する特性Aiを
備えた回路であって、さらに、ブロック9,12は仮想
音場内の受聴者Mの両耳における両耳間差、すなわち受
聴者Mの両耳と仮想音源Sai,Sbiとの間の伝達特
性の比(Bi/Ai)と対応する特性(Bi/Ai)を
備えた回路であり、前記したような各特性を備えた回路
7,10,9,12などは、それぞれ、所要な周波数レ
スポンス特性を有するフィルタと所要の時間遅延特性を
有する遅延回路(移相回路)などによって構成される。
In each of the blocks described above, blocks 8 and 11 are adders, and blocks 7 and 10 are Sai in FIG.
.. Among the transfer characteristics Ai, Bi between both ears of the listener M and the virtual sound sources Sai, Sbi in the virtual sound field formed by the virtual sound sources denoted by Sbi, the virtual one between each ear of the listener M and the one near it is The circuit has a characteristic Ai corresponding to a transfer characteristic Ai between the blocks 9 and 12, and the blocks 9 and 12 are configured to calculate the interaural difference between both ears of the listener M in the virtual sound field, that is, the interaural difference between the listener M's both ears in the virtual sound field. The circuit has characteristics (Bi/Ai) corresponding to the ratio of transfer characteristics (Bi/Ai) between the ear and the virtual sound sources Sai and Sbi, and the circuits 7, 10, and 10 have the characteristics as described above. 9, 12, etc. are each constructed of a filter having a required frequency response characteristic, a delay circuit (phase shift circuit) having a required time delay characteristic, and the like.

なお、上記した第2図中において、Sa,Sbは再生音
場を形成させるべく空間に配置された2個のスビーカ(
再生音源)であり、図中のA,Bは2個のスピーカSa
,Sbと再生音場内の受聴者の両耳との間の伝達特性を
示す。
In the above-mentioned FIG. 2, Sa and Sb are two speakers (
(playback sound source), and A and B in the figure are two speakers Sa.
, Sb and the listener's ears in the reproduction sound field.

上記の第1図中におけるブロック5で示ス信号変換回路
5は、入力端子1に供給された入力信号(2チャンネル
ステレオ信号の内の一方のチャンネル信号)を、再生音
場内で受聴者が定位させたいと意図した方向、例えば第
2図中の仮相音源Saiの方向に音像が定位しているよ
うな状態となされているような信号(パイノーラル信号
)に変換して、それをクロストーク除去回路部分SX2
に与え、また、ブロック6て示す信号変換回路6は、入
力端子2に供給された入力信号(2チャンネルステレオ
信号の内の他方のチャンネル信号)を、再生音場内で受
聴者が定位させたいと意図した方向に音像が定位してい
るような状態となされているような信号(パイノーラル
信号)に変換して、クロストーク除去回路部分SX2に
与える。
The signal conversion circuit 5 shown in block 5 in FIG. Convert it into a signal (pinaural signal) in which the sound image is localized in the intended direction, for example in the direction of the pseudophase sound source Sai in Figure 2, and remove crosstalk. Circuit part SX2
In addition, a signal conversion circuit 6 shown as a block 6 converts the input signal (the other channel signal of the 2-channel stereo signal) supplied to the input terminal 2 into a signal that the listener wants to localize within the reproduction sound field. The signal is converted into a signal (pinaural signal) in which the sound image is localized in the intended direction, and is applied to the crosstalk removal circuit section SX2.

クロストーク除去回路部分SX2は、減算器14,18
、それぞれ図中に示されているような特性を有する各ブ
ロック13,16,15,17などによって構成されて
いる。
The crosstalk removal circuit portion SX2 includes subtracters 14 and 18
, blocks 13, 16, 15, 17, etc. each having characteristics as shown in the figure.

なお、第1図中におけるA,Bは、第2図において再生
音場内の受聴者Mの両耳と再生音源Sa,sbとの間の
伝達特性を示すA,Bと対応し、また、Tは遅延を示す
Note that A and B in FIG. 1 correspond to A and B in FIG. 2, which indicate the transfer characteristics between both ears of the listener M in the reproduction sound field and the reproduction sound sources Sa and sb, and T indicates a delay.

上記した第1図示の構成を備えた既提案の立体音場拡大
装置SXは、出力端子3,4から再生音場を形成させる
2つのスピーカSa,Sbに対して出力信号Lsp,R
spを供給した時に、受聴者MにスピーカSa,Sbよ
りも外側に定位した音像を感じさせるような立体音感を
与えることができるのであるが、次に、第1図示の立体
音場拡大装置によって、上記の動作が行なわれ得るとい
うことをより一層具体的に説明する。
The previously proposed three-dimensional sound field expansion device SX having the configuration shown in the first diagram described above has output signals Lsp and R to two speakers Sa and Sb that form a reproduced sound field from the output terminals 3 and 4.
sp, it is possible to give the listener M a three-dimensional sound sensation that makes him feel a sound image localized outside the speakers Sa and Sb.Next, the three-dimensional sound field expansion device shown in the first figure , the fact that the above operations can be performed will be explained in more detail.

第1図示の立体音場拡大装置SXは、その音像定位の設
定回路部分SX1の特性と、クロストーク除去回路部分
SX2の特性とが、それぞれ既述のように仮想音場及び
再生音場における受聴者の両耳との間の伝達特性に基づ
いて定められているから、今、入力端子1,2に供給さ
れる人力信号をLspi,Rspi,出力端子3,4に
現われる出力信号をLsp,Rspとして、第1図示の
立体音場拡大装置の入、出力信号間の関係を求めると次
の(1)式のようになる。
The three-dimensional sound field enlarging device SX shown in FIG. Since it is determined based on the transmission characteristics between the listener's ears, the human input signals supplied to input terminals 1 and 2 are now Lspi and Rspi, and the output signals appearing at output terminals 3 and 4 are Lsp and Rsp. Assuming that, the relationship between the input and output signals of the three-dimensional sound field expansion device shown in FIG. 1 is determined by the following equation (1).

ところで、再生音場内の受聴者Mの両耳信号Re,Le
とスピーカSb,Saの信号Rsp,Lspとの間には
、 上記の(2)式の関係が成立するから、上記の(1),
(2)式より、 (3)式が得られる。
By the way, the listener M's binaural signals Re, Le in the reproduction sound field
Since the relationship of equation (2) above holds between the signals Rsp and Lsp of speakers Sb and Sa, the above (1),
From equation (2), equation (3) is obtained.

(4)式の関係を用いて(3)式を変形すると、次の(
5)式が得られる。
Transforming equation (3) using the relationship in equation (4), we get the following (
5) Equation is obtained.

上記した(5)式は、仮想音場において受聴者Mの両耳
で得られる両耳信号と、第1図示の回路配置の出力信号
Rsp,Lspを狭い配置のスピーカSb,Saに与え
た時に受聴者Mの両耳で得られる両耳信号とが等しくな
ることを示しており、したがって、第1図示のような構
成の回路配置は立体音場拡大装置として動作するもので
あることが判る。
The above equation (5) is calculated when the binaural signals obtained by both ears of the listener M in the virtual sound field and the output signals Rsp, Lsp of the circuit arrangement shown in Figure 1 are applied to the narrowly arranged speakers Sb, Sa. This shows that the binaural signals obtained by both ears of the listener M are equal, and therefore it can be seen that the circuit arrangement having the configuration shown in the first figure operates as a three-dimensional sound field enlarging device.

ところが、音像定位装置における音像の定位手段は、本
来、定位情報を有していない独立した信号(例えば、モ
ノラル信号、あるいはステレオ信号における個々のチャ
ンネル信号であっても、それを他のチャンネル信号に対
して無関係な状態で使用するような場合の信号)を、定
位させるべく意図した音源の位置と受聴者の両耳との間
の伝達特性、ならびに再生音場におけるスピーカと受聴
者の両耳との間の伝達特性などに従って変形することに
より、再生音場内に居る受聴者に対し、前記の意図した
位置(方向)に音源が定位しているような立体音感を与
えるようにしているものであるから、上記した立体音場
拡大装置についても、それが前記した音像定位装置本来
の動作態様に従って動作するような場合、すなわち、立
体音場拡大装置に対する入力信号が、入力端子1,2の
内の何れか一方だけにしか入力されていない状態(2チ
ャンネルのステレオ信号の内の何れか一方のチャンネル
信号だけが、立体音場拡大装置への入力信号として供給
されている状態)の場合には何の支障もなく良好なステ
レオ音場拡大が行なわれ得るのであるが、立体音場拡大
装置の入力端子1,2に対して、相互の信号内容の関連
において定位情報を含んでいるようなステレオ信号の各
チャンネル信号がそれぞれ入力された場合は音像の定位
方向に従って再生音の音質が変わって、受聴者に対して
不自然な音感を与えるという好ましくない結果が生じる
However, the sound image localization means in a sound image localization device originally converts an independent signal that does not have localization information (for example, even an individual channel signal in a monaural signal or a stereo signal) into other channel signals. The transmission characteristics between the intended sound source position and the listener's ears, as well as the relationship between the speakers and the listener's ears in the playback sound field. By deforming according to the transfer characteristics between Therefore, regarding the above-described three-dimensional sound field enlarging device, if it operates according to the original operating mode of the above-mentioned sound image localization device, that is, the input signal to the three-dimensional sound field enlarging device is input to one of the input terminals 1 and 2. What happens when only one of the two channel signals is input (a state where only one channel signal of the two channel stereo signals is supplied as an input signal to the 3D sound field expansion device)? Although good stereo sound field expansion can be performed without any problems, stereo signals that include localization information in relation to the mutual signal contents are input to the input terminals 1 and 2 of the 3D sound field expansion device. When each channel signal is inputted, the sound quality of the reproduced sound changes depending on the localization direction of the sound image, giving rise to an undesirable result that an unnatural sound sensation is given to the listener.

これは前述もしたように、音像定位装置における音像の
定位手段が、もともと定位情報を有していない独立した
信号が原信号とされることを前提としているのに、立体
音場拡大装置においては互いに信号内容の関連において
定位情報を含んでいるような2信号を原信号として、そ
れに音像の定位手段を適用したからに他ならない。
This is because, as mentioned above, the sound image localization means in a sound image localization device is based on the assumption that an independent signal without localization information is used as the original signal, but in a three-dimensional sound field expansion device, This is because the sound image localization means is applied to two signals that each contain localization information in relation to the signal contents as the original signals.

そして、上記した第1図示の従来例装置を立体音場拡大
装置に用いて、それの入力信号として互いに信号内容関
連において定位情報を含んでいるような2信号を原信号
とした場合には、音像定位の方向に従って再生音に音質
の変化を生じるが、その際に生じる音質の変化は、入力
端子1,2に対して同相同レベルの信号が入力された時
、すなわち、受聴者の正面に音像が定位するような信号
が入力された時に最も著るしくあるが、一般に、例えば
歌手の音声などのように受聴者の正面に定位する音像、
すなわち中央に定位する音像は、音楽再生に当って最も
重要視されるものであるから、上記した従来の立体音場
拡大装置のように、再生音場の中央に定位する音像の音
質があたかも音像が中央からずれた位置に定位している
時のような音質に変化してしまうことは、受聴者に対し
て不自然感を与えることになるので好ましくないのであ
る。
When the above-described conventional device shown in the first figure is used as a three-dimensional sound field expansion device, and two signals containing localization information in relation to the signal contents are used as input signals, the original signals are as follows. A change in sound quality occurs in the reproduced sound depending on the direction of sound image localization, but the change in sound quality that occurs at this time occurs when signals of the same phase and level are input to input terminals 1 and 2, that is, when the signal is in front of the listener. This is most noticeable when a signal that localizes a sound image is input, but in general, a sound image that is localized in front of the listener, such as the voice of a singer,
In other words, since the sound image localized at the center is considered most important when playing music, the sound quality of the sound image localized at the center of the reproduction sound field is as if it were a sound image, as in the conventional three-dimensional sound field expansion device described above. It is undesirable for the sound quality to change as if it were localized at a position offset from the center because it would give an unnatural feeling to the listener.

この点について、さらに具体的に説明すると次のとおり
である。
A more specific explanation of this point is as follows.

今、上記した第1図示の構成を備えた立体音場拡大装置
SXの入力端子2,1に対してそれぞれ供給される入力
信号Rspi,Lspiが同相同レベルの信号Sであっ
たとした場合、すなわち、 Rspi=Lspi=Sの場合に、立体音場拡大装置S
Xの出力端子4,3に対して出力される出力信号Rsp
,Lspは、次の(6)式のように示される。
Now, if the input signals Rspi and Lspi respectively supplied to the input terminals 2 and 1 of the three-dimensional sound field enlarging device SX having the configuration shown in the first diagram are signals S of the same phase and the same level, that is, , When Rspi=Lspi=S, the three-dimensional sound field expansion device S
Output signal Rsp output to output terminals 4 and 3 of X
, Lsp are expressed as in the following equation (6).

上記の(6)式より再生音の音質(周波数振幅特性)に
ついて考察するとA(6)式中においてTは時間遅延で
あるから、Tは平坦な周波数レスポンス特性を有してい
るが、(6)式中の(A+B)及び(Ai+Bi)など
はそれぞれ互いに時間差のある伝達特性A,B,Ai,
Biの和を示しているものであるから、これら(A+B
)、及び(Ai+Bi)などはそれぞれ異なった櫛型フ
ィルタの特性を示すものとなる。
Considering the sound quality (frequency amplitude characteristics) of the reproduced sound from equation (6) above, in equation A(6), T is a time delay, so T has a flat frequency response characteristic, but (6 ), (A+B) and (Ai+Bi), etc., represent transfer characteristics A, B, Ai, etc. with time differences from each other, respectively.
Since it shows the sum of Bi, these (A+B
), (Ai+Bi), etc. each indicate different characteristics of the comb filter.

したがって、従来の立体音場拡大装置SXにおいて、そ
の入力端子2,1に同時に同相同レベルの入力信号Sが
供給された場合における出力信号は、入力信号Sが2つ
の異なった櫛形フィルタ特性の比を有する回路に通され
たものと 等両となり、したがって、同相同レベルの信号Sが同時
に立体音場拡大装置SXの入力端子2,1に供給された
時の立体音場拡大装置SXからの出力信号Rsp=Ls
pは、著るしく劣化した音質のものとなることは明らか
である。
Therefore, when input signals S of the same phase and level are simultaneously supplied to the input terminals 2 and 1 of the conventional stereoscopic sound field enlarging device SX, the output signal is a ratio of the input signal S to two different comb filter characteristics. Therefore, the output from the 3D sound field expansion device SX when the signals S of the same phase and the same level are simultaneously supplied to the input terminals 2 and 1 of the 3D sound field expansion device SX. Signal Rsp=Ls
It is clear that p has a significantly degraded sound quality.

本発明は、2チャンネルのステレオ信号を入力とし、複
数個のスピーカによって形成させた再生音場内の受聴者
が、実際のスピーカ配置の態様によって本来得られるべ
き立体音感よりも拡大された立体音感を得ることができ
るような信号を出力し得るように、音像定位の設定回路
部分と再生音場内で生じるクロストークを予め除去する
ための回路部分とを縦続的に接続して構成した立体音場
拡大装置において、入力信号として、2チャンネルのス
テレオ信号における任意のどちらか一方のチャンネルの
信号のみが供給されている状態の時には、受聴者が定位
させようと意図した方向に音源が実在するとした場合に
受聴者の両耳で得られる両耳間差と略々等しい両耳間差
が再生音場内の受聴者の両耳において得られるような出
力信号を出力しうるように、また、同相同レベルの2チ
ャンネル信号が同時に入力信号として供給されている状
態の時には、入力信号と等しい出力信号が出力されるよ
うに、音像定位の設定回路部分と再生音場内で生じるク
ロストークを予め除去するための回路部分とを含む入・
出力端子間の総合的な伝達特性を定めることにより、前
記した従来例における問題点が良好に解消された立体音
場拡大装置を提供したものであって、以下、その内容を
具体的に説明する。
The present invention takes a two-channel stereo signal as input, and allows a listener in a reproduction sound field formed by a plurality of speakers to experience a three-dimensional sound sensation that is more expanded than the three-dimensional sound sensation that should be obtained due to the actual arrangement of the speakers. Three-dimensional sound field expansion configured by cascadingly connecting a circuit section for setting sound image localization and a circuit section for eliminating crosstalk occurring in the reproduction sound field in advance so as to output the signal that can be obtained. When the device is in a state where only one channel of a two-channel stereo signal is supplied as an input signal, if a sound source exists in the direction that the listener intends to localize, In order to output an output signal that has an interaural difference that is approximately equal to the interaural difference obtained at both ears of the listener in the playback sound field, the in-phase and the same level In order to output an output signal equal to the input signal when two channel signals are simultaneously supplied as input signals, a sound image localization setting circuit section and a circuit for eliminating crosstalk occurring within the reproduction sound field are provided. Including parts and
The present invention provides a three-dimensional sound field expansion device in which the problems of the conventional example described above are satisfactorily resolved by determining the overall transfer characteristics between the output terminals, the contents of which will be explained in detail below. .

第3図は本発明の立体音場拡大装置SXxの一実施態様
のもののブロック図であって、この第3図において、1
,2は入力端子、3a,4aは出力端子、SXは第1図
中で符号SXで示す回路配置と同様な構成を有する回路
部分であり、また、ブロック19,20はそれぞれの 特性における少くともその周波数振幅特性と等しい周波
数振幅特性を備えた補償回路である。
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the three-dimensional sound field enlarging device SXx of the present invention, and in FIG.
, 2 are input terminals, 3a and 4a are output terminals, and SX is a circuit portion having the same configuration as the circuit layout indicated by the symbol SX in FIG. This is a compensation circuit having frequency and amplitude characteristics equal to the frequency and amplitude characteristics.

上記の補償回路19,20としては、例えば、多数の異
なる周波数範囲と対応して、それぞれ構成された共振型
の音質調整回路(本出願人会社で発表したいわゆるSE
A回路)を用いて、の特性の内の少くともその周波数振 幅特性だけが補償できるように構成されたものとしても
よいし、あるいはの特性に おける時間領域に含まれる特性をも補償できるように、
補償回路19,20が本来の補償動作を行なう場合に備
えるべきものとされるインパルス応答性が得られるよう
な、トランスパーサルフィルタ等の「たたみ込み積分回
路」によって構成してもよい。
The above-mentioned compensation circuits 19 and 20 may be, for example, resonant sound quality adjustment circuits (so-called SE announced by the applicant's company) each configured to correspond to a large number of different frequency ranges.
(Circuit A) may be configured so that at least only the frequency amplitude characteristics of the characteristics of can be compensated for, or the characteristics included in the time domain of the characteristics of can also be compensated for.
The compensating circuits 19 and 20 may be configured with a "convolution integrating circuit" such as a transversal filter that provides the impulse response that should be provided when performing the original compensation operation.

上記した第3図示の本発明の一実施態様に従う立体音場
拡大装置SXxにおいて、その入力端子2,1に対して
同相同レベルの信号Sが印加された時における入出力特
性は、(6)式に前記した補償回路19,20の有する
特性を乗じ たもの、すなわち、Rsp=Lsp=T・S・・・・・
・(7)上記の(7)式で示されるものとなるから、こ
の第3図示のような構成のものによれば、既述した従来
のものにおける問題点が良好に解決されていることが判
かる。
In the three-dimensional sound field enlarging device SXx according to the embodiment of the present invention shown in the third diagram described above, the input/output characteristics when in-phase and same-level signals S are applied to the input terminals 2 and 1 are as follows (6) The formula is multiplied by the characteristics of the compensation circuits 19 and 20 described above, that is, Rsp=Lsp=T・S...
・(7) Since it is expressed by the above equation (7), it can be concluded that the problems of the conventional one described above are well solved by the structure shown in the third diagram. I understand.

なお、念のために付言すれば、この第3図示の立体音場
拡大装置においても、従来例のものと同様な両耳間差特
性を有することは勿論である。
It should be noted that the three-dimensional sound field expansion device shown in FIG. 3 also has the same binaural difference characteristics as the conventional example.

第4図は、本発明の立体音場拡大装置SXxの別の実施
態様のもののブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of another embodiment of the three-dimensional sound field enlarging device SXx of the present invention.

この第4図示の立体音場拡大装置SXxは、立体音場拡
大装置SXxを構成するべく、縦続的に接続されている
音像定位の設定回路部分SX1xとクロストーク除去回
路部分SX2xとの各部分に、前記の各部分で必要とさ
れる伝達特性をそれぞれ与えるために、各部分SX1,
SX2へもともと備えていた伝達特性Ai,Bi,A,
Bと、前記した補償特性を得るために必要とされる伝達
特性Ai,Bi,A,Bとを共用するようにして全体の
回路構成が簡略化され、しかも所要の特性を有する音場
拡大装置が得られるようにしたものである。
The 3D sound field enlarging device SXx shown in the fourth diagram is configured to include a sound image localization setting circuit portion SX1x and a crosstalk removal circuit portion SX2x which are connected in series to constitute the 3D sound field enlarging device SXx. , each part SX1,
Transfer characteristics Ai, Bi, A, which were originally provided to SX2,
A sound field expansion device in which the overall circuit configuration is simplified by sharing the transfer characteristics Ai, Bi, A, and B necessary for obtaining the compensation characteristics described above, and which also has the required characteristics. It is designed so that it can be obtained.

すなわち、第4図示の本発明の立体音場拡大装置SXx
では、第1図に示す従来例の立体音場拡大装置SXにお
ける音像定位の設定回路部分SX1のブロツク9,12
の特性(Bi/Ai)を利用し1、音像定位の設定回路
部分SX1xにおいての ような特性を作って補償を行ない、また、クロストーク
除去回路部分SX2のブロック15,17の特性(B/
A)を利用して、クロストーク除去回路部分SX2xに
おいて(A+B)の特性を作って補償を行なうことによ
り、入出力端子間において総合的にのような補償特性に
よる補償が立体音 場拡大装置SXに与えられるようにして、本発明の立体
音場拡大装置SXxを構成したものである。
That is, the three-dimensional sound field expansion device SXx of the present invention shown in FIG.
Now, blocks 9 and 12 of the sound image localization setting circuit portion SX1 in the conventional three-dimensional sound field expansion device SX shown in FIG.
Using the characteristics (Bi/Ai) of 1, create the characteristics in the sound image localization setting circuit section SX1x to perform compensation, and also create the characteristics (B/Ai) of blocks 15 and 17 of the crosstalk removal circuit section SX2.
By using A) and performing compensation by creating the (A+B) characteristic in the crosstalk removal circuit part SX2x, the stereophonic sound field expansion device SX can be compensated by the compensation characteristic comprehensively between the input and output terminals. The three-dimensional sound field enlarging device SXx of the present invention is configured as given in FIG.

第4図において、21,22,29,30はバソファ増
幅器、25,26,33,34は減算器、27,28,
35,36は加算器であり、また、23,24は(Bi
/Ai)の特性を備えた回路、31,32は(B/A)
のam−t備えた回路である。
In FIG. 4, 21, 22, 29, 30 are bathopher amplifiers, 25, 26, 33, 34 are subtracters, 27, 28,
35 and 36 are adders, and 23 and 24 are (Bi
/Ai), 31 and 32 are (B/A)
This is a circuit equipped with an am-t.

上記した第4図示の構成を有する立体音場拡大装置の入
力信号Lspi,Rspiと出力信号Lsp,Rspと
の間の関係は次の(8)式で表わされる。
The relationship between the input signals Lspi, Rspi and the output signals Lsp, Rsp of the three-dimensional sound field enlarging device having the configuration shown in FIG. 4 is expressed by the following equation (8).

したがって、入力端子1,2に同時に同相同レベルの信
号S=Lspi=Rspiが供給された場合の出力端子
3a,4aに現われる出力信号は、次の(9)式のよう
に入力信号Sと等しいものとなる。
Therefore, when the in-phase and same-level signals S=Lspi=Rspi are simultaneously supplied to the input terminals 1 and 2, the output signals appearing at the output terminals 3a and 4a are equal to the input signal S as shown in the following equation (9). Become something.

したがって、入力端子1,2に同相同レベルの信号が供
給されている状態における第4図示の立体音場拡大装置
SXxでは、入力信号と出力信号とが等しく、すなわち
、入出力端子間の伝達関数が1であり周波数振幅特性が
平坦で、再生音の音質はまったく損なわれることがない
Therefore, in the stereoscopic sound field expansion device SXx shown in FIG. 4 in a state where signals of the same phase and the same level are supplied to the input terminals 1 and 2, the input signal and the output signal are equal, that is, the transfer function between the input and output terminals is is 1, the frequency amplitude characteristic is flat, and the quality of the reproduced sound is not impaired at all.

なお、上記した(8)式に従って行なわれる第4図示の
立体音場拡大装置における入・出力間の信号処理と、既
述した(1)式に従って行なわれる第1図示の立体音場
拡大装置における入・出力間の信号処理とは、共に次式
で示されるような同じ行列、と他の係数との組合わせ によって行なわれているから、前記の両装置において片
チャンネルのみの入力信号についてみても、両者では受
聴者の両耳に同じ関係の信号を与えていることが明らか
であり、本発明の立体音場拡大装置でも音像の定位を損
なうことがないことは明らかである。
Note that the signal processing between input and output in the stereophonic sound field enlarging device shown in the fourth diagram is performed according to the above-mentioned formula (8), and the signal processing in the stereophonic sound field enlarging device shown in the first diagram is performed according to the formula (1) described above. Signal processing between input and output is performed by combining the same matrix as shown in the following equation with other coefficients, so even if we look at the input signal of only one channel in both of the above devices, , it is clear that both give signals of the same relationship to both ears of the listener, and it is clear that the three-dimensional sound field enlarging device of the present invention does not impair the localization of the sound image.

第4図示の実施態様のもののように本発明の立体音場拡
大装置を構成すると、第1図示の従来例のものにおける
ブロック7,10,13,16などで示す各回路が不要
となり、そのために、回路構成が簡略化されて装置を低
コストで製作することができる。
When the three-dimensional sound field enlarging device of the present invention is constructed as in the embodiment shown in FIG. 4, the circuits shown by blocks 7, 10, 13, 16, etc. in the conventional example shown in FIG. , the circuit configuration is simplified and the device can be manufactured at low cost.

すなわち、前吉己したブロツク7,10,13,16な
どの回路は、所要な特性のフィルタ及びまたは所要の遅
延時間を有する遅延回路などの組合わせによって構成さ
れるものであるから、これらの各回路部分が不要となさ
れるということは、製作構成上において非常に大きな利
点となるのである。
In other words, the circuits such as blocks 7, 10, 13, and 16 that Maeyoshi introduced are constructed by a combination of filters with required characteristics and/or delay circuits with required delay times. The fact that the circuit part is unnecessary is a very big advantage in terms of manufacturing configuration.

なお、第4図示のような回路配置の場合には、第1図示
の回路配置のものに比べて加減算器などの回路が増加し
ているが、この点は構成上、あるいはコスト上、その他
、の面からみても何らの問題をも生じさせない。
In the case of the circuit arrangement shown in the fourth figure, the number of circuits such as adders and subtracters is increased compared to the circuit arrangement shown in the first figure, but this point may be due to configuration, cost, or other reasons. From this point of view, it does not cause any problems.

以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の立体音場拡大装置においては、極めて簡単な構成に
より、既述した従来例装置で問題となった再生音場の中
央部分に定位する音像における音質の劣化が完全に防止
され、受聴者に自然感を損なわないで拡大された立体音
感を与えることができる。
As is clear from the above detailed explanation, the three-dimensional sound field expansion device of the present invention has an extremely simple configuration and can be localized to the central part of the reproduced sound field, which has been a problem with the conventional device described above. Deterioration of the sound quality in the sound image is completely prevented, and an enlarged three-dimensional sound feeling can be given to the listener without impairing the natural feeling.

すなわち、本発明装置では中央で歌手が歌っているプロ
グラムソースのように、最も重要な中央の歌手の音声が
自然なものとなされ、中央以外に定位した音像の音質は
不自然なものとなるが、受聴者は中央に定位した音像の
音質が実際に歌手が中央で歌っている場合と同じである
と感じることにより、中央以外に定位した音像の音質の
変化は左程気にならないので、受聴者に対して自然感を
損なわないで拡大された立体音感を与えることができる
のである。
In other words, in the device of the present invention, as in a program source in which a singer sings in the center, the most important voice of the singer in the center is made natural, and the sound quality of sound images localized outside the center becomes unnatural. Since the listener feels that the sound quality of the sound image localized in the center is the same as when the singer is actually singing in the center, changes in the sound quality of the sound image localized outside the center are not as noticeable as on the left. It is possible to provide the listener with an expanded sense of three-dimensional sound without impairing the sense of naturalness.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は既提案による立体音場拡大装置のブロック図、
第2図は仮想音場及び再生音場における音源と受聴者の
両耳との間の伝達特性の説明図、第3図及び第4図は本
発明による立体音場拡大装置の各異なる実施態様のもの
のブロツク図である。 SX,SXx・・・・・・立体音場拡大装置、SX1,
SX1x・・・・・・音像定位の設定回路部分、SX2
,SX2x・・・・・・クロストーク除去回路部分、1
,2・・・・・・入力端子、3,4,3a,4a・・・
・・・出力端子、5,6・・・・・・信号変換回路、8
,11,27,28,35,36・・・・・・加算器、
14,18,25,26,33,34・・・・・・減算
器、7,9,10,13,16,19,20,23,2
4,31,32・・・・・・所要の特性を備えた回路、
21,22,29,30・・・・・・バツファ増幅器、
M・・・・・・受聴者、Sa,Sb・・・・・・スピー
カ、Sai,Sbi・・・・・・仮想音源。
Figure 1 is a block diagram of the three-dimensional sound field expansion device proposed previously.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the transfer characteristics between a sound source and both ears of a listener in a virtual sound field and a reproduced sound field, and FIGS. 3 and 4 show different embodiments of the three-dimensional sound field expansion device according to the present invention. FIG. SX, SXx...Stereoscopic sound field expansion device, SX1,
SX1x...Sound image localization setting circuit part, SX2
, SX2x...Crosstalk removal circuit part, 1
, 2... Input terminal, 3, 4, 3a, 4a...
...Output terminal, 5, 6...Signal conversion circuit, 8
, 11, 27, 28, 35, 36...adder,
14, 18, 25, 26, 33, 34... Subtractor, 7, 9, 10, 13, 16, 19, 20, 23, 2
4, 31, 32...Circuit with required characteristics,
21, 22, 29, 30... buffer amplifier,
M...listener, Sa, Sb...speaker, Sai, Sbi...virtual sound source.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 2チャンネルのステレオ信号を入力とし、複数個の
スピーカによって形成させた再生音場内の受聴者が、実
際のスピーカ配置の態様によって本来得られるべき立体
音感よりも拡大された立体音感を得ることができるよう
な信号を出力し得るように、音像定位の設定回路部分と
再生音場内で生じるクロストークを予め除去するための
回路部分とを縦続的に接続して構成した立体音場拡大装
置において、入力信号として、2チャンネルのステレオ
信号における任意のどちらか一方のチャンネルの信号の
みが供給されている状態の時には、受聴者が定位させよ
うと意図した方向に音源が実在するとした場合に受聴者
の両耳で得られる両耳間差と略々等しい両耳間差が再生
音場内の受聴者の両耳において得られるような出力信号
を出力しうるように、また、同相同レベルの2チャンネ
ル信号が同時に入力信号として供給されている状態の時
には、入力信号と等しい出力信号が出力されるように、
音像定位の設定回路部分と再生音場内で生じるクロスト
ークを予め除去するための回路部分とを含む入,出力端
子間の総合的な伝達特性を定めたことを特徴とする立体
音場拡大装置。
1. With a two-channel stereo signal as input, the listener in the reproduction sound field formed by multiple speakers can obtain a three-dimensional sound sensation that is more expanded than the one that should be obtained due to the actual speaker arrangement. In a three-dimensional sound field expansion device configured by cascadingly connecting a circuit section for setting sound image localization and a circuit section for preliminarily removing crosstalk occurring within a reproduction sound field, so as to output a signal that allows When only one channel of a two-channel stereo signal is supplied as an input signal, if a sound source exists in the direction that the listener intends to localize, the listener's In order to output an output signal with a binaural difference that is approximately equal to the binaural difference obtained in both ears of the listener in the playback sound field, two-channel signals of the same phase and level are used. is simultaneously supplied as an input signal, so that an output signal equal to the input signal is output.
A three-dimensional sound field expansion device characterized in that a comprehensive transfer characteristic between input and output terminals is determined, including a circuit section for setting sound image localization and a circuit section for preliminarily removing crosstalk occurring within a reproduction sound field.
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