JP2953011B2 - Headphone sound field listening device - Google Patents
Headphone sound field listening deviceInfo
- Publication number
- JP2953011B2 JP2953011B2 JP2260909A JP26090990A JP2953011B2 JP 2953011 B2 JP2953011 B2 JP 2953011B2 JP 2260909 A JP2260909 A JP 2260909A JP 26090990 A JP26090990 A JP 26090990A JP 2953011 B2 JP2953011 B2 JP 2953011B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- output
- sound field
- sound
- speaker
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Stereophonic System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ヘッドホン受聴でスピーカ再生と同等の音
場を聴くことを可能とする音場受聴装置に関するもので
ある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound field listening apparatus that enables a user to listen to a sound field equivalent to speaker reproduction by listening to headphones.
従来の技術 近年、オーディオ・ビジュアル分野では、従来のステ
レオ再生から映像に合わせて動的に音場を制御する方式
へと技術動向が変化しつつある。第1の従来の技術とし
てはアメリカ合衆国特許第3746792号,第3632886号,第
3959590号に示されるドルビーサラウンドアクティブマ
トリクス方式の音場制御装置がある。2. Description of the Related Art In recent years, in the audio-visual field, a technical trend is changing from a conventional stereo reproduction to a method of dynamically controlling a sound field in accordance with an image. The first prior art is disclosed in U.S. Pat. Nos. 3,674,792, 3,632,886, and U.S. Pat.
There is a Dolby Surround active matrix type sound field control device shown in 3959590.
以下、図面を参照しながら第1の従来の音場制御装置
について説明する。Hereinafter, a first conventional sound field control device will be described with reference to the drawings.
まず、ドルビーサラウンドのエンコード方法を説明す
る。First, a Dolby surround encoding method will be described.
第7図はドルビーサラウンドのエンコーダの構成を示
すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a Dolby surround encoder.
第7図において、701はL(左チャンネル)信号入力
端子、702はR(右チャンネル)信号入力端子、703はC
(中央チャンネル)信号入力端子、704はS(サラウン
ドチャンネル)信号入力端子、705はC信号を3[dB]
減衰させる減衰器、706は減衰器705の出力をL信号に加
える加算器、707は減衰器705の出力をR信号に加える加
算器、708はS信号を3[dB]減衰させる減衰器、709は
減衰器708の出力に100[Hz]〜7[kHz]を通過させる
帯域通過フィルタ、710は帯域通過フィルタ709の出力を
エンコードする変形B型ノイズリダクションエンコー
ダ、711は変形B型ノイズリダクションエンコーダ710の
出力に対して±90[deg]位相差を持つ信号をつくる移
相器、712は移相器711の+90[deg]出力を加算器706の
出力に加える加算器、713は移相器711の−90[deg]出
力を加算器707の出力に加える加算器、714は加算器712
の出力をLt(エンコーダ左チャンネル)信号として出力
するLt信号出力端子、715は加算器713の出力をRt(エン
コーダ右チャンネル)信号として出力するRt信号出力端
子である。In FIG. 7, 701 is an L (left channel) signal input terminal, 702 is an R (right channel) signal input terminal, and 703 is a C signal input terminal.
(Center channel) signal input terminal, 704 is S (surround channel) signal input terminal, 705 is 3 [dB] for C signal
An attenuator for attenuating the signal, 706 is an adder for adding the output of the attenuator 705 to the L signal, 707 is an adder for adding the output of the attenuator 705 to the R signal, 708 is an attenuator for attenuating the S signal by 3 [dB], 709 Is a band-pass filter that allows the output of the attenuator 708 to pass 100 [Hz] to 7 [kHz], 710 is a modified B-type noise reduction encoder that encodes the output of the band-pass filter 709, and 711 is a modified B-type noise reduction encoder 710. 712 is a phase shifter that generates a signal having a phase difference of ± 90 [deg] with respect to the output of the adder 712, and the adder 712 adds the +90 [deg] output of the phase shifter 711 to the output of the adder 706. The adder 714 adds the -90 [deg] output of the adder to the output of the adder 707.
Is an Lt signal output terminal that outputs the output of the adder 713 as an Lt (encoder left channel) signal, and 715 is an Rt signal output terminal that outputs the output of the adder 713 as an Rt (encoder right channel) signal.
以上のように構成されたドルビーサラウンドのエンコ
ーダの動作について説明する。The operation of the Dolby surround encoder configured as described above will be described.
ドルビーサラウンドエンコーダへ入力されるL(左チ
ャンネル)信号はリスニングルーム内の受聴位置の左前
方に配置されたスピーカ、R(右チャンネル)信号は右
前方に配置されたスピーカ、C(中央チャンネル)信号
は正面に配置されたスピーカ、サラウンドチャンネル信
号Sは後方の左右に配置された2台のスピーカで再生さ
れることを前提にミクシングされた信号である。C信号
は減衰器705で3[dB]減衰されて、加算器706でL信号
に、加算器707でR信号にそれぞれ加算される。S信号
は減衰器708で3[dB]減衰され、さらに、帯域通過フ
ィルタ709で100[Hz]〜7[kHz]に帯域制限される。
帯域通過フィルタ709の出力は変形B型ノイズリダクシ
ョンエンコーダ710でエンコードされる。このエンコー
ドについては後で述べる。変形B型ノイズリダクション
エンコーダ710の出力は移相器711で+90[deg]移相さ
れ、加算器712で加算器706の出力に加えられる。加算器
712の出力がドルビーサラウンドエンコーダ出力Ltとな
る。同様に、変形B型ノイズリダクションエンコーダ71
0の出力は移相器711で−90[deg]移相され、加算器713
で加算器707の出力に加えられ、ドルビーサラウンドエ
ンコーダ出力Rtとなる。The L (left channel) signal input to the Dolby surround encoder is a speaker arranged at the front left of the listening position in the listening room, the R (right channel) signal is a speaker arranged at the right front, and the C (center channel) signal. Are speakers arranged on the front, and the surround channel signal S is a signal mixed on the assumption that it is reproduced by two speakers arranged on the left and right behind. The C signal is attenuated by 3 [dB] in the attenuator 705, and is added to the L signal in the adder 706 and to the R signal in the adder 707, respectively. The S signal is attenuated by 3 [dB] by the attenuator 708, and further band-limited to 100 [Hz] to 7 [kHz] by the band-pass filter 709.
The output of the bandpass filter 709 is encoded by a modified B-type noise reduction encoder 710. This encoding will be described later. The output of the modified B-type noise reduction encoder 710 is shifted by +90 [deg] in the phase shifter 711, and is added to the output of the adder 706 by the adder 712. Adder
The output of 712 is the Dolby surround encoder output Lt. Similarly, the modified B-type noise reduction encoder 71
The output of 0 is shifted by -90 [deg] in the phase shifter 711,
Is added to the output of the adder 707 to become the Dolby surround encoder output Rt.
以上の処理をまとめると(1)式,(2)式となる。 The above processing is summarized as equations (1) and (2).
Lt=L+0.7C+0.7jS …(1) Rt=R+0.7C−0.7jS …(2) ここで、jは(−1)1/2を表わし、位相回転が90[d
eg]であることを示している。Lt = L + 0.7C + 0.7jS (1) Rt = R + 0.7C-0.7jS (2) where j represents (-1) 1/2 and the phase rotation is 90 [d].
eg].
変形B型ノイズリダクションエンコーダ710は、入力
信号のレベルに応じて振幅周波数特性が変化する。この
エンコード信号をデコードすると、伝送メディアで発生
する雑音の高周波成分を軽減できる。第1表に変形B型
ノイズリダクションエンコーダの入力信号レベルをパラ
メータとして振幅周波数特性を示す。In the modified B-type noise reduction encoder 710, the amplitude frequency characteristic changes according to the level of the input signal. By decoding this encoded signal, high-frequency components of noise generated in the transmission medium can be reduced. Table 1 shows the amplitude frequency characteristics using the input signal level of the modified B-type noise reduction encoder as a parameter.
次にドルビーサラウンドアクティブマトリクス方式の
音場制御装置のデコーダについて説明する。Next, a decoder of the Dolby surround active matrix type sound field control device will be described.
第8図はドルビーサラウンドアクティブマトリクス方
式の音場制御装置のデコーダの構成を示すブロック図で
ある。 FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a decoder of the Dolby surround active matrix type sound field control device.
第8図において、804はエンコーダ出力Lt(左チャン
ネル)信号の入力端子、802はエンコーダ出力Rt(右チ
ャンネル)信号の入力端子、803はLtとRtとのバランス
を調整する入力バランス制御装置、804はバランス調整
された信号Lt,Rtの絶対レベルを調整するレベル制御装
置、805は絶対レベル調整された信号Lt,RtからL(左チ
ャンネル)信号,R(右チャンネル)信号,C(中央チャン
ネル)信号,S(サラウンドチャンネル)信号を作るアダ
プティブマトリクス、806はアダプティブマトリクス805
が出力するS信号を遅延させる遅延装置、807は遅延さ
せたS信号の7[kHz]以下の信号を通過させる低域通
過フィルタ、808はS信号の7[kHz]以下の成分のノイ
ズを減衰させる変形B型ノイズリダクションデコーダ、
809はアダプティブマトリクス805が出力するL信号,R信
号,C信号および変形B型ノイズリダクションデコーダ80
8が出力するS信号のレベルを制御するマスタレベル制
御装置、810はリスニングルーム、811はリスニングルー
ム内の受聴位置の右前方に配置され、マスタレベル制御
装置809が出力するR信号を再生するスピーカ、812はリ
スニングルーム内の受聴位置の正面に配置され、マスタ
レベル制御装置809が出力するC信号を再生するスピー
カ、813はリスニングルーム内の受聴位置の左前方に配
置され、マスタレベル制御装置809が出力するL信号を
再生するスピーカ、814はリスニングルーム内の受聴位
置の右後方に配置され、マスタレベル制御装置809が出
力するS信号を再生するスピーカ、815はリスニングル
ーム内の受聴位置の左後方に配置され、マスタレベル制
御装置809が出力するS信号を再生するスピーカであ
る。8, reference numeral 804 denotes an input terminal for an encoder output Lt (left channel) signal, 802 denotes an input terminal for an encoder output Rt (right channel) signal, 803 denotes an input balance control device for adjusting the balance between Lt and Rt, and 804. Is a level controller for adjusting the absolute levels of the balanced signals Lt and Rt. 805 is an L (left channel) signal, an R (right channel) signal, and a C (center channel) from the absolute level adjusted signals Lt and Rt. Adaptive matrix for generating signal, S (surround channel) signal, 806 is adaptive matrix 805
807 is a low-pass filter that passes a signal of 7 [kHz] or less of the delayed S signal, and 808 attenuates noise of a component of 7 [kHz] or less of the S signal. A modified B-type noise reduction decoder,
Reference numeral 809 denotes an L signal, an R signal, a C signal output from the adaptive matrix 805, and a modified B-type noise reduction decoder 80.
8 is a master level control device for controlling the level of the S signal output by 8; 810 is a listening room; 811 is a speaker arranged at the front right of the listening position in the listening room and reproducing the R signal output by the master level control device 809. , 812 are arranged in front of the listening position in the listening room and reproduce the C signal output by the master level control device 809. 813 is arranged in front of the listening position in the listening room to the left of the listening position. , A speaker for reproducing the L signal output by the master level control unit 809, and a speaker for reproducing the S signal output from the master level control unit 809, and 815, a speaker for reproducing the L signal output from the listening room in the listening room. A speaker that is disposed at the rear and reproduces the S signal output by the master level control device 809.
以上のように構成されたドルビーサラウンドアクティ
ブマトリクス方式の音場制御装置デコーダの動作につい
て説明する。The operation of the Dolby Surround active matrix type sound field control device decoder configured as described above will be described.
ドルビーサラウンドアクティブマトリクス方式の音場
制御装置デコーダに入力されるのは(1)式,(2)式
で表わされるエンコーダ出力Lt,Rtである。The encoder outputs Lt and Rt expressed by the equations (1) and (2) are input to the Dolby surround active matrix type sound field control apparatus decoder.
入力バランス制御装置803は入力信号Lt,Rtのバランス
を調整する。レベル制御装置804は入力信号Lt,Rtの絶対
レベルを調整する。アダプティブマトリクス805では入
力信号Lt,Rtのレベル差に応じてL,R,C,Sの4つの出力信
号を制御する。このため、前述の入力信号Lt,Rtのバラ
ンス,絶対レベルの調整が必要となる。アダプティブマ
トリクス805の処理については後で詳しく述べる。遅延
装置806はアダプティブマトリクス805のS(サラウンド
チャンネル)信号を15〜30[ms]遅延させる。低域通過
フィルタ807は遅延したS信号の7[kHz]以下の信号を
通過させる。変形B型ノイスリダクションデコーダ808
はS信号に含まれる伝送メディアで発生する高周波の雑
音を軽減する。変形B型ノイスリダクションデコーダ80
8の入力レベルをパラメータとした振幅周波数特性を第
2表に示す。デコーダの特性は第1表のエンコーダの特
性の逆特性になっている。The input balance control device 803 adjusts the balance between the input signals Lt and Rt. The level control device 804 adjusts the absolute levels of the input signals Lt, Rt. The adaptive matrix 805 controls four output signals of L, R, C and S according to the level difference between the input signals Lt and Rt. Therefore, it is necessary to adjust the balance and absolute level of the input signals Lt and Rt described above. The processing of the adaptive matrix 805 will be described later in detail. The delay device 806 delays the S (surround channel) signal of the adaptive matrix 805 by 15 to 30 [ms]. The low-pass filter 807 passes a signal of 7 [kHz] or less of the delayed S signal. Modified B-type noise reduction decoder 808
Reduces high frequency noise generated in the transmission medium included in the S signal. Modified B-type noise reduction decoder 80
Table 2 shows the amplitude frequency characteristics using the eight input levels as parameters. The characteristics of the decoder are opposite to the characteristics of the encoder shown in Table 1.
マスタレベル制御装置809はアダプティブマトリクス8
05が出力するL(左チャンネル)信号,R(右チャンネ
ル)信号,C(中央チャンネル)信号および変形B型ノイ
ズリダクションデコーダ808が出力するS(サラウンド
チャンネル)信号のレベルを制御する4連ボリウムであ
る。 Master level controller 809 is adaptive matrix 8
A quadruple volume controller that controls the level of the L (left channel) signal, R (right channel) signal, C (center channel) signal output by the 05, and the S (surround channel) signal output by the modified B-type noise reduction decoder 808. is there.
マスタレベル制御装置809が出力するR信号,C信号,L
信号,S信号はリスニングルーム内に配置されたスピーカ
811〜815で再生される。R signal, C signal, L output by master level controller 809
Signal and S signal are speakers placed in the listening room
Reproduced on 811-815.
ここで、アダプティブマトリクス805について説明す
る。Here, the adaptive matrix 805 will be described.
第9図は、アダプティブマトリクス805の構成を示す
ブロック図である。第9図において、901はLt入力端
子、902はRt入力端子、903はLt,Rtの信号帯域を制限す
る帯域通過フィルタ、904はL′(帯域制限されたLt)
とR′(帯域制限されたRt)とを加算してC′信号を作
る加算器、905はL′とR′との差をとり、S′信号を
つくる減算器、906〜909はそれぞれL′,R′,C′,S′を
全波整流する全波整流回路、910はR′とL′との対数
の差DLRを出力する対数差分回路、911はS′とC′の対
数の差DCSを出力する対数差分回路、912は対数差分回路
910または911の出力があらかじめ決められた範囲内にあ
るかどうか判定するスレッショルドスイッチ、913はス
レッショルドスイッチ912の判定結果に応じて時定数22
[ms]または448[ms]の低域通過フィルタで対数差分
回路910の出力DLRを処理する双時定数回路、914はスレ
ッショルドスイッチ912の判定結果に応じて時定数22[m
s]または448[ms]の低域通過フィルタで対数差分回路
911の出力DCSを処理する双時定数回路、915は双時定数
回路913の出力にその極性に応じた係数を乗じたEL,ERを
出力する極性分割回路、916は双時定数回路914の出力に
その極性に応じた係数を乗じたEC,ESを出力する極性分
割回路、917は極性分割回路915の出力EL,ERおよび極性
分割回路916の出力EC,ESにより、入力信号Lt,Rtを制御
してELL,ELR,ERL,ERR,ECL,ECR,ESL,ESRを出力する電圧
制御増幅器、918は電圧制御増幅器917の出力ELL,ELR,E
RL,ERR,ECL,ECR,ESL,ESRと入力信号Lt,Rtをあらかじめ
決められた定数倍して加算し、L,R,C,Sを出力する結合
ネットワークである。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the adaptive matrix 805. In FIG. 9, reference numeral 901 denotes an Lt input terminal; 902, an Rt input terminal; 903, a band-pass filter for limiting the Lt and Rt signal bands; and 904, L '(band-limited Lt).
905 is an adder that adds C and R '(band-limited Rt) to generate a C' signal, 905 is a subtractor that calculates the difference between L 'and R' and generates an S 'signal, and 906 to 909 are L. , R ', C', S 'full-wave rectifier circuit, 910 is a logarithmic difference circuit that outputs the logarithmic difference DLR between R' and L ', 911 is the logarithm of S' and C ' logarithmic differential circuit for outputting a difference D CS, 912 is a logarithmic differential circuit
A threshold switch for determining whether the output of 910 or 911 is within a predetermined range, and 913 is a time constant 22 according to the determination result of the threshold switch 912.
[Ms] or a bi-time constant circuit for processing the output D LR of the logarithmic difference circuit 910 in the low-pass filter 448 [ms], the time constant 22 [m depending on 914 the determination result of the threshold switch 912
logarithmic difference circuit with low-pass filter of [s] or 448 [ms]
Twin time constant circuit for processing the output D CS 911, 915 E L multiplied by the coefficient corresponding to the polarity on the output of the bi-time constant circuit 913, the polarity dividing circuit for outputting a E R, 916 is double time constant circuit A polarity division circuit that outputs E C and E S obtained by multiplying the output of 914 by a coefficient according to the polarity, and 917 denotes outputs E L and E R of the polarity division circuit 915 and outputs E C and E S of the polarity division circuit 916 by, E LL, E LR input signal Lt, controls the Rt, E RL, E RR, E CL, E CR, E SL, a voltage controlled amplifier that outputs the E SR, 918 is the output of the voltage controlled amplifier 917 E LL , E LR , E
RL, a coupling network which E RR, adds E CL, E CR, E SL , E SR and the input signal Lt, previously constant multiple is decided Rt, and outputs L, R, C, and S.
以上のように構成されたアダプティブマトリクスにつ
いて、以下その動作について説明する。The operation of the adaptive matrix configured as described above will be described below.
アダプティブマトリクス805ではLR軸またはCS軸につ
いて信号レベルの対数の差を取り、この差をもとにどの
方向からの信号が優勢であるか検出する。そして、優勢
な方向の信号はそのまま出力し、それ以外の方向の信号
を減衰させることにより、再生音の方向感を強調する。The adaptive matrix 805 calculates the difference between the logarithms of the signal levels for the LR axis and the CS axis, and detects from which direction the signal is dominant based on the difference. Then, the signal in the dominant direction is output as it is, and the signal in the other direction is attenuated, thereby enhancing the sense of direction of the reproduced sound.
帯域通過フィルタ903は入力信号Lt,Rtを100[Hz]〜
7[kHz]に帯域制限する。The bandpass filter 903 converts the input signals Lt, Rt from 100 [Hz] to
The band is limited to 7 [kHz].
帯域通過フィルタ903の出力L′,R′は(1)式,
(2)式に示したとおり、それぞれエンコーダ入力のL,
R信号を主成分とする。また、加算器904、減算器905の
出力はそれぞれ(3)式,(4)式で表わされる。The outputs L 'and R' of the bandpass filter 903 are given by the following equations (1).
As shown in equation (2), L and L of the encoder input are respectively
The R signal is the main component. The outputs of the adder 904 and the subtractor 905 are expressed by the equations (3) and (4), respectively.
C′=C+0.7(L+R) …(3) S′=−jS+0.7(L−R) …(4) (1)式,(2)式よりC′,S′はそれぞれC,S信号
が主成分であることがわかる。C '= C + 0.7 (L + R) (3) S' =-jS + 0.7 (LR) (4) From equations (1) and (2), C 'and S' are C and S signals, respectively. Is the main component.
L′,R′,C′,S′信号はそれぞれ全波整流回路906〜9
09で全波整流される。全波整流されたあと、L′,R′と
C′,S′のペアでそれぞれ対数差分回路910,911で処理
され、出力DLR,DCSが得られる。対数差分回路910,911の
処理はそれぞれ(5)式,(6)式で表わされる。The L ', R', C ', and S' signals are respectively full-wave rectifier circuits 906-9.
09 is full-wave rectified. After full-wave rectification, a pair of L ', R' and C ', S' are processed by logarithmic difference circuits 910 and 911, respectively, to obtain outputs D LR and D CS . The processing of the logarithmic difference circuits 910 and 911 is expressed by the equations (5) and (6), respectively.
DLR=loga(R′/L′) …(5) DCS=loga(S′/C′) …(6) DLRはLR軸に関してLRのどちらが優勢であるかを示
し、DCSはCS軸に関してCSのどちらか優勢であるかを示
す。 D LR = log a (R ' / L') ... (5) D CS = log a (S '/ C') ... (6) D LR indicates which of LR respect LR axis is dominant, D CS Indicates which of CS is predominant with respect to the CS axis.
スレッショルドスイッチ912はLとR、またはCとS
のレベル差が大きいときにはアダプティブマトリクス80
5の出力L,R,C,Sを速く変化させるために双時定数回路91
3,914の短い時定数22[ms]を選択し、逆にレベル差が
小さいときには、長い時定数484[ms]を選択してL,R,
C,S信号を緩やかに変化させる。Threshold switch 912 is L and R or C and S
When the level difference is large, the adaptive matrix 80
Double time constant circuit 91 to quickly change the outputs L, R, C, S of 5
A short time constant of 22 [ms] of 3,914 is selected. Conversely, when the level difference is small, a long time constant of 484 [ms] is selected and L, R,
Change the C and S signals slowly.
スレッショルドスイッチ912は対数差分回路910,911の
出力DLR,DCSが両方ともスレッショルドレベル±Lthの範
囲内であれば双時定数回路913,914の484[ms]の時定数
を選択し、どちらか一方でも範囲外である場合には22
[ms]の時定数を選択する。スレッショルドスイッチ91
2が選択する時定数([ms])を第3表に示す。The threshold switch 912 selects the time constant of 484 [ms] of the dual time constant circuits 913 and 914 if both the outputs D LR and D CS of the logarithmic difference circuits 910 and 911 are within the threshold level ± Lth. 22 if outside
Select the time constant of [ms]. Threshold switch 91
Table 3 shows the time constants ([ms]) selected by 2.
第3表を実現するために、スレッショルドスイッチ91
2は対数差分回路910,911の出力DLR,DCSとスレッショル
ドレベル±Lthを比較する4個の比較器と比較器出力の
論理和をとるAND回路で構成する。 In order to realize Table 3, the threshold switch 91
Reference numeral 2 denotes four comparators for comparing the outputs D LR and D CS of the logarithmic difference circuits 910 and 911 with the threshold levels ± Lth, and an AND circuit for calculating the logical sum of the comparator outputs.
双時定数回路913はスレッショルドスイッチ912の判定
結果に応じて484または22[ms]の時定数で対数差分回
路910の出力DLRを積分する。積分回路はRC積分器または
それと同等の過渡特性を持つものが必要である。双時定
数回路914も対数差分回路911の出力DCSに対して同様な
処理をする。Twin time constant circuit 913 integrates the output D LR of the logarithmic difference circuit 910 with a time constant of 484 or 22 [ms] in accordance with the determination result of the threshold switch 912. The integrator requires an RC integrator or one having a transient characteristic equivalent to it. Twin time constant circuit 914 is also similar processing on the output D CS of the logarithmic difference circuit 911.
極性分割回路915は双時定数回路913で積分されたDLR
の極性に応じて後段の電圧制御増幅器917用の制御電圧E
L,ERを発生する。制御電圧EL,ERは(7)式,(8)式
で表わされる。The polarity division circuit 915 is the D LR integrated by the double time constant circuit 913.
Control voltage E for the voltage-controlled amplifier 917 at the subsequent stage according to the polarity of
L and E R are generated. The control voltages E L and E R are expressed by the equations (7) and (8).
EL= DLR DLR<0 0 DLR>0 …(7) ER= 0 DLR<0 −DLR DLR>0 …(8) 同様に、極性分割回路916が発生する電圧制御増幅器9
17用の制御電圧EC,ESは(9)式,(10)式で表わされ
る。E L = D LR D LR <0 0 D LR > 0 (7) E R = 0 D LR <0 -D LR D LR > 0 (8) Similarly, the voltage control amplifier generated by the polarity division circuit 916 9
The control voltages E C and E S for 17 are expressed by the equations (9) and (10).
EC= DCS DCS<0 0 DCS>0 …(9) ES= 0 DCS<0 −DCS DCS>0 …(10) 電圧制御増幅器917は極性分割回路915の出力EL,ERお
よび極性分割回路916の出力EC,ESにより入力信号Lt,Rt
を制御して、ELL,ELR,ERL,ERR,ECL,ECR,ESL,ESRを出力
する。ここで、極性分割回路の出力EXで制御される入力
信号LYをEXYと表わすことにする。電圧制御増幅器の制
御電圧と増幅率との関係を第10図に示す。E C = D CS D CS <00 D CS > 0 (9) E S = 0 D CS <0 -D CS D CS > 0 (10) The voltage control amplifier 917 outputs the output E L of the polarity division circuit 915. , E R and the outputs E C , E S of the polarity division circuit 916, the input signals Lt, Rt
By controlling the outputs E LL, E LR, E RL , E RR, E CL, E CR, E SL, the E SR. Here, to represent the input signal L Y which is controlled by the output E X polar division circuit and E XY. FIG. 10 shows the relationship between the control voltage of the voltage controlled amplifier and the amplification factor.
結合ネットワーク918は電圧制御増幅器917の出力ELL,
ELR,ERL,ERR,ECL,ECR,ESL,ESRと入力信号Lt,Rtとを第4
表に示す割合で加算し、L,R,C,S信号を出力する。The coupling network 918 is the output E LL of the voltage controlled amplifier 917,
E LR , E RL , E RR , E CL , E CR , E SL , E SR and the input signals Lt, Rt
The signals are added at the ratios shown in the table, and the L, R, C, and S signals are output.
アダプティブマトリクス805の出力段では25[dB]以
上のチャンネル間セパレーションが確保できる。 In the output stage of the adaptive matrix 805, separation between channels of 25 [dB] or more can be secured.
以上のようにドルビーサラウンドアクティブマトリク
ス方式の音場制御装置デコーダではLR軸またはCS軸につ
いて、どの方向からの信号が優勢であるか検出する。そ
して、優勢な方向が検出された場合には、その方向の信
号はそのまま出力し、それ以外の方向の信号を減衰させ
ることにより、再生音の方向感を強調する。したがっ
て、セリフなど方向性のはっきりした音は明確な方向感
が得られる。一方、優勢な方向が検出されない場合に
は、普通のステレオ感が得られる。As described above, the sound field control device decoder of the Dolby surround active matrix system detects in which direction the signal is dominant for the LR axis or the CS axis. When a predominant direction is detected, a signal in that direction is output as it is, and signals in other directions are attenuated to emphasize the sense of direction of the reproduced sound. Therefore, a sound with a clear direction, such as a line, can have a clear sense of direction. On the other hand, when the dominant direction is not detected, a normal stereo feeling is obtained.
以上が第1の従来の技術の説明である。 The above is the description of the first related art.
また、音響分野においては原音再生から原音場再生へ
と技術動向が変化しつつあり、コンサートホールなどの
音場を再生する音場制御装置が開発されている。Also, in the acoustic field, technical trends are changing from original sound reproduction to original sound field reproduction, and sound field control devices for reproducing sound fields such as concert halls have been developed.
第2の従来の技術として、たとえば特開昭61−257099
号公報に示されている音響制御装置がある。A second conventional technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-257099.
There is an acoustic control device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. H10-26095.
以下、図面を参照しながら第2の従来の音場制御装置
について説明する。Hereinafter, a second conventional sound field control device will be described with reference to the drawings.
第11図は、従来の音場制御装置の構成を示すブロック
図である。第11図において、1101はソース信号を入力す
るオーディオ信号入力端子、1102は反射音のパラメータ
を記憶する反射音パラメータ記憶手段、1103は反射音パ
ラメータ記憶手段1102に記憶された各反射音パラメータ
にもとづき、ソース信号に反射音を付加し、出力する反
射音生成手段、1104,1105,1106,1107,は反射音生成手段
1103で処理された信号を再生するスピーカ、1108は信号
を再生するリスニングルームである。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional sound field control device. In FIG. 11, reference numeral 1101 denotes an audio signal input terminal for inputting a source signal; 1102, reflected sound parameter storage means for storing parameters of reflected sound; 1103, based on each reflected sound parameter stored in the reflected sound parameter storage means 1102. A reflected sound generating means for adding a reflected sound to the source signal and outputting the reflected sound; 1104, 1105, 1106, 1107, a reflected sound generating means
A speaker that reproduces the signal processed in 1103, and 1108 is a listening room that reproduces the signal.
以上のように構成された従来の音場制御装置につい
て、以下その動作について説明する。The operation of the conventional sound field control device configured as described above will be described below.
オーディオ信号入力端子1101から入力されたオーディ
オ信号は、反射音生成手段1103で、反射音パラメータ記
憶手段1102に記憶された各反射音パラメータにもとづ
き、反射音を付加される。処理内容については後で詳述
する。反射音生成手段1103で処理された信号は、リスニ
ングルーム1107のあらかじめ決められた位置に配置され
たスピーカ1103,1104,1105,1106により再生される。受
聴者は、リスニングルーム1107のあらかじめ決められた
位置において再生された音場を聴くことができる。The audio signal input from the audio signal input terminal 1101 is reflected sound added by the reflected sound generation means 1103 based on each reflected sound parameter stored in the reflected sound parameter storage means 1102. Details of the processing will be described later. The signal processed by the reflected sound generation unit 1103 is reproduced by speakers 1103, 1104, 1105, and 1106 arranged at predetermined positions in the listening room 1107. The listener can listen to the sound field reproduced at a predetermined position in the listening room 1107.
オーディオ信号入力端子1101から入力されたオーディ
オ信号は通常2チャンネルである。また、本従来例で
は、反射音生成手段1103で処理された信号は4チャンネ
ルになっている。しかし、処理によっては出力チャンネ
ル数は4チャンネル以上あるいは以下になることもあ
る。The audio signal input from the audio signal input terminal 1101 normally has two channels. In this conventional example, the signal processed by the reflected sound generation unit 1103 has four channels. However, the number of output channels may be four or more or less depending on the processing.
反射音生成手段1103が行う処理について説明する。入
力信号をx1,x2、出力信号をy1,y2,y3,y4とすると入力信
号と出力信号とは(11)式の関係がある。The processing performed by the reflected sound generation unit 1103 will be described. Assuming that the input signal is x 1 , x 2 and the output signal is y 1 , y 2 , y 3 , y 4 , the input signal and the output signal have the relationship of equation (11).
Y=H*X …(11) ここに、 Y=(y1,y2,y3,y4)T …(12) X=(x1,x2)T …(13) H=(H1,H2) …(14) H1=(h11,h12,h13,h14)T …(15) H2=(h21,h22,h23,h24)T …(16) ただし、“*”は畳み込みを、“T"は転置行列を、
(11)式,(16)式のhjiはjチャンネルに出力される
iチャンネルの信号にたたみみ込むインパルス応答をし
めす。畳み込むインパルス応答hjiは反射音パラメータ
記憶手段1102に記憶されている。このインパルス応答は
実際のコンサートホールでの測定や、コンサートホール
の形状をもとにした計算機シミュレーションから決定さ
れる。また、ハードウェアで実現する場合に、インパル
ス応答全てをたたみみ込むためには膨大な規模のハード
ウェアを要する。このため、たとえば、hjiを初期反射
音と残響音とに分けて、初期反射音をFIRフィルタに、
残響音をIIRオールパスフィルタによる残響発生器に、
それぞれ担当させることにより小規模なハードウェアで
処理を行うこともある。Y = H * X (11) where: Y = (y 1 , y 2 , y 3 , y 4 ) T (12) X = (x 1 , x 2 ) T (13) H = (H 1, H 2) ... (14 ) H 1 = (h 11, h 12, h 13, h 14) T ... (15) H 2 = (h 21, h 22, h 23, h 24) T ... (16 However, “*” indicates convolution, “ T ” indicates transpose,
Hji in Equations (11) and (16) indicates an impulse response convolving with the i-channel signal output to the j-channel. The convolved impulse response hji is stored in the reflected sound parameter storage means 1102. The impulse response is determined by measurement in an actual concert hall or by computer simulation based on the shape of the concert hall. In addition, in the case of realizing with hardware, an enormous scale of hardware is required to convolve all the impulse responses. For this reason, for example, hji is divided into early reflection sound and reverberation sound, and the early reflection sound is
Reverberation to IIR all-pass reverberation generator
In some cases, processing is performed on small-scale hardware by assigning them to respective units.
以上が第2の従来の技術の説明である。 The above is the description of the second related art.
発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の構成はスピーカ再生を前提とし
ている。このため、十分な広さのリスニングルームが用
意できない場合、音場制御装置を設置できない。また、
深夜など、近隣騒音を考えると、小音量再生をせざるを
得ないという問題点がある。Problems to be Solved by the Invention However, the conventional configuration is based on speaker reproduction. Therefore, if a listening room having a sufficient size cannot be prepared, the sound field control device cannot be installed. Also,
Considering nearby noises, such as late at night, there is a problem that low volume reproduction has to be performed.
本発明は、このような従来の音場制御装置の問題点に
鑑みてなされたものであって、ヘッドホン受聴でありな
がら、スピーカによる再生音場と同等の音場を受聴でき
るようにすることを技術的課題とする。The present invention has been made in view of the problems of such a conventional sound field control device, and has an object to enable a sound field equivalent to a sound field reproduced by a speaker to be heard while listening to headphones. Technical issues.
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のヘッドホン音場受
聴装置は、入力された信号に対し、スピーカ再生を前提
とする音場制御処理を施す音場制御信号処理装置と、そ
の音場制御信号処理装置の出力に頭部伝達関数による補
償を行う頭部伝達関数補償装置と、その頭部伝達関数補
償装置の出力を再生するヘッドホンとで構成される。Means for Solving the Problems To solve the above problems, a headphone sound field listening device of the present invention includes a sound field control signal processing device that performs a sound field control process on the basis of speaker reproduction for an input signal. A head-related transfer function compensator for compensating the output of the sound field control signal processor with a head-related transfer function, and headphones for reproducing the output of the head-related transfer function compensator.
作用 本発明のヘッドホン音場受聴装置は上記の構成によ
り、音場制御信号処理装置で従来例と同様のスピーカに
よる再生と同様の音場制御処理を施し、頭部伝達関数補
償装置により、スピーカから受聴者の外耳道入口までの
伝達関数を補償することによって、ヘッドホン受聴時に
外耳道入口にスピーカ再生時と同じ音圧を発生させる。Function The headphone sound field listening device of the present invention performs the same sound field control processing as the reproduction by the speaker similar to the conventional example in the sound field control signal processing device by the above configuration, and the head-related transfer function compensating device outputs the sound from the speakers. By compensating for the transfer function up to the ear canal entrance of the listener, the same sound pressure as at the time of speaker reproduction is generated at the ear canal entrance when listening to headphones.
実施例 以下、図面を参照しながら、本発明のヘッドホン音場
受聴装置の一実施例について説明する。Embodiment Hereinafter, an embodiment of a headphone sound field listening device of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明のヘッドホン音場受聴装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a headphone sound field listening device of the present invention.
第1図において、101は信号入力端子、102は入力され
た信号に対しスピーカ再生を前提とする音場制御処理を
施す音場制御信号処理装置、103は音場制御信号処理装
置102が複数のスピーカに対して出力する信号に頭部伝
達関数による補償を行う頭部伝達関数補償装置、104は
ヘッドホンである。In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a signal input terminal, 102 denotes a sound field control signal processing device that performs a sound field control process on the basis of speaker reproduction on an input signal, and 103 denotes a plurality of sound field control signal processing devices. A head-related transfer function compensator 104 for compensating for a signal to be output to the speaker using a head-related transfer function, and 104 is a headphone.
以上のように構成された本発明のヘッドホン音場受聴
装置について、以下その動作について説明する。The operation of the headphone sound field listening device of the present invention configured as described above will be described below.
音場制御信号処理装置102は第1の従来例に示したド
ルビーサラウンドアクティブマトリクス方式の音場制御
装置のデコーダのうち、エンコーダ出力Lt(左チャンネ
ル)信号の入力端子,エンコーダ出力Rt(右チャンネ
ル)信号の入力端子からマスタレベル制御装置までが行
うのと同様の処理を行うか、または、第2の実施例に示
した反射音パラメータ記憶手段と反射音生成手段の処理
が行うのと同様の処理を行う。The sound field control signal processing device 102 is an input terminal of an encoder output Lt (left channel) signal and an encoder output Rt (right channel) among the decoders of the Dolby surround active matrix type sound field control device shown in the first conventional example. The same processing as that from the signal input terminal to the master level control device is performed, or the same processing as the processing by the reflected sound parameter storage means and the reflected sound generation means shown in the second embodiment I do.
ここで、以下の説明のために、第1の従来例に示した
ドルビーサラウンドアクティブマトリクス方式音場制御
装置の各スピーカに、つぎのように番号をつける。リス
ニングルーム内の受聴位置の左前方に配置されL信号を
再生するスピーカを1、正面に配置されC信号を再生す
るスピーカを2、右前方に配置されR信号を再生するス
ピーカを3、右後方に配置されS信号を再生するスピー
カを4、左後方に配置されS信号を再生するスピーカを
5とする。以下の説明では第1の従来例に示したドルビ
ーサラウンドアクティブマトリクス方式音場制御装置の
スピーカを例として説明する。第2の従来例に示した音
場制御装置の場合には特にスピーカ数を限定する必要は
ないが、同様に各スピーカに番号をつけて考えればよ
い。Here, for the following description, each speaker of the Dolby surround active matrix type sound field control device shown in the first conventional example is numbered as follows. One loudspeaker is located at the left front of the listening position in the listening room and reproduces the L signal, two loudspeakers are located in front of the listening position and reproduce the C signal, three loudspeakers are disposed at the right front and reproduce the R signal, and the right rear. The speaker which reproduces the S signal and which is arranged at the rear left is 4 and the speaker which reproduces the S signal and which is disposed at the rear left is 5. In the following description, the speaker of the Dolby surround active matrix type sound field control device shown in the first conventional example will be described as an example. In the case of the sound field control device shown in the second conventional example, it is not particularly necessary to limit the number of speakers, but it is sufficient to similarly number each speaker.
つぎに、頭部伝達関数補償装置103の処理内容につい
て説明する。Next, the processing contents of the head-related transfer function compensator 103 will be described.
音場制御信号処理装置102の処理では、各スピーカと
受聴者の位置を仮定している。この位置関係で、i番目
(i=1〜5)のスピーカの入力端子から受聴者の左右
の外耳道入口までの伝達関数をそれぞれHiL,HiR(i=
1〜5)とする。このとき、i番目のスピーカで信号Si
(i=1〜5)を再生すれば、受聴者の左右の外耳道入
口にはそれぞれ(7)式,(8)式で表わされる音圧P
iL SP,PiR SPが発生する。この関係を第2図に示す。In the processing of the sound field control signal processing device 102, the positions of each speaker and the listener are assumed. In this positional relationship, the transfer functions from the input terminal of the i-th (i = 1 to 5) speaker to the left and right ear canal entrances of the listener are HiL and HiR (i =
1 to 5). At this time, the signal S i is output from the i-th speaker.
When (i = 1 to 5) is reproduced, the sound pressures P expressed by the equations (7) and (8) are respectively applied to the left and right ear canal entrances of the listener.
iL SP and P iR SP occur. This relationship is shown in FIG.
PiL SP=HiL・Si …(17) PiL SP=HiR・Si …(18) また、ヘッドホンの左右の入力端子に与えられる信号
をSL,SRとし、入力端子から受聴者の左右の外耳道入口
までの伝達関数をそれぞれGL,GRとする。このとき、受
聴者の左右の外耳道入口には(19)式,(20)式で表わ
される音圧PL HP,PR HPが発生する。この関係を第3図に
示す。 P iL SP = H iL · S i ... (17) P iL SP = H iR · S i ... (18) Further, the signal applied to the input terminals of the left and right headphone S L, and S R, received from the input terminal each transfer function up to the ear canal entrance of the left and right listener G L, and G R. At this time, sound pressures P L HP and P R HP expressed by equations (19) and (20) are generated at the left and right ear canal entrances of the listener. This relationship is shown in FIG.
PL HP=GL・SL …(19) PR HP=GR・SR …(20) したがって、i番目のスピーカが再生するのと同じ音
圧をヘッドホン再生で得るためにはヘッドホンの入力端
子にそれぞれ(21)式,(22)式で与えられる信号SiL,
SiR(i=1〜5)を入力すればよい。P L HP = G L · S L ... (19) P R HP = G R · S R ... (20) Therefore, in order to obtain the same sound pressure as that reproduced by the i-th speaker by headphone reproduction, the headphone The signals S iL , given by equations (21) and (22),
S iR (i = 1 to 5) may be input.
SiL=GL -1・HiL・Si …(21) SiR=GR -1・HiR・Si …(22) ここで、GL -1,GR -1は、ヘッドホン入力端子から受聴
者の左右の外耳道入口までの伝達関数の逆特性である。
逆特性については後で述べる。S iL = GL −1 · H iL · S i ... (21) S iR = G R -1 · H iR · S i ... (22) Here, G L -1 and G R -1 are headphone inputs. This is the inverse characteristic of the transfer function from the terminal to the left and right ear canal entrances of the listener.
The inverse characteristics will be described later.
スピーカの入力端子から受聴者の左右の外耳道入口ま
での伝達関数およびヘッドホン入力端子から受聴者の左
右の外耳道入口までの伝達関数について説明する。i番
目のスピーカの入力端子から受聴者の外耳道入口までの
インパルス応答は無響室でスピーカとプローブマイクロ
ホンを用いて測定できる。i番目のスピーカのインパル
ス応答が(21)式,(22)式で使われている伝達関数H
iL,HiRとなる。また、ヘッドホン入力端子から受聴者の
外耳道入口までの伝達関数GL,GRも、同様に測定から求
められ、この伝達関数から逆特性GL -1,GR -1を計算でき
る。第4図にスピーカの入力端子から受聴者の外耳道入
口までのインパルス応答の測定例を示す波形図を、第5
図にヘッドホン入力端子から受聴者の外耳道入口までの
伝達関数の逆特性の例を示す波形図を示す。第4図およ
び第5図の標本化周波数は50[kHz]、標本点は512であ
る。The transfer function from the input terminal of the speaker to the left and right ear canal entrances of the listener and the transfer function from the headphone input terminal to the left and right ear canal entrances of the listener will be described. The impulse response from the input terminal of the i-th speaker to the entrance of the ear canal of the listener can be measured using the speaker and the probe microphone in the anechoic room. The transfer function H used for the impulse response of the i-th speaker in equations (21) and (22)
iL and HiR . Further, the transfer function G L from the headphone input terminal to the ear canal entrance of the listener, G R is also obtained from the measurement in the same manner, the reverse characteristic from the transfer function G L -1, can be calculated G R -1. FIG. 4 is a waveform diagram showing a measurement example of an impulse response from the input terminal of the speaker to the entrance of the ear canal of the listener.
The figure shows a waveform diagram illustrating an example of the inverse characteristic of the transfer function from the headphone input terminal to the listener's ear canal entrance. The sampling frequency in FIGS. 4 and 5 is 50 [kHz], and the number of sampling points is 512.
ここで、逆特性の計算法について説明する。逆特性
は、ヘッドホン入力端子から受聴者の外耳道入口までの
伝達関数を持つ系に直列に接続することにより、系全体
のインパルス応答を単位サンプルとする特性である。実
際に用いられる逆特性は、離散的フーリェ変換から求め
るものと、逆畳み込みによるものの2つが考えられる。
離散的フーリェ変換から求める逆特性は、その時間長が
非常に長いものとなるため、本実施例では逆畳み込みに
よる逆特性を採用する。Here, a method of calculating the inverse characteristic will be described. The inverse characteristic is a characteristic in which an impulse response of the entire system is used as a unit sample by connecting in series to a system having a transfer function from a headphone input terminal to a listener's ear canal entrance. There are two types of actually used inverse characteristics, one obtained from the discrete Fourier transform and the other obtained by deconvolution.
Since the inverse characteristic obtained from the discrete Fourier transform has a very long time, the present embodiment employs the inverse characteristic by deconvolution.
ヘッドホン入力端子から受聴者の外耳道入口までのイ
ンパルス応答をg(k)、求める逆特性のインパルス応
答をg-1(k)、単位サンプルをδ(k)、逆特性の標
本数をmとすれば、これらの間には(23)式の直線畳み
込みの関係が成り立つ。The impulse response from the headphone input terminal to the listener's ear canal entrance is g (k), the impulse response of the inverse characteristic to be obtained is g −1 (k), the unit sample is δ (k), and the number of samples of the inverse characteristic is m. In this case, a straight-line convolution relationship of equation (23) is established between them.
(23)式でn0は、逆特性の入出力の時間ずれを表わす
もので、スパイクポイントと呼ばれる。 In the equation (23), n 0 represents a time lag between input and output of the opposite characteristic, and is called a spike point.
さて逆特性の標本数をmに制限したので、(23)式の
左辺は正確には単位サンプルとはならない。したがっ
て、(23)式の等号の成り立たない不能の連立1次方程
式となる。そこで、(23)式の左辺と単位サンプルとの
差を残差として、この残差の2乗和を最小にすることで
逆特性を推定する。すなわち、(23)式を連立1次方程
式として、最小2乗法を用いて解けば逆特性が計算でき
る。Now, since the number of samples of the inverse characteristic is limited to m, the left side of Expression (23) does not accurately become a unit sample. Therefore, it becomes an impossible simultaneous linear equation in which the equality of the equation (23) does not hold. Therefore, the difference between the left side of equation (23) and the unit sample is set as a residual, and the inverse characteristic is estimated by minimizing the sum of squares of the residual. That is, the inverse characteristic can be calculated by solving the equation (23) as a simultaneous linear equation using the least squares method.
以上の説明ではi番目のスピーカに対する出力の処理
について説明したが、音場制御信号処理装置102の処理
では、合計5個のスピーカの使用を前提とした処理を行
っている。したがって、ヘッドホンの入力端子にそれぞ
れ(24)式,(25)式で与えられる信号SL,SRを入力す
ることになる。In the above description, the output processing for the i-th speaker has been described. However, in the processing of the sound field control signal processing device 102, processing is performed on the assumption that a total of five speakers are used. Therefore, the signals S L and S R given by Expressions (24) and (25) are input to the input terminals of the headphones.
以上により、頭部伝達関数補償装置103は、(24)
式,(25)式を実行するフィルタとすればよい。 As described above, the head-related transfer function compensator 103 is (24)
What is necessary is just to make a filter which performs a formula and a formula (25).
第6図に頭部伝達関数補償装置103の信号処理フロー
を示す。第6図において、601〜603は音場制御信号処理
装置102で処理された信号Siの入力端子、609〜611はそ
れぞれi番目のスピーカの入力端子から受聴者の左の外
耳道入口までの伝達関数HiL(i=1〜5)をi番目の
スピーカを想定して処理された信号Siに畳み込むFIRフ
ィルタ、612〜614はそれぞれi番目のスピーカの入力端
子から受聴者の右の外耳道入口までの伝達関数HiR(i
=1〜5)をi番目のスピーカを想定して処理された信
号Siに畳み込むFIRフィルタ、615はFIRフィルタ609〜61
1の出力を加算する加算器、616はFIRフィルタ612〜614
の出力を加算する加算器、617は加算器615の出力にヘッ
ドホン入力端子から受聴者の左の外耳道入口までの伝達
関数の逆特性GL -1を畳み込むFIRフィルタ、618は加算器
616の出力にヘッドホン入力端子から受聴者の右の外耳
道入口までの伝達関数の逆特性GR -1を畳み込むFIRフィ
ルタ、619はFIRフィルタ617の出力信号の出力端子、620
はFIRフィルタ618の出力信号の出力端子である。FIRフ
ィルタ609は入力信号をサンプリング周波数と同期して
シフトさせるシフトレジスタ604と、このシフトレジス
タ604の各タップ出力にフィルタ係数を掛ける乗算器605
〜607と、乗算器605〜607の出力を加算する加算器608と
で構成され、加算器608の出力がFIRフィルタ609の出力
となる。FIG. 6 shows a signal processing flow of the head-related transfer function compensator 103. In the sixth figure, 601 to 603 input terminals of the signal S i, which is processed by the sound field control signal processor 102, 609 to 611 is transmitted from the input terminal of the i-th speaker respectively to the ear canal entrance of the left of the listener FIR filters for convolving the function HiL (i = 1 to 5) into the signal S i processed assuming the i-th speaker, 612 to 614 respectively denote the right ear canal entrance of the listener from the input terminal of the i-th speaker Transfer function H iR (i
= 1 to 5) into a signal S i processed assuming the i-th loudspeaker, 615 denotes FIR filters 609 to 61
Adder for adding the output of 1; 616 are FIR filters 612 to 614
617 is an FIR filter that convolves the output of the adder 615 with the inverse characteristic G L -1 of the transfer function from the headphone input terminal to the left ear canal entrance of the listener, and 618 is an adder
An FIR filter that convolves the output of 616 with the inverse characteristic G R -1 of the transfer function from the headphone input terminal to the right ear canal entrance of the listener, 619 is an output terminal of the output signal of the FIR filter 617, 620
Is an output terminal of the output signal of the FIR filter 618. The FIR filter 609 includes a shift register 604 that shifts an input signal in synchronization with a sampling frequency, and a multiplier 605 that multiplies each tap output of the shift register 604 by a filter coefficient.
To 607, and an adder 608 for adding the outputs of the multipliers 605 to 607. The output of the adder 608 is the output of the FIR filter 609.
乗算器605〜607で掛けるフィルタ係数は1番目のスピ
ーカの入力端子から受聴者の左の外耳道入口までの伝達
関数H1Lを時間軸で表いたものh1L(k)(k=1,2,…m;
mは標本数、本実施例ではm=512)であり、乗算器605
はh1L(1)を、乗算器606はh1L(2)を、…、乗算器6
07はh1L(512)を掛ける。この他のFIRフィルタも同様
の構成である。The filter coefficient multiplied by the multipliers 605 to 607 is a transfer function H 1L from the input terminal of the first speaker to the left ear canal entrance of the listener on the time axis h 1L (k) (k = 1, 2, … M;
m is the number of samples, m = 512 in this embodiment), and the multiplier 605
Is h 1L (1), multiplier 606 is h 1L (2) ,.
07 multiplies h 1L (512). Other FIR filters have the same configuration.
以上のように構成された頭部伝達関数補償装置103は
(24)式,(25)式で与えられる信号処理を行い、信号
SL,SRを出力する。The head-related transfer function compensator 103 configured as described above performs signal processing given by equations (24) and (25),
Outputs S L and S R.
ヘッドホン104は頭部伝達関数補償装置103が処理した
信号SL,SRを再生する。The headphones 104 reproduce the signals S L and S R processed by the head-related transfer function compensator 103.
以上が本発明の実施例のヘッドホン音場受聴装置の動
作である。The above is the operation of the headphone sound field listening device according to the embodiment of the present invention.
なお、実施例の途中で断わったように、本実施例は第
1の従来例のドルビーサラウンドアクティブマトリクス
方式音場制御装置のスピーカ配置について述べたもので
ある。第2の従来例の音場制御装置のスピーカ配置につ
いても同様の処理を行うことができる。This embodiment describes the speaker arrangement of the Dolby Surround active matrix type sound field control device of the first conventional example as rejected in the middle of the embodiment. Similar processing can be performed for the speaker arrangement of the sound field control device of the second conventional example.
発明の効果 以上説明したように本発明のヘッドホン音場受聴装置
は、音場制御信号処理装置の出力に対して頭部伝達関数
補償装置により補償処理を行うので、ヘッドホン再生で
ありながらスピーカで再生した場合と同様な音場を聞く
ことができるという効果が得られる。このため、リスニ
ングルームの建築的制約はなくなり、近隣騒音を考える
必要もなくなる。Effect of the Invention As described above, the headphone sound field listening apparatus of the present invention performs compensation processing on the output of the sound field control signal processing apparatus by the head-related transfer function compensating apparatus. The effect of being able to hear the same sound field as in the case where it is performed is obtained. For this reason, the architectural restriction of the listening room is eliminated, and there is no need to consider nearby noise.
第1図は本発明のヘッドホン音場受聴装置の一実施例の
構成を示すブロック図、第2図はi番目のスピーカで信
号Siを再生した場合の伝達の様子を示す平面図、第3図
はヘッドホンで信号Sを再生した場合の伝達の様子を示
す正面図、第4図はスピーカの入力端子から受聴者の外
耳道入口までの伝達関数の測定例を示す波形図、第5図
はヘッドホン入力端子から受聴者の外耳道入口までの伝
達関数の逆特性の例を示す波形図、第6図は頭部伝達関
数補償装置の信号処理フローを示すブロック図、第7図
は第1の従来例におけるドルビーサラウンドのエンコー
ダの構成を示すブロック図、第8図は同従来例における
ドルビーサラウンドアクティブマトリクス方式の音場制
御装置のデコーダの構成を示すブロック図、第9図は同
従来例におけるアダプティブマトリクスの構成を示すブ
ロック図、第10図は同従来例における電圧制御増幅器の
制御電圧と増幅率の関係を示す特性図、第11図は第2の
従来例における音場制御装置の構成を示すブロック図で
ある。 101……信号入力端子、102……音場制御信号処理装置、
103……頭部伝達関数補償装置、104……ヘッドホン、60
1〜603……入力端子、604……シフトレジスタ、605〜60
7……乗算器、608,615,616……加算器、609〜614,617,6
18……FIRフィルタ、619,620……出力端子。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a headphone sound field listening apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a state of transmission when a signal Si is reproduced by an i-th speaker. FIG. 4 is a front view showing a state of transmission when a signal S is reproduced by headphones, FIG. 4 is a waveform diagram showing a measurement example of a transfer function from an input terminal of a speaker to an entrance of an ear canal of a listener, and FIG. FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of an inverse characteristic of a transfer function from an input terminal to a listener's ear canal entrance, FIG. 6 is a block diagram showing a signal processing flow of a head-related transfer function compensator, and FIG. 7 is a first conventional example FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a Dolby Surround encoder in the conventional example, FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a decoder of the Dolby Surround active matrix type sound field control device in the conventional example, and FIG. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an active matrix, FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between a control voltage and an amplification factor of a voltage controlled amplifier in the conventional example, and FIG. 11 is a configuration of a sound field control device in a second conventional example. FIG. 101 ... signal input terminal, 102 ... sound field control signal processing device,
103 ... head-related transfer function compensator, 104 ... headphone, 60
1 to 603: Input terminal, 604: Shift register, 605 to 60
7… Multiplier, 608,615,616 …… Adder, 609-614,617,6
18… FIR filter, 619,620 …… Output terminal.
Claims (3)
とする音場制御処理を施す音場制御信号処理装置と、 前記音場制御信号処理装置がスピーカで再生するために
出力する信号に対してそれぞれのスピーカの入力端子か
ら受聴者の左右の外耳道入口までの伝達関数の和とヘッ
ドホン入力端子から受聴者の左右の外耳道入口までの伝
達関数の逆特性とのたたみ込みにより得られる頭部伝達
関数による補償を行う頭部伝達関数補償装置と、 前記頭部伝達関数補償装置の出力を再生するヘッドホン
とを備えたヘッドホン音場受聴装置。1. A sound field control signal processing device for performing a sound field control process on a premise of speaker reproduction for an input signal, and a signal output by the sound field control signal processing device for reproduction by a speaker. Head transfer obtained by convolution of the sum of transfer functions from the input terminals of each speaker to the left and right ear canal entrances of the listener and the inverse characteristic of the transfer function from the headphone input terminal to the left and right ear canal entrances A headphone sound field listening device comprising: a head-related transfer function compensator that performs compensation by a function; and headphones that reproduce the output of the head-related transfer function compensator.
信号を入力し、これらのバランスを調整する入力バラン
ス制御装置と、 前記バランス制御装置出力の絶対レベルを調整するレベ
ル制御装置と、 前記レベル制御装置出力をもとに受聴位置の左前方,正
面,右前方、後方のうちどの方向からの信号が優勢であ
るかを検出し、優勢な方向の信号は大きく出力し、それ
以外の方向の信号を減衰させるように左チャンネル信
号,右チャンネル信号,中央チャンネル信号,サラウン
ドチャンネル信号を作るアダプティブマトリクスと、 前記アダプティブマトリクスが出力するサラウンドチャ
ネル信号を遅延させる遅延装置と、 前記遅延制御装置出力の7[kHz]以下の信号を通過さ
せる低域通過フィルタと、 前記低域通過フィルタ出力のノイズを減衰させる変形B
型ノイズリダクションデコーダと、 前記アダプティブマトリクスが出力する左チャンネル信
号,右チャンネル信号,中央チャンネルおよび前記変形
B型ノイズリダクションデコーダが出力する信号のレベ
ルを制御するマスタレベル制御装置とを備えた請求項1
記載のヘッドホン音場受聴装置。2. A sound field control signal processing device, comprising: an input balance control device that inputs two-channel signals and adjusts the balance between them; a level control device that adjusts an absolute level of an output of the balance control device; Based on the output of the level control device, it detects which of the signals from the front left, front, right front, and rear of the listening position is dominant, and outputs the signal in the dominant direction largely, and outputs signals in other directions. An adaptive matrix for producing a left channel signal, a right channel signal, a center channel signal, and a surround channel signal so as to attenuate the surround channel signal; a delay device for delaying a surround channel signal output by the adaptive matrix; A low-pass filter that passes a signal of 7 kHz or less; and a noise output from the low-pass filter. Decay is thereby deformed B
2. A noise reduction decoder, comprising: a master level control device for controlling a level of a left channel signal, a right channel signal, a center channel output by the adaptive matrix, and a signal output by the modified B-type noise reduction decoder.
The headphone sound field listening device according to the above.
る反射音のデータにもとづき、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受聴点の周囲に
配置された複数個のスピーカで再生するために、前記複
数のスピーカで発すべき反射音のパラメータを記憶する
反射音パラメータ記憶手段と、 前記音響音パラメータ記憶手段に記憶された各反射音パ
ラメータにもとづき、ソース信号の反射音をそれぞれ生
成,出力する反射音生成手段とを備えた請求項1記載の
ヘッドホン音場受聴装置。3. A sound field control signal processing device, comprising: a plurality of speakers arranged around a listening point based on data of a reflected sound in an acoustic space, the reflected sound in the acoustic space or a model space similar to the acoustic space; In order to reproduce, the reflected sound parameter storage means for storing parameters of the reflected sound to be emitted by the plurality of speakers, and the reflected sound of the source signal based on each of the reflected sound parameters stored in the acoustic sound parameter storage means. 2. The headphone sound field listening device according to claim 1, further comprising: a reflected sound generating means for generating and outputting.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2260909A JP2953011B2 (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Headphone sound field listening device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2260909A JP2953011B2 (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Headphone sound field listening device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04137999A JPH04137999A (en) | 1992-05-12 |
JP2953011B2 true JP2953011B2 (en) | 1999-09-27 |
Family
ID=17354445
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2260909A Expired - Fee Related JP2953011B2 (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Headphone sound field listening device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2953011B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10215500A (en) * | 1997-01-30 | 1998-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Multi-channel audio output circuit for television receiver |
EP2351384A1 (en) * | 2008-10-14 | 2011-08-03 | Widex A/S | Method of rendering binaural stereo in a hearing aid system and a hearing aid system |
JP6155698B2 (en) * | 2013-02-28 | 2017-07-05 | 株式会社Jvcケンウッド | Audio signal processing apparatus, audio signal processing method, audio signal processing program, and headphones |
US10582325B2 (en) * | 2016-04-20 | 2020-03-03 | Genelec Oy | Active monitoring headphone and a method for regularizing the inversion of the same |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2260909A patent/JP2953011B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04137999A (en) | 1992-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9918179B2 (en) | Methods and devices for reproducing surround audio signals | |
EP0966865B1 (en) | Multidirectional audio decoding | |
US6363155B1 (en) | Process and device for mixing sound signals | |
KR0175515B1 (en) | Apparatus and Method for Implementing Table Survey Stereo | |
US7162047B2 (en) | Audio reproducing apparatus | |
JP2013211906A (en) | Sound spatialization and environment simulation | |
KR20050060789A (en) | Apparatus and method for controlling virtual sound | |
US11736863B2 (en) | Subband spatial processing and crosstalk cancellation system for conferencing | |
US6700980B1 (en) | Method and device for synthesizing a virtual sound source | |
JP2953011B2 (en) | Headphone sound field listening device | |
US20230396950A1 (en) | Apparatus and method for rendering audio objects | |
JP2023070650A (en) | Spatial audio reproduction by positioning at least part of a sound field | |
JPH099398A (en) | Sound image localization device | |
JPH04127700A (en) | Image controller | |
JP3090416B2 (en) | Sound image control device and sound image control method | |
KR100601729B1 (en) | Spatial inverse filtering device and method considering human cognitive aspect and computer readable recording medium storing computer program controlling the device | |
JP2020039168A (en) | Device and method for sound stage extension |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070716 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080716 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |