JP2023121744A - Stereophonic sound reproducing device - Google Patents

Abstract

To provide a stereophonic sound reproducing technique with robustness stronger than that of the conventional one.SOLUTION: A stereophonic sound reproducing device includes: a first speaker 21 whose main axis of directivity is directed towards one ear of a listener; a second speaker 22 whose main axis of directivity is directed towards the other ear of the listener; and a signal processing section 1 for executing crosstalk cancellation processing to cancel sound reaching the one ear of the listener from the second speaker 22 and sound reaching the other ear from the first speaker 21, so as to generate a post-processing signal. In the stereophonic sound reproducing device, the first speaker 21 and the second speaker 22 emit sound based on the post-processing signal. The first speaker 21 and the second speaker 22 are arranged on a median plane or on the same sagittal plane of the listener.SELECTED DRAWING: Figure 18

Description

本発明は、立体音響再生技術に関する。 The present invention relates to stereophonic sound reproduction technology.

従来の2チャネルスピーカによるバイノーラル立体音響再生システムにおいては、２つのスピーカを横方向に並べて、２つのスピーカを聴取者の頭部中心に向けるステレオ配置、言い換えれば横型配置が頻繁に用いられていた（例えば、特許文献１参照。）。 Conventional binaural stereophonic sound reproduction systems using two-channel speakers frequently use a stereo arrangement in which two speakers are arranged side by side and directed toward the center of the listener's head, in other words, a horizontal arrangement ( For example, see Patent Document 1.).

特開２００１－５７６９９号公報JP-A-2001-57699

しかし、このような横型配置では、聴取者の位置変動に敏感であり、ロバスト性が弱い可能性があった。 However, such a horizontal arrangement is sensitive to changes in the listener's position, and may have weak robustness.

本発明は、従来よりもロバスト性が強い立体音響再生装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a stereophonic sound reproducing apparatus that is more robust than the conventional one.

この発明の一態様による立体音響再生装置は、指向性の主軸が、聴取者の一方の耳に向けられた第一スピーカと、指向性の主軸が、聴取者の他方の耳に向けられた第二スピーカと、第二スピーカから一方の耳に到達する音及び第一スピーカから他方の耳に到達する音を打ち消すためのクロストークキャンセル処理を行い、処理後信号を生成する信号処理部と、を含む立体音響再生装置であって、第一スピーカ及び第二スピーカは、処理後信号に基づく音を発し、第一スピーカ及び第二スピーカは、聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置される。 A stereophonic sound reproduction device according to an aspect of the present invention includes a first speaker whose directivity main axis is directed to one ear of a listener, and a second speaker whose directivity main axis is directed to the other ear of the listener. two speakers, and a signal processing unit that performs crosstalk cancellation processing to cancel the sound reaching one ear from the second speaker and the sound reaching the other ear from the first speaker, and generates a post-processing signal. wherein the first speaker and the second speaker emit sound based on the processed signal, and the first speaker and the second speaker are arranged on the listener's median plane or on the same sagittal plane be done.

２個のスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置することで、従来よりも聴取者の移動に対するロバスト性が高い立体音響再生を可能とする。 By arranging two speakers on the median plane of the listener or on the same sagittal plane, it is possible to reproduce stereophonic sound with higher robustness against the movement of the listener than before.

図１（ａ）（ｂ）は、理論的背景を説明するための図である。FIGS. 1(a) and 1(b) are diagrams for explaining the theoretical background. 図２（ａ）（ｂ）は、理論的背景を説明するための図である。FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the theoretical background. 図３（ａ）（ｂ）は、理論的背景を説明するための図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the theoretical background. 図４は、本発明に関わる身体的な基準面の名称を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the names of physical reference planes related to the present invention. 図５は、立体音響再生装置の機能構成の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a functional configuration of a stereophonic sound reproduction device. 図６は、立体音響再生方法の処理手続きの例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of the processing procedure of the stereophonic sound reproduction method. 図７（ａ）（ｂ）は、シミュレーション結果を示すための図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams for showing simulation results. 図８（ａ）（ｂ）は、シミュレーション結果を示すための図である。FIGS. 8A and 8B are diagrams showing simulation results. 図９（ａ）（ｂ）は、シミュレーション結果を示すための図である。FIGS. 9A and 9B are diagrams for showing simulation results. 図１０（ａ）（ｂ）は、シミュレーション結果を示すための図である。FIGS. 10A and 10B are diagrams showing simulation results. 図１１（ａ）（ｂ）は、シミュレーション結果を示すための図である。FIGS. 11A and 11B are diagrams showing simulation results. 図１２（ａ）（ｂ）は、指向性の強さ及びスピーカの距離を説明するための図である。FIGS. 12(a) and 12(b) are diagrams for explaining the strength of directivity and the distance between speakers. 図１３（ａ）（ｂ）は、指向性の強さ及びスピーカの距離を説明するための図である。FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining the strength of directivity and the distance between speakers. 図１４は、指向性の強さ及びスピーカの距離を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining the strength of directivity and the distance between speakers. 図１５（ａ）（ｂ）は、指向性の強さ及びスピーカの距離を説明するための図である。FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining the strength of directivity and the distance between speakers. 図１６（ａ）（ｂ）は、指向性の強さ及びスピーカの距離を説明するための図である。FIGS. 16A and 16B are diagrams for explaining the strength of directivity and the distance between speakers. 図１７は、コンピュータの機能構成例を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a functional configuration example of a computer; 図１８（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態を説明するための図である。18(a) and 18(b) are diagrams for explaining an embodiment of the present invention. 図１９（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態を説明するための図である。19(a) and 19(b) are diagrams for explaining an embodiment of the present invention.

[理論的背景]
まず、背景技術のように、スピーカを横型配置した場合の聴取者の移動に対するロバスト性の弱さについて説明する。以下、説明の簡略化のために、システムへの入力信号として左信号のみに正弦波を入力した場合について考慮することにする。 [Theoretical Background]
First, as in the background art, the weakness of robustness against the movement of the listener when the speakers are horizontally arranged will be described. In the following, for the sake of simplification of explanation, the case of inputting a sine wave only to the left signal as an input signal to the system will be considered.

立体音響再生システムにおいては、入力の左信号が左耳でのみ再生されるようにするために、右耳での合成信号が０になるように、スピーカからの出力信号の振幅や位相が制御される。この制御はクロストークキャンセルと呼ばれている。また、左信号が歪みを生じることなく左耳において再生されるようにするために、2つのスピーカから左耳までの音響伝達特性をフラットにするように振幅や位相が制御される。この制御は伝達関数の等化と呼ばれている。 In a stereophonic sound reproduction system, the amplitude and phase of the output signal from the speaker are controlled so that the synthesized signal at the right ear becomes 0 in order to reproduce the input left signal only at the left ear. be. This control is called crosstalk cancellation. Also, the amplitude and phase are controlled to flatten the acoustic transfer characteristics from the two speakers to the left ear so that the left signal can be reproduced at the left ear without distortion. This control is called transfer function equalization.

例えば、図１（ａ）に示すように、左スピーカ４２が出力する音響信号が経路l₁₂を通って右耳に到達するとする。このとき右耳B1に到達する音響信号をp₁₂とする。この場合、クロストークキャンセルを制御するために、右スピーカ４１から経路l₁₁を通って右耳に、信号p₁₂と逆位相の信号p₁₁を到達させる。これにより、左信号に対応する、右耳での合成信号p₁の振幅を０とすることができる。この状況を図１（ｂ）に示す。図１（ｂ）において、実線は合成信号p₁を示し、破線は信号p₁₁を示し、点線は信号p₁₂を示す。 For example, as shown in FIG. 1(a), it is assumed that the acoustic signal output by the left speaker 42 reaches the right ear through the path _l12 . Let _p12 be the acoustic signal that reaches the right ear B1 at this time. In this case, in order to control the crosstalk cancellation, the signal _p11 having the opposite phase to the signal _p12 is caused to reach the right ear from the right speaker 41 through _the path l11. As a result, the amplitude of the combined signal _p1 at the right ear, which corresponds to the left signal, can be set to zero. This situation is shown in FIG. 1(b). In FIG. 1(b), the solid line indicates the synthesized signal _p1 , the dashed line indicates the signal _p11 , and the dotted line indicates the signal _p12 .

ここで、聴取者が横方向に移動したとする。この場合、図２（ａ）に示すように、図２（ａ）の経路と比較して、経路l₁₂は長くなり、経路l₁₁は短くなる。これらの長さの増減方向の差異に起因して、右耳B1での信号p₁₂の位相は遅れ、信号p₁₁の位相は早まる。このように、信号p₁₂と信号p₁₁の位相とが反対方向に変化すると、合成信号p₁の振幅を０とする制御がなされなくなる。この状況を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）において、実線は合成信号p₁を示し、破線は信号p₁₁を示し、点線は信号p₁₂を示す。 Now suppose that the listener moves laterally. In this case, as shown in FIG. 2(a), path _l12 is longer and path _l11 is shorter than the path in FIG. 2(a). Due to the difference in the direction of increase and decrease of these lengths, the phase of signal _p12 at the right ear B1 is delayed and the phase of signal _p11 is advanced. Thus, when the phases of the signal _p12 and the signal _p11 change in opposite directions, the control to set the amplitude of the combined signal _p1 to 0 is no longer performed. This situation is shown in FIG. 2(b). In FIG. 2(b), the solid line indicates the composite signal _p1 , the dashed line indicates the signal _p11 , and the dotted line indicates the signal _p12 .

このように、スピーカの横型配置による再生では、聴取者が横方向に移動したときに、合成信号が急激に変化する可能性がある。この点において、スピーカの横型配置では、聴取者の位置変動に敏感であり、ロバスト性が弱い可能性があると言える。 In this way, in reproduction by the horizontal arrangement of the speakers, there is a possibility that the composite signal will change abruptly when the listener moves in the horizontal direction. In this respect, it can be said that the horizontal arrangement of speakers is sensitive to changes in the position of the listener and may have weak robustness.

そこで、図３（ａ）に示すように、2つのスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置することを考える。図３（ａ）では、左スピーカ４２及び右スピーカ４１のそれぞれを示すために、水平面で同じ位置にある左スピーカ４２及び右スピーカ４１を少しだけずらして記載している。 Therefore, as shown in FIG. 3(a), consider placing two speakers on the median plane of the listener or on the same sagittal plane. In FIG. 3A, in order to show the left speaker 42 and the right speaker 41 respectively, the left speaker 42 and the right speaker 41, which are located at the same position on the horizontal plane, are slightly shifted.

図３（ａ）に示すように、スピーカが聴取者の正中面または同一矢状面上に配置されている場合、聴取者の横方向の移動に対する経路l₁₁及び経路l₁₂の長さは図２（ａ）の経路と比較して、ともに増加の方向へと変化する。これに起因して、右耳B1での信号p₁₂と信号p₁₁の位相はともに遅れる。このように、p₁₁の位相と信号p₁₂の位相とが同じ方向に変化する場合には、想定されたクロストークキャンセルの効果を見込むことができ、合成信号の変動は小さいと考えられる。この状況を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）において、実線は合成信号p₁を示し、破線は信号p₁₁を示し、点線は信号p₁₂を示す。このため、スピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置することで、聴取者の移動に対するロバスト性が強くなると考えられる。 As shown in FIG. 3(a), when the loudspeakers are placed in the median plane or the same sagittal plane of the listener, the lengths of path _l11 and path _l12 for lateral movement of the listener are shown in FIG. Both change in the direction of increase compared to path 2(a). Due to this, the phases of both the signal _p12 and the signal _p11 at the right ear B1 are delayed. In this way, when the phase of _p11 and the phase of signal _p12 change in the same direction, it is possible to anticipate the expected effect of crosstalk cancellation, and the fluctuation of the combined signal is considered to be small. This situation is shown in FIG. 3(b). In FIG. 3(b), the solid line indicates the synthesized signal _p1 , the dashed line indicates the signal _p11 , and the dotted line indicates the signal _p12 . For this reason, it is considered that arranging the speakers on the median plane of the listener or on the same sagittal plane increases the robustness against the movement of the listener.

しかし、この場合、正中面上の１点から両耳への伝達関数が左右対称であるとすると、理論的には、H₁₁=H₂₁,H₁₂=H₂₂となり、伝達関数行列Hの逆行列である制御フィルタ行列Gを計算することができない可能性がある。H₁₁, H₁₂, H₂₁, H₂₂は、伝達関数行列Hの要素である伝達関数である。 However, in this case, assuming that the transfer function from one point on the median plane to both ears is symmetrical, theoretically H ₁₁ =H ₂₁ , H ₁₂ =H ₂₂ , and the inverse of the transfer function matrix H It may not be possible to compute the control filter matrix G, which is a matrix. H ₁₁ , H ₁₂ , H ₂₁ , H ₂₂ are transfer functions that are elements of the transfer function matrix H.

この問題を解決するために、聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置した一方のスピーカの指向性の主軸を、聴取者の一方の耳に向けて、他方のスピーカの指向性の主軸を、聴取者の他方の耳に向ける。これにより、理論的に、制御フィルタ行列Gの設計を可能にする。 To solve this problem, the principal axis of directivity of one speaker placed on the listener's median plane or in the same sagittal plane is directed toward one ear of the listener, and the directivity of the other speaker The principal axis is directed toward the other ear of the listener. This theoretically allows the design of the control filter matrix G.

[実施形態]
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、図面中において同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。 [Embodiment]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the drawings, constituent parts having the same function are denoted by the same numbers, and redundant explanations are omitted.

立体音響再生装置は、図５に例示するように、信号処理部１と、第一スピーカ２１と、第二スピーカ２２とを備えている。立体音響再生方法は、以下に説明するステップＳ１及びステップＳ２により例えば実現される。 The stereophonic sound reproduction device includes a signal processing unit 1, a first speaker 21, and a second speaker 22, as illustrated in FIG. A stereophonic sound reproduction method is implemented, for example, by steps S1 and S2 described below.

図４は、スピーカ配置に関わる身体的な基準面とその名称を説明するための図である。正中面は身体を左右対称に切る面の呼称である。また、矢状面は正中面に平行な面の総称である。 FIG. 4 is a diagram for explaining physical reference planes related to speaker placement and their names. The median plane is the name of the plane that cuts the body symmetrically. Also, the sagittal plane is a generic term for planes parallel to the median plane.

<スピーカ配置形態その１>
図１８（ａ）に示すように、第一スピーカ２１と第二スピーカ２２は、聴取者の正中面上に例えば配置される。より詳細には、図１８（ａ）では、第一スピーカ２１と第二スピーカ２２は、聴取者の正中面上であって、縦方向に並べて配置されている。 <Speaker placement form 1>
As shown in FIG. 18(a), the first speaker 21 and the second speaker 22 are arranged, for example, on the median plane of the listener. More specifically, in FIG. 18A, the first speaker 21 and the second speaker 22 are arranged side by side in the vertical direction on the median plane of the listener.

図１８（ａ）は、第一スピーカ２１と第二スピーカ２２を聴取者の正中面上に配置した場合のスピーカの配置方法を説明するための俯瞰図である。図１８（ｂ）は、第一スピーカ２１と第二スピーカ２２を聴取者の正中面上に配置した場合のスピーカの配置方向を説明する図であり、図１８（ａ）の上面図である。 FIG. 18(a) is a bird's-eye view for explaining a speaker arrangement method when the first speaker 21 and the second speaker 22 are arranged on the median plane of the listener. FIG. 18(b) is a diagram for explaining the arrangement direction of the speakers when the first speaker 21 and the second speaker 22 are arranged on the median plane of the listener, and is a top view of FIG. 18(a).

<スピーカ配置形態その２>
図１９（ａ）に示すように、第一スピーカ２１と第二スピーカ２２は、聴取者の同一矢状面上に配置されてもよい。より詳細には、図１９（ａ）に例示するように、第一スピーカ２１と第二スピーカ２２は、聴取者の同一矢状面上であって、縦方向に並べて配置されてもよい。 <Speaker placement form 2>
As shown in FIG. 19(a), the first speaker 21 and the second speaker 22 may be arranged on the same sagittal plane of the listener. More specifically, as illustrated in FIG. 19A, the first speaker 21 and the second speaker 22 may be arranged side by side in the vertical direction on the same sagittal plane of the listener.

図１９（ａ）は第一スピーカ２１と第二スピーカ２２を聴取者の同一矢状面上に配置した場合のスピーカの配置方法を説明するための俯瞰図である。図１９（ｂ）は第一スピーカ２１と第二スピーカ２２を聴取者の同一矢状面上に配置した場合のスピーカの配置方向を説明する図であり、図１９（ａ）の上面図である。 FIG. 19(a) is a bird's-eye view for explaining a speaker arrangement method when the first speaker 21 and the second speaker 22 are arranged on the same sagittal plane of the listener. FIG. 19(b) is a diagram for explaining the arrangement direction of the speakers when the first speaker 21 and the second speaker 22 are arranged on the same sagittal plane of the listener, and is a top view of FIG. 19(a). .

図１８（ａ）及び図１９（ａ）では、聴取者の足元を原点とする３次元空間において、聴取者はｙ軸正方向に向いている。また、ｘ軸及びｚ軸を含む面に聴取者の耳Ｂ１及び耳Ｂ２が位置している。図１８（ａ）及び図１９（ａ）では、第一スピーカ２１の指向性の主軸は、聴取者の一方の耳Ｂ１に向けられており、第二スピーカ２２の指向性の主軸は、聴取者の他方の耳Ｂ２に向けられている。 In FIGS. 18A and 19A, the listener faces the positive direction of the y-axis in a three-dimensional space with the listener's feet as the origin. Also, the ears B1 and B2 of the listener are positioned on a plane including the x-axis and the z-axis. 18(a) and 19(a), the directivity main axis of the first speaker 21 is directed toward one ear B1 of the listener, and the directivity main axis of the second speaker 22 is directed toward the listener. is directed to the other ear B2 of the

聴取者の正中面とは、図１８（ａ）及び図１９（ａ）においては、ｙ軸及びｚ軸を含む面のことである。聴取者の矢状面とは、図１８（ａ）及び図１９（ａ）においては、ｙ軸及びｚ軸を含む面である正中面に平行な面のことである。 The median plane of the listener is the plane containing the y-axis and the z-axis in FIGS. 18(a) and 19(a). The sagittal plane of the listener is a plane parallel to the median plane that includes the y-axis and the z-axis in FIGS. 18(a) and 19(a).

<信号処理部１>
信号処理部１には、入力信号d₁,d₂が入力される。入力信号d₁,d₂は、例えばバイノーラル信号である。入力信号d₁,d₂は、バイノーラル信号ではない、音響信号、音声信号であってもよい。 <Signal processing unit 1>
Input signals d ₁ and d ₂ are input to the signal processing unit 1 . The input signals d ₁ and d ₂ are binaural signals, for example. The input signals d ₁ and d ₂ may be acoustic signals or voice signals instead of binaural signals.

信号処理部１は、第二スピーカ２２から聴取者の一方の耳に到達する音及び第一スピーカ２１から聴取者の他方の耳に到達する音を打ち消すためのクロストークキャンセル処理を行い、処理後信号v₁,v₂を生成する（ステップＳ１）。 The signal processing unit 1 performs crosstalk cancellation processing for canceling the sound reaching one ear of the listener from the second speaker 22 and the sound reaching the other ear of the listener from the first speaker 21, and after processing Signals v ₁ and v ₂ are generated (step S1).

なお、信号処理部１は、クロストークキャンセル処理と共に、第一スピーカ２１から一方の耳までの音響伝達特性（ダイレクト成分）及び第二スピーカ２２から他方の耳までの音響伝達特性（ダイレクト成分）を補償する処理、言い換えればこれらの周波数特性をフラットにする等化処理を行ってもよい。 In addition to crosstalk cancellation processing, the signal processing unit 1 performs acoustic transfer characteristics (direct component) from the first speaker 21 to one ear and acoustic transfer characteristics (direct component) from the second speaker 22 to the other ear. Compensation processing, in other words, equalization processing for flattening these frequency characteristics may be performed.

これらのクロストークキャンセル処理及び等化処理を行うために、信号処理部１は、例えば以下に説明する伝達関数G₁₁, G₁₂, G₂₁, G₂₂を用いた処理を行う。α=1であり、式（１）を満たす制御フィルタ行列Gにより定まる伝達関数G₁₁, G₁₂, G₂₁, G₂₂を用いた以下の処理が行われると、クロストークキャンセル処理及び等化処理が行われることになる。αが1以外の正の数であり、式（１）を満たす制御フィルタ行列Gにより定まる伝達関数G₁₁, G₁₂, G₂₁, G₂₂を用いた以下の処理が行われると、クロストークキャンセル処理が行われることになる。α及び式（１）については、後述する。 In order to perform these crosstalk cancellation processing and equalization processing, the signal processing unit 1 performs processing using, for example, transfer functions G ₁₁ , G ₁₂ , G ₂₁ , and G ₂₂ described below. When α=1 and the following processing using the transfer functions G ₁₁ , G ₁₂ , G ₂₁ , G ₂₂ determined by the control filter matrix G that satisfies Equation (1) is performed, crosstalk cancellation processing and equalization processing will take place. When α is a positive number other than 1 and the following processing using transfer functions G ₁₁ , G ₁₂ , G ₂₁ , and G ₂₂ determined by the control filter matrix G that satisfies Equation (1) is performed, crosstalk cancellation processing will take place. α and formula (1) will be described later.

信号処理部１は、入力信号d₁に対して伝達関数G₁₁を用いた処理が行い、入力信号d₂に対して伝達関数G₁₂を用いた処理が行い、これらの処理後の信号を合成した信号を処理後信号v₁とする。 The signal processing unit 1 performs processing using the transfer function _G11 on the input signal _d1 , performs processing using the transfer function _G12 on the input signal _d2 , and combines these processed signals. The resulting signal is defined as a post-processing signal _v1 .

また、信号処理部１は、入力信号d₁に対して伝達関数G₂₁を用いた処理が行い、入力信号d₂に対して伝達関数G₂₂を用いた処理が行い、これらの処理後の信号を合成した信号を処理後信号v₂とする。 Further, the signal processing unit 1 performs processing using the transfer function _G21 on the input signal _d1 , performs processing using the transfer function _G22 on the input signal _d2 , and processes these processed signals The signal obtained by synthesizing the is assumed to be the post-processing signal _v2 .

G₁₁, G₁₂, G₂₁, G₂₂は、制御フィルタ行列Gの要素である伝達関数である。制御フィルタ行列Gは、予め決定された伝達関数行列Hに基づいて予め計算されているとする。なお、立体音響再生装置は、図５に破線で示す、制御フィルタ行列Gを計算する制御フィルタ行列計算部３を更に備えていてもよい。制御フィルタ行列計算部３の処理については、後述する。 G ₁₁ , G ₁₂ , G ₂₁ , G ₂₂ are transfer functions that are elements of the control filter matrix G. It is assumed that the control filter matrix G is pre-calculated based on the transfer function matrix H determined in advance. Note that the stereophonic sound reproducing apparatus may further include a control filter matrix calculator 3 for calculating the control filter matrix G, indicated by a dashed line in FIG. The processing of the control filter matrix calculator 3 will be described later.

処理後信号v₁,v₂は、第一スピーカ２１及び第二スピーカ２２に出力される。この例は、処理後信号v₁が第一スピーカ２１に出力され、処理後信号v₂が第二スピーカ２２に出力される。 The processed signals v ₁ and v ₂ are output to the first speaker 21 and the second speaker 22 . In this example, the processed signal v ₁ is output to the first speaker 21 and the processed signal v ₂ is output to the second speaker 22 .

<第一スピーカ２１及び第二スピーカ２２>
第一スピーカ２１及び第二スピーカ２２には、処理後信号v₁,v₂が入力される。 <First Speaker 21 and Second Speaker 22>
The processed signals v ₁ and v ₂ are input to the first speaker 21 and the second speaker 22 .

第一スピーカ２１及び第二スピーカ２２は、処理後信号v₁,v₂に基づく音を発する（ステップＳ２）。この例では、第一スピーカ２１は処理後信号v₁に基づく音を発し、第二スピーカ２２は処理後信号v₂に基づく音を発する。 The first speaker 21 and the second speaker 22 emit sounds based on the post-processing signals _v1 and _v2 (step S2). In this example, the first speaker 21 emits a sound based on the processed signal _v1 , and the second speaker 22 emits a sound based on the processed signal _v2 .

<制御フィルタ行列計算部３>
立体音響再生装置が、制御フィルタ行列計算部３を備えている場合には、制御フィルタ行列計算部３は、予め決定された伝達関数行列Hに基づいて、例えば以下の式を満たすように、制御フィルタ行列Gを計算する。αは、0より大きい数である。例えば、α=1である。

この処理は、例えばステップＳ１の処理の前に行われる。 <Control filter matrix calculator 3>
When the stereophonic sound reproduction device is provided with the control filter matrix calculator 3, the control filter matrix calculator 3 performs control based on a predetermined transfer function matrix H so as to satisfy the following formula, for example: Compute the filter matrix G. α is a number greater than 0. For example, α=1.

This process is performed, for example, before the process of step S1.

実施形態の立体音響再生装置のように、２個のスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置することで、従来よりもロバスト性を強くすることができる。 By arranging two speakers on the median plane of the listener or on the same sagittal plane as in the stereophonic sound reproducing apparatus of the embodiment, robustness can be enhanced more than before.

[シミュレーション結果]
以下、剛体球モデルによるシミュレーション結果を示す。 [simulation result]
The simulation results using the rigid sphere model are shown below.

このシミュレーションでは、指向性音源として近接した２つの点音源（いわゆるDipole音源）を用い、聴取者の頭部の簡易モデルとして球表面で粒子速度が０である剛体球を用いている。 In this simulation, two point sound sources (so-called dipole sound sources) are used as directional sound sources, and a rigid sphere whose particle velocity is 0 on the spherical surface is used as a simple model of the listener's head.

また、制御フィルタの設計に用いるプラント伝達関数として頭部球体が座標軸原点にある場合のものを用いている。また、制御フィルタは最小二乗法による時間領域設計手法(Wiener Filter Approach)を用いて設計した。制御フィルタのタップ数はNg=512とした。スピーカの配置距離はL=1.4m、配置角度は10°、頭部の剛球体の半径はh=0.08mとし、0 Hzから22050 Hzの周波数範囲で883点について計算を行い、サンプリング周波数は44100 Hz、球波動関数の打ち切り展開次数はN = [round(kh)+10] とした。ここで、kは、波数を表す。 In addition, as the plant transfer function used for designing the control filter, the one when the head sphere is at the origin of the coordinate axis is used. The control filter was designed using the time-domain design method (Wiener Filter Approach) based on the least-squares method. The number of taps of the control filter was set to Ng=512. The speaker placement distance is L = 1.4m, the placement angle is 10°, the radius of the rigid sphere on the head is h = 0.08m, and the calculation is performed for 883 points in the frequency range from 0 Hz to 22050 Hz, with a sampling frequency of 44100. Hz, and the truncated expansion order of the spherical wave function is N = [round(kh)+10]. where k represents the wave number.

上記のシミュレーション条件下における、頭部が横方向の移動（図２（ａ）及び図３（ａ）に示すような移動）に対するクロストークキャンセル量の周波数特性を図７（ａ）（ｂ）に示す。図７（ａ）は背景技術のようにスピーカを横型配置した場合のクロストークキャンセル量の周波数特性を示す図であり、図７（ｂ）は実施形態のようにスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置した場合のクロストークキャンセル量の周波数特性を示す図である。図７（ａ）（ｂ）において、横軸は頭部運動、言い換えれば頭部の横方向の移動距離を示し、縦軸は周波数を示す。また、図７（ａ）（ｂ）において、白い部分ほどクロストークキャンセル量が多いことを示す。図７（ａ）及び図７（ｂ）を比較すると、実施形態のようにスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置した場合には、周波数帯域全体に渡ってクロストークキャンセルが補償されていることがわかる。 7(a) and 7(b) show the frequency characteristics of the amount of crosstalk cancellation with respect to the lateral movement of the head (movements as shown in FIGS. 2(a) and 3(a)) under the above simulation conditions. show. FIG. 7(a) is a diagram showing the frequency characteristics of the amount of crosstalk cancellation when the speakers are horizontally arranged as in the background art, and FIG. Alternatively, it is a diagram showing the frequency characteristics of the amount of crosstalk cancellation when arranged on the same sagittal plane. In FIGS. 7(a) and 7(b), the horizontal axis indicates head motion, in other words, the horizontal movement distance of the head, and the vertical axis indicates frequency. In addition, in FIGS. 7A and 7B, whiter portions indicate greater amounts of crosstalk cancellation. Comparing FIG. 7(a) and FIG. 7(b), when the speakers are placed on the median plane of the listener or on the same sagittal plane as in the embodiment, crosstalk cancellation occurs over the entire frequency band. is found to be compensated for.

上記のシミュレーション条件下における、頭部が横方向（図１８（ａ）及び図１９（ａ）においてｘ軸方向）及び縦方向（図１８（ａ）及び図１９（ａ）においてｙ軸方向）の移動に対するクロストークキャンセル量の平均値を図８（ａ）（ｂ）に示す。図８（ａ）は背景技術のようにスピーカを横型配置した場合のクロストークキャンセル量の平均値を示す図であり、図８（ｂ）は実施形態のようにスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置した場合のクロストークキャンセル量の平均値を示す図である。図８（ａ）（ｂ）において、横軸は頭部の横方向の移動距離を示し、縦軸は頭部の縦方向の移動距離を示す。図８（ａ）（ｂ）において、白い部分ほどクロストークキャンセル量が多いことを示す。図８（ａ）及び図８（ｂ）を比較すると、実施形態のようにスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置した場合には、横方向及び縦方向の広い範囲に渡ってクロストークキャンセルが補償されていることがわかる。 Under the above simulation conditions, the head is in the horizontal direction (the x-axis direction in FIGS. 18(a) and 19(a)) and the vertical direction (the y-axis direction in FIGS. 18(a) and 19(a)). FIGS. 8(a) and 8(b) show average values of crosstalk cancellation amounts with respect to movement. FIG. 8(a) is a diagram showing the average value of the amount of crosstalk cancellation when the speakers are horizontally arranged as in the background art, and FIG. Alternatively, it is a diagram showing the average value of the amount of crosstalk cancellation when arranged on the same sagittal plane. In FIGS. 8A and 8B, the horizontal axis indicates the horizontal movement distance of the head, and the vertical axis indicates the vertical movement distance of the head. In FIGS. 8(a) and 8(b), whiter portions indicate greater amounts of crosstalk cancellation. Comparing FIGS. 8(a) and 8(b), when the speakers are arranged on the median plane of the listener or on the same sagittal plane as in the embodiment, the horizontal and vertical It can be seen that crosstalk cancellation is compensated across.

上記のシミュレーション条件下における、頭部が横方向（図１８（ａ）及び図１９（ａ）においてｘ軸方向）の各位置にある場合の合成信号の周波数特性を図９（ａ）（ｂ）及び及び図１０（ａ）（ｂ）に示す。 9(a) and 9(b) show the frequency characteristics of the combined signal when the head is at each position in the horizontal direction (the x-axis direction in FIGS. 18(a) and 19(a)) under the above simulation conditions. and and shown in FIGS. 10(a) and (b).

図９（ａ）は背景技術のようにスピーカを横型配置した場合であって、頭部が原点位置にある場合の合成信号の周波数特性を示す図である。図９（ｂ）は背景技術のようにスピーカを横型配置した場合であって、頭部が原点位置から横方向に３ｃｍずれた位置にある場合の合成信号の周波数特性を示す図である。 FIG. 9(a) is a diagram showing the frequency characteristics of the synthesized signal when the speakers are horizontally arranged as in the background art and the head is at the origin position. FIG. 9(b) is a diagram showing the frequency characteristics of the synthesized signal when the speakers are horizontally arranged as in the background art and the head is laterally displaced by 3 cm from the origin position.

図１０（ａ）は実施形態のようにスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置した場合であって、頭部が原点位置にある場合の合成信号の周波数特性を示す図である。図１０（ｂ）は実施形態のようにスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置した場合であって、頭部が原点位置から横方向に３ｃｍずれた位置にある場合の合成信号の周波数特性を示す図である。 FIG. 10(a) is a diagram showing the frequency characteristics of the synthesized signal when the speakers are placed on the median plane of the listener or on the same sagittal plane as in the embodiment, and the head is at the origin position. is. FIG. 10(b) shows a case in which the speakers are arranged on the median plane of the listener or on the same sagittal plane as in the embodiment, and the head is positioned laterally 3 cm away from the origin position. FIG. 4 is a diagram showing frequency characteristics of a combined signal;

図９（ａ）（ｂ）及び図１０（ａ）（ｂ）において、横軸は周波数を示し、縦軸は相対レベルを示す。図９（ａ）（ｂ）及び図１０（ａ）（ｂ）において、破線は再生したい信号であるダイレクト成分を示し、実線は消したい信号であるクロストーク成分を示す。 In FIGS. 9A, 9B and 10A, 10B, the horizontal axis indicates frequency and the vertical axis indicates relative level. In FIGS. 9A, 9B and 10A, 10B, the dashed line indicates the direct component, which is the signal to be reproduced, and the solid line indicates the crosstalk component, which is the signal to be erased.

図９（ｂ）から、背景技術のようにスピーカを横型配置した場合には、12 kHz付近に経路長差に起因すると思われる悪条件周波数が見られ、頭部位置変動によって合成信号の振幅が大きく変動することがわかる。 From Fig. 9(b), when the speakers are arranged horizontally as in the background art, an ill-conditioned frequency is seen around 12 kHz, which is thought to be caused by the difference in path length, and the amplitude of the synthesized signal changes due to head position fluctuations. You can see that it fluctuates greatly.

一方、図１０（ｂ）から、実施形態のようにスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置した場合には、頭部が位置変動しても、ダイレクト成分、クロストーク成分ともに変動が少なく、悪条件周波数が再生周波数帯域に見られないことがわかる。 On the other hand, from FIG. 10(b), when the speakers are arranged on the median plane of the listener or on the same sagittal plane as in the embodiment, even if the position of the head changes, the direct component and the crosstalk component It can be seen that there is little variation in both, and the ill-conditioned frequency is not seen in the reproduction frequency band.

上記のシミュレーション条件下における、頭部が横方向（図１８（ａ）及び図１９（ａ）においてｘ軸方向）及び縦方向（図１８（ａ）及び図１９（ａ）においてｙ軸方向）の移動に対する周波数特性のフラット性を図１１（ａ）（ｂ）に示す。図１１（ａ）は背景技術のようにスピーカを横型配置した場合の周波数特性のフラット性を示す図である。図１１（ｂ）は実施形態のようにスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置した場合の周波数特性のフラット性を示す図である。図１１（ａ）（ｂ）において、黒い部分ほど周波数特性のフラット性が保たれていることを示す。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）を比較すると、実施形態のようにスピーカを聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置した場合には、横方向及び縦方向の広い範囲に渡って周波数特性のフラット性が保たれていることがわかる。 Under the above simulation conditions, the head is in the horizontal direction (the x-axis direction in FIGS. 18(a) and 19(a)) and the vertical direction (the y-axis direction in FIGS. 18(a) and 19(a)). FIGS. 11A and 11B show the flatness of the frequency characteristics with respect to movement. FIG. 11A is a diagram showing the flatness of frequency characteristics when speakers are horizontally arranged as in the background art. FIG. 11(b) is a diagram showing the flatness of the frequency characteristics when the speakers are arranged on the median plane of the listener or on the same sagittal plane as in the embodiment. In FIGS. 11A and 11B, blacker portions indicate that the flatness of the frequency characteristics is maintained. Comparing FIGS. 11(a) and 11(b), when the speakers are arranged on the median plane of the listener or on the same sagittal plane as in the embodiment, the horizontal and vertical directions are wide. It can be seen that the flatness of the frequency characteristics is maintained over the entire range.

[指向性の強さ及びスピーカの配置距離]
以下、図１２にしめすような自由音場モデルを用いて、右信号d₁が右耳に合成されるダイレクト成分P₁(ω)及び左耳に合成されるクロストーク成分P₂(ω)を定式化することを考える。図１２において、B₁は聴取者の右耳であり、B₂は聴取者の左耳であり、Y₁は一方のスピーカである指向性付き音源であり、Y₂は他方のスピーカである指向性付き音源であり、Lはスピーカと聴取者の距離であり、L₁はスピーカY₁と聴取者の右耳B₁との距離である。 [Directivity strength and speaker placement distance]
Below, using a free-field model as shown in FIG. 12, the direct component P ₁ (ω) synthesized in the right ear and the crosstalk component P ₂ (ω) synthesized in the left ear of the right signal d ₁ are expressed as Consider formulating. In FIG. 12, B ₁ is the listener's right ear, B ₂ is the listener's left ear, Y ₁ is the directional sound source, one speaker, and Y ₂ is the other speaker, the directional L is the distance between the speaker and the listener, and _L1 is the distance between the speaker _Y1 and the listener's right ear _B1 .

指向性付き点音源の伝達関数は、以下のように表されるとする。H₁₁はY₁からB₁までの伝達関数であり、H₂₁はY₁からB₂までの伝達関数である。ρ₀は、空気の密度であり、所定の数である。kは、波数である。

A(φ)は指向性係数である。

このとき、単位体積加速度あたりの伝達関数行列H(ω)は、以下のように表される。

ここで、H(ω)に対する逆行列G(ω)は、以下のように表される。

理想的には、H(ω)G(ω)=Iとなる。しかし、制御フィルタ行列G(ω)をディジタルフィルタとして実装する場合には、そのフィルタ係数の数値を、採用する量子化bit数に応じた範囲(ダイナミックレンジ)内に収める必要がある。 Assume that the transfer function of a directional point sound source is expressed as follows. _H11 is the transfer function from _Y1 to _B1 and _H21 is the transfer function from _Y1 to _B2 . ρ ₀ is the density of air and is a given number. k is the wave number.

A(φ) is the directivity coefficient.

At this time, the transfer function matrix H(ω) per unit volume acceleration is expressed as follows.

Here, the inverse matrix G(ω) for H(ω) is expressed as follows.

Ideally, H(ω)G(ω)=I. However, when implementing the control filter matrix G(ω) as a digital filter, it is necessary to keep the numerical values of the filter coefficients within a range (dynamic range) corresponding to the number of quantization bits employed.

G(ω)をフーリエ変換したg(t)は、以下のように表される。cは、音波の伝搬速度であり、所定の数である。δは、単位インパルス関数である。

フィルタ係数の最大値を1に正規化する場合、以下のようになる。

実際の制御は、H(ω)G(ω)=P(ω)となる。システムへの入力信号をd₁＝δ(t)、d_２＝０とした場合に、右耳にP₁(ω)=1、左耳にP₂(ω)=0の合成信号が生成されるように制御をすることを考える。この場合、右耳B₁に合成される音圧P₁(ω)、左耳B₂に合成される音圧P₂(ω)は、以下のように表される。

ここで、P₁(ω)を大きくして、ダイナミックレンジの損失を低減するために、(1)指向性係数A(φ)を小さくすること（≒スピーカの指向性を強くすること）、及び／又は、(2)スピーカと聴取者の距離Lが小さくなればL₁も小さくなるため、スピーカと聴取者の距離Lを小さくすることが考えられる。 g(t) obtained by Fourier transforming G(ω) is expressed as follows. c is the propagation speed of the sound wave and is a predetermined number. δ is the unit impulse function.

If we normalize the maximum value of the filter coefficients to 1, then:

Actual control is H(ω)G(ω)=P(ω). Assuming that the input signal to the system is d ₁ =δ(t) and d ₂ =0, a combined signal of P ₁ (ω)=1 in the right ear and P ₂ (ω)=0 in the left ear is generated. Think of controlling as In this case, the sound pressure P ₁ (ω) synthesized in the right ear B ₁ and the sound pressure P ₂ (ω) synthesized in the left ear B ₂ are expressed as follows.

Here, in order to increase P ₁ (ω) and reduce the loss of the dynamic range, (1) the directivity coefficient A(φ) should be decreased (≒the directivity of the speaker should be strengthened), and or (2) if the distance L between the speaker and the listener is reduced, the distance _L1 is also reduced;

指向性係数A(φ)=(cos φ)^Dとして、指向性の強さDとダイナミックレンジの損失量（相対レベル）の関係は、図１３（ａ）の実線及び左軸のようになる。図１３（ａ）には、聴取者の頭部が横方向に７ｃｍ移動した時のクロストークキャンセル量を破線及び右軸で更に示している。図１３（ａ）の横軸は、指向性の強さを示している。なお、図１３（ａ）において、左軸の相対レベルが小さいほど、ダイナミックレンジの損失量が大きくなるという関係がある。 Assuming a directivity coefficient A(φ)=(cos φ) ^D , the relationship between the directivity strength D and the loss amount (relative level) of the dynamic range is shown by the solid line and the left axis in FIG. 13(a). FIG. 13(a) further shows the amount of crosstalk cancellation when the listener's head moves laterally by 7 cm with the dashed line and the right axis. The horizontal axis of FIG. 13(a) indicates the strength of directivity. In FIG. 13A, there is a relationship that the smaller the relative level on the left axis, the larger the amount of loss in the dynamic range.

図１３（ａ）に示すように、指向性を強くすると、ダイナミックレンジの損失量は小さくなるが、クロストークキャンセル量も小さくなる。また、指向性を弱くすると、ダイナミックレンジの損失量は大きくなるが、クロストークキャンセル量も大きくなる。 As shown in FIG. 13(a), increasing the directivity reduces the amount of dynamic range loss, but also reduces the amount of crosstalk cancellation. Also, if the directivity is weakened, the amount of dynamic range loss increases, but the amount of crosstalk cancellation also increases.

このように、ダイナミックレンジの損失量とクロストークキャンセル量との間にはトレードオフの関係がある。 Thus, there is a trade-off relationship between the amount of dynamic range loss and the amount of crosstalk cancellation.

このため、第一スピーカ２１の指向性の強さ及び第二スピーカ２２の指向性の強さは、このトレードオフの関係を考慮して、ダイナミックレンジの損失量が所定の第一閾値よりも小さくなり、かつ、クロストークキャンセル量が所定の第二閾値よりも大きくなるように設定されてもよい。 Therefore, considering this trade-off relationship, the intensity of the directivity of the first speaker 21 and the intensity of the directivity of the second speaker 22 are determined so that the loss amount of the dynamic range is smaller than the predetermined first threshold. and the crosstalk cancellation amount may be set to be greater than a predetermined second threshold.

スピーカと聴取者の距離Lとダイナミックレンジの損失量（相対レベル）の関係は、図１３（ｂ）の実線及び左軸のようになる。図１３（ｂ）には、聴取者の頭部が横方向に７ｃｍ移動した時のクロストークキャンセル量を破線及び右軸で更に示している。図１３（ｂ）の横軸は、スピーカと聴取者の距離を示している。図１３（ｂ）において、左軸の相対レベルが小さいほど、ダイナミックレンジの損失量が大きくなるという関係がある。 The relationship between the distance L between the speaker and the listener and the amount of dynamic range loss (relative level) is shown by the solid line and the left axis in FIG. 13(b). In FIG. 13(b), the broken line and right axis further indicate the amount of crosstalk cancellation when the listener's head moves laterally by 7 cm. The horizontal axis of FIG. 13(b) indicates the distance between the speaker and the listener. In FIG. 13B, there is a relationship that the smaller the relative level on the left axis, the larger the amount of loss in the dynamic range.

図１３（ｂ）に示すように、スピーカと聴取者の距離を長くすると、ダイナミックレンジの損失量は大きくなるが、クロストークキャンセル量も大きくなる。また、スピーカと聴取者の距離を短くすると、ダイナミックレンジの損失量は小さくなるが、クロストークキャンセル量も小さくなる。 As shown in FIG. 13(b), increasing the distance between the speaker and the listener increases the amount of dynamic range loss, but also increases the amount of crosstalk cancellation. Also, if the distance between the speaker and the listener is shortened, the amount of loss in dynamic range is reduced, but the amount of crosstalk cancellation is also reduced.

このように、ダイナミックレンジの損失量とクロストークキャンセル量との間にはトレードオフの関係がある。 Thus, there is a trade-off relationship between the amount of dynamic range loss and the amount of crosstalk cancellation.

このため、第一スピーカ２１及び第二スピーカ２２と聴取者との距離は、このトレードオフの関係を考慮して、ダイナミックレンジの損失量が所定の第一閾値よりも小さくなり、かつ、クロストークキャンセル量が所定の第二閾値よりも大きくなるように設定されてもよい。 Therefore, considering this trade-off relationship, the distance between the first speaker 21 and the second speaker 22 and the listener is such that the amount of dynamic range loss is less than a predetermined first threshold and crosstalk is minimized. The amount of cancellation may be set to be greater than a predetermined second threshold.

図１４に、スピーカと聴取者の距離及び指向性の強さと、スコアとの関係を示す。このスコアは、以下の(1)から(4)のそれぞれを満たす場合には１点を加える処理により計算されるスコアである。(1)ダイナミックレンジの損失が35 dB以下である。(2)7cm移動時のクロストークキャンセル量が10 dB以上である。(3)7cm移動時のダイレクト成分の音圧低下が3 dB以下である。(4)制御フィルタの条件数が15以下である（なお、制御フィルタの条件数の最小値は１であり最大値は249である。）。図１４の白の部分は、スコアの最高点である４点を示している。図１４において、横軸はスピーカと聴取者の距離を示し、縦軸は指向性の強さを示す。図１４の白い部分に対応するように、スピーカと聴取者の距離及び指向性の強さを決定してもよい。 FIG. 14 shows the relationship between the distance between the speaker and the listener, the intensity of directivity, and the score. This score is a score calculated by adding 1 point when each of the following (1) to (4) is satisfied. (1) Dynamic range loss is 35 dB or less. (2) The amount of crosstalk cancellation when moving 7 cm is 10 dB or more. (3) The sound pressure drop of the direct component when moving 7 cm is 3 dB or less. (4) The number of conditions of the control filter is 15 or less (the minimum value of the number of conditions of the control filter is 1 and the maximum value is 249). The white part in FIG. 14 indicates the maximum score of 4 points. In FIG. 14, the horizontal axis indicates the distance between the speaker and the listener, and the vertical axis indicates the strength of directivity. The distance between the speaker and the listener and the strength of directivity may be determined so as to correspond to the white portion in FIG.

図１５（ａ）に、スピーカと聴取者の距離及び指向性の強さと、ダイナミックレンジの損失との関係を示す。図１５（ａ）の白の部分は、ダイナミックレンジの損失が35 dB以下であることを示している。 FIG. 15(a) shows the relationship between the distance between the speaker and the listener, the strength of directivity, and the loss of dynamic range. The white portion in FIG. 15(a) indicates that the dynamic range loss is 35 dB or less.

図１５（ｂ）に、スピーカと聴取者の距離及び指向性の強さと、7cm移動時のクロストークキャンセル量との関係を示す。図１５（ｂ）の白の部分は、7cm移動時のクロストークキャンセル量が10 dB以上であることを示している。 FIG. 15(b) shows the relationship between the distance between the speaker and the listener, the strength of directivity, and the amount of crosstalk cancellation when moving 7 cm. The white portion in FIG. 15(b) indicates that the amount of crosstalk cancellation when moving 7 cm is 10 dB or more.

図１６（ａ）に、スピーカと聴取者の距離及び指向性の強さと、7cm移動時のダイレクト成分の音圧低下との関係を示す。図１６（ａ）の黒の部分は、7cm移動時のダイレクト成分の音圧低下が3 dB以下であることを示している。 FIG. 16(a) shows the relationship between the distance between the speaker and the listener, the strength of directivity, and the drop in sound pressure of the direct component when moving 7 cm. The black portion in FIG. 16(a) indicates that the sound pressure drop of the direct component when moving 7 cm is 3 dB or less.

図１６（ｂ）に、スピーカと聴取者の距離及び指向性の強さと、制御フィルタの条件数との関係を示す。図１６（ｂ）の黒の部分は、制御フィルタの条件数が15以下であることを示している。 FIG. 16(b) shows the relationship between the distance between the speaker and the listener, the intensity of directivity, and the condition number of the control filter. The black part in FIG. 16(b) indicates that the number of conditions of the control filter is 15 or less.

なお、図１５（ａ）（ｂ）及び図１６（ａ）（ｂ）において、横軸はスピーカと聴取者の距離を示し、縦軸は指向性の強さを示す。 In FIGS. 15A, 15B and 16A, 16B, the horizontal axis indicates the distance between the speaker and the listener, and the vertical axis indicates the strength of directivity.

立体音響再生装置は、図５に一点線で示す、スピーカ制御部５を更に備えていてもよい。スピーカ制御部５は、ダイナミックレンジの損失量が所定の第一閾値よりも小さくなり、かつ、クロストークキャンセル量が所定の第二閾値よりも大きくなるように、第一スピーカ２１の指向性の強さ及び第二スピーカ２２の指向性の強さ、及び／又は、第一スピーカ２１及び第二スピーカ２２と聴取者との距離を制御する。スピーカ制御部５は、例えばソフトウェア処理により又は物理的な手法により、スピーカの指向性の強さを変更可能であるとする。また、スピーカ制御部５は、例えば物理的な手法により、第一スピーカ２１及び第二スピーカ２２と聴取者の距離を変更可能であるとする。 The stereophonic sound reproduction device may further include a speaker control section 5 indicated by a dashed line in FIG. The speaker control unit 5 adjusts the directivity of the first speaker 21 so that the amount of dynamic range loss is smaller than a predetermined first threshold and the amount of crosstalk cancellation is larger than a predetermined second threshold. and the directivity strength of the second speaker 22 and/or the distance between the first speaker 21 and the second speaker 22 and the listener. It is assumed that the speaker control unit 5 can change the strength of directivity of the speaker, for example, by software processing or by a physical method. Further, it is assumed that the speaker control unit 5 can change the distance between the first speaker 21 and the second speaker 22 and the listener by, for example, a physical method.

[変形例]
以上、本発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計の変更等があっても、本発明に含まれることはいうまでもない。 [Variation]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the specific configuration is not limited to these embodiments. Needless to say, it is included in the present invention.

実施の形態において説明した各種の処理は、記載の順に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。 The various processes described in the embodiments are not only executed in chronological order according to the described order, but may also be executed in parallel or individually according to the processing capacity of the device that executes the processes or as necessary.

例えば、立体音響再生装置の構成部間のデータのやり取りは直接行われてもよいし、図示していない記憶部を介して行われてもよい。 For example, data exchange between components of the stereophonic sound reproduction device may be performed directly or may be performed via a storage unit (not shown).

[プログラム、記録媒体]
上述した立体音響再生装置の各部の処理をコンピュータにより実現してもよく、この場合は立体音響再生装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムを図１７に示すコンピュータ１０００の記憶部１０２０に読み込ませ、演算処理部１０１０、入力部１０３０、出力部１０４０などに動作させることにより、立体音響再生装置における各種の処理機能がコンピュータ上で実現される。 [Program, recording medium]
The processing of each part of the stereophonic sound reproduction device described above may be realized by a computer. In this case, the processing contents of the functions that the stereophonic sound reproduction device should have are described by a program. By loading this program into the storage unit 1020 of the computer 1000 shown in FIG. is realized by

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、例えば、非一時的な記録媒体であり、具体的には、磁気記録装置、光ディスク、等である。 A program describing the contents of this processing can be recorded in a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium is, for example, a non-temporary recording medium, specifically a magnetic recording device, an optical disc, or the like.

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD-ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。 Also, distribution of this program is carried out by selling, assigning, lending, etc. portable recording media such as DVDs and CD-ROMs on which the program is recorded, for example. Further, the program may be distributed by storing the program in the storage device of the server computer and transferring the program from the server computer to other computers via the network.

このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の非一時的な記憶装置である補助記録部１０５０に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の非一時的な記憶装置である補助記録部１０５０に格納されたプログラムを記憶部１０２０に読み込み、読み込んだプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを記憶部１０２０に読み込み、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等）を含むものとする。 A computer that executes such a program, for example, first stores a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer once in the auxiliary recording unit 1050, which is its own non-temporary storage device. Store. When executing the process, this computer reads the program stored in the auxiliary recording section 1050, which is its own non-temporary storage device, into the storage section 1020, and executes the process according to the read program. As another execution form of this program, the computer may read the program directly from the portable recording medium into the storage unit 1020 and execute processing according to the program. It is also possible to execute processing in accordance with the received program each time the is transferred. In addition, the above processing is executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service, which does not transfer the program from the server computer to this computer, but realizes the processing function only by executing the execution instruction and obtaining the result. may be It should be noted that the program in this embodiment includes information that is used for processing by a computer and that conforms to the program (data that is not a direct instruction to the computer but has the property of prescribing the processing of the computer, etc.).

また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。例えば、信号処理部１、制御フィルタ行列計算部３は、処理回路により構成されてもよい。また、記憶部１０２０は、メモリーであってもよい。 Moreover, in this embodiment, the device is configured by executing a predetermined program on a computer, but at least a part of these processing contents may be implemented by hardware. For example, the signal processor 1 and the control filter matrix calculator 3 may be configured by processing circuits. Also, the storage unit 1020 may be a memory.

その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。 In addition, it goes without saying that appropriate modifications are possible without departing from the gist of the present invention.

１信号処理部
２１実施形態における第一スピーカ
２２実施形態における第二スピーカ
３制御フィルタ行列計算部
４１従来の配置形態における第一スピーカ
４２従来の配置形態における第二スピーカ 1 Signal processing unit 21 First speaker 22 in embodiment Second speaker 3 Control filter matrix calculator 41 First speaker 42 in conventional layout Second speaker in conventional layout

Claims (3)

指向性の主軸が、聴取者の一方の耳に向けられた第一スピーカと、
指向性の主軸が、前記聴取者の他方の耳に向けられた第二スピーカと、
前記第二スピーカから前記一方の耳に到達する音及び前記第一スピーカから前記他方の耳に到達する音を打ち消すためのクロストークキャンセル処理を行い、処理後信号を生成する信号処理部と、
を含む立体音響再生装置であって、
前記第一スピーカ及び前記第二スピーカは、前記処理後信号に基づく音を発し、
前記第一スピーカ及び前記第二スピーカは、前記聴取者の正中面上または同一矢状面上に配置される、
立体音響再生装置。 a first loudspeaker with a directional principal axis directed toward one ear of the listener;
a second speaker with a directional principal axis directed toward the other ear of the listener;
a signal processing unit that performs crosstalk cancellation processing for canceling the sound reaching the one ear from the second speaker and the sound reaching the other ear from the first speaker, and generating a post-processing signal;
A stereophonic sound reproduction device comprising
The first speaker and the second speaker emit a sound based on the processed signal,
the first speaker and the second speaker are positioned on the listener's median plane or on the same sagittal plane;
Stereophonic sound reproduction device. 請求項１の立体音響再生装置であって、
前記第一スピーカの指向性の強さ及び前記第二スピーカの指向性の強さは、ダイナミックレンジの損失量が所定の第一閾値よりも小さくなり、かつ、クロストークキャンセル量が所定の第二閾値よりも大きくなるように設定される、
立体音響再生装置。 The stereophonic sound reproduction device according to claim 1,
The strength of the directivity of the first speaker and the strength of the directivity of the second speaker are such that the amount of dynamic range loss is smaller than a predetermined first threshold and the amount of crosstalk cancellation is a predetermined second set to be greater than the threshold,
Stereophonic sound reproduction device. 請求項１の立体音響再生装置であって、
前記第一スピーカ及び前記第二スピーカと前記聴取者との距離は、ダイナミックレンジの損失量が所定の第一閾値よりも小さくなり、かつ、クロストークキャンセル量が所定の第二閾値よりも大きくなるように設定される、
立体音響再生装置。 The stereophonic sound reproduction device according to claim 1,
At a distance between the first speaker and the second speaker and the listener, the amount of dynamic range loss is smaller than a predetermined first threshold and the amount of crosstalk cancellation is larger than a predetermined second threshold. is set to
Stereophonic sound reproduction device.

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