JPH03274998A - 音場再生法 - Google Patents
音場再生法Info
- Publication number
- JPH03274998A JPH03274998A JP2076298A JP7629890A JPH03274998A JP H03274998 A JPH03274998 A JP H03274998A JP 2076298 A JP2076298 A JP 2076298A JP 7629890 A JP7629890 A JP 7629890A JP H03274998 A JPH03274998 A JP H03274998A
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- JP
- Japan
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- transfer function
- sound
- speaker
- sound field
- speakers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、主としてオーディオ再生や音声通信の音声
再生において、特定の室内の音場を模して複数のスピー
カを用いて音源を再生して音場を再現する音場再生法に
関するものである。
再生において、特定の室内の音場を模して複数のスピー
カを用いて音源を再生して音場を再現する音場再生法に
関するものである。
「従来の技術」
オーディオ再生により音楽を観賞する場合にあたかも実
際のコンサートホールにいるような雰囲気を得るために
、あるいは通信によって遠隔地の音声を受聴する場合、
あたかも実際の遠隔地の会議室にいるような雰囲気を得
るためには、それらの室内音場を、現に受聴者のいる音
場で再現させる必要がある。そのためにはそれらの室内
の反響により遅延して受聴者に到来する信号を、現に受
聴者のいる室内でその到来方向から放射させる技術が必
要になる。その−手段が多チヤンネル再生法である。
際のコンサートホールにいるような雰囲気を得るために
、あるいは通信によって遠隔地の音声を受聴する場合、
あたかも実際の遠隔地の会議室にいるような雰囲気を得
るためには、それらの室内音場を、現に受聴者のいる音
場で再現させる必要がある。そのためにはそれらの室内
の反響により遅延して受聴者に到来する信号を、現に受
聴者のいる室内でその到来方向から放射させる技術が必
要になる。その−手段が多チヤンネル再生法である。
第６図に従来の音場再生法の装置構成を示す。
音源１からの音源信号はＮ個の畳み込み演算器２−１〜
２−Ｎへ供給され、これら演算器２−１〜２−Ｎの各出
力はスピーカ３−１〜３−Ｎにそれぞれ供給される。ス
ピーカ３−１〜３−Ｎは再生室４に配置され、再生室４
内に受聴者５が居る。
２−Ｎへ供給され、これら演算器２−１〜２−Ｎの各出
力はスピーカ３−１〜３−Ｎにそれぞれ供給される。ス
ピーカ３−１〜３−Ｎは再生室４に配置され、再生室４
内に受聴者５が居る。
音源ｌは音のうち再現すべき室内音場の反射音を含まな
いドライソースを信号として出力する。再生家４に与え
られたスピーカ３−１〜３−Ｎの個数Ｎとその配置とに
より、再現すべき室内音場の反射音の構造をＮ個のスピ
ーカに割り振る。具体的には到来方向別の再現すべき室
内音場の受聴点までの時間領域の伝達関数を畳み込み演
算器２−ｎ （ｎ ＝１ ＋・・・Ｎ）に格納し、この
時間領域の伝達関数と音源ｌの出力信号とを畳み込むこ
とによって得られた出力信号をそれぞれに対応したスピ
ーカ３− ｎ （ｎ−１，・・・Ｎ）によって再生する
ことにより、受聴者は再現すべき室内にいるのとほぼ同
じ状態で音を体験することができる。音源１の出力信号
をｘ（Ｌ）、到来方向別の再現すべき室内音場の受聴点
までの時間領域の伝達関数をｈ（ｎ、Ｌ） （ｎ＝１．
・・・Ｎ、Ｎ：スピーカの数、ｔ＝０．・・・、↑−ｔ
、’ｒ：サンプル値化した遅延時間長）で表すと、スピ
ーカ３−ｎ （ｎ ＝１ ＋・・・Ｎ〉に加わる信号は
で表される。
いドライソースを信号として出力する。再生家４に与え
られたスピーカ３−１〜３−Ｎの個数Ｎとその配置とに
より、再現すべき室内音場の反射音の構造をＮ個のスピ
ーカに割り振る。具体的には到来方向別の再現すべき室
内音場の受聴点までの時間領域の伝達関数を畳み込み演
算器２−ｎ （ｎ ＝１ ＋・・・Ｎ）に格納し、この
時間領域の伝達関数と音源ｌの出力信号とを畳み込むこ
とによって得られた出力信号をそれぞれに対応したスピ
ーカ３− ｎ （ｎ−１，・・・Ｎ）によって再生する
ことにより、受聴者は再現すべき室内にいるのとほぼ同
じ状態で音を体験することができる。音源１の出力信号
をｘ（Ｌ）、到来方向別の再現すべき室内音場の受聴点
までの時間領域の伝達関数をｈ（ｎ、Ｌ） （ｎ＝１．
・・・Ｎ、Ｎ：スピーカの数、ｔ＝０．・・・、↑−ｔ
、’ｒ：サンプル値化した遅延時間長）で表すと、スピ
ーカ３−ｎ （ｎ ＝１ ＋・・・Ｎ〉に加わる信号は
で表される。
厳密には再生室４自体は反射音のない無響室であること
、スピーカ３は本来再現されるべき部屋の反射音の到来
方向のすべてにわたって配置されていることが必要であ
るが、ある程度近似できれば効果が得られる。
、スピーカ３は本来再現されるべき部屋の反射音の到来
方向のすべてにわたって配置されていることが必要であ
るが、ある程度近似できれば効果が得られる。
［発明が解決しようとする課題」
このような方式ではドライソースと呼ばれる共通のソー
スが利用できるが、到来方向別の再現すべき室内音場の
受聴点までの時間領域の伝達関数はスピーカの配置や個
数に応じて作成しなければならず、現実的ではない。
スが利用できるが、到来方向別の再現すべき室内音場の
受聴点までの時間領域の伝達関数はスピーカの配置や個
数に応じて作成しなければならず、現実的ではない。
この発明の目的は、複数のスピーカを用いて音源を再生
し、音場を再現する音場再生法において、様々な再生系
のスピーカの配置や個数に対応して、受聴者が再現すべ
き室内にいるのとほぼ同じ状態で音を体験することがで
きる音場再生法を提供することである。
し、音場を再現する音場再生法において、様々な再生系
のスピーカの配置や個数に対応して、受聴者が再現すべ
き室内にいるのとほぼ同じ状態で音を体験することがで
きる音場再生法を提供することである。
「課題を解決するための手段」
この発明によれば固有の音場の伝達関数の各時間ステッ
プ（サンプル点）ごとにその音の到来方向を示す方向情
報を与え、その方向情報を再生領域とするスピーカに伝
達関数の各時間ステップの値（音の大きさ）を分配して
スピーカごとに伝達関数を作り、そのスピーカごとの伝
達関数と音源の信号とを用いて対応するスピーカから再
生されるべき信号を生成する。
プ（サンプル点）ごとにその音の到来方向を示す方向情
報を与え、その方向情報を再生領域とするスピーカに伝
達関数の各時間ステップの値（音の大きさ）を分配して
スピーカごとに伝達関数を作り、そのスピーカごとの伝
達関数と音源の信号とを用いて対応するスピーカから再
生されるべき信号を生成する。
「実施例」
再現すべき音場に置かれた音源と受聴者の位置とが決ま
れば、その音場は音源から各種経路を通じて受聴者に至
る伝達関数とその各経路は受聴者のどの方向から音が到
来するかという方向情報とで記述することができる０時
間領域の伝達関数はサンプル値系で扱うのでｈ（ｔ）
（ｔ＝ｏ、・・・、？−１）で表すと、Ｔ個の値となり
、それぞれが時刻（時間ステップ）ｔに到来する音の大
きさと解釈することができる。第１図ＡにＴ＝８の場合
の伝達関数ｈ＜ｔ＞ を示す（Ｔ＝０のときｈ （０）
＝ ０とした）。
れば、その音場は音源から各種経路を通じて受聴者に至
る伝達関数とその各経路は受聴者のどの方向から音が到
来するかという方向情報とで記述することができる０時
間領域の伝達関数はサンプル値系で扱うのでｈ（ｔ）
（ｔ＝ｏ、・・・、？−１）で表すと、Ｔ個の値となり
、それぞれが時刻（時間ステップ）ｔに到来する音の大
きさと解釈することができる。第１図ＡにＴ＝８の場合
の伝達関数ｈ＜ｔ＞ を示す（Ｔ＝０のときｈ （０）
＝ ０とした）。
時刻（時間ステップ）【に到来する音の到来方向を、ｆ
ｆ１−１．・・・、ＬのＬ個の数字でラベル化した領域
に分割することにより、伝達関数ｈ（Ｌ）の各時刻（時
間ステップ）もの音の大きさｈ（ｔ）に対して１からＬ
までの何れかの値を持つ方向情報Ｉ！、（ｔ）を与える
０例えば第２図に示すように、再生すべき音場（受聴者
の位置における）の音の到来方向を、前後左右の（ｊ！
＝） １．２，３．４でラベル化し、音場の伝達関数
ｈ（ｔ）がその４方向別に図のようにｈ＋（ｔ） 、ｈ
□（ｔ） 、ｂｓ（ｔ） 、ｈａ（ｔ）に分けられると
すれば第１図Ａの伝達関数ｈ（Ｌ）に対する方向情報ｉ
＜ｔ＞ は第１図Ｂに示すように表すことができる。つ
まりｈ（１）はｆｆ１（１） ＝１とし、ｈ（２）は１
（２）＝２とし、ｈ（３）はｆｆ１（３）＝３とし、ｈ
（４）は１（４）−１とし、ｈ（５）はｌｌ（５）＝２
とし、ｈ（６）は１（６）＝４とし、ｈ（７）はｆｆ１
（７）−３とする。音の大きさｈをＸビット、方向情報
ｌをＸビットで表わすことにより、大きさと方向とを含
んだｘ＋ｙビットの値ｈ’（Ｌ）で方向情報を含む伝達
関数を表す。
ｆ１−１．・・・、ＬのＬ個の数字でラベル化した領域
に分割することにより、伝達関数ｈ（Ｌ）の各時刻（時
間ステップ）もの音の大きさｈ（ｔ）に対して１からＬ
までの何れかの値を持つ方向情報Ｉ！、（ｔ）を与える
０例えば第２図に示すように、再生すべき音場（受聴者
の位置における）の音の到来方向を、前後左右の（ｊ！
＝） １．２，３．４でラベル化し、音場の伝達関数
ｈ（ｔ）がその４方向別に図のようにｈ＋（ｔ） 、ｈ
□（ｔ） 、ｂｓ（ｔ） 、ｈａ（ｔ）に分けられると
すれば第１図Ａの伝達関数ｈ（Ｌ）に対する方向情報ｉ
＜ｔ＞ は第１図Ｂに示すように表すことができる。つ
まりｈ（１）はｆｆ１（１） ＝１とし、ｈ（２）は１
（２）＝２とし、ｈ（３）はｆｆ１（３）＝３とし、ｈ
（４）は１（４）−１とし、ｈ（５）はｌｌ（５）＝２
とし、ｈ（６）は１（６）＝４とし、ｈ（７）はｆｆ１
（７）−３とする。音の大きさｈをＸビット、方向情報
ｌをＸビットで表わすことにより、大きさと方向とを含
んだｘ＋ｙビットの値ｈ’（Ｌ）で方向情報を含む伝達
関数を表す。
現実にはある時刻（時間ステップ）ｔで同時に２ケ所以
上の方向から到来する場合があるが、この場合はまれで
あり、仮にあればその各ｈ（ｔ）のうちの最大のものの
方向情報を与える。あるいはその前後においてｈ（ｔ±
１）がゼロの場合は、１サンプル（時間ステップ）前後
にずらしてｈ（ｔ）と２（【）とを１組ずつ与え、同時
に複数の方向が重ならないようにしても差しつかえない
、このようにして、Ｌ個の方向の数と領域を規定するこ
とにより、再現したい音場についての方向情報を含む伝
達関数ｈ’（ｔ）を記述する。
上の方向から到来する場合があるが、この場合はまれで
あり、仮にあればその各ｈ（ｔ）のうちの最大のものの
方向情報を与える。あるいはその前後においてｈ（ｔ±
１）がゼロの場合は、１サンプル（時間ステップ）前後
にずらしてｈ（ｔ）と２（【）とを１組ずつ与え、同時
に複数の方向が重ならないようにしても差しつかえない
、このようにして、Ｌ個の方向の数と領域を規定するこ
とにより、再現したい音場についての方向情報を含む伝
達関数ｈ’（ｔ）を記述する。
なお時間ステップｔの周期は、信号中の最高周波数の２
倍の周波数の周期と等しくし、Ｔの数は例えば残響時間
と等しくされる。
倍の周波数の周期と等しくし、Ｔの数は例えば残響時間
と等しくされる。
第３図にこの発明の実施例を示し、第６図と対応する部
分には同一符号を付けである。伝達関数記憶回路６に再
現すべき音場についての方向情報を含む伝達関数ｈ’（
Ｌ）、例えば第１Ｖ４Ａ、Ｂを示す関数ｈ（ｔ）及びｆ
ｆ１（ｔ）が格納され、その伝達関数ｈ （ｔ）は方向
別伝達関数作成回路７でその方向情報Ｘ＜ｔ＞に応じて
その方向を再生領域とするスピーカに分配されて各スピ
ーカごとの伝達関数を作成する０例えば再生すべき音場
での音の到来方向の数と領域が第４図に示すように水平
方向に４５度ずつ合計８個の方向に分割され、伝達関数
ｈ（ｔ）の各時間ステップ（時刻）ｔにおける音の到来
方向が８つの方向ｆｆ１−１〜８の何れかの情報が与え
られている。
分には同一符号を付けである。伝達関数記憶回路６に再
現すべき音場についての方向情報を含む伝達関数ｈ’（
Ｌ）、例えば第１Ｖ４Ａ、Ｂを示す関数ｈ（ｔ）及びｆ
ｆ１（ｔ）が格納され、その伝達関数ｈ （ｔ）は方向
別伝達関数作成回路７でその方向情報Ｘ＜ｔ＞に応じて
その方向を再生領域とするスピーカに分配されて各スピ
ーカごとの伝達関数を作成する０例えば再生すべき音場
での音の到来方向の数と領域が第４図に示すように水平
方向に４５度ずつ合計８個の方向に分割され、伝達関数
ｈ（ｔ）の各時間ステップ（時刻）ｔにおける音の到来
方向が８つの方向ｆｆ１−１〜８の何れかの情報が与え
られている。
一方、実際の再生音場での再生系のチャンネル数（スピ
ーカ数）とスピーカの配置とは再生系によって条件が異
なり、チャンネル（スピーカ）がＮ個である特定の配置
（β） −（１，・・・、Ｎ）が与えられたものとする
と、方向情報の１つまたは複数を再生領域とするスピー
カに伝達関数ｈ（【）中のその方向情報に対するものを
分配してそのスピーカに対する伝達関数を作成する。こ
のため、例えば伝達関数記憶回路６に格納された方向情
報を含む伝達関数ｈ’（ｔ）から方向情報ｊ！（ｔ）を
読み、その値、（α）＝（１，・・・、Ｌ）がどのチャ
ンネル（スピーカ）に対応するかを示す対応表（（α）
→（β））を作り、方向別伝達関数作成回路７において
再生系のチャンネル毎に方向別（スピーカ別）伝達関数
を作成する。この表は再生系固有のものである。
ーカ数）とスピーカの配置とは再生系によって条件が異
なり、チャンネル（スピーカ）がＮ個である特定の配置
（β） −（１，・・・、Ｎ）が与えられたものとする
と、方向情報の１つまたは複数を再生領域とするスピー
カに伝達関数ｈ（【）中のその方向情報に対するものを
分配してそのスピーカに対する伝達関数を作成する。こ
のため、例えば伝達関数記憶回路６に格納された方向情
報を含む伝達関数ｈ’（ｔ）から方向情報ｊ！（ｔ）を
読み、その値、（α）＝（１，・・・、Ｌ）がどのチャ
ンネル（スピーカ）に対応するかを示す対応表（（α）
→（β））を作り、方向別伝達関数作成回路７において
再生系のチャンネル毎に方向別（スピーカ別）伝達関数
を作成する。この表は再生系固有のものである。
この方法を実行するには、伝達関数記憶回路６に格納さ
れたｈ ’ （０） 、・・・、 ｈ’（Ｔ−１）から
ｈ（０）、・・・ｈ（τ−１）と１ （０） 、・・・
、 ＩＴ−１）とを抽出し、対応表（（α）→（β））
にしたがって方向別伝達関数作成回路７で方向別（スピ
ーカ別）の伝達関数ｈ（ｎ、ｋ） （ｎ＝１．＝４．
ｋ＝０．・・、 Ｔ−１）をつくり、畳み込み演算器２
−ｎにおいて音源ｌの出力信号Ｘ（１）との畳み込み演
算、 を行ない、その結果をスピーカ３−ｎにより再生する。
れたｈ ’ （０） 、・・・、 ｈ’（Ｔ−１）から
ｈ（０）、・・・ｈ（τ−１）と１ （０） 、・・・
、 ＩＴ−１）とを抽出し、対応表（（α）→（β））
にしたがって方向別伝達関数作成回路７で方向別（スピ
ーカ別）の伝達関数ｈ（ｎ、ｋ） （ｎ＝１．＝４．
ｋ＝０．・・、 Ｔ−１）をつくり、畳み込み演算器２
−ｎにおいて音源ｌの出力信号Ｘ（１）との畳み込み演
算、 を行ない、その結果をスピーカ３−ｎにより再生する。
第５図に受聴者のいる再生系の構成の１例を示す、再生
音場のチャンネル数（スピーカ数）は４でスピーカを前
後左右に配置し、前後左右９０度ずつの領域を規定した
場合を示している。規格化された方向情報が第４図の例
に従うものと仮定すれば１（ｔ）が１．２はｎ＝１に、
３．４はｎ＝２に、５．６はｎ＝３に、７．８はｎ＝４
にそれぞれ対応する対応表（α１→（β）を作る。スピ
ーカ３−１に対する伝達関数ｈ（１，ｋ）はｈ （Ｉ！
−１゜ｋ）とｈ （１＝２． ｋ）との和となり、ス
ピーカ３−２に対する伝達量１ｉｋｈ（２，ｋ）はｈ
（ｊ！＝３． ｋ）とｈ （Ｉｌ＝４． ｋ）との
和となる。以下同様である。
音場のチャンネル数（スピーカ数）は４でスピーカを前
後左右に配置し、前後左右９０度ずつの領域を規定した
場合を示している。規格化された方向情報が第４図の例
に従うものと仮定すれば１（ｔ）が１．２はｎ＝１に、
３．４はｎ＝２に、５．６はｎ＝３に、７．８はｎ＝４
にそれぞれ対応する対応表（α１→（β）を作る。スピ
ーカ３−１に対する伝達関数ｈ（１，ｋ）はｈ （Ｉ！
−１゜ｋ）とｈ （１＝２． ｋ）との和となり、ス
ピーカ３−２に対する伝達量１ｉｋｈ（２，ｋ）はｈ
（ｊ！＝３． ｋ）とｈ （Ｉｌ＝４． ｋ）との
和となる。以下同様である。
このように、固有の音場の方向情報を含んだ伝達関数か
ら、再生系が持つスピーカの個数及び配置に応じて各ス
ピーカごとの伝達関数を作ることによって、再生系のス
ピーカの配置や個数が再現すべき音場の音の到来方向の
数と領域の決め方と一致しなくても、受聴者が再現すべ
き室内にいるのとほぼ同じ状態で音を体験できるシステ
ムを捷供することできる。
ら、再生系が持つスピーカの個数及び配置に応じて各ス
ピーカごとの伝達関数を作ることによって、再生系のス
ピーカの配置や個数が再現すべき音場の音の到来方向の
数と領域の決め方と一致しなくても、受聴者が再現すべ
き室内にいるのとほぼ同じ状態で音を体験できるシステ
ムを捷供することできる。
「発明の効果」
以上述べたように、この発明によれば再現すべき音場の
伝達関数に方向情報を与え、方向情報に基づき、与えら
れた再生系の構成に応じた方向（スピーカ）別の伝達関
数を作成し、その各伝達関数と音源信号とを重畳（畳み
込み演算）することにより得られた信号を方向別のスピ
ーカによって再生する方法において、方向情報を与えた
伝達関数の作成方法（空間分割や分割数など）を規格化
しておくことにより、再生系のスピーカの配置や個数が
規格と一致しなくても、再生系が持つ規格化された方向
情報と再生系のスピーカの配置や個数とを対応付けるこ
とによって、再生系に対応した各スピーカの再生信号を
生成することができるので、受聴者に再現すべき室内に
いるのとほぼ同じ状態で音を体験できるシステムを容易
に提供てきる利点がある。
伝達関数に方向情報を与え、方向情報に基づき、与えら
れた再生系の構成に応じた方向（スピーカ）別の伝達関
数を作成し、その各伝達関数と音源信号とを重畳（畳み
込み演算）することにより得られた信号を方向別のスピ
ーカによって再生する方法において、方向情報を与えた
伝達関数の作成方法（空間分割や分割数など）を規格化
しておくことにより、再生系のスピーカの配置や個数が
規格と一致しなくても、再生系が持つ規格化された方向
情報と再生系のスピーカの配置や個数とを対応付けるこ
とによって、再生系に対応した各スピーカの再生信号を
生成することができるので、受聴者に再現すべき室内に
いるのとほぼ同じ状態で音を体験できるシステムを容易
に提供てきる利点がある。
第１図Ａは伝達関数ｈ（ｔ）、第１図Ｂはその方向情報
ｆｆ１（ｔ）の例を示す図、第２図は到来方向別の伝達
関数の例を示す図、第３図はこの発明の実施例の構成を
示すブロック図、第４図は再生すべき音場での音の到来
方向の数と領域の一例を示す図、第５図は受聴者のいる
再生系の構成の１例を示す図、第６図は従来の音場再生
法の装置構成を示すブロック図である。９
ｆｆ１（ｔ）の例を示す図、第２図は到来方向別の伝達
関数の例を示す図、第３図はこの発明の実施例の構成を
示すブロック図、第４図は再生すべき音場での音の到来
方向の数と領域の一例を示す図、第５図は受聴者のいる
再生系の構成の１例を示す図、第６図は従来の音場再生
法の装置構成を示すブロック図である。９
Claims (1)
- （１）複数のスピーカを用いて音源を再生し、音場を再
現する音場再生法において、 再現すべき音場の伝達関数の各時間ステップごとにその
音の到来方向を示す方向情報を与え、その方向情報を再
生領域とするスピーカに前記伝達関数の各時間ステップ
の値を分配して前記スピーカごとに伝達関数を作り、 そのスピーカごとの伝達関数と前記音源の信号とを用い
て対応するスピーカから再生されるべき信号を生成する
ことを特徴とする音場再生法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2076298A JPH03274998A (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | 音場再生法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2076298A JPH03274998A (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | 音場再生法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03274998A true JPH03274998A (ja) | 1991-12-05 |
Family
ID=13601460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2076298A Pending JPH03274998A (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | 音場再生法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03274998A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06165299A (ja) * | 1992-11-26 | 1994-06-10 | Yamaha Corp | 音像定位制御装置 |
| JP2012109643A (ja) * | 2010-11-15 | 2012-06-07 | National Institute Of Information & Communication Technology | 音再現システム、音再現装置および音再現方法 |
-
1990
- 1990-03-26 JP JP2076298A patent/JPH03274998A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06165299A (ja) * | 1992-11-26 | 1994-06-10 | Yamaha Corp | 音像定位制御装置 |
| JP2012109643A (ja) * | 2010-11-15 | 2012-06-07 | National Institute Of Information & Communication Technology | 音再現システム、音再現装置および音再現方法 |
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