JP3786337B2

JP3786337B2 - Surround signal processor

Info

Publication number: JP3786337B2
Application number: JP2000014635A
Authority: JP
Inventors: 秀秋山上; 敏之飯田
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2000-01-24
Filing date: 2000-01-24
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2020-01-24
Also published as: JP2001204100A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響信号をスピーカにより再生する際の音像定位装置に係り、特に受聴者を取り囲むサラウンド再生のためのサラウンド信号処理装置に関するもので、例えばフロント用の１対のスピーカによりセンタ及びリア用のサラウンド信号を疑似的に再生して、２個のスピーカで５チャンネルのサラウンドシステムを構築できるようにしたサラウンド信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、受聴者の位置より後方までの音場又は音像定位を得ることができる立体音響の再生を行うには、ステレオ配置の前方２個のスピーカ（フロントスピーカ）とサラウンド用の後方配置のスピーカ（リアスピーカ）１個又は２個の合計最低３個のスピーカが必要であり、また、１系統のサラウンド用信号を用いるサラウンド再生やハイビジョンの３−１方式のようにセンタチャンネルまで再生する場合には、さらにセンタスピーカとして１個又は２個のスピーカが必要で、再生するチャンネル分のアンプとケーブルなどが必要である。
【０００３】
すなわち、サラウンド再生時に必要なスピーカのセッティングとしては、例えば図４（Ａ）に示すように、受聴者ＬＭの前方の左右に位置するＬ及びＲチャンネルのスピーカセットと、後方の左右に位置するＳＬ及びＳＲチャンネルのサラウンド用のリアスピーカセット、又はこれに加えて前方中央部のＣチャンネルのセンタスピーカが必要であった。
【０００４】
ところが、一般家庭においては、前記リアスピーカや前記センタスピーカを配置することはスペース的にも費用的にも困難であり、実際のスピーカセットとしては、図４（Ｂ）に示すように、受聴者ＬＭの前方の左右に位置するＬ及びＲチャンネルのスピーカセットを備えるのみで、その場合、十分なサラウンド効果を得ることはできなくなる。特に、モノラルのサラウンド用信号（１系統のリア用サラウンド信号）を用いるサラウンド再生方式では、受聴者後方での音場を表現することや音像の移動を表現することを特長としていたが、リアスピーカを設置しなければその効果を発揮できなかった。
【０００５】
しかしながら、最近では、前方左右のスピーカのみによる再生によっても、後方のスピーカセットを設けた場合と同様な立体音響効果を得ることができるサラウンド信号処理装置が考えられている。
これは、所定位置の受聴者の前方の２個のスピーカに対して、２チャンネルステレオの本来のＬとＲの各チャンネル信号に加えて、リアチャンネルの信号を変換して得られる音像定位信号を与えたり、あるいは前方に２対のスピーカを設けておき、１対には本来のＬとＲの各チャンネルの信号のみを与えておき、他の１対には上記音像定位信号をそれぞれ与えるものである。かかる音像定位を行うことにより、受聴者後方のリアスピーカが実在しなくても、あたかも後方から音が聞こえるようなサラウンド再生が可能となる。
【０００６】
上記リアチャンネルを変換して所望の音像定位信号を得るためには、実際に配置されている１対のスピーカから受聴者の左右両耳までのそれぞれの空間の伝達特性と、音像を定位させたい後方の２つの所定位置の一方に測定時のみに配置したスピーカから受聴者の左右両耳までのそれぞれの空間の伝達特性とを用いて演算が行われる。すなわち、コンボルバ（畳み込み演算処理回路）などを用いたフィルタ演算が行われる。
【０００７】
この音像定位信号を利用した従来のサラウンド信号処理装置の構成と原理を説明すると、以下の通りである。
図５は、音像定位技術を利用したサラウンド信号処理装置のシステム概説を説明する構成図である。
図５において、２２は、４チャンネルの例として、２チャンネルのステレオ信号Ｌ、Ｒ、ステレオ中央の定位を改善するためのセンタチャンネル信号Ｃ、及びサラウンド立体音響効果を得るためのリアチャンネル信号Ｓを受けて、受聴者ＬＭを取り囲むサラウンド再生を行うために、リアチャンネル信号Ｓとセンタチャンネル信号Ｃとを各々空間の意図した位置に定位させる音像定位信号に変換する、すなわち音像定位処理装置として動作するサラウンド信号処理装置である。
【０００８】
すなわち、サラウンド信号処理装置２２は、ステレオ信号Ｌ、Ｒと音像定位信号とを受聴者ＬＭの前方左右に配置するスピーカＳＰ１、ＳＰ２から再生することにより、本来、必要とする受聴者ＬＭの後方左右に配置するリアスピーカＳＰ３、ＳＰ４、受聴者ＬＭの前方中央部に配置するセンタスピーカＳＰ５、受聴者ＬＭの後方中央に配置するリアスピーカＳＰ６を不要にしてサラウンド立体音響効果を得るものである。
【０００９】
また、図６は、受聴者ＬＭに対して略左右対称で前方に配設された１対のトランスジューサ（実存するフロント用の１対のスピーカＳＰ１，ＳＰ２）から、入力された１系統のリア用サラウンド信号Ｓを再生して、受聴者ＬＭに対して略左右対称の後方２カ所にリア用サラウンド信号を音像定位させるサラウンド信号処理装置を示す構成図である。
【００１０】
すなわち、図６に示すサラウンド信号処理装置は、ドルビーデジタルデコーダ又はサラウンドデコーダＳＤから入力されたリア用サラウンド信号Ｓを振幅調整する振幅調整器１２と、前記振幅調整器１２を介して入力されたリア用サラウンド信号Ｓを処理するフィルタ５と、前記フィルタ５で処理された信号を反転させる反転器１３とを備える音像定位処理手段としてのサラウンド定位処理手段１’を有し、前記フィルタ５で処理された信号及び反転器１３を介した反転信号を、入力されたステレオ信号Ｌ，Ｒ及びセンタチャンネル信号Ｃと加算器８，９により加算して、前記１対のトランスジューサ（実存するフロント用の１対のスピーカＳＰ１，ＳＰ２）から再生するようになされており、ここで、前記フィルタ５の伝達特性を、
（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ）
（ただし、Ｓは１対のトランスジューサから受聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ａは１対のトランスジューサから受聴者の反対側の耳までの伝達特性、Ｆは音像を定位させたい位置から受聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ｋは音像を定位させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達特性）と設定している。
【００１１】
また、図７は、受聴者ＬＭに対して略左右対称で前方に配設された１対のトランスジューサ（実存するフロント用の１対のスピーカＳＰ１，ＳＰ２）から、２系統のリア用サラウンド信号ＳＬ，ＳＲを再生して、受聴者に対して略左右対称の後方２カ所にリア用サラウンド信号を音像定位させるサラウンド信号処理装置を示す構成図である。
【００１２】
すなわち、図７に示すサラウンド信号処理装置は、サラウンドデコーダＳＤから振幅調整器１２を介して入力されたモノラル１系統のリア用サラウンド信号Ｓから無相関な第１及び第２の信号ＳＬ，ＳＲを生成する付加信号処理手段ＯＰを備えるとともに、前記第１及び第２の信号から和信号と差信号とを生成する加算器２及び差分器３と、前記和信号を処理する第１のフィルタ４と、前記差信号を処理する第２のフィルタ５と、前記第１及び第２のフィルタ４，５で処理された信号から和信号と差信号とを生成する加算器６及び差分器７とを備えるサラウンド定位処理手段１を有し、前記加算器６及び差分器７からの信号を、入力されたステレオ信号Ｌ，Ｒ及びセンタチャンネル信号Ｃとそれぞれ振幅調整器１２Ａ〜１２Ｅを介して加算器８，９により加算して、前記１対のトランスジューサ（実存するフロント用の１対のスピーカＳＰ１，ＳＰ２）から再生するようになされており、ここで、前記第１及び第２のフィルタ４，５の伝達特性Ｐ，Ｎを、
Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／（Ｓ＋Ａ）
Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ）
（ただし、Ｓは１対のトランスジューサから受聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ａは１対のトランスジューサから受聴者の反対側の耳までの伝達特性、Ｆは音像を定位させたい位置から受聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ｋは音像を定位させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達特性）と設定している。
【００１３】
さらに、図８は、前述した図７の構成と同様に、受聴者ＬＭに対して略左右対称で前方に配設された１対のトランスジューサ（実存するフロント用の１対のスピーカＳＰ１，ＳＰ２）から、２系統のリア用サラウンド信号ＳＬ，ＳＲを再生して、受聴者に対して略左右対称の後方２カ所にリア用サラウンド信号を音像定位させるサラウンド信号処理装置を示す構成図である。
【００１４】
この図８に示すサラウンド信号処理装置は、図７に示す構成と異なる点は、ドルビーサラウンドデコーダＳＤから入力されるステレオ２系統のサラウンド信号ＳＬ，ＳＲを、サラウンド定位処理手段１により音像定位処理するようになされ、また、メモリを内蔵するＣＰＵ１４を備え、内蔵メモリに各音像定位位置に音像定位させるためのフィルタ用係数群を記録してＣＰＵにより制御するようになされている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ドルビーサラウンドではプロロジックデコーダで４チャンネル（Ｌ、Ｃ、Ｒ、Ｓ）の分離をすることができる。したがって、サラウンド信号は常にモノラルである。ドルビーデジタルではＢＳＩ(Bit Stream Information：ビット・ストリーム・インフォメーション)のａｃｍｏｄ(Audio Coding Mode：オーディオ・コーディング・モード)に、下表に示すようなソースのチャンネル情報が格納されている。それにより、サラウンド信号がモノラルかステレオであるかを判別できる。
【００１６】
【表１】

【００１７】
例えばａｃｍｏｄが‘１００’又は‘１０１’、すなわちサラウンド信号がモノラル１系統のサラウンド信号Ｓの場合、又はプロロジックデコードによりモノラル１系統のサラウンド信号Ｓが得られたときは、図６あるいは図７に示す構成により、前方１対のトランスジューサで後方２カ所にサラウンド信号の音像定位が得られる。
【００１８】
他方、ａｃｍｏｄが‘１１０’又は‘１１１’、すなわちサラウンド信号がステレオ２系統のサラウンド信号ＳＬ、ＳＲの場合、図８に示す構成により、前方１対のトランスジューサで後方２カ所にサラウンド信号の音像定位が得られる。このように、入力リアサラウンド信号がモノラルかステレオかによってサラウンド定位処理手段を切り替えなければならなかった。
【００１９】
そこで、本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、入力リアサラウンド信号がモノラル又はステレオであっても、１つのサラウンド定位処理手段によって前方１対のトランスジューサで後方２カ所にサラウンド信号の音像定位が得られるサラウンド信号処理装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明に係るサラウンド信号処理装置は、受聴者に対して略左右対称で前方に配設された１対のトランスジューサから、入力された１系統又は２系統のリア用サラウンド信号を再生して、受聴者に対して略左右対称の後方２カ所にリア用サラウンド信号を音像定位させるサラウンド信号処理装置であって、
前記２系統のリア用サラウンド信号の相関性を検出する相関性検出手段を含み、前記１系統のリア用サラウンド信号が入力される場合には当該リア用サラウンド信号及び当該リア用サラウンド信号を位相シフトさせたリア用サラウンド信号を出力し、前記２系統のリア用サラウンド信号が入力された場合には、前記相関性検出手段による相関性検出を実行し、相関性検出結果が無相関のとき当該２系統のサラウンド信号を出力し、前記相関性検出結果が有相関のとき前記２系統のリア用サラウンド信号のいずれか一方のリア用サラウンド信号及び前記一方のリア用サラウンド信号を位相シフトさせたリア用サラウンド信号を出力するように切り替える付加信号処理手段を備えるとともに、
前記付加信号処理手段から得られた２つの信号から和信号と差信号を生成する手段と、
前記和信号を処理する第１のフィルタと、
前記差信号を処理する第２のフィルタと、
前記第１及び第２のフィルタで処理された信号から和信号と差信号とを生成して前記１対のスピーカから再生させる手段と
からなるサラウンド定位処理手段を備え、
前記第１及び第２のフィルタの伝達特性Ｐ，Ｎを、
Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／（Ｓ＋Ａ）
Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ）
（ただし、Ｓは１対のスピーカから受聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ａは１対のスピーカから受聴者の反対側の耳までの伝達特性、Ｆは音像を定位させたい位置から受聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ｋは音像を定位させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達特性）と設定したものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るサラウンド信号処理装置を示す構成図である。
図１に示す実施の形態１に係るサラウンド信号処理装置において、図６ないし図８に示す従来例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
図１に示す構成において、新たな符号として、１５と１６は、付加信号処理手段ＯＰに設けられた位相シフト回路と切替器を示す。
この図１に示すサラウンド信号処理装置においては、サラウンド定位処理手段１の入力部としての付加信号処理手段ＯＰに位相シフト回路１５と切替器１６を設けて、メモリを内蔵するＣＰＵ１４からの制御により、サラウンド定位処理手段１へのサラウンド入力を、無相関な２つの信号（１系統のサラウンド信号Ｓと位相シフト回路１５を介したサラウンド信号Ｓ）又はステレオ（２系統のサラウンド信号ＳＬ，ＳＲ）にすることにより、入力リアサラウンド信号がモノラル又はステレオであっても、１つのサラウンド定位処理手段１によって前方１対のトランスジューサ（実存するフロント用の１対のスピーカＳＰ１，ＳＰ２）で後方２カ所にサラウンド信号の音像定位が得られるようにしている。
【００２３】
ここで、ドルビーデジタルデコーダ又はサラウンドデコーダＳＤの出力端子からは、モノラル（１系統のサラウンド信号Ｓと０）又はステレオ（２系統のサラウンド信号ＳＬ，ＳＲ）が出力されるようになされており、ＣＰＵ１４による切替器１６の切替制御により、モノラルの場合には、１系統のサラウンド信号Ｓと位相シフト回路１５を介して位相シフトされたサラウンド信号Ｓとがサラウンド定位処理手段１に入力され、ステレオの場合には、２系統のサラウンド信号、つまりＳＬとＳＲ信号とがサラウンド定位処理手段１に入力されるようになされている。
【００２４】
また、サラウンド定位処理手段１としては、図７及び図８と同様な、加算器２及び差分器３と、加算器２の出力を処理する第１のフィルタ４と、差分器３の出力を処理する第２のフィルタ５と、前記第１及び第２のフィルタ４，５で処理された信号から和信号と差信号とを生成する加算器６及び差分器７とを備え、第１及び第２のフィルタ４，５の伝達特性Ｐ，Ｎを、
Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／（Ｓ＋Ａ）
Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ）
（ただし、Ｓは１対のトランスジューサから受聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ａは１対のトランスジューサから受聴者の反対側の耳までの伝達特性、Ｆは音像を定位させたい位置から受聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ｋは音像を定位させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達特性）と設定している。
【００２５】
そして、前記加算器６及び差分器７からの信号を、入力されたステレオ信号Ｌ，Ｒ及びセンタチャンネル信号Ｃと加算器８，９により加算して、１対のトランスジューサ（実存するフロント用の１対のスピーカＳＰ１，ＳＰ２）から再生するようになされている。
【００２６】
したがって、実施の形態１によれば、入力リアサラウンド信号がモノラル又はステレオであっても、１つのサラウンド定位処理手段１によって前方１対のトランスジューサで後方２カ所にサラウンド信号の音像定位が得られ、極めて簡易な構成で信号処理することにより、リアサラウンド信号がモノラルであっても１対のトランスジューサからの音響信号でその設置位置とは異なる位置にサラウンド信号を音像定位させることができる。そのため、フロント用の１対のスピーカによりリア用の１対のスピーカから再生されるサラウンド信号を疑似的に再生して、２個のスピーカで５チャンネルのサラウンドシステムを構築する場合でも、ハードウェア規模が小さく安価にできる。
【００２７】
＜実施の形態２＞
しかしながら、上述した実施の形態１によっても、解決できない問題がもう１つある。
すなわち、前述したａｃｍｏｄで、‘１１０’又は‘１１１’、すなわちサラウンドステレオと定義してあっても、実際には、リア用サラウンド信号ＳＬ，ＳＲが同一のデュアルモノラル信号である場合がある。その場合、図１の差分器３で音声信号が０となってしまい、そのまま後方の左右２カ所に音像定位させようとしても、無定位あるいは頭内定位してしまう。実施の形態２は、このような課題を解決するものである。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態２に係るサラウンド信号処理装置を示す構成図である。
図２に示す実施の形態２に係るサラウンド信号処理装置において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
図２に示す構成において、新たな符号として、１７は、付加信号処理手段ＯＰにさらに備えられた相関性検出器を示し、入力された２系統のリア用サラウンド信号ＳＬ，ＳＲの相関性を検出し、相関性の検出結果に応じて切替器１６を切り替え制御してサラウンド定位処理手段１への入力をステレオ信号又はデュアルモノラル信号に切り替えるようになされている。
【００２９】
すなわち、図２に示す実施の形態２に係るサラウンド信号処理装置においては、ａｃｍｏｄによってリア用サラウンド信号ＳＬ，ＳＲがステレオであると判断されても、相関性検出器１７により、リア用サラウンド信号ＳＬ，ＳＲ信号の相関性をチェックし、両信号がステレオ（相関性がない）又はデュアルモノラル（相関性がある）かを判別し、デュアルモノラルであった場合は、サラウンド定位処理手段１への入力をモノラルに切り替える。これにより、前方１対のトランスジューサで後方２カ所にサラウンド信号の音像定位を得ることができる。
【００３０】
図３は、前記相関性検出器１７の構成を示すブロック図である。
相関性検出器１７としては、図３に示すように、リア用サラウンド信号ＳＬとＳＲの差分を得る差分器１８と、その差分出力の絶対値を得る絶対値出力器（ＡＢＳ）１９と、振幅調整器２０ａないし２０ｃ、遅延器２０ｄ，２０ｅおよび加算器２０ｆを有する低域通過フィルタ２０と、比較器（ＣＯＭＰ）２１とで構成され、低域通過フィルタ２０の出力がしきい値を超えた場合に相関性がないと判断できる。低域通過フィルタ２０のカットオフ周波数は５Ｈｚ程度のものでよい。
【００３１】
したがって、実施の形態２によれば、リア用サラウンド信号ＳＬ，ＳＲが相関性のある同一のデュアルモノラル信号である場合であっても、無相関な信号としてサラウンド定位処理手段１へ入力し、無定位あるいは頭内定位してしまうことがないように処理できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のサラウンド信号処理装置によれば、極めて簡易な構成で信号処理することにより、入力リアサラウンド信号がモノラル又はステレオであっても、１つのサラウンド定位処理手段１によって前方１対のトランスジューサで後方２カ所にサラウンド信号の音像定位が得られる。
【００３３】
また、リア用サラウンド信号ＳＬ，ＳＲが同一のデュアルモノラル信号である場合であっても、無定位あるいは頭内定位してしまうことがないように処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るサラウンド信号処理装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るサラウンド信号処理装置を示す構成図である。
【図３】図２に示す相関性検出器１７の構成を示すブロック図である。
【図４】従来例のサラウンド信号再生時のスピーカセッティング及び実際の一般家庭におけるスピーカセッティングの説明図である。
【図５】音像定位技術を利用した従来例に係るサラウンド信号処理装置のシステム概説を説明する構成図である。
【図６】他の従来例に係るサラウンド信号処理装置を示す構成図である。
【図７】さらに他の従来例に係るサラウンド信号処理装置を説明する構成図で、モノラル１系統のリア用サラウンド信号Ｓをサラウンド定位処理手段により音像定位処理するための構成図である。
【図８】さらに他の従来例に係るサラウンド信号処理装置を説明する構成図で、ステレオ２系統のサラウンド信号ＳＬ，ＳＲをサラウンド定位処理手段により音像定位処理するための構成図である。
【符号の説明】
１、１’ 音像定位処理手段（サラウンド定位処理手段）
２、６、８、９加算器
３、７差分器
４第１のフィルタ（伝達特性Ｐ）
５第２のフィルタ（伝達特性Ｎ）
１４ＣＰＵ
１５位相シフト回路
１６切替器
１７相関性検出器
ＬＭ受聴者（視聴者）
ＳＰ１、ＳＰ２１対のスピーカ（トランスジューサ）
ＳＤドルビーデジタルデコーダ又はサラウンドデコーダ
ＯＰ付加信号処理手段
Ｌ、Ｒフロント用のステレオ信号
Ｃセンタ用信号
Ｓ１系統のリア用サラウンド信号
ＳＬ、ＳＲリア用のステレオ信号（サラウンド信号）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sound image localization apparatus for reproducing an acoustic signal by a speaker, and more particularly to a surround signal processing apparatus for surround reproduction that surrounds a listener. For example, the present invention relates to a center and rear speaker by a pair of front speakers. It is related with the surround signal processing apparatus which can reproduce | regenerate this surround signal and can construct | assemble the 5-channel surround system with two speakers.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to reproduce stereophonic sound that can obtain a sound field or sound image localization from the listener's position to the rear, two stereo speakers in front (front speakers) and a rear speaker for surround ( (Rear speaker) A minimum of three speakers, one or two, is required. When playing back to the center channel, such as surround playback using a single surround signal or high-definition 3-1. Furthermore, one or two speakers are required as center speakers, and amplifiers and cables for the channels to be reproduced are required.
[0003]
That is, as speaker settings required for surround playback, for example, as shown in FIG. 4A, the left and right channel speaker sets positioned in front of the listener LM, and the left and right SL sets. And a rear speaker set for surround of the SR channel, or in addition to this, a center speaker of the C channel at the front center.
[0004]
However, in a general home, it is difficult to arrange the rear speaker and the center speaker in terms of space and cost. As shown in FIG. 4B, an actual speaker set is a listener. Only the L and R channel speaker sets positioned on the left and right in front of the LM are provided, and in that case, a sufficient surround effect cannot be obtained. In particular, the surround playback method using a monaural surround signal (one rear surround signal) was characterized by expressing the sound field behind the listener and expressing the movement of the sound image. If it was not installed, the effect could not be demonstrated.
[0005]
However, recently, a surround signal processing apparatus that can obtain the same stereophonic effect as that obtained when a rear speaker set is provided even by reproduction using only front left and right speakers has been considered.
This is because the sound image localization signal obtained by converting the rear channel signal in addition to the original L and R channel signals of the two-channel stereo to the two speakers in front of the listener at a predetermined position. Or two pairs of speakers are provided in front of each other, only one of the original L and R channel signals is given to one pair, and the above sound image localization signal is given to the other pair. is there. By performing such sound image localization, it is possible to perform surround reproduction so that sound can be heard from behind even if there is no rear speaker behind the listener.
[0006]
In order to obtain the desired sound image localization signal by converting the rear channel, it is desired to localize the transfer characteristics and sound image of each space from the pair of speakers that are actually arranged to the left and right ears of the listener The calculation is performed using the transmission characteristics of the respective spaces from the speaker arranged at one of the two rear predetermined positions only at the time of measurement to the left and right ears of the listener. That is, a filter operation using a convolver (convolution operation processing circuit) or the like is performed.
[0007]
The configuration and principle of a conventional surround signal processing apparatus using the sound image localization signal will be described as follows.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an outline of a system of a surround signal processing apparatus using a sound image localization technique.
In FIG. 5, reference numeral 22 denotes, as an example of four channels, a two-channel stereo signals L and R, a center channel signal C for improving stereo localization, and a rear channel signal S for obtaining a surround stereophonic effect. Then, in order to perform surround reproduction surrounding the listener LM, the rear channel signal S and the center channel signal C are converted into sound image localization signals that localize to the intended positions in the space, that is, operate as a sound image localization processing device. Surround signal processing device.
[0008]
That is, the surround signal processing device 22 reproduces the stereo signals L and R and the sound image localization signal from the speakers SP1 and SP2 disposed on the front left and right of the listener LM, thereby the right and left behind the listener LM originally required. The rear speakers SP3 and SP4 arranged at the center, the center speaker SP5 arranged at the front center of the listener LM, and the rear speaker SP6 arranged at the rear center of the listener LM are not required, and a surround stereophonic sound effect is obtained.
[0009]
Further, FIG. 6 shows a rear system of one system inputted from a pair of transducers (a pair of existing speakers SP1 and SP2 for an existing front) disposed substantially in front of the listener LM. It is a block diagram which shows the surround signal processing apparatus which reproduces | regenerates the surround signal S, and sound-localizes a rear surround signal in two back positions substantially symmetrical with respect to the listener LM.
[0010]
That is, the surround signal processing apparatus shown in FIG. 6 has an amplitude adjuster 12 for adjusting the amplitude of the rear surround signal S input from the Dolby digital decoder or the surround decoder SD, and a rear input via the amplitude adjuster 12. A surround localization processing means 1 ′ as a sound image localization processing means including a filter 5 for processing the surround signal S for processing and an inverter 13 for inverting the signal processed by the filter 5, and is processed by the filter 5. And the added stereo signals L and R and the center channel signal C and the

adders

8 and 9 are added to the pair of transducers (the existing front pair). From the speakers SP1 and SP2), where the transfer characteristic of the filter 5 is
(F-K) / (SA)
(However, S is a transmission characteristic from a pair of transducers to the ear on the same side of the listener, A is a transmission characteristic from a pair of transducers to the ear on the other side of the listener, and F is a position from which the sound image is to be localized. The transmission characteristic to the ear on the same side of the listener, K is set as the transmission characteristic from the position where the sound image is to be localized to the ear on the opposite side of the listener.
[0011]
Further, FIG. 7 shows two rear surround signals SL from a pair of transducers (a pair of existing front speakers SP1 and SP2) disposed in front of the listener LM in a substantially symmetrical manner. , SR, and a surround signal processing device that localizes the rear surround signal at two positions that are substantially symmetrical with respect to the listener and rearrange the sound image.
[0012]
That is, the surround signal processing apparatus shown in FIG. 7 generates uncorrelated first and second signals SL and SR from the monaural rear surround signal S input from the surround decoder SD via the amplitude adjuster 12. An adder 2 and a subtractor 3 for generating a sum signal and a difference signal from the first and second signals, and a first filter 4 for processing the sum signal. A second filter 5 for processing the difference signal, and an adder 6 and a differentiator 7 for generating a sum signal and a difference signal from the signals processed by the first and

second filters

4 and 5. Surround localization processing means 1 is provided, and signals from the adder 6 and the differencer 7 are added to the input stereo signals L and R and the center channel signal C through amplitude adjusters 12A to 12E, respectively. , 9 to reproduce from the pair of transducers (the existing pair of speakers SP1, SP2 for the front), where the first and

second filters

4, 5 Transfer characteristics P and N
P = (F + K) / (S + A)
N = (F−K) / (S−A)
(However, S is a transmission characteristic from a pair of transducers to the ear on the same side of the listener, A is a transmission characteristic from a pair of transducers to the ear on the other side of the listener, and F is a position from which the sound image is to be localized. The transmission characteristic to the ear on the same side of the listener, K is set as the transmission characteristic from the position where the sound image is to be localized to the ear on the opposite side of the listener.
[0013]
Further, FIG. 8 shows a pair of transducers (a pair of existing speakers SP1 and SP2 for an existing front) disposed in front of the listener LM in a substantially bilaterally symmetric manner, similarly to the configuration of FIG. 7 described above. FIG. 2 is a block diagram showing a surround signal processing apparatus for reproducing two rear surround signals SL and SR and localizing a rear surround signal at two positions that are substantially symmetrical with respect to a listener at two rear positions.
[0014]
The surround signal processing apparatus shown in FIG. 8 is different from the configuration shown in FIG. 7 in that the sound localization processing is performed by the surround localization processing means 1 on the two stereo surround signals SL and SR input from the Dolby surround decoder SD. In addition, a CPU 14 having a built-in memory is provided, and a filter coefficient group for localizing a sound image at each sound image localization position is recorded in the built-in memory and controlled by the CPU.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in Dolby Surround, four channels (L, C, R, and S) can be separated by a prologic decoder. Therefore, the surround signal is always monaural. In Dolby Digital, source channel information as shown in the following table is stored in acmod (Audio Coding Mode) of BSI (Bit Stream Information). Thereby, it can be determined whether the surround signal is monaural or stereo.
[0016]
[Table 1]

[0017]
For example, when acmod is '100' or '101', that is, when the surround signal is a monaural surround signal S, or when a monaural surround signal S is obtained by prologic decoding, FIG. 6 or FIG. With the configuration shown, the sound image localization of the surround signal can be obtained at two rear positions by a pair of front transducers.
[0018]
On the other hand, when acmod is '110' or '111', that is, the surround signals are two stereo surround signals SL and SR, the sound image localization of the surround signals at two rear positions by a pair of front transducers by the configuration shown in FIG. Is obtained. Thus, the surround localization processing means must be switched depending on whether the input rear surround signal is monaural or stereo.
[0019]
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and even if the input rear surround signal is monaural or stereo, the sound signal of the surround signal is located at two rear positions with a pair of front transducers by one surround localization processing means. It is an object of the present invention to provide a surround signal processing apparatus capable of obtaining localization.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a surround signal processing apparatus according to the present invention is provided with one or two rear systems that are input from a pair of transducers arranged in front of the listener substantially symmetrically to the listener. A surround signal processing device that reproduces a surround signal for sound and localizes a rear surround signal at two positions that are substantially symmetrical with respect to a listener,
Correlation detecting means for detecting the correlation between the two rear surround signals, and when the one rear surround signal is input, the rear surround signal and the rear surround signal are phase shifted. When the rear surround signal is output, and the two rear surround signals are input , correlation detection is performed by the correlation detection means, and when the correlation detection result is uncorrelated, the 2 A rear surround signal that outputs a system surround signal and phase-shifts one of the rear surround signals of the two rear surround signals and the one rear surround signal when the correlation detection result is correlated. With additional signal processing means for switching to output a surround signal ,
Means for generating a sum signal and a difference signal from two signals obtained from the additional signal processing means;
A first filter for processing the sum signal;
A second filter for processing the difference signal;
Surround localization processing means comprising: means for generating a sum signal and a difference signal from the signals processed by the first and second filters and reproducing them from the pair of speakers;
Transfer characteristics P and N of the first and second filters are
P = (F + K) / (S + A)
N = (F−K) / (S−A)
(However, S is a transfer characteristic from a pair of speakers to the ear on the same side of the listener, A is a transfer characteristic from a pair of speakers to the ear on the opposite side of the listener, and F is a position from which a sound image is to be localized. The transmission characteristic to the ear on the same side of the listener, K is set as the transmission characteristic from the position where the sound image is to be localized to the ear on the opposite side of the listener.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram showing a surround signal processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In the surround signal processing apparatus according to Embodiment 1 shown in FIG. 1, the same parts as those in the conventional example shown in FIGS.
In the configuration shown in FIG. 1,

reference numerals

15 and 16 denote new phase shift circuits and switches provided in the additional signal processing means OP.
In the surround signal processing apparatus shown in FIG. 1, a phase shift circuit 15 and a switch 16 are provided in the additional signal processing means OP as an input unit of the surround localization processing means 1, and the control from the CPU 14 incorporating the memory allows Surround input to the surround localization processing means 1 is two uncorrelated signals (one surround signal S and a surround signal S via the phase shift circuit 15) or stereo (two surround signals SL and SR). Thus, even if the input rear surround signal is monaural or stereo, the surround signal is sent to the rear two places by one surround localization processing means 1 with a pair of front transducers (a pair of existing speakers SP1 and SP2 for existing front). Sound image localization is obtained.
[0023]
Here, monaural (one surround signal S and 0) or stereo (two surround signals SL and SR) is output from the output terminal of the Dolby digital decoder or surround decoder SD, and the CPU 14 In the case of monaural signals, the surround signal S of one system and the surround signal S phase-shifted via the phase shift circuit 15 are input to the surround localization processing means 1 in the case of monaural. The two surround signals, that is, the SL and SR signals are input to the surround localization processing means 1.
[0024]
Further, the surround localization processing means 1 processes the adder 2 and the differencer 3, the first filter 4 for processing the output of the adder 2, and the output of the differencer 3 as in FIGS. And a second adder 6 and a differentiator 7 for generating a sum signal and a difference signal from the signals processed by the first and

second filters

4 and 5, respectively. The transfer characteristics P and N of the

filters

4 and 5
P = (F + K) / (S + A)
N = (F−K) / (S−A)
(However, S is a transmission characteristic from a pair of transducers to the ear on the same side of the listener, A is a transmission characteristic from a pair of transducers to the ear on the other side of the listener, and F is a position from which the sound image is to be localized. The transmission characteristic to the ear on the same side of the listener, K is set as the transmission characteristic from the position where the sound image is to be localized to the ear on the opposite side of the listener.
[0025]
Then, the signals from the adder 6 and the differentiator 7 are added by the input stereo signals L and R and the center channel signal C and the

adders

8 and 9, and a pair of transducers (existing front ones) are added. Playback is performed from a pair of speakers SP1, SP2).
[0026]
Therefore, according to the first embodiment, even if the input rear surround signal is monaural or stereo, the sound image localization of the surround signal can be obtained at the two rear positions by the one pair of front transducers by one surround localization processing means 1, By performing signal processing with an extremely simple configuration, even if the rear surround signal is monaural, the sound signal from a pair of transducers can be localized at a position different from the installation position. Therefore, even when a surround signal reproduced from a pair of rear speakers is simulated by a pair of front speakers and a five-channel surround system is constructed with two speakers, the hardware scale is increased. Is small and inexpensive.
[0027]
<Embodiment 2>
However, there is another problem that cannot be solved even by the first embodiment.
That is, even if it is defined as “110” or “111”, that is, surround stereo in the above-described acmod, the rear surround signals SL and SR may actually be the same dual monaural signal. In that case, the audio signal becomes 0 by the subtractor 3 in FIG. 1, and if the sound image is localized at the two left and right positions as it is, localization is performed or localization is performed in the head. Embodiment 2 solves such a problem.
[0028]
FIG. 2 is a block diagram showing a surround signal processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
In the surround signal processing apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 2, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG.
In the configuration shown in FIG. 2, reference numeral 17 denotes a correlation detector further provided in the additional signal processing means OP as a new code, and detects the correlation between the two rear surround signals SL and SR inputted. The switch 16 is switched according to the correlation detection result to switch the input to the surround localization processing means 1 to a stereo signal or a dual monaural signal.
[0029]
That is, in the surround signal processing apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 2, even if it is determined by acmod that the rear surround signals SL and SR are stereo, the correlation detector 17 performs the rear surround signal SL. , SR signal correlation is checked to determine whether both signals are stereo (no correlation) or dual monaural (correlation). If the signal is dual monaural, input to surround localization processing means 1 Switch to monaural. As a result, the sound image localization of the surround signal can be obtained at the two rear positions by the pair of front transducers.
[0030]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the correlation detector 17.
As shown in FIG. 3, the correlation detector 17 includes a differencer 18 for obtaining a difference between the rear surround signals SL and SR, an absolute value output unit (ABS) 19 for obtaining an absolute value of the difference output, and an amplitude. A low-pass filter 20 having adjusters 20a to 20c,

delay units

20d and 20e, and an adder 20f, and a comparator (COMP) 21, and the output of the low-pass filter 20 exceeds a threshold value It can be determined that there is no correlation. The cut-off frequency of the low-pass filter 20 may be about 5 Hz.
[0031]
Therefore, according to the second embodiment, even if the rear surround signals SL and SR are the same correlated dual monaural signals, they are input to the surround localization processing means 1 as uncorrelated signals and Processing can be performed so that localization or in-head localization does not occur.
[0032]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the surround signal processing apparatus of the present invention, by performing signal processing with a very simple configuration, even if the input rear surround signal is monaural or stereo, the single surround localization processing means 1 The sound image localization of the surround signal can be obtained at two rear positions by a pair of front transducers.
[0033]
Further, even if the rear surround signals SL and SR are the same dual monaural signal, the rear surround signals SL and SR can be processed so as not to be localized or to be localized in the head.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a surround signal processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a surround signal processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
3 is a block diagram showing a configuration of a correlation detector 17 shown in FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of speaker setting at the time of reproducing a surround signal of a conventional example and speaker setting in an actual general home.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a system overview of a surround signal processing apparatus according to a conventional example using a sound image localization technique.
FIG. 6 is a block diagram showing a surround signal processing apparatus according to another conventional example.
FIG. 7 is a block diagram for explaining a surround signal processing apparatus according to still another conventional example, and is a block diagram for performing sound image localization processing on a monaural single rear surround signal S by surround localization processing means.
FIG. 8 is a block diagram for explaining a surround signal processing apparatus according to still another conventional example, and is a block diagram for performing sound image localization processing of surround signals SL and SR of two stereo systems by surround localization processing means.
[Explanation of symbols]
1, 1 'sound image localization processing means (surround localization processing means)
2, 6, 8, 9 Adder 3, 7 Differentiator 4 First filter (transfer characteristic P)
5 Second filter (transfer characteristic N)
14 CPU
15 phase shift circuit 16 switch 17 correlation detector LM listener (viewer)
SP1, SP2 A pair of speakers (transducers)
SD Dolby digital decoder or surround decoder OP Additional signal processing means L, R Stereo signal for front C Signal for center S Surround signal for rear SL, SR Stereo signal for rear (surround signal)

Claims

One or two rear surround signals that are input are reproduced from a pair of transducers arranged in front of the listener in a substantially bilaterally symmetrical manner with respect to the listener. A surround signal processing device for localizing a rear surround signal at a location,
Correlation detecting means for detecting the correlation between the two rear surround signals, and when the one rear surround signal is input, the rear surround signal and the rear surround signal are phase shifted. When the rear surround signal is output, and the two rear surround signals are input , correlation detection is performed by the correlation detection means, and when the correlation detection result is uncorrelated, the 2 A rear surround signal that outputs a system surround signal and phase-shifts one of the rear surround signals of the two rear surround signals and the one rear surround signal when the correlation detection result is correlated. With additional signal processing means for switching to output a surround signal ,
Means for generating a sum signal and a difference signal from two signals obtained from the additional signal processing means;
A first filter for processing the sum signal;
A second filter for processing the difference signal;
Surround localization processing means comprising: means for generating a sum signal and a difference signal from the signals processed by the first and second filters and reproducing them from the pair of speakers;
Transfer characteristics P and N of the first and second filters are
P = (F + K) / (S + A)
N = (F−K) / (S−A)
(However, S is a transfer characteristic from a pair of speakers to the ear on the same side of the listener, A is a transfer characteristic from a pair of speakers to the ear on the opposite side of the listener, and F is a position from which a sound image is to be localized. A surround signal processing apparatus set as a transmission characteristic to the ear on the same side of the listener, and K is a transmission characteristic from the position where the sound image is to be localized to the ear on the opposite side of the listener.