JPS582519B2 - How do you know what to do? - Google Patents

How do you know what to do?

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JPS582519B2
JPS582519B2 JP47100548A JP10054872A JPS582519B2 JP S582519 B2 JPS582519 B2 JP S582519B2 JP 47100548 A JP47100548 A JP 47100548A JP 10054872 A JP10054872 A JP 10054872A JP S582519 B2 JPS582519 B2 JP S582519B2
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JP
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signal
channel
signals
phase
transmission
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JP47100548A
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JPS4846302A (en
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ジユアン・エイチ・クーパー
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National Research Development Corp UK
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Publication date
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Publication of JPS582519B2 publication Critical patent/JPS582519B2/en
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S3/00Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
    • H04S3/02Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic of the matrix type, i.e. in which input signals are combined algebraically, e.g. after having been phase shifted with respect to each other

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  • Stereophonic System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は従来のステレオ再生のものより一層方向性及び
臨場感に富んだ多方向性オーディオ演奏情報の再生及び
斯かる演奏情報の記録又は伝送又はその両者に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the reproduction of multidirectional audio performance information that is more directional and immersive than conventional stereo reproduction, and to the recording and/or transmission of such performance information.

特に、本発明は方向性音響情報を再生される音源の数よ
りも一層少ない(少なくとも常態では)多数の記録又は
伝送チャンネルへのコーディング又はミキシング及び音
響心理学的に元の演奏と同じように再生するため音源位
置から数又は位置を異にする再生器に対するこれらのチ
ャンネルの内容のデコーディング又は信号の処理及び伝
送に関する。
In particular, the present invention provides methods for coding or mixing directional acoustic information into a number of recording or transmission channels that is (at least normally) smaller than the number of sound sources being reproduced and for reproduction psychoacoustically similar to the original performance. It concerns the decoding of the contents of these channels or the processing and transmission of signals to reproducers that differ in number or location from the sound source location.

広い範囲に亘る本発明は音源(マイクロホンで代表され
る)又は再生器(代表的にはスピーカ)の任意特定な数
に限定されるものではないが、本願は「4チャンネル音
響装置」又は単に「4チャンネル」として一般に知られ
ている再生形式のものに関するものであり、2個のスピ
ーカによるステレオ技法を臨場感を増すため4個のスピ
ーカによる多方向性の演奏情報の再生に延長したもので
ある。
Although the invention in its broad scope is not limited to any particular number of sound sources (typified by microphones) or reproducers (typically speakers), this application refers to a "four-channel audio system" or simply " This relates to a playback format commonly known as ``4-channel'', which extends the stereo technique using two speakers to multidirectional playback of performance information using four speakers to increase the sense of presence. .

聴取者の周囲に列べた4個のスピーカで再生するため屡
々4トラックのテープ・レコーディングが利用される。
Four-track tape recordings are often used for playback through four speakers arranged around the listener.

最近はステレオ再生に従来使用され、2個の伝送チャン
ネルしかない伝送媒体で斯かる再生を得るための方式が
考案され、斯かる装置においては4個(又はそれ以上)
の元の方向性音源チャンネルは2個の信号チャンネルに
エンコードすることによって混合又は組み合わされ、そ
の後でスピーカに供給する4個の再生信号を発生するた
めデコードされ、斯かる方式は4−2−4混合装置とし
て記述される。
Recently, schemes have been devised for obtaining such reproduction on transmission media conventionally used for stereo reproduction and having only two transmission channels, and four (or more) in such devices.
The original directional sound source channels are mixed or combined by encoding into two signal channels and then decoded to generate four playback signals to feed the loudspeakers, such a scheme is 4-2-4. Described as a mixing device.

任意の4チャンネル装置の採用を普及させるための要件
は現在のモノラル又はステレオ再生装置に使用している
ものを引続き両用に使用できることである。
A requirement for widespread adoption of any four-channel device is that the current mono or stereo playback devices used continue to be dual-purpose.

換言すれば、4チャンネル再生のために行なわれるレコ
ーディングはモノラル・レコードプレーヤ及び普通のス
テレオ・レコードプレーヤによって満足な再生ができる
ことが望ましく、また4チャンネルFM伝送(生又はレ
コーディングからの何れか)はそこにいる聴取者によっ
てモノラル又はステレオ音として同様に再生されなけれ
ばならない。
In other words, recordings made for 4-channel playback should preferably be able to be played satisfactorily by a mono record player and a regular stereo record player, and 4-channel FM transmissions (either live or from recordings) should be available there. must be reproduced equally as mono or stereo by listeners located at the same location.

モノラル及びステレオ装置に両用な多数のエンコーディ
ング及びデコーディング装置が提案されており、その或
るものは実験の主題となりまた商業化への準備的形態に
ある。
A number of encoding and decoding devices for both mono and stereo applications have been proposed, some of which have been the subject of experimentation and are in preliminary form for commercialization.

斯かる既知の各装置の弱点又は不完全さのうちで比較的
重要な点はそれらの提案者による評価が異なる事である
が、従来提案された4−2−4装置のどれも分離した4
チャンネル再生の性能とはかなり異なり、そのためステ
レオ・ディスクレコーディング及びステレオFM放送装
置に使用するためのエンコーディング及びデコーディン
グの標準装置として採用されるには至っていない。
A relatively important weakness or imperfection of each of these known devices is that their proponents differ in their evaluations, but none of the previously proposed 4-2-4 devices
The performance of channel playback is quite different, and therefore it has not been adopted as a standard encoding and decoding device for use in stereo disc recording and stereo FM broadcasting equipment.

問題に近接する最近提案された他の形式はオーディオで
変調された超音波キャリャ技法の使用を含み、それによ
って2個の追加の伝送チャンネルが従来のステレオ信号
に加えられる、即ちモノラル及びステレオ再生の両用性
の程度を変化させる4−4−4装置である。
Other recently proposed formats that approach the problem include the use of audio-modulated ultrasound carrier techniques, whereby two additional transmission channels are added to the conventional stereo signal, i.e., mono and stereo reproduction. It is a 4-4-4 device with varying degrees of ambidexterity.

然し従来既知の斯かる4−4−4装置は実際には疑問が
あり、更に誤ったものとして以下に示される仮定に基づ
くものであり、その仮定は4チャンネル装置における4
個の伝送チャンネルの最も満足な利用は従来の4トラッ
クレコーディングの再生のそれと同様にスピーカへの直
接なマトリックスされない供給にこれらのチャンネルを
必ず使用するという仮定である。
However, such 4-4-4 devices known in the art are based on questionable and even erroneous assumptions as shown below, which
The most satisfactory use of the transmission channels is the assumption that these channels are necessarily used for direct unmatrixed feeding to the loudspeakers as well as for the playback of conventional four-track recordings.

本発明は4−2−4マトリツクス装置に実質的な改良を
提供するだけでなく、更に一層多数の、特に4−4−4
再生における伝送チャンネル利用の実質的改良を提供す
るものである。
The present invention not only provides substantial improvements to 4-2-4 matrix devices, but also allows for even greater numbers of 4-2-4
It provides a substantial improvement in the use of transmission channels in playback.

これらの改良を行なう方法を述べる前に、従来の装置に
見られる欠点の一般点な性質を簡単に検討する。
Before describing how these improvements are made, the general nature of the deficiencies found in conventional devices will be briefly discussed.

本装量を含む任意の4−2−4装置では単一の点(特に
単一のマイクロホンだけを作動させる位置の点)から発
生する音は最終的には単一のスピーカからではなく異な
って配置された複数のスピーカから元と同じ音源である
が振巾を相対的に異にして再生され、音響心理学的見地
からは単一方向からの再生は満足できる程似るようにさ
れる。
In any 4-2-4 device, including this arrangement, sound originating from a single point (particularly a point in a position that activates only a single microphone) ends up coming from different speakers rather than from a single speaker. The same original sound source is reproduced from a plurality of arranged speakers but at relatively different amplitudes, so that from a psychoacoustic point of view the reproduction from a single direction is satisfactorily similar.

然し従来考案された4−2−4装置の中で最もよいもの
では方向性のこの幻覚の満足度はすべての方向で一様で
はない。
However, in the best of the 4-2-4 devices heretofore devised, the satisfaction of this illusion of directionality is not uniform in all directions.

従来の装置において特定の方向から来るように聴取者に
聞こえる信号における変則(anomaly)又は方向
的なあいまいさの性質は各場合に完全に同じではないし
、また従来のマトリツクス装置が斯かる変則的結果を生
じる音の方向とも同じではない。
The nature of anomalies or directional ambiguities in signals that are heard by a listener as coming from a particular direction in conventional devices is not exactly the same in each case, and conventional matrix devices do not allow for the effects of such anomalies. The direction of the sound that occurs is also not the same.

然し代表的な例は後方のスピーカからの逆相再生及び類
似な変則であり、これらは後方に向う音よりも前方に向
う音が一層忠実に再生される。
A typical example, however, is out-of-phase reproduction from rear speakers and similar anomalies, in which sound directed toward the front is reproduced more faithfully than sound directed toward the rear.

ある場合にはこの変則は大多数の演奏情報の場合、音響
心理学的には多数無視できるが、4チャンネル再生用に
特に設計された「音響効果」を有する情報では著しくな
り、この場合後方の音は単に補助的なものではない。
In some cases, this anomaly is psychoacoustically negligible for most performance information, but becomes significant for information with "sound effects" specifically designed for 4-channel playback, in which case the rear Sound is not just an aid.

更に、従来技術(4−4−4装置を含む)の装置は聴取
者に対しスピーカの一つの特定な位置を仮定する。
Additionally, prior art devices (including 4-4-4 devices) assume one specific location of the speaker relative to the listener.

必要なスピーカの方向は4個の分離した伝送チャンネル
で代表される方向又は2チャンネル伝送又はレコーディ
ングに用いられるコーティングに関して指定され且つ知
られている限りでは、満足な再生を維持すると同時に、
スピーカの異なる方向又はスピーカの異なる数を使用す
る方法は何等設けられていない。
The required loudspeaker orientation is specified and known with respect to the orientation represented by the four separate transmission channels or the coating used for two-channel transmission or recording, while at the same time maintaining satisfactory reproduction.
There is no provision for using different directions of the speakers or different numbers of speakers.

従来技術のエンコーディング及びデコーディングとは異
なり、本発明のエンコーディング及びデコーディングは
全方向に対して同じ再生特性を作ることが可能であり、
「方向的に対称」であると述べ得る。
Unlike the encoding and decoding of the prior art, the encoding and decoding of the present invention can create the same playback characteristics in all directions,
It can be said to be "directionally symmetric."

ここに用いられる術語の意味は音の再生の簡単な例を考
えることで極めて容易に理解でき、その音源は直交して
配置された4個のマイクロホンの各々を続けて作動させ
るため順次に移動される。
The meaning of the terminology used here is most easily understood by considering the simple example of sound reproduction, in which a sound source is moved sequentially to successively activate each of four orthogonally arranged microphones. Ru.

方向性対称を有する装置においては、対応する順次の9
0°の角度を経て回る聴取者は4個の位置を通って音源
が対応して動かされるとき完全に同一の様式で音源を聞
く。
In devices with directional symmetry, the corresponding sequential 9
A listener rotating through an angle of 0° hears the sound source in exactly the same way as it is moved correspondingly through the four positions.

この性質は各マイクロホン出力の伝送に別々の信号チャ
ンネルを有する4チャンネル音響装置に固有のものであ
るが、従来技術の4−2−4マトリツクス装置では得ら
れない。
This property is inherent in four-channel audio systems having separate signal channels for the transmission of each microphone output, but is not available in prior art 4-2-4 matrix systems.

上に示す如く、この事は新らしい形式の演奏情報の使用
ができるためには特に重要であり、この場合聴取者の後
方の局限された位置で独立音源(例えは音声又はコーラ
ス)の真に迫った印象が伝えられる。
As indicated above, this is particularly important in order to be able to use new forms of performance information, where independent sound sources (e.g. voices or choruses) can be authenticated in a localized position behind the listener. It conveys a close impression.

その上実用上のこの制限を除去するため、本発明の更に
特色とするマトリツクスの方向性対称は簡単な信号変換
を可能にし、それによってスピーカ装置の配置は信号発
生において仮定されたスピーカ配置に対し回転させられ
、菱形の「1−2−1」形状又はその逆に配列されたス
ピーカを有する再生方式によって「2+2」スピーカ方
向用に設計されたレコーディング又はFM伝送の完全に
満足な再生(例えば)ができる。
Moreover, to eliminate this practical limitation, the directional symmetry of the matrix, which is a further feature of the present invention, allows a simple signal conversion, whereby the placement of the loudspeaker arrangement is relative to the assumed loudspeaker placement in signal generation. Completely satisfactory reproduction of recordings or FM transmissions designed for a ``2+2'' loudspeaker orientation (for example) by means of a reproduction scheme with the loudspeakers rotated and arranged in a diamond-shaped ``1-2-1'' shape or vice versa. I can do it.

本発明は方法及び装置を提供するものであり、それによ
って再生に使用されるスピーカの数及び配列は、「ユニ
バーサル」で且つ任意所望の数及び方位のスピーカに供
給するため再生信号にデコードされ得る信号伝送におけ
るものとは本質的に同じものではない。
The present invention provides a method and apparatus whereby the number and arrangement of loudspeakers used for playback can be decoded into a playback signal that is "universal" and for feeding into any desired number and orientation of loudspeakers. It is not essentially the same thing as in signal transmission.

エンコードされた2個の伝送チャンネルはデコードされ
て例えば6角形に配置されたスピーカに6個のスピーカ
用信号を発生し、その結果聴取者には近似的に別々の6
個のチャンネルの伝送で得れた感覚を与える。
The two encoded transmission channels are decoded to produce six loudspeaker signals for, for example, hexagonally arranged loudspeakers, so that the listener receives approximately six separate signals.
It gives you the feeling you get from transmitting individual channels.

斯かる利点は従来知られている種々の「4−2−4」装
置に本発明の2チャンネルマトリツクスを置換するだけ
で得られるが、伝送チャンネルの数を4個の如く一層大
きい数に拡張する場合、本発明は更に独特な性質を有す
る。
Such advantages can be obtained simply by replacing the two-channel matrix of the present invention in various previously known "4-2-4" devices, but by extending the number of transmission channels to a larger number, such as four. If so, the present invention has further unique properties.

以下に述べる2−チャンネルマトリックス装置はスピー
カへの再生信号を発生し、斯かる信号は方向的に対称な
2個の伝送チャンネルで運び得る最大可能な方位角的局
限を含む事が示される。
The two-channel matrix device described below generates a reproduced signal to a loudspeaker, which signal is shown to contain the maximum possible azimuthal localization that can be carried on two directionally symmetrical transmission channels.

斯かる装置は「分離的」には作られない。Such devices cannot be made "separately".

即ち減少した振巾及び位相関係で音響心理学的な音の局
限が満足されても、スピーカのそれと一致する方位角的
方向から発する如く表現される音は常に必ず2個の隣接
するスピーカで与えられる。
That is, even if the psychoacoustic sound localization is satisfied with reduced amplitude and phase relationships, a sound that is represented as coming from an azimuthal direction that coincides with that of the loudspeakers will always be delivered by two adjacent loudspeakers. It will be done.

再生のこの形式は尖鋭にすることができ、即ち方向性尖
鋭さに更に1個又はそれ以上の伝送チャンネルを追加す
るのみで、所望しない方向への再生の中心又は所望する
方向への分数比は減らすことができる。
This form of regeneration can be sharpened, i.e. by simply adding one or more further transmission channels to the directional sharpness, the center of regeneration in the undesired direction or the fractional ratio in the desired direction can be can be reduced.

4チャンネルのスピーカ配列で、基本装置に更に2個の
伝送チャンネルを追加する場合は、完全に分離した再生
が得られ、即ち普通の4トラックのテープレコーディン
グを用いて1個のスピーカで再生できる音はまた本装置
によって1個のスピーカから、他のスピーカをならさな
いで、再生できる。
With a 4-channel speaker arrangement, if you add two more transmission channels to the basic device, you will get completely separate playback, i.e. the same amount of sound that can be played on a single speaker using a regular 4-track tape recording. Also, with this device, it is possible to reproduce music from one speaker without having to listen to other speakers.

4個の主スピーカ位置から直接発するように再生される
音から主として構成される任意の演奏情報(めったに出
会わない)に対しては、その演奏は従ってスピーカ信号
が完全に分離されている4チャンネル装置で発生するそ
れとは音響心理学的には区別がつかない。
For any performance information (rarely encountered) that consists primarily of sound played directly from the four main speaker positions, the performance is therefore a four-channel system in which the speaker signals are completely separated. It is psychoacoustically indistinguishable from that which occurs in .

然し4チャンネル分離装置の後者の形式とは異なり、本
発明の分離マトリツクスは従来のモノラル又はステレオ
再生の任意の形式のものと完全に両用できるように容易
に作られる。
However, unlike the latter type of four-channel separation device, the separation matrix of the present invention is easily made to be fully compatible with any form of conventional mono or stereo reproduction.

その上本発明の4チャンネル装置は「仮想」の方位角位
置即ち従来の4トラックでの再生よりも実際のスピーカ
位置に対応しない方向的音像の実質的に一層良好な音響
心理学的局限を発生することが知られている。
Moreover, the four-channel device of the present invention produces substantially better psychoacoustic localization of directional sound images that do not correspond to "virtual" azimuth positions, i.e., actual speaker positions, than conventional four-track reproduction. It is known to do.

「音源」の方位にまつすぐに置かれたスピーカの分離又
は単独動作は本発明の4チャンネルマトリックス装置に
おいて零で得られ、この零は任意所定のスピーカ位置に
あるとして検出される信号の全再生図形の90°,18
0°及び270°に現われる。
Separation or independent operation of loudspeakers placed directly in the direction of the "sound source" is obtained in the four-channel matrix device of the present invention at zero, which is the total reproduction of the signal detected as being at any given loudspeaker position. 90° of the figure, 18
Appears at 0° and 270°.

同様のチャンネルの従来の分離伝送の既述の利点に加え
、本装置は2個の補足チャンネルで極めて制限された周
波数範囲が、それらが与える方向的局限の改良を損うこ
となしに伝送されるというその上の利点を提供する。
In addition to the already mentioned advantages of conventional separate transmission of similar channels, the device allows highly restricted frequency ranges to be transmitted in two complementary channels without compromising the improved directional localization they provide. It offers the following advantages:

従って帯域巾の要求は媒体における伝送に対して実質的
に減らされ、若し他の装置を使用するならば各伝送チャ
ンネルには全オーディオ範囲の伝送が要求される。
Bandwidth requirements are therefore substantially reduced for transmission in the medium, where each transmission channel would be required to transmit the entire audio range if other devices were used.

本発明の基本的な2チャンネルマトリックス装置及び方
向性再生の尖鋭の増大に対し、それに更に上述の如くチ
ャンネルを追加する事の両者は以下の説明及び添付図の
実施例を参照して最もよく理解されよう。
Both the basic two-channel matrix arrangement of the present invention and the addition of additional channels as described above for the sharpening of directional reproduction are best understood with reference to the following description and the embodiments in the accompanying drawings. It will be.

第1図から第3図には本発明に有利に利用され得る4チ
ャンネル音響装置を示す。
1 to 3 illustrate a four-channel audio system that can be advantageously utilized in the present invention.

第1及び第2図は伝送信号のエンコーディング及びデコ
ーディング用マトリツクスを除けば従来技術の或る同じ
ものを示す。
1 and 2 show some of the same prior art, except for the matrices for encoding and decoding the transmitted signals.

これらの模範的装置は後述する本発明の利点及びコーデ
ィング及びデコーディングマトリックス及び再マトリッ
クスとも称す)の広い効用の理解を容易にするために説
明及び記述される。
These exemplary devices are illustrated and described to facilitate an understanding of the advantages of the present invention and the broad utility of the coding and decoding matrices (also referred to as rematrixes) described below.

第1及び2図の装置は従来種々のマトリツクス装置と共
に使用される4チャンネル装置の代りの形式のものであ
る。
The device of FIGS. 1 and 2 is an alternative type of four channel device conventionally used with various matrix devices.

各々の場合、演奏位置に直交したマイクロホン20又は
20aの配列又は型が聴取者23を包囲する聴取空間に
スピーカ22又は22aの対応した直交配列又は型と共
に示される。
In each case, an arrangement or type of microphone 20 or 20a orthogonal to the performance position is shown in the listening space surrounding the listener 23, together with a corresponding orthogonal arrangement or type of loudspeaker 22 or 22a.

第2図の装置ではマイクロホン20a及びスピーカ22
aは夫々演奏及び聴取空間の左前LF右前RF,右後R
B及び左後LB部分の位置から音響を受けまた音響を再
生するように配列され、一方第1図では位置20及び2
2は前F、右R、後B及び左Lにある。
In the device shown in FIG. 2, a microphone 20a and a speaker 22
a is the front left LF, front right RF, and rear right R of the performance and listening space, respectively.
are arranged to receive and reproduce sound from positions 20 and 2 in FIG.
2 is on the front F, right R, rear B and left L.

エンコーダ又はマトリックス24及び24aは26又は
26aに2個の伝送信号を発生し、斯かる信号は次に2
8又は28aでデコード又はリマトリックスされて対応
する位置にあるスピーカを駆動する再生信号を発生する
Encoders or matrices 24 and 24a generate two transmission signals at 26 or 26a, which signals in turn
8 or 28a to generate a reproduction signal that drives a speaker at a corresponding position.

第2図のLR,LF,LB及びRBと第1図のL,F,
R及びBにおけるスピーカ位置の表示は所謂「2+2」
及び「1−2−1」4チャンネルの方向と呼ばれるもの
に実際に使用される位置を多少代表するが、当業者には
対応して示されるマイクロホンは4チャンネル再生に、
特にレコーディングに対して通常使用されるマイクロホ
ンの実際の配置をかなり簡略化して示したものと認めら
れよう。
LR, LF, LB and RB in Figure 2 and L, F in Figure 1,
The display of speaker positions in R and B is so-called "2+2"
and "1-2-1" are more or less representative of the positions actually used in what is called a 4-channel orientation, but for those skilled in the art, the microphones shown correspond to 4-channel playback.
It will be appreciated that this is a highly simplified representation of the actual arrangement of microphones normally used, especially for recording.

図示の如き簡単な装置、即ち4方向(主要型式)マイク
ロホンは例えばコンサートホールの聴取者の通常の位置
において使用でき且つ時々使用されるが、最も心地よい
と判断される効果のため一層複雑なマイクロホンの配列
を用い且つ種種のマイクロホンの出力を混合することが
普通であり、実際普通のステレオのレコーディングスタ
ジオ及び放送スタジオ技法の場合の如く、多方向性信号
は個々の楽器又は楽器の群の一層多数のサウンドトラッ
クから合成又は組立られ得る。
Although a simple device such as that shown, a four-way (principal type) microphone, can and is sometimes used in the usual positions of listeners in concert halls, for example, more complex microphones may be used for the effect judged to be most pleasing. It is common to use arrays and mix the outputs of different microphones, and indeed, as is the case in common stereo recording and broadcast studio techniques, multidirectional signals can be Can be synthesized or assembled from soundtracks.

従って図面及び更に検討を加えることの両方から、特定
方向からの音のオーディオ信号の代表は方向性情報とし
て完全に合成されたものであることが理解されよう。
It will therefore be understood, both from the drawings and from further discussion, that a representative audio signal of sound from a particular direction is completely synthesized as directional information.

後でわかるように、本発明は斯かる合成用の簡単な手段
を付加的に掃供する。
As will be seen, the present invention additionally provides simple means for such synthesis.

また当業者には理解されるだろうが、第1及び2図の図
示例は信号形成及び処理操作を表わし、これらは生の演
奏情報の同期的な再生を作るように行なわれるが、通常
は成る形式の蓄積即ち連続して一つ又はそれ以上の点で
信号をレコーディングすることを含む。
It will also be understood by those skilled in the art that the illustrated examples of FIGS. 1 and 2 represent signal forming and processing operations that are performed to create a synchronous reproduction of live performance information, but are not typically ie, recording the signal at one or more points in succession.

代表的には2個の伝送信号は普通のスデレオディスク・
レコーディングの「左」及び「右」の溝の壁か又はステ
レオ放送の対応するオーディオチャンネルにある。
Typically, the two transmission signals are ordinary Sdereo disks.
either on the "left" and "right" groove walls of the recording or on the corresponding audio channels of the stereo broadcast.

勿論これは分離したチャンネルでの直接伝送よりもむし
ろエンコーディング及びデコーディングに対する最大の
必要を創造したこれらの媒体によって現在課せられた2
チャンネルの限度である。
This, of course, is due to the current burden of the two
This is a channel limit.

本発明のマトリックシング又はコーディングは本発明が
与える方向性対称の理由で第1図又は第2図のそれの如
き簡単な固定位置の装置にも有利に使用される。
The matrixing or coding of the present invention is also advantageously used in simple fixed position devices such as that of FIGS. 1 or 2 because of the directional symmetry provided by the invention.

然し本発明のマトリックシングの方法及び装置の更に有
利な点は広い効用にある。
However, a further advantage of the matrixing method and apparatus of the present invention lies in its wide utility.

本マトリツクシングは第1及び2図の両方の装置に容易
に適用できるだけでなく、音源信号の配置又は方位に何
れにしろ「マツチ」しないスピーカの配置又は方位の非
常に満足な使用に対するコーディングができる。
The present matrixing not only can be easily applied to both the devices of Figures 1 and 2, but also provides a coding for very satisfactory use of speaker placement or orientation that does not in any way "match" the source signal placement or orientation. can.

斯かる装置全体の一実施例は第3図に示され、マイクロ
ホン装置(又は音源を代表する合成方向性信号)20a
及び第2図のエンコーダ24aの出力は、デコーダ28
及び第2図のスピーカ22で再生される。
One embodiment of such an overall device is shown in FIG. 3, where a microphone device (or composite directional signal representing a sound source) 20a
and the output of the encoder 24a in FIG.
and is reproduced by the speaker 22 in FIG.

以下のことからわかるように本マトリックシング又はコ
ーディング及びデコーディング装置は斯かる「回転した
」配置を有するすべての角度から優れた再生を与えるの
みならず、聴取者が望む任意の数のスピーカを用いる如
き一層広がった音源信号及び再生配置を使用することさ
えもできる。
As can be seen below, the present matrixing or coding and decoding device not only provides excellent reproduction from all angles with such a "rotated" arrangement, but also allows the listener to use any number of speakers desired. It is even possible to use more spread out source signals and playback arrangements, such as:

確認のため、第4図は本発明のマトリックシング及びリ
マトリックシング又はコーディング及びデコーデイング
に使用される或る角度関係を示す。
For confirmation, FIG. 4 shows certain angular relationships used in the matrixing and rematrixing or coding and decoding of the present invention.

本発明において、各再生信号に現われる各音源信号の振
巾及び位相は音源信号で表わされる方向又は位置と再生
信号が供給されるスピーカの方向又は位置との間の角度
関係で完全に且つ単独に決められる。
In the present invention, the amplitude and phase of each sound source signal appearing in each reproduced signal are completely and independently determined by the angular relationship between the direction or position represented by the sound source signal and the direction or position of the speaker to which the reproduced signal is supplied. It can be decided.

全体の再生マトリックス(エンコーデイグ及びデコーデ
ィングマトリックスの結果)が次の様な場合即ち各再生
信号における各音源信号の振巾及び位相(元の振巾及び
位相に対して)がどこでもこの角度関係だけの関数であ
る場合、完全な方向の対称は第1乃至3図のそれの如き
何れの装置でも達成できる。
If the entire reproduction matrix (the result of the encoding and decoding matrices) is as follows, that is, the amplitude and phase of each sound source signal in each reproduction signal (relative to the original amplitude and phase) is based on only this angular relationship. If it is a function, perfect directional symmetry can be achieved with any device such as that of FIGS. 1-3.

任意所定の音源(実際又は合成されたマイクロホン配置
)とスピーカ位置との間の角度は第4図に示す如くαと
して示される。
The angle between any given sound source (actual or synthetic microphone arrangement) and the speaker position is designated as α as shown in FIG.

αの全体の値は第1図及び第2図において同じであり、
従ってこれらの両方の配置に対する同じ全体のマトリッ
クスは後でわかるように本発明によって発生されること
がわかるだろう。
The overall value of α is the same in Figures 1 and 2,
It will therefore be seen that the same overall matrix for both of these arrangements is generated by the present invention as will be seen later.

然し夫々の図の24及び24aのエンコーディング・マ
トリックスは数値的には同じでないが、ステレオの両用
性を保持するように、即ちデコーダのない装置でステレ
オ再生ができるように選択するのが望ましい。
However, although the encoding matrices 24 and 24a in each figure are not numerically the same, they are preferably chosen to preserve stereo compatibility, ie to allow stereo playback in devices without a decoder.

この事は後で詳述される如く、横方向で中間(前又は後
)方向に対し各音源の方向角を限定する角度θに従って
24又は24aにおけるエンコーディング・マトリツク
ス係数を決める事及び再生信号を形成する場合は横方向
で中間位置に対し、各スピーカの再生角度φを形成する
場合は横方向で中間位置に対し各スピーカの方位角φに
従ってデコーダ28又は28aのマトリツクス係数を決
める事で行なわれる。
This is done by determining the encoding matrix coefficients at 24 or 24a according to the angle θ that defines the directional angle of each sound source with respect to the lateral intermediate (front or rear) direction and forming the reproduced signal, as will be detailed later. If the reproduction angle .phi. of each speaker is determined with respect to an intermediate position in the lateral direction, the matrix coefficients of the decoder 28 or 28a are determined in accordance with the azimuth angle .phi. of each speaker with respect to the intermediate position in the lateral direction.

第4図に示す如く、また本発明の記述に現に採用してい
る如く、横方向で中間の基準位置は前位置と考えられ且
つ角度は時計式に計測されるが、ここで「左」、「右」
及び類似の術語で示すものは特別の制限よりもむしろ表
現の便宜のために使用されている事が理解されよう。
As shown in FIG. 4, and as currently employed in the description of the present invention, the intermediate reference position in the lateral direction is considered to be the front position, and the angle is measured clockwise, where "left", "right"
It will be understood that references to and similar terminology are used for convenience of expression rather than as a specific limitation.

明らかなように、マトリツクシング及びリマトリックシ
ングは伝送用信号チャンネル数を圧縮する必要のない場
合に得ることのできる完全さと同じ意味での完全な全体
マトリツクスを作ることはできない。
As is clear, matrixing and rematrixing cannot produce a complete overall matrix in the same sense as would be possible if there were no need to compress the number of signal channels for transmission.

然し完全な全体マトリックスの要求は本発明のマトリツ
クスの使用によって従来知られているよりも一層厳密に
満たされている。
However, the requirement of a complete global matrix is met more closely than previously known by the use of the matrix of the present invention.

任意の数nの音源から2個の伝送信号TL及びTRを形
成する「ユニバーサル」エンコーディング・マトリック
スは ここでSkは第k番の音源信号、θkはそれによって表
示される音の位置と横方向で中心基準位置との間の方位
角、jは−1の平方根である。
A "universal" encoding matrix forming two transmitted signals TL and TR from any number n of sound sources is where Sk is the kth sound source signal and θk is the position and lateral direction of the sound represented by it. The azimuth angle from the central reference position, j, is the square root of -1.

等式の記号は以後は比例を示し、信号処理における絶対
値の一様な変化は無関係である事は勿論理解されよう。
It will of course be understood that the symbols in the equations hereafter indicate proportionality and that uniform changes in absolute values in signal processing are irrelevant.

夫々の伝送信号TL及びTRの位相係数は前に検討した
特定の音源位置に対して第5図に示す。
The phase coefficients of the respective transmitted signals TL and TR are shown in FIG. 5 for the particular source positions discussed earlier.

左即ちLから(即ち再生に当り「から」のように現われ
る)の信号は十分な振巾及びTL信号の元の位相で再生
されるが、TR信号では零であり、逆もまた同じである
The signal from the left, i.e., L (i.e., appears as "from" upon reproduction), is reproduced with full amplitude and the original phase of the TL signal, but is zero for the TR signal, and vice versa. .

他の方位角からの信号は両方の伝送信号に現われるが常
に直角の位相関係にあり、基準位相に対して一方は進み
一方は遅れ、これはL及びR信号に保持される。
Signals from other azimuths appear in both transmitted signals, but always in a quadrature phase relationship, one leading and one lagging relative to the reference phase, and this is maintained in the L and R signals.

各成分の大きさはそれの相対位相角(正又は負)の増加
と共に減少し各90°の位相角(音源位置における18
0°差)で零になる。
The magnitude of each component decreases with increasing relative phase angle (positive or negative) for each 90° phase angle (18
becomes zero at 0° difference).

上述の「ユニバーサル」マトリツクスから算出された下
記のミキシング式は固定された4個のマイクロホン配置
で、独奏者及び他の特殊な効果に対して屡々加えられる
「オンーマイク」修整信号の如き他の信号を追加し又は
なしで、本発明を利用するために使用し得る。
The following mixing equation, calculated from the ``universal'' matrix described above, allows for a fixed four-microphone configuration to accommodate other signals such as ``on-mic'' modification signals, which are often added for soloists and other special effects. With or without additions, it may be used to utilize the present invention.

1−2−1の音源方位に対するミキシング式の数値は次
の通りである。
The numerical values of the mixing formula for the sound source direction of 1-2-1 are as follows.

2+2の音源方位に対するミキシング式の数値は次の通
りである。
The numerical values of the mixing formula for 2+2 sound source directions are as follows.

これらの固定されたマイクロホン配置の1個又は両方に
対じ所望の混合を発生する固定回路は、若しそのように
所望するならばマイクロホン方向パターンを使用して又
は使用せずに構成される。
Fixed circuitry that generates the desired mixing for one or both of these fixed microphone locations is configured with or without the microphone direction pattern if so desired.

次に第6図の略線図に示す如き追加の混合器を使用して
任意の位置における演奏に類似させるため信号情報の追
加挿入が行なわれる。
Additional insertion of signal information is then performed using additional mixers as shown schematically in FIG. 6 to simulate performance at arbitrary positions.

第6図に示す如く、入力信号Sは90°位相分割器30
に供給され、位相分割器30は正及び負の基準位相信号
及び正及び負の90°移相された信号を発生する。
As shown in FIG.
The phase divider 30 generates positive and negative reference phase signals and positive and negative 90° phase shifted signals.

基準信号及び移相信号は方位角にセットされた正弦及び
余弦ポテンショメータ32及び34で減衰され(且つ使
用するとき極性が反転される)信号Sは同様に挿入され
る。
The reference and phase-shifted signals are attenuated (and reversed in polarity when used) with azimuth-set sine and cosine potentiometers 32 and 34, and signal S is similarly inserted.

正の基準信号及びポテンショメータ出力は総合器36及
び38内で混合され、その出力は次に前に述べた基礎の
エンコーディング式に従って夫々信号TL及びTRの成
分として挿入される。
The positive reference signal and the potentiometer output are mixed in combiners 36 and 38, the outputs of which are then inserted as components of signals TL and TR, respectively, according to the basic encoding equations previously described.

原理的には、第6図に示す如き混合器は各音源方向に使
用され得る。
In principle, a mixer as shown in FIG. 6 could be used for each sound source direction.

然し容易に選択し得る角度位置でレコーディング又は放
送するため相当な数のマイクロホン又はサウンドトラッ
クが所望される場合は、要求される移相器の数は第7図
に示す如き構成を使用して大巾に減らし得る。
However, if a significant number of microphones or soundtracks are desired for recording or broadcasting at easily selectable angular positions, the number of phase shifters required may be increased using a configuration such as that shown in FIG. It can be reduced to width.

図示の如く、各信号S1、S2、等は極性分割器(位相
反転器)40に供給される。
As shown, each signal S1, S2, etc. is supplied to a polarity divider (phase inverter) 40.

正又は同相及び負又は逆相信号はポテンショメータのセ
ッティング角で決まる振巾及び極性の正及び負の信号を
発生する正弦一余弦ポテンショメータに供給される。
The positive or in-phase and negative or anti-phase signals are fed to a sine-cosine potentiometer that generates positive and negative signals of amplitude and polarity determined by the setting angle of the potentiometer.

すべての音源からの減衰されない正の信号及び負の正弦
信号(勿論これらは負の正弦値を有する角度に対し正の
位相にある)は総合器44内で混合される。
The unattenuated positive signals from all sound sources and the negative sinusoidal signals (which are of course in positive phase for angles with negative sinus values) are mixed in the combiner 44.

正の余弦信号は総合器46で混合される。The positive cosine signals are mixed in a synthesizer 46.

後者の出力は総合器44の出力に対し48において90
°だけ位相が進み且つ2個は50で混合又は総合されて
信号TLを形成する。
The output of the latter is 90 at 48 with respect to the output of the synthesizer 44.
The phase is advanced by .degree. and the two are mixed or summed by 50 to form the signal TL.

(当業者には認められるように、総合器44の出力は移
相器48の基準位相部分52を介して総合器50に供給
されなければならず、現在利用できる周波数に無関係な
位相器の移相は出力と入力との間の位相差よりもむしろ
移相された出力と52に示す如き基準位相チャンネルの
出力との間の位相差である。
(As will be recognized by those skilled in the art, the output of summer 44 must be fed to summer 50 via the reference phase portion 52 of phase shifter 48, which is a shift of any currently available frequency independent phase shifter.) Phase is the phase difference between the phase shifted output and the output of the reference phase channel as shown at 52, rather than the phase difference between the output and the input.

)同様の方法で、すべての音源からの正の入力信号及び
正の正弦関数信号は総合器54で混合され、負の余弦関
数信号は総合器56で混合される。
) In a similar manner, the positive input signals and positive sine function signals from all sound sources are mixed in a combiner 54 and the negative cosine function signals are combined in a combiner 56.

後者の総合された出力は総合器54の出力の基準位相6
0に対し58において90°だけ位相が進められ且つこ
れらは62で同様に総合されて伝送信号TRを形成する
The latter integrated output is the reference phase 6 of the output of the synthesizer 54.
The phase is advanced by 90° at 58 relative to 0 and these are likewise summed at 62 to form the transmission signal TR.

回路要素として第7図に示す要素の或るものによって行
なわれる機能は、レコーディング及び放送の実施におい
て斯かる機能を果たすのに等価であるとしてよく知られ
た他の技法で行ない得ることを当業者は直ちに認めるだ
ろう。
It will be appreciated by those skilled in the art that the functions performed by some of the elements shown in FIG. will admit it immediately.

例えば、周知の型のマイクロホンの感度パターンは、第
7図の信号混合装置における信号S1,S2、等の或る
もの又は全部の指示された減衰ポテンショメータ回路網
の代りに容易に使用し得る。
For example, microphone sensitivity patterns of known types may readily be used in place of directed attenuation potentiometer circuitry for some or all of the signals S1, S2, etc. in the signal mixing device of FIG.

直交して配置されたダイポール・マイクロホンは、単一
の又は減衰されない成分を発生するため用いられるそれ
と密接した1個の全方向マイクロホンと共に入射音源の
方位角の正弦及び余弦に従って減衰された信号を直接発
生するため使用し得る。
An orthogonally placed dipole microphone directly captures the signal attenuated according to the sine and cosine of the azimuthal angle of the incident source, with one omnidirectional microphone in close proximity to it used to generate a single or unattenuated component. It can be used because it occurs.

前に示した如く、位送信号TL及びTRは、任意な従来
の媒体、特にステレオディスク又はテープレコーディン
グに記録されるか又は普通のステレオに設けられた2個
のオーディオ・チャンネルを用いる4チャンネルFM放
送における如き同時的な再生に使用されるかの何れかで
ある。
As indicated earlier, the positioning signals TL and TR can be recorded on any conventional medium, in particular a stereo disc or tape recording, or a four-channel FM using two audio channels provided in an ordinary stereo. Either it is used for simultaneous playback such as in broadcasting.

次に第5図の信号のデコーディング法を考える。Next, consider a method of decoding the signal shown in FIG.

各再生信号の形成において伝送信号に加えられる係数が
角度φ即ち各再生信号が形成されるスピーカの聴取空間
方位角の関数である事を除けば、デコーディングはコー
ディングとよく似ている。
Decoding is very similar to coding, except that the coefficients added to the transmitted signal in the formation of each reproduced signal are a function of the angle φ, the listening spatial azimuth of the loudspeaker from which each reproduced signal is formed.

各再生信号Piは振巾及び位相関係における混合によっ
て伝送信号から形成される。
Each reproduced signal Pi is formed from the transmitted signals by mixing in amplitude and phase relationship.

ここでφiは再生位置と横方向で中心の基準位置との間
の方位角、jは−1の平方根である。
Here, φi is the azimuth angle between the reproduction position and the horizontally central reference position, and j is the square root of −1.

従って各再生信号は各伝送信号にマルチブライヤの共役
複素数又は伝送信号の形成においてその方位角からの信
号の挿入に使用された(又は使用されたもじれぬ)係数
を掛けて形成され、それから合成された夫々の積が加え
られる。
Each regenerated signal is therefore formed by multiplying each transmitted signal by the complex conjugate of the multibriar or the coefficient used (or used) for inserting the signal from that azimuth in forming the transmitted signal, and then combining The respective products obtained are added.

従って合成された各再生信号Piは次の通りである。Therefore, each synthesized reproduced signal Pi is as follows.

従って左位置にあるスピーカ用の再生信号PLは第5図
に示す如く信号TLで不変であり、TRはR(若し1個
あれば)にあるスピーカ用の再生信号の形成に同様に不
変で与えられる。
Therefore, the reproduced signal PL for the speaker in the left position is unchanged by the signal TL as shown in FIG. 5, and TR is similarly unchanged in the formation of the reproduced signal for the speaker in the R position (if there is one). Given.

他の位置に対する再生信号は、代表された位置がL及び
R信号に対し第5図に示した180°の間の中間にある
ことを除けば、外観は位相図と正確に同じである。
The reproduced signals for the other positions are exactly the same in appearance as the phase diagram, except that the represented position is midway between the 180° shown in FIG. 5 for the L and R signals.

再生点と直径方向で反対の音源信号を除けば、全音源信
号はすべての再生信号に現われるが、その大きさは信号
源方向と再生方向との間の角度の大きさの関数の如く最
大から零まで連続して変化する。
Except for the source signal diametrically opposite to the playback point, the total source signal appears in all playback signals, and its magnitude varies from the maximum as a function of the magnitude of the angle between the source direction and the playback direction. Continuously changes up to zero.

1−2−1スピーカ方位に対しては、デコーディング式
(2)の数値は 2+2スピーカ方位に対しては、デコーディング式(2
)の数値は 全体の伝送又は再生は伝送信号TL、及びTRを左及び
右の方向に対応させるように選択することで影響されず
に、夫々2個のチャンネルに元の位相及び振巾での伝送
に対し、直径方向で反対方向の任意の選択で同じ結果が
得られることがわかる。
For the 1-2-1 speaker orientation, the numerical value of the decoding formula (2) is equivalent to the numerical value of the decoding formula (2) for the 2+2 speaker orientation.
), the overall transmission or reproduction is unaffected by selecting the transmitted signals TL and TR to correspond to the left and right directions, respectively, to the two channels with their original phase and amplitude. It can be seen that any choice of diametrically opposite directions for transmission gives the same result.

然し左右方向での伝送信号の結合は普通のステレオ装置
に両用性を与える。
However, the combination of the transmitted signals in the left and right directions provides ambidexterity to conventional stereo equipment.

個々のスピーカ位置をどの様な所望の角度にでもできる
再生装置は前に記述した信号準備装置と同じ様に沿って
案出される。
A reproducing device which allows the individual loudspeaker positions to be at any desired angle is devised along the same lines as the signal preparation device previously described.

然し斯かる設備は一般に無駄であり、それは実際のスピ
ーカ配置がマイクロホンの配置ほど多様でないためであ
り、マイクロホンの配置では前後左右間のバランスは要
求よりもむしろ随意である。
However, such equipment is generally wasteful because the actual speaker placement is not as diverse as the microphone placement, where the balance between front and back is optional rather than required.

図示の8個の位置に対する固定された再生信号出力は使
用者の要求及び好みをカバーするのに十分であり、一方
15°の間隔は実質的にどんな実際の使用にも完全に適
する。
The fixed reproduction signal output for the eight positions shown is sufficient to cover the user's needs and preferences, while the 15° spacing is perfectly suitable for virtually any practical use.

第8図にはデコーダの一つの構成が示され、これはスピ
ーカ配置の非常に広い変形に使用し得る。
One configuration of the decoder is shown in FIG. 8, which can be used for a very wide variety of speaker arrangements.

夫々の伝送信号TL及びTRは90°移送器70及び7
2に供給され、その各々は正及び負の基準位相及び移相
された出力を有する。
The respective transmission signals TL and TR are transmitted through 90° transporters 70 and 7.
2, each having a positive and negative reference phase and a phase-shifted output.

これらの出力は入力信号を減衰させる分圧器で構成され
且つ減衰した信号を式(2)に従って出力を発生する総
合器に分配する固定混合回路網74に供給される。
These outputs are fed to a fixed mixing network 74 which consists of a voltage divider that attenuates the input signal and distributes the attenuated signal to a synthesizer that produces an output according to equation (2).

固定出力端子76からの出力は適当な増巾器を介して1
5°間隔(又は出力を与えるための他の任意の間隔)の
任意に選択された倍数にあるスピーカで再生される。
The output from the fixed output terminal 76 is
It is played through speakers at arbitrarily selected multiples of 5° intervals (or any other interval to provide output).

従ってスピーカの数及び配置は使用者の好み(経済的制
限も含む)に従って選択される。
The number and arrangement of speakers is therefore selected according to user preference (including economic constraints).

一般に、スピーカは通常は方位角に等分に離間配置され
且つ聴取位置から等距離に置かれる即ち正方形又は正多
角形状に置かれるのが好ましい。
In general, the loudspeakers are usually spaced equidistantly in azimuth and preferably equidistant from the listening position, ie in a square or regular polygonal configuration.

然し多くの場合室の形状及び音響学的及び個人的好みで
他の配列になり得る。
However, in many cases room geometry and acoustics and personal preference may lead to other arrangements.

選択できる固定位置出力端子を備えた他の形式のデコー
ダは第9図に示される。
Another type of decoder with selectable fixed position output terminals is shown in FIG.

伝送信号TL及びTRは総合及び差の回路80に供給さ
れて総合された信号TΣ及び差信号T△を発生する。
The transmitted signals TL and TR are provided to a summation and difference circuit 80 to generate a summation signal TΣ and a difference signal TΔ.

差信号は第80図の70又は72におけると同様に処理
され、基準位相82及び移相84用の分離した移相器チ
ャンネルは再び第9図に示される。
The difference signal is processed in the same manner as at 70 or 72 in FIG. 80, and separate phase shifter channels for reference phase 82 and phase shift 84 are again shown in FIG.

基準及び移相された差信号T△の夫々の極性は86及び
88の固定分圧器に供給され且つ減衰した出力は予め選
択された角度φ1,φ2等・・用の再生信号出力を発生
する基準位相チャンネル91から総合信号TΣと共に総
合器90に供給され、予め選択された角度用には減衰器
又は分圧器86及び88にタツプが設計される。
The respective polarities of the reference and phase-shifted difference signals TΔ are applied to fixed voltage dividers 86 and 88, and the attenuated outputs are used as references to generate reproduced signal outputs for preselected angles φ1, φ2, etc. A phase channel 91 provides a total signal TΣ to a synthesizer 90, which is designed with taps in attenuators or voltage dividers 86 and 88 for the preselected angle.

本発明が標準のステレオFM放送に使用される場合、第
9図の80に示す総合及び差の回路は標準のステレオ・
ミキシングで動作し、回路80はデコーディングでは省
略し得る。
If the present invention is used in a standard stereo FM broadcast, the total and difference circuit shown at 80 in FIG.
Operating in mixing, circuit 80 can be omitted in decoding.

斯かる総合及び差信号TΣ及びT△は音源信号から直接
形成し且つ信号TL及びTRを形成せずに伝送信号とし
て使用し得ることが認められようし、斯かる信号は実質
的に次の如く形成される。
It will be appreciated that such total and difference signals TΣ and TΔ can be formed directly from the source signal and used as transmission signals without forming signals TL and TR, such signals being substantially as follows. It is formed.

伝送信号の対TL及びTRは伝送信号の対TΣ及びT△
と正確に同じ情報を含み且つこれらの信号の組は利用で
きる情報内容のどんな変更もなしで何れかの方向で一つ
の形式から他のものに容易に変換できる。
The pair of transmission signals TL and TR is the pair of transmission signals TΣ and TΔ
and these signal sets can be easily converted from one format to another in either direction without any change in the available information content.

同じ信号情報のこれら2個の形式は装置の施行には通常
最も有用且つ簡単であるが全体の情報内容が同じで且つ
これら特定の形式へ及びそれからいつでも変換できる他
の伝送信号対が案出され且つ上の表現に含まれる事が理
解されよう。
Although these two formats of the same signal information are usually the most useful and simplest for implementation of the device, other transmission signal pairs can be devised that have the same overall information content and that can be converted at any time to and from these specific formats. It will be understood that this is included in the above expression.

若しそれが望まれるならば、個々の再生信号は形成され
た後で、聴取者の好みに従って「修整」され得る。
If so desired, after the individual reproduction signals have been formed, they can be "touched" according to the listener's preferences.

例えば特定の聴取者は、再生信号の形成後に、それの一
つ又はそれ以上のものを更に位相を移して一層楽しい総
合特性を得てもよい(図示せず)。
For example, a particular listener may further phase shift one or more of the reproduced signals after forming them to obtain a more pleasing overall characteristic (not shown).

他の例として、方向性効果は他のコーディング及びデコ
ーディング装置と共に従来使用された、見かけのコント
ラスト又は或る種の音に対する音源の局限を増すため特
定のスピーカに供給する増巾器の増巾度を変える如き同
じ形式の補助の信号処理が強調される。
As another example, directional effects are conventionally used in conjunction with other coding and decoding devices to increase the apparent contrast or localization of a sound source for certain types of sounds, such as the amplification of amplifiers that feed a particular loudspeaker. The same type of auxiliary signal processing, such as varying degrees, is emphasized.

エンコードされた伝送信号は多方向性信号のデコーディ
ングの用意のない現在の再生装置に容易に使用できるこ
とがわかるだろう。
It will be appreciated that the encoded transmission signal can be easily used in current playback devices that do not provide for decoding multidirectional signals.

2個の伝送信号の総合はそれらの元の位相での音源信号
全体の学純な合計である。
The sum of the two transmitted signals is the pure sum of the entire source signals in their original phases.

従ってステレオFM放送の総合及び差のモノコンパデイ
ブルなマトリックシング又はモノラル蓄音機でのエンコ
ードされたステレオディスク・レコーディングの再生に
伝送信号を使用するときは完全なモノラル再生が生じる
Therefore, when the transmission signal is used for mono-compatible matrixing of the total and difference stereo FM broadcasts or for the reproduction of encoded stereo disc recordings on a mono phonograph, a completely mono reproduction results.

従来のステレオ再生の左及び右のチャンネルとして2個
のエンコードされたチャンネルを使用するときは、従来
のステレオコーディング(2チャンネル伝送を有する4
チャンネルのエンコーディング及びデコーディング用の
従来の装置における如き)よりほんの僅か見かけの左右
の分離の少ないものが生じる。
When using two encoded channels as left and right channels for conventional stereo playback, conventional stereo coding (four channels with two-channel transmission)
Slightly less apparent left-right separation results than in conventional arrangements for channel encoding and decoding.

若し望むならば、デコーダに方向の情報を含まない普通
のステレオ信号を人工的にエンコードする用意をしても
よく、そのため斯かる演奏情報は多方向性スピーカ装置
において一般に信号の再生に似た方法で再生され、ここ
では方向の情報は更にエンコードされる。
If desired, the decoder may be provisioned to artificially encode an ordinary stereo signal containing no directional information, so that such performance information is generally similar to the reproduction of the signal in a multidirectional loudspeaker system. The direction information is further encoded.

普通のステレオ信号は左前のLF及び右前のRFにある
音源信号と対応する。
A normal stereo signal corresponds to a sound source signal at the front left LF and the front right RF.

第10図には第9図の総合及び差回路80と代用しても
よいアダプタが示され、例えばデコーダのスイッチでこ
れらの方向からのみの音源信号成分を有し方向がエンコ
ードされた信号のそれに似た聴取者効果又は感覚が生じ
る。
FIG. 10 shows an adapter that may be substituted for the totalizing and difference circuit 80 of FIG. 9, for example, by switching a decoder to convert a direction-encoded signal having source signal components only from these directions. A similar listener effect or sensation occurs.

普通のステレオ信号は夫々の45°位相分割器92及び
94に供給されて基準位相の総合信号TΣ及び直角位相
の差信号T△を発生する。
The conventional stereo signal is applied to respective 45° phase dividers 92 and 94 to produce a reference phase total signal TΣ and a quadrature phase difference signal TΔ.

夫々L及びR位置の直接再生に対する2個の伝送信号の
選択は、デコーディングの用意のない従来のステレオ装
置の両用性にだけ重要であることは前に述べた。
It was mentioned earlier that the selection of the two transmission signals for direct reproduction of the L and R positions respectively is important only for the compatibility of conventional stereo equipment without provision for decoding.

本発明は一層広い範囲で、ステレオの両用性が重要でな
い場合に適用して用いられる。
The invention has a broader application in applications where stereo compatibility is not important.

例えば本発明は4個又はそれ以上の分離したテープチャ
ンネルに現在も行なわれている一般形式のレコーディン
グにおいて、テープスペースを維持し且つ従って演奏時
間を延ばす唯一の目的で使用し得る。
For example, the present invention may be used in the common type of recording currently performed on four or more separate tape channels for the sole purpose of conserving tape space and thus extending playing time.

情報を2個のレコーディングチャンネルに圧縮し、次に
再生のとき伸長させることによりテープスペースの一層
広い利用が行なわれる。
Greater utilization of tape space is made by compressing the information into two recording channels and then decompressing it during playback.

本発明の斯かる使用において、エンコーディングに用い
られる方位角の基準方向は多少任意に選択され且つ2個
の伝送信号で表わされる方向は、それらが直径方向で反
対に選ばれる限り、同様に任意である。
In such uses of the invention, the azimuth reference direction used for encoding is chosen more or less arbitrarily, and the directions represented by the two transmitted signals are similarly arbitrary, so long as they are chosen diametrically opposite. be.

従って前述の本発明の特殊化された実施例は現在ステレ
オ放送及びディスクレコーディング用に標準である2チ
ャンネル伝送装置に使用するように指定されたものに制
限される。
The specialized embodiments of the invention described above are therefore limited to those specified for use in two-channel transmission equipment that is currently standard for stereo broadcasting and disc recording.

然し本発明の広い範囲は広く適用される。However, the broad scope of the invention has wide applicability.

従って前述の2チャンネル伝送は2個以上の多数のチャ
ンネルで方向性のオーディオ情報の再生に有利に使用さ
れる原理の特殊な適用である。
The two-channel transmission described above is therefore a special application of the principles advantageously used for the reproduction of directional audio information in more than one channel.

本発明の使用により、従来のステレオに用いられる2個
のチャンネルに制限される伝送で得られる結果は最高に
される。
By use of the present invention, the results obtained with transmission limited to two channels as used in conventional stereo are maximized.

然し更に本発明によれば多数のチャンネルが有利に使用
され得る。
However, a large number of channels can also be advantageously used according to the invention.

多数のチャンネルの第1の使用は任意所定のスピーカ配
列に対し方向性パターンを尖鋭にすること、即ち伝送チ
ャンネルの数より大きい多数のスピーカの使用による不
可避的結果であるクロストークを減らすことである。
The first use of multiple channels is to sharpen the directional pattern for any given speaker arrangement, i.e. to reduce the crosstalk that is an inevitable consequence of using a larger number of speakers than the number of transmission channels. .

然し更にこれらの特色のある本発明は伝送チャンネルの
数が要求される再生信号の数に等しいか又はそれより大
きいときでも、「1−2−1」方位に配列されたスピー
カで「2+2」のスピーカ再生用に録音された4トラッ
クのテープレコーディングの再生における如く、再生信
号の「ローテイション」を許す目的だけでなく、後述の
目的に対し大きな利点を有する。
However, these features further enable the present invention to produce a ``2+2'' signal with loudspeakers arranged in a ``1-2-1'' orientation, even when the number of transmission channels is equal to or greater than the number of required reproduction signals. It has great advantages not only for purposes of allowing "rotation" of the playback signal, such as in the playback of four-track tape recordings for speaker playback, but also for purposes discussed below.

2個以上のチャンネル数に対し本発明を適用することの
理解は先ず動作の或る特色及び既述の2チャンネル装置
の基礎となる原理を考えることによって容易にされるだ
ろう。
An understanding of the application of the invention to channel counts greater than two will be facilitated by first considering certain features of operation and the underlying principles of the two-channel device described above.

有利な新規性の本質は次の事実から生じることを検討す
ることによってわかる。
The essence of advantageous novelty can be seen by considering that it arises from the following facts.

それは、各伝送信号の形式において方位角θの音源信号
に加えられたθの関数及び方位角φの各再生信号の形成
においてその伝送信号に加えられたφの関数の全部の積
の総合は基準の差の角で最大絶対値を、直径方向で反対
の差の角で相対的に小さい絶対値を及びこの様にして画
成された軸に対して対称な中間の角では絶対値を有する
角θとφとの間の差の単一変数の関数であるという事実
である。
That is, the total product of all the functions of θ added to the source signal at an azimuth angle θ in the form of each transmitted signal and the function of φ added to the transmitted signal in the formation of each reproduced signal at an azimuth angle φ is the standard. angles having a maximum absolute value at the corners of the difference, a relatively small absolute value at the diametrically opposite corners of the difference, and an absolute value at the intermediate corners symmetrical about the axis thus defined. The fact is that it is a function of a single variable, the difference between θ and φ.

これが伝送信号のデコードされたスピーカパターンに「
ローテイタビリテイ」又は「ユニバーサリテイ」を与え
る特性である。
This is reflected in the decoded speaker pattern of the transmitted signal.
It is a characteristic that provides "rotability" or "universality."

これらの基準を満足させるすべての機能は、分離した伝
送チャンネルを用いて方向性オーディオ情報を直接再生
する場合の音響心理的効果のシミュレーションに関し、
その長所は完全に同じではない。
All features that satisfy these criteria are relevant to the simulation of psychoacoustic effects when directly reproducing directional audio information using separate transmission channels.
Their strengths are not exactly the same.

方向性パターンに関し、すべての他の要素が等しいとき
、次の条件を満足することが望ましい。
Regarding the directional pattern, all other factors being equal, it is desirable to satisfy the following conditions:

(イ)全体の再生関数の大きさ又は絶対値が最大の位置
から180°の方位では零になること。
(b) The magnitude or absolute value of the entire reproduction function becomes zero in an azimuth of 180° from the maximum position.

(ロ)振巾のパターンはθとφが等しい、即ち差の角α
が零のところで生ずる最大値からできるだけ早く減少す
ること。
(b) In the amplitude pattern, θ and φ are equal, that is, the angle of difference α
decrease as quickly as possible from the maximum value that occurs at zero.

(ハ)種々の方向の再生スピーカに現われる任意所定の
音源によるクロストーク成分の位相差は最小となること
(c) The phase difference between crosstalk components due to arbitrary predetermined sound sources appearing in reproduction speakers in various directions should be minimized.

即ち、全体の再生は最小の相対位相差を有すること。That is, the entire reproduction should have a minimum relative phase difference.

例えば、逆相に近いクロストーク成分が他のスピーカか
ら再生されると音像定位が不明確になったり、不快感を
与えることは日常経験することである。
For example, it is a daily experience that when crosstalk components that are close to the opposite phase are reproduced from other speakers, the sound image localization becomes unclear and the user feels uncomfortable.

実際の動作においては、これら三つの要素が満たされぬ
とき音像の位置に錯覚を与えることがあり、音響心理的
には重要な事柄であるが、現在は定量的評価はできない
In actual operation, if these three elements are not satisfied, an illusion may be given to the position of the sound image, which is an important matter from a psychoacoustic perspective, but cannot be quantitatively evaluated at present.

本発明の実施例の0°移相及び90°移相から成る複素
数関数を用いた2チャンネル・マトリツクス再生は、同
じ目的のもので複素数関数を用いない同相及び逆相から
成る他のマトリツクス再生に比較して一層満足なもので
ある事が経験的に確立されている。
The two-channel matrix regeneration using a complex function consisting of a 0° phase shift and a 90° phase shift in the embodiment of the present invention is useful for other matrix regenerations using in-phase and anti-phase functions that have the same purpose but do not use a complex function. It has been empirically established that it is more satisfactory in comparison.

本発明は前述の条件を満足するものである。The present invention satisfies the above conditions.

第13図から明らかなように、パターンは180°方位
で完全に零、90°方位(又は270°方位、これらは
測定パターンの「尖鋭さ」を示すのに便利な点である)
では−3dBの振巾減少を示している。
As is clear from Figure 13, the pattern is completely zero at 180° azimuth, and 90° azimuth (or 270° azimuth, these are convenient points to indicate the "sharpness" of the measured pattern).
shows an amplitude reduction of -3 dB.

また、第5図で明らかなように、任意の他のものから1
80°程大きい位相差を有する成分は存在しないし、そ
れらの元の相対的位相から90°に近い位相差を有して
再生されるどの成分も振巾が本質的に無視できる。
Also, as is clear in Figure 5, 1 from any other
There are no components with a phase difference as large as 80°, and any components that are reproduced with a phase difference close to 90° from their original relative phase have essentially negligible amplitude.

上述の如く決められた混合及び再混合係数によって与え
られる再生情報は2個の伝送チャンネルのみの場合では
できる限り正確であるという事は情報理論及びサンプリ
ング理論から示し得るが、一方に関しては一層よいが他
方を犠性にする機能全体を使用することは従って本発明
の広い範囲内にある。
It can be shown from information theory and sampling theory that the reproduced information provided by the mixing and remixing coefficients determined as above is as accurate as possible in the case of only two transmission channels; It is therefore within the broad scope of the invention to use the entire functionality of sacrificing the other.

今述べた動作要素の特性は、3個又はそれ以上の伝送チ
ャンネルに対する伝送信号の構成における同じ一般原理
を適用することで実質的に更に改善できる。
The properties of the operating elements just described can be substantially further improved by applying the same general principles in the configuration of the transmission signals for three or more transmission channels.

本発明の原理の斯かる適用は既述の2チャンネルの実施
例に関する二つの部類に粗く分けられる。
Such applications of the principles of the invention can be broadly divided into two categories with respect to the two-channel embodiments described.

(1)1個又はそれ以上の補助チャンネル又は伝送信号
を既述の2個の伝送信号に追加して使用する装置及び(
2)2チャンネル装置のTL及びTR信号と同じ型の相
互対称を示す3個又はそれ以上の伝送信号を使用する装
置である。
(1) Apparatus for using one or more auxiliary channels or transmission signals in addition to the two transmission signals already described;
2) A device that uses three or more transmission signals that exhibit the same type of mutual symmetry as the TL and TR signals of a two-channel device.

上述の第1型式の3チャンネル(及び更に多数のチャン
ネル)装置は2チャンネル装置と「両用」であると述べ
得る。
Three channel (and even higher channel) devices of the first type described above may be said to be "compatible" with two channel devices.

本発明の斯かる実施例の通用する効果の一つは3トラッ
ク又は4トラックのテープレコーディングの製産にあり
、斯かるレコーディングは適当なデコーディング及びス
ピーカの任意所望の多数の配列によって再生され又は代
って補助の録音されたチャンネルを利用できない装置に
よって普通のステレオレコーディングとして再生される
One of the common advantages of such embodiments of the invention is the production of three-track or four-track tape recordings, which recordings can be played back by any desired multiple arrangement of speakers with appropriate decoding, or Instead, it is played back as a regular stereo recording by devices that do not have access to auxiliary recorded channels.

然し本発明をFM放送及びディスクレコーディングの如
き媒体における再生において有効に完全に分離している
4チャンネル信号と結合させて実施する場合、一層大き
い効用は本発明の有する実質的な利点である。
However, greater utility is a substantial advantage of the present invention when it is implemented in conjunction with effectively fully separated four-channel signals for playback on media such as FM broadcasts and disc recordings.

各補助チャンネルのエンコーディング及びデコーディン
グは勿論上述の伝送又は再生の全体的関数の本質的特性
を保持する如きものである。
The encoding and decoding of each auxiliary channel is of course such as to retain the essential characteristics of the overall transmission or reproduction function described above.

差の角度αが単一の変数である所望の全体の再生関数を
作る場合、2チャンネル・デコーディングから離れたす
べてのチャンネルに対し複合デコーディングを案出して
、2個の主要な又は基本的な伝送信号と共にデコードさ
れ得る追加チャンネル伝送を案出することは原理的には
可能である。
If we create the desired overall reproduction function in which the angle of difference α is a single variable, we can devise a composite decoding for all channels apart from the two-channel decoding to It is in principle possible to devise additional channel transmissions that can be decoded together with the transmission signal.

然し2個の基本的チャンネルのデコーディングの同じ方
法を保持し且つ各再生信号にコード及びデコードされた
補助伝送信号に含まれた補助情報を単に加えることが一
層望ましい。
However, it is more desirable to retain the same method of decoding the two fundamental channels and simply add to each reproduced signal the auxiliary information contained in the encoded and decoded auxiliary transmission signal.

これを行なうため、補助伝送信号の各々のエンコーディ
ング及びデコーディングは、それ自身が単に零の差角で
最大値を持つ差角の関数である再生信号に対し追加され
た成分を発生することが必要である。
To do this, each encoding and decoding of the auxiliary transmission signal is required to generate an added component to the reproduced signal that is itself simply a function of the difference angle with a maximum value at a zero difference angle. It is.

追加チャンネルを利用する最も簡単且つ望ましい方法は
各補助伝送信号の発生のためθのエンコーディング関数
を使用することであり、この関数はそれ自身φの共役デ
コーディング関数が掛けられるとき差角の単一変数の関
数である積を生じ、またこの関数は2チャンネル伝送か
ら得られる再生信号関数に加えられるときパターンにお
ける最大振巾の尖鋭度を増す。
The simplest and most desirable way to utilize the additional channels is to use an encoding function of θ for the generation of each auxiliary transmission signal, which itself becomes the unity of the difference angle when multiplied by the conjugate decoding function of φ. It yields a product that is a function of the variables, and this function increases the sharpness of the maximum amplitude in the pattern when added to the reproduced signal function resulting from the two-channel transmission.

補助チャンネルに対するこれらの要求は、エンコーディ
ングにはθの適当な指数関数を及びデコーディングには
φのそれの共役関数を用いることで満たされる。
These requirements for the auxiliary channel are met by using an appropriate exponential function of θ for encoding and its conjugate of φ for decoding.

各信号Sθに対しに比例する混合係数及び各再生信号P
φに対する追加成分の形成に に比例する再混合 係数を使用する第3伝送信号の追加で角度の差の積の関
数が生じ、この積の関数は、基本の2チャンネル再生関
数に加えられるとき方向性効果を実質的に尖鋭にする。
A mixing coefficient proportional to each signal Sθ and each reproduced signal P
The addition of a third transmission signal using a remixing coefficient proportional to φ to form an additional component results in a product function of the angular differences, which when added to the basic two-channel regeneration function Substantially sharpens the sexual effect.

全体的な再生信号は次の通りである。The overall playback signal is as follows.

この全体的な再生関数で、すべての音源はそれらの元の
相対的位相ですべてのスピーカに生じ且つ90°(又は
勿論270°)の角度差に対する振巾は0°における最
大値よりも約10dB少ない。
With this overall reproduction function, all sound sources appear in all loudspeakers at their original relative phase and the amplitude for an angular difference of 90° (or of course 270°) is approximately 10 dB below the maximum at 0°. few.

この様にして形成された補助信号TTは式(1)の伝送
信号TL及びTR又は上述の式(4)の伝送信号TΣ及
びT△の何れかと共に使用し得る。
The auxiliary signal TT formed in this way can be used with either the transmission signals TL and TR of equation (1) or the transmission signals TΣ and TΔ of equation (4) above.

この様にして得られた全体の再生関数は、今述べた点で
パターンを改善するが、180°において90°におけ
る信号成分と同じ大きさの、即ち0°における最大値か
ら−10dBの、信号成分を生じる。
The overall regeneration function obtained in this way improves the pattern in the respect just mentioned, but with a signal of the same magnitude at 180° as the signal component at 90°, i.e. -10 dB from the maximum at 0°. produce components.

この「バックローブ」は簡単な変更で除去し得る。This "backlobe" can be removed with a simple modification.

TΣ及びT△の伝送形式を考える場合、若しT△及びT
T信号は1/2の平方根だけ減衰させるがTΣは変化さ
せないで且つφの共役関数でデコードするならば、合成
された全体の伝送関数は次のようになる。
When considering the transmission format of TΣ and T△, if T△ and T
If the T signal is attenuated by the square root of 1/2, but TΣ is not changed, and is decoded by the conjugate function of φ, the combined overall transmission function is as follows.

この全体の再生関数は移相のない且つ180°で零で、
90°での振巾は0°における最大値から6dB下がっ
た再生信号を生じる。
This overall regeneration function has no phase shift and is zero at 180°,
The amplitude at 90° results in a reproduced signal that is 6 dB down from its maximum value at 0°.

勿論同じ結果は前述の信号TL及びTRの適当な部分的
混合及びTTの同様な減衰で得られる。
Of course, the same result can be obtained with a suitable partial mixing of the aforementioned signals TL and TR and a similar attenuation of TT.

伝送信号の基本的な対がこの様に変形される場合、第3
チャンネルを利用し得ない装置の動作は明らかに害なわ
れる。
If the basic pair of transmitted signals is transformed in this way, the third
The operation of devices without channel availability is clearly impaired.

従って伝送信号の記録された又は放送された組は通常こ
の変更を含まないだろう。
Therefore, recorded or broadcast sets of transmitted signals will normally not include this modification.

伝送信号の変形された組は記録され又は放送されるとき
変形されない信号からデコーダに発生されることが望ま
しい。
Preferably, a modified set of transmitted signals is generated at a decoder from a signal that is unmodified when recorded or broadcast.

変形された伝送信号から生じた上述の全体の伝送又は再
生の式は角形括弧内に示された式の係数を有し、これは
また次の如く書いてもよい。
The overall transmission or regeneration equation described above resulting from the modified transmission signal has the coefficients of the equation shown in square brackets, which may also be written as:

これは変形されない3個の伝送信号用の(5)式の係数
と同じ形式であることがわかるだろうし、各全体の再生
信号は次の如く表現できる。
It can be seen that this is in the same form as the coefficients in equation (5) for the three untransformed transmission signals, and each overall reproduced signal can be expressed as follows.

ここでmは変形されたT△及びTTの形成に用いられた
減衰係数の2乗である。
Here, m is the square of the damping coefficient used to form the deformed TΔ and TT.

再生特性の細部における多少の変化はmの選択で得られ
る。
Some variation in the details of the reproduction characteristics can be obtained by selecting m.

mが0.5〜1.0の範囲で変えられるとき、前述の「
バックローブ」が再び導入されるが、「90°分離」は
前に数値的に示したように同時に改善される。
When m is changed in the range of 0.5 to 1.0, the above
The ``backlobe'' is reintroduced, but the ``90° separation'' is simultaneously improved as previously shown numerically.

mが中間値の0.707では「90°分離」は7.66
dBであり且つ「バックローブ」のレベルは0°の最大
値より28.3dB下がる。
When m is the intermediate value of 0.707, "90° separation" is 7.66
dB and the level of the "back lobe" is 28.3 dB below the maximum value at 0°.

従って定数mの選択は望ましいパターン特性の変換を含
み、このパターン特性の交換は聴取者に対する音響心理
学的効果に関しては評価ができないし且つ3チャンネル
デコーダには0.5乃至1.0の範囲内で上に定義した
係数mを使用者が調節する手段があるのが望ましい。
The selection of the constant m therefore involves a transformation of the desired pattern characteristics, which cannot be evaluated with respect to the psychoacoustic effect on the listener and which is within the range of 0.5 to 1.0 for a three-channel decoder. Preferably, there is a means for the user to adjust the factor m defined above.

係数√mがデコーダにおける伝送信号に導入され且つデ
コーディングのためそれに直ちに共役関数が適用される
場合、勿論後者もまた係数5を含むが、係数√mだけの
二つの順次の減衰は、変形されない信号T△及びTT用
の入力側にある連動した減衰器ポテンショメータによる
如く、係数mだけの単一の減衰と代えてもよく、それに
よって使用者はmの値を0.5と1.0との間で選択し
得ることが認められよう。
If a factor √m is introduced into the transmitted signal at the decoder and a conjugate function is immediately applied to it for decoding, then of course the latter also contains a factor 5, but the two sequential attenuations by only a factor √m are not transformed. It may be replaced by a single attenuation by only a factor m, such as by linked attenuator potentiometers on the input side for the signals TΔ and TT, allowing the user to set the value of m to 0.5 and 1.0. It is recognized that one can choose between.

音源の元の位置に対応する位置にあるスピーカからの音
源信号の再生振巾と他のスピーカからのそれの再生振巾
との間の「コントラスト」を更に増すため、即ち(5)
式の全体の再生信号関数を尖鋭にするため第4チャンネ
ルを更に追加する場合、同じ一般原理が使用され得る。
In order to further increase the "contrast" between the reproduction amplitude of the sound source signal from a loudspeaker located at a position corresponding to the original position of the sound source and its reproduction amplitude from other loudspeakers, i.e. (5)
The same general principle can be used when adding an additional fourth channel to sharpen the overall reproduced signal function of the equation.

既述の標準を満足する上述の第3チャンネルに第4チャ
ンネルを追加することは伝送信号TQを次のように形成
することである(指数を正又は負にして)。
Adding a fourth channel to the above-mentioned third channel satisfying the stated standards consists in forming the transmission signal TQ (with positive or negative exponent) as follows.

斯かる関数は相対的に45°だけ回転した2個の4本の
マイクロホン(各々一方のダイポール・パターンが他方
のダイポール・パターンと逆位相になっている)の出力
を、一方の4本の出力を90°だけ移相して総合するこ
とで生じ得る。
Such a function converts the outputs of two 4-microphones (each with one dipole pattern out of phase with the other) rotated by 45° relative to the output of one of the 4 microphones. This can be generated by shifting the phase by 90° and integrating them.

代っては(又は補足として)これら前述の適当な変形に
よって得られる混合回路を使用してもよい。
Alternatively (or as a supplement), mixing circuits obtained by suitable variations of these previously mentioned may be used.

定数mの平方根に等しい減衰係数をこれらの補助伝送信
号の形成及び共役関数デコーディングにおいて伝送信号
TT及びTQに適用し得る。
An attenuation factor equal to the square root of the constant m can be applied to the transmission signals TT and TQ in the formation of these auxiliary transmission signals and in the conjugate function decoding.

この場合の全体の再生信号の形式は次の通りである。The format of the entire reproduced signal in this case is as follows.

各再生信号における音源信号成分の位置関係は後述の比
較的小さい点を除けば2チャンネルの場合と同様である
The positional relationship of the sound source signal components in each reproduced signal is the same as in the two-channel case, except for the relatively small point described later.

然し今わかったように90°分離は大巾に改善されてい
る。
However, as we now know, 90° separation has been greatly improved.

第4チャンネル追加の場合mの変化の効果は既述の3チ
ャンネルの場合における対応する変化のそれらと広い言
い方で一般に類似している。
The effects of changing m in the case of adding a fourth channel are generally similar in broad terms to those of the corresponding changes in the three-channel case described above.

mの0.33の値に対しては、パターンはハート型であ
るが、0°における最大値から90°離れた所では9d
Bである。
For a value of 0.33 for m, the pattern is heart-shaped, but at 90° away from the maximum at 0°, 9d
It is B.

mの0.5の値に対しては、180°における零は保持
されるが、隣接する場所には非常に小さいバツクローブ
(−23.9dB)が現れ、90°離れた所では12.
6dBである。
For a value of 0.5 for m, the zero at 180° is retained, but a very small backlobe (-23.9 dB) appears at adjacent locations, and 12.9 dB at 90° away.
It is 6dB.

mの1.0の値では零は両方に90°移動した点と18
0°において現れるが、0°の最大値から各方向に約1
30°では目立つ大きさ(−11.3dB)である。
For a value of m of 1.0, zero is a point moved by 90° in both directions and 18
Appears at 0°, but approximately 1 in each direction from the maximum value of 0°
At 30 degrees, the magnitude is noticeable (-11.3 dB).

3チャンネルの場合と異なり、係数mの挿入は2個の基
本的伝送チャンネルには影響を与えないため、エンコー
ディング装置、デコーディング装置又はその両方の組合
せの何れかに挿入し得る。
Unlike the three-channel case, the insertion of the coefficient m does not affect the two fundamental transmission channels, so it can be inserted either in the encoding device, in the decoding device, or in a combination of both.

聴取者によるmの選択に包含される係数は一般に3チャ
ンネルの場合におけるそれらに類似しており、聴取者が
若しそれを望むならば0.33から1.0の範囲でこの
係数を調節し得る。
The coefficients involved in the selection of m by the listener are generally similar to those in the three-channel case, and the listener can adjust this coefficient in the range 0.33 to 1.0 if he so desires. obtain.

このためTT及びTQはデコーディングの直前に減衰さ
れ且つその上で既述の共役関数のリマトリツクシングの
使用によってデコードされるm係数の減衰なしで伝送さ
れる。
For this purpose, TT and TQ are transmitted without attenuation of the m coefficients which are attenuated immediately before decoding and are then decoded by use of the conjugate function rematrixing described above.

然し前の(7)式における係数mの変化で生じる効果の
更に有利な利用は、再生を損なわずに2個の補助チャン
ネルの周波数範囲の要求を減らすことに関してなされる
ことである。
However, a further advantageous use of the effect resulting from the variation of the coefficient m in the previous equation (7) is to be made with respect to reducing the frequency range requirements of the two auxiliary channels without impairing the reproduction.

第11図には本発明の4チャンネルマ卜リツクシングに
使用するエンコーディング、伝送及びデコーディングの
全装置を示し、ここで入力信号音源はSθ1,Sθ2等
で、出力又は再生信号はPφ1,Pφ2、等で示され、
各入力信号及び各出力信号は方位的方向が同一のものと
して取扱う。
FIG. 11 shows all the encoding, transmission, and decoding equipment used in the 4-channel multiplexing of the present invention, where the input signal sound sources are Sθ1, Sθ2, etc., and the output or reproduced signals are Pφ1, Pφ2, etc. It is indicated by
Each input signal and each output signal are treated as having the same azimuthal direction.

(方位角はこの場合聴取者の右の基準方向から反時計式
に計測され、マトリツクスに固有な実際の左右対称の表
示を簡単にするため、従ってここに従来使用された表示
形式に表われるものにπ/2の角度を加えたものを含む
(The azimuth angle is in this case measured counterclockwise from a reference direction to the listener's right, in order to facilitate the display of the actual bilateral symmetry inherent in the matrix, thus appearing here in the display format conventionally used.) plus an angle of π/2.

)伝送チャンネル信号TΣの形成には、音源信号の全部
は位相を変えずに単に加算的に混合される。
) To form the transmission channel signal TΣ, all of the source signals are simply mixed additively without changing the phase.

伝送チャンネル信号T△の形成には、各音源信号はその
周波数成分の各々に対し音源の方位角(実際の又は総合
的な)に等しい対応するTΣに対し振巾を変えずに位相
遅れを生じるように移相される。
To form the transmission channel signal T△, each source signal undergoes a phase lag for each of its frequency components with respect to the corresponding TΣ equal to the azimuth (actual or total) of the source, without changing the amplitude. The phase is shifted as follows.

補助チャンネル信号TTは移相の方向が逆である以外は
T△信号と同様にして形成される。
The auxiliary channel signal TT is formed similarly to the TΔ signal, except that the direction of phase shift is reversed.

第4チャンネル信号TQは各移相角が2倍である以外は
T△又はTTと同じ方法で形成される。
The fourth channel signal TQ is formed in the same way as TΔ or TT, except that each phase shift angle is doubled.

伝送の前にTQ及びTT信号はその内容を130Hzか
ら3KHzまでの如き中間範囲の周波数だけに制限する
ため帯域通過ろ波器でろ波される。
Prior to transmission, the TQ and TT signals are filtered with a bandpass filter to limit their content to only intermediate range frequencies, such as from 130 Hz to 3 KHz.

補助チャンネルの帯域ろ波は更に通過帯域に移相を固有
的に生じるため、伝送されるとき信号に好ましい位相関
係を保つように、T△及びTΣチャンネルには位相等化
器が使用される。
Since bandpass filtering of the auxiliary channel also inherently introduces a phase shift in the passband, phase equalizers are used on the TΔ and TΣ channels to maintain a favorable phase relationship for the signals as they are transmitted.

(全体に亘って使われる「伝送」なる術語は勿論FM放
送の如き媒体で使用される即時の伝送と同様蓄音機レコ
ード又はテープの如きあとからの再生のために使用され
るレコーディング又は信号蓄積の種々の形式を含むよう
に理解されよう)。
(The term "transmission" as used throughout refers, of course, to the variety of recordings or signal storage used for later playback, such as phonograph records or tapes, as well as the immediate transmission used in media such as FM broadcasting. ).

基本的な信号の対TR及びTL又はTΣ及びT△は、基
準の位相及び音源の方位角に等しい位相角だけ基準位相
から異なる同一方位位相で、各音源信号を組み込むこと
が認められよう。
It will be appreciated that the fundamental signal pair TR and TL or TΣ and TΔ incorporates each source signal at the same azimuthal phase that differs from the reference phase by a phase angle equal to the phase of the reference and the azimuth of the source.

これはTΣ及びT△の場合に最も明らかであり、この場
合一つのチャンネルは基準位相の成分だけを運び且つ他
は同一方位の成分だけを運ぶ。
This is most obvious in the case of TΣ and TΔ, where one channel carries only the reference phase component and the other only the same-phase component.

然しこれらの別個の信号成分を分離するためリニア・オ
ペレーションが必要であるが、伝送対の他の形式は正確
に同じ信号情報を運ぶ。
However, although linear operations are required to separate these distinct signal components, other forms of transmission pairs carry exactly the same signal information.

第3チャンネルTTは同一方位位相に等しく且つこれと
反対の相対位相で各信号を組込み且つ第4信号TQは位
相が対応する信号源に対し2倍の位相角だけ基準位相か
ら異なることを除けばT△及びTTと同じ方法で形成さ
れる。
The third channel TT incorporates each signal with a relative phase equal to and opposite to the same phase and the fourth signal TQ except that the phase differs from the reference phase by twice the phase angle for the corresponding signal source. It is formed in the same way as TΔ and TT.

第11図の一般化された図示は勿論放送、レコーディン
グ又は他の任意のオーディオ再生媒体に適用できる。
The generalized illustration of FIG. 11 is of course applicable to broadcasting, recording or any other audio reproduction medium.

要求された放送帯域巾が問題である場合これは特に有利
であり、その理由は補助チャンネルの制限された周波数
範囲は4チャンネル装置に比較して減少した帯域巾の要
求を許すためであり、4チャンネル装置の場合は4個の
伝送チャンネルはそのチャンネルに割当てたられ位置に
ある再生信号用に夫々使用される。
This is particularly advantageous when the required broadcast bandwidth is an issue, since the limited frequency range of the auxiliary channel allows for reduced bandwidth requirements compared to a 4-channel device; In the case of a channel device, each of the four transmission channels is used for the reproduction signal at the position assigned to that channel.

伝送の後者の形式に対して従来提案されてきた種々のレ
コーディング及びFM放送計画における4個のエンコー
ドされたチャンネルの効用は明らかであり、図面には、
伝送チャンネルのデコーディング部分への直接供給を極
めて概略的に示し、直接の接続は通常補助チャンネル用
の多重通信装置を使用するレコーディング又はFM放送
の製作及び再生を示すことは理解されよう。
The utility of the four encoded channels in the various recording and FM broadcasting schemes previously proposed for the latter form of transmission is clear and the figures show:
It will be appreciated that the direct feeding of the transmission channel to the decoding part is shown very schematically, and the direct connection usually refers to recording or FM broadcast production and playback using a multiplexing device for the auxiliary channel.

(第11図のチャンネルTΣ及びT△は通常レコーディ
ング装置におけるTL及びTRと置換され、この装置に
対してこの形式は一層適当であることが明らかであろう
(Channels TΣ and TΔ in FIG. 11 would normally replace TL and TR in a recording device, and it will be clear that this format is more suitable for this device.

)第11図の装置のFM放送への好ましい利用において
、二つの基本的チャンネルは従来のモノコンパテイブル
なステレオ放送の総合及び差の信号として伝送される。
) In the preferred use of the apparatus of FIG. 11 for FM broadcasting, the two fundamental channels are transmitted as the sum and difference signals of a conventional mono-compatible stereo broadcast.

補助信号は9.5KHzのサンプリング周波数で交番さ
れ且つ同一スピーカの四重FM放送用に、当業界で知ら
れた直角位相の38KHz搬送波の合成変調として一諸
に多重化されるが、帯域巾の要求のためこれには異議が
あった。
The auxiliary signals are alternated at a sampling frequency of 9.5 KHz and multiplexed together as a composite modulation of 38 KHz carriers in quadrature as known in the art for quadruple FM broadcast on the same loudspeaker, but with limited bandwidth. This was objected to because of the requirements.

他の好適な実施例においては、4チャンネル(基本的な
ステレオチャンネルとしてTL及びTRを用いる)は「
オーディオ・エンジニアリング・ソサエテイの雑誌」第
19巻、576頁に記載された4チャンネルディスク再
生装置における同一スピーカのチャンネルと代えられる
In another preferred embodiment, the four channels (using TL and TR as the basic stereo channels) are
It can be replaced with the same speaker channel in a 4-channel disc playback device described in "Audio Engineering Society Magazine" Volume 19, page 576.

各再生信号を形成するための追加の前にデコーディング
装置(例えばPM受信機と関連する)における4個の伝
送チャンネルの各々の処理は、位相角が音源よりもむし
ろスピーカの位置に対応することを除けば、その伝送チ
ャンネルが作られた処理と対になっている。
The processing of each of the four transmission channels in a decoding device (e.g. associated with a PM receiver) before addition to form each reproduced signal ensures that the phase angle corresponds to the position of the loudspeaker rather than the sound source. Except that the transmission channel is paired with the processing for which it was created.

TΣ信号は再び位相が変えられずに且つ基準位相として
の役を続け、この目的に対するそれの適合は他のチャン
ネル用に使用される周波数に無関係な移相器の動作によ
って要求される基準の移相によって再び維持される。
The TΣ signal again remains unchanged in phase and continues to serve as a reference phase, its suitability for this purpose being limited by the shift of the reference required by the operation of the frequency-independent phase shifters used for other channels. maintained again by the phase.

再生スピーカと同じ方位にある音源に対しては4個の伝
送チャンネルの変えられた出力はすべて同相で且つ直接
加えられる。
For a sound source in the same orientation as the reproduction loudspeaker, the altered outputs of the four transmission channels are all applied in phase and directly.

再生信号を作る最終段階において、各再生信号は振中等
化器又は帯域減衰p波器を通過し、斯かる機器は振巾減
衰を除き補助チャンネル信号形成に使用される帯域通過
瀘波器と一般的に相補的なものである。
In the final step of creating the reproduced signal, each reproduced signal passes through an amplitude equalizer or band-attenuated p-wave filter, which is generally similar to the band-pass filter used to form the auxiliary channel signal, except for the amplitude attenuation. They are complementary.

帯域通過濾波器によって全く影響を受けない周波数範囲
において、各等化器は3dBだけ信号を減衰させ且つ補
助チャンネルの電力分担の補償は伝送に用いられる濾波
器の通過帯域の隣接する上及び下の減衰部分において同
様に行なわれる。
In the frequency range that is completely unaffected by the bandpass filter, each equalizer attenuates the signal by 3 dB, and the compensation of the auxiliary channel power share is applied to the adjacent upper and lower passbands of the filter used for transmission. The same is done in the damping section.

帯域通過沖波器特性及び対応する等化濾波器特性の尖鋭
さは後述の理由で要求されない。
Sharpness of the bandpass filter characteristics and the corresponding equalization filter characteristics are not required for reasons explained below.

エンコーディング・マトリックス、デコーディング・マ
トリックス及び再生全体のマトリックス(完全に伝送さ
れた中間範囲の周波数用の)数値は従来の4トラック再
生にこれまで使用されたものに対応する状態で第12図
に示され、4トラック再生は「2+2」スピーカ配列の
特定なスピーカを有する各伝送チャンネルと同じである
The encoding matrix, decoding matrix and overall playback matrix (for fully transmitted mid-range frequencies) values are shown in Figure 12, corresponding to those previously used for conventional 4-track playback. The four-track playback is the same for each transmission channel with a specific speaker in a "2+2" speaker arrangement.

本発明の基本的な2個のチャンネル間及び補助チャンネ
ル間の関係の説明と同様、現在のモノラル及びステレオ
再生装置での両用性に関する範囲の理解の便宜のためこ
の点でエンコーディング及びデコーディングのマトリツ
クスを分離して示す。
Encoding and decoding matrices are described at this point for convenience in understanding the scope of compatibility with current mono and stereo playback devices, as well as a description of the relationship between the two basic channels of the present invention and between the auxiliary channels. are shown separately.

同様に、明瞭に理解するため、全体の再生マトリックス
が単純化されない形式で示され、それの検討でわかるよ
うに、大多数の項は展開によって消失している。
Similarly, for clarity of understanding, the entire regeneration matrix is shown in an unsimplified form, and as can be seen on examination of it, the majority of terms disappear in the expansion.

全体の再生マトリックスにおけるすべての他の係数の消
失で示される如く、TT及びTQにおいて減衰されない
信号周波数は、他の3個のスピーカが各々の場合前述の
零にあるため、1個のスピーカだけに現われる。
As shown by the disappearance of all other coefficients in the entire reproduction matrix, the unattenuated signal frequency in TT and TQ is limited to only one loudspeaker since the other three loudspeakers are in each case at the aforementioned zero. appear.

この形式の再生信号の全部は基準位相のものであるため
、これら周波数の再生は対応する音源から各スピーカ信
号を直接伝送する場合と正確に同じである。
Since all of the reproduced signals of this type are of reference phase, the reproduction of these frequencies is exactly the same as if each loudspeaker signal were transmitted directly from the corresponding sound source.

第12図のマトリックス係数は勿論TT及びTQで減衰
される周波数の信号又は図示の等分に離間配置された4
個のスピーカ位置以外の方位的方向に対してエンコード
された信号の何れにも直接適用できない。
The matrix coefficients in FIG. 12 are of course the signals of frequencies attenuated by TT and TQ, or the four equally spaced signals shown in the diagram.
It cannot be applied directly to any signal encoded for any azimuthal direction other than the individual speaker positions.

前者に関して、完全に濾波器の通過帯域(及び対応する
等化減衰帯域)外の周波数は基本的な2チャンネル装置
においてのみ伝送され且つ再生される。
Regarding the former, frequencies completely outside the filter passband (and corresponding equalization attenuation band) are only transmitted and regenerated in basic two-channel devices.

第13図は4チャンネル及び2チャンネル装置に対する
再生の振巾及び位相角を各スピーカ位置及び音源位置と
の間の角度の関数として極線図形式で示す。
FIG. 13 shows in polar diagram form the amplitude and phase angle of reproduction for four-channel and two-channel devices as a function of the angle between each speaker position and the source position.

更に図は代表的な「転移的」周波数成分、即ち一つの中
間又はmの端数値に対応する部分的減衰(及びその後の
相対的上昇)又は減衰領域における周波数成分の再生振
巾を点線で示す。
Furthermore, the figure shows in dotted lines the reproduction amplitude of a typical "transitional" frequency component, i.e. a partial attenuation (and subsequent relative rise) or attenuation region corresponding to one intermediate or fractional value of m. .

従ってTΣ及びT△(又はこの形式が使われるTL及び
TR)中に伝送される周波数帯域の尖鋭度は必要でなく
且つ鋭い遮断限界を必要とせずに簡単な形式の濾波器が
使用できる。
Therefore sharpness of the frequency bands transmitted in TΣ and TΔ (or TL and TR where this format is used) is not required and simple types of filters can be used without the need for sharp cutoff limits.

第13図から、完全な4チャンネルパターンの小さい「
バックローブ」は、両方のパターンが音源方位とスピー
カ方位との間の90°差以内の領域で同じであるとして
も、2チャンネルパターンの対応する部分から逆位相に
あることがわかるだろう。
From Figure 13, we can see that the small “
It will be seen that the backlobe is in antiphase from the corresponding portion of the two-channel pattern, even though both patterns are the same within a 90° difference between the source orientation and the speaker orientation.

然し直径方向で対向するスピーカにおける最大90°の
位相差に対する前述の制限が保持されることがわかり且
つ不愉快な音響心理学的効果は生じない。
However, it can be seen that the aforementioned limit to a maximum of 90° phase difference in diametrically opposed loudspeakers holds and no unpleasant psychoacoustic effects occur.

本発明の範囲である帯域制限チャンネルを利用する演奏
情報の再生は、従来の完全な帯域巾の分離した4チャン
ネル装置のそれと少なくとも音響心理学的には受け入れ
られることを聴取テストは示している。
Listening tests have shown that the reproduction of performance information utilizing band-limited channels, which is the scope of the present invention, is at least psychoacoustically acceptable to that of conventional full-bandwidth, separated four-channel equipment.

方位的方向の音響心理学的検知は少なくとも非常に少い
周波数又は人間の頭の大きさと比較して小さい波長の周
波数では信頼できないため、方向性情報の実質的損失は
補助チャンネルにおける周波数制限によっては生じない
Since psychoacoustic detection of azimuth direction is unreliable at least at very few frequencies or frequencies with small wavelengths compared to the size of the human head, the substantial loss of directional information may be due to frequency limitations in the auxiliary channel. Does not occur.

スピーカ位置の間から発する(又は発するように演じら
れた)音源に対し、方向を正確に同一であると認める批
判できる聴取者の能力は、従来の4チャンネル再生と比
べて高められることがわかっており、4チャンネル再生
は通常斯かる信号を同相で、振巾に重点を置いて2個の
スピーカに与えて斯かる音に類似させる。
It has been found that a listener's ability to judge sound sources emanating (or pretending to emanate) from between the speaker positions as being exactly the same in direction is enhanced compared to traditional four-channel playback. 4-channel playback typically applies such signals to two loudspeakers in phase and with emphasis on amplitude to approximate such sound.

従来の4チャンネル・ステレオにおける隣接スピーカか
らもれてくる同相又は逆相の成分の信号の振巾比によっ
て合成された音像定位に比較して、本発明による再生で
は他のスピーカからもれる信号の位相及び振巾は一層精
密な音像定位ができるので、少なくとも多くの聴取者に
は音響心理的に有用に思える。
Compared to conventional 4-channel stereo, in which sound image localization is synthesized based on the amplitude ratio of signals of in-phase or anti-phase components leaking from adjacent speakers, in the reproduction according to the present invention, the sound image localization is synthesized based on the amplitude ratio of signals of in-phase or anti-phase components leaking from adjacent speakers. Phase and amplitude seem psychoacoustically useful, at least to many listeners, because they allow for more precise sound localization.

従って第11図のそれの如き装置は4トラックのテープ
レコーディング等(勿論その使用に対し帯域巾制限及び
等価補償特色は省略される)の発生に使用し得ることは
本発明の意図する所である。
It is therefore the intent of the present invention that a device such as that of FIG. 11 may be used to generate 4-track tape recordings, etc. (of course the bandwidth limitations and equivalency compensation features are omitted for that use). .

本発明の原理は更に多数のチャンネルに広げられ得、一
方補助チャンネルを使用し得ない装置での再生に対し2
個の基本的伝送信号TL及びTR又はTΣ及びT△を保
持する事は明らかであろう。
The principles of the present invention can be extended to even larger numbers of channels, while for playback in devices that cannot use auxiliary channels, two
It will be clear that the basic transmission signals TL and TR or TΣ and TΔ are retained.

基本の2チャンネルに追加した「両用性」として考えら
れる最初に述べた2チャンネル装置用の補助チャンネル
の斯かる追加に加え、本発明の原理は複合チャンネルに
使用し得、斯かる複合チャンネルはすべて信号TL及び
TRが方向の「左」及び「右」と同じと認められる、即
ち信号は直接再生されるか又は他のスピーカ位置に対し
てデコードされるのと同じ一般的方法において特定方位
角と関連する。
In addition to such addition of an auxiliary channel for the initially mentioned two-channel device, which can be considered as "ambidextrous" in addition to the basic two channels, the principles of the present invention can be used for multiple channels, such that all such multiple channels The signals TL and TR are equated with directional "left" and "right", i.e. the signals are directly reproduced or decoded for a particular azimuth angle in the same general way as they are decoded for other speaker positions. Related.

本発明のこの面の理解は前に述べた基本的2チャンネル
の実施例の理論を先ず考えることで進められよう。
An understanding of this aspect of the invention may be advanced by first considering the theory of the basic two-channel embodiment described above.

この点までの討論において、すべてのチャンネルに対す
る方位角θ及びφは同じ基準方位から測ったものと考え
る。
In the discussion up to this point, it is assumed that the azimuths θ and φ for all channels are measured from the same reference azimuth.

既に述べたように、これは「左」及び「右」の伝送信号
TL及びTRに対し僅かに異なるエンコーディング関数
を生じ、伝送信号はこれら対向する位置にあるスピーカ
用の再生信号の発生では不変である。
As already mentioned, this results in slightly different encoding functions for the "left" and "right" transmitted signals TL and TR, which remain unchanged in the generation of the reproduced signals for these oppositely located loudspeakers. be.

「左」方向又はTLに対する方位角から及び「右」方向
又はTRに対する方位角から測った各音源に対する角θ
′を考えるならば、これら両伝送信号に対するエンコー
ディング関数又は混合係数関数は次のように表わし得る
Angle θ for each sound source measured from the "left" direction or azimuth to TL and from the "right" direction or azimuth to TR
′, the encoding function or mixing coefficient function for both of these transmission signals can be expressed as follows.

簡単のため次の形に書き換えるのが便利である。For simplicity, it is convenient to rewrite it in the following form.

(この分数の表現はその存在が厳密には要求されるかも
しれない場合に従来は簡単のため、例えば(1)及び(
2)式から(3)式を導入する場合倍数「2」を省略す
る如く、無視したに過ぎないことが既に認められている
)。
(Conventionally, this representation of a fraction is simple in cases where its existence may be strictly required; for example, (1) and (
It has already been recognized that when formula (3) is introduced from formula 2), the multiple ``2'' is simply ignored.

伝送信号が音源の方位角に対する基準として対応する方
向を用い、音源信号から各伝送信号の形成に対する上述
の表現はf2(θ′)で示し得、ここで下側に記した文
字は2チャンネルの各々に対するエンコーディング関数
を示す。
Using the direction in which the transmitted signal corresponds as a reference to the azimuth of the sound source, the above expression for the formation of each transmitted signal from the sound source signal can be denoted by f2(θ'), where the letters written at the bottom represent the two-channel The encoding function for each is shown.

同じ方法で、各再生信号の形成において各伝送チャンネ
ルに対するデコーディング関数f2(φ′)は次のよう
に述べ得る。
In the same way, the decoding function f2(φ') for each transmission channel in the formation of each reproduced signal can be stated as follows.

ここでφ′は伝送信号の対応する方向に関する再生信号
の方位角である。
Here, φ' is the azimuth angle of the reproduced signal with respect to the corresponding direction of the transmitted signal.

全体の又は総合した再生信号関数は、勿論エンコーディ
ング及びデコーディングに用いられる基準点のこの変更
によって影響されないし、差角の偏角α以外はエンコー
ディング関数と同じである。
The overall or total reproduction signal function is of course unaffected by this change in the reference points used for encoding and decoding and is the same as the encoding function except for the argument α of the difference angle.

同様なエンコーディング関数(及び共役デコーディング
関数)は等分に離間された方位角に対応する多数の伝送
信号用に使用し得る。
Similar encoding functions (and conjugate decoding functions) may be used for multiple transmitted signals corresponding to equally spaced azimuthal angles.

120°間隔の3チャンネル用のエンコーディング関数
はf3(θ′)=1/3+2/3cosθ′であり且つ
φ1のデコーディング関数は同じである(関数には複素
数の項がない)。
The encoding function for the three channels spaced 120° is f3(θ')=1/3+2/3 cos θ', and the decoding function for φ1 is the same (there are no complex terms in the functions).

全体の再生信号関数は差角の偏角を除けばエンコーディ
ング関数と再び同じである。
The overall reproduction signal function is again the same as the encoding function except for the argument of the difference angle.

この全体の関数は前の(5)式で述べた変形されない「
両用性」3チャンネル装置で得られるものと正確に同じ
であることがわかるだろう。
This entire function is the untransformed “
You'll find that compatibility is exactly what you get with a 3-channel device.

「両用性」及び「等しい離間」の伝送信号は他のものの
夫々の直線的組合せ、即ち情報には何等変化を生じない
直線的組合せの可逆的方法によって互相から導出し得る
ことがわかるだろう。
It will be appreciated that the "ambidextrous" and "equally spaced" transmission signals can be derived from each other by linear combinations of each other, i.e. by reversible methods of linear combinations that do not result in any change in the information.

4個のチャンネル又は伝送信号(各90°における最初
の伝送信号)に対しては、各エンコーディング関数は次
の通りであり、 且つ再び全体の再生は前に討論した「両用性」4チャン
ネル装置(変形されない)によるものと同じであり、直
線的変換に関連したものである。
For four channels or transmission signals (the first transmission signal at each 90°), each encoding function is as follows, and again the entire reproduction is performed using the previously discussed "ambidextrous" four-channel device ( (untransformed) and related to linear transformations.

従って適用する場合ここに又は特許請求の範囲における
任意な特定のマトリックス式はそれの直線的変換の変形
を含むことが理解されるだろう。
It will therefore be understood that any particular matrix formula as applied herein or in the claims includes linear transformation variations thereof.

勿論斯かるエンコーディングは任意所望のスピーカ配列
で再生できる分離信号4トラックレコーディングの製作
に使用してもよく、又は再生信号は第11図に関して前
に討論した普通の分離チャンネル再生装置の改良した音
像局限用又は前に述べた本発明の形式のモノラルとステ
レオの両用性を要求しない他の目的用にレコードしても
よい。
Of course, such encoding may be used to create separate signal four-track recordings that can be played back on any desired speaker arrangement, or the playback signals can be reproduced using the improved sound localization of the conventional separate channel playback apparatus discussed above with respect to FIG. or for other purposes that do not require mono-stereo compatibility of the type of the invention described above.

本発明によるエンコーディング及びデコーディングのこ
の特定な方法のその上の拡長は式により等分に離間され
る方位角を表わす任意のn個のチャンネルに対してなさ
れ、任意の奇数チャンネルに対しては次の式により、 且つ任意の偶数のチャンネルに対しては下の式による。
A further extension of this particular method of encoding and decoding according to the invention is made for any n channels representing equally spaced azimuthal angles according to the formula, and for any odd channel By the following formula, and for any even number of channels, by the formula below.

利用できるチャンネル数が大きければ大きいほど特殊な
エンコーディング及び共役デコーディング関数の多様性
が大きくなり、斯かる関数は本発明の基本的範囲の実施
に案出され且つ上述の実施例は特に伝送チャンネルの数
が2以上の場合は最も単純に示されるにすぎない。
The greater the number of available channels, the greater the variety of special encoding and conjugate decoding functions that have been devised to implement the basic scope of the invention and the embodiments described above are particularly suitable for transmission channels. When the number is 2 or more, it is only shown in the simplest way.

前に討論した単一の係数mに多少似た種々の成分の係数
因数に使用する一層複雑な関数は直線的組合せの形式と
同様案出し得る。
More complex functions for use in coefficient factors of various components, somewhat similar to the single coefficient m discussed earlier, can be devised as well as in the form of linear combinations.

従って当業者は図示及び記述用にここに選択された本発
明の特定な実施例の更に多くの変更を容易に案出し得る
であろう。
Accordingly, many modifications of the specific embodiments of the invention chosen for illustration and description herein will readily occur to those skilled in the art.

例えば任意のコーディング及びデコーディングにおける
j及び−jの交換は模範的な明白な均等物であり且つそ
の他これに類するものが案出されるであろう。
For example, the interchange of j and -j in arbitrary coding and decoding is an exemplary obvious equivalent, and others like it may be devised.

本発明に与えられるべき保護は特許請求の範囲及びその
均等物において限定される如きすべての利用に拡張され
るべきである。
The protection afforded to this invention should extend to all uses as limited in the claims and their equivalents.

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

第1図は4チャンネル音響再生装置の一形式の略線的説
明図、第2図は4チャンネル音響再生装置の異なる形式
の同様な説明図、第3図は同様な説明図であるが、音源
信号と再生位置とが対応しない使用が前の図と異なり、
第4図は本発明に使用される或る角度関係を示す略線図
、第5図は本発明により形成される伝送信号の位相図、
第6図は本発明を実施する模範的な単一信号エンコーダ
のブロック図、第7図は本発明を実施する多数の音響信
号用の「ユニバーサル」エンコーダのブロック図、第8
図は本発明に組合わせるデコーダの一形式のブロック図
、第9図は本発明のデコーダの他の形式のブロック図、
第10図は第9図のデコーダに従来のステレオ信号を使
用するためのアダプタ回路のブロック図、第11図は本
発明による4−4−4混合及び伝送装置全体のブロック
図、第12図は第11図の方式のエンコーディング、デ
コーディング及び再生のマトリックス式による表示、第
13図は基本の2チャンネル伝送装置及び4チャンネル
伝送装置に対し、再生の各方向と聴取者を原点とする方
向との間の方位角の関数として方向性音響信号の再生の
振巾及び位相を示し、点線では後述の特性を示す極線図
である。 図において20,203はマイクロホン、22,22a
はスピーカ、23は聴取者、24.24aはエンコーダ
、26.26aは2個の伝送信号、28.28aはデコ
ーダ、αはマイクロホンとスピーカの間の角、θ,φは
横の中間位置に対する夫々マイクロホン及びスピーカの
方位角、L、R、F,B,LF,LB.RF,RBは夫
々左、右、前、後、左前、左後、右前、右後、30は9
0°位相分割器、32.34は夫々正弦及び余弦ポテン
ショメータ、36.38は夫々総合器、TL,TRは伝
送信号、40.42は夫々極性分割器と正弦及び余弦ポ
テンショメータ、44,46,50,54.56.62
は夫々総合器、48,58は移相器、52.60は基準
位相器、70,72は移相器、74は固定混合回路網、
76は固定出力端子、80は総合及び差の回路、82,
84は夫々基準位相及び基準移相、86.88は夫々固
定分圧器、90は総合器、91は基準位相チャンネル、
92.94は夫々位相分割器、Sθ,・・Sθ4は夫々
入力信号、Pφ1・・Pφ4は夫々出力又は再生信号、
TΣ及びT△は夫々総合及び差信号、TT及びTQは夫
々第3及び第4伝送信号を示す。
Fig. 1 is a schematic illustration of one type of 4-channel sound reproduction device, Fig. 2 is a similar illustration of a different type of 4-channel sound reproduction device, and Fig. 3 is a similar illustration but with a sound source. Unlike the previous diagram, the signal and playback position do not correspond.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a certain angular relationship used in the present invention, FIG. 5 is a phase diagram of a transmission signal formed by the present invention,
FIG. 6 is a block diagram of an exemplary single signal encoder embodying the present invention; FIG. 7 is a block diagram of a "universal" encoder for multiple audio signals embodying the present invention; FIG.
The figure is a block diagram of one type of decoder combined with the present invention, FIG. 9 is a block diagram of another type of decoder of the present invention,
FIG. 10 is a block diagram of an adapter circuit for using a conventional stereo signal in the decoder of FIG. 9, FIG. 11 is a block diagram of the entire 4-4-4 mixing and transmitting device according to the present invention, and FIG. Fig. 11 shows a matrix representation of encoding, decoding, and playback of the method, and Fig. 13 shows the basic 2-channel transmission device and 4-channel transmission device, with each direction of playback and the direction from the listener as the origin. FIG. 3 is a polar diagram showing the amplitude and phase of the reproduction of a directional acoustic signal as a function of the azimuth angle between the two, and the dotted line showing the characteristics described below. In the figure, 20, 203 are microphones, 22, 22a
is the speaker, 23 is the listener, 24.24a is the encoder, 26.26a is the two transmitted signals, 28.28a is the decoder, α is the angle between the microphone and the speaker, θ and φ are respectively relative to the horizontal intermediate position Azimuth angle of microphone and speaker, L, R, F, B, LF, LB. RF and RB are respectively left, right, front, rear, left front, left rear, right front, right rear, 30 is 9
0° phase divider, 32.34 are sine and cosine potentiometers, 36.38 are combiners, TL and TR are transmission signals, 40.42 are polarity dividers and sine and cosine potentiometers, respectively, 44, 46, 50 ,54.56.62
48 and 58 are phase shifters, 52 and 60 are reference phase shifters, 70 and 72 are phase shifters, and 74 is a fixed mixing network.
76 is a fixed output terminal, 80 is a total and difference circuit, 82,
84 is a reference phase and a reference phase shift, respectively, 86 and 88 are fixed voltage dividers, 90 is a synthesizer, 91 is a reference phase channel,
92 and 94 are phase dividers, Sθ,...Sθ4 are input signals, Pφ1...Pφ4 are output or reproduction signals, respectively.
TΣ and TΔ represent the total and difference signals, respectively, and TT and TQ represent the third and fourth transmission signals, respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 異なる方位角θkからの複数の音源信号を又は (ここでSkはk番目の音源信号)の一対の式によって
マトリツクスすることによって伝送信号を発生すること
を特徴とする方向性オーディオ情報発生方法。 2 異なる方位角θkからの複数の音源信号を又は (ここでSkはk番目の音源信号)の一対の式によって
マトリックスして伝送信号を発生し、又は (ここでφiは基準位置と再生位置との方位角)の式に
従って再マトリツクスすることによって再生する、 ことを特徴とする方向性オーディオ情報伝送方法。 3 特許請求の範囲第1項記載の方法で形成される伝送
信号を有するオーディオ・レコーディング方法。
[Claims] 1. A direction characterized in that a transmission signal is generated by matrixing a plurality of sound source signals from different azimuths θk or (here, Sk is the k-th sound source signal) by a pair of equations. How to generate sexual audio information. 2. Generate a transmission signal by matrixing a plurality of sound source signals from different azimuth angles θk or (where Sk is the k-th sound source signal) by a pair of equations, or (where φi is the reference position and the reproduction position). A method for transmitting directional audio information, characterized in that the audio information is reproduced by rematrixing according to the formula of (azimuth angle). 3. An audio recording method comprising a transmission signal formed by the method according to claim 1.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1369813A (en) * 1971-02-02 1974-10-09 Nat Res Dev Reproduction of sound
USRE29171E (en) * 1971-07-02 1977-04-05 Sansui Electric Co., Ltd. Multi-directional sound system
JPS5228361B2 (en) * 1972-03-09 1977-07-26
JPS582520B2 (en) * 1972-09-13 1983-01-17 ナシヨナル・リサ−チ・デイベロプメント・コ−ポレ−シヨン What's going on? What's going on?
JPS5343401B2 (en) * 1973-12-17 1978-11-20
GB1494751A (en) * 1974-03-26 1977-12-14 Nat Res Dev Sound reproduction systems
JPS5145503A (en) * 1974-10-16 1976-04-19 Sansui Electric Co Matorikusu 4 channeruyodekooda
GB1550627A (en) * 1975-11-13 1979-08-15 Nat Res Dev Sound reproduction systems
US4095049A (en) * 1976-03-15 1978-06-13 National Research Development Corporation Non-rotationally-symmetric surround-sound encoding system
US4072821A (en) * 1976-05-10 1978-02-07 Cbs Inc. Microphone system for producing signals for quadraphonic reproduction
US4096353A (en) * 1976-11-02 1978-06-20 Cbs Inc. Microphone system for producing signals for quadraphonic reproduction
US4910778A (en) * 1987-10-16 1990-03-20 Barton Geoffrey J Signal enhancement processor for stereo system
US6072878A (en) * 1997-09-24 2000-06-06 Sonic Solutions Multi-channel surround sound mastering and reproduction techniques that preserve spatial harmonics
US7813519B2 (en) * 2006-02-02 2010-10-12 General Motors Llc Microphone apparatus with increased directivity
US20100131417A1 (en) * 2008-11-25 2010-05-27 Hank Risan Enhancing copyright revenue generation
US8320584B2 (en) * 2008-12-10 2012-11-27 Sheets Laurence L Method and system for performing audio signal processing
US20110035686A1 (en) * 2009-08-06 2011-02-10 Hank Risan Simulation of a media recording with entirely independent artistic authorship
JP6345327B1 (en) * 2017-09-07 2018-06-20 ヤフー株式会社 Voice extraction device, voice extraction method, and voice extraction program

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3632886A (en) * 1969-12-29 1972-01-04 Peter Scheiber Quadrasonic sound system

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US3856992A (en) 1974-12-24

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