JPS6047600A - オーデイオイメージ形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１対の立体オーディオ再生装置によつて変換さ
れる２チヤネルの電気的オーディオ情報に関し、荷に２
つの情報チャネル間における時間。

エネルギおよび周波数差から人間の聴覚系によって感但
される方向性情報に関する。

聴取者にとって、立体音響効果の形成において本発明を
利用すると現存の損幅差ノぞンニングに対して次のよう
な利点がある。すなわち：１）　よシ正確な音像 ２）　よシ小さな臨界的聴取領域 ３）音像が中心から端へと移動するときの一定の低音レ
ベル ４）左右再生装置におけるはソ等しいエネルギー出力（
信号のスペクトル性に依存） ５）　再生１８号対雑音比の３ｄｂの増大６）再生装置
の物理的位置を越えたノＲンニングの可能性 ７）側方および後方音像形成の可能性 ８）垂直音像形成の可能性 ９）擬似ヘッド記録に対する同等性 立体音響再生技術の種々の努力により２チヤネル配録シ
ステムでもって、オーケストラ内における音源の水平位
置の様相を捕えることがで牲るようになった。これは幾
つかの認められている構成（Ａ−Ｂ、Ｍ−８，Ｘ−Ｙ、
プルムライン（Ｂｌｕ−ｍｌｅｉｎ）、　ＤＩＮ、　０
ＲＴＦ、ダミーヘッドなど）ニ２つの（時にはそれ以上
）マイクロホン全採用することによって達成された。こ
９した努力の結果、家庭用ステレオ再生システムが普及
し、ステレオ再生を聞くための１己録媒体として２チヤ
ンネルレコードが作り出された。

所謂１多トラツク＃記録技術が発展してきて同一プログ
ラムにおいて個々の音源が他の音源に対し異なる時間に
記録できるようになった。再生に際し、最終的な２つの
チャネルに存する１空閾的′情報は２つのチャネル間の
振幅差によって同時に与えられたし、現在でもそうであ
る。多くのトラックが２トラツク（ステレオ）形式に混
合集約されるときにこの機能を遂行する装置は、パン（
ｐａｎ）制御すなわちパンポット（ｐａｎｐｏｔ）とし
て一般に周知でちる。これは相対的出力振幅が制御され
る３− １人カー２出力型の装置である。

本発明はか＼るパン制御の基本的技術思想に関し、この
思想は頭部周シの種々の角度位置の音源から音が聴取者
６耳に達する到着時間を考察することによって導びき出
されたものであるが頭部の前又は後方にある音源に対し
ては１両耳への到着時間およびスペクトル成分は同一で
ある。音源が中心からずれて１例えば、右へ移動すると
、左耳はその経路長さの差異によシ右耳よシも遅れて情
報全受は取ることになる。また、スペクトル成分は頭お
よび耳翼またはいづれか一方による障害物のために変更
されることになシ、音源から遠くにある耳は、その音源
に近い耳によって受けられるエネルギーよりも高周波領
域で低いスペクトル成分を持つ音エネルギー全党は取る
。こうした変量に基づいて６耳によって受けられる情報
を交差−相関させることにより、脳が音源位置を感知す
るものとしている。本発明の目的は、耳／脳系統がステ
レオ対のオーディオ再生装置によって形成される仮想音
源の位置を特定できるような状態をま４− ねる（シミュレートする）ことにある。本発明では３つ
のＡラメータすなわち周波数、振幅および時間を取扱う
ことを提案しておシ、これに対し従来の方式は周波数お
よび時間変化量を無視している。

本発明の要旨は、頭部が左右再生装置から等距離の位置
からずれても大きな安定性を伴なって一層正確なステレ
オ像金得ることができることである。これはダミーヘッ
ド記録と等しい状況を呈し、マイクロホンはダミーヘラ
Ｐの２つの耳管の各々にか又はその近くに置かれ、マイ
クロホンは変換且つ再生されるべき左及び右信号を与え
る。すなわち１本発明の左及び右出力における２つの信
号は、擬似頭の正面軸に対する音源と同じ角度位置に音
像が現われるような制御がなされたときにおける擬似頭
の２つの出力間のものと同じ又拡間様な交差−相関係数
を有する。

本発明によれば１時間Ｐメインノぐンナーハ、ノ々ツフ
ァを介して互いに接続される制御装置及び単一のアナロ
グ・オーディオ入力信号源と、メモリ−！アレイの入力
に与えられるＰＯＭ形態にサンプルされたオーディオ入
力をデジタル化するようにしたアナログ−デジタル変換
器へと接続される反−エイリアシング０フイルタおよび
サンプル保持回路と、複数の記憶位置を有する前記メモ
リー・プレイに信号を与え且つ零から最大計数へ、そし
て再び零へと戻るカウンタに応答し連続して循環するマ
ルチプレクサとを具え、前ｉ己カウンタによって形成さ
れるアドレス語は付加語を伴なって或は伴なわずに前記
プレイ全アドレス指定し、従って前記マルチプレクサの
選択チャネルは前記カウンタとオフセットによって確立
される値を指示し、それによシデジタルーアナログ変換
ａｉヲ介して前８ｉアレイから取シ出されるアナログ出
力信号の左右チャネルを前記アナログ入力信号に関し且
つ互いに嚇七壬選択的に時間変移させ、更に、その制御
手段の関数である制御可能な伝送特性を持つ可変のデジ
タル又はアナログ・フィルタ′（ｉ−有し、また前記オ
ーディオ信号を処理する手段を具える。

現在の技術的水準では、出力の質を最高にするために、
そのシステムの模能全アナログよシもむしろデジタル回
路によシ行うべきであることを示す。所定機能に対する
各々のアルゴリズムに従ってデジタル的に符号化された
オーディオ信号に対し所要の機能を果すようにデジタル
計算システムがプログラムされるデジタル記録コンソー
ルがまさに出現しようとしているので、この発明の実行
には単に適当なアルゴリズムを使用すればよい。

以下本発明の１つの笑施例金添付図面を参照して説明す
る。

第１図を参照するに１本システムは、基本的に）々ソフ
ァ２を介して接続される単一のアナログ・オーディオ人
力１によって励起される。次段にあるのは低域Ｆ波フィ
ルタであって、これは、好ましき実施例の場合、反−エ
イリアシング墳フィルタ３である。次段にはサンプル保
持回路４があって、これはアナログ−デジタル変換器５
に接続されている。反−エイリアシング・フィルタ３は
高域遮断フィルタであって、このフィルタは入力信号周
波数がデジタル回路のサンプル周波数の半分７− を越えるときに生ずる同号かの望ましくない歪成分を除
去する。

上記構成の目的は全体で２５マイクロ秒の間に４つの基
本的機能を実行するにある。第１の機能はそのオーディ
オ入力をサンプリングし、それ會１６ビツトのＩＪ　ニ
アＰＯＭ表示形式にデジタル化することである。この目
的を果す適当な装置６は所謂パーブラウン（ＢＵＲＲ−
ＢＲＯＷＮ）ＰＯＭ７５’ｅ含んでいる。この装置ｔ−
用いると、２５マイクロ秒毎に、１６ビツトのデジタル
語が変快器５から送出する。このデジタル語はサンプル
保持回路４におけるアナログ入力を表わす、実際上、Ｐ
ＯＭ７５はデジタルから再びアナログへと戻す変換を実
行するために使用される。基本的に、１５マイクロ秒の
間にわたって、このアナログ入力は１例えば、その開始
点においてデジタル化され、その処理は、１６ビ？ト飴
が形成されて、本質的に４０の１６ピツトｅメモリ一位
置から成るシステムの中央アル＝？　ＩＪズム路へと移
行する点において終了する。

８− こうしたメモリー位置の各々は１６ピツト幅である。ア
ドレス語は６ピツトの幅？伴なって与えられるので、最
大計数を４０とし、６４全４０にうちきる。

勿端、メモリー・アレイへの１６ピツト入力は１６ビツ
ト出力を形成する。

さて、この１６ビツト・アドレスに３つの異なる弐示を
処理するマルチプレクサ７から取シ出される。

６ピツト幅カウンタからの単なる出力である第１の入力
は零から４０まで、そして再び零へと順次計数し、これ
を連続して繰返す。

このマルチプレクサへの第２の入力はそのカウンタから
の出力であって、例えば、左−アウト・サイクルである
。そこで、同一のカウンタ値を取シ上げて、それをこの
場合も６ピツト語であるオフセット語に加えるので、マ
ルチプレクサのこのチャネルをそのプレイへと選択する
場合での最終結果は、そのカウンタによって指示された
語に成る数の語のオフセラ）ｋ訓えたＡｔ指定する。が
くして、例えば、アレイの零位置で始まるアレイへの各
入力サンプル１直鐵位［４０まで循環して書び零に戻る
ので、谷サンプル値はプレイを通して連続して循環する
。左−出力サイクルでに、その入力語は、（それに付加
されるｔＪ＆ヲ除いて）プレイに書込まれたものと同じ
η゛１数ｆ直であるので、央除に、その指示値にオフセ
ット値會加えた点ｒ悄示し、従ってこれは時間的に離間
されておシ、史に、メモリーに２けるこうしたサンプル
１直の各々が２５マイクロ秒間隔であるので、アレイへ
の入力点から時間的にすらされた位ｆｋ指定する。

同じことは右側−出力サイクルに２いてもＦＪ　様であ
る。同じく我々は演算ユニット及び別な付加語（これは
前述のものとは異なる付加語である）を持っている。こ
の新しい付〃口飴を右付加飴と称し、またカウンタ値は
前述と同じであるので、アレイにおいて異なる位１１を
指定する。例えば、付７ＪＯ飴が両方の場合において零
であると仮定すると、その精米は、データがプレイに畳
込まれた場合、そのデータが書込まれた同じ点において
データがアレイから＊ｂ出され、従って、メモリー・ア
レイに起因する遅れは全くないことになる。このシステ
ムにおける最小の遅れは全ｆ懐時間に等しい。

１６ビツトのデジタルアナログ変侠器ＤＡＯ８には同じ
１６ビツトｇが導入され、このＤＡＯ８はその出力側に
マルチプレクサが接続され、そのｉルチプレクサの出力
は２つ系統’ａ？４（（、ている。

該出力の１方は左トラック−保持回路９′ｔ−駆動し、
他方の出力は右トラック−保持回路１０を駆動し、これ
らの保持回路９および１０の出力は低域Ｆ波フィルタ１
１および１２を駆動し、左右チャネルは音響等に出力す
る。

故に基本的動作はアレイに語、すなわちワードｔ−誉込
むことにある。もし零が指示された値に加えられるとす
ると、所定時間中同じワードをアレイから取シ出すこと
ができ、このワードを低域フィルタ全通してアナログ清
報に変換する、すなわち左右チャネルは入力印加が取手
時間だけシフトちれるので同じである。しかしながら、
加ｎ器のｌｆ［ｔ−刃口えることを行うと、そこには時
間のずれす１１− なわちオフセットがあ＃）、このようなオフセットは２
５マイクロ秒倍増される付加語の大きさに比例するので
１、もしも該付〃口語が例えば１ｏであるとすると、全
プレイが１ミリ秒の音声（すなわち、４０Ｘ２５マイク
ロ秒）を記憶するので時間的に２５０マイクロ秒のシフ
トが生ずる。

かくして、基本的動作としては、単一音源を駅シ、それ
會アレイへと供給し、そしてその入力励起に関し且つ互
いに関して左右チャネルを時間シフトさせるにある。

本発明の成る変更例においては、同じ動作金他の方法で
実施することもできる。例えば、基本的に１６の直列化
したビットが入力励起全表わすような直列態様において
達成することもできる。が。

これは前に述べたシステム楊便利ではない。従って、制
御されたＦ波愼能を央除に実行するには、オーディ第１
にサナ１６ピツトの直線デジタル・ワードでもって表６
される例等かの型式の債号処理ハードウェアを採用する
ことに好都合である。

類似の実施例において、システムの周波数変更１２− 機能は多くの極および零点全縦続して、所望の応答特性
全作り出すべく互いに憲畳させることによって実行され
るけれども、か＼るシステムでの問題点は、フィルタの
中心周波ａ全可動にする必要があることである。（この
動作には一群のア六ｑグ構成部品の使用全必要とするの
で、多頁の億点と零点と？同時に動かすのは非常に困峻
である。）従って、デジタル形態のある間、その信号を
処理する何等かの手段ｔ−組込んで上記機能を果すよう
にすることが−４ましい。

前述した時間の増分の大きさは実際の目的に合うように
選ばれる。本夾施例では２５マイクロ秒の増分が採用さ
れ、最小遅延は１ミリ秒としているので、各々が２５マ
イクロ秒の４０ステツプを使用している。従って、もし
も両左右オンナーが２５マイクロ秒の遅延（すなわち、
′Ｎｋ小遅延ステップ）を待つ中央区間でのロータリ・
ポットに時間ドメイン・パンナーに対する制御ｔするな
らば、中央と右端との間および中央と左端との間には４
０ステツプのみが存在することになシ、がくして、そこ
での推移は一連のグリッチ（ｇｌｉｔｃｈｅａ）。

ジャンプ又は他の不連続性として聞こえることになる。

又、もしもその増分をよシ小さく５例えば。

１０マイクロにするとすると、１ミリ秒までには１００
ステツプが利用できるが、その推移は肯えにくくなる。

１ミリ秒遅蝙が側部（右端か又は左端のいづれかである
）に対する９０度角に相当する時満足な結果が得られる
。

制御の変化率に依存して成るドツプラ効果は続察される
。これは本発明の成る好ましい実施例では望ましいこと
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は時間ドメイン・ノぐンナーの入力端ｔＳわす回
路図であシ、そして第２図はその出力端を表わしている
相互接続回路である。 １・・・アナログ・オーディオ入力 ２・・・バッファ　３・・・フィルタ ４・・・サンプル保持回路　５・・・Ａ／Ｄ変侠器６・
・・ＰＯＭ装置　７・・・多夏化器８・・・１６ビツト
ＤＡＯ ９・・・左トラック−保持回路 １０・・・右トラック−保持回路 １１．１２・・・低域Ｆ波フィルタ ｔｐ！ｊｆｆ出顔人　ロノ々−ト　マイケル　グランバ
ーグ手続補正書 昭和５８年１２月２乙日 昭和５８年特許願第１４４５１８号 ２、発明の名称　オーディオイメージ形成装置３、補正
をする者 事件との関係　特許出願人 氏名　ロノ々−ト　マイケル　グランパーグ４、代理人
〒１０５ 住　所　東京都港区虎ノ門１丁目１番１７号５、補正命
令の日付　昭和５８年１１月２９日（発送日）６補正の
対象 （１）　明細書の発明の名称の項 （２）　明細書の全文 （３）図面第１図、第２図 ７補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ノ々ツファを介在して接続される制御手段および
   単一のアナログオーディオ入力信号源と、アナログデジ
   タル変換器に接続される反−エイリアシングフィルタ及
   びサンプル保持回路とこの変換器はメモリーアレイの入
   力にあるようなＰＯＭ表プレイに信号を与え、且つ零か
   ら最大計数へ、そして再び零へと戻るカウンタに応答し
   て連続的に循環するマルチプレクサを具え、前記カウン
   タによって形成されるアドレス語は付加語を伴なって又
   は伴なわずに前記アレイをアドレス指定し、これによシ
   前記多這化器の選択チャネルは前記カウンタとオフセッ
   トパによって確立される値を指定し、これによシデジタ
   ルーアナログ変侠器を介して前記アレイから取）出され
   るアナログ出力信号の左右チャネルを前記アナログ入力
   信号に関して且つ互いに餐七４〒選択的に時間変移させ
   、艮に、その制御手段の関数である制御可能な伝送特性
   を持つ可変のデジタル又はアナログフィルタを有し、更
   に、前記オーディオ信号を処理する手段を具えているこ
   とｔ−特徴とする音像形成装置。 ′（２）前記デジタル−アナログ変換器の左及び右出力
   は、更にトラック−保持回路および低域ν波フィルタを
   駆動することを特徴とするｔｌ＃１ｆｆ−請求の範囲第
   （１）項に記載の音像形成装置。 （３）　前記アレイがｔｓマイクロ秒の時間を夫々有す
   るｙｅｎビットメモリー位置から成シ、ここでｙは前記
   制御手段において利用し得る時間間隔の数であシ、ｎは
   各々が音像形成装置のダイナミック・レンジのｅｄｂを
   表わすビット数であり、ｔｓは連続したメモリー位置間
   の間隔であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項又は第２項に記載の音像形成装置。