JPH0343839B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音声装置に関し、特に、両立式２トラ
ツク封切版を用いかつ従来の多重チヤネルシステ
ムの諸問題を克服し、しかも三チヤネル以上の再
生チヤネルを与える映写方式・音声システム用装
置に関する。

現実感、および劇的あるいは特殊効果を増すた
め、先行技術による多重チヤネル映画音声システ
ムで各チヤネル毎に独立光学トラツクを用いたの
は1930年の映画「フアンタジア」以前である。そ
の後、シネマスコープやシネラマのようなワイド
スクリーン処理の導入と共に、６つ以上の独立チ
ヤネルを提供するのに多重磁気サウンドトラツク
が用いられた。近年「トミー」や「ピンクフロイ
ド」の映画では多重チヤネル磁気封切版が用いら
れ、２つのスピーカを劇場後部隅にまた２つまた
は３つのスピーカを劇場前方（左、中央、右）に
置くことにより多重方向音声を実現した。

従来、多重チヤネルシステムにおいては、一般
に各チヤネル毎に独立サウンドトラツクを用い
た。両立式ステレオ光学サウンドトラツクが近年
普及しているが、大部分の多重チヤネルシステム
では３つ以上のチヤネル及び一般に磁気トラツク
が用いられているので、投写および音声装置に余
分の費用がかかり、再生できる劇場はほんのわず
かしかない。従つて、基準的光学版もまた大多数
の劇場興行で用いられた。磁気封切版用の設備を
有する劇場数が限られているという問題に加え
て、磁気版の製造費用は光学版よりもずつと高
く、従つて磁気版の有効再生回数はさらに限られ
ている。多重封切版用装置を有する劇場は、一般
に忠実度よりはむしろ費用を最少にするため低品
質の副チヤネルスピーカあるいは後方（環境）チ
ヤネルスピーカを選んだ。最近磁気多重チヤネル
の改善により二つの高品質後方チヤネルスピーカ
が用いられたが、この方法もまたいくつかの理由
から欠点を有する。即ち、費用の点。劇場の各後
隅座席で左後方あるいは右後方の音声が大きくな
ること。劇場は音がスクリーンから後方へ進むよ
うに音響学的に設計されており（クツシヨン付き
の座席前面、観客による吸収）、従つて後方にあ
る点音声源はなめらかでかたい座席の背面からの
反射によつて過度な直接反響を生じ得ること。お
よび劇場の後部にある大型のスピーカボツクスが
美的見地から問題をもつこと。

磁気封切版の費用および両立性の問題をさける
ために、多重トラツク光学版が考えられる。しか
し映画フイルムに三つ以上の光学サウンドトラツ
クをもたせると特に次のような欠点が生ずる。再
生用光学装置およびピツクアツプセルが一層複雑
で高価になること。トラツクがせまくなり、且つ
ガードバンド合計領域が増大することによつて信
号対雑音比が劣化すること。狭いトラツクまたは
ガードバンドのいずれかに由来する製版公差の問
題。相対的に境界ノイズが増大すること。すべて
のトラツクを同時に走査して、モノ再生をする場
合に両立性上問題を生ずること。電子再生装置の
費用が増大すること。および光学レコーダの費用
が増大すること。

1975年８月11日付のロハートＡベルコビツツお
よびケネスＪガンドリーによる米国特許出願第
603670号、および1977年５月17日付のレイＭドル
ビーおよびフイリツプＣフランケツトの米国特許
第4024344号には、２トラツク封切版を用いて、
前方三チヤネル再生（左、中央、右）を提供する
二つのシステムが開示されている。

ベルコビツツ等の出願においては、Ｌ、Ｃおよ
びＲの信号が二重音声トラツクに符号化される。
即ち、Ｃ信号の一部がそれぞれＬおよびＲ信号と
加算される。プレイバツクの際には各トラツクに
よりＬあるいはＲのスピーカと加算回路網とに供
給され、加算回路網はＬおよびＲのスピーカにく
らべて低い音量でＣスピーカを駆動する。Ｒおよ
びＬスピーカへの遅延供給回路によつて、中央チ
ヤネル情報はＣスピーカから発するように感じら
れる一方、ＲおよびＬスピーカからの立体音響効
果は維持される。ドルビー他の出願には２チヤネ
ル源と共に用いられる他のＬ、ＣおよびＲ用再生
システムが開示されている。実施例においては、
左および右チヤネルプレイバツク信号を中央チヤ
ネルに対して遅延させる装置が与えられている。
しかしこれらの出願は、後方チヤネル音声提供上
の独得な諸問題を指向するものではない。

先行技術における諸問題を克服するために、本
発明では多重チヤネル映画音声方式を指向し、前
方ステレオ音声チヤネルは、少なくとも一つの副
音声チヤネルあるいは後方環境音声チヤネルと共
に両立式二重バイラテラルサウンドトラツク方式
あるいはステレオ可変面積光学サウンドトラツク
方式に符号化される。ステレオ可変面積光学サウ
ンドトラツク方式は産業界で次第に用いられつつ
あり、しかも完全な両立性を提供するので、本発
明方式の封切版は単に在来のモノ式光学映写装置
および音声システムを有する劇場だけではなく、
ステレオ再生装置および本発明による装置をもち
いる劇場においても使用出来る。

好ましい実施態様においては右および左前方
（主）音声チヤネルに加えて単一の“環境”（副）
音声チヤネルを設ける。環境チヤネルは劇場の後
壁及び側壁の後部に沿つて配置するほぼ３つ以上
の多重環境スピーカを駆動するのが好ましい。こ
のような配置では、音源が広範囲に亘り統合され
てまともな反響が減少し且つ各スピーカの音量を
比較的低くできるもので、ある環境スピーカから
の音が目立つために当該スピーカの近くの人が聴
取する他の音場に影響を与えることはない。聴衆
席の反対側の直接音場（高周波数が多い）におけ
る近接効果を打ち消すように、比較的指向性を有
する環境スピーカを劇場の側壁の上方に配置する
ことにより、音の定位を改善することもできる。

本発明により環境チヤネルを主音声チヤネル中
へ符号化する際に遭遇する重大問題が解決され
る。即ち、全ての非独立型の多重音声方式では符
号化処理のために復号信号中に漏話が入る。環境
チヤネルの情報が若干主チヤネル中に漏れるのは
問題ないが、環境チヤネル中の不要な前方チヤネ
ルの漏話はハース効果又は“優先効果”のために
極度に望ましくない。即ち、物理的に分離した２
つの音源からほぼ同一の音が発せられる場合に
は、その一方か又は双方が聴取されるかどうか及
び聴取者によつて知覚される音源の見掛けの方向
は、聴取者の耳における音の強さと相対的到達時
間とに依存する。

ハース効果によれば、若し２つの音の強さが同
一で且つ同時に到達するなら、その音源は２つの
物理的音源の中間にあるように感ずる。若し到達
時間が他より５−35ミリ秒後になるように一方の
音源が遅れるなら、その音は遅れていない音源の
みから来るように感ずる。即ち、この５−35ミリ
秒の“一時隠蔽窓”の間中最初に到達する音が第
２の音を隠蔽する。隠蔽作用はたとえ第２到達音
が第１到達音より10dB程度まで大きくても働く。
到達時間差が35−50ミリ秒の場合には、第２音源
は知覚されるが依然として音源は遅れてない音源
から来るように感ずる。残響時間が短い室におい
て到達時間差が大きい場合には聴取者ははつきり
した反響を聞く。若し第２到達音が同一強さでな
く弱いなら、隠蔽作用は35ミリ秒以上の到達時間
差に対しても働く。一時遮蔽窓の長さは第２到着
音のレベルが低くなるに連れて増大する。例え
ば、若し第２到達音が第１到達音より10dB低い
なら、たとえ到達時間差が100ミリ秒以上でも第
２到達反響音で妨害される聴取者は殆ど居ない。

聴取者が主音声チヤネルスピーカよりも環境ス
ピーカに近い場合には、主音声チヤネルからの同
一音より前に環境スピーカからの不要な前方チヤ
ネル漏話が劇場内の聴取者に到達するであろう。
実際に聴取者が漏話をきく殆どの場合には２つの
別個な音を聞く。即ち、環境チヤネルスピーカか
ら聴衆席後方に向かう不要な漏話とこれに続く主
チヤネルからの目指す音とである。これは漏話音
が主チヤネル音より前に聴取者の耳に達すると共
に漏話音の強さが主チヤネル音より十分に低いの
で、漏話音によつては同一の主チヤネル音が隠蔽
されないためである。

前方チヤネルにおける環境漏話音と言う逆の状
態が知覚される可能性は少ない。それは聴取者が
環境スピーカに近いために主チヤネルスピーカか
らの漏話が到達する前に環境スピーカからの環境
音が聴取者に到達することによる。同様に環境チ
ヤネル情報を若干意図的に前方チヤネルに混入す
ることにより、環境チヤネルスピーカを用いてい
ない劇場に対処することも通常行われる。

上記のような環境チヤネルスピーカにおける主
チヤネル漏話の問題を克服するために、本発明で
は環境チヤネル再生装置に遅延時間を設ける。劇
場のほぼ全域に亘る聴取者の耳において、環境ス
ピーカからのあらゆる不要な漏話より前に主チヤ
ネルスピーカからの音が到達するような相対的到
達時間差が得られるように環境チヤネルの遅延時
間を設定する。環境チヤネル内にこのような遅延
時間を設ける結果、環境チヤネルに主チヤネル音
からの漏話成分が存在する場合には、ハース効果
の故に時間遅延される漏話音成分は主チヤネル音
により隠蔽される。

劇場聴衆席の前部から後部まで音が伝播する時
間の約75％の電気的遅延を環境チヤネルに設ける
ことにより、環境チヤネルの音より前に聴衆席の
殆どすべての席に主チヤネルの音が通常到達す
る。メートル法よりも英国法を用いる場合には、
音の速度を約１フイート／ミリ秒として聴衆席の
前部から後部までの長さの75％をフイートで表す
ことにより、この電気的遅延を概算することは容
易である。このような環境チヤネルの電気的遅延
は概して約25−120ミリ秒の範囲にある。75％経
験法則では上述のような環境チヤネルスピーカの
配置による典型的な劇場聴取環境と前提とする。
即ち、当該劇場においては概して指向性を持つ環
境スピーカが聴取者のかなり上方に配置されてい
るので、環境スピーカからの直接音は最後部の席
（劇場後部約10％の範囲）を飛び越えてその前方
の席（劇場後部約10％の範囲より約数メートルま
で前方の範囲）に最も早く到達し、その結果漏話
を聞く可能性は当該最後部より前方の席において
最大になることが経験的に分かつている。本発明
は75％法則に基づく電気的遅延を与えることによ
り、このような範囲の聴衆席に対して約５−35ミ
リ秒の到達時間差を与えることを意図している。

上記のように75％法則を用いて環境チヤネルス
ピーカからの音より前に主音声チヤネルからの音
を殆ど全ての聴衆席に到達させることにより、あ
らゆる聴衆席におい早く到達する所望の主チヤネ
ル音によつて不要な環境チヤネル漏話を隠蔽す
る。不要な漏話は、漏話問題が最も厳しくなる可
能性のある聴衆席の部分（環境スピーカに最も近
い最後部より前方の部分）に対して最強の隠蔽効
果（５−35ミリ秒）を与える一時隠蔽窓部以内に
到達する。聴衆席の残りの部分については、環境
チヤネル漏話に対し主チヤネル音の相対レベルが
高いので、到達時間が35ミリ秒より長い場合でも
隠蔽効果が得られる。このようにして一時隠蔽窓
が長くなる。

聴衆席と比べて比較的小さい家庭環境に対して
は、室内のほぼ全ての席が最強の隠蔽効果を与え
る一時隠蔽窓部以内に入るように電気的遅延時間
を設定できる。12−30ミリ秒程度の電気的遅延が
典型的な室に適応するであろう。

即ち、ハース効果を抑制するためには、聴取者
の耳の位置において、環境チヤネルの漏話を主ス
ピーカに対し５−35ミリ秒遅延させることが必要
であり、これを達成するために聴取室の前方から
後方迄の長さの約75％に相当する電気的遅延時間
を環境チヤネルに与えている。この75％の数値は
経験的なものであつて、これを割り出すためには
通常の環境スピーカの分散およびスピーカを聴取
者の頭より十分上に配置することを前提としてい
る。聴取者の頭が直接環境スピーカに接している
場合には、ほぼ100％の遅延時間を要することが
理解できるのであろう。

環境チヤネルで搬送される情報は、通常はその
性質上定常状態のバツクグランド音、または空間
的広さを装う残響信号のいずれかとなる傾向があ
るので、環境チヤネル再生系の質は主チヤネル程
高い必要はない。従つて、遅延装置および低品質
スピーカによる環境チヤネル信号の劣化は、実際
の使用においては音の効果に実質的影響を及ぼさ
ない、他方、主チヤネル信号情報は、特に、現実
感のある再生のために良好な忠実度を必要とす
る、人間の声のように過度的に重要な部分を含み
がちである。本発明においては、観客が漏話を後
方チヤネルで知覚することを排除し、主チヤネル
信号、特に、望ましくは高品質主チヤネル再生系
による再生で知覚される高度な過渡的内容の信号
を安定化することによつて、主チヤネルの忠実度
を実際に高めている。低音の周波数は典型的な単
一バンド行列符号・復号システムによつては十分
に分離されない。従つて主チヤネルと環境チヤネ
ルとの間でかなりの低温漏話が生ずる。しかし、
低音周波数は本質的に無指向性でありまたそれに
よる効果は劇場全体にわたつてほぼ一様に全観客
が低音を知覚することであるから、その結果は容
認し得るものである。

以下に本発明の好ましい実施例を図面を参照し
て説明する。

第１図には、本発明の記録部分が映画音声シス
テムに関連して、図示されている。例えば在来の
行列符号器２のような二つ以上の音声信号を二つ
のチヤネルに符号化する装置が、LF（左前方）お
よびRF（右前方）の二つの主音声チヤネル信号を
一対の入力において、また処理された副音声チヤ
ネル入力をLB（左後方）およびRB（右後方）の他
の一対の入力において、受信する。行列符号器に
は、例えばSQあるいはQSのような当業者には公
知のいくつかの四チヤネル型符号器のいずれかで
よい。LFその他の記号は四チヤネル音声システ
ムにおいて、このような符号器に関連して、一般
に用いられている。

行列符号器２の入力LFおよびRFは３：２論理
回路３から受信されるが、３：２論理回路３には
LF、Ｃ（中央）およびRFの独立信号が印加され
る。論理回路３はベルコビツツ等の出願に開示さ
れた型のものでよい。

本回路は左、中央、右から成る３チヤネルステ
レオ音声方式と２トラツクのサウンドトラツクと
の間の変換に関する。同回路ではサウンドトラツ
クから変換される中央チヤネル音声の定位を安定
させるために、ハース効果に基づき左右チヤネル
を中央チヤネルに対して３−35ミリ秒遅延させる
ことにより、通常中央チヤネルから再生される会
話などが、全ての聴衆席において中央前方から安
定して聞こえるようにすることを目的としてい
る。従つて同方式では劇場の大きさ及び座席の位
置とは無関係に、前方から後方に伝わる一定レベ
ル差の音声に対して３−35ミリ秒内の一定の遅延
時間を与えるのみで、劇場の大きさと座席の位置
とを考慮し且つ伝播方向及びレベル差の各要素に
対応しなければならない本願発明に対し何等の教
示も与えない。

独立多重トラツクマスター（図示せず）から導
びかれた主音声チヤネルステレオ信号LFおよび
RFは劇場のスクリーンの後側あるいはそれに隣
接して配置されたスピーカーによつて再生される
べき音声対話および他の過渡音に富んだ情報を担
持している。副チヤネル入力信号は劇場観客席の
後方および後側におかれた環境スピーカーによつ
て再生されるべき、通常はゆつくりと変化する低
レベルのバツクグランドおよび残響の情報である
内容を担持する、いわゆる環響信号である。

独立副チヤネル信号が行列符号器のLB入力お
よびRB入力に印加され得るが、環境スピーカー
には単一の信号を用いても充分であることがわか
つており、従つて同一の信号が二つのＢ入力に印
加される。

副音声チヤネルあるいは環境入力信号は独立多
重トラツクマスターからも導かれて、符号器２に
印加される以前に処理される。符号器２の効果は
周波数が高くなるにつれて低下するので、信号は
例えば約７キロヘルツに上限周波数を有する低域
フイルタ４に印加されて、マジマス調整角誤差の
結果により環境チヤネルから知覚される高周波数
成分の漏話を減少させる。フイルタ４に続いて、
好ましくはドルビーＢ型符号器として当業者には
公知の雑音低減符号器６（再生回路の復号器と整
合する）が、信号LBおよびRBの符号器入力に印
加される前に更に処理を与える。同符号器はドル
ビーＢ型として家庭用テープレコーダで広く採用
されている相補型雑音低減装置であつて、作動周
波数帯域が優勢信号の周波数とレベルとに依存
し、中間レベルにおいてのみ利得がレベルに左右
される双線型特性を特徴としている。同装置はヒ
ス、電気的遅延、漏話などに起因する雑音を低減
させるために、本発明の環境チヤネルに用いられ
る。副チヤネルあるいは環境チヤネルにおける雑
音低減はフイルム上のランダム位相ノズルが環境
チヤネルの再生の際に一層優勢となる傾向がある
が故に、特に所望される。

符号器２により符号化された二つの線LT（左ト
ラツク）およびRT（右トラツク）上の出力は在
来のサウンドトラツク記録装置に印加される。本
発明は主として、記録媒体がステレオバイラテラ
ル可変面積光学サウンドトラツクであることを考
慮しているが、本発明は二つのトラツクを有する
他の型の記録媒体に関しても利用可能である。

第２図の再生システムにおいては、在来のサウ
ンドトラツク再生装置１０が符号化されたトラツ
クを読取り、行列復号器１２にLTおよびRTの
信号を提供する。復号器１２は符号器２に整合し
て、LF、RF、LBおよびRBの出力を提供する。
LFおよびRFの主チヤネル出力は在来の電子再生
装置およびスピーカ（図示せず）のそれぞれのチ
ヤネルに直接に印加されてもよく、あるいはまた
図示されているようにベルコビツツ等の出願にお
ける型の２：３論理回路１４に印加され、該論理
回路が中央チヤネル信号CFを導出してプレイバ
ツク電子装置およびスピーカ（図示せず）に印加
するようにしてもよい。２：３論理回路１４はま
たは復合器１２の前に配置されてもよい。もし所
望されるならば前述したドルビー等あるいはベル
コビツツ等の出願内容を記録および再生装置にお
けるLF、CFおよびRFの信号に関して利用して
もよい。

結合器１６は復号器出力LBおよびRBを受信
し、且つ加算して低域フイルタ１８に印加する。
低域フイルタ１８は第１図のフイルタ４とほぼ同
じ周波数に上限周波数を有するのが好ましい。信
号は選択的に80ヘルツ程度の下限周波数を有する
高域フイルタ２０に印加することにより、周波数
の低下と共に増大する低周波の高エネルギーによ
つて環境スピーカがクリツプするのを防止するこ
とができる。次に遅延装置２２がシステムが用い
られている劇場観客席の前部から後部までの路程
長の75％程度の時間だけ信号を遅延させる。実際
には観客席の大きさに応じて25ないし120ミリ秒
の程度の遅延が所望される。このように大きな遅
延は多くの各種装置によつて現在の技術の範囲内
で可能である。復号器２４への入力が符号器６
（第１図）に印加された信号をより一層補足する
ように高域フイルタ２０を復号器２４のあとにお
いてもよい。またこのようなフイルタ２０の配置
は遅延装置によつて導入されるノイズを除去する
傾向をも有する。低域フイルタ１８もまた復号器
２４のあとに配置してよい。

第１図の符号器６に整合する雑音低減復号器は
遅延装置のあとに続く。次いで出力は電子再生装
置および環境スピーカを駆動する。

実際には、標準環境音声レベル100％はフイル
ム上の100％に対して−3dBに設定される。ドル
ビーＢ型符号器レベルはフイルム上の50％に設定
される。

本発明の映画以外の応用においては、遅延装置
は室の大きさに適合するように調整される。家庭
用の四チヤネル音声システムの場合には、本発明
は12ないし30ミリ秒の程度の固定された遅延を用
いて典型的な室に適応することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したシステムの記録部分
のブロツク線図、第２図は本発明を実施したシス
テムの再生部分のブロツク線図である。 ２……行列符号器、３……３：２論理回路、４
……低域フイルタ、６……ドルビーＢ型符号器、
８……サウンドトラツク記録装置、１０……サウ
ンドトラツク再生装置、１２……行列復号器、１
４……２：３論理回路、１６……結合器、１８…
…低域フイルタ、２０……高域フイルタ、２２…
…遅延装置、２４……ドルビーＢ型復号器、LF
……左前方、Ｃ……中央、RF……右前方。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも２つの主音声チヤネル信号と少な
   くとも１つの環境音声チヤネル信号とが符号化さ
   れる、２トラツクのサウンドトラツクから再生さ
   れる第１及び第２信号を受信し、室内の聴取位置
   の前方及び後方にそれぞれ配置される、主音声チ
   ヤネルスピーカと１つ以上の環境音声チヤネルス
   ピーカとに印加するために、前記少なくとも２つ
   の主音声チヤネル信号と前記少なくとの１つの環
   境音声チヤネル信号とを引き出す音声マトリクス
   デコーダであつて、 前記第１及び第２信号を受信し、該第１及び第
   ２信号を復号して前記少なくとも２つの主音声チ
   ヤネル信号と、該少なくとも２つの主音声チヤネ
   ル信号からの不要な漏話を含む前記少なくとも１
   つの環境音声チヤネル信号とを発生させるマトリ
   クスデコーダ装置と、 少なくとも１つの環境音声チヤネル信号を受信
   し、前記少なくとも１つの環境音声チヤネルを処
   理する装置にして、前記室内の略全ての聴取位置
   において主音声チヤネルスピーカからの音が環境
   スピーカからの同一音の不要な漏話より前に到達
   するように遅延時間を設ける、該少なくとも１つ
   の環境音声チヤネル信号を遅延させる時間遅延装
   置を含む処理装置 とから成る音声マトリクスデコーダ。 ２ 前記環境音声チヤネルスピーカに近接する該
   室内の聴取位置において、前記１つ以上の環境ス
   ピーカにより発生する前記主音声チヤネル信号か
   らの不要な漏話が、前記主音声チヤネルスピーカ
   からの同一音より約５−35ミリ秒後に到達するよ
   うに、前記時間遅延装置の遅延時間を設ける特許
   請求の範囲第１項に記載のデコーダ。 ３ 前記時間遅延装置の遅延時間を該室の前部か
   ら後部までの音の伝播時間の75％程度に設ける特
   許請求の範囲第１項に記載のデコーダ。 ４ 前記２トラツクのサウンドトラツクに符号化
   される前記少なくとも１つの環境音声チヤネル信
   号が、該サウンドトラツク上に符号化される前に
   雑音低減符号器により処理され、前記処理装置が
   前記雑音低減符号器と略相補的な雑音低減復号器
   をさらに含む特許請求の範囲第１項に記載のデコ
   ーダ。 ５ 前記処理装置が前記少なくとも１つの環境音
   声チヤネル用低域フイルタを含む特許請求の範囲
   第１項に記載のデコーダ。 ６ 前記低域フイルタの上限周波数を７キロヘル
   ツ程度に設ける特許請求の範囲第５項に記載のデ
   コーダ。