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JP3180714U - Stereo sound generator - Google Patents

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JP3180714U
JP3180714U JP2012006247U JP2012006247U JP3180714U JP 3180714 U JP3180714 U JP 3180714U JP 2012006247 U JP2012006247 U JP 2012006247U JP 2012006247 U JP2012006247 U JP 2012006247U JP 3180714 U JP3180714 U JP 3180714U
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JP
Japan
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sound
audio signal
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distance
channel
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JP2012006247U
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Japanese (ja)
Inventor
浩 水出
仙枝 宮原
幸一郎 濱崎
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有限会社サイン
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  • Stereophonic System (AREA)

Abstract

【課題】スピーカ、または、ヘッドホンによる立体的な音場制作を可能にした立体音響生成装置を提供する。
【解決手段】ステレオ音源の左チャンネル、右チャンネルの環境音、効果音の音声信号を入力し、当該音声信号の位相を左右チャンネル別々に変調する音声信号位相変調手段と当該音声信号の位相を左右チャンネル別々に反転する音声信号位相反転手段と、前記音声信号位相変調動作及び音声信号位相反転動作を行うための音源距離条件を設定する距離設定手段と、距離設定手段による距離設定データにしたがって、左右チャンネル別々に音量の変化処理を行う音量調整部とを備える。
【選択図】図2
A three-dimensional sound generation apparatus capable of producing a three-dimensional sound field using a speaker or headphones.
A sound source phase modulation means for inputting a sound signal of an environmental sound and a sound effect of a left channel and a right channel of a stereo sound source and modulating the phase of the sound signal separately for the left and right channels and the phase of the sound signal Audio signal phase inverting means for inverting the channels separately, distance setting means for setting the sound source distance condition for performing the audio signal phase modulation operation and the audio signal phase inverting operation, and left and right according to the distance setting data by the distance setting means A volume adjustment unit that performs a change process of the volume for each channel.
[Selection] Figure 2

Description

本考案は、立体音響生成装置、特に2チャンネルスピーカを用いて立体音響を生成することが可能な立体音響生成装置に関するものである。   The present invention relates to a stereophonic sound generation device, and more particularly to a stereophonic sound generation device capable of generating stereophonic sound using a two-channel speaker.

従来から、立体的な音場を生成してリスナーに対してより一層リアルな音である立体音響を提供する技術の開発が行われてきた。従来において、立体音響を生成するためには、とりわけ、2つのスピーカの外側(場合によってはリスナーの後方)に音源を定位させるためには、5.1ch(チャンネル)などの多チャンネルのスピーカシステムを用いて立体音響を生成していた。このような、多チャンネルのスピーカシステムを使って立体音響を生成する技術としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。これは、多チャンネルスピーカシステムにおいて水平方向及び垂直方向の位置に簡単に音像を定位させるためのアルゴリズム、ないしはコンピュータ処理用のプログラムを提案するものである。   Conventionally, a technique for generating a three-dimensional sound field and providing a three-dimensional sound that is a more realistic sound to a listener has been developed. Conventionally, in order to generate stereophonic sound, a multi-channel speaker system such as 5.1ch (channel) is used to localize a sound source outside the two speakers (possibly behind the listener). Used to generate stereophonic sound. As a technique for generating stereophonic sound using such a multi-channel speaker system, there is one described in Patent Document 1, for example. This proposes an algorithm or a computer processing program for easily localizing a sound image at a horizontal position and a vertical position in a multi-channel speaker system.

特開2011−139263号公報JP 2011-139263 A

しかしながら、上述したように、2つのスピーカの外側(場合によってはリスナーの後方)に音源を定位させるなどの立体音響を生成するためには、上記5.1chなどの多チャンネルのスピーカシステムを用いなければならず、システム構成が大型化しコストが高くなるという問題があった。   However, as described above, in order to generate stereophonic sound such as localization of a sound source outside the two speakers (possibly behind the listener), a multi-channel speaker system such as 5.1ch must be used. Therefore, there is a problem that the system configuration becomes large and the cost becomes high.

本考案は上述のような問題点に着目してなされたものであり、その目的は、従来では不可能であった2つのスピーカ(標準的なステレオシステム)または標準的なヘッドホンによる立体的な音場制作を可能にした立体音響生成システムを提供することにある。   The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and its purpose is to produce three-dimensional sound using two speakers (standard stereo system) or standard headphones, which has not been possible in the past. The object is to provide a stereophonic sound generation system that enables field production.

本考案は、上記目的を達成するため、ステレオ音源の左チャンネル、右チャンネルの環境音、効果音の音声信号を入力し、当該音声信号の位相を左右チャンネル別々に変調する音声信号位相変調手段と、ステレオ音源の左チャンネル、右チャンネルの環境音、効果音の音声信号を入力し、当該音声信号の位相を左右チャンネル別々に反転する音声信号位相反転手段と、前記音声信号位相変調動作及び音声信号位相反転動作を行うための音源距離条件を設定する距離設定手段と、距離設定手段による距離設定データにしたがって、左右チャンネル別々に音量の変化処理を行う音量調整部とを備えた立体音響生成装置を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention inputs a sound signal of stereo sound source left channel and right channel environmental sound and sound effect sound, and modulates the phase of the sound signal separately for the left and right channels; A sound signal phase inversion means for inputting a sound signal of a left sound channel, a right channel environment sound, and a sound effect of a stereo sound source, and reversing the phase of the sound signal separately for the left and right channels; and the sound signal phase modulation operation and the sound signal A stereophonic sound generating device comprising: distance setting means for setting a sound source distance condition for performing a phase inversion operation; and a volume adjusting unit for performing volume change processing separately for the left and right channels according to distance setting data by the distance setting means provide.

かかる立体音響生成装置により、立体的に作成された環境音、効果音に、バイノーラル方式により録音されたナレーション、楽器演奏、効果音を配置することにより2チャンネルステレオ環境における疑似体験音響を生成することが可能となる。   By using such a three-dimensional sound generation device, a pseudo-experience sound in a two-channel stereo environment is generated by arranging a narration, a musical instrument performance, and a sound effect recorded by a binaural method on a three-dimensional environment sound and sound effect. Is possible.

また、上記立体音響生成装置には、前記音声信号について左右チャンネル別々に残響のシミュレーション処理を行う残響のシミュレーション手段を有していてもよい。また、前記音声信号の位相の変調処理においては、リスナーからの個々の音源の位置(距離(n)及び角度(左=x、右=y))を想定した距離・角度の設定処理を行い、前記距離と角度から左右のスピーカに発音されるタイミングの遅延を設定してもよい。   The stereophonic sound generation apparatus may include reverberation simulation means for performing reverberation simulation processing for the left and right channels of the audio signal. Further, in the phase modulation process of the audio signal, a distance / angle setting process assuming the position (distance (n) and angle (left = x, right = y)) of each sound source from the listener is performed, You may set the delay of the timing sounded by the left and right speakers from the distance and angle.

本考案によれば、2つのスピーカを備えただけの標準的なステレオシステムまたは標準的なヘッドホンによる聴覚のみで、立体感に優れた3次元音響再生を実現することができ、リスナーは、今までにない、まるでそのコンテンツの世界に入り込んだかのような立体音響感覚を体験することが可能である。   According to the present invention, it is possible to realize a three-dimensional sound reproduction excellent in a three-dimensional effect only by hearing with a standard stereo system having only two speakers or standard headphones, It is possible to experience a 3D sound sensation as if it had entered the content world.

本考案の一実施の形態として示す立体音響生成システムの概略構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing schematic structure of the stereophonic sound production | generation system shown as one embodiment of this invention. 本実施の形態に係る立体音響生成システムの環境音音源加工部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the environmental sound source processing part of the stereophonic sound production | generation system which concerns on this Embodiment. 本実施の形態における立体音響生成処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the stereophonic sound production | generation process operation | movement in this Embodiment. 本実施の形態における音声信号の位相変調処理動作を説明する概略図である。It is the schematic explaining the phase modulation process operation | movement of the audio | voice signal in this Embodiment. 本実施の形態においてスピーカから出てきた音による音源の位置を説明する概略図である。It is the schematic explaining the position of the sound source by the sound which came out of the speaker in this Embodiment. 従来の立体音響生成システムの録音、再生技術による2チャンネルステレオスピーカでの音の出力状態を説明する概略図である。It is the schematic explaining the output state of the sound in the 2 channel stereo speaker by the recording and reproduction | regeneration technique of the conventional stereophonic sound generation system.

以下、本考案の実施の形態を添付の図面を参照しで説明する。図1は本考案の一実施の形態として示す立体音響生成システムの概略構成を表すブロック図である。図1に於いて、立体音響生成システムは、音場を形成するのに必要な環境音を格納する環境音データ格納部1と、環境音データ格納部1に接続され、ここから出力された環境音データを3Dサラウンド音声データに加工、或いは変調し、音源定位の処理を行う環境音データ加工部2と、上記環境音データ格納部1及び環境音データ加工部2とは並列の関係に配置され環境音データとは別にバイノーラル録音された音声データを格納するバイノーラル録音データ格納部3と、環境音データ加工部2及びバイノーラル録音データ格納部3に接続され、環境音データ加工部2から出力された3Dサラウンド音声データ及びバイノーラル録音データ格納部3から出力されたバイノーラル録音データを混合(ミキシング)して音声データをスピーカ及び/又はヘッドホンへ出力する音声データ混合部4とを備えて成る。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a stereophonic sound generating system shown as an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the three-dimensional sound generation system is connected to an environmental sound data storage unit 1 for storing environmental sounds necessary for forming a sound field, and an environmental sound output from the environmental sound data storage unit 1. The environmental sound data processing unit 2 that processes or modulates sound data into 3D surround sound data and performs sound source localization processing, and the environmental sound data storage unit 1 and the environmental sound data processing unit 2 are arranged in a parallel relationship. Connected to the binaural recording data storage unit 3 for storing binaurally recorded audio data separately from the environmental sound data, the environmental sound data processing unit 2 and the binaural recording data storage unit 3, and output from the environmental sound data processing unit 2 The 3D surround sound data and the binaural recording data output from the binaural recording data storage unit 3 are mixed (mixed) to mix the sound data with a speaker and Or comprising a sound data mixing section 4 to be output to the headphones.

環境音データ格納部1はハードディスク、DVD、ディジタルテープなどの記録 媒体からなり、通常のステレオ録音方式により制作された環境音、効果音、その他 の音(以下、単に「環境音等」という)のデータ(音声データ)がディジタルデー タの形で記録(格納)されている。環境音等は、放送や再生による音声データの中 で背景を表現する音、例えば風の音、水が流れる音、或いは重大な状況を想起させ る破裂音などを表す。音声データはステレオ録音されたものであるから、左チャン ネル音声データ、右チャンネル音声データ(以下、単に「左音声データ」、「右音 声データ」という)というように、別々のデータとして格納されている。そして、 環境音データ格納部1から環境音データ加工部2へ音声信号が出力されるときも、 左チャンネル音声信号、右チャンネル音声信号(以下、単に「左音声信号」、「右 音声信号」という)というように、別々の信号として出力される。バイノーラル録 音データ格納部3もまたハードディスク、DVD、ディジタルテープなどの記録媒 体からなり、バイノーラル録音方式により録音された人の会話、楽器演奏、歌唱、 ナレーション等がディジタルデータの形で記録されている。音声データ混合部4は 、音源定位が施された環境音の中にバイノーラル録音データを配置して1つの音声 によるコンテンツを作る。     The environmental sound data storage unit 1 is composed of a recording medium such as a hard disk, a DVD, or a digital tape. Data (voice data) is recorded (stored) in the form of digital data. Environmental sound represents sound that represents the background in audio data by broadcasting or playback, for example, wind sound, water flowing sound, or plosive sound reminiscent of a serious situation. Since the audio data is recorded in stereo, it is stored as separate data, such as left channel audio data and right channel audio data (hereinafter simply referred to as “left audio data” and “right audio data”). ing. When an audio signal is output from the environmental sound data storage unit 1 to the environmental sound data processing unit 2, the left channel audio signal, the right channel audio signal (hereinafter simply referred to as “left audio signal”, “right audio signal”). ) And so on, are output as separate signals. The binaural recording data storage unit 3 is also composed of a recording medium such as a hard disk, a DVD, or a digital tape, and a person's conversation, musical instrument performance, singing, narration, etc. recorded by the binaural recording method are recorded in the form of digital data. Yes. The audio data mixing unit 4 arranges binaural recording data in the environmental sound subjected to sound source localization to create content by one audio.

図2は、上記立体音響生成システムにおける環境音データ加工部2の構成を示す ブロック図である。図2において、符号11は環境音データ格納部1から出力され た左音声信号が入力され、この左音声信号の位相変調処理を行う機能を有する音声 信号(左)位相変調部、12は音声信号(左)位相変調部11からの左音声信号を 受けて、この左音声信号の位相反転処理を行う音声信号(左)位相反転部である。 また、13は音声信号(左)位相反転部12からの左音声信号を受けて、この左音 声信号に対して増幅処理を行う音声信号(左)増幅部、14は音声信号(左)増幅 部13からの左音声信号を受けて、この左音声信号に対して減衰処理を行う音声信 号(左)減衰部、16は、音声信号(左)増幅部13とは並列に音声信号(左)位 相反転部12に接続され、ここからの左音声信号を受けて、この左音声信号の残響 を追跡する音声信号(左)残響シミュレーション部である。音声信号(左)増幅部 13及び音声信号(左)減衰部14はそれぞれ左音声信号を増幅または減衰する機 能を有しており両部材により左音量調整部15を構成している。また、符号17は 環境音データ格納部1から出力された右音声信号が入力され、この右音声信号の位 相変調処理を行う機能を有する音声信号(右)位相変調部、18は音声信号(右) 位相変調部17からの右音声信号を受けて、この右音声信号の位相反転処理を行う 音声信号(右)位相反転部である。また、19は音声信号(右)位相反転部18か らの右音声信号を受けて、この右音声信号に対して増幅処理を行う音声信号(右) 増幅部、20は音声信号(右)増幅部19からの右音声信号を受けて、この右音声 信号に対して減衰処理を行う音声信号(右)減衰部、22は、音声信号(左)増幅 部19とは並列に音声信号(左)位相反転部18に接続され、ここからの右音声信 号を受けて、この右音声信号の残響を追跡する音声信号(右)残響シミュレーショ ン部である。音声信号(右)増幅部19及び音声信号(右)減衰部20はそれぞれ 右音声信号を増幅または減衰する機能を有しており両部材により右音量調整部21 を構成している。     FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the environmental sound data processing unit 2 in the stereophonic sound generation system. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a left audio signal output from the environmental sound data storage unit 1 and an audio signal (left) phase modulation unit having a function of performing phase modulation processing of the left audio signal. Reference numeral 12 denotes an audio signal. (Left) An audio signal (left) phase inversion unit that receives the left audio signal from the phase modulation unit 11 and performs phase inversion processing on the left audio signal. Reference numeral 13 denotes an audio signal (left) amplification unit that receives the left audio signal from the audio signal (left) phase inverting unit 12 and performs amplification processing on the left audio signal. Reference numeral 14 denotes an audio signal (left) amplification. An audio signal (left) attenuation unit that receives the left audio signal from the unit 13 and performs attenuation processing on the left audio signal, and 16 is an audio signal (left) in parallel with the audio signal (left) amplification unit 13. ) An audio signal (left) reverberation simulation unit which is connected to the phase inversion unit 12 and receives the left audio signal from the phase inversion unit 12 and tracks the reverberation of the left audio signal. The audio signal (left) amplifying unit 13 and the audio signal (left) attenuating unit 14 each have a function of amplifying or attenuating the left audio signal, and the left volume adjusting unit 15 is configured by both members. Reference numeral 17 denotes an audio signal (right) phase modulator having a function of performing phase modulation processing of the right audio signal, which is input from the right audio signal output from the environmental sound data storage unit 1, and 18 denotes an audio signal ( Right) An audio signal (right) phase inversion unit that receives the right audio signal from the phase modulation unit 17 and performs phase inversion processing on the right audio signal. Reference numeral 19 denotes an audio signal (right) amplification unit that receives the right audio signal from the audio signal (right) phase inversion unit 18 and performs amplification processing on the right audio signal, and 20 denotes an audio signal (right) amplification. An audio signal (right) attenuation unit that receives the right audio signal from the unit 19 and performs attenuation processing on the right audio signal, 22 is an audio signal (left) in parallel with the audio signal (left) amplification unit 19 It is an audio signal (right) reverberation simulation unit that is connected to the phase inversion unit 18 and receives the right audio signal from the phase inversion unit 18 and tracks the reverberation of the right audio signal. The audio signal (right) amplifying unit 19 and the audio signal (right) attenuating unit 20 each have a function of amplifying or attenuating the right audio signal, and a right volume adjusting unit 21 is constituted by both members.

環境音データ加工部2はさらに、上記各機能部の動作をコントロールする制御部 23と、この制御部23に指示コマンドや制御用データを入力するための入力部2 4とを備えている。制御部にはCPUが用いられ、各種制御プログラムを格納する ためのメモリとカウンタ動作用のタイマー、および音源定位を行うための距離・角 度設定手段(またはプログラム)を内蔵し、環境音データ加工部2を構成している 各機能部の動作をコントロールする。図2において実線は音声などのデータの送受 信を表す信号線を示し、一点鎖線は制御部23が各機能部を制御するための制御信 号線を表す。入力部にはキーボード、マウス、その他のデータ入力デバイスが用い られる。     The environmental sound data processing unit 2 further includes a control unit 23 for controlling the operation of each functional unit and an input unit 24 for inputting instruction commands and control data to the control unit 23. A CPU is used for the control unit, which includes a memory for storing various control programs, a timer for counter operation, and a distance / angle setting means (or program) for performing sound source localization, and processing environmental sound data Controls the operation of each functional part that composes part 2. In FIG. 2, a solid line indicates a signal line indicating transmission / reception of data such as voice, and a one-dot chain line indicates a control signal line for the control unit 23 to control each functional unit. A keyboard, mouse, and other data input devices are used for the input section.

以上の構成を有する立体音響生成システムについて、以下動作を説明する。図3 は本実施の形態における立体音響生成処理動作を説明するフローチャートである。 立体音響を生成するには、上述のように、通常のステレオ録音方式、またはモノラ ル(2ch)録音方式により環境音、効果音、その他の音が録音、或いは制作され る(ステップS1)。この環境音は環境音データ格納部1に予め格納されている。 また環境音とは別に、人の会話、楽器演奏、歌唱、ナレーション等のコンテンツが バイノーラル録音により取り込まれ、これらのデータはバイノーラル録音データ格 納部3に予め格納されている。なお、立体音響生成システムの設置状況によっては 、環境音もコンテンツも記録媒体へ記録されなくても、通信回線から立体音響生成 システムへ直接送付されるようになっていてもよい。     The operation of the stereophonic sound generation system having the above configuration will be described below. FIG. 3 is a flowchart for explaining the stereophonic sound generation processing operation in the present embodiment. In order to generate stereophonic sounds, as described above, environmental sounds, sound effects, and other sounds are recorded or produced by a normal stereo recording method or a monaural (2ch) recording method (step S1). This environmental sound is stored in advance in the environmental sound data storage unit 1. In addition to environmental sounds, content such as human conversation, musical instrument performance, singing, and narration is captured by binaural recording, and these data are stored in the binaural recording data storage unit 3 in advance. Depending on the installation status of the stereophonic sound generation system, the environmental sound and the content may be sent directly from the communication line to the stereophonic sound generation system without being recorded on the recording medium.

次に、環境音データ格納部1に格納された環境音データは環境音データ加工部2 へ送付される。環境音データはステレオ録音されているので、左音声信号と右音声 信号がそれぞれ環境音データ加工部2へ送付される。制御部23は各音声信号を音 声信号(左)位相変調部11及び音声信号(右)位相変調部17へ入力させ、これ らの音声信号位相変調部11、17において位相変調処理を行わせる(ステップS 2)。図4は位相変調処理を説明する概略図である。図4において符号31、32 ,33は各位置に想定された音源を表し、34はリスナーを示す。上記位相変調処 理において、入力部24からはリスナーからの個々の音源の位置(距離(n)及び 角度(左=x、右=y))を想定した距離・角度データが入力され、制御部23は 内蔵の距離・角度設定手段により距離(n)及び角度(左=x、右=y)の設定処 理を行う。音声信号位相変調部11、17は、上記距離と角度から左右のスピーカ に発音されるタイミングの遅延を設定し、その遅延をスムーズに変化させることに よって立体的な音場を作る。遅延量は、図4中の波形グラフに示すように、左音声 信号についてはtx、右音声信号についてはtyの量であり、設定する遅延量(遅 延時間)は、例えば0〜80サンプル(サンプリング周波数48kHzの場合、0 〜1600μsec)である。上述の位相変調処理により変調された音声をスピー カから出力させると、リスナー34は各位置に設定された音源をイメージすること ができる。図5は、スピーカから出てきた音による音源の位置を説明する概略図で ある。図5において音源35、36,37、38は各位置にイメージされた音源を 示し、図4における音源31、32、33と同じもの(或いはそれらに準ずるもの )である。39は音を発する左チャンネルステレオスピーカを示し、40は右チャ ンネルステレオスピーカを示す。図5において符号41の矢印は、上述の位相変調 処理の説明で、ステレオスピーカ39,40に発音されるタイミングの遅延を設定 し、その遅延をスムーズに変化させた場合に、音源が、音源36から別の位置へ移 動(或いはシフト)することを表すものである。同様に、矢印42は、音源が、音 源37から別の位置へ移動することを表すものである。     Next, the environmental sound data stored in the environmental sound data storage unit 1 is sent to the environmental sound data processing unit 2. Since the environmental sound data is recorded in stereo, the left audio signal and the right audio signal are sent to the environmental sound data processing unit 2 respectively. The control unit 23 inputs each audio signal to the audio signal (left) phase modulation unit 11 and the audio signal (right) phase modulation unit 17 and causes the audio signal phase modulation units 11 and 17 to perform phase modulation processing. (Step S2). FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the phase modulation processing. In FIG. 4, reference numerals 31, 32 and 33 represent sound sources assumed at respective positions, and 34 represents a listener. In the phase modulation process, distance / angle data assuming the position (distance (n) and angle (left = x, right = y)) of each sound source from the listener is input from the input unit 24, and the control unit 23 sets the distance (n) and angle (left = x, right = y) by the built-in distance / angle setting means. The audio signal phase modulators 11 and 17 set a delay in timing of sound generation to the left and right speakers from the distance and angle, and create a three-dimensional sound field by smoothly changing the delay. As shown in the waveform graph in FIG. 4, the delay amount is tx for the left audio signal and ty for the right audio signal. The delay amount (delay time) to be set is, for example, 0 to 80 samples ( When the sampling frequency is 48 kHz, it is 0 to 1600 μsec). When the sound modulated by the above-described phase modulation processing is output from the speaker, the listener 34 can image the sound source set at each position. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the position of the sound source by the sound coming out of the speaker. In FIG. 5, sound sources 35, 36, 37, and 38 indicate sound sources imaged at respective positions, and are the same as (or equivalent to) the sound sources 31, 32, and 33 in FIG. 4. Reference numeral 39 denotes a left channel stereo speaker that emits sound, and 40 denotes a right channel stereo speaker. In FIG. 5, an arrow with a reference numeral 41 is an explanation of the phase modulation process described above, and when the delay of the timing of sound generation by the stereo speakers 39 and 40 is set and the delay is smoothly changed, the sound source is the sound source 36. It represents a movement (or shift) from one position to another. Similarly, the arrow 42 represents that the sound source moves from the sound source 37 to another position.

次に、音声信号位相変調部11、17から出力された各音声信号(変調された音声信号)は音声信号(左)位相反転部12及び音声信号(右)位相反転部18へ入力される。制御部23はこれらの音声信号位相反転部12、18において位相反転処理を行わせる(ステップS3)。音声信号位相反転部12、18は、制御部23からの指示にしたがって、ステレオ2チャンネルのうち遅延させる側のチャンネルについて音声信号位相反転処理を行う。この音声信号位相反転処理により、音源はリスナーの後ろ側へ回り込むことになる。図15において、音源35および音源38はリスナーの後ろ側へ回り込んだ音源を示す。   Next, the respective audio signals (modulated audio signals) output from the audio signal phase modulation units 11 and 17 are input to the audio signal (left) phase inverting unit 12 and the audio signal (right) phase inverting unit 18. The control unit 23 causes the audio signal phase inversion units 12 and 18 to perform phase inversion processing (step S3). The audio signal phase inversion units 12 and 18 perform audio signal phase inversion processing on the delayed channel of the two stereo channels in accordance with an instruction from the control unit 23. By this audio signal phase inversion process, the sound source goes around the listener. In FIG. 15, a sound source 35 and a sound source 38 indicate sound sources that wrap around to the back side of the listener.

また、音源の質によっては、音程を若干(数cents)変化させることでより強調することも可能である。さらに、上記信号処理動作により、ステレオファイルの音源そのもののステレオ感を損ねずに音源の角度をエディット(可変調整)することが可能である。すなわち、環境音に対して360度のエディットを加えると、リスナーの頭が回転させられたかのような効果が得られる。   Further, depending on the quality of the sound source, it is possible to emphasize more by changing the pitch slightly (several cents). Furthermore, by the signal processing operation, it is possible to edit (variably adjust) the angle of the sound source without impairing the stereo feeling of the sound source itself of the stereo file. That is, when 360-degree editing is applied to the environmental sound, an effect as if the listener's head has been rotated is obtained.

音声信号位相反転部12、18から出力された各音声信号は音声信号(左)増幅部13、音声信号(左)残響シミュレーション部16、及び、音声信号(右)増幅部19、音声信号(右)残響シミュレーション部20へそれぞれ入力される。音声信号(左)増幅部13へ入力された音声信号はさらに音声信号(左)減衰部14へ送られる。また、音声信号(右)増幅部19へ入力された音声信号はさらに音声信号(右)減衰部20へ送られる。音声信号(左)増幅部13と音声信号(左)減衰部14は左音量調整部15を構成するから、制御部23における距離設定の制御データに基づき、この左音量調整部15の中で左音声信号の増幅処理、または減衰処理を施すことにより音源の位置の設定(音が大きいと音源を近くに感じ、小さいと遠くに感じる)を行うことができる。同様に、音声信号(右)増幅部19と音声信号(右)減衰部20は右音量調整部21を構成するから、制御部23における距離設定の制御データに基づき、この右音量調整部21の中で右音声信号の増幅処理、または減衰処理を施すことにより音源の位置の設定(音が大きいと音源を近くに感じ、小さいと遠くに感じる)を行うことができる(ステップS4)。   The audio signals output from the audio signal phase inversion units 12 and 18 are an audio signal (left) amplification unit 13, an audio signal (left) reverberation simulation unit 16, an audio signal (right) amplification unit 19, and an audio signal (right). ) Each input to the reverberation simulation unit 20. The audio signal input to the audio signal (left) amplification unit 13 is further sent to the audio signal (left) attenuation unit 14. The audio signal input to the audio signal (right) amplification unit 19 is further sent to the audio signal (right) attenuation unit 20. Since the audio signal (left) amplification unit 13 and the audio signal (left) attenuation unit 14 constitute a left volume adjustment unit 15, the left of the left volume adjustment unit 15 is controlled based on the distance setting control data in the control unit 23. By performing amplification processing or attenuation processing of the audio signal, it is possible to set the position of the sound source (feeling the sound source closer when the sound is loud and feeling far away when the sound is small). Similarly, the audio signal (right) amplifying unit 19 and the audio signal (right) attenuating unit 20 constitute a right volume adjusting unit 21, and therefore, based on the distance setting control data in the control unit 23, Among them, by performing amplification processing or attenuation processing of the right audio signal, it is possible to set the position of the sound source (feeling the sound source closer when the sound is loud and feeling far away when the sound is small) (step S4).

さらに制御部23は、ステップS5において、入力部24からの指示データ(コマンド)をチェックし、左右の音声信号残響シミュレーション部16、22に入力された音声信号について残響音量を変化させるかどうかを判定する。この判定動作により、残響音量を変化させると判断された場合、制御部23は左右の音声信号残響シミュレーション部16、22に、距離設定による残響音量の変化処理を行わせ(ステップS6)、その後音声信号を左右チャンネルのステレオスピーカ39,40へ送付し音声出力処理を行う(ステップS7)。なお、ステップS5において残響音量を変化させないと判断された場合、制御部23は増幅または減衰された音声信号を左右チャンネルのステレオスピーカ39,40へ送付し音声出力処理を行う(ステップS7)。なお、以上の動作において、上記ステップS2、S3、S4及びS6の処理の手順は任意に入れ替わっていてもよい。また、図3に示すフローチャートのような一処理ごとの手順を採用せずに、例えばオートメーションコントロール技術により任意の複数の処理動作を同時複合的に実行してもよい。この同時複合的な処理を実現するオートメーションコントロール技術としては、(公序良俗違反につき、不掲載)といったソフトウェア(アプリケーション)がある。  Further, in step S5, the control unit 23 checks the instruction data (command) from the input unit 24 and determines whether or not to change the reverberation volume for the audio signals input to the left and right audio signal reverberation simulation units 16 and 22. To do. If it is determined by this determination operation that the reverberation volume is to be changed, the control unit 23 causes the left and right audio signal reverberation simulation units 16 and 22 to perform a reverberation volume change process according to the distance setting (step S6), and then the audio. The signal is sent to the stereo speakers 39 and 40 of the left and right channels, and audio output processing is performed (step S7). If it is determined in step S5 that the reverberant volume is not changed, the control unit 23 sends the amplified or attenuated audio signal to the left and right channel stereo speakers 39 and 40 and performs audio output processing (step S7). In the above operation, the procedures of steps S2, S3, S4, and S6 may be arbitrarily changed. Further, without adopting the procedure for each process as in the flowchart shown in FIG. 3, for example, an arbitrary plurality of processing operations may be executed simultaneously and complexly by an automation control technique. As an automation control technology that realizes this simultaneous complex processing, there is software (application) such as (not shown for violation of public order and morals).

以上のような本考案の音声信号変調技術や音声信号反転技術を利用することにより、通常のステレオ、またはモノラルの音声ファイルを立体音響に加工することができる。   By using the audio signal modulation technique and the audio signal inversion technique of the present invention as described above, a normal stereo or monaural audio file can be processed into three-dimensional sound.

本実施の形態においては、位相変調処理により、図4、図5に示すような音源の 位置設定或いは移動が可能であるが、従来の録音、再生技術による2チャンネルス テレオスピーカでの音の出力においては、図6に示すように音源は左右のチャンネ ルのステレオスピーカ39,40の位置が音源の位置であり、変調技術を使ったと しても、上記スピーカ39,40の周辺をわずかに移動する聴取感覚が得られるの みであった。そのため従来では、2つのスピーカの外側(場合によってはリスナー の後方)に音源を定位させるためには、5.1ch(チャンネル)などの多チャン ネルシステムが必要であった。この点についてはすでに述べたところである。     In the present embodiment, the position of the sound source can be set or moved as shown in FIGS. 4 and 5 by phase modulation processing. However, sound output from a two-channel stereo speaker using conventional recording and playback techniques is possible. As shown in FIG. 6, the positions of the stereo speakers 39, 40 on the left and right channels are the positions of the sound sources, and even if modulation technology is used, the sound source moves slightly around the speakers 39, 40. It was only possible to obtain a sense of listening. Therefore, in the past, a multi-channel system such as 5.1ch (channel) was required to localize the sound source outside the two speakers (possibly behind the listener). This has already been mentioned.

本考案による立体音響生成システムによれば、2つのスピーカを備えただけの標準的なステレオシステムまたは標準的なヘッドホンによる聴覚のみで、立体感に優れた3次元音響再生を実現することができ、リスナーは、今までにない、まるでそのコンテンツの世界に入り込んだかのような立体音響感覚を体験することが可能である。   According to the three-dimensional sound generation system according to the present invention, it is possible to realize a three-dimensional sound reproduction with excellent three-dimensional effect only by hearing with a standard stereo system with only two speakers or with standard headphones. The listener can experience a stereophonic sensation as if he had entered the world of the content, which has never existed before.

1 環境音データ格納部
2 環境音データ加工部
3 バイノーラル録音データ格納部
4 音声データ混合部
11 音声信号(左)位相変調部
12 音声信号(左)位相反転部
13 音声信号(左)増幅部
14 音声信号(左)減衰部
15 左音量調整部
16 音声信号(左)残響シミュレーション部
17 音声信号(右)位相変調部
18 音声信号(右)位相反転部
19 音声信号(右)増幅部
20 音声信号(右)減衰部
21 左音量調整部
22 音声信号(右)残響シミュレーション部
23 制御部
24 入力部
1 Environmental Sound Data Storage Unit 2 Environmental Sound Data Processing Unit 3 Binaural Recording Data Storage Unit 4 Audio Data Mixing Unit 11 Audio Signal (Left) Phase Modulation Unit 12 Audio Signal (Left) Phase Inversion Unit 13 Audio Signal (Left) Amplification Unit 14 Audio signal (left) attenuation unit 15 Left volume adjustment unit 16 Audio signal (left) reverberation simulation unit 17 Audio signal (right) phase modulation unit 18 Audio signal (right) phase inversion unit 19 Audio signal (right) amplification unit 20 Audio signal (Right) Attenuation unit 21 Left volume adjustment unit 22 Audio signal (Right) Reverberation simulation unit 23 Control unit 24 Input unit

さらに制御部23は、ステップS5において、入力部24からの指示データ(コマンド)をチェックし、左右の音声信号残響シミュレーション部16、22に入力された音声信号について残響音量を変化させるかどうかを判定する。この判定動作により、残響音量を変化させると判断された場合、制御部23は左右の音声信号残響シミュレーション部16、22に、距離設定による残響音量の変化処理を行わせ(ステップS6)、その後音声信号を左右チャンネルのステレオスピーカ39,40へ送付し音声出力処理を行う(ステップS7)。なお、ステップS5において残響音量を変化させないと判断された場合、制御部23は増幅または減衰された音声信号を左右チャンネルのステレオスピーカ39,40へ送付し音声出力処理を行う(ステップS7)。なお、以上の動作において、上記ステップS2、S3、S4及びS6の処理の手順は任意に入れ替わっていてもよい。また、図3に示すフローチャートのような一処理ごとの手順を採用せずに、例えばオートメーションコントロール技術を実現する各種ソフトウェア(アプリケーション)により任意の複数の処理動作を同時複合的に実行してもよい。 Further, in step S5, the control unit 23 checks the instruction data (command) from the input unit 24 and determines whether or not to change the reverberation volume for the audio signals input to the left and right audio signal reverberation simulation units 16 and 22. To do. If it is determined by this determination operation that the reverberation volume is to be changed, the control unit 23 causes the left and right audio signal reverberation simulation units 16 and 22 to perform a reverberation volume change process according to the distance setting (step S6), and then the audio. The signal is sent to the stereo speakers 39 and 40 of the left and right channels, and audio output processing is performed (step S7). If it is determined in step S5 that the reverberant volume is not changed, the control unit 23 sends the amplified or attenuated audio signal to the left and right channel stereo speakers 39 and 40 and performs audio output processing (step S7). In the above operation, the procedures of steps S2, S3, S4, and S6 may be arbitrarily changed. Further, without adopting the procedure for each process as in the flowchart shown in FIG. 3, for example, various processing operations may be executed simultaneously and in combination by various software (applications) for realizing automation control technology. .

Claims (3)

ステレオ音源の左チャンネル、右チャンネルの環境音、効果音の音声信号を入力し、当該音声信号の位相を左右チャンネル別々に変調する音声信号位相変調手段と、
ステレオ音源の左チャンネル、右チャンネルの環境音、効果音の音声信号を入力し、当該音声信号の位相を左右チャンネル別々に反転する音声信号位相反転手段と、
距離設定手段による距離設定データにしたがって、左右チャンネル別々に音量の変化処理を行う音量調整手段と、
前記音声信号位相変調動作及び音声信号位相反転動作を行うための音源距離条件を設定するとともに、前記各機能部の動作をコントロールする制御手段と、を備え、
立体的に作成された環境音、効果音に、バイノーラル方式により録音されたナレーション、楽器演奏、効果音を配置することにより2チャンネルステレオ環境における疑似体験音響を生成する立体音響生成装置。
Audio signal phase modulation means for inputting the sound signal of the left and right channels of the stereo sound source and the sound signal of the sound effect and modulating the phase of the sound signal separately for the left and right channels;
Audio signal phase inversion means for inputting the sound signal of the stereo sound source left channel, right channel environmental sound and sound effect, and inverting the phase of the sound signal separately for the left and right channels;
According to the distance setting data by the distance setting means, volume adjusting means for performing volume change processing for the left and right channels separately;
A sound source distance condition for performing the audio signal phase modulation operation and the audio signal phase inversion operation, and a control means for controlling the operation of each functional unit,
A three-dimensional sound generation device that generates simulated experience sound in a two-channel stereo environment by arranging narration, musical instrument performance, and sound effects recorded by binaural method on three-dimensionally created environmental sounds and sound effects.
さらに、前記音声信号について左右チャンネル別々に残響のシミュレーション処理を行う残響シミュレーション手段を有し、また、
前記制御部は、前記音声信号位相変調手段、音声信号位相反転手段、音量調整手段、残響シミュレーション手段のうち、任意の複数の機能部の動作を同時複合的に実行するよう制御することを特徴とする請求項1記載の立体音響生成装置。
Furthermore, reverberation simulation means for performing reverberation simulation processing for the left and right channels separately for the audio signal,
The control unit controls to simultaneously and collectively execute operations of a plurality of functional units among the audio signal phase modulation unit, the audio signal phase inversion unit, the volume adjustment unit, and the reverberation simulation unit. The stereophonic sound generator according to claim 1.
前記音声信号の位相の変調処理においては、リスナーからの個々の音源の位置(距離(n)及び角度(左=x、右=y))を想定した距離・角度の設定処理を行い、前記距離と角度から左右のスピーカに発音されるタイミングの遅延を設定することを特徴とする請求項1記載の立体音響生成装置。   In the phase modulation process of the audio signal, the distance / angle setting process assuming the position (distance (n) and angle (left = x, right = y)) of each sound source from the listener is performed, and the distance The stereophonic sound generating apparatus according to claim 1, wherein a delay in timing of sound generation from the left and right speakers is set from the angle and the angle.
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