JPH04137999A - Headphone sound field listening device - Google Patents
Headphone sound field listening deviceInfo
- Publication number
- JPH04137999A JPH04137999A JP2260909A JP26090990A JPH04137999A JP H04137999 A JPH04137999 A JP H04137999A JP 2260909 A JP2260909 A JP 2260909A JP 26090990 A JP26090990 A JP 26090990A JP H04137999 A JPH04137999 A JP H04137999A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- output
- sound field
- sound
- reflected sound
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Stereophonic System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a sound field listening device that makes it possible to listen to a sound field equivalent to that reproduced by speakers when 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3E3
32886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。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, technological trends in the audio-visual field have been changing from conventional stereo playback to methods that dynamically control the sound field in accordance with the video. The first conventional technology is United States Patent No. 3,746,792, 3E3
There is a Dolby surround active matrix type sound field control device shown in No. 32886 and No. 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, we will explain how to encode Dolby Surround.
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 the 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、70
3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
の100[Hzコ〜7 [kHzコ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e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71
0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L
t(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 70
3 is the C (center channel) signal input terminal, 704 is the S (
surround channel) signal input terminal, 705 is an attenuator that attenuates the C signal by 3 [dB], 706 is an attenuator 705
707 is an attenuator 705 that adds the output of the adder to the L signal.
An adder 708 adds the output of the S signal to the R signal.
709 is a band-pass filter that passes the output of the attenuator 708 from 100 [Hz to 7 kHz; 710 is a modified B-type noise reduction encoder that encodes the output of the band-pass filter 709; 711 is a modified B-type noise reduction encoder 71
A phase shifter 712 creates a signal having a phase difference of +90[deg] with respect to the output of phase shifter 711.
] An adder that adds the output to the output of the adder 706, an adder 713 that adds the -90[deg] output of the phase shifter 711 to the output of the adder 707, and an adder 714 that adds the output of the adder 712 to the L
Lt output as t (encoder left channel) signal
A signal output terminal 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 above will be explained.
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)信号はり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7O6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コ〜7 [k
Hz]に帯域制限される。The L (left channel) signal input to the Dolby surround encoder is the speaker placed in front of the left of the listening position in the listening room, the R (right channel) signal is input to the speaker placed in the front right, and the C (center channel) signal is the speaker placed in the front left of the listening position in the listening room. is a signal that has been mixed on the assumption that it will be reproduced by a speaker placed in the front, and the surround channel signal S will be reproduced by two speakers placed at the left and right in the rear. The C signal is attenuated by 3 [dB] by the attenuator 705, and added to the L signal by the adder 7O6 and to the R signal by the adder 707, respectively. The S signal is attenuated by 3 [dB] by an attenuator 708, and is further attenuated by 100 [Hz ~ 7 [k] by a bandpass filter 709.
Hz].
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でエンコード方法る。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
eンエンコーダ710の出力は移相器711で+90[
degl移相され、加算器712で加算器70E3の出
力に加えられる。The output of the bandpass filter 709 is encoded by a modified B-type noise reduction encoder 710. This encoding will be discussed later. The output of the modified B-type noise reduction encoder 710 is +90 [
degl and is added to the output of adder 70E3 by adder 712.
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710の出力は移相器711で−90[deg
コ移相され、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 output of adder 712 becomes Dolby surround encoder output Lt. Similarly, the output of the modified B-type noise reduction encoder 710 is -90 [deg
The signal is phase-shifted and added to the output of the adder 707 by an adder 713 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 can be summarized as equations (1) and (2).
Lt=t、+o、7G+0. 7js ・・・(
1)Rt=R+o、7C−0,7js ・・・(
2)ここで、jは(−1)”2を表わし、位相回転が9
0[degコであることを示している。Lt=t, +o, 7G+0. 7js...(
1) Rt=R+o, 7C-0, 7js...(
2) Here, j represents (-1)"2, and the phase rotation is 9
This indicates that the value is 0[deg].
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
ノイズリダクンヨンエンコーダの入力信号レベルをパラ
メータとした振幅周波数特性を示す。The modified B-type noise reduction encoder 710 has an amplitude frequency characteristic that changes depending on the level of the input signal. By decoding this encoded signal, it is possible to reduce the high frequency components of noise generated in the transmission media. Table 1 shows the amplitude frequency characteristics of the modified B-type noise reduction encoder using the input signal level 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 a Dolby surround active matrix type sound field control device will be explained.
第 1 表
第
表
(続き)
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。Table 1 (Continued) FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a decoder of a Dolby surround active matrix sound field control device.
第8図において、801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。In FIG. 8, 801 is an input terminal for the encoder output Lt (left channel) signal, and 802 is the encoder output Rt
(Right channel) signal input terminal, 803 is Lt and Rt
an input balance control device 804 that adjusts the balance with the
805 is a level control device that adjusts the absolute level of the balance-adjusted signals Lt and Rt, and 805 is the signal Lt that has been adjusted in absolute level.
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[kH
z]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コ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が出力するし信号。Rt to L (left channel) signal, R (right channel)
806 is a delay device that delays the S signal output from the adaptive matrix 805, and 807 is a 7 [kHz] delay device for the S signal outputted by the adaptive matrix 805.
z] low-pass filter that passes the following signals, 808
809 is a modified B-type noise reduction decoder that attenuates the noise of components below 7 kHz of the S signal, and 809 is a signal output by the adaptive matrix 805.
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808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が出力するし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。A master level control device that controls the levels of the R signal, the C signal, and the S signal output by the modified B-type noise reduction decoder 808; 810 is a listening room; 811 is located in the front right of the listening position in the listening room; A speaker 812 that reproduces the R signal output from the control device 809 is placed in front of the listening position in the listening room, and a speaker 813 that reproduces the C signal output from the master level control device 809 is the listening position in the listening room. A speaker 814 is placed on the left front side of the main unit and reproduces the signal output by the master level control device 809.
is located at the rear right of the listening position in the listening room.
A speaker 815 that reproduces the S signal output from the master level control device 809 is placed at the rear left of the listening position in the listening room, and is a speaker that reproduces the S signal output from 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 explained.
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。Equation (1) is input to the Dolby Surround Active Matrix sound field control device decoder.
(2)式で表わされるエンコーダ出力Lt、Rtである
。These are encoder outputs Lt and Rt expressed by equation (2).
入力バランス制御装置803は入力信号Lt。The input balance control device 803 receives the input signal 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。Adjust the balance of Rt. Level control device 804 adjusts the absolute levels of input signals Lt and Rt.
アダプティブマトリクス805では入力信号Lt。In the adaptive matrix 805, the input signal Lt.
Rtのレベル差に応じてり、 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、R
t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。遅妊装置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。The four output signals R, C, and S are controlled according to the level difference of Rt. Therefore, the input signals Lt, R
It is necessary to balance t and adjust the absolute level. The processing of the adaptive matrix 805 will be described in detail later. The delay device 806 is an adaptive matrix 805
S (surround channel) signal of 15 to 30 [ms
] Delay.
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808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 low-pass filter 807 filters the delayed S signal at 7 [kHz
] The following signals are passed. The modified B-type noise reduction decoder 808 reduces high frequency noise generated in the transmission medium included in the S signal. Table 2 shows the amplitude frequency characteristics using the input level of the modified B-type noise reduction decoder 808 as a parameter. The first characteristic of the decoder is
The characteristics are the opposite of those of the encoder shown in the table.
第 2 表
第
表
(続き)
マスタレベル制御装置809はアダプティブマトリクス
805が出力するしく左チャンネル)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。Table 2 (Continued) The master level control device 809 outputs the adaptive matrix 805 (left channel) signal, R (right channel) signal, C (center channel) signal, and modified B signal.
This is a quadruple volume that controls the level of the S (surround channel) signal output by the type noise reduction decoder 808.
マスタレベル制御装置809が出力するR信号。R signal output by master level control device 809.
C信号、L信号、S信号はり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。The C signal, L signal, and S signal are reproduced by speakers 811 to 815 arranged in the listening room.
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 explained.
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。FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the adaptive matrix 805. In FIG. 9, 901 is an Lt input terminal, 902 is an Rt input terminal, 903 is a bandpass filter that limits the signal bands of Lt and Rt, and 904 is L'
(band-limited Lt) and R” (band-limited Rt
) and C.
信号を作る加算器、905はL゛とR′との差をとり、
S′倍信号つくる減算器、90E3〜909はそれぞれ
L“ PjZ CZ Sl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So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44B [msl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[ms]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De
sを処理する双時定数回路、915は双時定数回路91
3の出力にその極性に応じた係数を乗したEL、 E
Rを出力する極性分割回路、916は双時定数回路91
4の出力にその極性に応じた係数を乗じたEc+ E
sを出力する極性分割回路、917は極性分割回路91
5の出力EL、ERおよび極性分割回路916の出力E
c+Esにより、入力信号Lt、Rtを制御してELL
IE LR+ ERL+ E*、l+ ECLt
ECTo Esc+ 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
IELRIERLIERRIECLIECRIESLI
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。An adder 905 that creates a signal takes the difference between L′ and R′,
90E3 to 909 are full-wave rectifier circuits that perform full-wave rectification of L" PjZ CZ Sl, respectively; 910 is a logarithmic difference circuit that outputs the logarithmic difference DLR between R" and L; and 911 is a Dcs, the difference between the logarithms of So and C"
912 is a logarithmic difference circuit 910 that outputs
Alternatively, a threshold switch 913 determines whether the output of 911 is within a predetermined range, and 913 is a logarithmic difference circuit with a low-pass filter with a time constant of 22 [ms] or 44 B [msl] depending on the determination result of the threshold switch 912. A dual time constant circuit 914 processes the output DLR of the threshold switch 912 with a time constant of 22 [ms] or 448 [ms] depending on the judgment result of the threshold switch 912.
] with a low-pass filter, the output De of the logarithmic difference circuit 911
A bitemporal constant circuit 915 processes s, and a bitemporal constant circuit 91
EL, which is the output of 3 multiplied by a coefficient according to its polarity, is E
A polarity dividing circuit that outputs R, 916 is a bitemporal constant circuit 91
Ec + E, which is the output of 4 multiplied by a coefficient according to its polarity
917 is a polarity division circuit 91 that outputs s.
5 outputs EL and ER and the output E of the polarity dividing circuit 916
Control input signals Lt and Rt by c+Es to generate ELL
IE LR+ ERL+ E*, l+ ECLt
ECTo Esc+ Voltage control amplifier that outputs ESR, 918 is the output ELL of voltage control amplifier 917
IELRIERLIERRIECLIECRIESLI
This is a coupling network that multiplies the ESR and input signals Lt and Rt by a predetermined constant, adds them, 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 explained below.
アダプティブマトリクス805ではLR軸またはC8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 in the logarithms of the signal levels for the LR axis or the C8 axis, and detects from which direction the signal is dominant based on this difference. and,
By outputting signals in the dominant direction as they are and attenuating signals in other directions, the sense of direction of the reproduced sound is emphasized.
帯域通過フィルタ903は入力信号Lt、Rtを100
[Hzコ〜7 [kHzコに帯域制限する。The bandpass filter 903 converts the input signals Lt and Rt to 100
Bandwidth limited to [Hz ~ 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、それぞれエンフーダ入力のり
、 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。The outputs L' and R' of the bandpass filter 903 are expressed by equation (1),
As shown in equation (2), the main components are the enhancer input signal and the R signal, respectively. Further, the outputs of the adder 904 and the subtracter 905 are each expressed by equation (3).
(4)式で表わされる。It is expressed by equation (4).
C’ =C+0.7 (L+R) ・・・(
3)S’ =−j S+〇、 7 (L−R)
・・・(4)(1)式、(2)式よりc’、s’はそ
れぞれC9S信号が主成分であることがわかる。C' = C + 0.7 (L + R) ... (
3) S' =-j S+〇, 7 (L-R)
(4) From equations (1) and (2), it can be seen that c' and s' each have a C9S signal as their main component.
L” R1,C1,Sl信号はそれぞれ全波整流回路9
06〜909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D LRI D c
s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。L” R1, C1, and Sl signals are each sent to a full-wave rectifier circuit 9.
Full-wave rectification is performed at 06 to 909. After full wave rectification,
The pair of L'R' and c's' is processed by logarithmic difference circuits 910 and 911, respectively, and the output D LRI D c
s is obtained. The processing of the logarithmic difference circuits 910 and 911 is expressed by equations (5) and (6), respectively.
DLR= l o ga (R” /L′ )
・・・(5)Dcs=l Ogs (S
’ /C’ ) ”1B)DLRは
LR軸に関してLRのどちらが優勢であるかを示し、D
csはC8軸に関してC8のどちらが優勢であるかを示
す。DLR= l o ga (R"/L')
...(5) Dcs=l Ogs (S
'/C' ) "1B) DLR indicates which side of LR is dominant regarding the LR axis, and D
cs indicates which C8 is dominant regarding the C8 axis.
スレッショルドスイッチ912はL 、!: R1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805の出力り、 R,C,Sを速く変化させ
るために双時定数回路913,914の短い時定数22
[msl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]を選択してり、 R,C,
S信号を緩やかに変化させる。Threshold switch 912 is L,! : When the level difference between R1 or C and S is large, the output of the adaptive matrix 805 is changed, and the short time constant 22 of the bi-time constant circuits 913 and 914 is used to quickly change R, C, and S.
[msl is selected, and conversely, when the level difference is small, the constant 484 [ms] is selected, R, C,
Change the S signal 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DL*t 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91
3.914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9
12が選択する時定数
([ms コ)
を第3表に示す。The threshold switch 912 is connected to the logarithmic difference circuit 910.
If the outputs DL*t and Dcs of 911 are both within the range of threshold level ±Lth, the dual time constant circuit 91
A time constant of 484 [ms] of 3.914 is selected, and if either one is outside the range, a time constant of 22 [ms] is selected. Table 3 shows the time constants ([ms]) selected by the threshold switches 9 and 12.
第
表
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DLRI D
esとスレッシールドレベル±Ltht−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
2 is the output DLRI D of the logarithmic difference circuit 910.911
It consists of four comparators that compare es and the threshold level ±Ltht, and an AND circuit that takes 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。The dual time constant circuit 913 integrates the output DLR of the logarithmic difference circuit 910 with a time constant of 484 or 22 [ms] depending on the determination result of the threshold switch 912. The integration circuit requires an RC integrator or one with transient characteristics equivalent to it. The bitemporal constant circuit 914 and the logarithmic difference circuit 911
Similar processing is performed on the output Dcs of.
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EL、 ERを発生する。制御電圧EL、
Elfは(7)式、(8)式で表わされる。The polarity dividing circuit 915 generates control voltages EL and ER for the subsequent voltage control amplifier 917 according to the polarity of the DLR integrated by the bi-temporal constant circuit 913. control voltage EL,
Elf is expressed by equations (7) and (8).
EL= DLRDLR<0
0 DLII>O・・・(7)
ER= ODLR<0
DLRDLR>O・・・(8)
同様に、極性分割回路916が発生する電圧制御増幅器
917用の制御電圧Ec、 Esは(9)式。EL=DLRDLR<0 0 DLII>O...(7) ER=ODLR<0 DLRDLR>O...(8) Similarly, the control voltages Ec, Es for the voltage control amplifier 917 generated by the polarity dividing circuit 916 is the formula (9).
(lO)式で表わされる。It is expressed by the formula (lO).
Ec= Dcs Dcs<0
0 Dcs> O=(9)
Es: ODcs<0
Dcs Dcs≧O・(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Ee+E$によ
り入力信号Lt、Rtを制御して、E LLIELRI
EllL* ERTo ECLI Ec*e
EsLt Es*を出力する。ここで、極性分割
回路の出力E、で制御される入力信号L9をExvと表
わすことにする。電圧制御増幅器の制御電圧と増幅率と
の関係を第10図に示す。Ec= Dcs Dcs<0 0 Dcs> O=(9) Es: ODcs<0 Dcs Dcs≧O・(10) The voltage control amplifier 917 outputs the output EL of the polarity dividing circuit 915
, ER and the output Ee+E$ of the polarity dividing circuit 916 to control the input signals Lt and Rt to generate E LLIELRI.
EllL* ERTo ECLI Ec*e
Output EsLt Es*. Here, the input signal L9 controlled by the output E of the polarity dividing circuit will be expressed as Exv. FIG. 10 shows the relationship between the control voltage and amplification factor of the voltage controlled amplifier.
結合ネットワーク918は電圧制御増幅器917の出力
ELLI ELRI ERLI EIIRI
Ect+ Eell+ESLI EIR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。Coupling network 918 connects the outputs of voltage controlled amplifier 917 ELLI ELRI ERLI EIIRI
Ect+Eell+ESLI EIR and input signals Lt, Rt are added at the ratio shown in Table 4, and L, R
, C, S signals are output.
第 4 表
第
表
(続き)
第
表
(続き)
アダプティブマトリクス805の出力段では25[dB
コ以上のチャンネル間セパレーションが確保できる。Table 4 (continued) Table (continued) At the output stage of the adaptive matrix 805, 25 [dB
It is possible to ensure separation between channels of more than
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C8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。As described above, the Dolby surround active matrix type sound field control device decoder detects from which direction the signal is dominant with respect to the LR axis or the C8 axis.
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。If a dominant direction is detected, the signal in that direction is output as is, and the signals in other directions are attenuated, thereby emphasizing the sense of direction of the reproduced sound. Therefore, sounds with a clear direction, such as dialogue, provide a clear sense of direction. On the other hand, if no dominant direction is detected, a normal stereo effect is obtained.
以上が第1の従来の技術の説明である。The above is the explanation of the first conventional technique.
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。Furthermore, in the field of acoustics, technological 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 are being developed.
第2の従来の技術として、たとえば特開昭61−257
099号公報に示されている音響制御装置がある。As a second conventional technique, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-257
There is an acoustic control device disclosed in Japanese Patent No. 099.
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。A second conventional sound field control device will be described below 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、11
03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110
3で処理された信号を再生するスピーカ、1108は信
号を再生するりスニングルームである。FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of a conventional sound field control device. In FIG. 11, 1101 is an audio signal input terminal for inputting a source signal; 1102 is a reflected sound parameter storage means for storing reflected sound parameters;
03 is a reflected sound generating means 1104 and 1105 that adds reflected sound to the source signal and outputs the resultant signal based on each reflected sound parameter stored in the reflected sound parameter storage means 1102;
゜1106, 1107. is reflected sound generation means 110
A speaker 1108 reproduces the signal processed in step 3, and a listening room 1108 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。Regarding the conventional sound field control device configured as above,
The operation will be explained 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.
1105.1108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 added with reflected sound by the reflected sound generation means 1103 based on each reflected sound parameter stored in the reflected sound parameter storage means 1102. The details of the processing will be explained later. The signal processed by the reflected sound generation means 1103 is transmitted to a speaker 1103 placed at a predetermined position in the listening room 1107. 1104.
Reproduced by 1105.1108. The listener can listen to the reproduced sound field 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 usually has two channels. Further, in this conventional example, the signal processed by the reflected sound generating means 1103 has four channels. However, depending on the processing, the number of output channels may be more than four or less than four.
反射音生成手段1103が行う処理について説明する。The processing performed by the reflected sound generation means 1103 will be explained.
入力信号をX + + X 2、出力信号をy+ +
Y2+ya、yaとすると入力信号と出力信号とは(I
I)式の関係がある。The input signal is X + + X 2, the output signal is y + +
If Y2+ya, ya, the input signal and output signal are (I
I) There is a relationship of the formula.
Y=H*X ・・・(11
)ここに、
Y” ()’+、 Y2.’Y3. Ya) ”
・・・(12)X= (x++ X2)
” ・・・(I3)H=(H,、
H2) ・・・(14)H+=
(hIl、 b+a、 ha3. ha4)”
・・・(I5)H2” (h2+、 hts、
hts、 ha−) ” ・・・(16)た
だし、′*”は畳み込みを、 “T”は転置行列を、(
11)式、 (1B)式のhIl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hB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日
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、h
Ilを初期反射音と残響音とに分けて、初期反射音をF
IR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
) here, Y"()'+,Y2.'Y3.Ya)"
...(12)X= (x++ X2)
”...(I3)H=(H,,
H2) ... (14) H+=
(hIl, b+a, ha3. ha4)”
...(I5)H2" (h2+, hts,
hts, ha-) ” ...(16) However, ′*” indicates convolution, “T” indicates transposed matrix, (
hIl in equations 11) and (1B) represents an impulse response convolved with the i-channel signal output to the j-channel. The impulse response hB to be convolved is stored in the reflected sound parameter storage means 1102. This impulse response is determined from measurements taken at an actual concert hall or computer simulations based on the shape of the concert hall. In addition, when implementing this in hardware, it requires an enormous amount of hardware to convolve all the impulse responses. For this reason, for example, h
Divide Il into early reflected sound and reverberant sound, and divide the early reflected sound into F.
Processing may be performed using small-scale hardware by having an IR filter and a reverberation generator using an IIR all-pass filter handle reverberation sound.
以上が第2の従来の技術の説明である。The above is the explanation of the second conventional technique.
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、十分な広さのり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 premised on speaker reproduction. Therefore, if a sufficiently large listening room cannot be prepared, a sound field control device cannot be installed. There is also the problem of having to play the music at a low volume in consideration of nearby noise, such as late at night.
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 conventional sound field control devices, and aims to make it possible to listen to a sound field equivalent to the sound field reproduced by speakers while listening to headphones. Consider it a technical issue.
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 In order to solve the above problems, the headphone sound field listening device of the present invention includes a sound field control signal processing device that performs sound field control processing on an input signal on the premise of speaker reproduction. , a head-related transfer function compensation device that compensates the output of the sound field control signal processing device using a head-related transfer function, and headphones that reproduce the output of the head-related transfer function compensation device.
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。Effect: The headphone sound field listening device of the present invention has the above-mentioned configuration.
The sound field control signal processing device performs the same sound field control processing as in conventional speakers, and the head-related transfer function compensation device compensates for the transfer function from the speaker to the entrance of the listener's ear canal. To generate the same sound pressure at the entrance of an ear canal when listening to headphones as when playing through a speaker.
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 the 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 the 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, 101 is a signal input terminal, 102 is a sound field control signal processing device that performs sound field control processing on the premise of speaker reproduction on the input signal, and 103 is a sound field control signal processing device 102 that is connected to a plurality of A head-related transfer function compensation device 104 is a headphone that compensates a signal output to a speaker using a head-related transfer function.
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 explained 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。A sound field control signal processing device 102 is an input terminal for an encoder output Lt (left channel) signal, and an input terminal for an encoder output Rt (right channel) of the decoder of the Dolby surround active matrix sound field control device shown in the first conventional example. Perform the same processing as that performed by the signal input terminal to the master level control device, or perform the same processing as that performed by the reflected sound parameter storage means and 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 explanation, each speaker of the Dolby surround active matrix type sound field control device shown in the first conventional example is numbered as follows. Speaker 1 is placed in the front left of the listening position in the listening room and plays the L signal, speaker 2 is placed in front and plays the C signal, speaker 3 is placed in the front right and plays the R signal, and speaker 3 is placed in the right rear. There are 4 speakers placed at the rear left side that play the S signal, and 5 speakers placed at the rear left side that play the S signal.
shall be. In the following explanation, the speaker of the Dolby surround active matrix type sound field control device shown in the first conventional example will be explained as an example. In the case of the sound field control device shown in the second conventional example, it is not necessary to particularly 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 explained.
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、 H
lll (i = 1〜5)とする。In the processing of the sound field control signal processing device 102, the positions of each speaker and the listener are assumed. With 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 expressed as HIL and H, respectively.
lll (i = 1 to 5).
このとき、i番目のスピーカで信号S + (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、、5
pPe、l”が発生する。この関係を第2図に示す。At this time, the signal S + (i =
1 to 5), the sound pressures p, , 5 at the listener's left and right external auditory canal entrances are expressed by equations (7) and (8), respectively.
pPe,l'' is generated. This relationship is shown in FIG.
P IL”= HIL ” S +
・・・(17)P +*sp= HIR@S +
・・・(+8)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、SLl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、G11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P L”l P R’ρが発生する。こ
の関係を第3図に示す。PIL”=HIL”S+
...(17)P +*sp= HIR@S +
(+8) Also, let SL and SLl be the signals given to the left and right input terminals of the headphones, and let GL and G11 be the transfer functions from the input terminals to the left and right ear canal entrances of the listener, respectively. At this time, sound pressures P L"l P R'ρ 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. 3.
PL”=GL”SL ・・・(
19)PR”=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Sue SIR(i = 1〜5)を入力すればよ
い。PL"=GL"SL...(
19) PR"=GR・SR...(20) Therefore, in order to obtain the same sound pressure as that reproduced by the i-th speaker through headphones, the input terminals of the headphones must be input with equations (21) and (22), respectively. What is necessary is to input the signal Sue SIR (i = 1 to 5) given by the formula.
5IL=GL−’・HILll SI
・・・(21)SIR=GR−’・HIR”SI
・・・(22)ここで、GL
−’I GR−’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。5IL=GL-'・HILll SI
...(21) SIR=GR-'・HIR"SI
...(22) Here, GL
-'IGR-' is the inverse characteristic of the transfer function from the headphone input terminal to the left and right ear canal entrances of the listener. The inverse characteristic will be discussed 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
HIL IHIR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、 Gl+
も、同様に測定から求められ、この伝達関数から逆特性
GL−IG R−’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 [kHzl、標本点は512である。The transfer function from the speaker input terminal to the listener's left and right ear canal entrances and the transfer function from the headphone input terminal to the listener's left and right ear canal entrances will be described. The impulse response from the input terminal of the i-th speaker to the entrance of the listener's ear canal can be measured in an anechoic chamber using a speaker and a probe microphone. The impulse response of the i-th speaker becomes the transfer function HIL IHIR used in equations (21) and (22). In addition, the transfer functions GL, Gl+ from the headphone input terminal to the entrance of the ear canal of the listener are
is similarly obtained from measurements, and the inverse characteristic GL-IGR-' can be calculated from this transfer function. Figure 4 shows a waveform diagram showing a measurement example of the impulse response from the speaker input terminal to the listener's ear canal entrance, and Figure 5 shows an example of the inverse characteristic of the transfer function from the headphone input terminal to the listener's ear canal entrance. A waveform diagram is shown. 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、離散的フーリエ変換から求めるも
のと、逆畳み込みによるものの2つが考えられる。離散
的フーリエ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 explained. The inverse characteristic is
This is a characteristic in which the impulse response of the entire system is taken as a unit sample by connecting it in series with a system having a transfer function from the headphone input terminal to the entrance of the listener's ear canal. There are two possible inverse characteristics that are actually used: one obtained from discrete Fourier transform and one obtained by deconvolution. Since the inverse characteristic obtained from the discrete Fourier transform has a very long time length, in this embodiment, the inverse characteristic obtained by deconvolution is adopted.
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−’(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。Let g(k) be the impulse response from the headphone input terminal to the entrance of the listener's ear canal, g-'(k) be the impulse response with the desired inverse characteristic, δ(k) be the unit sample, and m be the number of samples with the inverse characteristic. For example, the linear convolution relationship of equation (23) holds between these.
=δ (n −n@)
・・・(23)(23)式でn11は、逆特性の入
出力の時間すれを表わすもので、スパイクポイントと呼
ばれる。=δ (n −n@)
(23) In the equation (23), n11 represents the time lag between input and output with inverse characteristics, 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。Now, since the number of samples of the inverse characteristic is limited to m, the left side of equation (23) is not exactly a unit sample.
したがって、(23)式は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。Therefore, equation (23) becomes an impossible simultaneous linear equation in which the equality sign does not hold. Therefore, the inverse characteristic is estimated by using the difference between the left side of equation (23) and the unit sample as a residual, and minimizing the sum of squares of this residual. In other words, the inverse characteristic can be calculated by treating equation (23) as a simultaneous linear equation and solving it using the method of least squares.
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 explanation, the output processing for the i-th speaker has been described, but the processing of the sound field control signal processing device 102 is performed on the assumption that a total of five speakers are used. Therefore, the signals SL given to the input terminals of the headphones by equations (24) and (25), respectively,
SR will be input.
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 a result of the above, the head-related transfer function compensator 103 obtains (24)
A filter that executes equation (25) may be used.
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S1の入力端子、6
09〜611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Hat (i
= 1〜5)をi番目のスピーカを想定して処理され
た信号S1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S1に畳
み込むFIRフィルタ、615はFIRフィルタ609
〜611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−’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G R−’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 FIG. 6, 601 to 603 are input terminals for the signal S1 processed by the sound field control signal processing device 102;
09 to 611 are the transfer functions Hat (i
= 1 to 5) into the processed signal S1 assuming the i-th speaker, 612 to 614
are the transfer functions HIR from the input terminal of the i-th speaker to the listener's right ear canal entrance (i = 1 to 5), respectively.
615 is an FIR filter 609 that convolves the signal into the processed signal S1 assuming the i-th speaker.
616 is an adder that adds the outputs of FIR filters 612 to 614, and 617 is an adder that adds the outputs of FIR filters 612 to 614. 617 is an adder that adds the outputs of FIR filters 612 to 614, and 617 is an adder that adds the outputs of FIR filters 612 to 614. 618 is an FIR filter that convolves the characteristic GL-' with the inverse characteristic G R-' of the transfer function from the headphone input terminal to the listener's right ear canal entrance on the output of the adder 616;
619 is an output terminal for the output signal of the FIR filter 617;
620 is an output terminal for 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 the sampling frequency, multipliers 605 to 607 that multiply each tap output of this shift register 604 by a filter coefficient, and multipliers 605 to 607.
The output of the adder 608 is the output of the FIR filter 609.
乗算器605〜807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Hatを時間軸で表したものhat (k)(
k=L 2+ ”’m; mは標本数、本実施例で
はm=512)であり、乗算器605はり、(1)を、
乗算器806はhaL(2)を、・・・ 乗算器607
はhaL(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 coefficients multiplied by the multipliers 605 to 807 are the transfer function Hat from the input terminal of the first speaker to the listener's left ear canal entrance expressed on the time axis hat (k) (
k=L 2+ ''m; m is the number of samples (in this example, m=512), and the multiplier 605 converts (1) into
Multiplier 806 outputs haL(2),... Multiplier 607
is multiplied by haL(512). Other FIR filters have similar configurations.
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), and outputs signals SL and SR.
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。Headphones 104 reproduce signals SL, SR processed by 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。Note that, as stated in the middle of the example, this example is based on the first example.
This paper describes the speaker arrangement of a conventional Dolby surround active matrix sound field control device. Similar processing can be performed for the speaker arrangement of the second conventional sound field control device.
発明の詳細
な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
なからスピーカで再生した場合と同等な音場を聞くこと
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(なり、近隣騒音を考える必要
もなくなる。As described in detail, the headphone sound field listening device of the present invention has the following features:
Since the head-related transfer function compensator performs compensation processing on the output of the sound field control signal processing device, it is possible to hear the same sound field as when playing through speakers even though it is played through headphones. . Therefore, there are no architectural restrictions on the listening room, 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、 601〜603・・・
入力端子、 604−・・シフトレジスタ、 60
5〜607・・・乗算器、 608,815,616
・・・加算器、609〜814,817.818・・・
FIRフィルタ、 819,820・・・出力端子。
代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか28第
図
第
図
錫
図
tot−一体男人p文偽子
lρ4−・−ヘラ)+ホン
第
図
第
図
第
図
6ρl〜2θS
信号人で!l昂壬
6tq、 lZt> −ル号出力嬌写
!11←FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the headphone sound field listening device of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the state of transmission when the i-th speaker reproduces the signal SI, and FIG.
Figure 4 is a front view showing how the signal S is transmitted when reproduced through headphones, Figure 4 is a waveform diagram showing an example of measurement of the transfer function from the input terminal of the speaker to the entrance of the listener's ear canal, and Figure 5
The figure is a waveform diagram showing an example of the inverse characteristic of the transfer function from the headphone input terminal to the entrance of the ear canal of the listener. Figure 6 is a block diagram showing the signal processing flow of the head-related transfer function compensation device.
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a Dolby Surround encoder in the first conventional example, FIG. 8 is a block diagram showing the decoder configuration of a Dolby Surround active matrix sound field control device in the conventional example, and FIG. A block diagram showing the configuration of the adaptive matrix in the conventional example, FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the control voltage and amplification factor of the voltage control amplifier in the conventional example, and FIG. 11 is a sound field control diagram in the second conventional example. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the device. 101... Signal input terminal, 102... Sound field control signal processing device, 103... Head related transfer function compensation device, 104... Headphones, 601-603...
Input terminal, 604--Shift register, 60
5 to 607... Multiplier, 608, 815, 616
...Adder, 609-814,817.818...
FIR filter, 819, 820...output terminal. Name of agent: Patent attorney Akira Okaji et al. 28 Fig. fig. fig. l Ngong 6tq, lZt> - A photo of the output of the Le issue! 11←
Claims (3)
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 that performs sound field control processing on an input signal with the assumption that it will be played back by a speaker; A headphone sound field listening device comprising: a head-related transfer function compensator that performs compensation using a partial transfer function; and headphones that reproduce an output of the head-related transfer function compensator.
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
ン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、中央チャンネル信号および前記変形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) The sound field control signal processing device includes: an input balance control device that inputs two channel signals and adjusts the balance thereof; a level control device that adjusts the absolute level of the output of the balance control device; and the level control device. Based on the device output, it detects which direction the signal from the front left, front, right front, or rear of the listening position is dominant, and the signal from the dominant direction is output louder, and the signal from other directions is output. an adaptive matrix that generates a left channel signal, a right channel signal, a center channel signal, and a surround channel signal so as to attenuate the signals; a delay device that delays the surround channel signal outputted by the adaptive matrix; kHz] or lower; a modified B-type noise reduction decoder that attenuates the noise output from the low-pass filter; and a left channel signal, right channel signal, and center channel signal output by the adaptive matrix. The headphone sound field listening device according to claim 1, further comprising: a master level control device that controls the level of the signal output by the modified B-type noise reduction decoder.
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、 前記反射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) The sound field control signal processing device reproduces the reflected sound in the acoustic space or a model space similar thereto using a plurality of speakers arranged around the listening point, based on the data of the reflected sound in the acoustic space. a reflected sound parameter storage means for storing parameters of reflected sound to be emitted by the plurality of speakers; generating reflected sound of the source signal based on each reflected sound parameter stored in the reflected sound parameter storage means; The headphone sound field listening device according to claim 1, further comprising reflected sound generating means for outputting reflected sound.
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 true JPH04137999A (en) | 1992-05-12 |
| JP2953011B2 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) |
Cited By (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 of television receiver |
| JP2012505617A (en) * | 2008-10-14 | 2012-03-01 | ヴェーデクス・アクティーセルスカプ | Method for rendering binaural stereo in a hearing aid system and hearing aid system |
| JP2014168116A (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Jvc Kenwood Corp | Audio signal processor, audio signal processing method, audio signal processing program and headphone |
| JP2019516313A (en) * | 2016-04-20 | 2019-06-13 | ジェネレック・オーワイGenelec Oy | Active monitoring headphones and how to regularize their inversion |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2260909A patent/JP2953011B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (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 of television receiver |
| JP2012505617A (en) * | 2008-10-14 | 2012-03-01 | ヴェーデクス・アクティーセルスカプ | Method for rendering binaural stereo in a hearing aid system and hearing aid system |
| JP2014168116A (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Jvc Kenwood Corp | Audio signal processor, audio signal processing method, audio signal processing program and headphone |
| JP2019516313A (en) * | 2016-04-20 | 2019-06-13 | ジェネレック・オーワイGenelec Oy | Active monitoring headphones and how to regularize their inversion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2953011B2 (en) | 1999-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7751914B2 (en) | Signal processing apparatus | |
| EP0966865B1 (en) | Multidirectional audio decoding | |
| AU2009330534B2 (en) | Surround sound virtualizer and method with dynamic range compression | |
| US8571232B2 (en) | Apparatus and method for a complete audio signal | |
| JPH0332300A (en) | Environmental acoustic equipment | |
| KR20050060789A (en) | Apparatus and method for controlling virtual sound | |
| JP2005354695A (en) | Audio signal processing | |
| JP5816072B2 (en) | Speaker array for virtual surround rendering | |
| JP2000115883A (en) | Audio system | |
| US8259960B2 (en) | Phase layering apparatus and method for a complete audio signal | |
| US7162047B2 (en) | Audio reproducing apparatus | |
| EP0955789A2 (en) | Method and device for synthesizing a virtual sound source | |
| JPH10136497A (en) | Sound image localizing device | |
| JPH04132499A (en) | Sound image controller | |
| JP2013255049A (en) | Channel divider and audio reproduction system including the same | |
| TW202245483A (en) | Apparatus and method for generating a first control signal and a second control signal by using a linearization and/or a bandwidth extension | |
| JPH04137999A (en) | Headphone sound field listening device | |
| CN107534813B (en) | Apparatus for reproducing multi-channel audio signal and method of generating multi-channel audio signal | |
| JPH04127700A (en) | Image controller | |
| US7796766B2 (en) | Audio center channel phantomizer | |
| JPH04250800A (en) | Surround stereophonic reproducing device | |
| JPS62283798A (en) | Aacoustic reproducing device |
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 |