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JP4677587B2 - Apparatus and method for controlling sense of distance in auditory reproduction - Google Patents
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JP4677587B2 - Apparatus and method for controlling sense of distance in auditory reproduction - Google Patents

Apparatus and method for controlling sense of distance in auditory reproduction

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JP4677587B2 JP2005267714A JP2005267714A JP4677587B2 JP 4677587 B2 JP4677587 B2 JP 4677587B2 JP 2005267714 A JP2005267714 A JP 2005267714A JP 2005267714 A JP2005267714 A JP 2005267714A JP 4677587 B2 JP4677587 B2 JP 4677587B2
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Description

この発明は、オーディオ信号を音として再生する際に再生音の聴感上の距離感を制御する技術に関する。   The present invention relates to a technology for controlling a sense of distance in the sense of hearing of a reproduced sound when reproducing an audio signal as a sound.

音響再生において聴取者に与える距離感、すなわち、聴取者が再生音から感じる音源までの距離を制御するための技術が各種提案されている。例えば特許文献1は、直接音成分に対して反射音成分の付加されたオーディオ信号を反射音付加回路により生成し、その際の直接音成分と反射音成分とのレベル比および時間間隔を調整することにより聴取者に与える距離感を制御する技術を提案している。また、特許文献2は、直接音用および間接音用の2系統の音響再生系を設け、各音響再生系から再生する直接音と間接音のレベル比を調整することにより聴取者に与える距離感を制御する技術を提案している。
特開平6−315200号公報 特開平9−121400号公報
Various techniques have been proposed for controlling the sense of distance given to the listener in sound reproduction, that is, the distance from the reproduced sound to the sound source that the listener feels. For example, in Patent Document 1, an audio signal in which a reflected sound component is added to a direct sound component is generated by a reflected sound adding circuit, and the level ratio and time interval between the direct sound component and the reflected sound component at that time are adjusted. We have proposed a technology that controls the sense of distance given to the listener. Further, Patent Document 2 provides two sound reproduction systems for direct sound and indirect sound, and a sense of distance given to the listener by adjusting the level ratio of direct sound and indirect sound reproduced from each sound reproduction system. The technology to control
JP-A-6-315200 JP-A-9-121400

ところで、上述したように、直接音と反射音または間接音のレベル比の調整により距離感の制御を行うためには、直接音と反射音または間接音の信号が分離された状態で得られなければならない。上述した特許文献1および2の技術は、いずれも音源から得られる直接音の信号に対して所定の信号処理を施すことにより反射音または間接音の信号を生成しているため、このような直接音と反射音または間接音のレベル比の調整を行うことができる。しかし、距離感制御に関しては、残響音場において採取されるような直接音成分と残響音成分とが混ざり合ったオーディオ信号について、それが再生されたときに聴取者に与える距離感を自在に制御したい、という要求もある。このような要求に応える技術は従来提供されていなかった。   By the way, as described above, in order to control the sense of distance by adjusting the level ratio of the direct sound and the reflected sound or the indirect sound, the direct sound and the reflected sound or the indirect sound signal must be obtained in a separated state. I must. Since the techniques of Patent Documents 1 and 2 described above both generate a reflected sound signal or an indirect sound signal by performing predetermined signal processing on a direct sound signal obtained from a sound source. The level ratio between sound and reflected sound or indirect sound can be adjusted. However, with regard to sense of distance control, it is possible to freely control the sense of distance given to the listener when the audio signal is mixed with direct sound components and reverberation sound components collected in a reverberant sound field. There is also a demand to do it. A technology that meets such a demand has not been provided.

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、直接音成分と残響音成分を含む既得のオーディオ信号を加工し、その再生時に聴取者に与える距離感を制御することができる技術的手段を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the circumstances described above, and is a technique that can process an already-obtained audio signal including a direct sound component and a reverberation sound component and control a sense of distance given to a listener at the time of reproduction. The purpose is to provide an effective means.

この発明は、複数チャネルのオーディオ信号から各チャネルのオーディオ信号の共通ベクトルを抽出するとともに、各チャネルのオーディオ信号の各ベクトルと前記共通ベクトルとの差ベクトルを各々抽出する抽出手段と、前記抽出手段により得られた共通ベクトル分と差ベクトルとを指定された比率で合成して複数チャネルのオーディオ信号を生成する合成手段とを具備することを特徴とする距離感制御装置を提供する。
かかる距離感制御装置によれば、直接音成分と残響音成分を含む既得のオーディオ信号から、直接音成分に近い共通ベクトルと残響音成分に近い差ベクトルが抽出され、それらが指定された比率で合成され、複数チャネルのオーディオ信号が得られる。その際、共通ベクトルと差ベクトルの比率を適切に調整し、複数チャネルのオーディオ信号の再生により聴取者に与えられる距離感を制御することができる。
The present invention extracts an extraction means for extracting a common vector of an audio signal of each channel from a plurality of channels of an audio signal, and extracting a difference vector between each vector of the audio signal of each channel and the common vector, and the extraction means And a synthesizing unit that generates a multi-channel audio signal by synthesizing the common vector and the difference vector obtained by the above in a specified ratio.
According to such a sense of distance control device, a common vector close to the direct sound component and a difference vector close to the reverberant sound component are extracted from the obtained audio signal including the direct sound component and the reverberant sound component, and these are expressed at a specified ratio. A multi-channel audio signal is obtained by synthesizing. At this time, the ratio of the common vector and the difference vector can be appropriately adjusted to control the sense of distance given to the listener by reproducing the audio signals of a plurality of channels.

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
図1はこの発明の一実施形態である距離感制御装置の構成を示すブロック図である。この距離感制御装置において、入力部1は、Lチャネルのオーディオ信号aおよびRチャネルのオーディオ信号aを処理対象として外部から取り込む装置である。この入力部1は、ネットワークを介してオーディオ信号を受け取る装置でもよく、記録媒体に記憶されたオーディオ信号を再生する装置でもよい。第1波形メモリ2は、入力部1により取り込まれたオーディオ信号aおよびaを記憶するメモリである。信号処理部3は、この第1波形メモリ2からオーディオ信号aおよびaを読み出し、距離感制御のための信号処理を施す装置である。なお、この信号処理の内容については後述する。操作部4は、各種のコマンドや情報をユーザから受け取る装置である。この操作部4を介して入力される情報として、距離感制御のためのパラメータkがある。信号処理部3が行う信号処理では、このパラメータkが参照される。第2波形メモリ5は、距離感制御のための信号処理により得られたオーディオ信号bおよびbを記憶するメモリである。出力部6は、このオーディオ信号bおよびbを第2波形メモリ5から読み出し、左右のスピーカ(図示略)から音として出力する装置である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a sense of distance control apparatus according to an embodiment of the present invention. In this sense of distance control device, the input unit 1 is a device that takes in an L-channel audio signal a L and an R-channel audio signal a R as processing targets from the outside. The input unit 1 may be a device that receives an audio signal via a network, or may be a device that reproduces an audio signal stored in a recording medium. The first waveform memory 2 is a memory that stores the audio signals a L and a R captured by the input unit 1. The signal processing unit 3 is a device that reads the audio signals a L and a R from the first waveform memory 2 and performs signal processing for distance sense control. The contents of this signal processing will be described later. The operation unit 4 is a device that receives various commands and information from the user. Information input via the operation unit 4 includes a parameter k for distance sense control. In the signal processing performed by the signal processing unit 3, the parameter k is referred to. Memory 5 and the second waveform is a memory for storing the audio signal b L and b R obtained by the signal processing for the sense of distance control. The output unit 6 is a device that reads out the audio signals b L and b R from the second waveform memory 5 and outputs them as sound from left and right speakers (not shown).

次に本実施形態における距離感制御の原理について説明する。まず、図2に例示するような残響室100において、音源101から音を出力すると、音源101から距離dだけ離れた受音点にあるマイク102Lおよび102Rには、音源101からの直接音の他に残響音が届く。この受音点における直接音と残響音のエネルギー比は、音源・受音点間距離dに依存する。臨界距離は、この直接音と残響音のエネルギー比が等しくなるような音源・受音点間距離dである。   Next, the principle of distance control in this embodiment will be described. First, in the reverberation room 100 illustrated in FIG. 2, when sound is output from the sound source 101, the microphones 102 </ b> L and 102 </ b> R at the sound receiving point separated from the sound source 101 by the distance d receive direct sound from the sound source 101. Reverberant sound. The energy ratio between the direct sound and the reverberant sound at the sound receiving point depends on the distance d between the sound source and the sound receiving point. The critical distance is a distance d between the sound source and the sound receiving point at which the energy ratio between the direct sound and the reverberant sound becomes equal.

音源・受音点間距離dが臨界距離よりも長い場合、受音点では直接音が殆どなく、残響音が支配的である。このため、受音点においてマイク102Lおよび102Rに到達する信号は無相関に近くなり、これらのマイクにより収音される音を聴いても距離感を感得することはできない。   When the distance d between the sound source and the sound receiving point is longer than the critical distance, there is almost no direct sound at the sound receiving point, and the reverberant sound is dominant. For this reason, the signals that reach the microphones 102L and 102R at the sound receiving point are nearly uncorrelated, and it is impossible to obtain a sense of distance even when listening to the sound collected by these microphones.

これに対し、音源・受音点間距離dが臨界距離よりも短い場合には、受音点に充分な強度で同相の直接音が届き、しかも、この直接音の残響音に対するエネルギー比は音源101からの距離に応じて小さくなる。このため、受音点のマイク102Lおよび102Rにより収音される各音から距離感を感得することができる。従って、仮にこのマイク102Lおよび102Rにより得られるオーディオ信号から直接音成分と残響音成分とを分離して取り出し、直接音成分と残響音成分のエネルギー比を調整することができれば、オーディオ信号が聴取者に与える距離感を変化させることができると考えられる。しかし、現在、オーディオ信号から直接音成分と残響音成分を厳密に分離して取り出す方法は提供されていない。   On the other hand, when the distance d between the sound source and the sound receiving point is shorter than the critical distance, an in-phase direct sound reaches the sound receiving point with sufficient intensity, and the energy ratio of the direct sound to the reverberant sound is the sound source. It becomes small according to the distance from 101. For this reason, a sense of distance can be obtained from each sound picked up by the microphones 102L and 102R at the sound receiving point. Therefore, if the direct sound component and the reverberation sound component are separated and extracted from the audio signals obtained by the microphones 102L and 102R and the energy ratio of the direct sound component and the reverberation sound component can be adjusted, the audio signal can be received by the listener. It is thought that the sense of distance given to the can be changed. However, there is currently no method for strictly separating and extracting a direct sound component and a reverberant sound component from an audio signal.

そこで、本実施形態における信号処理部3では、以下説明する抽出処理31および合成処理32を実行し、これによりオーディオ信号が聴取者に与える距離感の制御を行っている。なお、以下の説明において参照する図3(a)〜(e)において、横軸は時間であり、縦軸はオーディオ信号のサンプル列のサンプルが示す値である。まず、図3(a)および(b)に例示するような複数サンプルからなるオーディオ信号aおよびaが処理対象として与えられている場合において、本実施形態では、各オーディオ信号aおよびaを各々ベクトルと考え(以下、ベクトルaおよびaという。他の信号に対応したベクトルも信号名と同一のベクトル名を用いる。)、各オーディオ信号のサンプルをベクトルの成分と考える。そして、抽出処理31では、次式に従い、ベクトルaおよびaの空間的共通成分である共通ベクトルacomと、ベクトルaおよびaと共通ベクトルacomとの間の差ベクトルaL−comおよびaR−comを求める。
Δ=a−a ……(1)
z=Δ/‖Δ‖ ……(2)
com=a−<a,z>z=a−<a,z>z ……(3)
L−com=a−acom=<a,z>z ……(4)
R−com=a−acom=<a,z>z ……(5)
ただし、上記式(2)において、zはベクトルaおよびaの差ベクトルΔと同一方向の単位ベクトル、式(3)〜(5)における<a,z>等は2つのベクトルの内積を表す。
Therefore, the signal processing unit 3 in the present embodiment executes an extraction process 31 and a synthesis process 32 described below, thereby controlling the sense of distance that the audio signal gives to the listener. In FIGS. 3A to 3E referred to in the following description, the horizontal axis is time, and the vertical axis is a value indicated by the sample in the sample sequence of the audio signal. First, in the case where audio signals a L and a R composed of a plurality of samples as illustrated in FIGS. 3A and 3B are given as processing targets, in the present embodiment, each audio signal a L and a R is considered as a vector (hereinafter referred to as vectors a L and a R. Vectors corresponding to other signals also use the same vector name as the signal name), and each audio signal sample is considered as a vector component. Then, the extraction process 31, according to the following equation, the vector a L and a common vector a com spatially common component of R, the difference vector between the common vector a com vector a L and a R a L- com and a R-com .
Δ = a L −a R (1)
z = Δ / ‖Δ‖ (2)
a com = a L - <a L ,z> z = a R - <a R ,z> z ...... (3)
a L-com = a L -a com = <a L ,z> z ...... (4)
a R-com = a R -a com = <a R ,z> z ...... (5)
However, in the above formula (2), z is the inner product of vectors a L and a unit vector of the difference vector Δ same direction R, the formula (3) ~ <a L ,z> like two in (5) Vector Represents.

図3(c)〜(e)は、この抽出処理31により得られた共通ベクトルacomの成分であるサンプル列、差ベクトルaL−comの成分であるサンプル列および差ベクトルaR−comの成分であるサンプル列を各々例示するものである。また、図4は、元のL、R2チャネルのオーディオ信号に対応したベクトルaおよびaと、共通ベクトルacomと、差ベクトルaL−comおよびaR−comのベクトル空間内における関係を示している。図4に示すように、共通ベクトルacomはベクトルaおよびa間の差ベクトルに対して直交するベクトルとなり、差ベクトルaL−comおよびaR−comはいずれも共通ベクトルacomに直交するベクトルとなる。このように抽出処理31では、元のオーディオ信号a(a)を、ベクトル空間内において相互に直交したベクトルである共通ベクトルacomと差ベクトルaL−com(aR−com)に分解する。ここで、共通ベクトルacomは、L、R両チャネルに共通する音響的特徴を示すものとなるため、受音点において採取される直接音成分に対応していると考えられる。そして、差ベクトルaL−com(aR−com)は、共通ベクトルacomとは異なる音響的特徴を示すものとなるため、受音点において採取される直接音成分以外の音、すなわち、残響室100の関与のもとで作り出され、直接音成分とは異なった音響的特徴を持った残響音成分に対応していると考えられる。 FIGS. 3C to 3E show a sample sequence that is a component of the common vector a com obtained by the extraction process 31, a sample sequence that is a component of the difference vector a L-com , and the difference vector a R-com . Each sample row that is a component is illustrated. FIG. 4 shows the relationship in the vector space between the vectors a L and a R , the common vector a com, and the difference vectors a L-com and a R-com corresponding to the original L and R2 channel audio signals. Show. As shown in FIG. 4, the common vector a com becomes a vector orthogonal to the difference vector between the vectors a L and a R , and both the difference vectors a L-com and a R-com are orthogonal to the common vector a com . Vector. Thus, in the extraction process 31, the original audio signal a L (a R ) is decomposed into a common vector a com and a difference vector a L-com (a R-com ), which are vectors orthogonal to each other in the vector space. To do. Here, since the common vector a com indicates an acoustic characteristic common to both the L and R channels, it is considered that it corresponds to the direct sound component collected at the sound receiving point. The difference vector a L-com (a R-com ) exhibits an acoustic characteristic different from that of the common vector a com. Therefore, the sound other than the direct sound component collected at the sound receiving point, that is, reverberation. It is considered that it corresponds to a reverberant sound component that is created under the participation of the room 100 and has an acoustic characteristic different from that of the direct sound component.

合成処理32では、以上説明した抽出処理31により得られる各ベクトルと操作部4を介して与えられるパラメータkとを用いて、次式(6)および(7)に従い、ベクトルbおよびbを求める。
=aL−com+k・acom ……(6)
=aR−com+k・acom ……(7)
そして、ベクトルbの成分をLチャネルのオーディオ信号bのサンプルとし、ベクトルbの成分をRチャネルのオーディオ信号bのサンプルとして第2波形メモリ5に書き込む。このLチャネルおよびRチャネルの各オーディオ信号のサンプルは所定のレートで第2波形メモリ5から順次読み出され、出力部6により音として出力される。
In the synthesis process 32, the vectors b L and b R are obtained according to the following equations (6) and (7) using each vector obtained by the extraction process 31 described above and the parameter k given through the operation unit 4. Ask.
b L = a L-com + k · a com (6)
b R = a R-com + k · a com (7)
Then, the vector b L component is written in the second waveform memory 5 as a sample of the L channel audio signal b L and the vector b R component is written as a sample of the R channel audio signal b R. Samples of the audio signals of the L channel and the R channel are sequentially read from the second waveform memory 5 at a predetermined rate and output as sound by the output unit 6.

抽出処理31および合成処理32は、処理対象であるオーディオ信号aおよびaの時間長に合わせて適切な態様で実行するのが好ましい。処理対象であるオーディオ信号aおよびaが、単発的であり、かつ、持続時間の比較的短いものである場合には、各オーディオ信号の全サンプルをベクトルと捉え、上述した抽出処理31および合成処理32を実行し、距離感の制御を行えばよい。また、処理対象であるオーディオ信号aおよびaが持続時間の長いもの、あるいは複数音連続したようなものである場合には、両オーディオ信号を一定時間長のフレームに区切り、フレーム単位で上述した抽出処理31および合成処理32を実行し、距離感の制御を行えばよい。 The extraction process 31 and the synthesis process 32 are preferably executed in an appropriate manner in accordance with the time lengths of the audio signals a L and a R to be processed. When the audio signals a L and a R to be processed are single-shot and have a relatively short duration, all samples of each audio signal are regarded as vectors, and the above-described extraction processing 31 and The synthesis process 32 may be executed to control the sense of distance. When the audio signals a L and a R to be processed are those having a long duration or a sequence of a plurality of sounds, both audio signals are divided into frames having a certain length of time, and the above-mentioned units of frames are described. The extracted processing 31 and the combining processing 32 may be executed to control the sense of distance.

以上説明した構成において、操作部4から与えるパラメータkを1とした場合、元のオーディオ信号a(a)と同じものがオーディオ信号b(b)として出力部6により出力される。一方、パラメータkを1より大きくすると、出力部6により出力されるオーディオ信号b(b)において、共通ベクトルk・acomの差ベクトルaL−com(aR−com)に対するエネルギー比は、元のオーディオ信号a(a)のものよりも大きくなる。従って、聴取者は、元のオーディオ信号a(a)と同じものが出力部6により出力された場合(すなわち、k=1の場合)に比べて音源の位置を近くに感じる。逆にパラメータkを1より小さくした場合、オーディオ信号b(b)における共通ベクトルk・acomの差ベクトルaL−com(aR−com)に対するエネルギー比は、元のオーディオ信号aL(aR)のものに比べて小さくなる。従って、聴取者は、k=1の場合よりも音源位置を遠くに感じる。 In the configuration described above, if the parameter k given from the operation unit 4 is 1, the same audio signal a L (a R ) as the original audio signal a L (b R ) is output by the output unit 6. On the other hand, when the parameter k is larger than 1, the energy ratio of the common vector k · a com to the difference vector a L-com (a R-com ) in the audio signal b L (b R ) output by the output unit 6 is , Larger than that of the original audio signal a L (a R ). Therefore, the listener feels the position of the sound source closer compared to the case where the same audio signal a L (a R ) as the original audio signal a L (a R ) is output by the output unit 6 (that is, when k = 1). Conversely, when the parameter k is smaller than 1, the energy ratio of the common vector k · a com to the difference vector a L-com (a R-com ) in the audio signal b L (b R ) is equal to the original audio signal aL ( It is smaller than that of aR). Therefore, the listener feels the position of the sound source farther than when k = 1.

本願発明者らは、本実施形態の効果を確認すべく、前掲図2のような直方体形状の残響室100において、音源・受音点間距離dを各種変えながら、音源101からインパルス音を出力したときのインパルス応答波形をマイク102Lおよび102Rにより採取した。なお、残響室100のサイズは、5.7m×5.9m×4.7m、残響室100の残響時間Tは約6.5秒であった。また、マイク102Lおよび102R間の距離は0.2mとし、音源・受音点間距離dは、0.1m刻みで0.1mから1.5mまで変化させた。そして、各種の音源・受音点間距離dについて、採取されたL、R2チャネルのインパルス応答波形から上述した抽出処理31と同じ処理により共通ベクトルと差ベクトルを求め、共通ベクトルと差ベクトルのエネルギー比Ecom/Edefを算出した。 In order to confirm the effect of this embodiment, the inventors of the present application output impulse sound from the sound source 101 while changing the distance d between the sound source and the receiving point in the rectangular parallelepiped reverberation chamber 100 as shown in FIG. The impulse response waveform was collected by the microphones 102L and 102R. The size of the reverberation chamber 100, 5.7 m × 5.9 m × 4.7 m, reverberation time T R of the reverberation chamber 100 was about 6.5 seconds. The distance between the microphones 102L and 102R was 0.2 m, and the distance d between the sound source and the sound receiving point was changed from 0.1 m to 1.5 m in increments of 0.1 m. Then, with respect to various distances d between sound sources and receiving points, common vectors and difference vectors are obtained from the collected impulse response waveforms of the L and R2 channels by the same process as the extraction process 31 described above, and the energy of the common vector and the difference vector is obtained. The ratio E com / E def was calculated.

図5には、このようにして得られたエネルギー比Ecom/Edefと、下記の理論式(8)により算出された直接音と残響音のエネルギー比E/Erevが示されている。
/Erev=0.01V/(πT) ……(8)
ただし、上記式(8)において、Eは受音点における直接音のエネルギー、Erevは受音点における残響音のエネルギー、Vは残響室100の室容積(この例では5.7m×5.9m×4.7m)、Tは残響室100の残響時間(この例では6.5秒)、dは音源・受音点間距離である。
FIG. 5 shows the energy ratio E com / E def obtained in this way and the energy ratio E d / E rev between the direct sound and the reverberant sound calculated by the following theoretical formula (8). .
E d / E rev = 0.01 V / (πT R d 2 ) (8)
In the above formula (8), E d is the energy of the direct sound at the sound receiving point, E rev is the energy of the reverberant sound at the sound receiving point, and V is the volume of the reverberation chamber 100 (in this example, 5.7 m × 5 .9m × 4.7m), T R is the reverberation time of the reverberation chamber 100 (6.5 seconds in this example), d is the distance between the sound source to receiving point.

図5に示すように、直接音と残響音とのエネルギー比E/Erevが1(=0dB)となる臨界距離以内の領域において、共通ベクトルと差ベクトルとのエネルギー比Ecom/Edefと直接音と残響音とのエネルギー比E/Erevはほぼ平行な曲線となる。従って、上述したように共通ベクトルと差ベクトルのエネルギー比を調整することにより、直接音と残響音のエネルギー比を調整した場合と同様に、オーディオ信号が聴取者に与える距離感を制御することができる。 As shown in FIG. 5, the energy ratio E com / E def between the common vector and the difference vector in a region within a critical distance where the energy ratio E d / E rev between the direct sound and the reverberant sound is 1 (= 0 dB). The energy ratio E d / E rev between the direct sound and the reverberant sound is a substantially parallel curve. Therefore, by adjusting the energy ratio between the common vector and the difference vector as described above, the sense of distance that the audio signal gives to the listener can be controlled in the same manner as when the energy ratio between the direct sound and the reverberant sound is adjusted. it can.

本実施形態に係る距離感制御装置の用途として残響効果装置がある。この残響効果装置の一般的な形態として、各種の残響音場において得られたインパルス応答波形をサンプリングしたフィルタ係数列を記憶し、このフィルタ係数列を入力オーディオ信号のサンプル列に畳み込み、出力オーディオ信号を生成するものがある。このような残響効果装置を利用する場合において、残響効果の付与により得られる音源・受音点間距離がユーザの要求に合わないといったことが起こり得る。すなわち、ユーザの所望の残響空間に対応したフィルタ係数列は、音源・受音点間距離dがd1である条件の下で採取されたものであるが、ユーザは音源・受音点間距離dをd2にしたいと望んでいるような場合である。このような場合、ユーザの要求に応えるためには、ユーザの所望の残響音場に赴き、音源・受音点間距離dがd2の条件でインパルス応答波形を採取し、このインパルス応答波形からフィルタ係数列を得る必要がある。しかし、そのような処理は多大な労力を必要とし、大変である。本実施形態に係る距離感制御装置は、このような問題の解決に役立つものである。   There is a reverberation effect device as an application of the sense of distance control device according to the present embodiment. As a general form of this reverberation effect device, a filter coefficient sequence obtained by sampling an impulse response waveform obtained in various reverberation sound fields is stored, and this filter coefficient sequence is convolved with a sample sequence of an input audio signal to output an audio signal. There is something that generates When such a reverberation effect device is used, the distance between the sound source and the sound receiving point obtained by applying the reverberation effect may not meet the user's request. In other words, the filter coefficient sequence corresponding to the user's desired reverberation space is collected under the condition that the distance d between the sound sources and the sound receiving points is d1, but the user has the distance d between the sound sources and the sound receiving points. Is desired to be set to d2. In such a case, in order to meet the user's request, the impulse response waveform is collected under the condition that the distance d between the sound source and the sound receiving point is d2 in the user's desired reverberation sound field, and a filter is obtained from the impulse response waveform. It is necessary to obtain a coefficient sequence. However, such a process requires a lot of labor and is difficult. The distance sensation control apparatus according to the present embodiment is useful for solving such problems.

図6は前掲図1の距離感制御装置を用いて構成した残響効果装置の構成を示すブロック図である。この残響効果装置において、第1波形メモリ2には様々な残響音場において採取されたL、R2チャネルのインパルス応答波形のサンプル列が入力部1を介して格納される。ユーザが操作部4の操作により所望の残響音場のインパルス応答波形の選択を指示すると、指示されたL、R2チャネルのインパルス応答波形のサンプル列aおよびaが第1波形メモリ2から読み出され、信号処理部3に与えられる。信号処理部3では、サンプル列aおよびaを用いて上述した抽出処理31が行われた後、操作部4から与えられるパラメータkを用いて合成処理32が実行される。そして、合成処理32により得られたインパルス応答波形のサンプル列bおよびbが第2波形メモリ5に格納される。畳み込み演算部7は、一定のサンプリング周期毎に外部からモノラルの入力オーディオ信号のサンプルを受け取り、受け取った過去一定個数のサンプル列に第2波形メモリ5に記憶されたLチャネルのサンプル列bを畳み込んでLチャネルのオーディオ信号Cを生成し、また、同じ過去一定個数のサンプル列にRチャネルのサンプル列bを畳み込んでRチャネルのオーディオ信号Cを生成する。そして、出力部6は、このようにして生成されるオーディオ信号CおよびCを音として出力するのである。 FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a reverberation effect device configured using the sense of distance control device of FIG. In this reverberation effect device, a sample train of impulse response waveforms of L and R2 channels collected in various reverberation sound fields is stored in the first waveform memory 2 via the input unit 1. When the user instructs the selection of the impulse response waveform of the desired reverberation field by operating the operation section 4, designated The L, sample sequence a L and a R of R2 channel impulse response waveform is read from the first waveform memory 2 Is output to the signal processing unit 3. In the signal processing unit 3, the extraction process 31 described above is performed using the sample sequences a L and a R , and then the synthesis process 32 is performed using the parameter k given from the operation unit 4. Then, the sample trains b L and b R of the impulse response waveform obtained by the synthesis process 32 are stored in the second waveform memory 5. The convolution unit 7 receives a sample of a monaural input audio signal from the outside at every fixed sampling period, and applies the L-channel sample string b L stored in the second waveform memory 5 to the received predetermined number of sample strings. generating an audio signal C L of L channel convoluting, also convolving the sample sequence b R a R channel to sample sequences of the same past predetermined number to generate an audio signal C R of the R channel. The output unit 6 is to output such audio signal is generated in the C L and C R as sound.

ここで、パラメータkを1より大きくすると、畳み込み演算に用いられるインパルス応答波形のサンプル列bおよびbにおいて共通ベクトルと差ベクトルのエネルギー比が元のインパルス応答波形のサンプル列aおよびaに比べて大きくなる。このため、元のインパルス応答波形のサンプル列aおよびaを畳み込み演算に使用して残響効果の付与を行う場合に比べて、聴取者に感じさせる音源・受音点間距離を短くすることができる。これに対し、パラメータkを1より小さくすると、インパルス応答波形のサンプル列bおよびbにおける共通ベクトルと差ベクトルのエネルギー比が元のインパルス応答波形のものに比べて小さくなる。このため、元のインパルス応答波形のサンプル列aおよびaを畳み込み演算に使用して残響効果の付与を行う場合に比べて、聴取者に感じさせる音源・受音点間距離を長くすることができる。 Here, if the parameter k is larger than 1, the energy ratio between the common vector and the difference vector in the sample sequence b L and b R of the impulse response waveform used for the convolution operation is the sample sequence a L and a R of the original impulse response waveform. Larger than For this reason, the distance between the sound source and the sound receiving point that the listener feels is made shorter than when the reverberation effect is given by using the sample sequence a L and a R of the original impulse response waveform for the convolution calculation. Can do. In contrast, when less than 1 parameter k, the energy ratio of the common vector and difference vector of the sample sequence b L and b R of the impulse response waveform is smaller than that of the original impulse response waveform. For this reason, the distance between the sound source and the sound receiving point that the listener feels is made longer than when the reverberation effect is given by using the sample sequence a L and a R of the original impulse response waveform for the convolution calculation. Can do.

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明にはこれ以外にも他の実施形態が考えられる。例えば上記実施形態では、2個のマイクにより得られた2チャネルのオーディオ信号を加工して、距離感の制御を行ったが、それ以上の個数のマイクにより得られたオーディオ信号を加工し、距離感の制御を行うようにしてもよい。   Although one embodiment of the present invention has been described above, other embodiments are possible for the present invention. For example, in the above embodiment, the sense of distance is controlled by processing 2-channel audio signals obtained by two microphones, but the audio signals obtained by a larger number of microphones are processed and the distance is controlled. You may make it control feeling.

この発明の一実施形態である距離感制御装置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 distance feeling control apparatus which is one Embodiment of this invention. 同実施形態において処理対象となるオーディオ信号が採取される残響室の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the reverberation room where the audio signal used as the process target is extract | collected in the same embodiment. 同実施形態における信号処理を過程を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows a process in the signal processing in the embodiment. 同実施形態において取り扱われる各種のベクトルの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the various vectors handled in the embodiment. 同実施形態において取り扱う共通ベクトルと差ベクトルのエネルギー比と直接音と残響音のエネルギー比との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the energy ratio of the common vector and difference vector which are handled in the embodiment, and the energy ratio of a direct sound and a reverberation sound. この発明の他の実施形態である残響効果装置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 reverberation effect apparatus which is other Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1……入力部、2……第1波形メモリ、3……信号処理部、31……抽出処理、32……合成処理、4……操作部、5……第2波形メモリ、6……出力部、7……畳み込み演算部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input part, 2 ... 1st waveform memory, 3 ... Signal processing part, 31 ... Extraction process, 32 ... Synthesis process, 4 ... Operation part, 5 ... 2nd waveform memory, 6 ... Output unit, 7 ... convolution operation unit.

Claims (3)

複数チャネルのオーディオ信号の各々について、当該オーディオ信号のサンプル列の各サンプルを成分とするベクトルを生成し、各チャネルのオーディオ信号の各ベクトルから共通ベクトルを抽出するとともに、各チャネルのオーディオ信号の各ベクトルと前記共通ベクトルとの差ベクトルを各々抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により得られた共通ベクトルと差ベクトルとを指定された比率で合成して複数チャネルのオーディオ信号を生成する合成手段と
を具備することを特徴とする距離感制御装置。
For each of the audio signals of a plurality of channels, a vector having each sample of the sample sequence of the audio signal as a component is generated, a common vector is extracted from each vector of the audio signal of each channel, and each audio signal of each channel is Extraction means for extracting each difference vector between the vector and the common vector;
Sense of distance control device, characterized in that by combining in a ratio to the specified common vector and difference vector obtained comprising a synthesizing means for generating audio signals of a plurality of channels by the extraction unit.
請求項1に記載の距離感制御装置と、
前記距離感制御装置の合成手段により得られる複数チャネルのオーディオ信号を用いて入力オーディオ信号に残響効果を付与する効果付与手段と
を具備することを特徴とする残響効果装置。
The sense of distance control device according to claim 1;
The reverberation effect device comprising: an effect applying unit that applies a reverberation effect to the input audio signal using a plurality of channels of audio signals obtained by the synthesizing unit of the distance control device.
複数チャネルのオーディオ信号の各々について、当該オーディオ信号のサンプル列の各サンプルを成分とするベクトルを生成し、各チャネルのオーディオ信号の各ベクトルから共通ベクトルを抽出するとともに、各チャネルのオーディオ信号の各ベクトルと前記共通ベクトルとの差ベクトルを各々抽出する抽出過程と、
前記抽出過程により得られた共通ベクトルと差ベクトルとを指定された比率で合成して複数チャネルのオーディオ信号を生成する合成過程と、
を具備することを特徴とする距離感制御方法。
For each of the audio signals of a plurality of channels, a vector having each sample of the sample sequence of the audio signal as a component is generated, a common vector is extracted from each vector of the audio signal of each channel, and each audio signal of each channel is An extraction process for extracting a difference vector between the vector and the common vector,
Combining a common vector and a difference vector obtained by the extraction process at a specified ratio to generate a multi-channel audio signal;
A sense of distance control method comprising:
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