JP3065439B2 - 音場制御装置 - Google Patents

音場制御装置

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JP3065439B2
JP3065439B2 JP4229363A JP22936392A JP3065439B2 JP 3065439 B2 JP3065439 B2 JP 3065439B2 JP 4229363 A JP4229363 A JP 4229363A JP 22936392 A JP22936392 A JP 22936392A JP 3065439 B2 JP3065439 B2 JP 3065439B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は音場制御装置に関し、特
にDSPによる音場付加機能をもつとともに方向性強調
機能を有する音場制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ソースがステレオ構成の音声に所
望の音場を付加する音場付加回路としては、例えば図7
に示すような回路が一般的に用いられる。この回路で
は、Lch入力Lin,Rch入力Rinに基づいて、反射音生
成回路11が音場となる反射音成分LA,RA,サラウン
ド成分SL,SRを生成し、LoutとRoutとともに出力信
号が出力される。
【0003】また、図8に示すような方向性強調回路の
4チャンネル出力に音場を付加する回路も用いられてい
る。方向性強調回路21は、入力LtinとRtinから方向
性が強調された信号C(センター),L,R,Sの4チ
ャンネル信号を生成し、センターモードコントロール回
路22を通して出力される。反射音生成回路23は、方
向性強調回路21からの出力信号に基づいて反射信号L
A,RA,SL及びSRを出力する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
音場制御装置としては各種の装置回路が用いられてい
る。しかしながら、図7に示す回路では、入力されたL
とR信号に対して全て音場がかかるため、音楽ソースの
ボーカルや映画ソースのセリフの発音が不鮮明になると
いう問題がある。また、図8に示す回路では、C,L,
R,Sの4チャンネル出力信号と、該4チャンネル出力
信号に基づいて生成された反射音成分を一緒に出力する
ため、ボーカルやセリフが不鮮明になるだけでなく、C
とS信号間、LとR信号間の音が移動するときのスムー
ズ感が反射音成分によって損なわれることが多いという
問題がある。
【0005】そこで、本発明の目的は、音場を付加すべ
き信号と付加すべきでない信号とを自動的に分離して音
場を適切に制御する音場制御装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による音場制御装置は、入力信号から方向性
が強調された信号を生成する方向性強調回路と、この方
向性強調回路からの信号を所定処理して出力するセンタ
ーモードコントロール回路と、前記方向性強調回路から
の信号に基づいて反射信号を生成する反射音生成回路を
備えて所定の音場を生成する音場制御装置において、前
記入力信号と、前記方向性強調回路から生成された方向
性が強調された信号とを加減算した信号を出力する信号
分離回路を備え、この信号分離回路からの出力を前記入
力信号の種類に応じて前記反射音生成回路に送る量を増
減制御するように構成される。ここで、前記入力信号が
セリフ成分であったり方向性が強調されている場合には
前記反射音の生成部に送る量を下げ、それ以外の場合で
は前記反射音の生成部に送る量を上げる。
【0007】
【作用】本発明では、入力信号がセリフ成分であったり
方向性が強調されている場合のように入力信号の種類に
応じて反射音の生成部に送る量を増減制御して出力信号
を生成することにより、適切な音場信号を生成してい
る。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図1は、本発明による音場制御装置の
一実施例を示す構成ブロック図である。本実施例は、図
7に示す構成の方向性強調回路21、センターモードコ
ントロール回路22および反射音生成回路23に対応す
る構成回路1,2および3を備え、信号分離回路4にお
いて、方向性強調回路1の入力信号Ltin,Rtinと出力
信号C,L,R,Sを図2に示すような構成を用いてミ
ックスし、分離して対応信号CA,LA,RA,SAを反射
音生成回路3に送出している。信号分離回路4からの出
力信号に基づいて、反射音生成回路3は、反射音成分と
してLB,RB,SLB及びSLAを出力する。
【0009】したがって、図1に示す構成により、上記
反射音成分、直接音成分としてLtout,Rt outか、方向
性強調のかかった出力Cout ,Lout,Rout,Soutに
するか、これらを組み合わせた出力信号を任意に選択出
力可能となる。センターモードコントロール回路2は、
方向性強調回路1からの信号C,L,Rをそのままスル
ーするモードと、信号Cを信号L,Rに−3dB(減
衰)して加算するモードと、信号Cを100Hz,−6
dB/octのハイパスフィルタ(HPF)を通した信
号をC outとして、100Hz、−6dB/octのロ
ーパスフィルタ(LPF)で−3dB(減衰)した信号
L,Rに加算するモードの3モードの切り換え可能な構
成である。
【0010】図2には、図1に示す信号分離回路4の具
体的構成例が示されている。ミックス回路41は、第1
番目のC(センター)信号の分離回路で、+入力端子に
信号RtinとLtinが、−入力端子に信号LとRが入力さ
れ、その出力信号はボリューム回路VR1でレベル調整
される。ミックス回路45は、2番目のC信号分離回路
で、ボリューム回路VR1からの出力を−入力端子に、
C信号を+入力端子に受け、信号CAを出力する。ミッ
クス回路42は、第1番目のL信号の分離回路で、+入
力端子にLtinが、−入力端子に信号CとSが入力さ
れ、その出力信号はボリューム回路VR2でレベル調整
された後、第2番目のL信号の分離回路としてのミック
ス回路46により信号Lとミックスされて信号LAが出
力される。ミックス回路43は、第1番目のR分離回路
で、+入力端子に信号SとRtinが、−入力端子に信号
Cが供給されており、その出力はボリューム回路VR3
でレベル調整された後、第2番目のR信号分離回路とし
てのミックス回路47により信号Rとミックスされて信
号RAが出力される。ミックス回路44は、第1番目の
S(サラウンド)信号の分離回路で、+入力端子に信号
R,Ltinが、−入力端子に信号L,Rtinが供給され、
その出力はボリューム回路VR4でレベル調整された
後、第2番目のS信号分離回路としてのミックス回路4
8により信号Sとミックスされて信号SAが出力され
る。図2におけるボリューム回路VR1〜VR4は、それ
ぞれ独立して調整可能である。
【0011】方向性強調回路1における入出力の関係が
図3に示されている。図3は、入力信号Ltin,Rtinと
出力信号C,L,R,Sとの周波数関係を条件A〜Hに
ついて単位を(Hz)として示している。図3におい
て、入力信号LtinとRtinは同振幅とし、負号は移相を
示す。
【0012】図4には、入力信号Ltin,Rtinとミック
ス回路41〜44の出力との関係が条件A〜Hについて
示されている。同図から周波数が2種類以上の入力では
出力がなくなることがわかる。
【0013】また、図5には、同時に入力信号Ltin,
Rtinとミックス回路45〜48の出力との関係が示さ
れている。図5は、図3から図4の信号を引き算したと
きに得られる関係を示し、ボリューム回路VR1〜VR4
による減衰はされていないものとする。図5から条件A
段〜D段の入力信号Ltin,Rtinに対しては、出力信号
CA,LA,RA,SAが現れなくなり、条件E段〜H段の
ように入力信号Ltin,Rtinに2種類以上の周波数を入
力したときに出力信号LA=Ltin,RA=Rtin,CA=Lt
in+Rtin,SA=Ltin-Rtinが得られる。
【0014】以上のように、信号分離回路4を反射音生
成回路の前段に配置されているので方向性強調が強くか
かっている入力Lt,Rt信号(図3〜図5の条件A段〜
D段)の場合、等価的に反射音のレベルが下がり、また
方向性強調がかからない入力Ltin,Rtin信号(図3〜
図5の条件E段〜H段)の場合、反射音のレベルが最大
となる。依って入力Ltin,Rtin 信号(ソース信号)
の成分で反射音のレベルが自動的に変化し、適度な音場
空間が得られる。また、ボユーム回路VR1〜VR4がア
ッテネータとしてリニア可変ができるので信号の分離す
る強さの中間的動作も可能となるため、自由な設定がで
きる。
【0015】図3には、方向性強調回路の特徴が示さ
れ、A〜D段の方向性が強調されているときは、 C=Ltin+Rtin,S=Ltin-Rtin,L=Ltin,R=Rtin (1) となり、信号差Cが出力されているとき、他の出力はな
くなるように動作するが、条件E段〜H段のような2種
類以上の信号になった場合は(1)式が同時に出力とな
る性質がある。この性質を利用し、図4では、図2のミ
ックス回路41〜44の出力が示され、 41の出力=[(Ltin+Rtin)-(L+R)] …(2) 42の出力=[Ltin−(C+S)] …(3) 43の出力=[Rtin−(S−C)] …(4) 44の出力=[(Ltin−Rtin)−(L−R)] …(5) という関係となり、ここでは、方向性が強調されている
時はLtinとRtinの項が残り、強調されていない時は全
項0となる。
【0016】次に、図5によれば、図2のミックス回路
45〜48の出力は、 CAout=C−41の出力=C−[(Ltin+Rtin)−(L+R)] …(6) LAout=L−42の出力=L−[Ltin−(C+S)] …(7) RAout=R−43の出力=R−[Rtin−(S−C)] …(8) SAout=S−44の出力=S−[(Ltin−Rtin)−(L−R)] …(9) という結果となり、[ ]の中の項は方向性が強調され
ている時は(6)式では、Cと同等となりCA outは、
C−[C]=0となる。(7)式(8)式(9)式も同
様に0となる。また、方向性が強調されていない時には
[ ]の中の項は0となり(6)式はCAout=C−
[0]=Cとして出力される。(7)、(8)及び
(9)式についても同様である。
【0017】図2においてのミックス量は、方向性強調
回路が基本的に次式(10),(11)のように設定さ
れていれば Lt=L+0.7C+J0.7S …(10) Rt=R+0.7C−J0.7S …(11) (0.7は−3dB、Jは移相が90度) (1)Lt=Rt=0.7Cのときは、41の出力が0.
7C、他は0、(2)Lt=L、Rt=0のときは、42
の出力がL、他は0、(3)Lt=0、Rt=Rのとき
は、43の出力がR、他は0、(4)Lt=−Rt=0.
7Sのときは、44の出力が0.7S、他は0、と設定
すれば良い。また、2段目のミックス回路においてはV
R1〜VR4が減衰されていないものとして、(1)〜
(4)のどの条件でも45〜48の出力が0となるよう
に設定するのが望ましい。
【0018】図1と図2の出力は、フルチャンネル出力
を可能にした場合の実施例でCAout〜SA outの4チャ
ンネルをCAoutをLA outとRA outに加算して3チャン
ネル、それにSA outをLA outとRA outにさらに加算
し2チャンネル、またCAoutをLA outとRA outを加算
して1信号とし、SA outと2チャンネルにして反射音
生成回路の入力に合わせることもでき、あらゆる組み合
わせが可能になる。
【0019】この信号分離回路は、方向性強調回路の強
調の深さの設定を変えることによっても信号分離度を変
化させることができる。方向性強調回路は、直接音用で
1つ独立してもち、信号分離用で1つもちそれぞれの動
作を組み合わせることができる。ある帯域だけコントロ
ールしたい場合は図2でミックス回路41〜44の出力
にフィルタを構成しコントロールしたい帯域のみ通過さ
せれば良い。この時、ミックス回路45〜48の出力と
してはコントロール外の帯域は方向性強調された出力と
なることができる。また、コントロール外の帯域を出力
したくなければモックス回路45〜48の出力を当該帯
域のフィルタに通過させるることで実現できる。
【0020】図2でのLtin,Rtinの信号は、図1での
方向性強調の出力であるC,L,R,Sの4つの信号か
ら逆に生成可能であり、図6に示すようにLe,Reを得
るための−3dBアッテネータ5A,5Bと加算器6
A,加減算器6Bから成るミックス回路を追加すること
により、Le=Lt、Re=Rtとして使うこともできる。
【0021】信号分離の後段に設ける反射音生成部は、
音場再生の手段としての機能をもつもの全般を言う。ま
た、反射音生成部は、図2におけるミックス回路41〜
44の出力(方向性強調のみかかった出力)から独立し
た反射音生成部を追加する事もできる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ソースがステレオで構成されているものであれば効果的
な音場が表現できる。また、楽音成分中のボーカル成分
には音場がかかりにくくなり、ボーカルの回りで鳴って
いる楽音成分には音場が良くかかり、ボーカルの明瞭度
が良くなり定位感も改善される。更に、映画等のソース
の再現性では音楽のシーンで音場がかかり、突然、静か
な部屋の中で話をしているシーンに変わった時に音場が
かからなくなり、また飛行機等の前から後ろに移動して
いくシーンではやはり音場がかからないので移動感がス
ムーズとなる。よって、場面に合った自然な表現力が増
す。また、方向性強調部出力のC(センター),L,
R,S(サラウンド)の4チャンネルに対応して、4チ
ャンネル独立した分離出力が取れ、それぞれの分離度が
それぞれ設定が自由であるため、反射音生成回路での設
計のバリエーションの幅が広くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による音場制御装置の構成ブ
ロック図である。
【図2】本発明の実施例の信号分離回路の具体的構成回
路図である。
【図3】本発明の実施例における方向性強調回路の入出
力の関係を示す図である。
【図4】図2に示す信号分離回路の動作特性を示す図で
ある。
【図5】本発明の実施例における信号分離回路の入出力
の関係を示す図である。
【図6】本発明の他の実施例による音場制御装置の構成
ブロック図である。
【図7】従来の音場制御装置の構成ブロック図である。
【図8】従来の方向性強調回路を使用した例を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 方向性強調回路 2 センターモード
コントロール回路 3 反射音生成回路 4 信号分離回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号から方向性が強調された信号を生
    成する方向性強調回路と、この方向性強調回路からの信
    号を所定処理して出力するセンターモードコントロール
    回路と、前記方向性強調回路からの信号に基づいて反射
    信号を生成する反射音生成回路を備えて所定の音場を生
    成する音場制御装置において、 前記入力信号と、前記方向性強調回路から生成された方
    向性が強調された信号とを加減算した信号を出力する信
    号分離回路を備え、 この信号分離回路からの出力を前記入力信号の種類に応
    じて前記反射音生成回路 に送る量を増減制御することを
    特徴とする音場制御装置。
  2. 【請求項2】前記入力信号がセリフ成分であったり方向
    性が強調されている場合には前記反射音の生成部に送る
    量を下げ、それ以外の場合では前記反射音の生成部に送
    る量を上げることを特徴とする請求項1に記載の音場制
    御装置。
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