WO1999035885A1 - Dispositif de localisation d'images sonores - Google Patents

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WO1999035885A1
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image localization
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Seiji Kawano
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Sanyo Electric Co., Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00—Two-channel systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00—Two-channel systems
    • H04S1/002—Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution

Definitions

  • the present invention uses two speakers installed in front of a listener without using the sound power of the two-channel stereo surround signal, and makes the listener feel as if the sound was output from the sound power.
  • the present invention relates to a sound image localization processing device for causing a sound to be localized.
  • FIG. 6 shows a conventional sound image localization processing circuit.
  • the surround left signal SL input to the input terminal P1 is sent to the first sound image localization filter 101 and the second sound image localization filter 102, and the filter coefficients of the respective filters 101, 102 are Is performed according to.
  • the surround light signal SR input to the input terminal P 2 is sent to the third sound image localization filter 103 and the fourth sound image localization filter 104, and the filter coefficients of the filters 103 and 104 are respectively inputted. Is performed according to.
  • the characteristics of the first sound image localization filter 101 and the characteristics of the fourth sound image localization filter 104 are the same, and the characteristics of the second sound image localization filter 102 and the third sound image localization filter 100 are the same.
  • the characteristics of 3 are the same.
  • the output of the first sound image localization filter 101 and the output of the third sound image localization filter 103 are added by the adder 111 , and then output as LOUT. This output L.
  • the UT is sent to the left speaker, which is located at the front left of the listener.
  • the output of the second sound image localization filter 102 and the output of the fourth sound image localization filter 104 are added by the adder 112 and then output as R OUT.
  • This output R OUT is sent to a right speaker installed in the front right of the listener.
  • Each sound image localization filter is obtained by the following head-related transfer function. As each sound image localization filter, a FIR (Finite Impulse Response) digital filter with several hundred taps is usually used.
  • FIR Finite Impulse Response
  • the transfer function for each transfer path from each of the real speakers L, which are arranged in front of the listener 100 on the left and right, to each of the left and right ears of the listener 100 is shown.
  • H ⁇ , H LR , H R or H RR .
  • the input signal should be X and the real speaker L be used. If the output signals from R and R are L OUT and ROUT,
  • Equation (5) Eta 2 as a filter that converts the time axis, using the FIR digital filter hundreds taps.
  • the frequency characteristics of the first sound image localization filter 101 and the fourth sound image localization filter 104 in FIG. 6 correspond to ⁇ , in Equation 5, and the second sound image localization filter 102 and the third sound image localization filter 103 frequency characteristic of serving as ⁇ 2 near in the equation (5).
  • the FIR digital filter is generally realized by a digital processing device such as a DSP (Digital Signal Processor). For example, if a DSP is used for this processing, the number of processing steps required for that is almost the same as the number of taps of the FIR digital filter. Therefore, the total amount of processing is four FIR digital filters, so the processing must be four times the number of taps of the FIR digital filter. Will be.
  • DSP Digital Signal Processor
  • Fig. 8 shows an example of the frequency characteristics of a FIR digital filter used for sound image localization.
  • FIG. 9 shows a circuit that reproduces a multi-channel audio signal such as Dolby Digital or MPEG using only two channels using the sound image localization processing technology shown in FIG.
  • a multi-channel audio signal such as Dolby Digital or MPEG
  • FIG. 9 shows a circuit that reproduces a multi-channel audio signal such as Dolby Digital or MPEG using only two channels using the sound image localization processing technology shown in FIG.
  • the same components as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
  • the left signal L is added by the adder 113 and the right signal R is added by the adder 114 to the signal obtained by adjusting the gain of 13 dB to the center signal C by the multiplier 121.
  • the output of the adder 113 and the output of the adder 111 described in FIG. 6 are added by the adder 115 to obtain an output L out to the left speaker.
  • the output of the adder 114 and the output of the adder 112 described in FIG. 6 are added by the adder 116 to obtain an output Rout to the right speaker.
  • the first sound image localization processing device uses a 2-channel stereo surround signal without using surround speakers and two left and right surround signals installed in front of a listener.
  • a surround left signal is input to a sound image localization processing device for making a listener feel as if it were output from a surround speaker by using a first speaker, and a first delay unit and a first sound image.
  • a first processing circuit including a localization filter, a surround right signal is input, and a second processing circuit including a second delay unit and a second sound image localization filter, a surround left signal and a second processing circuit.
  • An adder that adds the output signal and outputs it as an audio signal to a left speaker installed in front of the listener, and adds a surround light signal and an output signal of the first processing circuit. And an adder for outputting as an audio signal to a right speaker installed in front of the listener.
  • the second sound image localization processing device uses a 2-channel stereo surround signal as if it were a surround-speech signal using two left and right speakers installed in front of a listener without using a surround speaker.
  • a sound image localization processing device for causing a listener to feel as if it were output from a sound source, a first low-pass filter to which a surround left signal is input, a second single-pass filter to which a surround right signal is input, An output signal of a first low-pass filter is input, and an output signal of a first processing circuit including a first delay unit and a first sound image localization filter, and an output signal of a second single-pass filter are input, and A second processing circuit comprising a second delay unit and a second sound image localization finoletor, the output signal of the first single-pass filter and the output signal of the second processing circuit are added.
  • An adder that outputs an audio signal to a left speaker installed in front of the listener, and an output signal of the second low-pass filter and an output signal of the first processing circuit, and adds the output signal to the front of the listener. It is characterized by including an adder that outputs as an audio signal to the right speaker installed.
  • a digital delay unit may be used as each delay unit, and each sound image localization filter may be one configured by a plurality of IIR digital filters.
  • An analog delay device may be used as each delay device, and each sound image localization filter may be one configured by a plurality of IIR digital filters.
  • a digital delay device is used as each delay device, and a plurality of sound image localization filters are used. It is also possible to use an analog filter.
  • An analog delay device may be used as each delay device, and each sound image localization filter may be one configured from a plurality of analog filters.
  • the low-pass filter a digital low-pass filter or an analog low-pass filter may be used.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a sound image localization processing circuit according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of the characteristics of the secondary IIR digital filter when a sound image localization filter having a configuration in which two secondary IIR digital filters are connected in series is used.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit that reproduces a multi-channel audio signal such as Dolby Digital or MPEG using only two channels by using the sound image localization processing technology shown in FIG.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a sound image localization processing circuit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing a circuit that reproduces a multi-channel audio signal such as Dolby Digital or MPEG using only two channels by using the sound image localization processing technology shown in FIG.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional sound image localization processing circuit.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a calculation method of a sound image localization filter using a head-related transfer function.
  • FIG. 8 is a graph showing an example of frequency characteristics of a FIR digital filter used in the sound image localization processing circuit of FIG.
  • Fig. 9 shows a circuit that reproduces multi-channel audio signals such as Dolby Digital and MPEG using only two channels, using the sound image localization processing technology shown in Fig. 6. It is a circuit diagram.
  • FIG. 1 shows the configuration of the sound image localization processing circuit.
  • the surround left signal SL input to the input terminal P 1 is sent to the first adder 1 and to the first processing circuit 10 including the delay unit 11 and the sound image localization filter 12.
  • the surround light signal SR input to the input terminal P 2 is sent to the second adder 2 and to a second processing circuit 20 including a delay unit 21 and a sound image localization filter 22.
  • the surround left signal SL and the output signal of the second processing circuit 20 are added.
  • the output signal L OUT of the first adder 1 is sent to a left speaker installed in the front left of the listener.
  • the surround light signal SR and the output signal of the first processing circuit 10 are added.
  • the output signal R OUT of the second adder 2 is sent to a right speaker installed in the front right of the listener.
  • Either a digital delay unit or an analog delay unit may be used as the delay units 11 and 21.
  • the sound image localization filter 12 and the sound image localization filter 22 have the same characteristics.
  • These sound image localization filters 12 and 22 include low-order IIR (Infinite Impulse Response) digital filters:! A combination of up to five or a combination of one to five analog filters having the same characteristics as the above IIR digital filter may be used.
  • IIR Infinite Impulse Response
  • digital delay units are used as delay units 11 and 21. It was clarified that the delay amount is preferably 3 to 15 sampling times by viewing experiments. This 3 to 15 sampling time depends on individual characteristics and listening position. Selected.
  • each of the sound image localization filters 12 and 22 has a configuration in which two second-order IIR digital filters are connected in series.
  • Figure 2 shows an example of the synthesized frequency characteristics of these secondary IIR digital filters.
  • each of the two processing circuits 10 and 20 is a sound image localization in which a delay device for 3 to 15 sampling times and 1 to 5 low-order IIR digital filters are combined. Since it is composed of filters, the processing amount is much reduced compared to the conventional example using an FIR digital filter. In addition, a low-order IIR digital filter can obtain smoother frequency characteristics than a FIR digital filter, so that a more natural tone can be obtained.
  • FIG. 3 shows a circuit for reproducing a multi-channel audio signal such as Dolby Digital or MPEG using only two channels by using the sound image localization processing technology shown in FIG.
  • the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • a third adder 3 adds a left signal L to a signal obtained by adjusting a gain of 13 dB to the center signal C by a multiplier 7 and a right signal R by a fourth adder 4.
  • the output of the third adder 3 and the output of the first adder 1 described in FIG. 1 are added by the fifth adder 5 to obtain an output Lout to the left speaker. Further, the output of the fourth adder 4 and the output of the second adder 2 described in FIG. 1 are added by the sixth adder 6 to obtain an output Rout to the right speaker.
  • FIG. 4 shows the configuration of the sound image localization processing circuit.
  • the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • a surround left signal SL input to an input terminal P 1 is sent to a first adder 1 via a first low-pass filter 30, and a delay unit 11 and a sound image localization filter 1 2 And sent to the first processing circuit 10.
  • the surround light signal SR input to the input terminal P 2 is sent to the second adder 2 via the second low-pass filter 40, and the delay unit 21 and the sound image localization filter 2 2 is sent to the second processing circuit 20 consisting of:
  • low-pass filters 30 and 40 are provided to alleviate the sense of discomfort in the high frequency range.
  • a digital low-pass filter or an analog low-pass filter may be used as the low-pass filters 30 and 40.
  • the first low-pass filter 30 includes a multiplier 31 for performing a 16-dB gain adjustment on the input signal SL and a delay device 3 for delaying the output signal of the multiplier 31 by one sampling time. 2 and an adder 33 that adds the output signal of the multiplier 31 and the output signal of the delay unit 32.
  • the second low-pass filter 40 includes a multiplier 41 that performs -6 dB gain adjustment on the input signal SR, and a delay device 4 that delays the output signal of the multiplier 41 by one sampling time. 2 and an adder 43 for adding the output signal of the multiplier 41 and the output signal of the delay unit 42.
  • FIG. 5 shows a circuit that reproduces a multi-channel audio signal such as Dolby Digital or MPEG using only two channels using the sound image localization processing technology shown in FIG.
  • a multi-channel audio signal such as Dolby Digital or MPEG
  • FIG. 5 shows a circuit that reproduces a multi-channel audio signal such as Dolby Digital or MPEG using only two channels using the sound image localization processing technology shown in FIG.
  • the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
  • the third adder 3 adds the left signal L to the signal obtained by adjusting the gain of the center signal C by 13 dB by the multiplier 7 and the right signal R by the fourth adder 4. Is added.
  • the output of the third adder 3 and the output of the first adder 1 are added by the fifth adder 5 to obtain an output L out to the left speaker.
  • the output of the fourth adder 4 and the output of the second adder 2 are added by the sixth adder 6 to obtain an output R out to the right speed.

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Description

音像定位処理装置 ぐ技術分野 >
この発明は、 2チャンネルステレオのサラゥンド信号をサラゥンドスピー力を 使用せずに、聴取者の前方に設置さ明れる 2個のスピーカを用いて、 あたかもサラ ゥンドスピー力から出力されたかのように聴取者に感じさせるための音像定位 処理装置に関する。 書 ぐ背景技術 >
図 6は、 従来の音像定位処理回路を示している。
入力端子 P 1に入力されたサラウンドレフト信号 S Lは、第 1の音像定位フィ ルタ 1 0 1および第 2の音像定位フィルタ 1 0 2に送られ、各フィルタ 1 0 1、 1 0 2のフィルタ係数に応じたフィルタ処理が行なわれる。
入力端子 P 2に入力されたサラゥンドライ ト信号 S Rは、第 3の音像定位フィ ルタ 1 0 3および第 4の音像定位フィルタ 1 0 4に送られ、各フィルタ 1 0 3、 1 0 4のフィルタ係数に応じたフィルタ処理が行なわれる。第 1の音像定位フィ ルタ 1 0 1の特性と第 4の音像定位フィルタ 1 0 4の特性とは同じであり、第 2 の音像定位フィルタ 1 0 2の特性と第 3の音像定位フィルタ 1 0 3の特性とは 同じである。
第 1の音像定位フィルタ 1 0 1の出力と第 3の音像定位フィルタ 1 0 3の出 力とは、 加算器 1 1 1で加算された後、 L OUT として出力される。 この出力 L。UTは、 聴取者の左前方に設置された左スピー力に送られる。
第 2の音像定位フィルタ 1 0 2の出力と第 4の音像定位フィルタ 1 0 4の出 力とは、 加算器 1 1 2で加算された後、 R OUT として出力される。 この出力 R OUT は、 聴取者の右前方に設置された右スピーカに送られる。 各音像定位フィルタは以下に示す頭部伝達関数により求められる。各音像定位 フィルタとしては、 通常、 数百タップの F I R ( Finite Impulse Response)ディ ジタルフィルタが用いられる。
頭部伝達関数を用いた音像定位フィルタの算出方法について説明する。
図 7に示すように、聴取者 1 0 0の前方の左右に配置した実スピーカ L、 の それぞれから、聴取者 1 0 0の左右の各耳までの伝達経路別の伝達関数を、 それ ぞれ H：^、 HLR, HRい HRRとする。 また、 音を定位させたい仮想音源位置 Pか ら聴取者 1 0 0の左右の各耳までの伝達関数を、 、 WR とする。 これらの伝 達関数はすべて周波数軸上での記述である。
実スピーカ L、 Rから音声が出力されているにも係わらず、 あたかも仮想音源 位置から音声が出力されているように聴取者に聞こえるようにするためには、入 力信号を X、 実スピーカ L、 Rからの出力信号を LOUT 、 ROUT とすると、 次式
( 1 ) が成立する必要がある。
(Η^ Η LR OUT
X = (1)
、OUTノ
したがって、 実スピーカ L、 Rから出力される信号 LOUT 、 ROUT は、 次式 （ 2) のように求められる。
, 、 HRR
Οί/Γノ 一 H RL
Figure imgf000004_0001
さらに、聴取者から見て左右対称に実スピーカ L、 Rが設置されていると仮定 すると、 左右対称の伝達関数が同一となるため、 次式 （3) 、 （4) が成立する 。 これらの同一の伝達関数を H THR 、 H CRS とおく。
HTHR = h" = il RR (3) H, CRS = HLR =HRL (4)
したがって、 上記式 （2) は、 次式 （5) のようにに書き換えることができる,
Figure imgf000005_0001
H,、 X (5)
H2
H W -H Wヽ
tl, =
tl THR— tl CBS
H " "THR― W" R— -H "CRS WL
H, = 2 2
tl THR— tl CRS
式 （5) における 、 Η2 を時間軸に変換したフィルタとして、 数百タップ の F I Rディジタルフィルタを使用する。
図 6における第 1の音像定位フィルタ 101および第 4の音像定位フィルタ 104の周波数特性が数式 5の中の Η, にあたり、第 2の音像定位フィルタ 10 2およぴ第 3の音像定位フィルタ 1 03の周波数特性が数式 5の中の Η2 にあ たる。
F I Rディジタルフィルタは、 一般的に D S P (Digital Signal Processor) などのディジタル処理装置で実現する。例えばこの処理に D S Pを用いた場合、 それに必要な処理ステップ数は、 F I Rディジタルフィルタのタップ数とほぼ同 じである。 したがって、 全体的な処理量としては、 F I Rディジタルフィルタが 4つあるため、 F I Rディジタルフィルタのタップ数の 4倍の処理が必要になる ことになる。
すなわち、ディジタル信号処理装置に 1 0 0 0以上の処理ステップを要求する ことになる。 さらに、 このような算出法で求めた F I Rディジタルフィルタは、 通常、 複雑な周波数特性を有しており、 このため、 当然ながら、 F I Rディジタ ルフィルタ処理された信号もピークディップの激しい特性となるため不自然で 違和感のある音となる。 なお、 一例として、 音像定位に用いる F I Rディジタル フィルタの周波数特性例を図 8に示す。
図 9は、 上記図 6に示す音像定位処理技術を利用して、 Dolby Digital や MPEG などのマルチチャンネルオーディォ信号を 2チャンネルだけで再生する回路を 示している。 図 9において、 図 6と同じものには同じ符号を付している。
センター信号 Cに乗算器 1 2 1で一 3 dBのゲイン調整をした信号に、加算器 1 1 3によってレフト信号 Lを加算するとともに、加算器 1 1 4によってライ ト信 号 Rを加算する。
加算器 1 1 3の出力と、 図 6で説明した加算器 1 1 1の出力とを、加算器 1 1 5によって加算して左スピーカへの出力 L out とする。 また、加算器 1 1 4の出 力と、 図 6で説明した加算器 1 1 2の出力とを、加算器 1 1 6によって加算して 右スピーカへの出力 Rout とする。
このような回路においても、処理量のほとんどがサラウンド信号の音像定位用 の F I Rディジタルフィルタの処理であり、 D S Pに大きな負担を要求すること になる。 さらに、頭部伝達関数により求めた F I Rディジタルフィルタを用いて いるため、 音色が不自然になるという問題がある。
この発明は、処理量の低減化が図れるとともに、 より自然な音色が得られるサ ラウンド信号に対する音像定位処理装置を提供することを目的とする。 <発明の開示 >
この発明による第 1の音像定位処理装置は、 2チャンネルステレオのサラウン ド信号をサラウンドスピーカを使用せずに、聴取者の前方に設置される左右 2個 のスピーカを用いて、あたかもサラウンドスピーカから出力されたかのように聴 取者に感じさせるための音像定位処理装置において、サラウンドレフト信号が入 力され、かつ第 1の遅延器およぴ第 1の音像定位フィルタからなる第 1の処理回 路、 サラウンドライ ト信号が入力され、 かつ第 2の遅延器および第 2の音像定位 フィルタからなる第 2の処理回路、サラウンドレフト信号と第 2の処理回路の出 力信号とを加算して、聴取者の前方に設置される左スピーカに対する音声信号と して出力する加算器、ならびにサラウンドライ ト信号と第 1の処理回路の出力信 号とを加算して、聴取者の前方に設置される右スピーカに対する音声信号として 出力する加算器を備えていることを特徴とする。
この発明による第 2の音像定位処理装置は、 2チャンネルステレオのサラゥン ド信号をサラウンドスピーカを使用せずに、聴取者の前方に設置される左右 2個 のスピー力を用いて、あたかもサラウンドスピー力から出力されたかのように聴 取者に感じさせるための音像定位処理装置において、サラウンドレフト信号が入 力される第 1のローパスフィルタ、サラウンドライ ト信号が入力される第 2の口 一パスフィルタ、第 1のローパスフィルタの出力信号が入力され、 かつ第 1の遅 延器および第 1の音像定位フィルタからなる第 1の処理回路、第 2の口一パスフ ィルタの出力信号が入力され、かつ第 2の遅延器およぴ第 2の音像定位フイノレタ からなる第 2の処理回路、第 1の口一パスフィルタの出力信号と第 2の処理回路 の出力信号とを加算して、聴取者の前方に設置される左スピーカに対する音声信 号として出力する加算器、ならびに第 2のローパスフィルタの出力信号と第 1の 処理回路の出力信号とを加算して、聴取者の前方に設置される右スピーカに対す る音声信号として出力する加算器を備えていることを特徴とする。
各遅延器としてディジタル遅延器を用い、各音像定位フィルタとして複数個の I I Rディジタルフィルタから構成されているものを用いてもよい。各遅延器と してアナログ遅延器を用い、各音像定位フィルタとして複数個の I I Rディジタ ルフィルタから構成されているものを用いてもよい。
各遅延器としてディジタル遅延器を用い、各音像定位フィルタとして複数個の アナログフィルタから構成されているものを用いてもよレ、。各遅延器としてアナ ログ遅延器を用い、各音像定位フィルタとして複数個のアナログフィルタから構 成されているものを用いてもよい。
また、 ローパスフィルタとしては、ディジタルローパスフィルタを用いてもよ いし、 アナログローパスフィルタを用いてもよい。
<図面の簡単な説明 >
図 1は、この発明の第 1の実施の形態である音像定位処理回路を示す回路図で ある。
図 2は、音像定位フィルタとして、 2次 I I Rディジタルフィルタを 2個直列 につないだ構成のものを用いた場合において、 2次 I I Rディジタルフィルタの 特性の例を示すグラフである。
図 3は、 図 1に示す音像定位処理技術を利用して、 Dolby Digital や MPEGなど のマルチチヤンネルオーディオ信号を 2チャンネルだけで再生する回路を示す 回路図である。
図 4は、この発明の第 2の実施の形態である音像定位処理回路を示す回路図で ある。
図 5は、 図 4に示す音像定位処理技術を利用して、 Dolby Digital や MPEGなど のマルチチャンネルオーディォ信号を 2チャンネルだけで再生する回路を示す 回路図である。
図 6は、 従来の音像定位処理回路を示す回路図である。
図 7は、頭部伝達関数を用いた音像定位フィルタの算出方法を説明するための 模式図である。
図 8は、図 6の音像定位処理回路に用いられる F I Rディジタルフィルタの周 波数特性例を示すグラフである。
図 9は、 図 6に示す音像定位処理技術を利用して、 Dolby Digital や MPEGなど のマルチチャンネルオーディオ信号を 2チャンネルだけで再生する回路を示す 回路図である。
<発明の実施するための最良の形態 >
以下、 図 1〜図 5を参照して、 この発明の実施の形態について説明する。 〔1〕 第 1の実施の形態の説明
図 1は、 音像定位処理回路の構成を示している。
入力端子 P 1に入力されたサラウンドレフ ト信号 S Lは、第 1の加算器 1に送 られるとともに、遅延器 1 1と音像定位フィルタ 1 2とからなる第 1の処理回路 1 0に送られる。
入力端子 P 2に入力されたサラウンドライ ト信号 S Rは、第 2の加算器 2に送 られるとともに、遅延器 2 1と音像定位フィルタ 2 2とからなる第 2の処理回路 2 0に送られる。
第 1の加算器 1では、サラウンドレフト信号 S Lと、第 2の処理回路 2 0の出 力信号とが加算される。 第 1の加算器 1の出力信号 L OUT は、聴取者の左前方に 設置された左スピーカに送られる。
第 2の加算器 2では、サラウンドライ ト信号 S Rと、第 1の処理回路 1 0の出 力信号とが加算される。 第 2の加算器 2の出力信号 R OUT は、聴取者の右前方に 設置された右スピーカに送られる。
遅延器 1 1、 2 1としては、 ディジタル遅延器、 アナログ遅延器のいずれを用 いてもよい。 音像定位フィルタ 1 2と、音像定位フィルタ 2 2とは同じ特性のも のが用いられる。 これらの音像定位フィルタ 1 2、 2 2としては、 低次の I I R ( Infinite Impulse Response)ディジタルフィルタを：！〜 5個組み合わせたもの 、あるいは上記 I I Rディジタルフィルタと同一特性を有するアナログフィルタ を 1〜 5個組み合わせたものを用いてもよい。
この実施の形態では、 遅延器 1 1、 2 1として、 ディジタル遅延器を用いた。 その遅延量は、視聴実験により、 3〜 1 5サンプリング時間が好ましいことが刺 明した。 この 3〜1 5サンプリング時間は、個々の特性および聴取位置を考慮し て選択した。
また、 この実施の形態では、 各音像定位フィルタ 1 2、 2 2として、 2次 I I Rディジタルフィルタを 2個直列につないだ構成のものを用いた。これらの 2次 I I Rディジタルフィルタの合成周波数特性の例を図 2に示す。
この結果、サラウンド信号が、 あたかもサラウンドスピーカから出力されたか のように感じることができた。 また、 従来に比べてより自然な音色が得られた。 なお、 各音像定位フィルタ 1 2、 2 2として、 I I Rディジタルフィルタまた は I I Rディジタルフィルタの組み合わせを用いる場合、 I I Rディジタルフィ ルタの特性、 個数、 次数およびその接続方法 （並列、 直列） は任意に選択するこ とができる。
上記実施の形態では、 2つの処理回路 1 0、 2 0は、 それぞれ、 3〜1 5サン プリング時間分の遅延器と、低次の I I Rディジタルフィルタが 1〜 5個組み合 わされた音像定位フィルタとから構成されているので、 F I Rディジタルフィル タを用いた従来例に比べて処理量がはるかに低減される。 また、低次の I I Rデ ィジタルフィルタでは、 F I Rディジタルフィルタよりも滑らかな周波数特性が 得られるので、 より自然な音色が得られる。
図 3は、 上記図 1に示す音像定位処理技術を利用して、 Dolby Digital や MPEG などのマルチチャンネルオーディオ信号を 2チヤンネルだけで再生する回路を 示している。 図 3において、 図 1と同じものには同じ符号を付している。
センター信号 Cに乗算器 7で一 3 dBのゲイン調整をした信号に、第 3加算器 3 によってレフト信号 Lを加算するとともに、第 4加算器 4によってライ ト信号 R を加算する。
第 3加算器 3の出力と、 図 1で説明した第 1加算器 1の出力とを、第 5加算器 5によって加算して左スピーカへの出力 Lout とする。 また、第 4加算器 4の出 力と、 図 1で説明した第 2加算器 2の出力とを、第 6加算器 6によって加算して 右スピーカへの出力 Rout とする。
このような回路においても、 図 1の回路と同様に、処理量が低減されるととも に、 より自然な音色が得られる。
〔2〕 第 2の実施の形態の説明
図 4は、音像定位処理回路の構成を示している。 図 4において図 1と同じもの には、 同じ符号を付してその説明を省略する。
この回路では、入力端子 P 1に入力されたサラウンドレフト信号 S Lは、第 1 のローパスフィルタ 3 0を介して、第 1の加算器 1に送られるとともに、遅延器 1 1と音像定位フィルタ 1 2とからなる第 1の処理回路 1 0に送られている。 同様に、入力端子 P 2に入力されたサラウンドライ ト信号 S Rは、第 2のロー パスフィルタ 4 0を介して、第 2の加算器 2に送られるとともに、遅延器 2 1と 音像定位フィルタ 2 2とからなる第 2の処理回路 2 0に送られている。
つまり、 高域の違和感を緩和するためのローパスフィルタ 3 0、 4 0が設けら れている点が、 図 1の回路と異なっている。 ローパスフィルタ 3 0、 4 0として は、 ディジタルローパスフィルタを用いてもよいし、 アナログローパスフィルタ を用いてもよい。
第 1のローパスフィルタ 3 0は、 この例では、入力信号 S Lに一 6 dBのゲイン 調整を行う乗算器 3 1と、乗算器 3 1の出力信号を 1サンプリング時間だけ遅延 させるための遅延器 3 2と、乗算器 3 1の出力信号と遅延器 3 2の出力信号とを 加算する加算器 3 3とから構成されている。
第 2のローパスフィルタ 4 0は、 この例では、入力信号 S Rに _ 6 dBのゲイン 調整を行う乗算器 4 1と、乗算器 4 1の出力信号を 1サンプリング時間だけ遅延 させるための遅延器 4 2と、乗算器 4 1の出力信号と遅延器 4 2の出力信号とを 加算する加算器 4 3とから構成されている。
図 5は、 上記図 4に示す音像定位処理技術を利用して、 Dolby Digital や MPEG などのマルチチャンネルオーディオ信号を 2チヤンネルだけで再生する回路を 示している。 図 5において、 図 4と同じものには同じ符号を付している。
センター信号 Cに乗算器 7で一 3 dBのゲイン調整をした信号に、第 3加算器 3 によってレフト信号 Lを加算するとともに、第 4加算器 4によってライ ト信号 R を加算する。
第 3加算器 3の出力と、第 1加算器 1の出力とを、第 5加算器 5によって加算 して左スピーカへの出力 L out とする。 また、 第 4加算器 4の出力と、 第 2加算 器 2の出力とを、第 6加算器 6によって加算して右スピ一力への出力 R out とす る。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 2チャンネルステレオのサラウンド信号をサラウンドスピー力を使用せず に、聴取者の前方に設置される左右 2個のスピーカを用いて、 あたかもサラウン ドスピー力から出力されたかのように聴取者に感じさせるための音像定位処理 装置において、
サラウンドレフト信号が入力され、かつ第 1の遅延器および第 1の音像定位フ ィルタからなる第 1の処理回路、
サラウンドライ ト信号が入力され、かつ第 2の遅延器および第 2の音像定位フ ィルタからなる第 2の処理回路、
サラウンドレフト信号と第 2の処理回路の出力信号とを加算して、聴取者の前 方に設置される左スピーカに対する音声信号として出力する加算器、 ならびに サラウンドライ ト信号と第 1の処理回路の出力信号とを加算して、聴取者の前 方に設置される右スピーカに対する音声信号として出力する加算器、
を備えていることを特徴とする音像定位処理装置。
2 . 2チャンネルステレオのサラウンド信号をサラウンドスピーカを使用せず に、聴取者の前方に設置される左右 2個のスピーカを用いて、 あたかもサラウン ドスピー力から出力されたかのように聴取者に感じさせるための音像定位処理 装置において、
サラウンドレフト信号が入力される第 1のローパスフィルタ、
サラウンドライ ト信号が入力される第 2のローパスフィルタ、
第 1のローパスフィルタの出力信号が入力され、かつ第 1の遅延器および第 1 の音像定位フィルタからなる第 1の処理回路、
第 2のローパスブイルタの出力信号が入力され、かつ第 2の遅延器および第 2 の音像定位フィルタからなる第 2の処理回路、
第 1のローパスフィルタの出力信号と第 2の処理回路の出力信号とを加算し て、聴取者の前方に設置される左スピーカに対する音声信号として出力する加算 器、 ならびに 第 2のローパスフィルタの出力信号と第 1の処理回路の出力信号とを加算し て、聴取者の前方に設置される右スピーカに対する音声信号として出力する加算
¾"、
を備えていることを特徴とする音像定位処理装置。
3 . 各遅延器がディジタル遅延器であり、各音像定位フィルタが複数個の I I Rディジタルフィルタから構成されている請求項 1および 2のいずれかに記載 の音像定位処理装置。
4 . 各遅延器がアナログ遅延器であり、各音像定位フィルタが複数個の I I R ディジタルフィルタから構成されている請求項 1および 2のいずれかに記載の 音像定位処理装置。
5 . 各遅延器がディジタル遅延器であり、各音像定位フィルタが複数個のアナ 口グフィルタから構成されている請求項 1および 2のいずれかに記載の音像定 位処理装置。
6 . 各遅延器がアナログ遅延器であり、各音像定位フィルタが複数個のアナ口 グフィルタから構成されている請求項 1および 2のいずれかに記載の音像定位 処理装置。
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