JPS6155319B2 - - Google Patents

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JPS6155319B2
JPS6155319B2 JP52011165A JP1116577A JPS6155319B2 JP S6155319 B2 JPS6155319 B2 JP S6155319B2 JP 52011165 A JP52011165 A JP 52011165A JP 1116577 A JP1116577 A JP 1116577A JP S6155319 B2 JPS6155319 B2 JP S6155319B2
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JP
Japan
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signal
speaker
speakers
reproduced
arrangement
Prior art date
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JP52011165A
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English (en)
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JPS5396801A (en
Inventor
Tomofumi Nakatani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Columbia Co Ltd
Original Assignee
Nippon Columbia Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Columbia Co Ltd filed Critical Nippon Columbia Co Ltd
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  • Stereophonic System (AREA)
  • Stereo-Broadcasting Methods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は多元立体音システムの再生系におい
て、スピーカ配置の変更によつて生ずる音像定位
の劣化を改善するための多元立体信号再生装置に
関する。 従来から、多元立体信号再生装置としてスピー
カをリスナーの周りに配して、全方向より音像を
再生出来る様にしたシステムは種々提案されてい
る。この様なシステム(以下カーネルシステムと
称する)の代表的なものとして、本出願人等が、
先にJournal of the Audio Engineering Society
の第20巻5号(1972年6月号)の1頁〜15頁、
「Discrete−Matrix Multi−channel Stereo」に
於て提案した、UM理論に基づくUM信号を用い
た例について簡単に説明する。 一般に、4チヤンネル再生時のスピーカ配置
は、第1図に示す如く、正方形配置で、再生器出
力端子には左前方信号ΦLF、左後方信号ΦLB、右
前方信号ΦRF、右後方信号ΦRBが出力されてい
る。然し、一般にリスナーは、試聴室の制約等か
ら、スピーカを正しく正方形に配置することが出
来ず、リスナー1′に対し、正しく正方形配置さ
れた左右前方スピーカLF′,RF′と左右後方スピ
ーカLB′,RB′とを、実際は、1点鎖線で示す如
く、スピーカLB″,RB″,LF″,RF″を長方形配
置にして聴く場合がしばしば起こる。このような
場合には、正方形配置を想定してデコードしたも
のを長方形配置で再生するのであるから、次のよ
うな理由から正しい原音場の再生はできない。 例えば、本出願人等が先にあげた文献で、先に
提案したQMX再生を考えると、本来左前方信号
ΦLFとしてエンコードされた音像は、正方形配置
でデコードすれば完全なデスクリートと成り、左
前方スピーカLF′にのみ左前方信号ΦLFが出力さ
れる。今、第1図に示す正方形のスピーカ配置に
対して、スピーカを長方形配置に変更してリスナ
ー1′が前方スピーカLF″,RF″をみた場合の見
開き角を60゜と成せば、左前方信号ΦLFはリスナ
ー1′を通る長方形の長軸の中心線CLに対し、左
前方30゜の位置に配した左前方スピーカLF″より
放射されることとなり、本来45゜に設定した音像
が、30゜の方向に定位することになる。 また、予め長方形配置を想定してその方位角を
後述の(2)式に代入して得た信号を各スピーカより
再生しても、見開き角が60゜の場合には、後述の
定位方向の計算式より左前方にエンコードした音
は18.4゜の方向に定位し、先と同様に、正しい原
音場の再生はできない欠点を有する。 本発明は上述の欠点を除去するために、リスナ
ー1′の都合により正方形配置以外の長方形にス
ピーカを配置して受聴する場合にも、プロデユー
サーやミキサーが意図した原音場を正しく再生で
きるようなデコーダを有する多元立体信号再生装
置を提供せんとするものである。 以下、本発明の1実施例を詳記するに先だち、
本発明の原理を第2図を参照して説明する。先
づ、前提とする再生スピーカの方位角と再生音像
定位方位との関係について、種々の方法が提案さ
れているが、今、リスナー1′を囲む全周に渡つ
て第1〜第nのスピーカを配し、正面を向いたリ
スナー1′の中心線CLを基準に、反時計方向に第
1〜第nのスピーカ1〜7〜nを考えて、これら
スピーカ1〜nとリスナー1′を通る中心線CL
の成す方位角をΦ〜Φnと成し、上記n個のス
ピーカ1〜nから放音される複素信号をΦs1〜Φ
s7〜Φsoとすると、再生音像の定位方向Hは、次
の式(1)で表わされることは、Audio Engineering
Society第47回大会(1974年3月)予稿集に、B.
Bernfeldによつて“Psychoacoustics of Sound
Localization”として発表された論文に記載され
ている。即ち、定位方向Hは で与えられる。ここで、Reは実数部を示す。(1)
式に於いて、右辺で決定される定位方向Hがミキ
サーやプロデユーサーが意図した原音像の方位と
一致すれば、正しく再生されたことになる。カー
ネルシステムの代表として、UM信号を用いた場
合のデコーデング式は、スピーカの方位角をφo
とすると Pφo=TΣ+(jcosφo−sinφo)TΔ −(jcosφo+sinφo)TT −(cos2φo+jsin2φo)TQ …(2) ここで、Pφoはは方位角φoなるスピーカから再
生すでき信号であり、 として表すことが出来る。今第1図に示すように
各スピーカLF′,LB′,RF′,RB′を円周上に等角
度間隔に、即ち正方形に配置し、各スピーカにつ
いて(2)式で与えられる信号を再生するのであれば
正しい再生音像が得られる。しかしながら第3図
に示す如く長方形のスピーカLF″,LB″,RF″,
RB″配置とした場合には各スピーカが等角度間隔
でなくなるので、この時の各スピーカの方位角を
φo,π−φo,−φo,π+φoとし、このスピー
カ配置に対して各スピーカより放音すべき複素信
号を、(2)式の如く定めたのでは上述のように正し
い定位が行われない(例えば見開き角が60゜の場
合は上述のように18.4゜に定位してしまう)。 そこで本発明はこのような長方形のスピーカ配
置にした場合でも、正しい音像定位を得ようとす
るもので、正方形のスピーカ配置を変更して長方
形配置とし、従つてスピーカの方位角45゜を変更
して方位角φoとした場合に、(2)式のφoを上記方
位角φoとせずに、これとは異なるφsoとするこ
とにより各スピーカによる再生音像の定位を正し
いものとするものである。 以下本発明を詳細に説明するに、まず第3図の
ような長方形配置のスピーカLF″,LB″,RF″,
RB″より放音させる信号をΦSLF,ΦSLB,ΦSR
,ΦSRBとする。いま、各スピーカに対して(2)
式のφoをφs,π−φs,−φs,π+φsとして各
スピーカLF″,LB″,RF″,RB″より再生される
信号を求めると、 となり、各々ΦSLFはLF″、ΦSLBはLB″、ΦSRB
はRB″、ΦSRFはRF″のスピーカから放射され
る。よつて(4)式より また、(4)式の複素信号Φsoを、方位角φoのスピ
ーカより放射するので、 となる。そこで、定位条件として左前方45゜にエ
ンコードした信号で第3図の各スピーカLF″,
RF″,LB″,RB″から再生した時の定位方向が、
左前方45゜となる条件(1)式を用いて求める。 このときのエンコード信号は(3)式から T〓=1、
【式】
【式】TQ=−jであるから、 (5),(6),(7)式に代入して、 ΣΦso=4(1+jcos2φs) ΣΦso・sinφso=4√2sinφo・sinφs ΣΦso・cosφos=4√2cosφo・cosφs となるから、(1)式は tan=sinφ・sinφ/cosφ・co
sφ =1(〓=45゜(LF)) よつて、 cosφo・cosφs−sinφo・sinφs=0 ∴cos(φo+φs)=0 …(8) 今0゜<φo,φs<90゜とすれば、(8)式から φo+φs=90゜ …(9) の関係を得る。この関係式(9)は、カーネルシステ
ムであれば、音像方向がどこにあろうが常に成り
立つ。従つて、(9)式から方位φoに配置するスピ
ーカから(90゜φo)方位の信号を再生してやれ
ば、正しい方向に定位する再生音像が得られる。
ここでは、4伝送チヤンネルの場合について述べ
たが、4つのスピーカで再生する限り、4チヤン
ネル以外の2,3,5………チヤンネル伝送の場
合にも、(9)式の関係はそのまま適応される。 上述の原理に基き、正方形配置用デコーダを長
方形配置した場合に、正方形配置位置から再生信
号が放音される4チヤンネルデコーダ構成につい
て説明する。 即ち、上述の(9)式を(4)式に代入すると、 で表わされる。依つて、(10)式から任意のスピーカ
方法φo(0゜<φo<90゜)に対して、4出力か
ら成るデコーダを構成することが出来る。 第4図は本発明による具体的デコーダの系統図
を示す。第4図の例に於て、入力端子2,3,
4,5には、UMのT〓,T〓,TT,TQ信号が
加えられ、T〓信号は、零度の増巾器(移相器)
13を経て、加算器25〜28に加えられ、T〓
信号及びTQ信号は、位相反転器6及び8と、加
算器9,11に加えられ、位相反転器6,8の出
力は、加算器10,12に加えられる。TT信号
は、位相反転器7から、加算器9と10とに加え
られる。加算器10,11の出力、零度の増巾器
(移相器)15,16に加えられ、加算器9,1
2の出力は、90゜の増巾器(移相器)14,17
を経て、ポテンシヨメータ18,21に加えら
れ、増巾器15,16の出力はポテンシヨメータ
19,20に加えられる。上述のポテンシヨメー
タ18,19,20,21はそれぞれsinφo
cosφo,cos2φo,sin2φo(0<φo<π/2)用のも のである。 ポテンシヨメータ18,19,21の出力は位
相反転器22,23,24に加えられ、それ等の
出力は、加算器27と28、26と28、25と
28とに夫々加えられる。ポテンシヨメータ18
の出力は、更に、加算器25と26に、ポテンシ
ヨメータ19の出力は更に加算器25と27に、
ポテンシヨメータ21の出力は、更に加算器26
と27に、ポテンシヨメータ20の出力は、加算
器25,26,27,28に加えられる。斯して
加算器25〜28より導出した出力端子29,3
0,31,32に、補正されたΦSLF,ΦSRF,Φ
SLB,ΦSRB信号が夫々得られる。 前述した如く、正方形あるいは長方形配置を想
定したデコーダによる長方形配置再生では、明ら
かに意図したエンコード方位から再生方位がずれ
る。例としてQMX再生時に左前方45゜にエンコ
ードした音像が見開き角によつて再生音像がどの
位ずれるかを、(1)式から求め、次表に示す。
【表】 この表より明らかな如く、本発明による方式の
デコード法を用いれば、配置(φo)無関係に正
しい再生方位が得られる このことは、見開き角を60゜としたときの心理
評価実験によつても確認された。その一例を次表
に示す。
【表】 本発明は、上述の如く正方形配置で再生される
様にした信号を、正方形再生配置とは異なる、例
えば長方形配置にしても、正方形で再生配置した
と同様の音像が得られると云う効果がある。 尚、上述の実施例に於ては、デコーダとして、
UMデコーダについて述べたが、カーネルシステ
ムとしても、成り立つことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は正方形のスピーカ配置(正規の配置)
に対する一般のリスナーが通常良く用いる長方形
のスピーカ配置図、第2図はリスナーとスピーカ
との配置の関係を説明するための配置図、第3図
はデコーデインにおける再生方位φsとスピーカ
方位φoとの関係を示す図、第4図は本発明の一
例の正方形のデコーダに対し長方形にスピーカを
配置した場合の信号補正を施したデコーダの系統
図である。 図に於て、2,3,4,5は各々T〓,T〓,
T,TQの入力端子、6,7,8,22,23,
24は各々位相反転器、9,10,11,12,
25,26,27,28は各々加算器、13,1
5,16は各々0゜の増巾器(移相器)、14,
17は各々90゜の増巾器(移相器)、18,1
9,20,21は各々sinφo,cosφo,cos2φ
o,sin2φo(0φo<π/2)用ポテンシヨメー タ、29,30,31,32は各々ΦSLF,ΦSR
F,ΦSLB,ΦSRBの出力端子である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 リスナーを中心とする円周上に定位されるべ
    くエンコードされた多元立体信号を再生するに当
    り、上記円周上に複数のスピーカを配置して、各
    スピーカが再生すべき再生信号を各スピーカの方
    位角に応じて定めるカーネルシステム多元立体信
    号再生装置において、4つのスピーカを長方形に
    配置し、リスナーを通る上記4つのスピーカから
    なる長方形の中心線とリスナーから各スピーカに
    致る直線とがなす方位角をφoとし、上記方位角
    φoを90゜から差し引いて得られる角度φsを方位
    角とする長方形配置された4つのスピーカを想定
    し、この想定された4つのスピーカが再生すべ再
    生信号を、上記φoを方位角として長方形に配置
    された4つのスピーカより再生することを特徴と
    する多元立体信号再生装置。
JP1116577A 1977-02-03 1977-02-03 Multichannel stereo signal reproducer Granted JPS5396801A (en)

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