JP2000267675A - 音響信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 仮想三次元空間内に形成される音場環境に基
づいて音響信号を生成する音響信号処理装置を提供する
ことを課題とする。特に、音響シミュレーションを簡易
に実現できる音響信号処理装置を提供することを課題と
する。 【解決手段】 本発明の音響信号処理装置は、仮想三次
元空間内にオブジェクトを配置し、所定の発音位置から
発音される音を所定の聴取位置において音響シミュレー
ションをすることで音響信号を生成する。音響シミュレ
ーションの対象となる音場空間を空間オブジェクト（１
１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）を組み合せることで構
成し、音響シミュレーションを行うことを特徴とする。
“空間オブジェクト”とは、音響シミュレーションを簡
易に行うために、音響シミュレーションを行う空間（音
場空間）を単純にモデル化したものであり、所定の音響
パラメータが与えられた仮想的なオブジェクトをいう。
この空間オブジェクトを組み合せることで音場空間が構
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は仮想三次元空間の様
子を画面に描画するためのオブジェクトデータを基に音
響伝達系を構成し、この音響伝達系に基づいて音響信号
をシミュレーションする技術に係わる。特に、音響シミ
ュレーションの演算を簡易に行う技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゲーム装置においては、画面に表示する
動画とともに場面に対応した曲や音声を出力して臨場感
を高めている。例えば、三次元座標で構成される仮想空
間に種々の物体や仮想上の人物（オブジェクト）を配置
して仮想ゲーム空間を形成し、ゲームの主人公がゲーム
空間を自由に移動してゲームを展開する際にＢＧＭとし
て場面に対応した音楽を流している。また、車両の競争
ゲームでは、エンジン音やスリップ音、衝突音等がゲー
ム展開に対応して発生するように構成されている。この
ため、ゲームストーリーを記述するプログラムに予めゲ
ーム展開に応じて表示すべき画面とこの画面に対応する
音楽、音声、効果音等の音響信号の出力を記述してい
る。このような機能を有する従来のゲーム装置のハード
ウエアブロック図を図２０に示す。

【０００３】同図に示すゲーム装置は、メインＣＰＵ
１、メモリ２、サウンド処理部３、ＣＧ描画部４、ディ
スプレイ５、スピーカ６ａ及び６ｂ、Ｉ／Ｏインタフェ
ース７を備える。Ｉ／Ｏインタフェース７は、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ等の記録媒体とのインタフェースであるＣＤ−ＲＯ
Ｍカートリッジインタフェースや、コントローラパッド
等の入力デバイスのインタフェースを含む。ＣＤ−ＲＯ
Ｍ等の媒体から提供されるゲームプログラムデータはＩ
／Ｏインタフェース７を介してメモリ２に供給され、オ
ブジェクトデータ（ポリゴンの座標データ、形状データ
等）はＣＧ描画部４に、サウンドデータ（ＢＧＭや車の
エンジン音等の音響用として編集された曲データや波形
データ）やＭＩＤＩ形式などのサウンド制御データはサ
ウンド処理部３に供給される。ＣＧ描画部４はフレーム
バッファ、カラーＲＡＭ、エンコーダ等を含み、メイン
ＣＰＵ１から供給されるコマンドデータに基づき、ディ
スプレイ５に表示されるオブジェクトをポリゴン（モデ
ル座標系で定義された頂点と稜線で構成される三次元図
形）で表し、これをワールド座標系へのモデリング変
換、所定のカメラ視点への視野変換、三次元クリッピン
グ処理、陰線処理、テクスチャマッピング処理、シェー
ディング処理、表示優先処理等を行ってディスプレイ５
に表示している。

【０００４】サウンド処理部３は、サウンドメモリ、サ
ウンドＣＰＵ、２チャンネルの音響信号へ変換するＤ／
Ａコンバータ等を含む。サウンドメモリには音源の種類
に対応した識別情報とサウンドデータとが関連付けられ
て登録される。サウンドＣＰＵは、メインＣＰＵ１から
指定される音源の識別情報を基にサウンドデータをサウ
ンドメモリから読み出し、ＤＳＰ機能に基づくエコー、
リバーブ、コーラス等の特殊音響効果を実現し、音響信
号をスピーカ６ａ及び６ｂに出力する。メインＣＰＵ１
は、プレイヤ（遊戯者）によるコントローラパッド等の
入力デバイスの入力操作に対応してゲームプログラムの
コマンドを解釈し、所定の画像処理と音響処理を行う。
例えば、仮想三次元空間内の凸凹道を車が走行する場面
を画像表示するとともに音響処理する際には、次に述べ
るような処理を行う。メインＣＰＵ１からは、ＣＧ描画
部４に対してオブジェクト（車）の描画に関するコマン
ドデータが供給されるとともに、サウンドＣＰＵに対し
て音源の種類（スリップ音やエンジン音等）に応じて予
め定められた識別情報が供給される。この識別情報はゲ
ーム場面に応じて予めプログラムに記述される（例え
ば、車の走行シーンであれば、走行音を生成する音源を
指定する）か、又は、オブジェクトに所定のイベント
（例えば、車の衝突）が生じたときにイベントの種類に
応じたサウンド処理（例えば、車の衝突音を指定する）
に使用されるものである。サウンドＣＰＵは、識別情報
に関連付けられて登録してあるサウンドデータをサウン
ドメモリから読み出してこれをスピーカ６ａ及び６ｂに
出力する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
で実現される音響処理は、画面における音源の位置と聴
取位置（受音点）との関係を考慮しておらず、単に、サ
ウンドデータをサウンドメモリから読み出してこれをス
ピーカに出力する構成であるため、音像の定位や音量の
加減等が考慮されてなかった。また、音源から発した音
が仮想三次元空間内に配置される壁やオブジェクト等の
物体から受ける影響、例えば、遮蔽や反射等による影響
や、当該オブジェクトに固有の反射係数等も考慮されて
いないため、実環境に即したいわゆる３Ｄサウンドを実
現することができなかった。つまり、音源の位置と聴取
位置（受音点）の距離や音の反射等の状況が時間的に連
続変化するにも関わらず、所定の音を数種類もしくは１
種類の代表的な音源を用意することによって表現されて
いた。例えば、車がトンネル内を走行する場合は、車の
種類や走行速度、トンネルの大きさ、形状、長さ等を考
慮せず、同一のサウンドを生成していた。同様に、トン
ネルから反射する反射音や、他の車からの走行音等は全
く考慮されていなかった。また、車の走行音は市街地で
も海岸線でも同じであるという、不自然さが生じてい
た。

【０００６】また、仮想三次元空間に音響伝達系を設定
し、音源オブジェクトから発音される音を受音点におい
て厳密にシミュレーションすると複雑で高度な演算を必
要とする。例えば、音響信号には固体、液体、気体を媒
体とする表面弾性波があり、平面波、球面波、定在波、
進行波等をなして放射、透過、吸収、屈折、回折、干
渉、分散、散乱、拡散し、各種の音響現象を起こす。音
場の解析は波動方程式、有限境界要素法等により行われ
るが、一般に多大な演算量を必要とし、複雑な音場に適
用できない。特に、ゲームのようにゲーム展開に応じて
刻一刻と仮想三次元空間内の環境が変化し、音響伝達系
を構成する音の伝播特性がリアルタイムで変化する場
合、例えば、音を発する物体が聴取位置から次第に近づ
いてきて遠ざかるなど、時間的、連続的に場面が変化す
る場合においては、簡易な演算による音響シミュレーシ
ョンが望まれる。

【０００７】そこで、本発明は、仮想三次元空間内に形
成される音場環境に基づいて音響信号を生成する音響信
号処理装置及びゲーム装置を提供することを課題とす
る。さらに、音響シミュレーションを簡易に実現できる
音響信号処理装置及びゲーム装置を提供することを課題
とする。また、コンピュータをこれら音響信号処理装置
又はゲーム装置として機能させるプログラムを格納した
情報記録媒体を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の音響信号処理装
置は、仮想三次元空間内にオブジェクトを配置し、所定
の発音位置から発音される音を所定の聴取位置において
音響シミュレーションをすることで音響信号を生成す
る。そして、音響シミュレーションの対象となる音場空
間を空間オブジェクトを組み合せることで構成し、音響
シミュレーションを行う音響信号処理手段を備えること
を特徴とする。

【０００９】ここで、“空間オブジェクト”とは、音響
シミュレーションを簡易に行うために、音響シミュレー
ションを行う空間（音場空間）を単純にモデル化したも
のであり、所定の音響パラメータが与えられた仮想的な
オブジェクトをいう。この空間オブジェクトを組み合せ
ることで音場空間が構成される。

【００１０】好ましくは、音響信号処理手段は、空間オ
ブジェクトに固有の音響パラメータを設定し、音響シミ
ュレーションを行う。この音響パラメータは、空間オブ
ジェクトの媒質パラメータ、又は、空間オブジェクトを
構成する面の反射パラメータである。“媒質パラメー
タ”とは、空間オブジェクト内に設定された媒質の種類
（空気、水、土等）毎に定められた音の減衰率、湿度、
温度等のパラメータをいい、“反射パラメータ”とは、
空間オブジェクトを構成する面に入射する音の反射率、
透過率又は屈折率をいう。

【００１１】音響シミュレーションを簡易にし、演算負
荷を低減するために、空間オブジェクトの形状は直方体
であることが好ましい。空間オブジェクトを直方体で構
成する場合、それぞれの面に対して異なる反射パラメー
タを設定し、実空間に即した音場空間を実現することも
できる。このような構成により、音響シミュレーション
を簡易化できるとともに、より現実的な音響シミュレー
ションを可能にできる。

【００１２】好ましくは、音響信号処理手段は、音響シ
ミュレーションを直接音、１次反射音、高次反射音に分
けてそれぞれシミュレーションする。

【００１３】例えば、直接音の音響信号を生成する場合
は、発音位置と聴取位置間の距離データと、媒質パラメ
ータとに基づいて音響シミュレーションをする。複数の
空間オブジェクトが連接して構成される音場空間内を、
聴取位置に対して発音位置が相対的に移動している場合
は、音場空間を３つの領域に区切る２つの面を設定す
る。当該２つの面のうち、聴取位置に対して近方の面を
面Ｒ、聴取位置に対して遠方の面を面Ｇとする。さら
に、聴取位置を含み、面Ｒで区画される領域を領域Ｘ
（リアル領域）、面Ｒと面Ｇで区画される領域を領域Ｙ
（トランジェント領域）、その他の領域を領域Ｚ（ギミ
ック領域）とし、発音位置の移動軌跡と面Ｒ及び面Ｇと
の交点をそれぞれ点Ｂ及び点Ｅとし、面Ｇ上に予め設定
された所定の点を点Ｄとする。発音位置が領域Ｚに位置
する場合は、発音位置から面Ｇに降ろした垂線の長さ
と、聴取位置と点Ｄの間の距離との和を直接音の伝播距
離として直接音の音響信号を生成する。発音位置が領域
Ｙに位置する場合は、発音位置を点Ａとしたとき、線分
ＢＤをＢＡ対ＡＥに内分する点Ｃを求め、聴取位置と点
Ｃ間の距離を直接音の伝播距離として直接音の音響信号
を生成する。発音位置が領域Ｘに存在する場合には、聴
取位置と発音位置間の距離を直接音の伝播距離として直
接音の音響信号を生成する。

【００１４】発音位置が移動している場合に上記のよう
にして直接音を演算することで、空間オブジェクトが非
直線的に接続している場合であっても、聴取位置と発音
位置間の距離と、聴取位置から見た発音位置（虚像位
置）の方向は連続的に変化する。従がって、直接音信号
の演算を簡略化できるとともに、実際の音場空間におけ
る音響シミュレーションをできるだけ忠実に再現するこ
とができる。

【００１５】面Ｒ，面Ｇは空間オブジェクトの形状や空
間オブジェクト間の接続態様を考慮して設定すればよ
い。また、点Ｄは面Ｇの中心点であることが好ましい。
点Ｄを面Ｇの中心点とすることで、実際の発音位置と虚
像の位置の誤差を平均的に最小にできる。

【００１６】１次反射音の音響信号を生成する場合は、
発音位置と聴取位置を基に、空間オブジェクトを構成す
る面で反射する音の入射角と反射角とが等しくなるよう
な１次反射音の伝播経路を設定し、各伝播経路について
の伝播距離と、媒質パラメータとに基づいて音響シミュ
レーションをする。

【００１７】高次反射音の音響信号を生成する場合は、
空間オブジェクトの大きさと、媒質パラメータとに基づ
いて音響シミュレーションをする。

【００１８】また、音響シミュレーションを簡易化する
ために、音響信号処理手段は、発音位置から発音される
音の出力レベルが聴取位置において一定の減衰量を超え
る場合に、音響シミュレーションを中止する。このよう
に処理することで、無駄な演算を省略することができ、
音響シミュレーションのための演算負荷を低減すること
ができる。また、音響信号処理手段は、空間オブジェク
ト内に音響伝達系を構成するオブジェクトが存在する場
合に、当該オブジェクトを、音響パラメータを有する点
又は面として扱い、音響シミュレーションを行う。この
ように処理することで、空間オブジェクト内に音を反射
或いは透過するオブジェクトが存在する場合であって
も、音響シミュレーションの演算負荷を低減することが
できる。

【００１９】本発明のゲーム装置は、仮想三次元空間内
に配置されたオブジェクトの映像を画面に表示するとと
もに、所定の発音位置から発音された音を所定の聴取位
置において音響シミュレーションし、音響信号を出力す
るゲーム装置であって、画面にオブジェクトの映像を表
示する画像表示手段と、オブジェクトの映像を画面に表
示するためのオブジェクトデータを前記画像表示手段に
供給する制御部と、音響シミュレーションを行う音響信
号処理部とを備え、音響信号処理手段は、制御部からオ
ブジェクトデータを受け取り、このオブジェクトデータ
を基に音響伝達系を構成するとともに、音響シミュレー
ションの対象となる音場空間を空間オブジェクトを組み
合せることで構成し、音響シミュレーションを行うこと
を特徴とする。

【００２０】ここで、オブジェクトデータとは、当該オ
ブジェクトを構成するポリゴンの座標データ、形状デー
タ等をいう。ゲーム装置をこのように構成することで、
ゲーム画面に表示されるオブジェクトの位置、形状、向
き、大きさ等を考慮した音響シミュレーションを実現す
ることができる。さらに、音響シミュレーションの対象
となる音場空間を空間オブジェクトで構成するため、音
響シミュレーション上の演算負荷を大幅に低減すること
ができる。

【００２１】本発明の情報記録媒体は、コンピュータを
本発明に係わる音響信号処理装置、又は、本発明に係わ
るゲーム装置として機能させるプログラムが記録された
コンピュータ読取可能な情報記録媒体である。ここで、
情報記録媒体とは、何らかの物理的手段により情報、主
に、デジタルデータ、プログラム等が記録されているも
のであって、コンピュータ、専用プロセッサ等に所望の
機能を実現させることができるものをいう。従がって、
何らかの手段でコンピュータにダウンロードし、所望の
機能を実現させるものであればよい。例えば、フレキシ
ブルディスク（ＦＤ）、ハードディスク（ＨＤ）、ＣＤ
−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡ
Ｍ、ＤＶＤ−Ｒ、ＰＤディスク、ＭＤディスク、ＭＯデ
ィスク等を含む。また、有線又は無線の通信回線（公衆
回線、データ専用線、衛星回線等）を介してホストコン
ピュータからデータの転送を受ける場合を含む。例え
ば、インターネット経由でサーバのデータベースからデ
ータを転送する場合も含む。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、各図を参照して本実施の形
態について説明する。

【００２３】（音響信号処理装置の構成）図１を参照し
て本実施の形態の音響信号処理装置の構成について説明
する。音響信号処理装置は、メインＣＰＵ１、メモリ
２、サウンド処理部３、ＣＧ描画部４、ディスプレイ
５、スピーカ６ａ及び６ｂ、Ｉ／Ｏインタフェース７を
備える。Ｉ／Ｏインタフェース７は、ゲームプログラム
が記録されたＣＤ−ＲＯＭ等の記録メディアのインタフ
ェースであるＣＤ−ＲＯＭカートリッジインタフェース
や、プレイヤが操作するコントローラパッド等の入力デ
バイスのインタフェースを含む。ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体
から提供されるゲームプログラムデータはＩ／Ｏインタ
フェース７を介してメモリ２に供給され、オブジェクト
データはＣＧ描画部４に、サウンドデータ（ＢＧＭや車
のエンジン音等の音響用として編集された曲データや波
形データ）やＭＩＤＩ形式などのサウンド制御データは
サウンド処理部３に供給される。

【００２４】プレイヤによるコントローラパッドの操作
により仮想三次元空間に画像を形成するとともに、音源
オブジェクトから発する音を所定の受音点で聞こえる音
に音響処理するステップは、以下のように行われる。ま
ず、メインＣＰＵ１からＣＧ描画部４に画像を形成する
ためのオブジェクトデータが供給される。具体的には、
各種オブジェクトの形状、位置（ポリゴンの各頂点座
標）、向き等を表すデータや、テクスチャデータ等が供
給される。ＣＧ描画部４はこれらの情報を基に仮想三次
元空間に各種オブジェクトを配置し、これをワールド座
標系へのモデリング変換、所定のカメラ視点への視野変
換、三次元クリッピング処理、陰線処理、テクスチャマ
ッピング処理、シェーディング処理、表示優先処理等を
行ってディスプレイ５に表示している。サウンド処理部
３は、ＣＧ描画部４に供給される上記オブジェクトデー
タを基に音響信号を生成する。具体的には、仮想三次元
空間内に配置される各種オブジェクトの形状、位置、向
き等のデータや、当該オブジェクトを取り巻く環境（例
えば、屋内、市街地、森林、砂漠、海中等のゲーム場面
毎に設定された環境）を基に、音源オブジェクトから発
音される音を所定の受音点で聞こえる音に音響処理（音
響シミュレーション）をする。サウンド処理部３は、サ
ウンドメモリ、サウンドＣＰＵ、２チャンネルの音響信
号へ変換するＤ／Ａコンバータ等を含み、上記音響処理
の結果をスピーカ６ａ及び６ｂに出力する。サウンド処
理部３の具体的な構成については後述する。

【００２５】（空間オブジェクトによる音場空間の実
現）上記の通り、サウンド処理部３は仮想三次元空間内
に配置される各種オブジェクトの形状、位置、向き等の
データや、当該オブジェクトを取り巻く環境を基に音響
シミュレーションをするが、シミュレーション演算を簡
易にするために、音場空間を直方体、円柱、球等の形状
を有する空間にモデル化する。図１１（Ａ）に音場空間
を直方体にモデル化した空間オブジェクト１１を示す。
音場空間はゲーム場面毎に設定された仮想空間の環境
（例えば、屋内、市街地、森林、砂漠、海中等のゲーム
場面毎に設定された環境）に応じて任意の空間オブジェ
クトを組み合せることで実現される。この空間オブジェ
クトはゲーム画面には表示されず、音響シミュレーショ
ンの演算に使用される不可視オブジェクトである。

【００２６】同図に示す直方体の空間オブジェクト１１
は６枚の平面１１ａ〜１１ｆを備える。各平面は固有の
反射率（固有音響インピーダンス）γ_a〜γ_fを有する。
各平面の反射率を任意に設定することで様々な音場空間
を形成することができる。例えば、広い野原のように周
囲に建物や障害物が無く、地面だけの音場空間（自由空
間）を実現する場合には、地面を表わす平面１１ｄの反
射率を例えば０．５乃至０．７程度とし、その他の平面
１１ａ〜１１ｃ、１１ｅ、１１ｆの反射率を０とする。
このように反射率を設定することで、例えば、平面１１
ａに入射した音は反射することなくそのまま進み、平面
１１ｄに入射した音は適当な反射率で反射するため、広
い野原のように周囲に建物や障害物が無く、地面だけの
音場空間を実現することができる。また、トンネルのよ
うな空間的に一部閉鎖的な音場空間を実現する場合に
は、例えば、平面１１ａ〜１１ｄの反射率を０．８程度
とし、平面１１ｅ、１１ｆの反射率を０とする。このよ
うに各平面の反射率を設定することで、平面１１ａ、１
１ｂ等に入射した音は反射され、平面１１ｅ、１１ｆに
入射した音はそのまま進むため、平面１１ｅ、１１ｆを
トンネルの入り口（又は出口）とした音場空間を実現す
ることができる。また、室内のような完全に閉鎖された
音場空間を実現するためには、全ての６面１１ａ〜１１
ｆについて所定の反射率（例えば、０．９）を与えれば
よい。このように設定することで全ての面において音が
反射し、室内における音場空間を実現することができ
る。

【００２７】また、空間オブジェクト１１は、図１１
（Ｂ）に示すような円柱状のものでもよい。この他、球
状、円錐状、角錐状、角柱状、４面体、１２面体、２０
面体等でもよい。但し、音響シミュレーションの演算負
荷を軽減するためには、直方体（又は立方体）の空間オ
ブジェクトが好ましい。また、図１１（Ｃ）に示すよう
に、仮想空間内に実現される音場空間はこれらの空間オ
ブジェクトを適宜組み合わせて構成してもよい。同図で
は、円柱状の空間オブジェクト１１Ａに直方体の空間オ
ブジェクト１１Ｂ〜１１Ｄを組み合わせている。このよ
うに、適当な大きさの空間オブジェクトを用意すること
で、任意形状の音場空間を実現することができる。特
に、音場空間を室内に設定する場合、音響シミュレーシ
ョンを正確に行うには室内の形状を忠実に再現する必要
があるため、このような空間オブジェクトの組み合わせ
により、音場空間を容易に実現することができる。ま
た、複雑な形状の音場空間でそのまま音響シミュレーシ
ョンするよりも、個々の単純化された空間オブジェクト
での音響シミュレーション結果を組み合せて音場空間全
体での音場シミュレーションを実現することができ、複
雑な演算をより簡便化することができる。

【００２８】（音響シミュレーションの概要）音響シミ
ュレーションの演算対象として音の減衰がある。音の減
衰は距離に起因するものの他、音響エネルギーの吸収や
反射、屈折による減衰がある。例えば、反射面の材質に
よっては反射だけでなく、音響エネルギーが吸収され
る。音場空間が空気である場合は、音響エネルギーの吸
収率（音の減衰率）は空気の湿度、温度、音の周波数で
定められる。また、音の減衰には多くの要因がある。こ
のため、サウンド処理部３が行う音響シミュレーション
は、直接音、１次反射音、高次反射音に分けてそれぞれ
独立に演算を行う。直接音とは、図１２（Ａ）に示すよ
うに、音源オブジェクト１２から発音された音が空間オ
ブジェクト１１に反射せずに受音点１３に直接到達する
音をいう。直接音における音響シミュレーションは主に
伝播距離ｒに基づいて演算されるが、空間オブジェクト
の媒質による影響（例えば、音場空間の温度、湿度、材
質等の音の周波数毎に定められた減衰率）による音の減
衰も考慮される。また、音源オブジェクト１２と受音点
１３とが同一の空間オブジェクト内に存在しない場合で
あって、両者を直線で結ぶことができない場合には、後
述するように、空間オブジェクトの接合面に中継点を設
け、この中継点を介して音源オブジェクト１２と受音点
１３を結ぶ伝播経路から直接音を算出する。具体的な直
接音の音響シミュレーションについては後述する。１次
反射音とは、図１２（Ｂ）に示すように、音源オブジェ
クト１２から発音された音が空間オブジェクト１１に１
回反射して受音点１３に到達する音をいう。１次反射音
における音響シミュレーションは伝播距離ｒ₁＋ｒ₂によ
る減衰、空間オブジェクトの媒質による影響の他、反射
による減衰がある。反射による減衰は空間オブジェクト
を構成する各面毎に予め設定された反射率に基づいて演
算する。具体的な１次反射音の音響シミュレーションに
ついては後述する。高次反射音とは、図１２（Ｃ）に示
すように、音源オブジェクト１２から発音された音が空
間オブジェクト１１に２回以上反射して受音点１３に到
達する音をいう。このような高次反射音（残響音）の音
響シミュレーションは音響工学上従来から鋭意検討が重
ねられており、例えば、特開昭６３−４０１９９号に開
示されているような、ディジタルミュージックシンセサ
イザに応用される信号処理技術を用いることができる。
具体的な高次反射音の音響シミュレーションについては
後述する。

【００２９】（直接音の音響シミュレーション）図１３
（Ａ）、図１４を参照して直接音の音響シミュレーショ
ンの手法について説明する。直接音における音の減衰原
因として、上述したように、音の伝播距離による減衰と
空間オブジェクトの媒質による影響を考慮する。音の伝
播距離による減衰は以下のように考察する。図１３
（Ａ）に示すように、有限の大きさを持つ音源オブジェ
クトは、音源オブジェクト１２と受音点１３の間の距離
ｘに応じて、それぞれ面音源、線音源、点音源として扱
うことができる。例えば、受音点１３が音源オブジェク
ト１２に対して０＜ｘ≦ｘ₁の距離にあるときは面音源
として扱い、ｘ₁＜ｘ≦ｘ₂の距離にあるときは線音源と
して扱い、ｘ₂＜ｘの距離にあるときは点音源として扱
う。面音源とは距離による減衰がない音源のことをい
い、線音源、点音源では下式に示す減衰率を有する音源
とする。

【００３０】１０ｌｏｇ₁₀（ｒ₂／ｒ₁）…（１） ２０ｌｏｇ₁₀（ｒ₂／ｒ₁）…（２） 上式において線音源では受音点との間の距離がｒ₁から
ｒ₂へ変化したときの音の減衰率を（１）式で演算し、
点音源では受音点との間の距離がｒ₁からｒ₂へ変化した
ときの音の減衰率を（２）式で演算する。但し、上記ｘ
₁、ｘ₂は音源オブジェクトの大きさで定まる定数とす
る。以上述べたように、音源オブジェクトの大きさ、音
源オブジェクトと受音点間の距離が分かれば音の伝播距
離による減衰を演算することができる。具体的には、音
源オブジェクトの座標データ、形状データ、受音点の座
標データを基に上記演算をすればよい。例えば、音源オ
ブジェクトの大きさが上記伝播距離に比較して充分に小
さければ、音源オブジェクトを点音源として扱うことが
できる。

【００３１】次に、音が伝わる空間オブジェクトの媒質
による減衰を考察する。一般に、ある基準点の音圧をＰ
₀、その点からｒの伝播距離を隔てた点での音圧をＰと
すると、下式に示す関係がある。

【００３２】Ｐ＝Ｐ₀ｅｘｐ（−ｍｒ）…（３） ここで、ｍは減衰率であり、空間オブジェクト内に設定
された媒質の種類、湿度、温度等の媒質パラメータ、音
源オブジェクトから発音される音の周波数によって定ま
る定数である。図１４は、音源オブジェクトから発音さ
れる音の各周波数（５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２００
０Ｈｚ、４０００Ｈｚ、５９４０Ｈｚ）における、空間
オブジェクト内に設定された各温度（−１０℃、０℃、
１０℃、２０℃）、及び各湿度（３０％、５０％、７０
％、９０％）における音の減衰率を［ｄＢ／１００ｍ］
単位で表にまとめたものである。このような表を音源オ
ブジェクトから発せられる音の周波数、空間オブジェク
トに設定され得る温度、湿度を基に、所定の単位距離当
たりの音の減衰率を予め定めサウンドメモリに登録して
おけば、伝播距離ｒから媒質による減衰を（３）式で求
めることができる。尚、空間オブジェクトの媒質とし
て、空気の他に、水、土、砂、粘土等の任意の音の伝達
媒体を設定することができ、この場合はそれぞれの媒質
毎に上記各種の条件（温度、湿度、音の周波数等）を適
宜設定して音の減衰率を定めればよい。

【００３３】（１次反射音の音響シミュレーション）次
に、図１３（Ｂ）を参照して１次反射音の音響シミュレ
ーションの手法について説明する。１次反射音における
音の減衰原因として、上述したように、音の伝播距離に
よる減衰、空間オブジェクトの媒質による影響、反射に
よる減衰を考慮する。音の伝播距離による減衰、空間オ
ブジェクトの媒質による影響は直接音と同様に演算すれ
ばよい。ここでは、音の反射による減衰を考察する。１
次反射による音の伝播経路は、同図に示すように、音源
オブジェクト１２の座標、受音点１３の座標、空間オブ
ジェクトを構成する各面の向き、位置等から入射角と反
射角とが等しくなるように伝播経路を幾何的に算出す
る。また、入射角と反射角をθ、屈折角をθ_t、反射面
における反射率をγとすると下式を満たすことが知られ
ている。

【００３４】γ＝（δ₁／δ₂）² …（４） δ₁＝ρ_tｃ_tｃｏｓθ―ρ_Iｃ_Iｃｏｓθ_t …（５） δ₂＝ρ_Iｃ_Iｃｏｓθ_t＋ρ_tｃ_tｃｏｓθ …（６） 但し、ｃ_I、ｃ_tはそれぞれ入射音速度、屈折音速度、
θ、θ_tはそれぞれ入射角（＝反射角）、屈折角、ρ_I、
ρ_tはそれぞれ入射音域の媒質密度、屈折音域の媒質密
度である。上式より、入射音域と屈折音域の音速、媒質
密度により反射率γを算出することができる。この反射
面は相異なる２種類以上の媒質の境界面であり、具体的
には、空気と水の境界面、空気と壁等の境界面である。
この反射率の大きさにより、入射音の反射、透過、屈折
等が決定される。尚、伝播距離による音の減衰は距離ｒ
₁＋ｒ₂から求めることができ、媒質による減衰は空間オ
ブジェクト毎に設定された媒質パラメータ、音の周波数
から求めることができる。

【００３５】（高次反射音の音響シミュレーション）次
に、高次反射音の音響シミュレーションの手法について
説明する。上述したように、高次反射音（残響音成分）
を正確にシミュレーションするためには、膨大な演算を
必要とする。そこで、高次反射音においても、音の減衰
を伝播距離による減衰、媒質による減衰、反射による減
衰に分けて考察する。距離による減衰はモデル化された
空間オブジェクトの大きさに依存し、媒質による減衰は
媒質パラメータ、音の周波数に依存し、反射による減衰
は反射係数に依存する。これらの減衰は上述の手法で演
算可能であるが、演算をさらに簡素化するために、下記
の手法を採る。空間オブジェクトが直方体であるとき、
当該直方体を構成する稜線を仮想三次元空間内で定義さ
れたｘｙｚ軸方向に分解することができる。そこで、高
次反射音の成分をｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向に分解
し、それぞれの成分毎に高次反射音のシミュレーション
を行い、最後にこれを合成する。具体的には、特開昭６
３−４０１９９号に開示されているような、ディジタル
ミュージックシンセサイザに応用される信号処理技術
や、コンサートホールを音場再生する技術として利用さ
れている、インパルス応答により計算された音響伝達系
の伝達関数から音響シミュレーションする技術、或い
は、一般的に音響工学上利用されているリバーブ（残
響）信号処理技術を利用することができる。

【００３６】（サウンド処理部の構成）図２にサウンド
処理部３の構成を示す。サウンド処理部３はサウンドＣ
ＰＵ３１、サウンドメモリ３２、Ｄ／Ａコンバータ３
３、アンプ３４ａ、３４ｂ、スピーカ６ａ及び６ｂを備
える。上述したように、サウンドＣＰＵ３１には、メイ
ンＣＰＵ１からオブジェクトデータ（仮想三次元空間の
様子を画面に描画するために必要となる各オブジェクト
の位置、大きさ、向き、形状等の情報）が供給される。
サウンドＣＰＵ３１はこのオブジェクトデータを基に音
響シミュレーションの対象となる音場空間の音響伝達系
を構成する。具体的には、オブジェクトデータに基づい
て仮想三次元空間内に設定される音源オブジェクトの位
置、大きさ、向き、音の種類、受音点の位置や向き、こ
れら音源オブジェクトと受音点を取り巻く環境（両者の
間に位置するビルや、木、他のオブジェクト等の情報）
を基に音響シミュレーションをする。この音響シミュレ
ーションは直接音、１次反射音、高次反射音について行
い、最後に合成する。サウンドメモリ３２には、音場空
間を構成する空間オブジェクトの座標、媒質パラメー
タ、音源オブジェクトの位置、受音点の位置等の情報が
書き込まれ、音響シミュレーションの際のワークエリア
として機能する。また、サウンドメモリ３２には音源オ
ブジェクト毎に設定された波形データ（ＰＣＭ符号化さ
れた音響信号）などが予め登録されている。

【００３７】（音響信号生成部における音響信号処理）
サウンドＣＰＵ３１、サウンドメモリ３２で構成される
ブロックを音響信号生成部３００とし、以下、音響信号
生成部３００で行われる音響シミュレーションの処理ス
テップについて説明する。図７は音響シミュレーション
で行われる音響信号生成ルーチンをフローチャートにし
たものである。まず、オブジェクトデータを基に音響シ
ミュレーションの対象となる音源オブジェクトを指定す
る（ステップＡ１）。音源オブジェクトが複数存在する
場合には、音源オブジェクトを１つずつ指定し、それぞ
れの音源オブジェクトについて本ルーチンを実行する。
音源オブジェクトの指定の仕方は任意であるが、音源オ
ブジェクトから発音される音が受音点において一定レベ
ルの出力低下がある場合や、他の音源オブジェクトから
発音される音よりも一定レベルの出力差がある場合に
は、当該音源オブジェクトの指定は行わず、音響信号生
成ルーチンを実行しない。このため、不要な演算を省略
することで、音響シミュレーションの演算負荷を低減す
ることができる。この点についての詳細は後述する。

【００３８】次いで、音源オブジェクトと受音点間の距
離が算出済か否かを判定する（ステップＡ２）。一般に
音源オブジェクト又は受音点は仮想三次元空間内に固定
されているとは限らず、移動している場合もある。これ
らの事情を考慮し、音源オブジェクトと受音点間の距離
に変化がなければ、以前の音響信号生成ルーチンにおい
て使用した距離の値を利用することができる。一方、音
源オブジェクトと受音点間の距離を算出していない場
合、又は、音源オブジェクトと受音点間の距離に変化が
ある場合には、その距離を新たに計算する必要がある。
そこで、音源オブジェクトと受音点間の距離を算出して
いない場合（ステップＡ２：ＮＯ）、又は、当該距離に
変化がある場合（ステップＡ３：ＹＥＳ）については、
音源オブジェクトと受音点間の距離を算出する（ステッ
プＡ４）。この距離は直接音の音響シミュレーションに
直接利用される。同時に本ステップにおいて、１次反射
音の経路を演算し、１次反射音の伝播距離を算出する。

【００３９】（メモリ操作による音源周波数の修正）次
いで、ステップＡ４の処理の後、ステップＡ５及びステ
ップＡ６に移行するが、ステップＡ５及びステップＡ６
においては、音源オブジェクト又は受音点の移動による
ドップラー効果の影響を考慮して、音源オブジェクトか
ら発音される音の周波数（音源周波数）を修正するた
め、メモリ操作を行う。メモリ操作とは音源から発する
音の波形データの遅延メモリ上への書き込みアドレスを
音源オブジェクトと聴取位置の距離から求めてドップラ
ー効果による音源周波数を修正する手法である。ドップ
ラー効果は周知の通り、図１５（Ａ）に示すように、音
源オブジェクトの座標をＰ₁（ｘ₁，ｙ₁，ｚ₁）、移動速
度をＶ₁、受音点の座標をＰ₂（ｘ₂，ｙ₂，ｚ₂）、移動
速度をＶ₂とし、速度Ｖ₁のＰ₁Ｐ₂への投影成分を
Ｖ_1sd、速度Ｖ₂のＰ₁Ｐ₂への投影成分をＶ_2sdとする
と、受音点Ｐ₂において聴取される音の周波数ｆ´は、
下式で表すことができる。

【００４０】 ｆ´／ｆ＝（ｃ＋Ｖ_2sd）／（ｃ−Ｖ_1sd）…（７） ここで、ｃは空間オブジェクトの媒質に固有の音速であ
り、ｆは音源周波数である。（７）式から周波数ｆ´を
求めることもできるが、ここでは物理的な解析に基づく
メモリ操作で周波数ｆ´を求める場合を説明する。サウ
ンドＣＰＵ３１は、ステップＡ４において求めた音源オ
ブジェクトと聴取位置間の距離を基に、サウンドメモリ
３２ａに書き込む波形データのアドレスを決定する。例
えば、図１６（Ａ）に示すように、波形データの書き込
み開始アドレスをＡ_nとする。一方、波形データの読み
込み開始アドレスをＡ₀とする。ここで、読み込みアド
レスと書き込みアドレスの差（Ａ_n−Ａ₀）が音源オブジ
ェクトと聴取位置間の距離に相当する。サウンドＣＰＵ
３１はアドレスＡ₀、Ａ₁、…の順に既定単位時間（予め
定められた固定値）ごとに波形データを読み込む。換言
すれば、当該メモリからアドレスＡ₀、Ａ₁、…の順に波
形データが出力される。一方、音源オブジェクトと聴取
位置間の距離に対応するアドレスＡ_nに波形データを書
き込む。

【００４１】波形データの書き込みアドレスと読み込み
開始アドレスを上記のように設定することで、同図
（Ｂ）に示す音源周波数ｆの波形データは、同図（Ｃ）
に示す周波数ｆ´の波形データとして読み出される。

【００４２】例えば、音源オブジェクトが聴取位置に対
して遠ざかる方向に移動している場合、書き込みアドレ
スＡ_n’はアドレスＡ_nよりも大きな値となる。このとき
アドレスＡ_nの波形データは過去の波形データ（例え
ば、直前のアドレスＡ_n-1の波形データ）と当該アドレ
スＡ_n’の各波形データより既定の補間演算により算出
された波形データを書き込む。従がって、既定単位時間
毎に読み出される波形は同図（Ｃ）に示されるような波
形となる。また、音源オブジェクトと聴取位置間の距離
に変化がない場合は、読み出しアドレスＡ₀、Ａ₁、Ａ₂
…に対して、書き込みアドレスはＡ_n、Ａ_n+1、Ａ_n+2…
となるため、ドップラー効果は生じない。

【００４３】尚、音源オブジェクト又は受音点が相対的
に移動していても、図１５（Ｂ）に示すように、両者を
直線で結ぶことができない場合には、同図に示すよう
に、中継点Ｐ_b1、Ｐ_b2を適当に設定し、音源オブジェク
トと聴取位置間の距離を求める。そして、この値を基に
波形データの書き込みアドレスを設定して音源周波数を
修正する。

【００４４】この音源周波数の修正は、ステップＡ５の
直接音信号生成及びステップＡ６の１次反射音信号生成
において処理される。

【００４５】（直接音信号の生成ステップ）ステップＡ
５における直接音信号の生成ステップを図８を参照して
説明する。まず、サウンドメモリ３２から音源オブジェ
クト毎に割り当てられている波形データを読み込む（ス
テップＢ１）。次いで、ステップＡ４で算出した距離デ
ータを読み込む（ステップＢ２）。本ステップで読み込
む距離データは音源オブジェクトと受音点間の距離であ
る。次に、サウンドメモリ３２から空間オブジェクトの
音響パラメータを読み込み（ステップＢ３）、（１）式
〜（３）式を用いて直接音の減衰率を演算する（ステッ
プＢ４）。また、本ステップにおいて、直接音の伝播遅
延時間を演算する。伝播遅延時間ｔは、空間オブジェク
トの音速をｃ、音の伝播距離をｄとすると、下式で表す
ことができる。

【００４６】ｔ＝ｄ／ｃ…（８） これらの処理ステップの演算結果を基に、音源オブジェ
クトの波形データを減衰処理し、そして遅延処理（前述
のメモリ操作による音源周波数の修正処理）をして直接
音信号を生成する（ステップＢ５）。

【００４７】尚、上述の直接音信号の生成ステップにお
いては、１つの空間オブジェクト内に音源オブジェクト
と受音点が存在する場合を説明したが、図１７に示すよ
うに、２ケ以上の空間オブジェクトにまたがって音源オ
ブジェクトＰ₁と受音点Ｐ₂が存在する場合には以下に説
明するような処理をする。

【００４８】同図（Ａ）に示すように、音源オブジェク
トＰ₁と受音点Ｐ₂が複数の空間オブジェクトにまたがっ
て存在する場合、Ｐ₁とＰ₂の間の距離Ｐ₁Ｐ₂は式（９）
によって近似できる。

【００４９】Ｐ₁Ｐ₂＝Ｌr＋Ｌs＋ΣＬx …（９） ここでＬrは受音点Ｐ₂と隣接する空間オブジェクトとの
接合面Ｓr上の適当な点（例えば中点）との距離、Ｌsは
音源オブジェクトＰ₁から隣接する空間オブジェクトと
の接合面Ｓsへの最短距離、そしてＬxはＰ₁およびＰ₂の
存在する空間オブジェクトに挟まれた複数の空間オブジ
ェクトに固有の音響伝達距離であり、図（Ａ）の場合、
Ｌ₁、Ｌ₂、L₃である。これにより、図１９のように複数
の空間オブジェクトが複雑に配置されていても、簡単な
演算によってその距離が算出できる。さらに音源オブジ
ェクトが他の空間オブジェクトへ移動しても、その距離
および受音点から見た音源オブジェクトの方向の変化は
連続的となる。

【００５０】一方、音源オブジェクトＰ₁と受音点Ｐ₂が
互いに充分近い距離に存在するとき、その距離は式
（９）で近似できない。このような場合の演算手法を以
下に述べる。同図（Ｂ）において音源オブジェクトＰ₁
は点Ｅ，点Ａ，点Ｂへと向かって移動するものとする。
ここで音源オブジェクトＰ₁と受音点Ｐ₂との距離Ｐ₁Ｐ₂
が式（９）によって表わすことのできる領域をギミック
領域、幾何的な２点間の距離によって表わすことのでき
る領域をリアル領域、そしてその中間に当たる領域をト
ランジェント領域とする。そしてギミック領域とトラン
ジェント領域の境界面をＧＴ面、リアル領域とトランジ
ェント領域の境界面をＲＴ面とする。いま音源オブジェ
クトＰ₁がギミックな領域に存在するとき音源オブジェ
クトＰ₁と受音点Ｐ₂との距離Ｐ₁Ｐ₂は式（９）より Ｐ₁Ｐ₂＝Ｌr＋Ｌs…（１０） である。また音源オブジェクトＰ₁がリアル領域に存在
するときＰ₁Ｐ₂は２点間の距離によって表わされる。そ
して音源オブジェクトＰ₁がトランジェント領域である
点Ａに存在する場合、Ｐ₁Ｐ₂は以下のように求める。

【００５１】点ＡからＧＴ面への垂線の長さＡＥと、点
ＡからＲＴ面への垂線の長さＡＢとの比と同じ比になる
ように線分ＤＢを内分する点Ｃを求める。ここで点Ｄは
ＧＴ面上の適当な点（例えば、中点）である。このよう
な対応により音源オブジェクトＰ₁がギミック領域から
トランジェント領域を経由してリアル領域へ移動して
も、受音点Ｐ₂との距離Ｐ₁Ｐ₂の変化は連続的となる。
音源オブジェクトＰ₁がリアル領域からトランジェント
領域を経由してギミック領域へと移動しても同様であ
る。この手法によれば、同図（Ｃ）のように空間オブジ
ェクトが非直線的に接続されている場合においても音源
オブジェクトと聴取点間の距離および受音点から見た音
源オブジェクトの方向は連続的に変化する。即ち、音源
オブジェクトＰ₁が図中の点線のごとく移動した場合、
演算される音源オブジェクトと聴取点間の距離は、音源
オブジェクトＰ₁があたかも実線のような経路をたどる
ことと同等である。

【００５２】一方、複数の空間オブジェクトを音が伝播
する場合の音の減衰は、受音点と音源オブジェクトの距
離、空間オブジェクトの形状（市街地、トンネル等）お
よびその接続の状況等により、個々に対応する必要があ
る。

【００５３】（１次反射音信号の生成ステップ）ステッ
プＡ６における、１次反射音信号の生成ステップを図９
を参照して詳細に説明する。まず、サウンドＣＰＵ３１
はサウンドメモリ３２から音源オブジェクト毎に割り当
てられている波形データを読み込む（ステップＣ１）。
そして、空間オブジェクトに存在する複数の１次反射経
路のうち、任意の１次反射経路を指定する（ステップＣ
２）。例えば、空間オブジェクトに反射面が４つある場
合は、１次反射経路も４つ存在するため、それぞれの１
次反射経路を順次指定し、以下の処理ステップを実行す
る。そして、本ステップで指定された１次反射経路の距
離データを読み込む（ステップＣ３）。この距離データ
は図１３（Ｂ）におけるｒ₁＋ｒ₂に相当するものであ
る。次に、空間オブジェクトの音響パラメータ（媒質パ
ラメータ、反射パラメータ）を読み込む（ステップＣ
４）。以上の処理ステップを残りの１次反射経路につい
て実行し（ステップＣ５）、全ての１次反射経路につい
ての伝播距離、媒質パラメータ、反射パラメータから減
衰・遅延処理をし、１次反射音を生成する。

【００５４】（高次反射音信号の生成ステップ）次に、
ステップＡ７における高次反射音信号の生成ステップを
説明する。高次反射音は図４に示すＦＩＲフィルタ（高
次反射音生成フィルタ）で生成することができる。ステ
ップＡ７においては、この高次反射音生成フィルタのフ
ィルタ係数を決定し、このフィルタで波形データを加工
することで高次反射音を生成する。フィルタ係数とは、
高次反射音生成フィルタの各遅延時間Ｄ₁、Ｄ₂、…Ｄ_N
及びタップ係数ａ₁、ａ₂、…ａ_Nをいう。遅延時間Ｄ₁、
Ｄ₂、…Ｄ_Nは高次反射音の伝播距離と空間オブジェクト
の媒質パラメータから求めることができ、タップ係数ａ
₁、ａ₂、…ａ_Nは伝播距離による減衰、反射による減
衰、媒質による減衰を考慮して高次反射音の総合的な減
衰率として設定され、高次反射音の伝播距離、空間オブ
ジェクトの媒質パラメータ、反射面における反射率から
求めることができる。同図中、Ｘ（ｎ）はフィルタの入
力信号であり、具体的にはサウンドメモリ３２から読み
込まれた波形データに相当する。Ｙ（ｎ）は高次反射音
生成フィルタの出力信号であり、高次反射音の波形デー
タに相当する。また、Ｎは、音場空間に存在する高次反
射音の経路の数である。

【００５５】高次反射音の生成ステップを図１０を参照
して説明する。まず、サウンドＣＰＵ３１はステップＡ
６で生成した１次反射音信号Ｘ（ｎ）を読み込む（ステ
ップＤ１）。次に、サウンドメモリ３２から空間オブジ
ェクトのデータ（座標、媒質パラメータ等）を読み込む
（ステップＤ２）。この空間オブジェクトのデータから
空間オブジェクトの大きさ、媒質等に依存する遅延時間
や減衰率等を決定し、高次反射音生成フィルタのフィル
タ係数を求める（ステップＤ３）。最後に、ステップＤ
１で読み込んだ信号Ｘ（ｎ）を入力信号として、高次反
射音生成フィルタに通し、高次反射音信号Ｙ（ｎ）を生
成する（ステップＤ４）。

【００５６】尚、高次反射音生成フィルタは、図５に示
すように構成することもできる。このフィルタは、並列
接続されたｎ個のコムフィルタ（ＣＦ₁〜ＣＦ_n）と、カ
スケード接続されたｍ個のオールパスフィルタ（ＡＰＦ
₁〜ＡＰＦ_m）とから構成される。このフィルタの入力信
号はＸ（ｎ）であり、上述の１次反射音信号の生成ステ
ップで得られた波形データである。出力信号はＹ（ｎ）
であり、高次反射音の波形データである。コムフィルタ
は図６（Ａ）に示す構成となっており、オールパスフィ
ルタは図６（Ｂ）に示す構成となっている。この結果、
コムフィルタの遅延時間τ’、帰還利得ｇ’及びオール
パスフィルタの遅延時間τ、帰還利得ｇを調整すること
でその周波数特性や残響時間等を調整することができ
る。例えば、コムフィルタ及びオールパスフィルタの場
合、残響時間Ｔと遅延時間τ、帰還利得ｇとの関係は、
下式で表すことができる。

【００５７】Ｔ＝３τ／ｌｏｇ│ｇ^-1│…（１１） そこで、音源オブジェクトと受音点との距離が小さい場
合は遅延時間τを小さくし、帰還利得ｇを大きく設定す
る。音源オブジェクトと受音点との距離が大きい場合は
遅延時間τを大きく設定する。帰還利得ｇは音場空間に
応じて大小を設定すればよい。このように、高次反射音
信号の生成ステップにおいては、これらｎ個のコムフィ
ルタのフィルタ係数（τ₁’、ｇ₁’）、…、（τ_n’、
ｇ_n’）とｍ個のオールパスフィルタのフィルタ係数
（τ₁、ｇ₁）、…、（τ_m、ｇ_m）を決定することで高次
反射音を生成する。尚、波形データの演算時間を考慮す
ると、ｎ＝３、ｍ＝５程度が好ましい。

【００５８】（反射による周波数特性の表現）上述の１
次反射音生成ステップ又は高次反射音生成ステップにお
いては、各種オブジェクトに対する反射による周波数特
性の変化を表現するため、ローパスフィルタやハイパス
フィルタを使用する。例えば、カーテン等の高周波数成
分を吸収する材質に対して音が反射する場合は、反射音
は低周波数成分のみであるから、ローパスフィルタを利
用する。また、低周波数成分を吸収する材質に音が反射
する場合は、ハイパスフィルタを使用し、反射音成分に
高周波数成分が含まれるように設定する。更に、バンド
パスフィルタ等の特定の周波数成分に対するフィルタを
合わせて利用することにより、様々な材質の反射による
周波数特性の変化を表現できる。

【００５９】（音響信号の合成）図７の音響信号生成ル
ーチンに話を戻す。ステップＡ５〜ステップＡ７で直接
音信号、１次反射音信号、高次反射音信号を生成した
後、これらの信号を合成して出力する（ステップＡ
８）。また、他に音源オブジェクトが存在する場合は、
他の音源オブジェクトに対しても同様にこれら一連のス
テップ（ステップＡ１〜ステップＡ８）を実行する（ス
テップＡ９：ＹＥＳ）。他の音源オブジェクトが存在し
ない場合は（ステップＡ９：ＮＯ）、音響信号生成ルー
チンを終了する。

【００６０】（音響信号生成部の論理的構成）図３を参
照して音響信号生成部３００の論理的構成について説明
する。音響信号生成部３００は図２に示すように、物理
的なハードウエア資源として、サウンドＣＰＵ３１、サ
ウンドメモリ３２を備える。これらハードウエア資源で
実現される音響信号生成部３００の論理的機能は、図３
に示すように、サウンドメモリ３２ａ（サウンドメモリ
３２のワークエリアの一部）、合成部４１、１次反射音
生成部４２、音像位置決定部４３、高次反射音生成部４
４、直接音生成部４５、距離・減衰データ演算・記憶部
４６、フィルタ係数演算部４７、方向データ記憶部４
８、ＬＰＦ演算部４９に分けることができる。

【００６１】本明細書における「…部」、「…手段」は
音響シミュレーションにおいて実現される概念であり、
必ずしも特定のハードウエアやソフトウエアルーチンに
１対１には対応してはいない。同一のハードウエア要素
が複数の「…部」、「…手段」を実現する場合もあれ
ば、複数のハードウエア要素の関連で１つの「…部」、
「…手段」を実現する場合もある。

【００６２】サウンドメモリ３２ａには、受音点の座標
データと聴取者の向きのデータ、音源オブジェクトの座
標データ、空間オブジェクトの座標データ、空間オブジ
ェクトの音響パラメータ、音源オブジェクトの波形デー
タが格納されている。距離・減衰データ演算・記憶部４
６は受音点の座標データ、音源オブジェクトの座標デー
タ、空間オブジェクトの座標データから直接音の経路長
（音の伝播距離）とその方向、および全ての１次反射音
の経路長（音の伝播距離）とその方向を演算し、記憶す
る。また、この経路長と空間オブジェクトの音響パラメ
ータから距離および媒質等に起因する減衰を演算する。
この演算結果は、直接音生成部４５、１次反射音生成部
４２、及びＬＰＦ部４９に供給される。

【００６３】ＬＰＦ部４９は空間オブジェクトの音響パ
ラメータと、距離・減衰データ演算・記憶部４６からの
伝播距離より波形データに対して音の周波数減衰を施
し、処理結果を直接音生成部４５及び１次反射音生成部
４２に供給する。

【００６４】直接音信号は直接音生成部４５で波形デー
タを減衰・遅延処理して（ステップＡ５）、生成され
る。１次反射音は１次反射音生成部４２で波形データを
減衰・遅延処理して（ステップＡ６）生成される。

【００６５】音像位置決定部４３では音像の定位が行わ
れる。例えば、音響信号を出力するスピーカが２チャン
ネルである場合は、そのスピーカに出力される音の遅延
時間、出力レベルを調整し、音像の定位を行う。音像位
置決定部４３には方向データ記憶部４８が接続されてお
り、仮想三次元空間内の音源の位置・方向から音像を定
位させるべき情報を得る。音像位置決定部４３の出力信
号は合成部５０に供給される。高次反射音生成部４４は
フィルタ係数演算部４７から高次反射音生成フィルタの
遅延時間、タップ係数が指定されるとともに、１次反射
音生成部４２の出力信号が供給され、減衰・遅延処理が
なされて（ステップＡ７）、高次反射音が生成される。
これら直接音及び高次反射音は合成部４１で合成され、
音像・方向をシミュレーションする場合は、２個以上の
出力をもち、各々に対するＤ／Ａコンバータ３３（図
２）に供給される。

【００６６】（音響伝達系を構成するオブジェクトのモ
デル化）図１８を参照して音響伝達系を構成するオブジ
ェクトのモデル化について説明する。図１８（Ａ）に示
すように、空間オブジェクト１１内に音源オブジェクト
１２、受音点１３、音を反射、吸収又は透過する性質を
もつオブジェクト１４が存在する場合、空間オブジェク
ト１１、オブジェクト１４によって音響伝達系が構成さ
れる。このため、オブジェクト１４も音響シミュレーシ
ョンの対象になるが、オブジェクト１４の位置、形状、
大きさ等を考慮して１次反射音、高次反射音を生成する
と演算量が膨大に増大する。そこで、同図（Ｂ）に示す
ように、音響シミュレーションの際には、音響伝達系を
構成するオブジェクト１４を、音を反射、吸収又は透過
する性質を持ち、大きさをもたない点１４ａとして扱う
（モデル化する）ことで演算量を減らす。例えば、オブ
ジェクト１４が音を吸収する物体であれば、オブジェク
ト１４を音を吸収し、且つ、大きさをもたない点１４ａ
としてモデル化することで音響シミュレーションをす
る。また、点に限らず、面としてモデル化することで音
響シミュレーションを行うこともできる。点又は面とし
てモデル化する場合は音響伝達系を構成するオブジェク
ト１４のもつ位置、面の方向、反射率、透過率等の材質
の情報をもたせることで音の減衰だけでなく、周波数特
性をもシミュレーションすることが可能である。また、
音響伝達系を構成するオブジェクトのモデル化は空間オ
ブジェクト内の複数のオブジェクトについて行うことも
可能である。

【００６７】（音響シミュレーションの簡易化）図１９
を参照して音響シミュレーションの簡易化について説明
する。複数の音源オブジェクトから発音された音が複数
の空間オブジェクトを経由して受音点に到達する場合、
その減衰量が大きすぎて受音点では聴取不可能である場
合がある。このような場合においてもサウンドＣＰＵが
全ての音源オブジェクトについて音響シミュレーション
をすると、演算負荷が大きい割には効果が得られず効率
が悪い。そこで、ある音源オブジェクトから発音される
音の減衰量が、音源オブジェクトの出力レベルと比較し
て一定のレベル（例えば、６０ｄＢ）を超えた場合に
は、受音点において聴取不可能な音と判断して、サウン
ドＣＰＵは当該オブジェクトに対する音響シミュレーシ
ョンを行わないで、全体の演算効率の向上を図る。

【００６８】例えば、図１９（Ａ）に示すように、複数
の空間オブジェクトから構成される音場空間内にＰ_1a，
Ｐ_1bの２つの音源オブジェクトが存在し、受音点Ｐ₂で
の音響シミュレーションを実行する場合を考える。同図
中、１２ｄＢとあるのは、音の減衰（直接音、１次反射
音、高次反射音の総合的な減衰）が１２ｄＢであること
を意味し、（１０ｄＢ）とあるのは、直接音のみの減衰
量が１０ｄＢであることを意味する。音源オブジェクト
Ｐ_1aから発音される音は受音点Ｐ₂において３４ｄＢの
減衰量がある（１２ｄＢ＋８ｄＢ＋１０ｄＢ＋４ｄＢ＝
３４ｄＢ）。このため、サウンドＣＰＵ３１は音源オブ
ジェクトＰ_1aに対する音響シミュレーションを実行す
る。一方、音源オブジェクトＰ_1bから発音される音は中
継点Ｐ₃において６１ｄＢの減衰量がある（７ｄＢ＋３
０ｄＢ＋９ｄＢ＋１５ｄ＝６１ｄＢ）。この場合、中継
点Ｐ₃において減衰量がすでに一定のレベル（６０ｄ
Ｂ）を超えているため、サウンドＣＰＵ３１は音源オブ
ジェクトＰ_1bに対する音響シミュレーションを中止す
る。具体的には、図７に示すステップＡ１における、
“音源オブジェクトの指定”において、音の減衰量が一
定レベルを超えるような音源オブジェクトについては指
定を行わず、後続するステップ（ステップＡ２〜ステッ
プＡ８）の実行を中止する。このように、音響シミュレ
ーション上有効でない音源に対する演算を省略すること
でサウンドＣＰＵの演算負荷を軽減することができ、音
響シミュレーションを簡易化することができる。また、
音響シミュレーションの高速な演算を可能にできる結
果、リアルタイムで変化する音場空間に対応することが
できる。

【００６９】また、音源オブジェクトの出力レベルの低
下を判断する際に、直接音、１次反射音、高次反射音の
全てを算出してから基準減衰量（例えば、６０ｄＢ）を
判定するのではなく、直接音のみの減衰量で上記基準減
衰量を判定することが好ましい。これは、音の減衰が一
般的に距離に起因するものが大きなウエイトを占めてい
る点を考慮したものである。例えば、同図において音源
オブジェクトＰ_1bから発音される直接音の中継点Ｐ₄に
おける減衰量は６１ｄＢ（５ｄＢ＋２８ｄＢ＋７ｄＢ＋
１３ｄＢ＋８ｄＢ＝６１ｄＢ）であるから、音源オブジ
ェクトＰ_1bによる音響シミュレーションは行わない。

【００７０】また、音源オブジェクトから発音される音
の音量、音色、音程等はさまざまであり、大きな音量で
発音しているものもあれば小さな音量で発音しているも
のもある。そこで、音場空間に複数の音源オブジェクト
が存在する場合には、ステップＡ１における、音響シミ
ュレーションの対象となる音源オブジェクトの指定の際
に、他の音源オブジェクトの出力レベルと当該音源オブ
ジェクトの出力レベルとを比較して当該音源オブジェク
トを指定するか否かを判断する。例えば、同図におい
て、音源オブジェクトＰ_1aの直接音の出力レベルが音源
オブジェクトＰ_1bの直接音の出力レベルと比較して３５
ｄＢ小さいと仮定する。この条件下において、音源オブ
ジェクトＰ_1aの受音点Ｐ₂に対する出力レベルの低下を
音源オブジェクトＰ_1bの受音点Ｐ₂に対する出力レベル
の低下に換算すると、３５ｄＢ＋１０ｄＢ＋６ｄＢ＋８
ｄＢ＋２ｄＢ＝６１ｄＢとなる。この結果、音源オブジ
ェクトＰ_1aの音響シミュレーションを省略することがで
きる。

【００７１】また、図１９（Ｂ）に示すように、音場空
間内に２つの音源オブジェクトＰ_1a、Ｐ_1bが存在し、こ
れら音源オブジェクトから発音される音の伝播経路が一
部重複している場合は、共通する中継点Ｐ₅における音
の減衰量を算出することで、個々の音源オブジェクトか
らの減衰量を算出するよりも演算負荷が少なくなる。即
ち、共通する中継点Ｐ₅から受音点Ｐ₂までの音の減衰量
は、各音源オブジェクトから発音された音のそれぞれに
対して共通することを利用したものである。例えば、中
継点Ｐ₅から受音点Ｐ₂までの音の減衰量は、６ｄＢ＋８
ｄＢ＋１３ｄＢ＋２３ｄＢ＝５０ｄＢである。従がっ
て、音源オブジェクトＰ_1bから受音点Ｐ₂までの音の減
衰量は、１ｄＢ＋５ｄＢ＋２ｄＢ＋５０ｄＢ＝５８ｄＢ
である。また、音源オブジェクトＰ_1aから受音点Ｐ₂ま
での音の減衰量は、１０ｄＢ＋３ｄＢ＋９ｄＢ＋２ｄＢ
＋５０ｄＢ＝７４ｄＢとなり、基準減衰量（６０ｄＢ）
を超えることがわかる。この結果、音源オブジェクトＰ
_1bに対する音響シミュレーションを実行し、音源オブジ
ェクトＰ_1aに対する音響シミュレーションを中止する。
このように、音の伝播経路が共通している場合は共通す
る中継点から受音点までの経路の音の減衰量を予め算出
しておくことで個々の音源に対して音の減衰量を演算す
るよりも演算負荷を低減することができる。

【００７２】

【発明の効果】本発明の音響信号処理装置によれば、音
場空間を空間オブジェクトで構成し、音響シミュレーシ
ョンを行う構成であるため、音響シミュレーション上の
演算負荷を低減できるとともに、空間オブジェクトに音
響パラメータを与えることで、現実的な音響シミュレー
ションを可能にできる。また、複雑な形状の音場空間で
あっても、空間オブジェクトを組み合せることで実現で
きるため、実空間に即した音響シミュレーションを可能
にできる。また、刻一刻と音場空間内の環境が変化し、
音響伝達系を構成する音の伝播特性がリアルタイムで変
化する場合であっても、より現実的な音響シミュレーシ
ョンを簡易に実現することができる。

【００７３】本発明のゲーム装置によれば、画面に表示
されるオブジェクトの位置情報等を基に音響シミュレー
ションをする構成であるため、画面に表示されるオブジ
ェクトの位置、形状、向き、大きさ等を考慮した音響シ
ミュレーションを実現することができる。

【００７４】本発明の情報記録媒体によれば、コンピュ
ータを本発明に係わる音響信号処理装置又はゲーム装置
として機能させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の音響信号処理装置のハードウエ
アブロック図である。

【図２】サウンド処理部のハードウエアブロック図であ
る。

【図３】音響信号生成部の論理的構成図である。

【図４】高次反射音生成フィルタである。

【図５】高次反射音生成フィルタである。

【図６】コムフィルタ及びオールパスフィルタの図であ
る。

【図７】音響信号生成ルーチンのフローチャートであ
る。

【図８】直接音信号生成ステップのフローチャートであ
る。

【図９】１次反射音信号生成ステップのフローチャート
である。

【図１０】高次反射音信号生成ステップのフローチャー
トである。

【図１１】空間オブジェクトの説明図である。

【図１２】音響シミュレーションの説明図である。

【図１３】音響シミュレーションの説明図である。

【図１４】媒質パラメータ毎の音の減衰率をまとめた表
である。

【図１５】ドップラー効果の説明図である。

【図１６】メモリ操作の説明図である。

【図１７】音響シミュレーションの説明図である。

【図１８】オブジェクトのモデル化の説明図である。

【図１９】伝播距離による音の出力レベルの低下の様子
を説明する図である。

【図２０】従来のゲーム装置のハードウエアブロック図
である。

【符号の説明】

１ メインＣＰＵ ２ メモリ ３ サウンド処理部 ４ ＣＧ描画部 ５ ディスプレイ ３１ サウンドＣＰＵ ３２ サウンドメモリ ３３ Ｄ／Ａコンバータ ３００ 音響信号生成部 １１ 空間オブジェクト １２ 音源オブジェクト １３ 受音点

フロントページの続き (72)発明者 中根 寿博 東京都大田区羽田１丁目２番12号 株式会 社セガ・エンタープライゼス内 Ｆターム(参考） 2C001 AA00 AA17 BA00 BA07 BC00 BC09 BC10 CB01 CB05 CB06 CC02 CC08 5D062 AA02

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮想三次元空間内にオブジェクトを配置
   し、所定の発音位置から発音される音を所定の聴取位置
   において音響シミュレーションをすることで音響信号を
   生成する音響信号処理装置であって、 前記音響シミュレーションの対象となる音場空間を空間
   オブジェクトを組み合せることで構成し、前記音響シミ
   ュレーションを行う音響信号処理手段を備えることを特
   徴とする音響信号処理装置。
2. 【請求項２】 前記音響信号処理手段は、前記空間オブ
   ジェクトに固有の音響パラメータを設定し、前記音響シ
   ミュレーションを行うことを特徴とする請求項１に記載
   の音響信号処理装置。
3. 【請求項３】 前記音響パラメータは、空間オブジェク
   トの媒質パラメータ、又は、空間オブジェクトを構成す
   る面の反射パラメータであることを特徴とする請求項２
   に記載の音響信号処理装置。
4. 【請求項４】 前記空間オブジェクトの形状は直方体で
   あることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れ
   か１項に記載の音響信号処理装置。
5. 【請求項５】 前記音響信号処理手段は、前記音響シミ
   ュレーションを直接音、１次反射音、高次反射音に分け
   てそれぞれシミュレーションし、前記音響信号を生成す
   ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか
   １項に記載の音響信号処理装置
6. 【請求項６】 前記音響信号処理手段は、前記発音位置
   と聴取位置間の距離データと、前記媒質パラメータとに
   基づいて前記直接音の音響信号を生成することを特徴と
   する請求項５に記載の音響信号処理装置。
7. 【請求項７】 複数の空間オブジェクトが連接して構成
   される音場空間内を、聴取位置に対して発音位置が相対
   的に移動する場合において、 前記音響信号処理手段は、 前記音場空間を３つの領域に区切る２つの面を設定し、
   当該２つの面のうち、聴取位置に対して近方の面を面
   Ｒ、聴取位置に対して遠方の面を面Ｇとし、 さらに、聴取位置を含み、面Ｒで区画される領域を領域
   Ｘ、面Ｒと面Ｇで区画される領域を領域Ｙ、その他の領
   域を領域Ｚとし、 発音位置の移動軌跡と面Ｒ及び面Ｇとの交点をそれぞれ
   点Ｂ及び点Ｅとし、面Ｇ上に予め設定された所定の点を
   点Ｄとしたとき、 発音位置が領域Ｚに位置する場合は、発音位置から面Ｇ
   に降ろした垂線の長さと、聴取位置と点Ｄの間の距離と
   の和を直接音の伝播距離とし、 発音位置が領域Ｙに位置する場合は、発音位置を点Ａと
   したとき、線分ＢＤをＢＡ対ＡＥに内分する点Ｃを求
   め、聴取位置と点Ｃ間の距離を直接音の伝播距離とし、 発音位置が領域Ｘに存在する場合には、聴取位置と発音
   位置間の距離を直接音の伝播距離として、 前記直接音の音響信号を生成することを特徴とする請求
   項６に記載の音響信号処理装置。
8. 【請求項８】 前記点Ｄは面Ｇの中心点であることを特
   徴とする請求項７に記載の音響信号処理装置。
9. 【請求項９】 前記音響信号処理手段は、前記発音位置
   と聴取位置を基に、空間オブジェクトを構成する面で反
   射する音の入射角と反射角とが等しくなるような１次反
   射音の伝播経路を設定し、各伝播経路についての伝播距
   離と、前記媒質パラメータとに基づいて前記１次反射音
   の音響信号を生成することを特徴とする請求項５に記載
   の音響信号処理装置。
10. 【請求項１０】 前記音響信号処理手段は、前記空間オ
    ブジェクトを構成する各面の位置及び大きさと、前記媒
    質パラメータとに基づいて前記高次反射音の音響信号を
    生成することを特徴とする請求項５に記載の音響信号処
    理装置。
11. 【請求項１１】 前記音響信号処理手段は、前記発音位
    置から発音される音の出力レベルが前記聴取位置におい
    て一定の減衰量を超える場合に、前記音響シミュレーシ
    ョンを中止することを特徴とする請求項１乃至請求項１
    ０のうち何れか１項に記載の音響信号処理装置。
12. 【請求項１２】 前記音響信号処理手段は、前記空間オ
    ブジェクト内に音響伝達系を構成するオブジェクトが存
    在する場合に、当該オブジェクトを、前記音響パラメー
    タを有する点又は面として扱い、前記音響シミュレーシ
    ョンを行うことを特徴とする請求項２乃至請求項１１の
    うち何れか１項に記載の音響信号処理装置。
13. 【請求項１３】 仮想三次元空間内に配置されたオブジ
    ェクトの映像を画面に表示するとともに、所定の発音位
    置から発音された音を所定の聴取位置において音響シミ
    ュレーションし、音響信号を出力するゲーム装置であっ
    て、 前記画面にオブジェクトの映像を表示する画像表示手段
    と、 前記オブジェクトの映像を画面に表示するためのオブジ
    ェクトデータを前記画像表示手段に供給する制御部と、 前記音響シミュレーションを行う音響信号処理部とを備
    え、 前記音響信号処理手段は、前記制御部から前記オブジェ
    クトデータを受け取り、当該オブジェクトデータを基に
    音響伝達系を構成するとともに、前記音響シミュレーシ
    ョンの対象となる音場空間を空間オブジェクトを組み合
    せることで構成し、前記音響シミュレーションを行うこ
    とを特徴とするゲーム装置。
14. 【請求項１４】 前記音響信号処理手段は、前記空間オ
    ブジェクトに固有の音響パラメータを設定し、前記音響
    シミュレーションを行うことを特徴とする請求項１３に
    記載のゲーム装置。
15. 【請求項１５】 前記音響パラメータは、空間オブジェ
    クトの媒質パラメータ、又は、空間オブジェクトを構成
    する面の反射パラメータであることを特徴とする請求項
    １４に記載のゲーム装置。
16. 【請求項１６】 前記空間オブジェクトの形状は直方体
    であることを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のう
    ち何れか１項に記載のゲーム装置。
17. 【請求項１７】 前記音響信号処理手段は、前記音響シ
    ミュレーションを直接音、１次反射音、高次反射音に分
    けてそれぞれシミュレーションし、前記音響信号を生成
    することを特徴とする請求項１３乃至請求項１６のうち
    何れか１項に記載のゲーム装置。
18. 【請求項１８】 前記音響信号処理手段は、前記発音位
    置と聴取位置間の距離データと、前記媒質パラメータと
    に基づいて前記直接音の音響信号を生成することを特徴
    とする請求項１７に記載のゲーム装置。
19. 【請求項１９】 複数の空間オブジェクトが連接して構
    成される音場空間内を、聴取位置に対して発音位置が相
    対的に移動する場合において、 前記音響信号処理手段は、 前記音場空間を３つの領域に区切る２つの面を設定し、
    当該２つの面のうち、聴取位置に対して近方の面を面
    Ｒ、聴取位置に対して遠方の面を面Ｇとし、 さらに、聴取位置を含み、面Ｒで区画される領域を領域
    Ｘ、面Ｒと面Ｇで区画される領域を領域Ｙ、その他の領
    域を領域Ｚとし、 発音位置の移動軌跡と面Ｒ及び面Ｇとの交点をそれぞれ
    点Ｂ及び点Ｅとし、面Ｇ上に予め設定された所定の点を
    点Ｄとしたとき、 発音位置が領域Ｚに位置する場合は、発音位置から面Ｇ
    に降ろした垂線の長さと、聴取位置と点Ｄの間の距離と
    の和を直接音の伝播距離とし、 発音位置が領域Ｙに位置する場合は、発音位置を点Ａと
    したとき、線分ＢＤをＢＡ対ＡＥに内分する点Ｃを求
    め、聴取位置と点Ｃ間の距離を直接音の伝播距離とし、 発音位置が領域Ｘに存在する場合には、聴取位置と発音
    位置間の距離を直接音の伝播距離として、 前記直接音の音響信号を生成することを特徴とする請求
    項１８に記載のゲーム装置。
20. 【請求項２０】 前記点Ｄは面Ｇの中心点であることを
    特徴とする請求項１９に記載のゲーム装置。
21. 【請求項２１】 前記音響信号処理手段は、前記発音位
    置と聴取位置を基に、空間オブジェクトを構成する面で
    反射する音の入射角と反射角とが等しくなるような１次
    反射音の伝播経路を設定し、各伝播経路についての伝播
    距離と、前記媒質パラメータとに基づいて前記１次反射
    音の音響信号を生成することを特徴とする請求項１７に
    記載のゲーム装置。
22. 【請求項２２】 前記音響信号処理手段は、前記空間オ
    ブジェクトを構成する各面の位置及び大きさと、前記媒
    質パラメータとに基づいて前記高次反射音の音響信号を
    生成することを特徴とする請求項１７に記載のゲーム装
    置。
23. 【請求項２３】 前記音響信号処理手段は、前記発音位
    置から発音される音の出力レベルが前記聴取位置におい
    て一定の減衰量を超える場合に、前記音響シミュレーシ
    ョンを中止することを特徴とする請求項１３乃至請求項
    ２２のうち何れか１項に記載のゲーム装置。
24. 【請求項２４】 前記音響信号処理手段は、前記空間オ
    ブジェクト内に音響伝達系を構成するオブジェクトが存
    在する場合に、当該オブジェクトを、前記音響パラメー
    タを有する点又は面として扱い、前記音響シミュレーシ
    ョンを行うことを特徴とする請求項１４乃至請求項２３
    のうち何れか１項に記載のゲーム装置。
25. 【請求項２５】 コンピュータを請求項１乃至請求項１
    ２のうち何れか１項に記載の音響信号処理装置、又は、
    請求項１３乃至請求項２４のうち何れか１項に記載のゲ
    ーム装置として機能させるプログラムが記録されたコン
    ピュータ読取可能な情報記録媒体。