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JP5032463B2 - Stereo sound reproduction device and stereo sound reproduction program - Google Patents

Stereo sound reproduction device and stereo sound reproduction program Download PDF

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JP5032463B2
JP5032463B2 JP2008506213A JP2008506213A JP5032463B2 JP 5032463 B2 JP5032463 B2 JP 5032463B2 JP 2008506213 A JP2008506213 A JP 2008506213A JP 2008506213 A JP2008506213 A JP 2008506213A JP 5032463 B2 JP5032463 B2 JP 5032463B2
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Description

本願は、臨場感のある音響再生を行う立体音響再生装置の技術分野に属する。   The present application belongs to the technical field of a three-dimensional sound reproducing apparatus that performs realistic sound reproduction.

近年、センタースピーカ、左右のフロントスピーカまたは左右のリアスピーカなどの複数のスピーカにそれぞれ再生音の役割を持たせ、各スピーカ毎に残響音の付加、周波数特性の変更を行うことにより、音声または音楽などの音を拡声するサラウンドシステムが実用に供されている。   In recent years, a plurality of speakers, such as a center speaker, left and right front speakers, and left and right rear speakers, each have a role of reproduced sound, and by adding reverberation sound and changing frequency characteristics for each speaker, voice or music The surround system which amplifies the sound such as is put into practical use.

このようなサラウンドシステムの代表的なものに、聴取者の前方にセンタースピーカおよびその左右に配置されるフロントスピーカと、当該聴取者の左右のリアまたは側方に配置されるサラウンドスピーカと、120Hz以下の低域だけを専用に拡声するサブウーファーと、から構成されるドルビー(登録商標)デジタル方式の5.1ch(チャンネル)サラウンド方式が知られており、最近では、サラウンドスピーカ(リアスピーカ)などを用いずにフロントスピーカのみでまたはヘッドホンによってサラウンドシステムを実現するものも製品化されている。   A typical example of such a surround system includes a center speaker in front of the listener and front speakers arranged on the left and right sides thereof, a surround speaker arranged on the left and right rear or sides of the listener, and 120 Hz or less. The Dolby (registered trademark) digital 5.1ch (channel) surround system is known, which is composed of a subwoofer that only squeezes only the low frequency range of the sound. Recently, surround speakers (rear speakers), etc. A product that realizes a surround system using only front speakers or headphones without being used has also been commercialized.

特に、ヘッドホンによってサラウンドシステムを実現するシステムとしては、拡声すべき音響信号の全ての周波数成分の位相のみを一体的に調整するオールパスフィルタを用いてメイン信号やサラウンド信号の信号処理を行い、各信号に音像定位を形成させて臨場感のある音場空間を提供するようになっている(例えば、特許文献1)。
特開2002−262385号公報
In particular, as a system that realizes a surround system using headphones, the main signal and surround signal are processed using an all-pass filter that integrally adjusts only the phase of all frequency components of the sound signal to be amplified. The sound image localization is formed in the sound field to provide a realistic sound field space (for example, Patent Document 1).
JP 2002-262385 A

しかしながら、上述のサラウンドシステムにあっては、オールパスフィルタを用いることによって簡易な信号処理によりサラウンドシステムを実現するものの、当該サラウンドシステムは、ヘッドホンを用いたサラウンドシステムであって、スピーカ受聴を前提としたシステムでないため、複数の聴取者にて聴取する場合に人数分のヘッドホンが必要になるなど、システムの拡張性に乏しい。   However, in the above-described surround system, the surround system is realized by simple signal processing by using an all-pass filter. However, the surround system is a surround system using headphones and is premised on listening to speakers. Since it is not a system, the system expandability is poor, for example, when headphones are used by a number of listeners.

本願は、上記の各問題点に鑑みて為されたもので、その課題の一例としては、簡易な信号処理にてサラウンドシステムをフロントスピーカにて実現する立体音響再生装置を提供することにある。   The present application has been made in view of the above-described problems, and an example of the problem is to provide a stereophonic sound reproducing apparatus that realizes a surround system with a front speaker by simple signal processing.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、入力された複数の音響信号に基づいて複数のスピーカを拡声させ、聴取者に対して臨場感のある音場空間を提供する立体音響再生装置であって、前記聴取者の聴取位置に対して右方向から聴取させる音響信号を示す右信号及び左方向から聴取させる音響信号を示す左信号を、聴取位置の前方から拡声させるための信号処理を行う信号処理手段と、前記信号処理された右信号及び左信号を前記聴取位置に対して前方に配置されたスピーカから出力させる出力手段と、を備え、前記信号処理手段が、前記右信号及び前記左信号における全ての周波数成分の位相のみを一体的に調整するオールパスフィルタ処理であって、前方の前記スピーカから拡声された前記右信号の音像を前記聴取者の右側に形成させるとともに、前方の前記スピーカから拡声された前記左信号の音像を前記聴取者の左側に形成させるために前記右信号及び前記左信号夫々に与えるべき複数の周波数成分における遅延に、当該複数の周波数成分毎に前記右信号及び前記左信号夫々における角周波数を乗じることにより、当該遅延を、前記右信号及び前記左信号夫々に与えるべき位相に変換する前記オールパスフィルタ処理を、前記信号処理として前記拡声すべき右信号及び左信号について行い、更に前記オールパスフィルタ処理は、前記右信号及び前記左信号に与えるべき最適な遅延に対応する位相として予め算出された位相が全ての周波数において当該周波数の増加に対して単調減少する周波数特性でない場合に、全ての周波数において当該周波数の増加に対して位相を単調減少させ、且つ聴覚上敏感な周波数帯域である500ヘルツ以上2キロヘルツ以下の前記右信号及び前記左信号に与えるべき遅延に対応した位相と、前記オールパスフィルタ処理後の500ヘルツ以上2キロヘルツ以下の当該右信号及び当該左信号における位相と、の誤差を最小とする前記オールパスフィルタ処理である構成を有している。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 provides a sound field space with a sense of presence for a listener by enlarging a plurality of speakers based on a plurality of inputted acoustic signals. A stereophonic sound reproducing device for amplifying a right signal indicating an acoustic signal to be heard from the right direction with respect to the listener's listening position and a left signal indicating an acoustic signal to be heard from the left direction from the front of the listening position Signal processing means for performing the signal processing, and output means for outputting the signal-processed right signal and left signal from a speaker disposed in front of the listening position, and the signal processing means An all-pass filter process that integrally adjusts only the phase of all frequency components in the right signal and the left signal, and the sound image of the right signal that is amplified from the front speaker is And a delay in a plurality of frequency components to be given to each of the right signal and the left signal in order to form a sound image of the left signal amplified from the front speaker on the left side of the listener. The all-pass filter processing for converting the delay into a phase to be given to each of the right signal and the left signal by multiplying an angular frequency in each of the right signal and the left signal for each of a plurality of frequency components. the have rows for the right signal and a left signal to be loudspeakers as further said all-pass filtering, the right signal and pre-calculated phase is the all frequencies as the optimal phase corresponding to the delay to be applied to the left signal If the frequency characteristics do not monotonously decrease with increasing frequency, the frequency will increase at all frequencies. And a phase corresponding to the delay to be given to the right signal and the left signal of 500 Hz to 2 kHz, which is a frequency band that is monotonously reduced and is audibly sensitive, and 500 Hz or more after the all-pass filter processing. The configuration is the all-pass filter process that minimizes an error between the phase of the right signal and the left signal of 2 kilohertz or less .

上記の課題を解決するために、請求項に記載の発明は、請求項1から請求項の何れか一項に記載の立体音響再生装置に含まれるコンピュータを、前記信号処理手段として機能させる。 In order to solve the above problem, the invention according to claim 5 causes a computer included in the stereophonic sound reproduction device according to any one of claims 1 to 4 to function as the signal processing means. .

に、本願に好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。 In the following, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、以下に説明する実施形態は、5.1chのサラウンドシステム(以下、単に、サラウンドシステムという。)に対して本願の立体音響再生装置を適用した場合の実施形態である。   The embodiment described below is an embodiment in which the stereophonic sound reproduction device of the present application is applied to a 5.1ch surround system (hereinafter simply referred to as a surround system).

まず、図1および図2を用いて本実施形態におけるサラウンドシステムの構成について説明する。なお、図1は、本実施形態のサラウンドシステムの構成を示すブロック図であり、図2は、本実施形態のサラウンドシステムにおける各スピーカ配置の説明をするための一例である。   First, the configuration of the surround system in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the surround system of the present embodiment, and FIG. 2 is an example for explaining the arrangement of speakers in the surround system of the present embodiment.

本実施形態のサラウンドシステム100は、図1に示すように、リスニングルーム10、すなわち、聴取者に対して再生される音を提供するための音場空間に設置されるようになっている。また、このサラウンドシステム100は、記録メディアなどの音源を再生することにより、または、テレビジョン信号などの外部から音源を取得することにより、各スピーカに対応するチャンネル(以下、「チャネル」とも言う。)毎に当該各チャンネルに該当するオーディオ信号を出力する音源出力装置110と、当該音源出力装置110から出力された複数チャンネル毎に信号処理を行うとともに、全ての周波数成分の位相のみを一体的に調整するオールパスフィルタを用いたフィルタ処理を行う信号処理装置120と、各チャンネルに対応する各種のスピーカからなるスピーカシステム130と、から構成される。 As shown in FIG. 1, the surround system 100 according to the present embodiment is installed in a listening room 10, that is, in a sound field space for providing sound to be reproduced to a listener. Also, the surround system 100 by playing a sound source such as a recording medium, or by obtaining a sound from the outside such as a television signal, a channel corresponding to the speaker (hereinafter, both "tea down channel" The sound source output device 110 that outputs an audio signal corresponding to each channel for each channel and signal processing for each of a plurality of channels output from the sound source output device 110, and only the phases of all frequency components are integrated. The signal processing apparatus 120 which performs the filter process using the all-pass filter which adjusts automatically, and the speaker system 130 which consists of various speakers corresponding to each channel are comprised.

そして、本実施形態のサラウンドシステム100は、音源を再生または取得する場合に、当該再生されたまたは取得された音に対して所定の信号処理を行うとともに、複数のスピーカからなるスピーカシステム130によって信号処理された音を各スピーカ毎に拡声し、聴取者に対して臨場感(サラウンド感)のある音場空間を提供することができるようになっている。   The surround system 100 according to the present embodiment performs predetermined signal processing on the reproduced or acquired sound and reproduces the signal by the speaker system 130 including a plurality of speakers when reproducing or acquiring the sound source. The processed sound is amplified for each speaker, and a sound field space with a sense of reality (surround feeling) can be provided to the listener.

特に、本実施形態のサラウンドシステム100は、側方または後方に配置するサラウンド用のスピーカ(以下、「サラウンドスピーカ」という。)を設置せずに、当該サラウンドスピーカにて拡声すべきオーディオ信号(以下、「サラウンド信号」という。)に対してオールパスフィルタを用いたフィルタ処理を行い、当該フィルタ処理されたサラウンド信号を聴取位置に対して前方に設けられたスピーカ(以下、「フロントスピーカ」という。)のみによって拡声するようになっている。そして、このサラウンドシステム100は、当該サラウンド信号があたかも側方または後方に設置されたサラウンドスピーカから拡声されたように、当該サラウンド信号の音像定位を制御するようになっている。   In particular, the surround system 100 according to the present embodiment does not have a surround speaker (hereinafter referred to as “surround speaker”) disposed on the side or rear, and does not install an audio signal (hereinafter referred to as an audio signal) to be amplified by the surround speaker. , “Surround signal”) is performed using a filter process using an all-pass filter, and the filtered surround signal is provided in front of the listening position (hereinafter referred to as “front speaker”). It is designed to make a loud voice only. The surround system 100 controls the sound image localization of the surround signal as if the surround signal was amplified from a surround speaker installed on the side or rear.

音源出力装置110は、例えば、CD(Compact Disc)またはDVD(Digital Versatile Disc)などのメディア再生装置またはデジタルテレビジョン放送を受信する受信装置から構成され、CDなどの音源を再生することにより、または、放送された音源を取得するとともに、5.1chに対応する各チャンネル毎のオーディオ信号をデジタル信号によって信号処理装置120に出力するようになっている。   The sound source output device 110 is composed of, for example, a media playback device such as a CD (Compact Disc) or a DVD (Digital Versatile Disc) or a reception device that receives a digital television broadcast, or by playing back a sound source such as a CD, or The broadcast sound source is acquired, and an audio signal for each channel corresponding to 5.1 ch is output to the signal processing device 120 as a digital signal.

信号処理装置120には、音源出力装置110から出力された各チャンネル毎のオーディオ信号が入力されるようになっている。また、この信号処理装置120は、システム制御部125の制御の下、入力された各チャンネル毎のオーディオ信号に対して遅延時間の付加、残響時間の付加または各周波数成分の調整を行うとともに、オールパスフィルタを用いたフィルタ処理を行うようになっており、当該信号処理された各オーディオ信号をアナログ信号に変換して信号レベルを調整するようになっている。そして、この信号処理装置120は、信号レベルが調整された各オーディオ信号をスピーカシステム130の各スピーカに出力するようになっている。   An audio signal for each channel output from the sound source output device 110 is input to the signal processing device 120. In addition, the signal processing device 120 adds a delay time, a reverberation time, or adjusts each frequency component to the input audio signal for each channel under the control of the system control unit 125, and all-pass. Filter processing using a filter is performed, and each audio signal subjected to the signal processing is converted into an analog signal to adjust the signal level. Then, the signal processing device 120 outputs each audio signal whose signal level is adjusted to each speaker of the speaker system 130.

なお、本実施形態における信号処理装置120の構成およびその動作の詳細については、後述する。   The details of the configuration and operation of the signal processing device 120 in this embodiment will be described later.

さらに、スピーカシステム130は、聴取者の前方正面に配置されるセンタースピーカ131と、聴取者の前方に配置されるとともにセンタースピーカ131の右側または左側に配置されるフロントスピーカ(以下、右側のフロントスピーカを「FRスピーカ」といい、左側のフロントスピーカを「FLスピーカ」という。)132FR、132FLと、聴取者の前方に配置されるとともに、任意の位置に配置される低域再生用スピーカ(以下、「サブウーハ」という。)134と、を有し、例えば、図2に示すように配置されるようになっている。   Further, the speaker system 130 includes a center speaker 131 disposed in front of the listener, and a front speaker disposed in front of the listener and on the right side or left side of the center speaker 131 (hereinafter, the right front speaker). Is referred to as “FR speaker”, and the left front speaker is referred to as “FL speaker”. 132FR, 132FL, and a low-frequency reproduction speaker (hereinafter referred to as a speaker for low frequency reproduction) disposed in front of the listener and disposed at an arbitrary position. 134, and is arranged as shown in FIG. 2, for example.

なお、チャンネルとは、音源出力装置110から出力されるオーディオ信号の信号伝送路をいい、各チャンネルは、他のチャンネルと基本的には異なるオーディオ信号を伝送するようになっている。   The channel refers to a signal transmission path of an audio signal output from the sound source output device 110, and each channel transmits an audio signal that is basically different from other channels.

次に、上述と同様に図1を用いるとともに、図3および図4を用いて本実施形態の信号処理装置120の構成およびその動作について説明する。なお、図3は、本実施形態の音像制御を説明するための図であり、図4は、本実施形態においてオールパスフィルタを用いた理由を説明するための図である。   Next, while using FIG. 1 as described above, the configuration and operation of the signal processing device 120 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a diagram for explaining the sound image control of the present embodiment, and FIG. 4 is a diagram for explaining the reason why the all-pass filter is used in the present embodiment.

通常、サラウンドスピーカが聴取者に対して左側方に設置されている場合に、当該サラウンドスピーカから所定の音が拡声されると、図3(a)に示すように、聴感上、右耳より左耳にて聴取される音のレベルが大きくなり、当該サラウンドスピーカから拡声された音の音像は、当該サラウンドスピーカが設置されている場所に形成される。   Normally, when a surround speaker is installed on the left side with respect to a listener and a predetermined sound is amplified from the surround speaker, as shown in FIG. The level of the sound that is heard by the player increases, and the sound image of the sound that is amplified from the surround speaker is formed at the place where the surround speaker is installed.

一方、図3(b)に示すように、聴取者に対して左前方に設置されたスピーカ、すなわち、左側のフロントスピーカから所定の音が拡声されると、聴感上、左耳にて聴取される音のレベルが右耳より多少大きくなり、当該左フロントスピーカから拡声された音の音像は、当該左フロントスピーカが設置されている場所に形成される。   On the other hand, as shown in FIG. 3 (b), when a predetermined sound is amplified from a speaker installed on the left front side of the listener, that is, the left front speaker, it is heard in the left ear for hearing. The sound level of the sound is slightly higher than that of the right ear, and the sound image of the sound amplified from the left front speaker is formed at the place where the left front speaker is installed.

このため、図3(c)のように、通常、聴取者に対して左側方に設置されたサラウンドスピーカに拡声するサラウンド信号をフロントスピーカにて拡声する場合に、図3(a)と同様に、聴感上、両耳間に生ずる音のレベルを調整すれば、フロントスピーカから拡声された音であっても、その音の音像は、聴取者に対して左側方にサラウンドスピーカが設置された場合と同様に、当該サラウンドスピーカが設置されるべき場所に形成されることになる。   For this reason, as shown in FIG. 3 (c), when a surround signal is normally amplified by a front speaker, the same as in FIG. 3 (a). If the sound level generated between the two ears is adjusted for hearing, even if the sound is amplified from the front speaker, the sound image of the sound is the case where a surround speaker is installed on the left side of the listener Similarly, the surround speaker is formed at a place where it should be installed.

そこで、本実施形態の信号処理装置120は、サラウンド信号を左右のフロントスピーカから拡声させるとともに、聴取位置にて両耳間にて音のレベル差が生ずるように、各周波数成分毎に各フロントスピーカから拡声させる際の遅延時間を付加し、すなわち、左右のフロントスピーカによって所定の位相差を与え、サラウンド信号成分を聴取位置において増幅し、または、打ち消し、フロントスピーカにて拡声した場合であっても、あたかも側方または後方に設置されたサラウンドスピーカから拡声されたように、音像を制御するようになっている。   Therefore, the signal processing device 120 according to the present embodiment amplifies the surround signal from the left and right front speakers, and each front speaker for each frequency component so that a sound level difference is generated between both ears at the listening position. Even when a delay time is added at the time of sound amplification, that is, a predetermined phase difference is given by the left and right front speakers, and the surround signal component is amplified or canceled at the listening position, and the sound is amplified by the front speakers. The sound image is controlled as if the sound was amplified from a surround speaker installed on the side or rear.

また、本実施形態の信号処理装置120は、サラウンド信号に対して各周波数成分の位相を変化させる際に、全ての周波数成分の位相のみを一体的に調整するオールパスフィルタを用いるようになっている。   In addition, the signal processing device 120 according to the present embodiment uses an all-pass filter that integrally adjusts only the phases of all frequency components when changing the phase of each frequency component with respect to the surround signal. .

通常、本実施形態において、バンドパスフィルタを用いて所定の周波数帯域毎に位相を変化させることも可能である。しかしながら、バンドパスフィルタでは、図4に示すように、通過させる周波数帯域(通過域)と遮断する周波数帯域(減衰域)を厳密に区切ることができず、通過させる周波数帯域(通過域)と遮断する周波数帯域(減衰域)の間に遷移領域(遷移域)が存在することとなるため、バンドパスフィルタにて位相変化させた各周波数帯域を再度加算する場合に、遷移領域の周波数成分において振幅レベルの差が発生してしまう。   Normally, in the present embodiment, it is possible to change the phase for each predetermined frequency band using a band-pass filter. However, in the band-pass filter, as shown in FIG. 4, the frequency band to be passed (pass band) and the frequency band to be cut off (attenuation band) cannot be strictly separated, and the frequency band to be passed (pass band) and cut off. Since there is a transition region (transition region) between the frequency bands (attenuation regions) to be performed, when each frequency band whose phase is changed by the bandpass filter is added again, the amplitude in the frequency component of the transition region A level difference will occur.

また、バンドパスフィルタを用いる場合には、有限インパルス応答(FIR:Finite Impulse Response)型のフィルタ処理を行う必要があるため、フィルタ処理を行う際の演算量が多くなってしまう。   In addition, when a bandpass filter is used, it is necessary to perform a finite impulse response (FIR) type filter process, which increases the amount of calculation when performing the filter process.

そこで、本実施形態の信号処理装置120は、的確にフィルタ処理を行うため、かつ、当該フィルタ処理を行う際の演算量を低減させるため、サラウンド信号に対して各周波数成分の位相を変化させる際に、全ての周波数成分の位相のみを一体的に調整するオールパスフィルタを用いるようになっている。   Therefore, the signal processing device 120 according to the present embodiment changes the phase of each frequency component with respect to the surround signal in order to accurately perform the filtering process and reduce the amount of calculation when the filtering process is performed. In addition, an all-pass filter that integrally adjusts only the phase of all frequency components is used.

ただし、本実施形態の信号処理装置120は、オールパスフィルタを適用するために、所定の条件、すなわち、
(1)角周波数ω(rad/秒)=0(×サンプリング周波数fs)のとき、位相特性θ(rad)=0、
(2)角周波数ω(rad/秒)=π×サンプリング周波数fsのとき、位相特性θ(rad)=−Nπ(Nはフィルタの次数)、
(3)角周波数ω(rad/秒)に対して位相特性θ(rad)は単調減少、
の条件を具備させつつ、フィルタ処理を行うようになっている。
However, in order to apply the all-pass filter, the signal processing device 120 of the present embodiment has a predetermined condition, that is,
(1) When angular frequency ω (rad / sec ) = 0 (× sampling frequency fs) , phase characteristic θ (rad) = 0,
(2) When angular frequency ω (rad / sec ) = π × sampling frequency fs , phase characteristic θ (rad) = − Nπ (N is the order of the filter),
(3) The phase characteristic θ (rad) decreases monotonously with respect to the angular frequency ω (rad / sec ).
Filter processing is performed while satisfying the above conditions.

具体的には、本実施形態の信号処理装置120は、図1に示すように、各チャンネル成分を有する所定の形式のビットストリームデータが入力され、各チャンネル毎のオーディオ信号にデコードする際に用いる信号形式のオーディオデータに変換する入力処理部121と、変換されたオーディオデータを各チャンネル毎のオーディオ信号にデコードするとともに、各チャンネル毎に信号処理、特に、サラウンド信号に対して全ての周波数成分の位相のみを一体的に調整するフィルタ処理を行い、フロントスピーカから拡声するための信号処理を行う信号処理部200と、を有している。   Specifically, as shown in FIG. 1, the signal processing device 120 of the present embodiment is used when bit stream data of a predetermined format having each channel component is input and decoded into an audio signal for each channel. An input processing unit 121 that converts the audio data into a signal format, decodes the converted audio data into audio signals for each channel, and performs signal processing for each channel, in particular, all frequency components for the surround signal. And a signal processing unit 200 that performs filter processing for integrally adjusting only the phase and performs signal processing for loudening from the front speaker.

また、この信号処理装置120は、各チャンネルのオーディオ信号に対してデジタル/アナログ(以下、D/Aという。)変換を行うD/A変換器122と、各チャンネル毎に各チャンネルの信号の信号レベルを増幅する電力増幅器123と、各部を操作するための操作部124と、操作部124の操作に基づいて各部を制御するシステム制御部125と、を有している。   The signal processing device 120 includes a D / A converter 122 that performs digital / analog (hereinafter referred to as D / A) conversion on the audio signal of each channel, and a signal of the signal of each channel for each channel. A power amplifier 123 that amplifies the level, an operation unit 124 for operating each unit, and a system control unit 125 that controls each unit based on the operation of the operation unit 124 are provided.

なお、例えば、本実施形態のDSP処理部202は、本願の信号処理手段を構成し、電力増幅器123は、本願の出力手段を構成する。   For example, the DSP processing unit 202 of the present embodiment constitutes the signal processing means of the present application, and the power amplifier 123 constitutes the output means of the present application.

入力処理部121には、各チャンネル成分を有する所定の形式のビットストリームデータが入力されるようになっており、この入力処理部121は、入力されたビットストリームデータを所定形式のオーディオデータに変換し、当該変換されたオーディオデータを信号処理部200に出力するようになっている。   The input processing unit 121 receives bit stream data in a predetermined format having each channel component, and the input processing unit 121 converts the input bit stream data into audio data in a predetermined format. The converted audio data is output to the signal processing unit 200.

例えば、入力処理部121は、入力されたビットストリームデータを3線式オーディオシリアルインターフェースのオーディオデータに変換するようになっており、具体的には、ビットストリームデータを、ビットクロック信号、LRクロック信号および圧縮音声データに変換して信号処理部200に出力するようになっている。   For example, the input processing unit 121 converts the input bit stream data into audio data of a three-wire audio serial interface. Specifically, the input processing unit 121 converts the bit stream data into a bit clock signal and an LR clock signal. In addition, it is converted into compressed audio data and output to the signal processing unit 200.

信号処理部200には、入力処理部121から出力されたオーディオデータが入力されるようになっており、この信号処理部200は、入力されたオーディオデータを各チャンネル毎のオーディオ信号にデコードするとともに、各チャンネル毎に所定の信号処理を行い、各チャンネル毎にオーディオ信号をそれぞれ各D/A変換器122に出力するようになっている。   The signal processing unit 200 receives the audio data output from the input processing unit 121. The signal processing unit 200 decodes the input audio data into audio signals for each channel. The predetermined signal processing is performed for each channel, and the audio signal is output to each D / A converter 122 for each channel.

なお、本実施形態における信号処理部200の構成およびその動作の詳細については、後述する。   Details of the configuration and operation of the signal processing unit 200 in this embodiment will be described later.

D/A変換器122には、各チャンネル毎にそれぞれ信号処理が行われた各オーディオ信号が入力されるようになっており、このD/A変換器122は、入力されたデジタル信号である各オーディオ信号をアナログ信号に変換して各電力増幅器123にそれぞれ出力するようになっている。   The D / A converter 122 receives each audio signal that has been subjected to signal processing for each channel. The D / A converter 122 is a digital signal that has been input. The audio signal is converted into an analog signal and output to each power amplifier 123.

電力増幅器123には、各チャンネル毎に信号処理されたオーディオ信号が入力されるようになっており、この電力増幅器123は、システムシステム制御部125の制御の下、操作部124よって指定された音量の指示に基づいて各チャンネル毎のオーディオ信号の信号レベルを増幅し、増幅された各オーディオ信号を各チャンネルに対応する各スピーカに出力するようになっている。   An audio signal subjected to signal processing for each channel is input to the power amplifier 123. The power amplifier 123 controls the volume specified by the operation unit 124 under the control of the system system control unit 125. The signal level of the audio signal for each channel is amplified based on this instruction, and each amplified audio signal is output to each speaker corresponding to each channel.

操作部124は、各種確認ボタン、選択ボタン及び数字キー等の多数のキーを含むリモートコントロール装置または各種キーボタンにより構成されている。   The operation unit 124 includes a remote control device including various keys such as various confirmation buttons, selection buttons, and numeric keys, or various key buttons.

システム制御部125は、各スピーカよりオーディオ信号を拡声して立体音響再生を行うための全般的な機能を総括的に制御するようになっている。   The system control unit 125 comprehensively controls general functions for performing audio reproduction by amplifying an audio signal from each speaker.

次に、図5〜図8を用いて本実施形態の信号処理部200の構成およびその動作について説明する。なお、図5は、本実施形態の信号処理部200における構成を示すブロック図であり、図6および図7は、本実施形態において、最適な位相特性に対して設計条件を加味して調整された位相特性θ(rad)について説明するための図である。また、図8は、本実施形態のフィルタ処理部203の構成を示す構成図である。   Next, the configuration and operation of the signal processing unit 200 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the signal processing unit 200 according to the present embodiment. FIGS. 6 and 7 are adjusted in the present embodiment in consideration of design conditions with respect to optimum phase characteristics. It is a figure for demonstrating the phase characteristic (theta) (rad) which it was. FIG. 8 is a configuration diagram showing the configuration of the filter processing unit 203 of the present embodiment.

本実施形態の信号処理部200は、図5に示すように、入力されたオーディオデータを各チャンネル毎のオーディオ信号にデコードするデコーダ201と、ユーザの操作部124の操作により所定のデジタル信号処理を行うDSP処理部202と、サラウンド信号に対してフィルタ処理を行うフィルタ処理部203と、フィルタ処理されたサラウンド信号を、フロントスピーカから拡声するためのDSP処理されたオーディオ信号(以下、「メイン信号」という。)に信号レベルを調整しつつ加算する加算処理部205と、から構成される。   As shown in FIG. 5, the signal processing unit 200 of the present embodiment performs predetermined digital signal processing by operating a decoder 201 that decodes input audio data into audio signals for each channel and a user operation unit 124. A DSP processing unit 202 for performing filtering, a filter processing unit 203 for performing filtering processing on the surround signal, and a DSP-processed audio signal (hereinafter referred to as “main signal”) for amplifying the filtered surround signal from a front speaker. And an addition processing unit 205 that performs addition while adjusting the signal level.

デコーダ201には、入力されたオーディオデータ、例えば、ビットクロック信号、LRクロック信号および圧縮音声データが入力されるようになっており、このデコーダ201は、入力されたオーディオデータを、各チャンネル毎のオーディオ信号にデコードし、各チャンネル毎にDSP処理部202に出力するようになっている。   The decoder 201 receives input audio data such as a bit clock signal, an LR clock signal, and compressed audio data. The decoder 201 converts the input audio data into each channel. The audio signal is decoded and output to the DSP processing unit 202 for each channel.

DSP処理部202には、各チャンネル毎にデコードされたオーディオ信号が入力されるようになっており、このDSP処理部202は、システム制御部125の制御の下、操作部124から入力された指示に基づいて所定のデジタル信号処理を行い、信号処理された各チャンネル毎のオーディオ信号をフィルタ処理部203、加算処理部205またはD/A変換部に出力するようになっている。   An audio signal decoded for each channel is input to the DSP processing unit 202, and the DSP processing unit 202 receives an instruction input from the operation unit 124 under the control of the system control unit 125. Is subjected to predetermined digital signal processing, and the signal-processed audio signal for each channel is output to the filter processing unit 203, the addition processing unit 205, or the D / A conversion unit.

例えば、DSP処理部202は、操作部124により、教会、スタジアム、または特定のホールなどの音場設定(以下、単に、「音場設定」という。)が行われた場合に、当該音場にて、入力されたオーディオデータが拡声されるように、各チャンネル毎に遅延処理、周波数特性の補正処理、任意のオーディ信号における他のチャンネルのオーディオ信号への加算処理などデジタル信号処理を行うようになっている。   For example, when the sound field setting (hereinafter simply referred to as “sound field setting”) for a church, a stadium, a specific hall, or the like is performed by the operation unit 124, the DSP processing unit 202 enters the sound field. Thus, digital signal processing such as delay processing, frequency characteristic correction processing, and addition processing to audio signals of other channels in arbitrary audio signals is performed for each channel so that the input audio data is amplified. It has become.

なお、本実施形態では、サラウンド信号に対してフィルタ処理を行うつつ、メイン信号に加算するため、このDSP処理部202は、サラウンド信号については加算処理部205およびフィルタ処理部203に、メイン信号については加算処理部205にそれぞれ出力するようになっている。   In this embodiment, since the surround signal is filtered and added to the main signal, the DSP processing unit 202 sends the surround signal to the addition processing unit 205 and the filter processing unit 203 for the main signal. Are respectively output to the addition processing unit 205.

また、センタースピーカ131から拡声されるオーディオ信号(以下、「センタ信号」という)およびサブウーハ134から拡声されるオーディオ信号(以下、「ウーハ信号」という。)には、フィルタ処理を行う必要がないので、このDSP処理部202は、センタ信号およびウーハ信号をそれぞれD/A変換器122に直接的に出力するようになっている。   In addition, it is not necessary to perform filter processing on the audio signal (hereinafter referred to as “center signal”) amplified from the center speaker 131 and the audio signal (hereinafter referred to as “woofer signal”) amplified from the subwoofer 134. The DSP processing unit 202 outputs the center signal and the woofer signal directly to the D / A converter 122, respectively.

フィルタ処理部203は、サラウンド信号毎に設けられ、各サラウンド信号毎に、各周波数成分の遅延量が付加されたサラウンド信号(以下、「サラウンド生成信号」という。)を生成し、加算処理部205に出力する。   The filter processing unit 203 is provided for each surround signal, generates a surround signal (hereinafter referred to as a “surround generation signal”) to which the delay amount of each frequency component is added for each surround signal, and adds processing unit 205. Output to.

加算処理部205は、当該サラウンド生成信号を遅延量が付加されていないサラウンド信号(以下、「サラウンド通常信号」という。)に加算しつつ、メイン信号に加算するようになっている。   The addition processing unit 205 adds the surround generation signal to the main signal while adding the surround generation signal to a surround signal to which a delay amount is not added (hereinafter referred to as “surround normal signal”).

本実施形態の各フィルタ処理部203には、それぞれ、各サラウンド信号が入力されるようになっている。また、この各フィルタ処理部203は、入力されたサラウンド信号に対して各周波数成分に遅延処理を行う場合に、当該遅延処理を位相変化とみなし、最適な遅延量を位相に換算してフィルタ処理を行うようになっている。そして、この各フィルタ処理部203は、実験により算出された最適な位相特性に対して上述のオールパスフィルタの設計条件に適合させた位相特性、すなわち、各位相差(位相値)を用いて全ての周波数成分の位相のみを一体的に調整するフィルタ処理を実行するようになっている。   Each surround signal is input to each filter processing unit 203 of the present embodiment. Each filter processing unit 203 considers the delay processing as a phase change when performing delay processing on each frequency component with respect to the input surround signal, and converts the optimum delay amount into a phase to perform filter processing. Is supposed to do. Then, each filter processing unit 203 uses the phase characteristics adapted to the above-described all-pass filter design conditions with respect to the optimum phase characteristics calculated by experiment, that is, all frequencies using each phase difference (phase value). A filter process for integrally adjusting only the phase of the component is executed.

具体的には、本実施形態の各フィルタ処理部203は、フィルタ処理を行う場合に、遅延時間に角周波数ω(rad/秒)を乗算して位相値に換算し、当該換算された各周波数成分の位相値を用いて入力されたサラウンド信号に対して各周波数成分の位相を変化させるフィルタ処理を行うようになっている。 Specifically, when performing filter processing, each filter processing unit 203 according to the present embodiment multiplies the delay time by the angular frequency ω (rad / second ) to convert it into a phase value, and converts each converted frequency. Filter processing for changing the phase of each frequency component is performed on the surround signal input using the phase value of the component.

また、本実施形態では、実験により算出された最適値に対して上述のオールパスフィルタの設計条件に適合させる位相値を用いてフィルタ処理を行うため、特に、設計条件として角周波数ω(rad/秒)に対して位相特性θ(rad)を単調減少させるため、最適と算出された位相特性が周波数の増加に対して単調減少するよう調整しており、本実施形態のフィルタ処理部203は、当該調整された位相特性(位相値)を用いることによって、フィルタ処理を行うようになっている。 Further, in the present embodiment, the filtering process is performed using the phase value adapted to the design condition of the above-described all-pass filter with respect to the optimum value calculated by the experiment. In particular, the angular frequency ω (rad / second ) is used as the design condition. ) In order to monotonously decrease the phase characteristic θ (rad), the phase characteristic calculated as optimal is adjusted so as to monotonously decrease with respect to the increase in frequency, and the filter processing unit 203 of the present embodiment Filtering is performed by using the adjusted phase characteristic (phase value).

例えば、本実施形態では、図6(a)および同図(b)に示すように、最適な位相特性θ(rad)が単調減少でない場合には、当該位相特性θ(rad)が単調減少になるように、すなわち、位相特性θ(rad)が単調減少であり、かつ、元の特性との誤差がなるべく小さくなるような位相特性を示すように、当該位相特性を調整し、本実施形態のフィルタ処理部203は、当該調整された位相特性を用いることによって、フィルタ処理を行うようになっている。   For example, in the present embodiment, as shown in FIGS. 6A and 6B, when the optimum phase characteristic θ (rad) is not monotonically decreased, the phase characteristic θ (rad) is monotonously decreased. In other words, the phase characteristic is adjusted so that the phase characteristic θ (rad) is monotonously decreased and the phase characteristic is as small as possible with respect to the original characteristic. The filter processing unit 203 performs filter processing by using the adjusted phase characteristic.

なお、最適な位相特性θ(rad)が単調減少でない場合に、例えば、図7(a)および同図(b)に示すように、聴感上最も敏感である500Hz〜2kHzを中心に位相特性θ(rad)を調整してもよい。特に、この周波数帯域において、図7(b)に示すように、その位相特性が増加する場合であっても、全体的には単調減少となるように位相特性を調整し、当該調整された位相特性を用いてフィルタ処理を行うようにしてもよい。これにより、本実施形態では、さらに的確に音像制御を行うことができるようになる。   When the optimum phase characteristic θ (rad) is not monotonously decreased, for example, as shown in FIGS. 7A and 7B, the phase characteristic θ is centered on 500 Hz to 2 kHz which is most sensitive to hearing. (Rad) may be adjusted. In particular, in this frequency band, as shown in FIG. 7B, even if the phase characteristic increases, the phase characteristic is adjusted so as to decrease monotonically as a whole, and the adjusted phase You may make it perform a filter process using a characteristic. Thereby, in this embodiment, sound image control can be performed more accurately.

一方、本実施形態の各フィルタ処理部203は、図8に示すように、例えば、n列縦続接続した2次の無限インパルス応答(IIR:Infinite Impulse Response)フィルタを用いて構成し、全ての周波数成分の位相のみを一体的に調整するフィルタ処理を実行するようになっている。   On the other hand, as shown in FIG. 8, each filter processing unit 203 of the present embodiment is configured using, for example, n-order cascaded second-order infinite impulse response (IIR) filters, and all frequencies A filter process for integrally adjusting only the phase of the component is executed.

なお、図8において、(Z−1)は、サンプリングの1周期だけ遅延させる遅延素子を示し、AおよびBは、所定の係数を示す。 In FIG. 8, (Z −1 ) indicates a delay element that is delayed by one sampling period, and A and B indicate predetermined coefficients.

加算処理部205には、各メイン信号、各サラウンド信号および各フィルタ処理部203から出力されたサラウンド信号が入力されるようになっており、システム制御部125の制御の下、サラウンド信号をメイン信号に加算し、当該各メイン信号をそれぞれの各D/A変換器122に出力するようになっている。   The addition processing unit 205 receives each main signal, each surround signal, and the surround signal output from each filter processing unit 203. Under the control of the system control unit 125, the surround signal is converted into the main signal. The main signal is output to each D / A converter 122.

具体的には、本実施形態の加算処理部205は、フィルタ処理された各サラウンド生成信号を左右異なる成分のサラウンド通常信号に、信号レベルを調整しつつ、加算するとともに、各サラウンド生成信号が加算されたサラウンド通常信号を左右異なる成分のメイン信号に加算するようになっている。   Specifically, the addition processing unit 205 of the present embodiment adds the filtered surround generation signals to the surround normal signals having different left and right components while adjusting the signal level and adds each surround generation signal. The generated surround normal signal is added to the main signals having different left and right components.

例えば、本実施形態の加算処理部205は、左サラウンドスピーカにて拡声すべき左側のサラウンドスピーカ用のサラウンド信号(以下、「左サラウンド信号」という。)に対しては、フィルタ処理された右側のサラウンドスピーカ用のサラウンド生成信号(以下、「右サラウンド生成信号」という。)を加算し、かつ、FLスピーカ132FLに出力するメイン信号(以下、「左メイン信号」という。)に加算するようになっている。また、本実施形態の加算処理部205は、右サラウンドスピーカにて拡声すべき右サラウンドスピーカ用のサラウンド信号(以下、「右サラウンド信号」という。)に対しては、フィルタ処理された左サラウンドスピーカ用のサラウンド生成信号(以下、「左サラウンド生成信号」という。)を加算し、かつ、FRスピーカ132FRに出力するメイン信号(以下、「右メイン信号」という。)に加算するようになっている。   For example, the addition processing unit 205 of the present embodiment applies a filter-processed right side surround signal to the left surround speaker (hereinafter referred to as “left surround signal”) to be amplified by the left surround speaker. A surround generation signal for surround speakers (hereinafter referred to as “right surround generation signal”) is added and added to a main signal (hereinafter referred to as “left main signal”) output to the FL speaker 132FL. ing. Further, the addition processing unit 205 of the present embodiment applies a filtered left surround speaker to the surround signal for the right surround speaker (hereinafter referred to as “right surround signal”) to be amplified by the right surround speaker. A surround generation signal (hereinafter referred to as “left surround generation signal”) is added to a main signal (hereinafter referred to as “right main signal”) output to the FR speaker 132FR. .

以上本実施形態の信号処理装置120は、入力された複数のオーディオ信号に基づいて複数のスピーカを拡声させ、聴取者に対して臨場感のある音場空間を提供する信号処理装置120であって、聴取者の聴取位置に対して右方向から聴取させるオーディオ信号を示す右サラウンド信号および左方向から聴取させるオーディオ信号を示す左サラウンド信号を、聴取位置の前方から拡声させるための信号処理を行う信号処理部200と、信号処理された右サラウンド信号および左サラウンド信号を聴取位置に対して前方に配置されたスピーカから出力させる電力増幅器123と、を備え、信号処理部200が、拡声すべき右サラウンド信号および左サラウンド信号の全ての周波数成分の位相のみを一体的に調整するフィルタ処理を行うことによって、前方のスピーカから拡声された右サラウンド信号の音像を聴取者の右側に形成させるとともに、前方のスピーカから拡声された左サラウンド信号の音像を聴取者の左側に形成させるための信号処理を行う構成を有している。   As described above, the signal processing device 120 according to the present embodiment is a signal processing device 120 that provides a sound field space with a sense of presence to a listener by enlarging a plurality of speakers based on a plurality of input audio signals. A signal for performing signal processing for amplifying a right surround signal indicating an audio signal to be heard from the right direction with respect to a listener's listening position and a left surround signal indicating an audio signal to be heard from the left direction from the front of the listening position A processing unit 200, and a power amplifier 123 that outputs the signal-processed right surround signal and left surround signal from a speaker disposed in front of the listening position, and the signal processing unit 200 performs a right surround to be amplified. By performing filter processing that adjusts only the phase of all frequency components of the signal and left surround signal The sound processing of the right surround signal expanded from the front speaker is formed on the right side of the listener, and the signal processing for forming the sound image of the left surround signal expanded from the front speaker on the left side of the listener is performed. It has a configuration.

この構成により、本実施形態の信号処理装置120は、拡声すべき右サラウンド信号および左サラウンド信号の全ての周波数成分の位相のみを一体的に調整するフィルタ処理を行うことによって、前方のスピーカから拡声された右サラウンド信号の音像を聴取者の右側に形成させるとともに、前方のスピーカから拡声された左サラウンド信号の音像を聴取者の左側に形成させるための信号処理を行う。   With this configuration, the signal processing device 120 of this embodiment performs loudspeaking from a front speaker by performing filter processing that integrally adjusts only the phase of all frequency components of the right surround signal and the left surround signal to be loudened. The sound image of the right surround signal thus formed is formed on the right side of the listener, and the signal processing for forming the sound image of the left surround signal amplified from the front speaker on the left side of the listener is performed.

したがって、本実施形態の信号処理装置120は、サラウンドスピーカを配置することなく、左サラウンド信号および右サラウンド信号の音像をそれぞれサラウンドスピーカが存在すべき位置に形成することができるとともに、バンドパスフィルタおよび有限インパルス応答(FIR:Finite Impulse Response)型のフィルタ処理などバンドパスフィルタを用いた遅延処理(フィルタ処理)に比べ、演算量を低減することができ、およびフィルタ処理における振幅レベルの不整合性を生じさせないので、簡易な信号処理にてサラウンドシステム100をフロントスピーカのみよって実現することができる。   Therefore, the signal processing device 120 according to the present embodiment can form the sound images of the left surround signal and the right surround signal at positions where the surround speakers should exist without arranging the surround speakers, Compared to delay processing (filter processing) using a bandpass filter such as Finite Impulse Response (FIR) type filter processing, the amount of computation can be reduced, and the inconsistency in amplitude level in the filter processing can be reduced. Since it does not occur, the surround system 100 can be realized by only the front speakers with simple signal processing.

また、本実施形態の信号処理装置120は、信号処理部200が、オールパスフィルタの設計条件を具備する位相特性を用いてフィルタ処理を行う構成を有している。   In addition, the signal processing device 120 according to the present embodiment has a configuration in which the signal processing unit 200 performs filter processing using phase characteristics having design conditions for all-pass filters.

この構成により、本実施形態の信号処理装置120は、フィルタ処理を行う際にオールパスフィルタを用いることができるので、バンドパスフィルタおよび有限インパルス応答型のフィルタ処理などバンドパスフィルタを用いた遅延処理に比べ、演算量を低減することができるとともに、フィルタ処理における振幅レベルの不整合性を生じさせない。   With this configuration, the signal processing apparatus 120 according to the present embodiment can use an all-pass filter when performing the filter process. Therefore, the signal processing apparatus 120 can perform delay processing using a band-pass filter such as a band-pass filter and a finite impulse response type filter process. In comparison, the amount of computation can be reduced and amplitude level inconsistency in filter processing is not caused.

なお、上述した実施形態では、聴取者に対してサラウンド音場としての音場空間を提供するサラウンドシステム100に対して本願を適用した場合(図3参照)について説明したが、これ以外に、例えば図9に例示するように、現実のフロントスピーカの位置よりも聴取者から見てより外側に拡がった位置に仮想の音像が定位するような音場空間を提供する音響システムに対して本願を適用することも可能である。   In the above-described embodiment, the case where the present application is applied to the surround system 100 that provides the listener with a sound field space as a surround sound field has been described (see FIG. 3). As illustrated in FIG. 9, the present application is applied to an acoustic system that provides a sound field space in which a virtual sound image is localized at a position that is spread outward as viewed from the listener rather than the actual position of the front speaker. It is also possible to do.

この場合には、信号処理部200における処理に供される遅延量等のパラメータを、予め設定されている仮想音像の位置(図9参照)から音が聞こえる各パラメータとなるように設定することとなる。   In this case, parameters such as a delay amount provided for processing in the signal processing unit 200 are set to be parameters that allow sound to be heard from a preset position of the virtual sound image (see FIG. 9). Become.

より具体的には、信号処理部200の処理によって生じさせる両耳間の音のレベル差を、仮想音像の位置にスピーカを配置した場合に生ずる両耳間の音のレベル差に一致させるように、各パラメータを設定すればよい。   More specifically, the sound level difference between both ears generated by the processing of the signal processing unit 200 is made to coincide with the sound level difference between both ears that occurs when a speaker is placed at the position of the virtual sound image. Each parameter may be set.

この構成より、例えば通常のステレオ信号(サラウンド音場用のサラウンド信号以外のステレオ信号)を再生する場合でも、対応する音像を現実のフロントスピーカの位置よりもより外側に定位させることで、より広がりのあるステレオ信号の再生を実現するこができる。   With this configuration, for example, even when a normal stereo signal (stereo signal other than the surround signal for the surround sound field) is reproduced, the corresponding sound image is localized more outward than the position of the actual front speaker, thereby further spreading. It is possible to realize stereo signal reproduction.

本願に係る一実施形態のサラウンドシステムにおける構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure in the surround system of one Embodiment which concerns on this application. 一実施形態のサラウンドシステムにおける各スピーカ配置の説明をするための一例である。It is an example for demonstrating each speaker arrangement | positioning in the surround system of one Embodiment. 一実施形態の音像制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the sound image control of one Embodiment. 一実施形態においてオールパスフィルタを用いた理由を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reason which used the all-pass filter in one Embodiment. 一実施形態の信号処理部における構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure in the signal processing part of one Embodiment. 一実施形態において、最適な位相特性に対して設計条件を加味して調整された位相特性θ(rad)について説明するための図(I)である。FIG. 5 is a diagram (I) for explaining a phase characteristic θ (rad) adjusted by taking a design condition into consideration for an optimum phase characteristic in an embodiment. 一実施形態において、最適な位相特性に対して設計条件を加味して調整された位相特性θ(rad)について説明するための図(II)である。FIG. 6 is a diagram (II) for explaining a phase characteristic θ (rad) adjusted by taking design conditions into consideration with respect to an optimum phase characteristic in an embodiment. 一実施形態のフィルタ処理部の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the filter process part of one Embodiment. 変形形態の音像制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the sound image control of a deformation | transformation form.

符号の説明Explanation of symbols

100 サラウンドシステム  100 surround system
110 音源出力装置  110 Sound source output device
120 信号処理装置  120 signal processing apparatus
122 D/A変換器  122 D / A converter
123 電力増幅器  123 Power Amplifier
124 操作部  124 Operation unit
125 システム制御部  125 System controller
130 スピーカシステム  130 Speaker system
131 センタースピーカ  131 Center speaker
132 FL(フロント左)スピーカ  132 FL (front left) speaker
133 FR(フロント右)スピーカ  133 FR (front right) speaker
136 サブウーハ  136 Subwoofer
200 信号処理部  200 Signal processor
201 デコーダ  201 decoder
202 DSP処理部  202 DSP processor
203 フィルタ処理部  203 Filter processing unit
205 加算処理部  205 Addition processing unit

Claims (5)

入力された複数の音響信号に基づいて複数のスピーカを拡声させ、聴取者に対して臨場感のある音場空間を提供する立体音響再生装置であって、
前記聴取者の聴取位置に対して右方向から聴取させる音響信号を示す右信号及び左方向から聴取させる音響信号を示す左信号を、聴取位置の前方から拡声させるための信号処理を行う信号処理手段と、
前記信号処理された右信号及び左信号を前記聴取位置に対して前方に配置されたスピーカから出力させる出力手段と、
を備え、
前記信号処理手段が、前記右信号及び前記左信号における全ての周波数成分の位相のみを一体的に調整するオールパスフィルタ処理であって、前方の前記スピーカから拡声された前記右信号の音像を前記聴取者の右側に形成させるとともに、前方の前記スピーカから拡声された前記左信号の音像を前記聴取者の左側に形成させるために前記右信号及び前記左信号夫々に与えるべき複数の周波数成分における遅延に、当該複数の周波数成分毎に前記右信号及び前記左信号夫々における角周波数を乗じることにより、当該遅延を、前記右信号及び前記左信号夫々に与えるべき位相に変換する前記オールパスフィルタ処理を、前記信号処理として前記拡声すべき右信号及び左信号について行い、
更に前記オールパスフィルタ処理は、前記右信号及び前記左信号に与えるべき最適な遅延に対応する位相として予め算出された位相が全ての周波数において当該周波数の増加に対して単調減少する周波数特性でない場合に、全ての周波数において当該周波数の増加に対して位相を単調減少させ、且つ聴覚上敏感な周波数帯域である500ヘルツ以上2キロヘルツ以下の前記右信号及び前記左信号に与えるべき遅延に対応した位相と、前記オールパスフィルタ処理後の500ヘルツ以上2キロヘルツ以下の当該右信号及び当該左信号における位相と、の誤差を最小とする前記オールパスフィルタ処理であることを特徴とする立体音響再生装置。
A stereophonic sound reproducing apparatus that provides a sound field space with a sense of presence to a listener by enlarging a plurality of speakers based on a plurality of input acoustic signals,
Signal processing means for performing signal processing for amplifying a right signal indicating an acoustic signal to be heard from the right direction with respect to the listener's listening position and a left signal indicating an acoustic signal to be heard from the left direction from the front of the listening position When,
Output means for outputting the signal-processed right and left signals from a speaker disposed in front of the listening position;
With
The signal processing means is an all-pass filter process that integrally adjusts only the phase of all frequency components in the right signal and the left signal, and the sound image of the right signal amplified from the front speaker is heard. In order to form a sound image of the left signal amplified from the front speaker on the left side of the listener, a delay in a plurality of frequency components to be given to each of the right signal and the left signal is formed. The all-pass filter processing for converting the delay into a phase to be given to each of the right signal and the left signal by multiplying the angular frequency in each of the right signal and the left signal for each of the plurality of frequency components, There row for the right signal and a left signal to be the loudspeaker as signal processing,
Further, the all-pass filter processing is performed when the phase calculated in advance as the phase corresponding to the optimum delay to be given to the right signal and the left signal is not a frequency characteristic that monotonously decreases with respect to the increase of the frequency at all frequencies. A phase corresponding to a delay to be given to the right signal and the left signal that are monotonously decreased with respect to the increase in the frequency at all frequencies and that are a frequency band that is audibly sensitive to 500 Hz to 2 kHz. The stereophonic sound reproducing device , wherein the all-pass filter processing minimizes an error between the right signal and the left signal of 500 to 2 kilohertz after the all-pass filter processing .
請求項1に記載の立体音響再生装置において、
前記出力手段が、前記オールパスフィルタ処理された右信号及び左信号を、前記臨場感のある音場空間を形成する際に主成分となるメイン信号と同一のスピーカから出力させることを特徴とする立体音響再生装置。
The stereophonic sound reproducing device according to claim 1,
The output means causes the all-pass filtered right signal and left signal to be output from the same speaker as a main signal which is a main component when forming the realistic sound field space. Sound playback device.
請求項1又は請求項2に記載の立体音響再生装置において、
前記右信号及び前記左信号は、夫々、前記音場空間をサラウンド音場空間とするための右サラウンド信号及び左サラウンド信号であることを特徴とする立体音響再生装置。
The stereophonic sound reproducing device according to claim 1 or 2,
The three-dimensional sound reproducing apparatus, wherein the right signal and the left signal are a right surround signal and a left surround signal for making the sound field space a surround sound field space, respectively .
請求項1又は請求項に記載の立体音響再生装置において、
前記右信号及び前記左信号は、夫々、前記音場空間をサラウンド音場以外のステレオ音場とするための右ステレオ信号及び左ステレオ信号であることを特徴とする立体音響再生装置。
The stereophonic sound reproducing device according to claim 1 or 2 ,
The right signal and the left signal are a right stereo signal and a left stereo signal for making the sound field space a stereo sound field other than a surround sound field, respectively.
請求項1から請求項の何れか一項に記載の立体音響再生装置に含まれるコンピュータを、前記信号処理手段として機能させることを特徴とする立体音響再生用プログラム A computer program for reproducing stereophonic sound, which causes a computer included in the stereophonic sound reproducing device according to any one of claims 1 to 4 to function as the signal processing means .
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