ステレオ感強調装置およびステレオ感強調方法
【課題】 左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分をステレオ感を実現している周波数域においてより強調することができ、出力信号における低域の周波数において著しいレベルの低下を防ぐ。
【解決手段】 第1の加算器103の出力109を所定時間遅延する第1のディレイ素子105と、第1のディレイ素子105の出力に所定値を乗算する第1の乗算器107と、第2の加算器104の出力110を所定時間遅延する第2のディレイ素子106と、第2のディレイ素子106の出力に所定値を乗算する第2の乗算器108とを有し、第1の加算器103は左右2つステレオ信号の第1の音声信号入力101と第2の乗算器108の出力とを加算して第1の出力109を生成し、第2の加算器104は第2の音声信号入力102と第1の乗算器107の出力とを加算して第2の出力110を生成する。
【解決手段】 第1の加算器103の出力109を所定時間遅延する第1のディレイ素子105と、第1のディレイ素子105の出力に所定値を乗算する第1の乗算器107と、第2の加算器104の出力110を所定時間遅延する第2のディレイ素子106と、第2のディレイ素子106の出力に所定値を乗算する第2の乗算器108とを有し、第1の加算器103は左右2つステレオ信号の第1の音声信号入力101と第2の乗算器108の出力とを加算して第1の出力109を生成し、第2の加算器104は第2の音声信号入力102と第1の乗算器107の出力とを加算して第2の出力110を生成する。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はステレオ感強調装置およびステレオ感強調方法に関し、特に左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分を強調することを必要とする、例えばデジタルビデオカメラの音声信号処理におけるステレオ感強調技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のステレオ感強調装置は、図7に示すように、左右2つステレオ信号からなる第1の音声信号入力(例えば、左側音声信号)701を所定時間遅延する第1のディレイ素子705、左右2つステレオ信号からなる第2の音声信号入力(例えば、右側音声信号)702を所定時間遅延する第2のディレイ素子706、第1のディレイ素子705の出力に所定値を乗算する第1の乗算器707、第2のディレイ素子706の出力に所定値を乗算する第2の乗算器708、第1の入力と第2の乗算器708の出力とを加算して第1の出力709を生成する第1の加算器703、および第2の入力と第1の乗算器707の出力とを加算して第2の出力710を生成する第2の加算器704を有しており、左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分701、702を強調する機能を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述したような従来のステレオ感強調装置は、図8〜図11に示すような周波数による振幅特性を持っている。
【0004】ここで、図8は、従来例の音源位置による振幅特性を示し、マイクから向かって左を0度として、音源位置を180度回転した場合で、測定条件としては、マイク幅:3cm、乗算器707、708の係数:0.9375、サンプリング周波数:44.1kHz、ディレイ素子705、706:1タップである。図中、Lは左側音声信号、Rは右側音声信号を表わす。
【0005】図9は従来例の周波数による振幅特性を示し、音源位置は20度、その他の条件は図8と同じである。図中、Lは左側音声信号、Rは右側音声信号を表わす(以下同様)。図10は同じく従来例の周波数による振幅特性を示し、音源位置は40度、その他の条件は図8R>8と同じである。図11は同じく従来例の周波数による振幅特性を示し、音源位置は60度、その他の条件は図8R>8と同じである。
【0006】従来のステレオ感強調装置は、図8〜図11R>1に示すような独特な周波数による振幅特性を持っているので、以下のような解決すべき課題があった。
【0007】1.ステレオ感(複数の音源による定位の広がり)を実現している周波数帯において、第1の出力と第2の出力のレベル差が小さい。
【0008】2.周波数の低い帯域においてレベルが大きく下がってしまう。
【0009】本発明の目的は、上述のような課題を解決し、左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分をステレオ感を実現している周波数域においてより強調することができ、左右の入力レベル差が微小なコンパクト筐体においても、出力信号は音の定位の広がりを出すことが可能であり、さらには出力信号における低域の周波数において著しいレベルの低下を防ぐことの可能なステレオ感強調装置およびステレオ感強調方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項1のステレオ感強調装置の発明は、左右2つステレオ信号の第1の音声信号出力を所定時間遅延する第1のディレイ手段と、該第1のディレイ手段の出力に所定値を乗算する第1の乗算手段と、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号出力を所定時間遅延する第2のディレイ手段と、該第2のディレイ手段の出力に所定値を乗算する第2の乗算手段と、前記左右2つステレオ信号の第1の音声信号入力と前記第2の乗算手段の出力とを加算して第1の音声信号出力を出力する第1の加算手段と、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号入力と前記第1の乗算手段の出力とを加算して第2の音声信号出力を出力する第2の加算手段とを有し、前記第1のディレイ手段は前記第1の加算手段から出力する前記第1の音声信号出力を所定時間遅延し、前記第2のディレイ手段は前記第2の加算手段から出力する前記第2の音声信号出力を所定時間遅延することを特徴とする。
【0011】ここで、前記左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分をステレオ感を実現している周波数域においてより強調することを特徴とすることができる。
【0012】また、前記ステレオ感を実現している周波数域は、約102〜104Hzの周波数帯域であることを特徴とすることができる。
【0013】また、前記ステレオ感強調装置は、比較的小型の筐体に取り付けられ音源に対してマイク間の距離が比較的短い左右2つのステレオマイクから入力する音声信号を処理する音声信号処理装置に包含されることを特徴とすることができる。
【0014】また、前記音声信号処理装置はデジタルビデオカメラに内蔵された音声信号処理装置であることを特徴とすることができる。
【0015】上記目的を達成するため、請求項6のステレオ感強調方法の発明は、左右2つステレオ信号の第1の音声信号出力を所定時間遅延する第1のディレイステップと、該第1のディレイステップの出力に所定値を乗算する第1の乗算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号出力を所定時間遅延する第2のディレイステップと、該第2のディレイステップの出力に所定値を乗算する第2の乗算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第1の音声信号入力と前記第2の乗算ステップの出力とを加算して第1の音声信号出力を出力する第1の加算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号入力と前記第1の乗算ステップの出力とを加算して第2の音声信号出力を出力する第2の加算ステップとを有し、前記第1のディレイステップは前記第1の加算ステップの出力である前記第1の音声信号出力を所定時間遅延し、前記第2のディレイステップは前記第2の加算ステップの出力である前記第2の音声信号出力を所定時間遅延することを特徴とすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0017】図1は、本発明の一実施形態におけるステレオ感強調装置の回路構成を示す。ここで、105は第1の加算器103の出力(第1の出力)109を所定時間遅延する第1のディレイ素子、106は第2の加算器104の出力(第2の出力)110を所定時間遅延する第2のディレイ素子、107は第1のディレイ素子105の出力に所定値を乗算する第1の乗算器、および108は第2のディレイ素子106の出力に所定値を乗算する第2の乗算器であり、第1の加算器103は左右2つステレオ信号からなる第1の音声信号入力(例えば、左側音声信号)101と第2の乗算器108の出力とを加算して第1の出力109を生成し、第2の加算器104は左右2つステレオ信号からなる第2の音声信号入力(例えば、右側音声信号)102と第1の乗算器107の出力とを加算して第2の出力110を生成する。つまり、本発明では、第2の出力に遅延をかけて乗算したものと第1の入力とを加算した結果を第1の出力として出力し、この第1の出力に遅延をかけて乗算したものと第2の入力とを加算した結果を第2の出力として出力する点が、図7に示したような第1、第2の入力を遅延し乗算する従来例の構成と異なる点である。
【0018】次に、図1の構成による本発明の作用を説明する。
【0019】例えば、デジタルビデオカメラの筐体(図示しない)は一般的に小型のため、2つのマイクによるステレオの音声信号入力は振幅差が微少である。
【0020】よって、ここでは2入力信号で振幅を同じとして、図2のマイクL,マイクRへの入射角θを持つ十分遠い正弦波の音源からの入力信号は、マイクLの第1の入力(Lin)を基準として、マイクRの第2の入力(Rin)は次式で求まる。
【0021】
【数1】
ωは入力信号の周波数、Aは振幅。lは両マイク間の距離とする。vを音速として、十分に遠い音源のため、第2の入力(Rin)は第1の入力よりも上の式のように遅れて、もしくは早く入力される。
【0022】図7に示す従来例の回路構成の場合には、第1、第2のそれぞれの出力Lout、Routは、乗算器701、702の係数をp、ディレイ素子705、706の遅延時間をtd とすると、
【0023】
【数2】
それぞれを時間について微分し、
【0024】
【数3】
となるtを求めて元の式に代入、時間による出力の最大値、すなわち振幅を入力信号の周波数の関数として求めると、第1の出力について、
【0025】
【数4】
第2の出力について、
【0026】
【数5】
ここで、図1の本発明の一実施形態の回路における伝達関数を、z変換を用いて表し、109の第1の出力(Lout)を求める式を次に示す。105、106のデイレイ素子数をqとして、
【0027】
【数6】
分数の後ろの項は従来例の出力のz変換と等しい。これは102の第2の入力に関しても同様である。本発明の実施形態の回路では上記の従来例の周波数における振幅特性に新たに
【0028】
【数7】
という伝達関数を掛け合わせたものである。よって、本発明の実施形態の回路の振幅特性はサンプリング周期をTとおくと、
【0029】
【数8】
と表すことができる。この新しく掛け合わされた項は主に周波数の低い帯域を持ち上げる性質を持ち、従来例の著しい周波数低域におけるレベルの低下を防ぐ働きを担う。
【0030】
【実施例】本発明の一実施例として、半導体基板上に、上述の図1の回路を、デジタル回路を用いて実現する。一例として、2入力101、102がサンプリング周波数2.8MHz、10ビットのパラレル信号で、90タップディレイ素子部105、106をそれぞれフリップ・フロップ回路10×90個、加算器103、104をそれぞれ10個の全加算器(full adder)で構成する。乗算器107、108はそれぞれ10組の全加算器とNAND(非論理積)素子による単純なアレイ乗算器で構成した。
【0031】そして、このように構成した本発明によるテレオ感強調回路は、図3〜図6に示すような周波数による特有な振幅特性を持っていることが確認できた。
【0032】ここで、図3は、本発明の音源位置による振幅特性を示し、マイクから向かって左を0度として、音源位置を180度回転した場合で、測定条件としては、図7の従来例と同じで、マイク幅:3cm、乗算器707、708の係数:0.9375、サンプリング周波数:44.1kHz、ディレイ素子705、706:1タップである。図中、Lは左側音声信号、Rは右側音声信号を表わす。
【0033】図4は本発明の周波数による振幅特性を示し、音源位置は20度、その他の条件は図3と同じである。図中、Lは左側音声信号、Rは右側音声信号を表わす(以下、同様)。図5は同じく本発明の周波数による振幅特性を示し、音源位置は40度、その他の条件は図3R>3と同じである。図6は同じく本発明の周波数による振幅特性を示し、音源位置は60度、その他の条件は図3と同じである。
【0034】図3〜図6に示す本発明による振幅特性と図8〜図11に示す従来例の振幅特性とを対比すると、本発明は次のような顕著な利点があることが分かる。
【0035】■ 本発明では、例えば、音源位置が20度の場合、図4に示すようにL出力信号とR出力信号の振幅の差が、102〜104Hzの周波数帯域において、音源位置が20度の場合の図9の従来例と比べて、著しく大となっている。この傾向は音源位置が40度、60度の場合も同様である。このように、本発明によれば、左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分をステレオ感(複数の音源による定位の広がり)を実現している周波数域(102〜104Hz)においてより強調することができる。このため、本発明によれば、左右の入力のレベル差が微少なデジタルビデオカメラのような筐体においても、出力信号は音の定位の広がりを出すことが可能である。
【0036】■ また、出力信号における低域の周波数において、従来例では、図8に示すように、音源方向の角度に関わらずゲインが著しく小さい。例えば、L信号とR信号が0.1KHzの場合、図8の従来例では、音源方向の角度に関わらず出力振幅はほぼ0.1であるのに対し、図3の本発明では、出力振幅はほぼ0.5となっている。従って、本発明によれば、出力信号における低域の周波数において著しいレベル低下を防ぐことができる。
【0037】■ また、図3の本発明の振幅特性と図8の従来例の振幅特性を比べてみると、本発明は音源方向が90度、即ちデジタルビデオカメラのような筐体の正面で、周波数によるゲインのばらつきが小さい。
(他の実施形態)なお、本発明は、複数の機器(例えば、ホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、1つの機器からなる装置(例えば、デジタルビデオカメラ、ポータブルステレオ録音装置など)に適用してもよい。
【0038】また、本発明の目的は、前述したハードウエア構成ばかりでなく、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記録媒体(記憶媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。そのプログラムコードを記録し、またテーブル等の変数データを記録する記録媒体としては、例えばフロッピディスク(FD)、ハードディスク、光ディスク、などを用いことができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、第2の出力に遅延をかけて乗算したものと第1の入力とを加算した結果を第1の出力として出力し、この第1の出力に遅延をかけて乗算したものと第2の入力とを加算した結果を第2の出力として出力するようにしたので、左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分をステレオ感を実現している周波数域においてより強調することができ、このため左右の入力のレベル差が微少な筐体においても、出力信号は音の定位の広がりを出すことが可能であり、また出力信号における低域の周波数において著しいレベルの低下を防ぐことができ、さらには音源方向が正面の90度で、周波数によるゲインのばらつきが小さいという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるステレオ感強調装置の回路構成を示すブロック図である。
【図2】ステレオの音声信号を入力する2つのマイクと、これらマイクに対する入射角θの遠方の音源との位置関係を示す概念図である。
【図3】本発明の音源位置(入射角度)に対する出力信号の振幅(ゲイン)の関係を示し、マイクから向かって左を0度として、音源位置を180度回転し、所定の測定条件下で測定した場合の振幅特性を示すグラフである。
【図4】本発明のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が20度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図5】本発明のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が40度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図6】本発明のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が60度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図7】従来例のステレオ感強調装置の回路構成を示すブロック図である。
【図8】従来例の音源位置(入射角度)に対する出力信号の振幅(ゲイン)の関係を示し、マイクから向かって左を0度として、音源位置を180度回転し、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図9】従来例のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が20度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図10】従来例のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が40度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図11】従来例のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が60度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【符号の説明】
101、701 第1の入力(第1のステレオ音声入力)
102、702 第2の入力(第2のステレオ音声入力)
103、703 第1の加算器
104、704 第2の加算器
105、705 第1のディレイ素子
106、706 第2のディレイ素子
107、707 第1の乗算器
108、708 第2の乗算器
109、709 第1の出力(第1のステレオ音声出力)
110、710 第2の出力(第2のステレオ音声出力)
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はステレオ感強調装置およびステレオ感強調方法に関し、特に左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分を強調することを必要とする、例えばデジタルビデオカメラの音声信号処理におけるステレオ感強調技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のステレオ感強調装置は、図7に示すように、左右2つステレオ信号からなる第1の音声信号入力(例えば、左側音声信号)701を所定時間遅延する第1のディレイ素子705、左右2つステレオ信号からなる第2の音声信号入力(例えば、右側音声信号)702を所定時間遅延する第2のディレイ素子706、第1のディレイ素子705の出力に所定値を乗算する第1の乗算器707、第2のディレイ素子706の出力に所定値を乗算する第2の乗算器708、第1の入力と第2の乗算器708の出力とを加算して第1の出力709を生成する第1の加算器703、および第2の入力と第1の乗算器707の出力とを加算して第2の出力710を生成する第2の加算器704を有しており、左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分701、702を強調する機能を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述したような従来のステレオ感強調装置は、図8〜図11に示すような周波数による振幅特性を持っている。
【0004】ここで、図8は、従来例の音源位置による振幅特性を示し、マイクから向かって左を0度として、音源位置を180度回転した場合で、測定条件としては、マイク幅:3cm、乗算器707、708の係数:0.9375、サンプリング周波数:44.1kHz、ディレイ素子705、706:1タップである。図中、Lは左側音声信号、Rは右側音声信号を表わす。
【0005】図9は従来例の周波数による振幅特性を示し、音源位置は20度、その他の条件は図8と同じである。図中、Lは左側音声信号、Rは右側音声信号を表わす(以下同様)。図10は同じく従来例の周波数による振幅特性を示し、音源位置は40度、その他の条件は図8R>8と同じである。図11は同じく従来例の周波数による振幅特性を示し、音源位置は60度、その他の条件は図8R>8と同じである。
【0006】従来のステレオ感強調装置は、図8〜図11R>1に示すような独特な周波数による振幅特性を持っているので、以下のような解決すべき課題があった。
【0007】1.ステレオ感(複数の音源による定位の広がり)を実現している周波数帯において、第1の出力と第2の出力のレベル差が小さい。
【0008】2.周波数の低い帯域においてレベルが大きく下がってしまう。
【0009】本発明の目的は、上述のような課題を解決し、左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分をステレオ感を実現している周波数域においてより強調することができ、左右の入力レベル差が微小なコンパクト筐体においても、出力信号は音の定位の広がりを出すことが可能であり、さらには出力信号における低域の周波数において著しいレベルの低下を防ぐことの可能なステレオ感強調装置およびステレオ感強調方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項1のステレオ感強調装置の発明は、左右2つステレオ信号の第1の音声信号出力を所定時間遅延する第1のディレイ手段と、該第1のディレイ手段の出力に所定値を乗算する第1の乗算手段と、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号出力を所定時間遅延する第2のディレイ手段と、該第2のディレイ手段の出力に所定値を乗算する第2の乗算手段と、前記左右2つステレオ信号の第1の音声信号入力と前記第2の乗算手段の出力とを加算して第1の音声信号出力を出力する第1の加算手段と、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号入力と前記第1の乗算手段の出力とを加算して第2の音声信号出力を出力する第2の加算手段とを有し、前記第1のディレイ手段は前記第1の加算手段から出力する前記第1の音声信号出力を所定時間遅延し、前記第2のディレイ手段は前記第2の加算手段から出力する前記第2の音声信号出力を所定時間遅延することを特徴とする。
【0011】ここで、前記左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分をステレオ感を実現している周波数域においてより強調することを特徴とすることができる。
【0012】また、前記ステレオ感を実現している周波数域は、約102〜104Hzの周波数帯域であることを特徴とすることができる。
【0013】また、前記ステレオ感強調装置は、比較的小型の筐体に取り付けられ音源に対してマイク間の距離が比較的短い左右2つのステレオマイクから入力する音声信号を処理する音声信号処理装置に包含されることを特徴とすることができる。
【0014】また、前記音声信号処理装置はデジタルビデオカメラに内蔵された音声信号処理装置であることを特徴とすることができる。
【0015】上記目的を達成するため、請求項6のステレオ感強調方法の発明は、左右2つステレオ信号の第1の音声信号出力を所定時間遅延する第1のディレイステップと、該第1のディレイステップの出力に所定値を乗算する第1の乗算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号出力を所定時間遅延する第2のディレイステップと、該第2のディレイステップの出力に所定値を乗算する第2の乗算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第1の音声信号入力と前記第2の乗算ステップの出力とを加算して第1の音声信号出力を出力する第1の加算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号入力と前記第1の乗算ステップの出力とを加算して第2の音声信号出力を出力する第2の加算ステップとを有し、前記第1のディレイステップは前記第1の加算ステップの出力である前記第1の音声信号出力を所定時間遅延し、前記第2のディレイステップは前記第2の加算ステップの出力である前記第2の音声信号出力を所定時間遅延することを特徴とすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0017】図1は、本発明の一実施形態におけるステレオ感強調装置の回路構成を示す。ここで、105は第1の加算器103の出力(第1の出力)109を所定時間遅延する第1のディレイ素子、106は第2の加算器104の出力(第2の出力)110を所定時間遅延する第2のディレイ素子、107は第1のディレイ素子105の出力に所定値を乗算する第1の乗算器、および108は第2のディレイ素子106の出力に所定値を乗算する第2の乗算器であり、第1の加算器103は左右2つステレオ信号からなる第1の音声信号入力(例えば、左側音声信号)101と第2の乗算器108の出力とを加算して第1の出力109を生成し、第2の加算器104は左右2つステレオ信号からなる第2の音声信号入力(例えば、右側音声信号)102と第1の乗算器107の出力とを加算して第2の出力110を生成する。つまり、本発明では、第2の出力に遅延をかけて乗算したものと第1の入力とを加算した結果を第1の出力として出力し、この第1の出力に遅延をかけて乗算したものと第2の入力とを加算した結果を第2の出力として出力する点が、図7に示したような第1、第2の入力を遅延し乗算する従来例の構成と異なる点である。
【0018】次に、図1の構成による本発明の作用を説明する。
【0019】例えば、デジタルビデオカメラの筐体(図示しない)は一般的に小型のため、2つのマイクによるステレオの音声信号入力は振幅差が微少である。
【0020】よって、ここでは2入力信号で振幅を同じとして、図2のマイクL,マイクRへの入射角θを持つ十分遠い正弦波の音源からの入力信号は、マイクLの第1の入力(Lin)を基準として、マイクRの第2の入力(Rin)は次式で求まる。
【0021】
【数1】
ωは入力信号の周波数、Aは振幅。lは両マイク間の距離とする。vを音速として、十分に遠い音源のため、第2の入力(Rin)は第1の入力よりも上の式のように遅れて、もしくは早く入力される。
【0022】図7に示す従来例の回路構成の場合には、第1、第2のそれぞれの出力Lout、Routは、乗算器701、702の係数をp、ディレイ素子705、706の遅延時間をtd とすると、
【0023】
【数2】
それぞれを時間について微分し、
【0024】
【数3】
となるtを求めて元の式に代入、時間による出力の最大値、すなわち振幅を入力信号の周波数の関数として求めると、第1の出力について、
【0025】
【数4】
第2の出力について、
【0026】
【数5】
ここで、図1の本発明の一実施形態の回路における伝達関数を、z変換を用いて表し、109の第1の出力(Lout)を求める式を次に示す。105、106のデイレイ素子数をqとして、
【0027】
【数6】
分数の後ろの項は従来例の出力のz変換と等しい。これは102の第2の入力に関しても同様である。本発明の実施形態の回路では上記の従来例の周波数における振幅特性に新たに
【0028】
【数7】
という伝達関数を掛け合わせたものである。よって、本発明の実施形態の回路の振幅特性はサンプリング周期をTとおくと、
【0029】
【数8】
と表すことができる。この新しく掛け合わされた項は主に周波数の低い帯域を持ち上げる性質を持ち、従来例の著しい周波数低域におけるレベルの低下を防ぐ働きを担う。
【0030】
【実施例】本発明の一実施例として、半導体基板上に、上述の図1の回路を、デジタル回路を用いて実現する。一例として、2入力101、102がサンプリング周波数2.8MHz、10ビットのパラレル信号で、90タップディレイ素子部105、106をそれぞれフリップ・フロップ回路10×90個、加算器103、104をそれぞれ10個の全加算器(full adder)で構成する。乗算器107、108はそれぞれ10組の全加算器とNAND(非論理積)素子による単純なアレイ乗算器で構成した。
【0031】そして、このように構成した本発明によるテレオ感強調回路は、図3〜図6に示すような周波数による特有な振幅特性を持っていることが確認できた。
【0032】ここで、図3は、本発明の音源位置による振幅特性を示し、マイクから向かって左を0度として、音源位置を180度回転した場合で、測定条件としては、図7の従来例と同じで、マイク幅:3cm、乗算器707、708の係数:0.9375、サンプリング周波数:44.1kHz、ディレイ素子705、706:1タップである。図中、Lは左側音声信号、Rは右側音声信号を表わす。
【0033】図4は本発明の周波数による振幅特性を示し、音源位置は20度、その他の条件は図3と同じである。図中、Lは左側音声信号、Rは右側音声信号を表わす(以下、同様)。図5は同じく本発明の周波数による振幅特性を示し、音源位置は40度、その他の条件は図3R>3と同じである。図6は同じく本発明の周波数による振幅特性を示し、音源位置は60度、その他の条件は図3と同じである。
【0034】図3〜図6に示す本発明による振幅特性と図8〜図11に示す従来例の振幅特性とを対比すると、本発明は次のような顕著な利点があることが分かる。
【0035】
【0036】
【0037】
(他の実施形態)なお、本発明は、複数の機器(例えば、ホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、1つの機器からなる装置(例えば、デジタルビデオカメラ、ポータブルステレオ録音装置など)に適用してもよい。
【0038】また、本発明の目的は、前述したハードウエア構成ばかりでなく、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記録媒体(記憶媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。そのプログラムコードを記録し、またテーブル等の変数データを記録する記録媒体としては、例えばフロッピディスク(FD)、ハードディスク、光ディスク、などを用いことができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、第2の出力に遅延をかけて乗算したものと第1の入力とを加算した結果を第1の出力として出力し、この第1の出力に遅延をかけて乗算したものと第2の入力とを加算した結果を第2の出力として出力するようにしたので、左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分をステレオ感を実現している周波数域においてより強調することができ、このため左右の入力のレベル差が微少な筐体においても、出力信号は音の定位の広がりを出すことが可能であり、また出力信号における低域の周波数において著しいレベルの低下を防ぐことができ、さらには音源方向が正面の90度で、周波数によるゲインのばらつきが小さいという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるステレオ感強調装置の回路構成を示すブロック図である。
【図2】ステレオの音声信号を入力する2つのマイクと、これらマイクに対する入射角θの遠方の音源との位置関係を示す概念図である。
【図3】本発明の音源位置(入射角度)に対する出力信号の振幅(ゲイン)の関係を示し、マイクから向かって左を0度として、音源位置を180度回転し、所定の測定条件下で測定した場合の振幅特性を示すグラフである。
【図4】本発明のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が20度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図5】本発明のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が40度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図6】本発明のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が60度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図7】従来例のステレオ感強調装置の回路構成を示すブロック図である。
【図8】従来例の音源位置(入射角度)に対する出力信号の振幅(ゲイン)の関係を示し、マイクから向かって左を0度として、音源位置を180度回転し、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図9】従来例のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が20度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図10】従来例のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が40度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【図11】従来例のステレオ音声出力L,Rの周波数に対する振幅の関係を示し、音源位置(入射角度)が60度、その他の測定条件は図3と同じ場合の振幅特性を示すグラフである。
【符号の説明】
101、701 第1の入力(第1のステレオ音声入力)
102、702 第2の入力(第2のステレオ音声入力)
103、703 第1の加算器
104、704 第2の加算器
105、705 第1のディレイ素子
106、706 第2のディレイ素子
107、707 第1の乗算器
108、708 第2の乗算器
109、709 第1の出力(第1のステレオ音声出力)
110、710 第2の出力(第2のステレオ音声出力)
【特許請求の範囲】
【請求項1】 左右2つステレオ信号の第1の音声信号出力を所定時間遅延する第1のディレイ手段と、該第1のディレイ手段の出力に所定値を乗算する第1の乗算手段と、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号出力を所定時間遅延する第2のディレイ手段と、該第2のディレイ手段の出力に所定値を乗算する第2の乗算手段と、前記左右2つステレオ信号の第1の音声信号入力と前記第2の乗算手段の出力とを加算して第1の音声信号出力を出力する第1の加算手段と、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号入力と前記第1の乗算手段の出力とを加算して第2の音声信号出力を出力する第2の加算手段とを有し、前記第1のディレイ手段は前記第1の加算手段から出力する前記第1の音声信号出力を所定時間遅延し、前記第2のディレイ手段は前記第2の加算手段から出力する前記第2の音声信号出力を所定時間遅延することを特徴とするステレオ感強調装置。
【請求項2】 前記左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分をステレオ感を実現している周波数域においてより強調することを特徴とする請求項1に記載のステレオ感強調装置。
【請求項3】 前記ステレオ感を実現している周波数域は、102〜104Hzの周波数帯域であることを特徴とする請求項2に記載のステレオ感強調装置。
【請求項4】 前記ステレオ感強調装置は、比較的小型の筐体に取り付けられ音源に対してマイク間の距離が比較的短い左右2つのステレオマイクから入力する音声信号を処理する音声信号処理装置に包含されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のステレオ感強調装置。
【請求項5】 前記音声信号処理装置はデジタルビデオカメラに内蔵された音声信号処理装置であることを特徴とする請求項4に記載のステレオ感強調装置。
【請求項6】 左右2つステレオ信号の第1の音声信号出力を所定時間遅延する第1のディレイステップと、該第1のディレイステップの出力に所定値を乗算する第1の乗算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号出力を所定時間遅延する第2のディレイステップと、該第2のディレイステップの出力に所定値を乗算する第2の乗算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第1の音声信号入力と前記第2の乗算ステップの出力とを加算して第1の音声信号出力を出力する第1の加算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号入力と前記第1の乗算ステップの出力とを加算して第2の音声信号出力を出力する第2の加算ステップとを有し、前記第1のディレイステップは前記第1の加算ステップの出力である前記第1の音声信号出力を所定時間遅延し、前記第2のディレイステップは前記第2の加算ステップの出力である前記第2の音声信号出力を所定時間遅延することを特徴とするステレオ感強調方法。
【請求項1】 左右2つステレオ信号の第1の音声信号出力を所定時間遅延する第1のディレイ手段と、該第1のディレイ手段の出力に所定値を乗算する第1の乗算手段と、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号出力を所定時間遅延する第2のディレイ手段と、該第2のディレイ手段の出力に所定値を乗算する第2の乗算手段と、前記左右2つステレオ信号の第1の音声信号入力と前記第2の乗算手段の出力とを加算して第1の音声信号出力を出力する第1の加算手段と、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号入力と前記第1の乗算手段の出力とを加算して第2の音声信号出力を出力する第2の加算手段とを有し、前記第1のディレイ手段は前記第1の加算手段から出力する前記第1の音声信号出力を所定時間遅延し、前記第2のディレイ手段は前記第2の加算手段から出力する前記第2の音声信号出力を所定時間遅延することを特徴とするステレオ感強調装置。
【請求項2】 前記左右2つステレオ信号からなる入力信号の左右それぞれの成分をステレオ感を実現している周波数域においてより強調することを特徴とする請求項1に記載のステレオ感強調装置。
【請求項3】 前記ステレオ感を実現している周波数域は、102〜104Hzの周波数帯域であることを特徴とする請求項2に記載のステレオ感強調装置。
【請求項4】 前記ステレオ感強調装置は、比較的小型の筐体に取り付けられ音源に対してマイク間の距離が比較的短い左右2つのステレオマイクから入力する音声信号を処理する音声信号処理装置に包含されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のステレオ感強調装置。
【請求項5】 前記音声信号処理装置はデジタルビデオカメラに内蔵された音声信号処理装置であることを特徴とする請求項4に記載のステレオ感強調装置。
【請求項6】 左右2つステレオ信号の第1の音声信号出力を所定時間遅延する第1のディレイステップと、該第1のディレイステップの出力に所定値を乗算する第1の乗算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号出力を所定時間遅延する第2のディレイステップと、該第2のディレイステップの出力に所定値を乗算する第2の乗算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第1の音声信号入力と前記第2の乗算ステップの出力とを加算して第1の音声信号出力を出力する第1の加算ステップと、前記左右2つステレオ信号の第2の音声信号入力と前記第1の乗算ステップの出力とを加算して第2の音声信号出力を出力する第2の加算ステップとを有し、前記第1のディレイステップは前記第1の加算ステップの出力である前記第1の音声信号出力を所定時間遅延し、前記第2のディレイステップは前記第2の加算ステップの出力である前記第2の音声信号出力を所定時間遅延することを特徴とするステレオ感強調方法。
【図1】
【図2】
【図4】
【図6】
【図3】
【図5】
【図7】
【図9】
【図10】
【図8】
【図11】
【図2】
【図4】
【図6】
【図3】
【図5】
【図7】
【図9】
【図10】
【図8】
【図11】
【公開番号】特開2001−189999(P2001−189999A)
【公開日】平成13年7月10日(2001.7.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平11−375113
【出願日】平成11年12月28日(1999.12.28)
【出願人】(594021175)旭化成マイクロシステム株式会社 (57)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成13年7月10日(2001.7.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成11年12月28日(1999.12.28)
【出願人】(594021175)旭化成マイクロシステム株式会社 (57)
【Fターム(参考)】
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