JPS61261997A - Controller for collecting and reproducing sound - Google Patents
Controller for collecting and reproducing soundInfo
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- JPS61261997A JPS61261997A JP60101609A JP10160985A JPS61261997A JP S61261997 A JPS61261997 A JP S61261997A JP 60101609 A JP60101609 A JP 60101609A JP 10160985 A JP10160985 A JP 10160985A JP S61261997 A JPS61261997 A JP S61261997A
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- reflected
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
- H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
- H04S7/305—Electronic adaptation of stereophonic audio signals to reverberation of the listening space
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- Multimedia (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、一般の部屋あるいは試弾室等にJ3いて、
あたかも大きなホール等で演奏(楽器演奏、歌唱等)を
しているような雰囲気をかもし出すことのできる収音再
生制御装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] This invention is applicable to J3 in a general room or test chamber,
The present invention relates to a sound collection and playback control device that can create an atmosphere as if a performance (playing an instrument, singing, etc.) is being performed in a large hall or the like.
一般の部屋にいてピアノやフルートなどの楽器演奏ある
いは歌唱等の演奏をする場合、演奏者自身があたかも大
きなホールで演奏をしているような雰囲気を感じること
ができれば、演奏をより一1楽しいものにすることがで
きる。また、プロの演奏家などが試弾室などので練習す
る場合においても、実際のホールにいるような雰囲気(
音調子なども含む)で演奏することができれば、より本
番に即した効果的な練習をすることができる。When playing instruments such as the piano or flute or singing in a regular room, it would be much more enjoyable if the performers could feel as if they were playing in a large hall. It can be done. Also, when professional musicians practice in a test room, etc., it creates an atmosphere similar to being in an actual hall (
If you can perform with the correct tone (including tone, etc.), you will be able to practice more effectively and in line with the actual performance.
従来、ホールらしさや拡がり感などを付加する装置とし
て、リバーブレータ、カラオケシカテム、サラウンドプ
ロセッサ等が提案されている。これらは、第2図に示す
ようにソース(楽器の演奏音や歌唱音)12自身をコン
トロールファクタ10としてプロセッサ14で原音に適
当な残響を付加する等の信号処理をして、アンプ16.
18を介して、スピーカ20.22に供給するようにし
ている。Conventionally, reverberators, karaoke systems, surround processors, and the like have been proposed as devices that add a hall-like feel and a sense of spaciousness. As shown in FIG. 2, these signals are processed by a processor 14 such as adding appropriate reverberation to the original sound using the source 12 itself (musical instrument performance sound or singing sound) as a control factor 10, and an amplifier 16.
18 to the loudspeakers 20.22.
ところが、これらは人工的な残響音を付加しただけのも
のであり、ホール等の音響空間における自然な反射音や
残響音とは全く異なり、実際のホール等で演奏している
雰囲気までは出せなかった。However, these are simply added artificial reverberations, which are completely different from the natural reflected sounds and reverberations in an acoustic space such as a hall, and cannot create the atmosphere of a performance in an actual hall. Ta.
この発明は、前記従来の技術における問題点を解決して
、通常の部屋や試弾室等において実際のホール等で演奏
をしている雰囲気を出すことができる収音再生制御装置
を提供しようとするものである。The present invention aims to solve the problems in the conventional techniques and provide a sound collection and playback control device that can create the atmosphere of a performance in an actual hall or the like in a normal room, test chamber, etc. It is something.
この発明は、通常の部屋等において演奏位置の周囲に複
数個のスピーカを配置し、ホール等の音響空間における
反射音データに基づき、その音響空間またはこれに類似
するモデル空間での反射音をシミュレートするように、
各スピーカで発すべき反射音のパラメータ(反射音パラ
メータ)を求め、演奏をマイクロホンで収音して、その
反射音をこの反射音パラメータに基づきを生成するよう
にしたものである。This invention places a plurality of speakers around a performance position in a normal room, etc., and simulates the reflected sound in that acoustic space or a similar model space based on reflected sound data in the acoustic space such as a hall. As if to
The parameters of the reflected sound to be emitted by each speaker (reflected sound parameters) are determined, the performance is picked up by a microphone, and the reflected sound is generated based on the reflected sound parameters.
なお、ここでいう「反射音データ」とは、音響空間にお
いて反射音を構成する要素となるデータであり、具体的
には仮想音源分布等から求められる反射音の方向、距離
(=遅れ時間)および振幅レベル等のデータである。Note that the "reflected sound data" here refers to the data that constitutes the reflected sound in the acoustic space, and specifically, the direction and distance (= delay time) of the reflected sound determined from the virtual sound source distribution, etc. and data such as amplitude level.
また、「反射音パラメータ」とは、反OJ gデータで
特定される反射音を、部屋において演奏位置の周囲に配
した複数のスピーカでシミュレートするために、各スピ
ーカから発すべき反射音を生成するためのパラメータで
あり、具体的には遅れ時間とゲインのパラメータである
。この反射音パラメータは、反射音データと、演奏位置
に対するスピーカの位置等の関係で求められる。In addition, the "reflected sound parameter" is used to generate the reflected sound that should be emitted from each speaker in order to simulate the reflected sound specified by the anti-OJ g data using multiple speakers placed around the performance position in the room. Specifically, they are parameters for delay time and gain. This reflected sound parameter is determined based on the relationship between the reflected sound data and the position of the speaker relative to the performance position.
この発明の前記解決手段によれば、実際のホール等の反
射音データに基づき演奏の反射音をシミュレートするの
で、演奏者自身がそのホール等で演奏している雰囲気を
味わうことができる。According to the solving means of the present invention, the reflected sound of a performance is simulated based on the reflected sound data of an actual hall, etc., so that the performer can enjoy the atmosphere of playing in the hall.
この発明では反射音データとして反射音の方向、遅れ時
間、振幅レベル等が利用される。これらの反射音データ
は、例えばホール等の音響空間における仮想音源分布に
より求めることができる。ここで、仮想音源どは、ホー
ル等の音響空間において、特定の受音点から見た実効的
な反射音の音源をいう。すなわち、実音源(実際の音源
をいう。)から発せられた音は、直接音として受音点に
直接到達するほか、壁、天井、床、座席等音響空間内の
あらゆる反射性部分にて反射し、受音点に到達する。こ
の場合、受音点では、反射音は受音点と壁面等の反射点
とを結ぶ線の延長上にある音源から発せられてぎた音と
して見なすことができるから、これをその受音点におけ
る仮想の音源すなわち仮想音源として把えることができ
る。In this invention, the direction, delay time, amplitude level, etc. of reflected sound are used as reflected sound data. These reflected sound data can be obtained, for example, from a virtual sound source distribution in an acoustic space such as a hall. Here, the virtual sound source refers to an effective sound source of reflected sound viewed from a specific sound receiving point in an acoustic space such as a hall. In other words, the sound emitted from the actual sound source (referring to the actual sound source) not only reaches the sound receiving point as direct sound, but also reflects from all reflective parts in the acoustic space such as walls, ceilings, floors, seats, etc. and reaches the sound receiving point. In this case, at the sound receiving point, the reflected sound can be regarded as the sound emitted from the sound source that is on the extension of the line connecting the sound receiving point and the reflection point, such as a wall surface. It can be understood as a virtual sound source.
したがって、ある受音点における音響空間は、その受音
点での仮想音源の分布として把握することができ、通常
の部屋等においても、各仮想音源からの演奏の反射音を
シミュレートすれば、その音響空間を再現し得て、実際
にその音響空間内で演奏しているような雰囲気を味わう
ことができる。Therefore, the acoustic space at a certain sound receiving point can be understood as the distribution of virtual sound sources at that sound receiving point, and even in a normal room, if the reflected sound of the performance from each virtual sound source is simulated, It is possible to reproduce that acoustic space and enjoy the atmosphere of actually playing in that acoustic space.
仮想音源の位置は、受音点からの方向と距離で決定され
るから、その仮想音源からの反射音をシミュレートする
には、マイクロホンで収音した直接音を仮想音源の方向
から、その距離に対応した時間遅れで、かつ反射音の振
幅レベルに応じた音量で発すればよい。そして、これを
音響空間における各仮想音源1つ1つについてそれぞれ
行なえば、そのIt空間で演奏している状態を再現する
ことができる。The position of a virtual sound source is determined by the direction and distance from the sound receiving point, so in order to simulate the reflected sound from the virtual sound source, the direct sound picked up by the microphone is determined by the direction and distance from the virtual sound source. It is sufficient to emit the sound with a time delay corresponding to the reflected sound and at a volume corresponding to the amplitude level of the reflected sound. If this is done for each virtual sound source in the acoustic space, it is possible to reproduce the state of playing in that It space.
仮想音源の求め方としては、再現しようとするホール等
の音響空間で実際にインパルス応答を測定して求める方
法と、ホール等の音響空間の形状から計算により求める
方法とがある。There are two ways to find a virtual sound source: one is to actually measure the impulse response in an acoustic space such as a hall to be reproduced, and the other is to calculate it from the shape of the acoustic space such as a hall.
■ 測定により求める方法
前者の測定による方法としては、いわゆる4点法と呼ば
れるものがある。これは、N響空間内の近接した4点の
インパルス応答の時間差を利用して、その点から見た仮
想音源の座標を求めるものである。■Method to obtain by measurement As the former method by measurement, there is a so-called four-point method. This uses the time difference between the impulse responses of four adjacent points in the N-sound space to determine the coordinates of a virtual sound source as seen from those points.
インパルス応答は、実音源と仮想音源から同時にインパ
ルスを発したときの受音点での収音信号であると考えら
れ、応答の初期部分では反射音が重ならず個々に識別で
きるので、これを利用して仮想音源の分布を得る。Impulse response is considered to be the sound signal picked up at the sound receiving point when impulses are emitted simultaneously from a real sound source and a virtual sound source.In the initial part of the response, reflected sounds do not overlap and can be identified individually. to obtain the distribution of virtual sound sources.
4点法による測定は、第3図に示すように、対象とする
音響空間24内で音源26によるインパルス応答をごく
近接した4つの受音点0゜x、y、zで測定する。これ
らの受音点O,X。In the measurement using the four-point method, as shown in FIG. 3, the impulse response from the sound source 26 is measured at four very close sound receiving points 0°x, y, and z within the target acoustic space 24. These sound receiving points O,X.
y、zは一平面上にないことが必要条件であるが、後の
処理を容易にするため、第4図に示すように、1つの受
音点Oを基準の原点として、他の3つの受音点x、y、
zが直交座標を形成するように配置する。原点0との距
離は等しくdとする。It is a necessary condition that y and z are not on one plane, but in order to facilitate later processing, one sound receiving point O is used as the reference origin, and the other three are Sound receiving point x, y,
Arrange so that z forms Cartesian coordinates. The distance from the origin 0 is equal to d.
無響室内に反射板を1枚設置した簡単な実験を例に説明
する。This will be explained using a simple experiment in which a single reflector is installed in an anechoic chamber.
各受音点o、x、y、zにおけるマイクロホンM r
C、M r Cx、M I C,、M I C2゜の出
力は、第5図に示すようになる。これは、直接音が各マ
イクロホンMIC、MICx 。Microphone M r at each sound receiving point o, x, y, z
The outputs of C, M r Cx, M I C, , M I C2° are as shown in FIG. This means that direct sound is transmitted from each microphone MIC, MICx.
M I C、M I C7にそれぞれ時刻too。Time too at MIC and MIC7, respectively.
tx 、ty 、tz 、に入射し、反射板から
の反射音がto 、tx 、ty 、tzl
1 1 1に入射したことを
示している。tx , ty , tz , and the reflected sound from the reflector is to , tx , ty , tzl
1 1 1.
第6図は、反射音の行程を模式的に示したものである。FIG. 6 schematically shows the path of reflected sound.
音源26は受音点o、x、y、zから見てy軸の方向に
あるので、直接音はまずマイクロホンMICyに入射し
、次にマイクロホンMIGo、MICx、MIC2にほ
ぼ同時に入射する。このため、第5図のように、t y
o < t o o 〜t x o 場t z 。Since the sound source 26 is located in the y-axis direction when viewed from the sound receiving points o, x, y, and z, the direct sound first enters the microphone MICy, and then almost simultaneously enters the microphones MIGo, MICx, and MIC2. Therefore, as shown in Figure 5, t y
o < t o ~ t x o field tz .
が直接音について成立し、反射音については、tylく
t01崎j Z 1 < t X 1が成立する。holds true for direct sound, and holds true for reflected sound.
各受音点o、x、y、zから仮想音源26′までの距離
ro 、rxl 、ryl 、rzlは音速をVと
すると次式で表わされる。The distances ro, rxl, ryl, and rzl from each sound receiving point o, x, y, and z to the virtual sound source 26' are expressed by the following equations, where V is the speed of sound.
ro1=v−tol r X 1”” V・tx。ro1=v-tol r X 1””V・tx.
ryl−v@ty。ryl-v@ty.
rz1=v −tzl
任意の仮想音源の座標を(x 、Yo、Zo)、その
仮想音源から各受音点o、x、y、zまでの距離をそれ
ぞれro 、rx 、ryo。rz1=v-tzl The coordinates of an arbitrary virtual sound source are (x, Yo, Zo), and the distances from the virtual sound source to each sound receiving point o, x, y, z are ro, rx, ryo, respectively.
n
rzoとして、各受音点o、x、y、zを中心とし、仮
想音源を表面上にもつ球の方程式は、Xn +Yn
十Zn2=ro 2(Xn−d) +Yn +
Zn2=rx 2Xn 十(Yn−d) +Zn
2=ryo2Xn +Yn + (Zn−d)2=
rz 2となる。この式を解(と、
d +ro −rxn
Xn=□
d
2 ry
d +roo2 o2
Yn= □
d
2 −rz
d 十rOo2 o2
Zn−□
d
となる。n rzo, the equation of a sphere centered at each sound receiving point o, x, y, z and having a virtual sound source on its surface is Xn + Yn
10Zn2=ro 2(Xn-d) +Yn+
Zn2=rx 2Xn 10 (Yn-d) +Zn
2=ryo2Xn +Yn+(Zn-d)2=
It becomes rz 2. Solving this equation (and, d + ro -rxn
以上のようにして、各反射音に対応する仮想音源の座標
を決定することができる。In the manner described above, the coordinates of the virtual sound source corresponding to each reflected sound can be determined.
一般に、インパルス応答は第5図のように単純ではなく
、多くの反射音が集まって複雑な形をしている。特定の
反射音が作り出またビークを各受音点のインパルス応答
から選び出すには、短い区間の相互相関を用いる。すな
わち、マイクロホンMICoの出力のある区間と最も相
互相関係数が大きくなるような区間をマイクロホンMI
Cx 、MIC,、MIC7の出力の中がら選び出して
、反射音の到来時間to 。In general, an impulse response is not as simple as shown in Figure 5, but has a complex shape with many reflected sounds gathered together. Short interval cross-correlation is used to select the specific reflected sound produced or peak from the impulse response of each sound receiving point. In other words, the section where the cross-correlation coefficient is the largest with the section where the microphone MICo has the output is set to the section where the microphone MICo has the output.
Select from among the outputs of Cx, MIC, MIC7 and find the arrival time to of the reflected sound.
tx 、ty 、tzoを決定する。Determine tx, ty, and tzo.
nn
以上説明した4点法によりあるホールの仮想音源分布を
測定した一例を第7図〜第9図に示す。第7図はX−Y
平面(水平面)への投影図、第8図はY−Z平面への投
影図、第9図はX−7平面の投影図である。図中Oの大
きさは反射音のレベルを表わし、これは例えばマイクロ
ホンMICで代表して測定される。nn An example of measuring the virtual sound source distribution of a certain hall using the four-point method described above is shown in FIGS. 7 to 9. Figure 7 is X-Y
FIG. 8 is a projection view onto a plane (horizontal plane), FIG. 8 is a projection view onto the Y-Z plane, and FIG. 9 is a projection view onto the X-7 plane. The size of O in the figure represents the level of reflected sound, which is typically measured by the microphone MIC, for example.
■ 計算により仮想音源を求める方法
仮想音源を測定によらず計算により求める方法としては
、鏡像法がある。これは第10図に示すように、壁面2
4を鏡にたとえ、実音源27から音を発し、受音点28
で音を受ける場合に、壁面24での反射音を鏡でいう虚
像位置にある音′FA30から仮想的に発せられたもの
とみなし、これら仮想音源30を音響空間の壁面形状に
応じて求めていくものである。■ Method for determining a virtual sound source by calculation A method for determining a virtual sound source by calculation rather than measurement is the mirror image method. As shown in Figure 10, this
4 is compared to a mirror, the sound is emitted from the actual sound source 27, and the sound receiving point 28
When a sound is received in the acoustic space, the reflected sound on the wall surface 24 is regarded as being virtually emitted from the sound FA 30 located at the virtual image position in the mirror, and these virtual sound sources 30 are determined according to the wall shape of the acoustic space. It's something that will happen.
鏡像法によりあるホールの仮想音源分布を求めた一例を
第11図、第12図に示す。第11図はX−Y平面(水
平面)への投影図、第12図はY−Z平面への投影図で
ある。鏡像法の場合、振幅レベルは、受音点28から仮
想音源までの距離に応じてそれぞれ設定する。An example of finding the virtual sound source distribution of a certain hall using the mirror image method is shown in FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a projection view onto the X-Y plane (horizontal plane), and FIG. 12 is a projection view onto the Y-Z plane. In the case of the mirror image method, the amplitude level is set depending on the distance from the sound receiving point 28 to the virtual sound source.
以上のようにして測定あるいは計算により求められた仮
想音源分布のデータに基づいて、各仮想音源からの演奏
の反射音を部屋でシミュレートする場合、部屋内の四方
に複数のスピーカを配置し、演奏をマイクロホンで収音
し、その収音した信号を適宜のスピーカ(仮想音源の方
向に対応)から適宜の時間遅れ(仮想音源までの距離に
対応)と、適宜の音量(反射音の振幅レベルに対応)で
発することにより、演奏の反射音をシミュレートするこ
とができる。When simulating the reflected sound of a performance from each virtual sound source in a room based on the virtual sound source distribution data obtained by measurement or calculation as described above, multiple speakers are placed on all sides of the room, The performance is picked up by a microphone, and the picked-up signal is sent to an appropriate speaker (corresponding to the direction of the virtual sound source) with an appropriate time delay (corresponding to the distance to the virtual sound source) and an appropriate volume (amplitude level of reflected sound). ), it is possible to simulate the reflected sound of a performance.
この場合、部屋内における演奏位置と各スピーカとの位
置によって演奏位置で聴く反射音の方向、距離、レベル
が変動するから、演奏位置に対するスピーカの位置(方
向および必要に応じて距離)も考慮して、いずれの方向
のスピーカからどの程度の音量と遅れ時間で反射音を発
するかを算出する。In this case, the direction, distance, and level of the reflected sound heard at the performance position will vary depending on the performance position and the position of each speaker in the room, so the position (direction and, if necessary, distance) of the speakers relative to the performance position must also be considered. Then, in which direction the reflected sound is emitted from the speaker at what volume and delay time.
また、スピーカは理想的にはすべての仮想音源の方向に
配置する必要がある。しかし、それを実現するには、演
奏位置を中心に部屋の少なくとも上半球面に漏れなくス
ピーカを配置することになり、現実には実現不可能であ
る。経済的には4個〜10個程度が限度であるから、そ
の程度の数のスピーカを部屋内の周囲に配置して、各ス
ピーカの分担領域を定め、各領域内に含まれる仮想音源
の反射音をそれぞれ対応するスピーカで代表してシミュ
レートするようにする。この方法によれば、隣接するス
ピーカの中間にある仮想音源からの反OA音はそのいず
れか1つのスピーカで代表して発せられるので、厳密に
言えば、仮想音源の方向を正確にシミュレートすること
にはならないが、スピーカ個数がある程度多ければ、実
用上は問題ないし、人の聴覚の方向判別能力に限界があ
ることを考えれば、これでも十分である。Additionally, speakers should ideally be placed in the direction of all virtual sound sources. However, in order to achieve this, speakers would have to be placed throughout at least the upper hemisphere of the room centered around the performance position, which is impossible in reality. Economically, the limit is about 4 to 10 speakers, so arrange that many speakers around the room, define the area each speaker is responsible for, and reflect the virtual sound source included in each area. To simulate each sound by representing it with a corresponding speaker. According to this method, the anti-OA sound from the virtual sound source located between adjacent speakers is representatively emitted by one of the speakers, so strictly speaking, the direction of the virtual sound source is accurately simulated. Although this is not a problem, there is no practical problem as long as the number of speakers is large enough, and considering that there is a limit to the ability of human hearing to determine direction, this is sufficient.
あるいは、隣接するスピーカの中間にある仮想音源の方
向を正確にシミュレートする必要がある場合には、それ
らのスピーカ間の音量配分により、それが実現可能であ
る。Alternatively, if it is necessary to accurately simulate the direction of a virtual sound source between adjacent speakers, this can be achieved by volume distribution between the speakers.
このようにスピーカの中間にある仮想音源からの反射音
をいずれか1つのスピーカで代表してシミュレートする
場合と、スピーカ相互間の音量配分によりシミュレート
する場合において、各スピーカから発すべき音量および
遅れ時間についてそれぞれ説明する。In this way, when simulating the reflected sound from a virtual sound source located between the speakers by using one speaker as a representative, and when simulating by distributing the volume between the speakers, the volume that should be emitted from each speaker and the Each delay time will be explained.
■ 1つのスピーカで代表してシミュレートする場合第
13図は、演奏位1W34を中心に8個のスピーカSP
1〜SP8を配置したものである。ここでは、音響空間
を隣接するスピーカの中央位置と演奏位置34とを結ぶ
線で区切って、水平面で8つの領域d1〜d8に分割す
る。各領域d1〜d8にある反射音をPHnとすると、
演奏位置34でこれら反射音P)loを得るに必要な各
スピーカSP1〜SP8の再生音PH3(M−1〜8)
は次式で表わされる。■ When simulating using one speaker as a representative Figure 13 shows the simulation using eight speakers SP centered on the performance position 1W34.
1 to SP8 are arranged. Here, the acoustic space is divided by a line connecting the central position of the adjacent speakers and the performance position 34, and divided into eight areas d1 to d8 on the horizontal plane. Letting the reflected sound in each area d1 to d8 be PHn,
Reproduction sound PH3 (M-1 to 8) of each speaker SP1 to SP8 necessary to obtain these reflected sounds P)lo at the performance position 34
is expressed by the following equation.
但し
NM(M=1〜8):各領域d1〜d8にある仮想音源
数(−反射音数
U:ユニット関数
t:時間
τ。二反04音の遅れ時間
■ 隣接するスピーカ相互間の音量配分によりシミュレ
ートする場合。However, NM (M = 1 to 8): Number of virtual sound sources in each region d1 to d8 (-Number of reflected sounds U: Unit function t: Time τ. Delay time of two 04 sounds ■ Volume distribution between adjacent speakers When simulating by
第14図に示すように、部屋36内の例えば四隅に4個
のスピーカSP1〜SP4を配置し、演奏位置38と各
スピーカSP1〜SP4を結ぶ線で4つの象限n、m、
l、kに区分し、各スピーカSP1〜SP4でそれぞれ
の左右の象限にある仮想音源からの反DJ音をシミュレ
ートする。すなわち、スピーカSP4.SPIの音量比
で象限n内の反射音をシミュレートし、スピーカSP1
.SP2の音m比で象限m内の反射音をシミュレートし
、スピーカSP2゜SF3の音m比で象限1内の反射音
をシミュレートし、スピーカSP3.SP4の音量比で
象限に内の反射音をシミュレートする。各反射音をシミ
ュレートするに必要な各スピーカSP1〜SP4の再生
音P、、(M=1〜4)は次式のようになる。As shown in FIG. 14, four speakers SP1 to SP4 are arranged, for example, in the four corners of the room 36, and lines connecting the performance position 38 and each speaker SP1 to SP4 are used to divide the four quadrants n, m,
1 and k, and each speaker SP1 to SP4 simulates anti-DJ sound from a virtual sound source in the left and right quadrants. That is, speaker SP4. The reflected sound in quadrant n is simulated using the volume ratio of SPI, and speaker SP1
.. The sound m ratio of SP2 simulates the reflected sound in quadrant m, the sound m ratio of speaker SP2° SF3 simulates the reflected sound in quadrant 1, and the sound m ratio of speaker SP2°SF3 simulates the reflected sound in quadrant m. Simulate the reflected sound within the quadrant with the volume ratio of SP4. The reproduced sounds P, .
但し、
pn、Pm、pl、Pk :反射音ルヘルτn、τm、
τ1.τに二反射音の遅れ時間θn、θm、τ1.τに
=反射音のX−Y平面(水平面)上での方向角度
θ1.θ 、θ 、θ :スビーカspi〜SP4のX
−Y平面
上での方向角度
τHn’ τHm、τH+、τHk’各スピーカ再生音
の遅れ時間。士の修正
項は演奏者の両耳間
距離による補正であ
り、ここでは15CIR
の場合を想定してい
る。However, pn, Pm, pl, Pk: Reflected sound τn, τm,
τ1. τ is the delay time θn, θm, τ1. τ = direction angle θ1 of reflected sound on the X-Y plane (horizontal plane). θ, θ, θ: Subika spi ~ X of SP4
- Direction angle τHn' on the Y plane Delay time of each speaker reproduction sound τHm, τH+, τHk'. The operator's correction term is a correction based on the performer's interaural distance, and here we assume a case of 15 CIR.
N I、M I、L l、K I :各象限n
、m、I。N I, M I, L l, K I: each quadrant n
, m, I.
kにある仮想音源数
を二時間
U:ユニット関数
なお、上式では隣りあうスピーカの中間にある仮想音源
からの反射音の方向をシミュレートするために、それら
の間の信号配分を第15図に示すCO8関数とした場合
について示したが、第16図に示す線形関数あるいは第
17図に示すlog関数等スピーカ配匿あるいはスピー
カ特性等に応じて反射方向を最も近似できるものを用い
るようにする。The number of virtual sound sources in k is 2 hours U: Unit function Note that in the above equation, in order to simulate the direction of reflected sound from a virtual sound source located between adjacent speakers, the signal distribution between them is calculated as shown in Fig. 15. Although the CO8 function shown in Figure 16 is used, it is recommended to use the linear function shown in Figure 16 or the log function shown in Figure 17, which can best approximate the reflection direction depending on the speaker arrangement, speaker characteristics, etc. .
以上説明した信号配分により、第14図のスピーカ配置
を利用してすべての方向からの反射音をシミュレートす
ることができる。With the signal distribution described above, reflected sound from all directions can be simulated using the speaker arrangement shown in FIG. 14.
なお、実際のホール等で演奏する場合、演奏者は演奏位
置で演奏しながらかつその位置で反射音を聴くことにな
るので、音源と受音点をともに演奏位置すなわちステー
ジ上に設定して仮想音源分布を求めれば、その仮想音源
分布に基づく各スピーカの反射音パラメータを用いて反
射音を生成すれば、通常の部屋において演奏者はそのホ
ール等のステージ上にいる雰囲気で演奏をすることがで
きる。また、これに限らず、音源と受音点を様々変えて
求めた仮想音源分布に基づいて反射音パラメータを求め
れば、種々の趣の演奏を楽しむことができる。In addition, when performing in an actual hall, the performer will listen to the reflected sound while performing at the performance position, so the sound source and sound receiving point are both set at the performance position, that is, on the stage, and the virtual Once the sound source distribution is determined, if reflected sound is generated using the reflected sound parameters of each speaker based on the virtual sound source distribution, the performer can perform in a normal room with the atmosphere of being on a stage in the hall or other venue. can. Furthermore, the present invention is not limited to this, and by obtaining reflected sound parameters based on virtual sound source distributions obtained by varying the sound source and sound receiving point, it is possible to enjoy a variety of performances.
なお、部屋において、スピーカと演奏位置との間には距
離があり、時間差が生じるので、仮想音源から発した反
射音をより正確にシミュレートするには、この時間遅れ
をも考慮したうえで各スピーカからの再生音を求めるよ
うにする。In addition, in a room, there is a distance between the speakers and the performance position, resulting in a time difference, so to more accurately simulate the reflected sound emitted from the virtual sound source, take this time delay into consideration when setting each speaker. Request playback sound from the speaker.
第18図は、4点法を用いて成るホールの仮想音源から
の反射音データ(方向、距離、振幅レベル)を測定し、
これに基づき反射音を第4図のスピーカ配置でシミュレ
ートする場合に、各スピーカSP1〜SP4から再生す
べき信号PH8(M−1〜4)を前記第(2)式から求
めたものであるこれは、各スピーカSP1〜SP4から
出力される信号の反射音構造を示しており、各スピーカ
方向でのインパルス応答とも考えてよい。隣り合うスピ
ーカのインパルス応答には相互に関連があり、すなわち
、これらスピーカ方向間に位置する反射音が両スピーカ
によって正しくその方向に定位するように両インパルス
応答の振幅レベル遅延時間が予じめ計算されている。Figure 18 shows the measurement of reflected sound data (direction, distance, amplitude level) from a virtual sound source in a hall using the four-point method.
Based on this, when simulating reflected sound with the speaker arrangement shown in Figure 4, the signal PH8 (M-1 to 4) to be reproduced from each speaker SP1 to SP4 is calculated from the above equation (2). This shows the reflected sound structure of the signals output from each speaker SP1 to SP4, and can also be considered as an impulse response in each speaker direction. The impulse responses of adjacent speakers are related to each other, that is, the amplitude level delay time of both impulse responses is calculated in advance so that the reflected sound located between these speaker directions is correctly localized in that direction by both speakers. has been done.
ソース信号(レコード再生信号等の連続信号)について
反射音を生成する場合は、ソース信号を構成する各サン
プル値について、これらインパルス応答をパラメータ(
ゲインおよび遅延時間について)として、反射音列を生
成しくサンプル値が得られた時刻を基準として個々の反
射音を発生する遅延時間を計数し、サンプル値に個々の
ゲインを掛けたレベルで個々の反04音のレベルを定め
る。)、各サンプル値について得られるこれらの反射音
列を各時点において相互に加算していけば、各スピーカ
方向における反射音が生成され、これらを対応するスピ
ーカから発すれば、演奏位置38(第14図)にいる演
奏4者にとっては、自分があたかもその仮想音源分布を
有するホールで演奏しているような雰囲気を味わうこと
ができる。When generating reflected sound for a source signal (a continuous signal such as a record playback signal), these impulse responses are calculated using the parameter (
Regarding gain and delay time), the delay time for generating each reflected sound is counted based on the time when the sample value was obtained to generate the reflected sound sequence, and the delay time for each reflected sound is calculated based on the time when the sample value is obtained. Determine the level of the anti-04 sound. ), if these reflected sound sequences obtained for each sample value are added together at each point in time, reflected sounds in each speaker direction are generated, and if these are emitted from the corresponding speakers, the performance position 38 (No. The four performers in Figure 14) can enjoy the atmosphere as if they were playing in a hall with that virtual sound source distribution.
インパルス応答の反射音パラメータに基づく反射音生成
処理としては、後述するたたみ込み演算による方法等を
利用することができる。As the reflected sound generation processing based on the reflected sound parameters of the impulse response, a method using convolution calculation, which will be described later, etc. can be used.
なお、この発明においては、マイクロホンは1木に限ら
ず複数本使用することができる。In addition, in this invention, the number of microphones is not limited to one, but a plurality of microphones can be used.
また、マイクロホンでの収音はできるだけ部屋の音響特
性によって影響されないことが望ましい。Further, it is desirable that sound collection by a microphone is not affected by the acoustic characteristics of the room as much as possible.
そのためには、部屋自体での反射はでできるだけ少ない
ことが望ましく、適当な吸音処理を施すことによりその
状態が得られる。To this end, it is desirable to minimize reflections in the room itself, and this can be achieved by applying appropriate sound absorption treatments.
また、この発明ではマイクロホンで収音した音を信号処
理し、再びスピーカにより再生するため、ハウリング現
像を起こさないように注意することが必要である。その
ためのスピーカおよびマイクロホン配置については、後
述する実施例で述べる。Further, in the present invention, since the sound picked up by the microphone is subjected to signal processing and reproduced again by the speaker, care must be taken not to cause howling. The arrangement of speakers and microphones for this purpose will be described in Examples to be described later.
ところで、ホール等での反射音は実際には2〜3秒程度
続くのが普通であり、これをすべて反射音パラメータに
より生成するとすれば、その長さ分演奏音のデータをメ
モリに蓄えておかなければならないことになり、場合に
よってはメモリ容量が膨大なものになってしまう。かと
いって、初期反射部分(一般のホールでは数百ミリ秒)
しか生成しないのでは、急に音が途切れてしまい、ホー
ル等の雰囲気を十分に出すことはできない。By the way, the reflected sound from a hall etc. usually lasts about 2 to 3 seconds, so if all of this is to be generated using reflected sound parameters, it is necessary to store performance sound data for that length in memory. In some cases, the memory capacity becomes enormous. However, the initial reflection part (several hundred milliseconds in a general hall)
If only the sound is generated, the sound will suddenly cut off and it will not be possible to sufficiently create the atmosphere of a hall or the like.
そこで、(し形フィルタやオールバスフィルタ等単純な
くり返しくフィードバック)ループで構成される残響付
加装置を利用して、反射音の中期〜後期部分を生成ずれ
ば、少ないメモリ容量 ′C″長い反射音を得ることが
できる。実際のホール等における反射は、初期部分では
充分明確に反射音として認識できるが、後にいくほど反
射音は多数出現してくるので、段々と混沌としてきて、
1本1本が不明確になる。別の言い方をすれば、後の混
沌とした反射音集合体は拡散音であり、統計的rである
から、それを再現するにはそのOを制御するのみで足り
、くし形フィルタやオールバスフィルタ等の単純なくり
返し形の残響付加装置で十分である。Therefore, by using a reverberation adding device consisting of a loop (simple repeated feedback such as a rhombic filter or all-bus filter) to generate the middle to late parts of the reflected sound, the memory capacity is reduced. You can get the sound.Reflections in the actual hall etc. can be clearly recognized as reflected sounds in the early stages, but the later on, the more reflected sounds appear, so it becomes more and more chaotic.
Each line becomes unclear. In other words, the chaotic reflected sound collection that follows is a diffuse sound and is a statistical r, so to reproduce it, it is sufficient to control that O, and use a comb filter or an all-bass filter. A simple repeating type reverberation adding device such as a filter is sufficient.
第1図は、以上の原理を利用したこの発明の収音再生制
御装置を概念図で示したものである。ここでは、再現し
ようとするホール(例えばカーネギ−ホール)等の「反
射音データ」として、その仮想音源分布に基づき、反射
音の方向、遅れ時間(距離に対応)および振幅レベルを
求め、これらの反射音データとシミュレートに利用する
スピーカ配置とから、反射音をシミュレートするために
各スピーカから出力すべき反射音の遅れ時間と振幅レベ
ルを「反射音パラメータ」として各スピーカごとに求め
、これら反射音パラメータをコントロールファクタ42
として、プロセッサ46により、各仮想音源におけるン
ース(マイクロホンで収音した演奏音)44の反射音を
シミュレートするために各スピーカで再生すべき反射音
信号を生成し、これらスピーカごとに生成された反I)
1音信号をアンプ48.50,52.54を介してスピ
ーカ56.58.60.62に供給することにより、各
仮想音源からの反射音をシミュレートしている。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a sound collection and reproduction control device of the present invention that utilizes the above principle. Here, the direction, delay time (corresponding to distance), and amplitude level of the reflected sound are determined based on the virtual sound source distribution as "reflected sound data" of the hall to be reproduced (for example, Carnegie Hall), etc., and these are From the reflected sound data and the speaker arrangement used for simulation, the delay time and amplitude level of the reflected sound that should be output from each speaker in order to simulate the reflected sound are determined for each speaker as "reflected sound parameters". Control factor 42 for reflected sound parameters
, the processor 46 generates a reflected sound signal to be reproduced by each speaker in order to simulate the reflected sound of the sound (performance sound picked up by a microphone) 44 in each virtual sound source, and the reflected sound signal generated for each of these speakers is Anti-I)
By supplying a single sound signal to speakers 56.58.60.62 via amplifiers 48.50 and 52.54, reflected sound from each virtual sound source is simulated.
〔実施例1〕 第19図は、この発明の一実施例を示したものである。[Example 1] FIG. 19 shows an embodiment of the present invention.
部屋80は吸音処理を施して、デッドな特性とする。部
屋80の四隅には、演奏者88の方向に向けてスピーカ
56,58,60.62が配置されている。また、部屋
80の中には、5本のマイクロホン81.82,83.
84.85が配置されている。マイクロホン81は楽器
9oに向けて配置され、マイクロホン82〜85はスビ
力56.58,60.62の中間位置にそれぞれ配置さ
れている。ちなみに、マイクロホン81は楽器音自身を
収音し、マイクロホン82.83゜84.85は楽器の
方向性(楽器がどの方向を向いているか)をも考慮した
音の収音を行なっている。なお、マイクロホンの本数は
1〜9本程度が実用的である。The room 80 is subjected to sound absorption treatment to give it dead characteristics. Speakers 56, 58, 60, and 62 are arranged at the four corners of the room 80, facing toward the performer 88. Also, in the room 80, there are five microphones 81, 82, 83 .
84.85 are placed. The microphone 81 is arranged facing the musical instrument 9o, and the microphones 82 to 85 are arranged at intermediate positions between the subtraction forces of 56.58 and 60.62, respectively. Incidentally, the microphone 81 picks up the sound of the instrument itself, and the microphones 82, 83, 84, 85 pick up the sound taking into consideration the directionality of the instrument (which direction the instrument is facing). Note that the practical number of microphones is about 1 to 9.
演奏者88が楽器90を演奏すると、その盲シ、tマイ
クロホン81〜85で収音され、これらの収音信号はマ
イクロホンヘッドアップを内蔵したマイクミキシング回
路92でミキシングされる。そして、プロセッサ46で
反射音パラメータに基づいて反射音が生成とれる。これ
ら生成された反射音は4チヤンネルアンプ72(第1図
のアンプ48.50,52.54を合わせたもの)を介
して、各スピーカ56.58.60.62から発せられ
ることにより、演奏者88はあたかもそのホールに自ら
いて演奏しているような雰囲気を味わうことができる。When the performer 88 plays the musical instrument 90, the sound is collected by the microphones 81 to 85, and these sound signals are mixed by a microphone mixing circuit 92 having a built-in microphone head-up. Then, the processor 46 generates reflected sound based on the reflected sound parameters. These generated reflected sounds are emitted from each speaker 56, 58, 60, and 62 via a 4-channel amplifier 72 (combined amplifiers 48, 50, and 52, 54 in FIG. 1), and are transmitted to the performer. 88 allows you to enjoy the atmosphere as if you were actually in the hall playing.
反射音パラメータは、演奏者88がその演奏位置におい
て、リモートコントローラ76の操作により、調整可能
である。The reflected sound parameters can be adjusted by the player 88 at his or her performance position by operating the remote controller 76.
第19図におけるプロセッサ46の具体例を第20図に
示す。第20図において、マイクロホン81〜85で収
音された演奏信号はマイクミキシング回路100でミキ
シングされ、入力ボリウム102でレベル調整される。A specific example of the processor 46 in FIG. 19 is shown in FIG. 20. In FIG. 20, performance signals picked up by microphones 81 to 85 are mixed by a microphone mixing circuit 100, and the level is adjusted by an input volume 102.
そして、ローパスフィルタ(A/D変換の際の折り返し
防止用)およびサンプル・ホールド回路104を介して
、A/D変換器106でA/D変換される。そして更に
、反射音に周波数特性を付与するために、各チャンネル
ごとにディジタルフィルタ108゜110.112.1
14に通される。The signal is then A/D converted by an A/D converter 106 via a low pass filter (for preventing aliasing during A/D conversion) and a sample/hold circuit 104. Furthermore, in order to give frequency characteristics to the reflected sound, a digital filter 108°110.112.1 is applied to each channel.
Passed to 14.
ディジタルフィルタ108,110,112゜114か
ら出力された演奏信号は、各チャンネルの反射音生成回
路116,118,120゜122に入力される。反射
音生成回路116゜118.120.122では、マイ
クロコンピュータ124の指令により、メモリ126に
記憶されている各チャンネルの反射音パラメータ(遅れ
時間データとゲインデータ)に基づき、各チャンネルご
とに演奏信号の反rJia信号をそれぞれ生成する。生
成されたこれらの反射音信号は、D/A変換器124に
おいて時分割多重的にD/A変換される。D/A変換固
124の出力信号は、各チャンネルごとに時分割して振
り分けられて、サンプル・ホールド回路およびローパス
フィルタ126.128,130,132を介してそれ
ぞれ、平滑され、アナログ信号に戻される。そして、出
力ボリウム134,136,138.140およびパワ
ーアンプ48,50,52.54を介して各チャンネル
スピーカ56.58,60.62にそれぞれ供給される
。これにより、各チャンネルスピーカ56.58.60
.62からは、各対応する方向の仮想音源からの演奏の
反射音が発生され、その仮想音源の分布で特定されるホ
ール等の音響空間が再現さ−れる。The performance signals output from the digital filters 108, 110, 112° 114 are input to reflected sound generation circuits 116, 118, 120° 122 of each channel. The reflected sound generation circuits 116, 118, 120, and 122 generate performance signals for each channel based on the reflected sound parameters (delay time data and gain data) of each channel stored in the memory 126 according to instructions from the microcomputer 124. generate anti-rJia signals, respectively. These generated reflected sound signals are subjected to D/A conversion in a time division multiplexed manner in the D/A converter 124. The output signal of the D/A converter 124 is distributed to each channel in a time-division manner, smoothed through sample-and-hold circuits and low-pass filters 126, 128, 130, and 132, and returned to an analog signal. . The signals are then supplied to each channel speaker 56.58, 60.62 via output volume 134, 136, 138.140 and power amplifier 48, 50, 52.54, respectively. This allows each channel speaker 56.58.60
.. 62, the reflected sounds of the performance from the virtual sound sources in each corresponding direction are generated, and an acoustic space such as a hall specified by the distribution of the virtual sound sources is reproduced.
なお、メモリ(ROM)126にはホール等各種音響空
間の反射音バラメ°−夕およびディジタルフィルタ10
8,110,112.114の周波数特性のパラメータ
が各チャンネルごとに記憶されており、ワイヤレスリモ
コン76の操作に基づき、リモコンセンサインターフェ
イス142を介して、マイクロコンピュータ124の指
令によりそのいずれかのホールのパラメータが読み出さ
れる。Note that the memory (ROM) 126 stores reflected sound parameters of various acoustic spaces such as halls and the digital filter 10.
Parameters of frequency characteristics of 8, 110, 112, and 114 are stored for each channel, and based on the operation of the wireless remote controller 76, the microcomputer 124 commands the microcomputer 124 via the remote controller sensor interface 142 to select one of the holes. Parameters are read.
読み出された周波数特性のパラメータはRAMに一旦転
送され、このRAMに保持されたパラメータに基づきデ
ィジタルフィルタ108,110゜112.114の周
波数特性が制御される。The read frequency characteristic parameters are once transferred to the RAM, and the frequency characteristics of the digital filters 108, 110, 112, and 114 are controlled based on the parameters held in the RAM.
RAMに保持された周波特性のパラメータは、ワイヤレ
スリモコン76の操作により好みに応じて調整が可能で
ある。The frequency characteristic parameters held in the RAM can be adjusted according to preference by operating the wireless remote controller 76.
また、読み出された各チャンネルの反射音パラメータ(
遅延時間データおよびゲインデータ)は、各チャンネル
の反射音生成回路116,118゜120.122内に
設けられたRAM (後述する第23図のパラメータメ
モリ16o)に一旦転送され、このRAMに保持された
反射音パラメータに基づき、反射音生成回路116,1
18゜120.122で各チャンネルごとに演奏信号の
反射音が生成される。RAMに保持された反射音パラメ
ータは、ワイヤレスリモコン76の操作により微調整が
可能であり、これにより残響感を自分の好みに応じて変
更することができる。Also, the reflected sound parameters of each channel read out (
delay time data and gain data) are once transferred to the RAM (parameter memory 16o in FIG. 23, which will be described later) provided in the reflected sound generation circuits 116, 118, 120, and 122 of each channel, and are held in this RAM. Based on the reflected sound parameters, the reflected sound generation circuit 116,1
Reflected sound of the performance signal is generated for each channel at 18°120.122. The reflected sound parameters held in the RAM can be finely adjusted by operating the wireless remote controller 76, and thereby the reverberation feeling can be changed according to one's preference.
ところで、反射音生成回路116,118゜120.1
22は、それらの入力信号(演奏信号)を遅延した信号
の重ね合せ(たたみ込み演F[>により反射音信号を生
成することができる。このたたみ込み演算による反射音
生成について以下説明する。By the way, the reflected sound generation circuit 116, 118°120.1
22 can generate a reflected sound signal by superimposing (convolution operation F[>) signals obtained by delaying these input signals (performance signals).Reflection sound generation by this convolution operation will be explained below.
たたみ込み演算による反射音生成は、前記第18図に示
した各チャンネルの反射音パラメータ列に基づき、演奏
信号から種々の時間遅れと振幅レベルを持つ信号を作り
、それらを重ね合せるものである。すなわち、1つのチ
ャンネルについて説明すると、そのチャンネルで利用す
べき反射音パラメータ列が、第21図に示すように演奏
信号(直接音)を基準として、遅れ時間τ、(+−1゜
■
2、・・・、n)とゲイン(振幅レベル)giのパラメ
ータの組み合せで構成さ、れているとすると、第22図
に示すように、マルチタップを有するディレィメモリ1
63を用いて、遅れ時間τ・に対応する各タップからそ
れぞれ遅延信号を取り出して、振幅調整器152−1乃
至152−nでゲインq、をそれぞれ付与して、加算器
153で合成すす
る。これにより、加算器153からは、X −Σ X
・ ・gi (3)out 1
i=1
なる反射音信号が出力される。Reflected sound generation by convolution calculation involves creating signals with various time delays and amplitude levels from the performance signal based on the reflected sound parameter string of each channel shown in FIG. 18, and superimposing them. That is, to explain one channel, the reflected sound parameter sequence to be used in that channel is determined by the delay time τ, (+-1°■ 2, ..., n) and gain (amplitude level) gi, as shown in FIG.
63, delay signals are taken out from each tap corresponding to the delay time τ·, gain q is applied to them by amplitude adjusters 152-1 to 152-n, and the signals are combined by an adder 153. As a result, from the adder 153, X −Σ
・・gi (3) out 1 i=1 A reflected sound signal is output.
第22図の反射音生成回路116(118゜120.1
22も同じ)の具体例を第23図に示す。Reflected sound generation circuit 116 (118°120.1
22) is shown in FIG. 23.
なお、ディレィメモリ163の構成については、アナロ
グ信号の場合はBBDやCOD等の電荷転送素子を用い
たもの、ディジタル信号の場合はシフトレジスタあるい
はRAMを用いてプログラム制御したディジタルメモリ
等を用いることができるが、以下の実施例では構成的に
自由度が大きく、パラメータ(遅延時間およびゲイン)
の設定、変更が容易なRAMを用いた場合について説明
する。Regarding the configuration of the delay memory 163, in the case of analog signals, it is possible to use a charge transfer element such as BBD or COD, and in the case of digital signals, it is possible to use a digital memory that is program-controlled using a shift register or RAM. However, in the following example, there is a large degree of freedom in terms of configuration, and the parameters (delay time and gain)
A case will be explained in which a RAM is used, which is easy to set and change.
第23図において、パラメータメモリ(RAM>160
は、ワイヤレスリモコン76の操作によりメモリROM
126 (第20図)から読み出された反射音パラメー
タのうち、該当するチャンネル(反射音生成回路116
であれば前方左チャンネル)の反射音パラメータを各ア
ドレスに記憶する。In FIG. 23, parameter memory (RAM>160
is stored in the memory ROM by operating the wireless remote controller 76.
126 (Figure 20), the corresponding channel (reflected sound generation circuit 116)
If so, the reflected sound parameters of the front left channel) are stored in each address.
記憶された反射音パラメータを下表に示す。The stored reflected sound parameters are shown in the table below.
なお、この表でτ。は入力信号の1サンプリング周期を
示すものである。したがって遅延時間デ−タ□、□、・
・・(整数値)は、遅延τ0 τ0
時間τ1.τ2.・・・に対応するサンプルの位置を(
すなわちいくつ前のサンプルかを)示ずものどなる。In addition, in this table, τ. indicates one sampling period of the input signal. Therefore, the delay time data □, □, ・
...(integer value) is delay τ0 τ0 time τ1. τ2. The position of the sample corresponding to (
(i.e., how many previous samples) it yells.
データメモリ(ディレィメモリ)163はRAMで構成
され、前記ディジタルフィルタ108.110,112
,114 (第20図)から出力されるディジタル化さ
れた演奏信号が順次書込まれるとともに、パラメータメ
モリに記憶された遅延時間データ
rl °1
□、□、・・・に対応した位置の遅延デー70 ′
0
夕が読み出される。A data memory (delay memory) 163 is composed of a RAM, and is connected to the digital filters 108, 110, 112.
, 114 (Fig. 20) are sequentially written, and the delay data at positions corresponding to the delay time data rl °1 □, □, . . . stored in the parameter memory are sequentially written. 70′
0 Yu is read out.
カウンタ164はデータメモリ163において書込みを
行なう現アドレスを指示するもので、入力信号の1サン
プル周期ごとにインクリメントされていく。The counter 164 indicates the current address to be written in the data memory 163, and is incremented every sample period of the input signal.
カウンタ165はパラメータメモリの読出しアドレスを
指定するもので、入力信号の1サンプル周期内でOから
nまでカウントアツプして遅延時間データおよびゲイン
データの各パラメータを読出す。The counter 165 specifies the read address of the parameter memory, and counts up from O to n within one sample period of the input signal to read each parameter of delay time data and gain data.
マルチプレクサ166はパラメータメモリ160に加え
るアドレス指令をパラメータコントローラ162からの
占込みアドレスあるいはカウンタ165からの読出しア
ドレスのいずれかに切替えるものである。The multiplexer 166 switches the address command applied to the parameter memory 160 to either an input address from the parameter controller 162 or a read address from the counter 165.
引算器167はカウンタ164からの現アドレスとパラ
メータメモリ160からの遅延時間データを引算した値
をデータメモリ163のアドレス指令として出力するも
のである。データメモリ163は、パラメータメモリ1
60の読出しアドレスがOのとき(すなわち遅延時間デ
ータ、ゲインデータともOが読出されているとき)は書
込みモードに切替えられるため、このとき引算器167
の出力(すなわちカウンタ164からの現アドレス)は
書込みアドレス指令としてデータメモリ163に加わる
。また、データメモリ163は、パラメータメモリ16
0の読出しアドレスが0以外のときは読出しモードに切
替えられるため、このとき引算器167の出力(すなわ
ち現アドレスに対して遅延時間データに相当する距11
111れたアドレス)は読出しアドレス指令として゛デ
ータメモリ163に加わる。The subtracter 167 outputs a value obtained by subtracting the current address from the counter 164 and the delay time data from the parameter memory 160 as an address command for the data memory 163. The data memory 163 is the parameter memory 1
When the read address of 60 is O (that is, when both delay time data and gain data are read as O), the mode is switched to the write mode, so at this time the subtracter 167
The output of (ie, the current address from counter 164) is applied to data memory 163 as a write address command. Further, the data memory 163 includes the parameter memory 16
When the read address of 0 is other than 0, the mode is switched to read mode.
111 address) is added to the data memory 163 as a read address command.
乗算器168はデータメモリ163から読出された遅延
信号にそのときパラメータメモリ160から読出されて
いる対応するゲインデータを付与するものである。Multiplier 168 provides the delayed signal read from data memory 163 with corresponding gain data currently read from parameter memory 160.
アキュムレータ169は乗算器168から出力される遅
延信号をレジスタ175と加算器170で素環(たたみ
込み演算)して、前記第(3)式に示した反射音信号を
作成するものである。アキュムレータ169で作成され
た反射音信号はその後D/A変換器124(第20図)
でD/A変換されて出力される。なお、アンド回路17
1は、反射音信号が作成されるごとに信号C3によりそ
れまでの累算データを遮断して、累算値をOにリセット
するものである。The accumulator 169 performs an elemental ring (convolution operation) on the delayed signal output from the multiplier 168 using a register 175 and an adder 170 to create the reflected sound signal shown in equation (3) above. The reflected sound signal created by the accumulator 169 is then transferred to the D/A converter 124 (FIG. 20).
It is D/A converted and output. In addition, the AND circuit 17
No. 1 is such that every time a reflected sound signal is created, the accumulated data up to that point is interrupted by the signal C3, and the accumulated value is reset to O.
タイミングコントローラ172は上記の各回路を動作さ
せるための各タイミング信号01〜C5を作成するため
のものである。The timing controller 172 is for creating each timing signal 01-C5 for operating each of the above-mentioned circuits.
次に第23図の装置の動作について明する。Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 23 will be explained.
(1)反射音パラメータの設定
はじめに、ワイヤレスリモコン76の操作により、再現
しようとするホールを選択する。これにより、メモリ1
26(第20図)からは該当するホールの反射音パラメ
ータτ 〜τ 、01〜n
goが読み出され、パラメータメモリ160に書ぎ込ま
れる。書き込まれた反射音パラメータτ1〜τ 、Q1
〜C+oは、ワイヤレスリモコン76の操作により調整
が可能である。(1) Setting reflected sound parameters First, the hole to be reproduced is selected by operating the wireless remote controller 76. As a result, memory 1
26 (FIG. 20), the reflected sound parameters τ to τ, 01 to ngo of the corresponding hall are read out and written into the parameter memory 160. Written reflected sound parameters τ1~τ, Q1
~C+o can be adjusted by operating the wireless remote controller 76.
この書込みおよび調整を行なうときは、パラメータメモ
リ160は書込みモードに切替えられ、マルチプレクサ
166はパラメータアドレス166側に切替えられてい
る。When performing this writing and adjustment, the parameter memory 160 is switched to the write mode and the multiplexer 166 is switched to the parameter address 166 side.
(2)残響信号の作成
パラメータの設定が終わったら、パラメータメモリ16
0を読み出しモードに切替え、マルチプレクサ166を
カウンター65側に切替え、データメモリ163に入力
信号(マイクロホンの収音信号)を供給して反射音信号
の作成を行なう。(2) After setting the reverberation signal creation parameters, set the parameters in the parameter memory 16.
0 is switched to the read mode, the multiplexer 166 is switched to the counter 65 side, and an input signal (a microphone pickup signal) is supplied to the data memory 163 to create a reflected sound signal.
反射音信号の作成は入力信号の1サンプリング周期を1
単位として、その中で■データメモリ163への入力信
号の書込み■データメモリ163から設定された各遅延
時間τ1〜τ。に対応した遅延信号の読み出し■読み出
された各遅延信号に対する重み付け(g1〜qn)■累
算を行なって反射音信号を作成する。各々の工程につい
て第24図のタイムヂャ−1−を参照して説明する。To create a reflected sound signal, one sampling period of the input signal is
As a unit, among them: (1) writing an input signal to the data memory 163; and (2) each delay time τ1 to τ set from the data memory 163. 2. Reading out the delayed signal corresponding to 2) Weighting (g1 to qn) for each of the read delayed signals 2. Performing accumulation to create a reflected sound signal. Each step will be explained with reference to timer 1 in FIG. 24.
■ データメモリ163への入力信号の書込みクロック
C1の立上りでクロックC4がローレベルとなってカウ
ンタ165はクリアされる。したがって、パラメータメ
モリ160はアドレスOが指定され、遅延時間データ、
ゲインデータとも「0]が読み出される。そして、次の
クロックC5の立上りでクロックC2も立上りデータメ
モリ163は書込み状態となる。このとき、パラメータ
メモリ160からの遅延時間データは上述のようにrO
Jであるから、引算器167の出力はカウンタ164の
出力そのものであり、データメモリ163におけるこの
カウンタ164の出力の示すアドレスに入力信号が書込
まれる。(2) Writing of input signal to data memory 163 At the rising edge of clock C1, clock C4 becomes low level and counter 165 is cleared. Therefore, the parameter memory 160 is designated with address O, and the delay time data,
"0" is read out for both the gain data. Then, at the next rising edge of the clock C5, the clock C2 also rises, and the data memory 163 enters the write state. At this time, the delay time data from the parameter memory 160 is read out as rO as described above.
J, the output of the subtracter 167 is the output of the counter 164 itself, and the input signal is written to the address indicated by the output of the counter 164 in the data memory 163.
■ データメモリ163からの遅延信号の読出しデータ
メモリ163への占込みが終了すると、データメモリ1
63は読み出しモードとなる。クロックC5は11ナン
ブリング周期内に前記の書込みの1回と、読み出しのn
回の合わせてn+i回立上る。カウンタ165はこのク
ロックC5をカウントして、そのカウント値をパラメー
タメモリ160に加えて遅延時間データとゲインデータ
の各パラメータτ 〜τ 、 g1〜goを読み出す。■ Reading the delayed signal from the data memory 163 When the data memory 163 has been occupied, the data memory 163
63 is in read mode. Clock C5 performs the above writing once and reading n times within 11 numbering periods.
It rises a total of n+i times. The counter 165 counts this clock C5, adds the count value to the parameter memory 160, and reads each parameter τ to τ and g1 to go of delay time data and gain data.
n
例えば、カウンタ165のカウンタ値が「1」のときは
、パラメータメモリ160のアドレス1から遅延時間デ
ータ□およびゲインデータO
Qlが読み出される。更に、順次アドレス2からτ2
τnとg2.・・・アド
レスnから
τ0 τ0とg。がそれ
ぞれ読み出される。For example, when the counter value of the counter 165 is "1", the delay time data □ and the gain data OQl are read from address 1 of the parameter memory 160. Furthermore, sequentially from address 2 to τ2
τn and g2. ...from address n to τ0 τ0 and g. are read out respectively.
パラメータメモリ160から読み出された遅延時間デー
タは引算器167でカウンタ164のカウント値と引算
され、引算器167からはカウンタ164のカウント値
すなわら現アドレスを基準として遅延時間データの示す
距離だけ手前のアドレスが出力され、データメモリ16
3から対応するアドレスに記憶されている遅延信号×1
〜x。The delay time data read from the parameter memory 160 is subtracted from the count value of the counter 164 by a subtracter 167, and the subtracter 167 outputs the count value of the counter 164, that is, the delay time data based on the current address. The address before the indicated distance is output, and the address is stored in the data memory 16.
Delay signal stored in the corresponding address from 3 x 1
~x.
が読み出される。is read out.
■ 重み付は
データメモリ163から読み出された遅延信号は、乗1
器168において、パラメータメモリ160から読み出
された各対応するゲインデータg1〜goを付与される
。■ Weighting is such that the delayed signal read from the data memory 163 is multiplied by 1
In the device 168, each corresponding gain data g1 to go read out from the parameter memory 160 is provided.
■ 累 算
反射音信号は、カウンタ165のカウント値が「1」か
らrnJまで変化する間に乗算器168から出力される
データG ” X 1〜’n nl ・Xを
累算して得られる。この累算を行なうため、アキュムレ
ータ169は、カウンタ165のカウント値が「1」の
ときクロックC3が立下がって、前の累算値がリセット
される。すなわち、カウンタ165が「1」のときアン
ド回路171はオフとなって、加算器170の出力は乗
算器168の出力Q ” X 1のみの値となりレジ
スター75に保持される。次のクロックC5のタイミン
グでレジスタ175はQ −X、を出力し、加算器1
70で次のデータg −x に加算されて、レジス
タ175の値が書き替えられる・・・という具合に順次
加算(累算)をくり返し、0項加算してΣQ、・X、が
得られたところで、この値を反射i=1
音信号として出力する。(2) The accumulated reflected sound signal is obtained by accumulating the data G''X1 to 'nnl.X output from the multiplier 168 while the count value of the counter 165 changes from "1" to rnJ. To perform this accumulation, when the count value of the counter 165 is "1", the clock C3 falls and the previous accumulated value of the accumulator 169 is reset. That is, when the counter 165 is "1", the AND circuit 171 is turned off, and the output of the adder 170 becomes the value of only the output Q''X1 of the multiplier 168 and is held in the register 75. At the timing, the register 175 outputs Q −X, and the adder 1
At 70, it is added to the next data g -x, and the value of register 175 is rewritten.Thus, the addition (accumulation) is repeated in sequence, and 0 terms are added to obtain ΣQ, ·X. By the way, this value is output as a reflection i=1 sound signal.
以上の動作によって、入力信号(演奏信号)のサンプリ
ング周期ごとにその反射音信号が生成される。 なお、
上記の説明では複数チャンネルある反射音信号のうち1
つのチャンネルについてのみ示したが、他のチャンネル
の反射音信号も同様の構成で生成することができる。Through the above operations, a reflected sound signal is generated for each sampling period of the input signal (performance signal). In addition,
In the above explanation, one of the multiple channels of reflected sound signals
Although only one channel is shown, reflected sound signals of other channels can be generated with a similar configuration.
トコロチ、メ−EIJ (ROM)126 (第20図
)からパラメータメモリ(RAM)160 (第23図
)に成るボールの反射音パラメータを読み出した後、こ
れをワイヤレスリモコン76で調整することによって、
反射特性を変更することができる。After reading out the reflected sound parameters of the ball from the parameter memory (RAM) 160 (Fig. 23) from the EIJ (ROM) 126 (Fig. 20), the parameters can be adjusted using the wireless remote control 76.
Reflection properties can be changed.
調整の内容としては、例えば次のものがある。Examples of adjustments include the following:
第25図は、前記第18図に示した各チャンネルの反射
音パラメータのうち、スピーカ1.2のものについて遅
延時間の値に係数を掛けて、相対的に遅延時間を拡大ま
たは縮少したものである。Figure 25 shows the delay time for speaker 1.2 among the reflected sound parameters of each channel shown in Figure 18, multiplied by a coefficient to relatively expand or reduce the delay time. It is.
これは、再現しようとするホールの広さく5IZE)を
可変することに相当し、大さく≧係数(〉1)を掛けて
遅延時間を長くすればホールが広がった感じがし、小さ
な係数(〈1)を掛けて遅延時間を短くすればホールが
狭くなった感じがする。This corresponds to varying the width of the hole to be reproduced (5IZE), and if you multiply the delay time by a large ≧ coefficient (>1), the hole will feel wider, and a small coefficient ( If you multiply 1) and shorten the delay time, the hole will feel narrower.
このようにして、ホールの広がり感を0.0〜3.0倍
程度(メモリ8母の増加により、任意の倍数まで可能で
ある。)ill整することができる。In this way, the feeling of expansion of the hole can be adjusted to approximately 0.0 to 3.0 times (by increasing the number of memory 8s, it is possible to increase it to any multiple).
第26図は、反射音パラメータ列のゲイン(反射音の振
幅レベルに相当)の傾斜を可変したものであり、これに
よりライブ感(LIVENESS)が可変される。すな
わち、ゲインの傾斜を急峻にすればデッドな特性となり
、ゆるやかにすればライブな特性となる。これは、近れ
時間の大ぎい反射音はどレベルを大ぎくまたは小さくし
ていくことにより実現される。また、反射音パラメータ
列の遅延時間ゲインあるいはこれら双方を周期的に変化
させることもできる。例えば、正弦波状低周波信号で各
パラメータ値を揺さぶってやると、再現される音響空間
は聴感上空間的明瞭度がぼやけてくる(DIF「tlS
ION)感じとなり、特殊な音響効果を得ることも可能
どなる。In FIG. 26, the slope of the gain (corresponding to the amplitude level of the reflected sound) of the reflected sound parameter sequence is varied, and the live feeling (LIVENESS) is thereby varied. That is, if the gain slope is made steep, it will give a dead characteristic, and if it is made gentle, it will give a live characteristic. This is achieved by increasing or decreasing the level of the nearby reflected sound. It is also possible to periodically change the delay time gain of the reflected sound parameter sequence or both of them. For example, when each parameter value is varied using a sinusoidal low-frequency signal, the spatial clarity of the reproduced acoustic space becomes blurred (DIF "tlS").
ION), and it is also possible to obtain special sound effects.
ここでスピーカとマイクロホンの他の配置例について説
明する。Here, another example of arrangement of speakers and microphones will be explained.
■ 第27図の配置
第27図は、スピーカ4個、マイクロホン4個の配置列
である。すなわち、スピーカ56゜58.60.62は
部屋80の天井の四隅に配置され、マイクロホン82.
83,84.85は天井の各スピーカ56.58.60
.62の中間位置にそれぞれ配置されている。各マイク
ロホン82.83.84.85は隣接するスピーカ56
.5B、60.62から等距離の離れた位置にあるので
、ハウリングは起きに(くなっている。また、マイクロ
ホン82,83゜84.85は天井壁面に取り付けた状
態とし、マイクロホン入力の周波数特性が平1■になる
ように配置されている。■ Arrangement in FIG. 27 FIG. 27 shows an arrangement row of four speakers and four microphones. That is, the speakers 56.58.60.62 are placed at the four corners of the ceiling of the room 80, and the microphones 82.62.
83, 84.85 are each ceiling speaker 56.58.60
.. 62, respectively. Each microphone 82, 83, 84, 85 has an adjacent speaker 56
.. Since the microphones 82, 83 and 84.85 are located at the same distance from 5B and 60.62, howling is not likely to occur.In addition, the microphones 82, 83 and 84.85 are mounted on the ceiling wall, and the frequency characteristics of the microphone input are as follows. is arranged so that it is equal to 1■.
■ 第28図の配置
第28図は、マイクロホン82,83,84゜85を部
屋80の床部四隅に配置したちのである。この配置では
、マイク収音点の音圧が、全周波数帯域に亘って最も大
きく、周波数特性が平坦である。また、スピーカ56,
58.60゜62からの直接の音の放射の影響は少なく
、ハウリングマージンも大きい。■ Arrangement in FIG. 28 In FIG. 28, microphones 82, 83, 84° 85 are arranged at the four corners of the floor of a room 80. In this arrangement, the sound pressure at the microphone pickup point is the highest over the entire frequency band, and the frequency characteristics are flat. In addition, the speaker 56,
The influence of direct sound radiation from 58.60°62 is small and the howling margin is large.
■ 第29図の配置
第29図は、4木の指向性マイクロホン82゜83.8
4.85を天井四隅付近において楽器音源方向(部屋8
0の中央方向)に向け1配置したものである。マイクロ
ホン82,83゜84.85は、スビー゛力56,58
.60゜62の放射軸線に近い位置に配置されているが
、指向性が強く、かつスピーカ56,58,60゜62
を背にしているので、スピーカ56.58゜60.62
からの音は収音せず、ハウリングマージンが格段に増大
する。■ Arrangement in Figure 29 Figure 29 shows four directional microphones 82°83.8
4.85 near the four corners of the ceiling in the direction of the instrument sound source (room 8
0 center direction). Microphones 82, 83° 84.85 have a loudness of 56, 58
.. Although it is located close to the radiation axis of 60°62, it has strong directivity, and the speakers 56, 58, 60°62
Since I have my back to the speaker, the speaker is 56.58°60.62
No sound is picked up, and the howling margin increases significantly.
〔実施例2〕
第30図の実施例は、マイクロボン82.83゜84.
85の収音信号を個々に信号処理したものである。すな
わち、各マイクロホン82,83゜84.85の収音信
号は、入力ボリウム140〜143、ローパスフィルタ
およびサンプルホールド回路144〜147を介してA
/D変換器148〜151でA/D変換される。A/D
変換された各チャンネルの信号は、ディジタルフィルタ
108,110,112.114にそれぞれ入力され、
以後前記第20図の実施例と同様にして反射音が生成さ
れる。このようにすると、各マイク収音信号が独立であ
るので、室内で楽器の方向感等もコントロールすること
ができる。特に指向性がある音源に対しては、演奏する
位置において、より自然なホール感を再現することがで
きる。[Example 2] In the example shown in FIG. 30, microbons 82.83°84.
85 collected sound signals are individually processed. That is, the sound signals from each of the microphones 82, 83, 84.85 are input to A via input volumes 140 to 143, low pass filters and sample and hold circuits 144 to 147.
A/D conversion is performed by /D converters 148 to 151. A/D
The converted signals of each channel are input to digital filters 108, 110, 112, and 114, respectively.
Thereafter, reflected sound is generated in the same manner as in the embodiment shown in FIG. 20 above. In this way, since each microphone pickup signal is independent, it is also possible to control the sense of direction of the musical instrument indoors. Particularly for directional sound sources, a more natural hall feeling can be reproduced at the playing position.
なお、この場合、スピーカおよびマイクロホンの配置と
して、前記第29図の配置を用いれば、各スピーカ方向
上で収音し、そのスピーカから再生するため、音の指向
特性の信号処理が容易になる。In this case, if the arrangement of the speakers and microphones shown in FIG. 29 is used, the sound is collected in each direction of the speakers and reproduced from the speakers, which facilitates signal processing of the directional characteristics of the sound.
〔実施例3〕
ところで、この発明の反射音パラメータによる反射音生
成では、ホール等の反射音を忠実に再現しようとすると
、反射音の持続時間に応じたメモリ容Rを必要とするの
で、長い残響時間を得ようとすると、メモリ8聞が膨大
なものになってしまう。[Embodiment 3] By the way, in the reflected sound generation using the reflected sound parameters of the present invention, in order to faithfully reproduce the reflected sound from a hall, etc., a memory capacity R corresponding to the duration of the reflected sound is required, so it takes a long time. If you try to measure the reverberation time, the memory will become enormous.
第31図の実施例はこの問題を解決して、少ないメモリ
8聞で長い残響時間が得られるようにしたものである。The embodiment shown in FIG. 31 solves this problem and allows a long reverberation time to be obtained with a small memory of 8 memories.
すなわち、初期反射音は前述した反射音パラメータによ
る反射音生成過程で1本1本個別に生成し、はとんど拡
散化してきてしまう中期〜後期反射音についてはくし形
フィルタやオールパスフィルタ等単純なくり返しループ
で構成できる残響付加装置を利用して残響音生成過程で
生成するようにしている。In other words, the early reflected sound is generated individually one by one in the reflected sound generation process using the reflected sound parameters mentioned above, and for the middle to late reflected sound, which is mostly diffused, simple filters such as comb filters and all-pass filters are used. The reverberation sound is generated in the process of generating reverberant sound by using a reverberation adding device that can be configured with a repeating loop.
第31図において、反射音生成回路116゜118.1
20.122は前記第20図や第30図の各実施例にお
いて用いたものと同様に構成され、各チャンネル入力信
号からその初期反射音を生成する。また、残響音生成回
路186,188゜190.192はくし形フィルタや
オールバスフィルタ等で構成され、各チャンネル入力信
号または反射音生成回路116,118,120゜12
2の出力信号からその中期〜後期反射音を生成する。こ
れら反射音生成回路116,118゜120.122お
よび残響音生成回路186゜188.190.192の
出力信号は、各チャンネルごとに合成され、前記実施例
と同様の信号処理を経て、各スピーカ56,58,60
.62に供給される。In FIG. 31, the reflected sound generation circuit 116°118.1
20 and 122 are constructed similarly to those used in the embodiments shown in FIGS. 20 and 30, and generate early reflected sounds from each channel input signal. In addition, the reverberation sound generation circuits 186, 188°190.192 are composed of comb filters, all-bus filters, etc., and each channel input signal or reflected sound generation circuit 116, 118, 120°12
The middle to late reflection sound is generated from the output signal of No. 2. The output signals of the reflected sound generation circuits 116, 118゜120.122 and the reverberant sound generation circuit 186゜188.190.192 are synthesized for each channel, and through the same signal processing as in the previous embodiment, are output to each speaker 56. ,58,60
.. 62.
第31図の実施例で得られる反射音特性(インパルスを
入力した場合の1つ1つのチャンネルの出力信号)の−
例を第32図に示す。初期反射音部分は反射音生成回路
116(118,120゜122)で得られ、中期〜後
期反射部分は残響音生成回路186(188,190,
192)で得られている。The reflected sound characteristics (output signal of each channel when an impulse is input) obtained in the example of FIG.
An example is shown in FIG. The early reflected sound part is obtained by the reflected sound generation circuit 116 (118, 120° 122), and the middle to late reflected sound part is obtained by the reverberant sound generation circuit 186 (188, 190,
192).
なお、反射音生成回路116,118,120゜122
のメモリ容ωが許せば、反射音生成回路116.118
,120,122で初期〜中期反射部分を受は持ち、残
W音生成回路186゜188.190.192で後期反
射部分を受は持つようにすることもできる。Note that the reflected sound generation circuits 116, 118, 120° 122
If the memory capacity ω allows, the reflected sound generation circuit 116.118
, 120, 122 may have early to middle reflection portions, and the residual W sound generation circuit 186, 188, 190, and 192 may have late reflection portions.
また、反射音生成回路116,118,120゜122
の受持領域と残W音生成回路186゜188.190,
192の受持領域を完全に分断する必要はなく、つなぎ
の部分でオーバーラツプさせるようにしてもよい。In addition, reflected sound generation circuits 116, 118, 120° 122
The supporting area and the residual W sound generation circuit 186°188.190,
It is not necessary to completely divide the 192 receiving areas, and they may be overlapped at a joint.
反射音生成回路116(118,120゜122と残響
音生成回路186 (188,190゜192)の具体
例を第33図に示す。Specific examples of the reflected sound generation circuit 116 (118, 120° 122) and the reverberant sound generation circuit 186 (188, 190° 192) are shown in FIG.
反射音生成回路116は、前記第22図に示したものと
同様に構成されるもので、マルチタイプを有するディレ
ィメモリ163を用いて、遅れ時間τiに対応する各タ
ップからそれぞれ遅延信号を取り出して、振幅調整器1
52−1乃至152−nでゲインg1をそれぞれ付与し
て、加算器153で合成する。これにより、加算器15
3からは、
X =Σ xi−gi
ut
i=1
4rる反射音信号が出力さされる。The reflected sound generation circuit 116 has the same configuration as that shown in FIG. 22, and uses a multi-type delay memory 163 to take out delayed signals from each tap corresponding to the delay time τi. , amplitude adjuster 1
A gain g1 is applied to each of the signals 52-1 to 152-n, and the adder 153 synthesizes them. As a result, the adder 15
3 outputs a reflected sound signal as follows.
ディレィメモリー63には、遅れ時間τnより長い遅れ
時間τXに対応するタップが設けられ、このタップから
の遅延信号が振幅調整器152−Xでゲインgxを付与
されて、残響音生成回路186に入力されている。The delay memory 63 is provided with a tap corresponding to a delay time τX longer than the delay time τn, and the delayed signal from this tap is given a gain gx by an amplitude adjuster 152-X and input to the reverberation sound generation circuit 186. has been done.
残響音生成回路186はオールパスフィルタで構成され
ている。すなわち、残響音生成回路186は、入力信号
を加算器194を介して遅延回路196に入力し、遅延
回路196の出力をアンプ198(ゲイン1−02)を
介して加算器194に帰還している。加算器194の出
力はアンプ200(ゲイン−〇)を介して加算器202
で遅延回路196の出力と加算される。このようにして
、加算器194からは残響信号が出力される。The reverberation sound generation circuit 186 is composed of an all-pass filter. That is, the reverberation sound generation circuit 186 inputs the input signal to the delay circuit 196 via the adder 194, and feeds back the output of the delay circuit 196 to the adder 194 via the amplifier 198 (gain 1-02). . The output of the adder 194 is sent to the adder 202 via the amplifier 200 (gain -〇).
is added to the output of the delay circuit 196. In this way, the adder 194 outputs a reverberation signal.
反射音生成回路116から出力される反射音信号を残響
音生成回路186から出力される残響音信号は加算器2
04で加算されて出力される。反射音生成回路116か
らは遅れ時間がτ1〜τnまでの反射音が出力され、残
響音生成回路186からは遅れ時間がτnよりも遅いτ
X以後の残響音が出力されるので、加算器204からは
両者をつないだ一連の長い反射信号が出力される。The reflected sound signal output from the reflected sound generation circuit 116 and the reverberation sound signal output from the reverberation sound generation circuit 186 are sent to the adder 2.
04 and output. The reflected sound generation circuit 116 outputs reflected sounds with delay times τ1 to τn, and the reverberant sound generation circuit 186 outputs reflected sounds with delay times τ slower than τn.
Since the reverberant sound after X is output, the adder 204 outputs a series of long reflection signals that connect the two.
第34図は、第31図の実施例において反射の持続時間
を拡大して(第32図の場合に比べて約2倍にしている
。)、ホールの広さく5IZE)を拡大した印象が得ら
れるようにしたものである。Figure 34 gives the impression that the duration of the reflection has been expanded in the example of Figure 31 (approximately twice as long as in the case of Figure 32), and the width of the hole (5IZE) has been expanded. It was designed so that
これは、反射音生成回路116,118,120゜12
2における遅延時間のパラメータおよび残響音生成回路
186,188,190,192における遅延時間のパ
ラメータに係数(〜2)を掛けることにより得られる。This is reflected sound generation circuit 116, 118, 120°12
2 and the delay time parameters in the reverberation sound generation circuits 186, 188, 190, and 192 are multiplied by a coefficient (~2).
〔実施例4〕
第35図の実施例は、各チ17ンネルごとに反射音を生
成する以前に残51をまとめて付与するようにしたもの
である。[Embodiment 4] In the embodiment shown in FIG. 35, the remaining sound 51 is applied all at once before the reflected sound is generated for each channel 17.
すなわち、ミキシングされたマイク収音信号は、A/D
変換器106で△/D変換された後残響音生成回路21
0でまとめて残響音が付与され、その後ディジタルフィ
ルタ108,110,112゜114を介して、反射音
生成回路116,118゜120.122に入力されて
、各チャンネルごとに反射音が生成される。このような
構成によれば各チャンネルごとに残響音生成回路を用意
しなくてすむので、構成が簡略化される。In other words, the mixed microphone sound signal is A/D
After Δ/D conversion by the converter 106, the reverberant sound generation circuit 21
Reverberation sound is added to all the signals at 0, and then input to reflected sound generation circuits 116, 118° 120, 122 via digital filters 108, 110, 112° 114, and reflected sounds are generated for each channel. . With such a configuration, it is not necessary to prepare a reverberation sound generation circuit for each channel, so the configuration is simplified.
以上説明したように、この発明によれば、ホール等の反
rJ4音データをそのホール等の仮想音源分布等から求
め、この反射音データおよび前記スピーカ配置から、そ
のボール等を再現するために各スピーカから発すべき反
射音を生成するための反射音パラメータを求め、この反
射音パラメータに基づいてマイク収音信号の反射音を生
成して前記スピーカから発するようにしたので、そのス
ピーカおよびマイクロボンが配置された部屋や試弾室等
において、大きなホール等にいるような雰囲気で楽器演
奏や歌唱を楽しみあるいは練習することができる。As explained above, according to the present invention, the anti-rJ4 sound data of a hall, etc. is obtained from the virtual sound source distribution of the hall, etc., and from this reflected sound data and the speaker arrangement, each The reflected sound parameters for generating the reflected sound to be emitted from the speaker were determined, and the reflected sound of the microphone sound signal was generated based on the reflected sound parameter and emitted from the speaker. In the rooms, test chambers, etc., you can enjoy or practice playing musical instruments or singing in an atmosphere as if you were in a large hall.
第1図は、この発明による収音再生制御装置の概念図で
ある。
第2図は、従来の音響制御装置の概念図である。
第3図は、4点法による仮想音源の測定方法を示す斜視
図である。
第4図は、第3図におけるマイクロホンの配置を示す斜
視図である。
第5図は、第4図のマイクロホンによるインパルス応答
の測定結果を示す波形図である。
第6図は、第5図の測定結果に基づく仮想音源位置の算
出方法を示す図である。
第7図、第8図、第9図は4点法により求められた仮想
音源分布を示す図で、第7図はX−Y平面投影図、第8
図はY−Z平面投影図、第9図はx−Z平面投影図であ
る。
第10図は、鏡像法による仮想音源測定法の原理を示す
図である。
第11図、第12図は鏡像法により求められた仮想音源
分布を示す図で、第11図はX−Y平面投影図、第12
図はY−Z平面投影図である。
第13図は、周囲8個のスピーカによる反射音再生状態
を示す平面図である。
第14図は、周囲4個のスピーカによる反射音再生状態
を示す平面図である。
第15図、第16図、第17図は、隣接するスピーカの
中間にある反射音をシュミレートするための、各スピー
カ間の音量配分を示したもので、第1.5図はC08l
llll数によるもの、第16図は線形関数によるもの
、第17図はlog関数によるものである。
第18図は、4点法による反射音測定データに基づき第
14図のスピーカ配置でその反射音をシュミレートする
場合に、各スピーカに供給すべき反射音を作成するため
に用いられる反射音パラメータ列を示す図である。
第19図は、この発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
第20図は、第19図におけるプロセッサ46の構成例
を示すブロック図である。
第21図は、第20図の反射音生成回路116゜118
.120.122において反射音生成に利用される反射
音パラメータ列を示ず図である。
第22図は、第21図の反射音パラメータを利用してた
たみ込み演算により入力信号の反射音信号を生成するよ
うに構成した第20図の反射音生成回路116(118
,120,122)を示す回路図である。
第23図は、第22図の反射音生成回路116(118
,120,122)の具体例を示すブロック図である。
第24図は、第23図の回路の動作を示すタイムチ1?
−トである。
第25図は、反射音パラメータの遅延時間に係数をかけ
てホールの広さに対する感覚を調整するようにした例を
示す反射音パラメータ列である。
第26図は、反射音パラメータ列の傾斜を変えてライブ
感を調整するようにした例を示す反射音パラメータ列で
ある。
第27図乃至第29図は、スピーカマイクロホンの他の
配置例をそれぞれ示す斜視図である。
第30図は、この発明の第2実施例を示すブロック図で
ある。
第31図は、この発明の第3実施例を示すブロック図で
ある。
第32図は、第31図の実施例で得られる反射音信号パ
ターンを示す図である。
第33図は第31図における反射音生成回路と残響音生
成回路の構成例を示すブロック図である。
第34図は、第31図の実施例においてホールの広さに
対する感覚を微調整した反射音信号パターンを示す図で
ある。
第35図は、この発明の第4実施例を示すブロック図で
ある。
46・・・プロセッサ、56.58.60.62・・・
スピーカ、80・・・部屋、81,82,83,84゜
85・・・マイクロホン、116,118,120゜1
22・・・反射音生成回路、186,188゜190.
192,210・・・残響音生成回路。
第17図
7′−ゝ\
町吋
(■
\N−−)/
第10図
〜 0
第12図
1 しX゛ツ
メ18図
第21図
はオ)
第22図
K”u穆NK)−々−tづ1−験ヘ ベーー臂−べb−
釈N 区−代一 べb−骨N に−一負。
恢
手続補正書(放)
1.事件の表示
昭和60年 特許願第101609号
2、発明の名称
収音再生1111j装置
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
(407)日本楽器製造株式会社
4、代 理 人 (郵便番号1o5)
6、補正の対象FIG. 1 is a conceptual diagram of a sound collection and reproduction control device according to the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram of a conventional sound control device. FIG. 3 is a perspective view showing a method for measuring a virtual sound source using the four-point method. FIG. 4 is a perspective view showing the arrangement of the microphones in FIG. 3. FIG. 5 is a waveform diagram showing the measurement results of the impulse response by the microphone of FIG. 4. FIG. 6 is a diagram showing a method of calculating a virtual sound source position based on the measurement results of FIG. 5. Figures 7, 8, and 9 are diagrams showing the virtual sound source distribution obtained by the four-point method, and Figure 7 is an X-Y plane projection diagram, and Figure 8 is a
The figure is a YZ plane projection view, and FIG. 9 is an xZ plane projection view. FIG. 10 is a diagram showing the principle of the virtual sound source measurement method using the mirror image method. Figures 11 and 12 are diagrams showing the virtual sound source distribution obtained by the mirror image method.
The figure is a YZ plane projection view. FIG. 13 is a plan view showing how reflected sound is reproduced by eight surrounding speakers. FIG. 14 is a plan view showing a reflected sound reproduction state by four surrounding speakers. Figures 15, 16, and 17 show the volume distribution between each speaker in order to simulate reflected sound between adjacent speakers, and Figure 1.5 shows C08l.
Figure 16 is based on a linear function, and Figure 17 is based on a log function. Figure 18 shows a reflected sound parameter string used to create the reflected sound to be supplied to each speaker when simulating the reflected sound with the speaker arrangement shown in Figure 14 based on reflected sound measurement data using the 4-point method. FIG. FIG. 19 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 20 is a block diagram showing an example of the configuration of the processor 46 in FIG. 19. Figure 21 shows the reflected sound generation circuit 116°118 of Figure 20.
.. 120.122 is a diagram that does not show a reflected sound parameter sequence used for reflected sound generation. FIG. 22 shows the reflected sound generation circuit 116 (118) of FIG. 20 configured to generate a reflected sound signal of the input signal by convolution using the reflected sound parameters of FIG.
, 120, 122). FIG. 23 shows the reflected sound generation circuit 116 (118) of FIG.
, 120, 122). FIG. 24 shows the operation of the circuit of FIG. 23 at time 1?
- It is. FIG. 25 is a reflected sound parameter sequence showing an example in which the delay time of the reflected sound parameter is multiplied by a coefficient to adjust the perception of the size of the hall. FIG. 26 is a reflected sound parameter sequence showing an example in which the live feeling is adjusted by changing the slope of the reflected sound parameter sequence. FIG. 27 to FIG. 29 are perspective views showing other examples of arrangement of speaker microphones. FIG. 30 is a block diagram showing a second embodiment of the invention. FIG. 31 is a block diagram showing a third embodiment of the invention. FIG. 32 is a diagram showing a reflected sound signal pattern obtained in the embodiment of FIG. 31. FIG. 33 is a block diagram showing a configuration example of the reflected sound generation circuit and the reverberation sound generation circuit in FIG. 31. FIG. 34 is a diagram showing a reflected sound signal pattern in which the perception of the size of the hall is finely adjusted in the embodiment of FIG. 31. FIG. 35 is a block diagram showing a fourth embodiment of the invention. 46... Processor, 56.58.60.62...
Speaker, 80... Room, 81, 82, 83, 84° 85... Microphone, 116, 118, 120° 1
22...Reflected sound generation circuit, 186, 188°190.
192,210... Reverberation sound generation circuit. Fig. 17 7'-ゝ\ 町吋(■ \N--)/ Fig. 10~ 0 Fig. 12 1. -Tzu1-Experiment Be-Be-Be-B-
Interpretation N Ward - Daiichi Beb - Bone N ni - Negative. Written amendment of procedure (release) 1. Indication of the case 1985 Patent Application No. 1016092, Name of the invention Sound collection and playback device 1111j3, Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant (407) Nippon Gakki Manufacturing Co., Ltd.4, Agent (postal code) 1o5) 6. Subject of correction
Claims (1)
、 演奏音を収音するマイク収音手段と、 音響空間における反射音のデータに基づき、前記スピー
カ再生手段から前記音響空間またはこれに類似したモデ
ル空間における反射音を再生するために、前記各スピー
カ再生手段で発すべき反射音のパラメータ(反射音パラ
メータ)をそれぞれ記憶するパラメータ記憶手段と、前
記パラメータ記憶手段に記憶された各反射音パラメータ
に基づき、前記マイク収音手段の収音信号の反射音をそ
れぞれ生成し、前記複数個のスピーカ再生手段の対応す
るものにそれぞれ供給する反射音生成手段と を具えたことを特徴とする収音再生制御装置。[Scope of Claims] A plurality of speaker reproduction means disposed around a performance position; a microphone sound collection means for collecting performance sounds; Parameter storage means for storing parameters of reflected sounds to be emitted by each of the speaker reproduction means (reflected sound parameters) in order to reproduce reflected sounds in an acoustic space or a model space similar thereto; and a parameter storage means for storing reflected sound parameters in the parameter storage means. and a reflected sound generating means that generates reflected sounds of the sound signals picked up by the microphone sound collecting means based on each of the reflected sound parameters and supplies them to corresponding ones of the plurality of speaker reproduction means. A sound collection and playback control device featuring:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60101609A JP2666058B2 (en) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | Sound pickup reproduction control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP60101609A JP2666058B2 (en) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | Sound pickup reproduction control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS61261997A true JPS61261997A (en) | 1986-11-20 |
JP2666058B2 JP2666058B2 (en) | 1997-10-22 |
Family
ID=14305137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60101609A Expired - Lifetime JP2666058B2 (en) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | Sound pickup reproduction control device |
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Country | Link |
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