JP5698164B2 - 音場収音再生装置、方法及びプログラム - Google Patents
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マイクアレーで収音された信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換する周波数変換部と、空間のフーリエ変換により、周波数領域信号を時空間周波数領域信号P~nm(ω)に変換する空間周波数変換部と、時空間周波数領域信号P~nm(ω)に対して次式により定義されるフィルタF~nm(ω)を適用してフィルタ処理後信号D~nm(ω)を生成する変換フィルタ部と、を含む。
第一実施形態の音場収音再生装置及び方法は、図2に示すように、第一の部屋のy=0の位置に配置されたNx×Nz個のマイクロホンで構成される二次元マイクアレーM1−1,M2−1,…,MNx−Nzと、第二の部屋に配置されたNx×Nz個のスピーカで構成される二次元スピーカアレーS1−1,S2−1,…,SNx−Nzとを用いて、音源Sで発生した音によって形成された第一の部屋の音場を第二の部屋で再現する。
次に、理想音場として第一種レイリー積分を導入する。
式(5)及び式(7)により、二次音源の駆動信号は以下のように得られる。
第二実施形態の音場収音再生装置及び方法は、図6に示すように、第一の部屋のy=0,z=0の位置に直線状に配置されたNx個のマイクロホンで構成される一次元マイクアレーM1,M2,…,MNxと、第二の部屋に直線状に配置されたNx個のスピーカで構成される一次元スピーカアレーS1,S2,…,SNxとを用いて、音源Sで発生した音によって形成された第一の部屋の音場を第二の部屋で再現する。第一実施形態と比較すると、マイク数、スピーカ数及びチャネル数を少なくすることができるため、実装が比較的容易となる。
また、
したがって、二次音源の駆動信号は以下のように得られる。
第一実施形態において、マイクアレーM1−1,M2−1,…,MNx−Nz及びスピーカアレーS1−1,S2−1,…,SNx−Nzは、一直線上に並ばない位置にあれば、平面上にある必要はない。
2 空間周波数変換部
3 変換フィルタ部
4 空間周波数逆変換部
5 周波数逆変換部
6 窓関数部
Claims (11)
- マイクアレーはxz平面上に配置されており、jを虚数単位とし、ωを周波数とし、cを音速とし、k=ω/cとし、kx,nをx軸方向の波数とし、nをそのインデックスとし、kz,mをz軸方向の波数とし、mをそのインデックスとし、p,q,sを予め設定された次数とし、スピーカアレーを構成する各スピーカの伝達特性を前記次数p,q,sで多重極展開した多重極係数をdp,q,sとして、
上記マイクアレーで収音された信号に基づいて生成された時空間周波数領域信号P~nm(ω)に対して次式により定義されるフィルタF~nm(ω)を適用してフィルタ処理後信号D~nm(ω)を生成する変換フィルタ部と、
空間の逆フーリエ変換により、上記フィルタ処理後信号D~nm(ω)を周波数領域信号に変換する空間周波数逆変換部と、
上記周波数領域信号を逆フーリエ変換により時間領域信号に変換する周波数逆変換部と、
を含む音場収音再生装置。 - マイクアレーはxz平面上に配置されており、jを虚数単位とし、ωを周波数とし、cを音速とし、k=ω/cとし、kx,nをx軸方向の波数とし、nをそのインデックスとし、kz,mをz軸方向の波数とし、mをそのインデックスとし、p,q,sを予め設定された次数とし、スピーカアレーを構成する各スピーカの伝達特性を前記次数p,q,sで多重極展開した多重極係数をdp,q,sとして、
上記マイクアレーで収音された信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換する周波数変換部と、
空間のフーリエ変換により、上記周波数領域信号を時空間周波数領域信号P~nm(ω)に変換する空間周波数変換部と、
上記時空間周波数領域信号P~nm(ω)に対して次式により定義されるフィルタF~nm(ω)を適用してフィルタ処理後信号D~nm(ω)を生成する変換フィルタ部と、
を含む音場収音再生装置。 - 直線状に配置されたマイクアレーの配列方向をx軸方向とし、jを虚数単位とし、ωを周波数とし、cを音速とし、k=ω/cとし、kx,nをx軸方向の波数とし、nをそのインデックスとし、p,qを予め設定された次数とし、スピーカアレーを構成する各スピーカの伝達特性を前記次数p,qで多重極展開した多重極係数をdp,qとし、H0 (2)をn=0の第二種ハンケル関数とし、yrefを伝達特性を一致させる位置とし、kρは次式により定義されるとして、
上記マイクアレーで収音された信号に基づいて生成された時空間周波数領域信号P~n(ω)に対して次式により定義されるフィルタF~n(ω)を適用してフィルタ処理後信号D~n(ω)を生成する変換フィルタ部と、
空間の逆フーリエ変換により、上記フィルタ処理後信号D~n(ω)を周波数領域信号に変換する空間周波数逆変換部と、
上記周波数領域信号を逆フーリエ変換により時間領域信号に変換する周波数逆変換部と、
を含む音場収音再生装置。 - 直線状に配置されたマイクアレーの配列方向をx軸方向とし、jを虚数単位とし、ωを周波数とし、cを音速とし、k=ω/cとし、kx,nをx軸方向の波数とし、nをそのインデックスとし、p,qを予め設定された次数とし、スピーカアレーを構成する各スピーカの伝達特性を前記次数p,qで多重極展開した多重極係数をdp,qとし、H0 (2)をn=0の第二種ハンケル関数とし、yrefを伝達特性を一致させる位置とし、kρは次式により定義されるとして、
上記マイクアレーで収音された信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換する周波数変換部と、
空間のフーリエ変換により、上記周波数領域信号を時空間周波数領域信号P~n(ω)に変換する空間周波数変換部と、
上記時空間周波数領域信号P~n(ω)に対して次式により定義されるフィルタF~n(ω)を適用してフィルタ処理後信号D~n(ω)を生成する変換フィルタ部と、
を含む音場収音再生装置。 - 請求項1又は3に記載された音場収音再生装置において、
上記時空間周波数領域信号P~nm(ω),P~n(ω)と、上記周波数領域信号と、周波数逆変換部により変換された時間領域信号との少なくともひとつは、所定の窓関数により窓関数処理が行われた信号である、
音場収音再生装置。 - 請求項2又は4に記載された音場収音再生装置において、
上記マイクアレーで収音された信号と、上記周波数領域信号と、上記時空間周波数領域信号P~nm(ω),P~n(ω)との少なくともひとつは、所定の窓関数により窓関数処理が行われた信号である、
音場収音再生装置。 - マイクアレーはxz平面上に配置されており、jを虚数単位とし、ωを周波数とし、cを音速とし、k=ω/cとし、kx,nをx軸方向の波数とし、nをそのインデックスとし、kz,mをz軸方向の波数とし、mをそのインデックスとし、p,q,sを予め設定された次数とし、スピーカアレーを構成する各スピーカの伝達特性を前記次数p,q,sで多重極展開した多重極係数をdp,q,sとして、
変換フィルタ部が、上記マイクアレーで収音された信号に基づいて生成された時空間周波数領域信号P~nm(ω)に対して次式により定義されるフィルタF~nm(ω)を適用してフィルタ処理後信号D~nm(ω)を生成する変換フィルタステップと、
空間周波数逆変換部が、空間の逆フーリエ変換により、上記フィルタ処理後信号D~nm(ω)を周波数領域信号に変換する空間周波数逆変換ステップと、
周波数逆変換部が、上記周波数領域信号を逆フーリエ変換により時間領域信号に変換する周波数逆変換ステップと、
を含む音場収音再生方法。 - マイクアレーはxz平面上に配置されており、jを虚数単位とし、ωを周波数とし、cを音速とし、k=ω/cとし、kx,nをx軸方向の波数とし、nをそのインデックスとし、kz,mをz軸方向の波数とし、mをそのインデックスとし、p,q,sを予め設定された次数とし、スピーカアレーを構成する各スピーカの伝達特性を前記次数p,q,sで多重極展開した多重極係数をdp,q,sとして、
周波数変換部が、上記マイクアレーで収音された信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換する周波数変換ステップと、
空間周波数変換部が、空間のフーリエ変換により、上記周波数領域信号を時空間周波数領域信号P~nm(ω)に変換する空間周波数変換ステップと、
変換フィルタ部が、上記時空間周波数領域信号P~nm(ω)に対して次式により定義されるフィルタF~nm(ω)を適用してフィルタ処理後信号D~nm(ω)を生成する変換フィルタステップと、
を含む音場収音再生方法。 - 直線状に配置されたマイクアレーの配列方向をx軸方向とし、jを虚数単位とし、ωを周波数とし、cを音速とし、k=ω/cとし、kx,nをx軸方向の波数とし、nをそのインデックスとし、p,qを予め設定された次数とし、スピーカアレーを構成する各スピーカの伝達特性を前記次数p,qで多重極展開した多重極係数をdp,qとし、H0 (2)をn=0の第二種ハンケル関数とし、yrefを伝達特性を一致させる位置とし、kρは次式により定義されるとして、
変換フィルタ部が、上記マイクアレーで収音された信号に基づいて生成された時空間周波数領域信号P~n(ω)に対して次式により定義されるフィルタF~n(ω)を適用してフィルタ処理後信号D~n(ω)を生成する変換フィルタステップと、
空間周波数逆変換部が、空間の逆フーリエ変換により、上記フィルタ処理後信号D~n(ω)を周波数領域信号に変換する空間周波数逆変換ステップと、
周波数逆変換部が、上記周波数領域信号を逆フーリエ変換により時間領域信号に変換する周波数逆変換ステップと、
を含む音場収音再生方法。 - 直線状に配置されたマイクアレーの配列方向をx軸方向とし、jを虚数単位とし、ωを周波数とし、cを音速とし、k=ω/cとし、kx,nをx軸方向の波数とし、nをそのインデックスとし、p,qを予め設定された次数とし、スピーカアレーを構成する各スピーカの伝達特性を前記次数p,qで多重極展開した多重極係数をdp,qとし、H0 (2)をn=0の第二種ハンケル関数とし、yrefを伝達特性を一致させる位置とし、kρは次式により定義されるとして、
周波数変換部が、上記マイクアレーで収音された信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換する周波数変換ステップと、
空間周波数変換部が、空間のフーリエ変換により、上記周波数領域信号を時空間周波数領域信号P~n(ω)に変換する空間周波数変換ステップと、
変換フィルタ部が、上記時空間周波数領域信号P~n(ω)に対して次式により定義されるフィルタF~n(ω)を適用してフィルタ処理後信号D~n(ω)を生成する変換フィルタステップと、
を含む音場収音再生方法。 - 請求項1から6の何れかに記載された音場収音再生装置の各部としてコンピュータを機能させるための音場収音再生プログラム。
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