説明

オーディオ再生装置

【目的】ヘッドホン再生時にステレオ入力信号に対してステレオ感、左右の音の移動感を保ちつつサラウンド効果を引き出すことができるオーディオ再生装置を提供する。
【構成】サラウンド音場処理手段において、ヘッドホン再生時に、各チャンネルのオーディオ信号L Input Data、R Input Dataのチャンネル相互のクロストーク成分の合成処理を削除し、各々のチャンネルのスピーカL Speaker、R Speakerから聴取位置と想定される位置の聴取者のそれぞれの側の耳(L側耳、R側耳)まで至る直接音(L側耳では頭部伝達関数HLL、R側耳では頭部伝達関数HRR)と壁面2からの4つの反射音のみについての頭部伝達関数(L側耳ではHLL1〜HLL4、R側耳ではHRR1〜HRR4)を用いて各チャンネルのサラウンド音場処理を行う構成である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、音楽データを再生するオーディオ再生装置に関し、特に、ヘッドホン再生時のサラウンド音場処理の技術に関する。
【背景技術】
【0002】
FMラジオ放送やコンパクトディスク、ミニディスクなどの記録媒体に記録された左右チャンネル(Lch,Rch)の2チャンネル音楽データを再生するオーディオ再生装置のヘッドホン再生におけるサラウンド音場処理による頭外音像定位は、あたかも聴取者の前方左右のLch,Rchのスピーカシステムから音声が聞こえるようにするため、音源(スピーカ)から聴取者の両耳までの音響伝達特性を実測もしくはシミュレーションにて測定し、得られた頭部伝達関数を用いた信号処理によって実現するのが一般的である。
【0003】
図6は上記ヘッドホン再生による頭外音像定位の簡単なイメージ図であり、HLL,HLR,HRR,HRLはそれぞれ音源から両耳までの頭部伝達関数である。例えば、頭部伝達関数HLRは左(L)スピーカから右耳(R)に至る頭部伝達関数(H)であることを示す。
【0004】
図7は上記信号処理の内容を説明する図であり、ヘッドホン1の左右L,Rから出力されるオーディオ信号L Output、R Outputは次式(1)、(2)のように表すことができる。
【0005】
【数1】

【0006】
【数2】

また、より精密なサラウンド音場処理手段では、図8に示されるヘッドホン再生による頭外音像定位の簡単なイメージ図及び図9に示されるそのL側耳の信号処理の内容を説明する図のように、L側耳に至る音として、左右のスピーカからの直接音(太い実線と破線)のみならず壁面2から反射して両耳に至る複数の(図8では4本)反射音(細い実線と破線)をも処理対象に加えることが多い(R側耳も同様)。
【0007】
なお、上述のようなヘッドホン再生における頭外音像定位のためのクロストーク成分の合成処理を含むサラウンド音場処理を行うオーディオ再生装置に関する公知文献として下記[特許文献1]がある。
【0008】
【特許文献1】特開平9−65498号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
一般的なサラウンド音場処理の理屈に沿った合成処理では、図6に於ける点線信号のLchスピーカからの音がR側耳から聞こえるクロストーク成分と、Rchスピーカからの音がL側耳から聞こえるクロストーク成分(上式(1)、(2)の右辺の第2項)を考慮する必要があると考えられている。即ち、式(1)、(2)では左チャンネル出力L Headphone Outには、R Input×HRLが、R Headphone OutにはL Input×HLRが加算されている。
【0010】
ところが、ヘッドホン再生において、上記オーディオ信号のクロストーク成分を含む合成処理では、どちらか片チャンネルしか入力信号がなくとも両チャンネルから音声が聞こえることとなってしまう。これは聴感上、ステレオ音声がモノラル音声に近くなってしまい、右から左(左から右)への横方向の音声の移動感が少なくなるということが本発明者の試験によって判明した(後述の図5及びその説明の段落参照)。
【0011】
ヘッドホン再生による聴取では、スピーカによる聴取では有効であった各チャンネルのオーディオ信号のチャンネル相互のクロストーク成分の合成処理が却ってヘッドホン再生時の音声の左右への広がり感を損なう結果となっていると考えられる。
【0012】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、オーディオ再生装置のヘッドホン再生時における横方向への音の広がり感を向上したオーディオ再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、2チャンネルオーディオ信号L Input、R Inputのサラウンド音場処理において、各チャンネルのオーディオ信号R Input、L Inputのチャンネル相互のクロストーク成分R Input×HRL、L Input×HLRの合成処理を行うサラウンド音場処理手段と、サラウンド音場処理されたオーディオ信号L Output、R Outputのスピーカシステムへの再生出力手段及びヘッドホン1への再生出力手段と、を備えるオーディオ再生装置において、
前記サラウンド音場処理手段は、前記サラウンド音場処理されたオーディオ信号L Output、R Outputの再生がヘッドホン1による再生であるか否かを検出し、ヘッドホン1による再生であることを検出した場合に、各チャンネルのオーディオ信号R Input、L Inputのチャンネル相互のクロストーク成分R Input×HRL、L Input×HLRの合成処理を停止し、各々のチャンネルのスピーカL Speaker、R Speakerから聴取位置と想定される位置の聴取者のそれぞれの側の耳(L側耳、R側耳)まで至る直接音(太い実線)のみ、または直接音と壁面2からの反射音(細い実線)のみについての頭部伝達関数(L側耳に関しては、HLL、HLL1〜HLL4となり、R側耳についても同様となる。)を用いて各チャンネルのサラウンド音場処理を行うことを特徴とするオーディオ再生装置を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係るオーディオ再生装置は上記のように構成されているため、ヘッドホン再生時に、サラウンド音場処理におけるクロストーク成分の処理を停止(遮断)するので、横方向(左右)への音の広がり感がより大きくなるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明に係るオーディオ再生装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同等であるオーディオ再生装置のサラウンド音場処理部以外の部分は表記及び説明を省略し、専らヘッドホン再生時のサラウンド音場処理手段について詳述する。
【0016】
図1は本発明に係るオーディオ再生装置のサラウンド音場処理手段の最も簡易な信号処理例を説明するための概念図である。図2は本発明に係る前記サラウンド音場処理手段の最も簡易な信号処理の内容を説明するための図である。図3は本発明に係るオーディオ再生装置のサラウンド音場処理手段の最良の信号処理例を説明するための概念図である。図4は前記最良の信号処理例の内容(一部)を説明するための図である。図5はヘッドホン再生時における(a)入力データ(音楽データ)の波形と、(b)従来の図9に相当するクロストーク成分を含む合成処理を行った場合の出力波形と、本発明に係る図4に相当する合成処理を行った場合の出力波形の比較図である。
【0017】
図1または図2に示されるサラウンド音場処理手段(一般にDSPによる信号遅延、合成処理)においては、ヘッドホン再生時に、スピーカ再生では行われていた各チャンネルのオーディオ信号L Input Data、R Input Dataのチャンネル相互のクロストーク成分R Input×HRL、L Input×HLRの合成処理を停止し、各々のチャンネルのスピーカL Speaker、R Speakerから聴取位置と想定される位置の聴取者のそれぞれの側の耳(L側耳、R側耳)まで至る直接音のみについての頭部伝達関数HLLまたはHRRを用いて各チャンネルのサラウンド音場処理を行う構成となっている。
【0018】
図3または図4に示されるサラウンド音場処理手段においては、ヘッドホン再生時に(ヘッドホンジャックをプラグに差し込んだ際に出力切り換えが行われたことを検出して、ヘッドホンによる再生であることを検出する。)、スピーカ再生では行われていた各チャンネルのオーディオ信号L Input Data、R Input Dataのチャンネル相互のクロストーク成分の合成処理を停止し、各々のチャンネルのスピーカL Speaker、R Speakerから聴取位置と想定される位置の聴取者のそれぞれの側の耳(L側耳、R側耳)まで至る直接音(L側耳では頭部伝達関数HLL、R側耳では頭部伝達関数HRR)と壁面2からの4つの反射音(L側耳ではHLL1〜HLL4、R側耳ではHRR1〜HRR4)のみについての頭部伝達関数を用いて各チャンネルのサラウンド音場処理を行う構成となっている。
【0019】
なお、図3では左右の反射音それぞれ4本を考慮した空間に於いて、L側の耳に届く信号ラインの例が示されている。
【0020】
次に、図5に示されるポータブルオーディオ再生装置における図3及び図4に表された本発明に係るサラウンド音場処理をヘッドホン再生時に行った場合の出力波形(c)と、入力波形(a)と、通常のクロストーク成分を含むサラウンド合成処理を行った場合の出力波形(b)との実測データを比較する。左側から右へと時間経過を表す。
【0021】
先ず、入力波形(a)は、右から左へとシャカシャカ音が移動していく波形であり、時間経過とともにRchからLchへの波形変化が確認できる。
【0022】
次に、従来のサラウンド音場処理の出力波形(b)では、初期の段階で、入力ではRchのみに波形が見られる箇所が、クロストーク成分の合成によってLchにも波形が確認できる箇所があることが判る。また、Lch,Rchの出力波形レベル差が入力波形に比べて小さくなっていることが判る。これは左右の音の移動感が少なくなっている事を意味している。
【0023】
次に、本発明のサラウンド音場処理の出力波形(c)では、左右への音の移動感が保たれていることが分かる。聴感上では左右へ広がるサラウンド効果も表れていることが確認されている。
【0024】
このようにヘッドホン再生時には、サラウンド音場処理において、左右のオーディオ入力信号を独立に処理を行う為、ステレオの入力信号に対してはステレオ感、左右の音の移動感を保ちつつ、音の広がるサラウンド効果を引き出すことができる。またモノラル信号に対しても左右異なる頭部伝達関数を使用した際、仮想的なステレオ信号を再生し、サラウンド効果を引き出すこともできる。
【0025】
なお、付言すれば、上記構成はサラウンド音場処理されたオーディオ信号のスピーカシステムへの再生出力手段及びヘッドホンへの再生出力手段と、を備えるオーディオコンポのようなスピーカシステムを備えるオーディオ再生装置を例とするが、勿論、本発明は外部スピーカを接続する外部出力端子を備え、通常はヘッドホン再生(イヤホン再生を含む)を前提とするポータブルタイプのオーディオ再生装置でも可能なことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明に係るオーディオ再生装置のサラウンド音場処理手段の最も簡易な信号処理例を説明するための概念図である。
【図2】本発明に係る前記サラウンド音場処理手段の最も簡易な信号処理の内容を説明するための図である。
【図3】本発明に係るオーディオ再生装置のサラウンド音場処理手段の最良の信号処理例を説明するための概念図である。
【図4】前記最良の信号処理例の内容(一部)を説明するための図である。
【図5】ヘッドホン再生時における(a)入力データ(音楽データ)の波形と、(b)従来のクロストーク成分を含む合成処理を行った場合の出力波形と、(c)本発明に係る合成処理を行った場合の出力波形の比較図である。
【図6】従来のヘッドホン再生による頭外音像定位の簡単なイメージ図である。
【図7】従来のサラウンド音場処理手段による信号処理の内容を説明する図である。
【図8】従来のより精密なサラウンド音場処理手段によるヘッドホン再生による頭外音像定位の簡単なイメージ図である。
【図9】従来のより精密なサラウンド音場処理手段によるL側耳の信号処理の内容を説明する図である。
【符号の説明】
【0027】
1 ヘッドホン
2 壁面
LL 左スピーカから左側耳に至る直接音の頭部伝達関数
RR 右スピーカから右側耳に至る直接音の頭部伝達関数
LR 左スピーカから右側耳に至る直接音の頭部伝達関数
RL 右スピーカから左側耳に至る直接音の頭部伝達関数
LL1〜HLL4 左スピーカから左側耳に至る反射音の頭部伝達関数
RL1〜HRL4 右スピーカから左側耳に至る反射音の頭部伝達関数


【特許請求の範囲】
【請求項1】
2チャンネルオーディオ信号のサラウンド音場処理において、各チャンネルのオーディオ信号のチャンネル相互のクロストーク成分の合成処理を行うサラウンド音場処理手段と、サラウンド音場処理されたオーディオ信号のスピーカシステムへの再生出力手段及びヘッドホンへの再生出力手段と、を備えるオーディオ再生装置において、
前記サラウンド音場処理手段は、前記サラウンド音場処理されたオーディオ信号の再生がヘッドホンによる再生であるか否かを検出し、ヘッドホンによる再生であることを検出した場合に、各チャンネルのオーディオ信号のチャンネル相互のクロストーク成分の合成処理を停止し、各々のチャンネルのスピーカから聴取位置と想定される位置の聴取者のそれぞれの側の耳まで至る直接音のみ、または直接音と壁面からの反射音のみについての頭部伝達関数を用いて各チャンネルのサラウンド音場処理を行うことを特徴とするオーディオ再生装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2006−80709(P2006−80709A)
【公開日】平成18年3月23日(2006.3.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−260405(P2004−260405)
【出願日】平成16年9月8日(2004.9.8)
【出願人】(000004329)日本ビクター株式会社 (3,896)
【Fターム(参考)】