JPH0937397A - 音像定位方法及びその装置 - Google Patents
音像定位方法及びその装置Info
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- JPH0937397A JPH0937397A JP7179206A JP17920695A JPH0937397A JP H0937397 A JPH0937397 A JP H0937397A JP 7179206 A JP7179206 A JP 7179206A JP 17920695 A JP17920695 A JP 17920695A JP H0937397 A JPH0937397 A JP H0937397A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 原音が入力されてから出力されるまでの時間
遅れが少なく、常に安定した音像の定位が得られる音像
定位方法及び装置を提供する。 【解決手段】 複数の音源（ＡX 、ＡY ）と受聴者Ｐと
の間に存在する伝達関数（ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR ）及
び任意の仮想の位置に存在する仮想音源ＳＰV と受聴者
Ｐとの間に存在する伝達関数（ｚL 、ｚR ）に基づい
て、複数の音源（Ａ X 、ＡY ）の音声信号に所定のフィ
ルタ特性（Ｘ、Ｙ）に基づく演算処理をすることによ
り、受聴者に対し仮想音源から音波が放出された如く認
識させる音像定位方法であって、フィルタ特性（Ｘ、
Ｙ）は、当該フィルタ特性を規定する演算式のうちの除
算成分に関する全域通過成分を固定値として演算を行
う。全域通過成分が波形特性に与える影響は少ないの
で、インパルス信号の入力から短時間で出力が得られ、
音像の定位も常に安定する。
遅れが少なく、常に安定した音像の定位が得られる音像
定位方法及び装置を提供する。 【解決手段】 複数の音源（ＡX 、ＡY ）と受聴者Ｐと
の間に存在する伝達関数（ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR ）及
び任意の仮想の位置に存在する仮想音源ＳＰV と受聴者
Ｐとの間に存在する伝達関数（ｚL 、ｚR ）に基づい
て、複数の音源（Ａ X 、ＡY ）の音声信号に所定のフィ
ルタ特性（Ｘ、Ｙ）に基づく演算処理をすることによ
り、受聴者に対し仮想音源から音波が放出された如く認
識させる音像定位方法であって、フィルタ特性（Ｘ、
Ｙ）は、当該フィルタ特性を規定する演算式のうちの除
算成分に関する全域通過成分を固定値として演算を行
う。全域通過成分が波形特性に与える影響は少ないの
で、インパルス信号の入力から短時間で出力が得られ、
音像の定位も常に安定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる音像定位
装置に係り、特に、聴取者に対し実際に存在しない音源
から音を聞かせるための音場処理の技術に関する。
装置に係り、特に、聴取者に対し実際に存在しない音源
から音を聞かせるための音場処理の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、音声処理技術の進展を背景にし
て、実際に音源（sound source）の存在しない位置に音
源が存在する如く、受聴者に音像（sound image ）を認
識させるための音像定位技術が開発されている。
て、実際に音源（sound source）の存在しない位置に音
源が存在する如く、受聴者に音像（sound image ）を認
識させるための音像定位技術が開発されている。
【０００３】音像定位技術には、頭部伝達関数（head-r
elated transfer function）の測定が重要となる。頭部
伝達関数に関する論文としては、例えば、日本音響学会
誌４８巻４号（１９９２）に掲載された「バイノーラル
音場再生系」（浜田春夫氏）に詳しい。また、この音像
定位技術を適用した発明は、特開昭３−２７０４００
号、特開平５−２５２５９７号、特開平５−２５２５９
８号、特開平６−４７１７０号又は特開平６−５１７５
９号の各公報に掲載されている。
elated transfer function）の測定が重要となる。頭部
伝達関数に関する論文としては、例えば、日本音響学会
誌４８巻４号（１９９２）に掲載された「バイノーラル
音場再生系」（浜田春夫氏）に詳しい。また、この音像
定位技術を適用した発明は、特開昭３−２７０４００
号、特開平５−２５２５９７号、特開平５−２５２５９
８号、特開平６−４７１７０号又は特開平６−５１７５
９号の各公報に掲載されている。
【０００４】まず最初に従来公知の音像定位技術につい
て、図８を参照しながら説明する。通常の使用状態にお
いて、受聴者はスピーカ等の音源から発せられた音を受
聴すれば、音源の位置について認識することができる。
音場定位技術は、実際に存在する音源から放射された音
波を受聴者に受聴させるにもかかわらず、受聴者には実
際の音源の位置とは異なる位置に存在する音源（「仮想
音源」という。）から放射された音波であるがごとく認
識させるものである。仮想音源を受聴者に認識させるに
は、音声信号として入力された所定音をフィルタで変換
した後に、音源から放射する。
て、図８を参照しながら説明する。通常の使用状態にお
いて、受聴者はスピーカ等の音源から発せられた音を受
聴すれば、音源の位置について認識することができる。
音場定位技術は、実際に存在する音源から放射された音
波を受聴者に受聴させるにもかかわらず、受聴者には実
際の音源の位置とは異なる位置に存在する音源（「仮想
音源」という。）から放射された音波であるがごとく認
識させるものである。仮想音源を受聴者に認識させるに
は、音声信号として入力された所定音をフィルタで変換
した後に、音源から放射する。
【０００５】図８において、入力端子Ｌ及びＲに入力さ
れた原音ＡＸ、ＡＹ（簡単のため、単位インパルスとす
る。）は、フィルタＦX 、ＦY を介することによって音
波波形ＢＸ、ＢＹに変換され、スピーカＳＰX 、ＳＰY
から放射される。フィルタＦ X 及びＦY は、入力に対し
て所定の伝達関数ＦＸ、ＦＹに基づく畳み込み演算を行
い、波形を変換させる。伝達関数ＦＸ、ＦＹの求め方に
ついては後述する。
れた原音ＡＸ、ＡＹ（簡単のため、単位インパルスとす
る。）は、フィルタＦX 、ＦY を介することによって音
波波形ＢＸ、ＢＹに変換され、スピーカＳＰX 、ＳＰY
から放射される。フィルタＦ X 及びＦY は、入力に対し
て所定の伝達関数ＦＸ、ＦＹに基づく畳み込み演算を行
い、波形を変換させる。伝達関数ＦＸ、ＦＹの求め方に
ついては後述する。
【０００６】スピーカＳＰX 、ＳＰY は受聴者Ｐの前方
に配置されている。受聴者Ｐは２つのスピーカＳＰX 及
びＳＰY と左右の耳ｅL 、ｅR の間にある４つの伝播経
路ｇ L 、ｇR 、ｈL 、ｈR を介して音波を受聴する。音
波波形ＢＸ、ＢＹは各伝播経路ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR
における音場条件（特に受聴者の頭部や外耳の形状に由
来）に影響を受けて波形が変換される。両耳は音波波形
Ｅhl、Ｅhrを受聴し、受聴者は、これを脳で再合成する
ことにより音波の認識がなされる。
に配置されている。受聴者Ｐは２つのスピーカＳＰX 及
びＳＰY と左右の耳ｅL 、ｅR の間にある４つの伝播経
路ｇ L 、ｇR 、ｈL 、ｈR を介して音波を受聴する。音
波波形ＢＸ、ＢＹは各伝播経路ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR
における音場条件（特に受聴者の頭部や外耳の形状に由
来）に影響を受けて波形が変換される。両耳は音波波形
Ｅhl、Ｅhrを受聴し、受聴者は、これを脳で再合成する
ことにより音波の認識がなされる。
【０００７】このような受聴者とスピーカＳＰX 、ＳＰ
Y との音場において音像定位を実現するには、スピーカ
ＳＰX 、ＳＰY から放射された音波を受聴者が認識する
ときに、受聴者に当該音波が仮想音源Ｓから原音ＡＸ、
ＡＹが放射されたものであると認識させなければならな
い。
Y との音場において音像定位を実現するには、スピーカ
ＳＰX 、ＳＰY から放射された音波を受聴者が認識する
ときに、受聴者に当該音波が仮想音源Ｓから原音ＡＸ、
ＡＹが放射されたものであると認識させなければならな
い。
【０００８】このために、仮想音源から放射された原音
ＡＸ、ＡＹが各々伝播経路ｚR 、ｚ L を伝播し、この伝
播経路ｚR 、ｚL の音場条件（特に受聴者の頭や外耳の
形状に由来）に影響を受けて波形が変換された音波波形
ＥZR、ＥZLが、受聴者の左右の耳ｅL 、ｅR に到達する
ものと仮定する。左右に到達したと仮定される音波波形
ＥZR、ＥZLは、実際のスピーカＳＰX 、ＳＰY から到達
した音波波形Ｅgl、Ｅ gr、Ｅhl、Ｅhrを合成したものと
等しくなければならない。この条件式を式（１）（２）
に示す。
ＡＸ、ＡＹが各々伝播経路ｚR 、ｚ L を伝播し、この伝
播経路ｚR 、ｚL の音場条件（特に受聴者の頭や外耳の
形状に由来）に影響を受けて波形が変換された音波波形
ＥZR、ＥZLが、受聴者の左右の耳ｅL 、ｅR に到達する
ものと仮定する。左右に到達したと仮定される音波波形
ＥZR、ＥZLは、実際のスピーカＳＰX 、ＳＰY から到達
した音波波形Ｅgl、Ｅ gr、Ｅhl、Ｅhrを合成したものと
等しくなければならない。この条件式を式（１）（２）
に示す。
【０００９】ＸＧL ＋ＹＨL ＝ＺL …（１） ＸＧR ＋ＹＨR ＝ＺR …（２） 上式において、Ｘ、ＹはフィルタＦX 、ＦY において演
算処理される伝達関数である。ＧL 、ＨL 、ＺL 、
ＧR 、ＨR 、ＺR は、スピーカＳＰX 、ＳＰY と左右の
耳ｅL 、ｅR の間の各経路ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR にお
ける音場条件により決定される伝達関数である。これら
伝達関数は、当該伝達関数を決定する要件として、受聴
者の頭部形状の由来する影響が大きいことから、「頭部
伝達関数」と呼ばれている。ＺL 、ＺR は、仮想音源Ｓ
と左右の耳ｅL 、ｅR の間の各経路ｚ R 、ｚL における
音場条件により決定される伝達関数であり、これらも頭
部伝達関数である。
算処理される伝達関数である。ＧL 、ＨL 、ＺL 、
ＧR 、ＨR 、ＺR は、スピーカＳＰX 、ＳＰY と左右の
耳ｅL 、ｅR の間の各経路ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR にお
ける音場条件により決定される伝達関数である。これら
伝達関数は、当該伝達関数を決定する要件として、受聴
者の頭部形状の由来する影響が大きいことから、「頭部
伝達関数」と呼ばれている。ＺL 、ＺR は、仮想音源Ｓ
と左右の耳ｅL 、ｅR の間の各経路ｚ R 、ｚL における
音場条件により決定される伝達関数であり、これらも頭
部伝達関数である。
【００１０】式（１）（２）に基づいて式（３）（４）
が導ける。 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／（ＧR ＨL −ＧL ＨR ）…（３） Ｙ＝（ＺL ＨR −ＺR ＨL ）／（ＧR ＨL −ＧL ＨR ）…（４） 頭部伝達関数ＧL 、ＨL 、ＺL 、ＧR 、ＨR 、ＺR は測
定により求めることができるため、式（３）（４）の右
辺の演算により、フィルタＦX 、ＦY に設定すべき伝達
関数Ｘ、Ｙを求めることができる。
が導ける。 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／（ＧR ＨL −ＧL ＨR ）…（３） Ｙ＝（ＺL ＨR −ＺR ＨL ）／（ＧR ＨL −ＧL ＨR ）…（４） 頭部伝達関数ＧL 、ＨL 、ＺL 、ＧR 、ＨR 、ＺR は測
定により求めることができるため、式（３）（４）の右
辺の演算により、フィルタＦX 、ＦY に設定すべき伝達
関数Ｘ、Ｙを求めることができる。
【００１１】このようにして求めた伝達関数Ｘ、Ｙを、
図８に示すフィルタＦX 及びＦY として用いることによ
り、受聴者ＰはスピーカＳＰX 、ＳＰY から放射された
音波を受聴することにより、あたかも仮想音源から放射
された原音ＡＸ、ＡＹを受聴したかのように認識するこ
とができる。
図８に示すフィルタＦX 及びＦY として用いることによ
り、受聴者ＰはスピーカＳＰX 、ＳＰY から放射された
音波を受聴することにより、あたかも仮想音源から放射
された原音ＡＸ、ＡＹを受聴したかのように認識するこ
とができる。
【００１２】図９に、頭部伝達関数の測定方法を示す。
図９に示すように、マイクロフォンＭL 、ＭR が受聴者
Ｐの近傍に装着され、両耳近傍での音波波形を測定可能
に構成する。受聴者を取り囲む音場には、音源としてス
ピーカＳ1 〜Ｓ3 が設置されている。音源Ｓ1 〜Ｓ3 か
ら放射される音波は予め判っているので、これら音波の
原音波形と両耳の近傍で測定される音波波形から、音源
と受聴者の耳との間の頭部伝達関数を求めることができ
る。
図９に示すように、マイクロフォンＭL 、ＭR が受聴者
Ｐの近傍に装着され、両耳近傍での音波波形を測定可能
に構成する。受聴者を取り囲む音場には、音源としてス
ピーカＳ1 〜Ｓ3 が設置されている。音源Ｓ1 〜Ｓ3 か
ら放射される音波は予め判っているので、これら音波の
原音波形と両耳の近傍で測定される音波波形から、音源
と受聴者の耳との間の頭部伝達関数を求めることができ
る。
【００１３】例えば、音源Ｓ1 から単位インパルス波形
ＷS1が放射されたとき、左耳ｅL の近傍での伝播波形が
ＷS1e であった場合、音源Ｓ1 と左耳ｅL の間における
頭部伝達関数Ｇはインパルス応答そのものなので、伝播
波形ＷS1e で表される伝達関数が頭部伝達関数であるこ
とが判る。このようにして、音源（仮想音源）と両耳間
に存在する各経路の頭部伝達関数を順次求めていくこと
ができる。
ＷS1が放射されたとき、左耳ｅL の近傍での伝播波形が
ＷS1e であった場合、音源Ｓ1 と左耳ｅL の間における
頭部伝達関数Ｇはインパルス応答そのものなので、伝播
波形ＷS1e で表される伝達関数が頭部伝達関数であるこ
とが判る。このようにして、音源（仮想音源）と両耳間
に存在する各経路の頭部伝達関数を順次求めていくこと
ができる。
【００１４】ところで、フィルタＦX 、ＦY の伝達関数
Ｘ、Ｙは式（３）（４）から求めるが、伝達関数算出の
ための演算は時間領域での演算が困難なため、周波数領
域で演算するのが好ましい。そのため、頭部伝達関数を
周波数領域の表現に変換し、所定の演算によりフィルタ
特性を決定する。また、ＦＩＲ（Finite Impulse Respo
nse ）フィルタ等のデジタルフィルタによる波形変換は
時間領域で行うのが好ましいため、得られたフィルタ特
性に離散的逆フーリエ変換（Inverse DiscreteFourier
Transform）を施して、時間領域においてフィルタ処理
を行う。
Ｘ、Ｙは式（３）（４）から求めるが、伝達関数算出の
ための演算は時間領域での演算が困難なため、周波数領
域で演算するのが好ましい。そのため、頭部伝達関数を
周波数領域の表現に変換し、所定の演算によりフィルタ
特性を決定する。また、ＦＩＲ（Finite Impulse Respo
nse ）フィルタ等のデジタルフィルタによる波形変換は
時間領域で行うのが好ましいため、得られたフィルタ特
性に離散的逆フーリエ変換（Inverse DiscreteFourier
Transform）を施して、時間領域においてフィルタ処理
を行う。
【００１５】ところが、式（３）（４）の右辺の演算を
周波数領域上で行い、この演算結果を時間領域に変換し
て求められたフィルタＦX 、ＦY の伝達関数Ｘ、Ｙは、
因果性が損なわれたものとなり非現実的なものとなって
しまうという問題があった。
周波数領域上で行い、この演算結果を時間領域に変換し
て求められたフィルタＦX 、ＦY の伝達関数Ｘ、Ｙは、
因果性が損なわれたものとなり非現実的なものとなって
しまうという問題があった。
【００１６】図１０（ａ）は時刻ｔ＝０において入力さ
れた単位インパルス信号であり、同図（ｂ）は当該単位
インパルスに対し、式（３）（４）に基づいて求められ
た応答波形の一例である。同図（ｂ）に示すように、応
答波形は負の時間から作動するものとなる。しかし、実
際には、フィルタが、入力時間以前から動作を開始する
ことはありえないので、この演算で求められた伝達関数
Ｘ、Ｙをそのままフィルタ特性として設定することは不
可能である。
れた単位インパルス信号であり、同図（ｂ）は当該単位
インパルスに対し、式（３）（４）に基づいて求められ
た応答波形の一例である。同図（ｂ）に示すように、応
答波形は負の時間から作動するものとなる。しかし、実
際には、フィルタが、入力時間以前から動作を開始する
ことはありえないので、この演算で求められた伝達関数
Ｘ、Ｙをそのままフィルタ特性として設定することは不
可能である。
【００１７】そこで、従来は因果性を保つように伝達関
数Ｘ、Ｙを加工することが行われていた。例えば、同図
（ｃ）に示すように負の時間の波形を省略したり、同図
（ｄ）に示すように演算開始時間を遅らせるようにする
原音加工を行った上でフィルタ処理をしていた。
数Ｘ、Ｙを加工することが行われていた。例えば、同図
（ｃ）に示すように負の時間の波形を省略したり、同図
（ｄ）に示すように演算開始時間を遅らせるようにする
原音加工を行った上でフィルタ処理をしていた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
操作をすると、フィルタＦX 、ＦY の伝達関数として
Ｘ、Ｙとは異なる伝達関数（例えばＸ’、Ｙ’）を用い
ることを意味するから、上述した式（１）（２）は成立
せず、受聴者は所望の仮想音源を認識できなくなるとい
う問題が生ずる。
操作をすると、フィルタＦX 、ＦY の伝達関数として
Ｘ、Ｙとは異なる伝達関数（例えばＸ’、Ｙ’）を用い
ることを意味するから、上述した式（１）（２）は成立
せず、受聴者は所望の仮想音源を認識できなくなるとい
う問題が生ずる。
【００１９】つまり、本来、受聴者は左耳でＸＧL ＋Ｙ
ＨL を受聴し右耳でＸＧR ＋ＹＨRを受聴することによ
り、所望の仮想音源から単位インパルスが放射されたか
のように認識できるのに対し、これら波形の代わりに
Ｘ’ＧL ＋Ｙ’ＨL 及びＸ’Ｇ R ＋Ｙ’ＨR を受聴した
のでは、所望の仮想音源位置と単位インパルスの音色と
を正確に認識することはできない。このため、所望の音
像定位を実現できないことになる。
ＨL を受聴し右耳でＸＧR ＋ＹＨRを受聴することによ
り、所望の仮想音源から単位インパルスが放射されたか
のように認識できるのに対し、これら波形の代わりに
Ｘ’ＧL ＋Ｙ’ＨL 及びＸ’Ｇ R ＋Ｙ’ＨR を受聴した
のでは、所望の仮想音源位置と単位インパルスの音色と
を正確に認識することはできない。このため、所望の音
像定位を実現できないことになる。
【００２０】そこで、本願発明は、因果性の保たれたフ
ィルタの伝達関数が得られるとともに、所望の仮想音源
を忠実に再現できる音像定位方法及び装置を提供するこ
とを課題とする。
ィルタの伝達関数が得られるとともに、所望の仮想音源
を忠実に再現できる音像定位方法及び装置を提供するこ
とを課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理説明
図を示す。請求項１に記載の発明は、複数の音源
（ＡX 、ＡY ）の各々と受聴者Ｐとの間にそれぞれ存在
する伝達関数（ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR ）及び任意の仮
想の位置に存在する仮想音源ＳＰV と受聴者Ｐとの間に
存在する伝達関数（ｚL 、ｚR ）に基づいて、複数の音
源（ＡX 、ＡY ）の音声信号に所定のフィルタ特性
（Ｘ、Ｙ）に基づく演算処理をすることにより、受聴者
に対し仮想音源から音波が放出された如く認識させる音
像定位方法であって、フィルタ特性（Ｘ、Ｙ）は、当該
フィルタ特性を規定する演算式のうちの除算成分に関す
る全域通過成分を固定値とする。
図を示す。請求項１に記載の発明は、複数の音源
（ＡX 、ＡY ）の各々と受聴者Ｐとの間にそれぞれ存在
する伝達関数（ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR ）及び任意の仮
想の位置に存在する仮想音源ＳＰV と受聴者Ｐとの間に
存在する伝達関数（ｚL 、ｚR ）に基づいて、複数の音
源（ＡX 、ＡY ）の音声信号に所定のフィルタ特性
（Ｘ、Ｙ）に基づく演算処理をすることにより、受聴者
に対し仮想音源から音波が放出された如く認識させる音
像定位方法であって、フィルタ特性（Ｘ、Ｙ）は、当該
フィルタ特性を規定する演算式のうちの除算成分に関す
る全域通過成分を固定値とする。
【００２２】なお、本明細書において、「ＡとＢとの間
に存在する伝達関数」と表現する場合は、Ａから出力さ
れる音波とＢに伝達される音波との間に存在する数学的
関係を意味し、Ａから出力される音波からＢに伝達され
る音波の状態を規定するための関数をいうものとする。
に存在する伝達関数」と表現する場合は、Ａから出力さ
れる音波とＢに伝達される音波との間に存在する数学的
関係を意味し、Ａから出力される音波からＢに伝達され
る音波の状態を規定するための関数をいうものとする。
【００２３】請求項２に記載の発明は、複数の音源（Ａ
X 、ＡY ）の各々と受聴者Ｐとの間にそれぞれ存在する
伝達関数（ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR ）及び任意の仮想の
位置に存在する仮想音源ＳＰV と受聴者Ｐとの間に存在
する伝達関数（ｚL 、ｚR ）に基づいて、複数の音源
（ＡX 、ＡY ）の音声信号に所定のフィルタ特性（Ｘ、
Ｙ）に基づく演算処理をすることにより、受聴者に対し
仮想音源から音波が放出された如く認識させる音像定位
方法であって、フィルタ特性（Ｘ、Ｙ）は、当該フィル
タ特性を規定する演算式のうちの除算成分に関する全域
通過成分及び最小位相成分をともに固定値とする。
X 、ＡY ）の各々と受聴者Ｐとの間にそれぞれ存在する
伝達関数（ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR ）及び任意の仮想の
位置に存在する仮想音源ＳＰV と受聴者Ｐとの間に存在
する伝達関数（ｚL 、ｚR ）に基づいて、複数の音源
（ＡX 、ＡY ）の音声信号に所定のフィルタ特性（Ｘ、
Ｙ）に基づく演算処理をすることにより、受聴者に対し
仮想音源から音波が放出された如く認識させる音像定位
方法であって、フィルタ特性（Ｘ、Ｙ）は、当該フィル
タ特性を規定する演算式のうちの除算成分に関する全域
通過成分及び最小位相成分をともに固定値とする。
【００２４】請求項３に記載の発明は、第１の音源ＡX
と受聴者Ｐの左右の耳との間に存在する伝達関数
（ＧL 、ＧR ）、第２の音源ＡY と受聴者Ｐの左右の耳
との間に存在する伝達関数（ＨL 、ＨR ）及び任意の仮
想の位置に存在する仮想音源ＡV と受聴者Ｐの左右の耳
との間に存在する伝達関数（ＺL 、ＺR ）に基づいて、
第１の音源ＡX の音声信号にフィルタ特性Ｘに基づいて
演算し、第２の音源ＡY の音声信号にフィルタ特性Ｙに
基づいて演算することにより、受聴者Ｐに対し仮想音源
ＡV から音波が放出された如く認識させる音像定位装置
において、フィルタ特性Ｘ及びＹは、除算成分Ｄ（＝Ｇ
R ＨL −ＧL ＨR ）に関する最小位相をθmin としたと
き、 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／（｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθ
min ）） Ｙ＝（ＺL ＧR −ＺR ＧL ）／（｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθ
min ）） とした演算式に基づく。
と受聴者Ｐの左右の耳との間に存在する伝達関数
（ＧL 、ＧR ）、第２の音源ＡY と受聴者Ｐの左右の耳
との間に存在する伝達関数（ＨL 、ＨR ）及び任意の仮
想の位置に存在する仮想音源ＡV と受聴者Ｐの左右の耳
との間に存在する伝達関数（ＺL 、ＺR ）に基づいて、
第１の音源ＡX の音声信号にフィルタ特性Ｘに基づいて
演算し、第２の音源ＡY の音声信号にフィルタ特性Ｙに
基づいて演算することにより、受聴者Ｐに対し仮想音源
ＡV から音波が放出された如く認識させる音像定位装置
において、フィルタ特性Ｘ及びＹは、除算成分Ｄ（＝Ｇ
R ＨL −ＧL ＨR ）に関する最小位相をθmin としたと
き、 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／（｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθ
min ）） Ｙ＝（ＺL ＧR −ＺR ＧL ）／（｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθ
min ）） とした演算式に基づく。
【００２５】請求項４に記載の発明は、第１の音源ＡX
と受聴者Ｐの左右の耳との間に存在する伝達関数
（ＧL 、ＧR ）、第２の音源ＡY と受聴者Ｐの左右の耳
との間に存在する伝達関数（ＨL 、ＨR ）及び任意の仮
想の位置に存在する仮想音源ＡV と受聴者Ｐの左右の耳
との間に存在する伝達関数（ＺL 、ＺR ）に基づいて、
第１の音源ＡX の音声信号にフィルタ特性Ｘに基づいて
演算し、第２の音源ＡY の音声信号にフィルタ特性Ｙに
基づいて演算することにより、受聴者Ｐに対し仮想音源
ＡV から音波が放出された如く認識させる音像定位装置
において、フィルタ特性Ｘ及びＹは、除算成分をＤ（＝
ＧR ＨL −ＧL ＨR ）としたとき、 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／｜Ｄ｜ Ｙ＝（ＺL ＧR −ＺR ＧL ）／｜Ｄ｜ とした演算式に基づく。
と受聴者Ｐの左右の耳との間に存在する伝達関数
（ＧL 、ＧR ）、第２の音源ＡY と受聴者Ｐの左右の耳
との間に存在する伝達関数（ＨL 、ＨR ）及び任意の仮
想の位置に存在する仮想音源ＡV と受聴者Ｐの左右の耳
との間に存在する伝達関数（ＺL 、ＺR ）に基づいて、
第１の音源ＡX の音声信号にフィルタ特性Ｘに基づいて
演算し、第２の音源ＡY の音声信号にフィルタ特性Ｙに
基づいて演算することにより、受聴者Ｐに対し仮想音源
ＡV から音波が放出された如く認識させる音像定位装置
において、フィルタ特性Ｘ及びＹは、除算成分をＤ（＝
ＧR ＨL −ＧL ＨR ）としたとき、 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／｜Ｄ｜ Ｙ＝（ＺL ＧR −ＺR ＧL ）／｜Ｄ｜ とした演算式に基づく。
【００２６】
【作用】本発明を、図１を参照しながら説明する。以下
の説明では、伝達関数は、時間領域で表現した場合にア
ルファベットの小文字、周波数領域で表現した場合にア
ルファベットの大文字で表記する。よって、時間領域で
測定された伝達関数ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR 、ｚL 、ｚ
R は、周波数領域において、ＧL 、ＧR 、ＨL 、ＨR 、
ＺL 、ＺR と表現される。
の説明では、伝達関数は、時間領域で表現した場合にア
ルファベットの小文字、周波数領域で表現した場合にア
ルファベットの大文字で表記する。よって、時間領域で
測定された伝達関数ｇL 、ｇR 、ｈL 、ｈR 、ｚL 、ｚ
R は、周波数領域において、ＧL 、ＧR 、ＨL 、ＨR 、
ＺL 、ＺR と表現される。
【００２７】従来の技術の欄で説明したように、図１よ
り、以下の関係が成立する。 ＸＧL ＋ＹＨL ＝ＺL …（１） ＸＧR ＋ＹＨR ＝ＺR …（２） 式（１）及び（２）を変形すると、式（３）及び（４）
が得られる。 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／（ＧR ＨL −ＧL ＨR ）…（３） Ｙ＝（ＺL ＨR −ＺR ＨL ）／（ＧR ＨL −ＧL ＨR ）…（４） 従来は、式（３）及び式（４）を時間領域の表現に変換
して、ＦＩＲフィルタ等のデジタルフィルタに設定して
いた。
り、以下の関係が成立する。 ＸＧL ＋ＹＨL ＝ＺL …（１） ＸＧR ＋ＹＨR ＝ＺR …（２） 式（１）及び（２）を変形すると、式（３）及び（４）
が得られる。 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／（ＧR ＨL −ＧL ＨR ）…（３） Ｙ＝（ＺL ＨR −ＺR ＨL ）／（ＧR ＨL −ＧL ＨR ）…（４） 従来は、式（３）及び式（４）を時間領域の表現に変換
して、ＦＩＲフィルタ等のデジタルフィルタに設定して
いた。
【００２８】本発明はさらに以下の式の変形を行う。通
常、周波数領域で表される所定の伝達関数Ａ（ｚ）は、
最小位相成分Ａ1 （ｚ）と全域通過成分Ａ2 （ｚ）とに
分けられる。全域通過成分とは、振幅特性が全ての周波
数帯域で一定となるような成分をいい、振幅特性に影響
を与えず位相だけを付加する成分をいう。また、最小位
相成分とは、伝達関数Ａ（ｚ）と同じ振幅特性を実現す
る伝達関数の中で最も位相推移が最小となり、入力に対
する応答の遅延時間が最小となる成分をいう。
常、周波数領域で表される所定の伝達関数Ａ（ｚ）は、
最小位相成分Ａ1 （ｚ）と全域通過成分Ａ2 （ｚ）とに
分けられる。全域通過成分とは、振幅特性が全ての周波
数帯域で一定となるような成分をいい、振幅特性に影響
を与えず位相だけを付加する成分をいう。また、最小位
相成分とは、伝達関数Ａ（ｚ）と同じ振幅特性を実現す
る伝達関数の中で最も位相推移が最小となり、入力に対
する応答の遅延時間が最小となる成分をいう。
【００２９】伝達関数の全域通過成分は、一定の振幅特
性を持つ。したがって、仮想音源からの受聴者までの間
に存在する伝達関数に、他の伝達関数の全域通過成分が
積算されていても、振幅特性自体は変形を受けない。こ
のため、全域通過成分の存在の有無にかかわらず、音像
の聴感上に差異が生じないことが推測される。全域通過
成分の及ぼす影響については、論文「Perception of Ph
ase Distortion in All-Pass Filters」（by J.A.Deer
and P.J.Bloom;J.Audio Eng.Soc.,Vol.33,No.10,1985 O
ctober）、論文「Group delay distortions in electro
acoustical systems」（by J.Blauert;J.Acoust,Soc.A
m.63(5),May 1978 ）等に記載されている。
性を持つ。したがって、仮想音源からの受聴者までの間
に存在する伝達関数に、他の伝達関数の全域通過成分が
積算されていても、振幅特性自体は変形を受けない。こ
のため、全域通過成分の存在の有無にかかわらず、音像
の聴感上に差異が生じないことが推測される。全域通過
成分の及ぼす影響については、論文「Perception of Ph
ase Distortion in All-Pass Filters」（by J.A.Deer
and P.J.Bloom;J.Audio Eng.Soc.,Vol.33,No.10,1985 O
ctober）、論文「Group delay distortions in electro
acoustical systems」（by J.Blauert;J.Acoust,Soc.A
m.63(5),May 1978 ）等に記載されている。
【００３０】本発明は、これらの考察に基づいて、全域
通過成分が伝達関数の演算上、聴感にほとんど影響を及
ぼさないという点に着目してなされたものである。そこ
で、式（３）及び式（４）の分母を全域通過成分と最小
位相成分とに分け、仮想音源から受聴者への伝達関数を
求める。
通過成分が伝達関数の演算上、聴感にほとんど影響を及
ぼさないという点に着目してなされたものである。そこ
で、式（３）及び式（４）の分母を全域通過成分と最小
位相成分とに分け、仮想音源から受聴者への伝達関数を
求める。
【００３１】式（３）及び式（４）の右辺を Ｘ＝Ｘｎ／Ｄ…（３）’ Ｙ＝Ｙｎ／Ｄ…（４）’ （Ｘｎ＝ＺR ＨL −ＺL ＨR 、Ｙｎ＝ＺL ＨR −ＺR Ｈ
L 、Ｄ＝ＧR ＨL −Ｇ L ＨR ） と置き換える。ここで、Ｄは全域通過成分と最小位相成
分とによって表現すると、 Ｄ＝｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθmin ）・ｅｘｐ（−ｊθap） …（５） と表せる。さらに、式（１）、式（２）は、 （Ｘｎ／Ｄ）ＧL ＋（Ｙｎ／Ｄ）ＨL ＝ＺL …（１）’ （Ｘｎ／Ｄ）ＧR ＋（Ｙｎ／Ｄ）ＨR ＝ＺR …（２）’ に変換できる。
L 、Ｄ＝ＧR ＨL −Ｇ L ＨR ） と置き換える。ここで、Ｄは全域通過成分と最小位相成
分とによって表現すると、 Ｄ＝｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθmin ）・ｅｘｐ（−ｊθap） …（５） と表せる。さらに、式（１）、式（２）は、 （Ｘｎ／Ｄ）ＧL ＋（Ｙｎ／Ｄ）ＨL ＝ＺL …（１）’ （Ｘｎ／Ｄ）ＧR ＋（Ｙｎ／Ｄ）ＨR ＝ＺR …（２）’ に変換できる。
【００３２】ここで、式（１）’及び式（２）’の両辺
に、Ｄ（式（５））のうち全域通過成分を掛けると、式
（１）’及び式（２）’は、
に、Ｄ（式（５））のうち全域通過成分を掛けると、式
（１）’及び式（２）’は、
【００３３】
【数１】 となる。式（１）”及び（２）”は、要するに、図１に
おいて、フィルタの伝達関数Ｘ、Ｙの代わりとしてＸｎ
／｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθmin ）、Ｙｎ／｜Ｄ｜ｅｘｐ
（−ｊθmin ）を用いることを意味する。このとき、単
位インパルスを入力すると、受聴者は左耳で式（１）”
に示す波形、右耳で式（２）”で示す波形を各々受聴す
ることになる。しかし、上述したように、全域通過成分
は聴感上ほとんど影響を及ぼさないため、結局受聴者
は、左耳でＺL ｅｘｐ（−θap）、右耳でＺR ｅｘｐ
（−θap）を受聴したかのように認識することになる。
おいて、フィルタの伝達関数Ｘ、Ｙの代わりとしてＸｎ
／｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθmin ）、Ｙｎ／｜Ｄ｜ｅｘｐ
（−ｊθmin ）を用いることを意味する。このとき、単
位インパルスを入力すると、受聴者は左耳で式（１）”
に示す波形、右耳で式（２）”で示す波形を各々受聴す
ることになる。しかし、上述したように、全域通過成分
は聴感上ほとんど影響を及ぼさないため、結局受聴者
は、左耳でＺL ｅｘｐ（−θap）、右耳でＺR ｅｘｐ
（−θap）を受聴したかのように認識することになる。
【００３４】なお、以上のようにして求められた伝達関
数Ｘｎ／｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθmin）、Ｙｎ／｜Ｄ｜ｅ
ｘｐ（−ｊθmin ）は、因果性が保たれたものとなるこ
とが実験の結果からも判っているので、これら伝達関数
には何等の加工操作をすることなくフィルタに設定し使
用することができる。これら実験結果については、実施
例において後述する。
数Ｘｎ／｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθmin）、Ｙｎ／｜Ｄ｜ｅ
ｘｐ（−ｊθmin ）は、因果性が保たれたものとなるこ
とが実験の結果からも判っているので、これら伝達関数
には何等の加工操作をすることなくフィルタに設定し使
用することができる。これら実験結果については、実施
例において後述する。
【００３５】また、式（１）”及び（２）”の左辺の分
母の最小位相成分がフィルタの伝達関数の因果性に全く
影響を与えないことも実験の結果から判っている。そこ
で、式（１）”及び（２）”を変形し、各々式（１）
＾、（２）＾とし、フィルタの伝達関数としてこのＸｎ
／｜Ｄ｜、Ｙｎ／｜Ｄ｜を投入することも可能である。
母の最小位相成分がフィルタの伝達関数の因果性に全く
影響を与えないことも実験の結果から判っている。そこ
で、式（１）”及び（２）”を変形し、各々式（１）
＾、（２）＾とし、フィルタの伝達関数としてこのＸｎ
／｜Ｄ｜、Ｙｎ／｜Ｄ｜を投入することも可能である。
【００３６】
【数２】 但し、この場合、受聴者の左右の耳には、各々ＺL ｅｘ
ｐ（−ｊ（θap＋θmi n ））、ＺR ｅｘｐ（−ｊ（θap
＋θmin ））の音波波形を聞かせることと等価の状態と
なる。このため、聴感上、ＺL 、ＺR を受聴させたのと
同じように認識させるためには、音場環境が限定され
る。よって、式（１）＾及び（２）＾を用いて音像定位
を実用化するためには、事前の聴感試験が必要である。
ｐ（−ｊ（θap＋θmi n ））、ＺR ｅｘｐ（−ｊ（θap
＋θmin ））の音波波形を聞かせることと等価の状態と
なる。このため、聴感上、ＺL 、ＺR を受聴させたのと
同じように認識させるためには、音場環境が限定され
る。よって、式（１）＾及び（２）＾を用いて音像定位
を実用化するためには、事前の聴感試験が必要である。
【００３７】以上より、請求項１に記載の発明によれ
ば、フィルタ特性を規定する演算式のうち、除算成分に
関する全域通過成分を固定値とする演算処理を行う。請
求項２に記載の発明によれば、フィルタ特定を規定する
演算式のうち除算成分に関する全域通過成分及び最小位
相成分をともに固定値とする演算処理を行う。
ば、フィルタ特性を規定する演算式のうち、除算成分に
関する全域通過成分を固定値とする演算処理を行う。請
求項２に記載の発明によれば、フィルタ特定を規定する
演算式のうち除算成分に関する全域通過成分及び最小位
相成分をともに固定値とする演算処理を行う。
【００３８】請求項３に記載の発明によれば、フィルタ
特定Ｘ及びＹは、除算成分Ｄ（＝Ｇ R ＨL −ＧL ＨR ）
に関する最小位相をθmin としたとき、 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／（｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθmin ））…（６） Ｙ＝（ＺL ＨR −ＺR ＨL ）／（｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθmin ）） とした演算式に基づく。
特定Ｘ及びＹは、除算成分Ｄ（＝Ｇ R ＨL −ＧL ＨR ）
に関する最小位相をθmin としたとき、 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／（｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθmin ））…（６） Ｙ＝（ＺL ＨR −ＺR ＨL ）／（｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθmin ）） とした演算式に基づく。
【００３９】請求項４に記載の発明によれば、フィルタ
特性Ｘ及びＹは、除算成分をＤ（＝ＧR ＨL −Ｇ
L ＨR ）としたとき、 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／｜Ｄ｜…（７） Ｙ＝（ＺL ＨR −ＺR ＨL ）／｜Ｄ｜ とした演算式に基づく。
特性Ｘ及びＹは、除算成分をＤ（＝ＧR ＨL −Ｇ
L ＨR ）としたとき、 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／｜Ｄ｜…（７） Ｙ＝（ＺL ＨR −ＺR ＨL ）／｜Ｄ｜ とした演算式に基づく。
【００４０】
【実施例】本発明の音像定位技術の好適な実施例につい
て説明する。本発明の音像定位技術に係る装置は、基本
的に従来の音像定位技術において用いる装置と同様の装
置を適用することが可能である。すなわち、図９に示す
ような装置を用いて所望の頭部伝達関数を測定し、本発
明に基づく演算によりフィルタの伝達関数を求め、この
伝達関数を、図１及び図８に示される音像定位装置のフ
ィルタに投入すればよい。本実施例では、特に、頭部伝
達関数の測定後に、直ちに音像定位の再生を行うための
装置について説明する。
て説明する。本発明の音像定位技術に係る装置は、基本
的に従来の音像定位技術において用いる装置と同様の装
置を適用することが可能である。すなわち、図９に示す
ような装置を用いて所望の頭部伝達関数を測定し、本発
明に基づく演算によりフィルタの伝達関数を求め、この
伝達関数を、図１及び図８に示される音像定位装置のフ
ィルタに投入すればよい。本実施例では、特に、頭部伝
達関数の測定後に、直ちに音像定位の再生を行うための
装置について説明する。
【００４１】図２に、実施例の音像定位装置の構成を示
す。図２において、破線で示した構成は仮想音源から受
聴者Ｐまでの空間の伝達関数を測定する構成に関する。
す。図２において、破線で示した構成は仮想音源から受
聴者Ｐまでの空間の伝達関数を測定する構成に関する。
【００４２】仮想音源測定回路２は、仮想音源の伝達関
数の測定時に、所定の信号（インパルス信号）をスピー
カＳＰV1、ＳＰV2、ＳＰL 及びＳＰR に供給し、マイク
ＭR及びＭL から入力される検出信号ＳDR及びＳDLに基
づいて、特定された伝達関数の指示信号ＳCX及びＳ
CY（伝達関数ＧR 、ＧL 、ＨR 、ＨL を指示する信号）
をフィルタ回路ＦX 及びＦY に供給する。
数の測定時に、所定の信号（インパルス信号）をスピー
カＳＰV1、ＳＰV2、ＳＰL 及びＳＰR に供給し、マイク
ＭR及びＭL から入力される検出信号ＳDR及びＳDLに基
づいて、特定された伝達関数の指示信号ＳCX及びＳ
CY（伝達関数ＧR 、ＧL 、ＨR 、ＨL を指示する信号）
をフィルタ回路ＦX 及びＦY に供給する。
【００４３】マイクＭR 及びＭL は、仮想音源に関する
伝達関数の測定時に受聴者Ｐの左右の耳に設置され、ス
ピーカＳＰV1、ＳＰV2、ＳＰL 及びＳＰR からの音波を
検出する。
伝達関数の測定時に受聴者Ｐの左右の耳に設置され、ス
ピーカＳＰV1、ＳＰV2、ＳＰL 及びＳＰR からの音波を
検出する。
【００４４】スピーカＳＰV1又はＳＰV2は、仮想音像の
再現時に必要とされる仮想音源の定位に設置される。し
たがって、受聴者Ｐを囲む音場における任意の位置に設
置される。スピーカＳＰL 及びＳＰL は、実際に原音を
再生させる位置に設置する。
再現時に必要とされる仮想音源の定位に設置される。し
たがって、受聴者Ｐを囲む音場における任意の位置に設
置される。スピーカＳＰL 及びＳＰL は、実際に原音を
再生させる位置に設置する。
【００４５】原音発生回路１は、原音となる原音信号Ｓ
L 及びＳR を発生する。フィルタ回路ＦX 及びＦY は、
仮想音源測定回路２により特定された仮想音源の伝達関
数に基づいて原音信号ＳL 及びＳR のそれぞれをフィル
タ処理し、スピーカＳＰL 及びＳＰR に供給する。
L 及びＳR を発生する。フィルタ回路ＦX 及びＦY は、
仮想音源測定回路２により特定された仮想音源の伝達関
数に基づいて原音信号ＳL 及びＳR のそれぞれをフィル
タ処理し、スピーカＳＰL 及びＳＰR に供給する。
【００４６】伝達関数の測定は、図示したように実際の
受聴者の両耳近傍に設けたマイクから検出する他に、典
型的な人間の頭部を模倣したダミーヘッドを用い、ダミ
ーヘッドの内耳奥に設けたマイクで検出してもよい。伝
達関数は人間の外耳等の器官によっても影響を受けるの
で、ダミーヘッドにより精度の高い測定が行える。
受聴者の両耳近傍に設けたマイクから検出する他に、典
型的な人間の頭部を模倣したダミーヘッドを用い、ダミ
ーヘッドの内耳奥に設けたマイクで検出してもよい。伝
達関数は人間の外耳等の器官によっても影響を受けるの
で、ダミーヘッドにより精度の高い測定が行える。
【００４７】上記構成において、仮想音源に関する伝達
関数を測定する際、仮想音源測定回路２は、仮想音源と
して受聴者Ｐに認識させたい位置にスピーカＳＰV1又は
ＳＰ V2を設置して、単位インパルス信号を音場に供給す
る。単位インパルス信号は、空間の残響特性等により影
響を受け、所定の伝達関数で波形変換を行ったことと等
価な信号としてマイクに検出される。例えば、スピーカ
ＳＰV1に対しては伝達関数ｚR1及びｚL1、スピーカＳＰ
V2に対しては伝達関数ｚR1及びｚL1の影響を受ける。仮
想音源測定回路２は得られた伝達関数を所定の形式でフ
ィルタ回路ＦX又はＦY に供給する。
関数を測定する際、仮想音源測定回路２は、仮想音源と
して受聴者Ｐに認識させたい位置にスピーカＳＰV1又は
ＳＰ V2を設置して、単位インパルス信号を音場に供給す
る。単位インパルス信号は、空間の残響特性等により影
響を受け、所定の伝達関数で波形変換を行ったことと等
価な信号としてマイクに検出される。例えば、スピーカ
ＳＰV1に対しては伝達関数ｚR1及びｚL1、スピーカＳＰ
V2に対しては伝達関数ｚR1及びｚL1の影響を受ける。仮
想音源測定回路２は得られた伝達関数を所定の形式でフ
ィルタ回路ＦX又はＦY に供給する。
【００４８】原音再生時、原音発生回路１から供給され
る原音信号ＳL 及びＳR に対し、フィルタ回路ＦX 及び
ＦY は、作用の欄で述べたフィルタ処理を行う。すなわ
ち、時間領域で測定された各伝達関数を周波数領域の表
現に変換し、フィルタ処理を行う。このとき、式（６）
を時間領域に変換して得たフィルタ係数を使用して、式
（１）”及び式（２）”に基づくフィルタ処理を行って
もよい。また、式（７）を時間領域に変換したフィルタ
係数を使用して、式（１）＾及び式（２）＾に基づくフ
ィルタ処理を行ってもよい。
る原音信号ＳL 及びＳR に対し、フィルタ回路ＦX 及び
ＦY は、作用の欄で述べたフィルタ処理を行う。すなわ
ち、時間領域で測定された各伝達関数を周波数領域の表
現に変換し、フィルタ処理を行う。このとき、式（６）
を時間領域に変換して得たフィルタ係数を使用して、式
（１）”及び式（２）”に基づくフィルタ処理を行って
もよい。また、式（７）を時間領域に変換したフィルタ
係数を使用して、式（１）＾及び式（２）＾に基づくフ
ィルタ処理を行ってもよい。
【００４９】図３から図７に、本実施例の音像定位装置
による測定結果を示す。図３は右チャンネル（フィルタ
回路ＦY の系統）の振幅特性、図４は左チャンネル（フ
ィルタ回路ＦX の系統）の振幅特性を示したものであ
る。両図とも、（ａ）が全域通過成分を含めた従来のフ
ィルタ処理による特性、（ｂ）が全域通過成分を固定値
とした本発明による特性である。
による測定結果を示す。図３は右チャンネル（フィルタ
回路ＦY の系統）の振幅特性、図４は左チャンネル（フ
ィルタ回路ＦX の系統）の振幅特性を示したものであ
る。両図とも、（ａ）が全域通過成分を含めた従来のフ
ィルタ処理による特性、（ｂ）が全域通過成分を固定値
とした本発明による特性である。
【００５０】各図の（ａ）と（ｂ）をそれぞれ比較して
も判るように、全域通過成分の有無によらず、振幅特性
に殆ど変化が見られない。図５は、左右両チャンネルの
振幅値の比及び位相角の比を求めたものである。
も判るように、全域通過成分の有無によらず、振幅特性
に殆ど変化が見られない。図５は、左右両チャンネルの
振幅値の比及び位相角の比を求めたものである。
【００５１】図５からも判るように、両チャンネルの出
力比から見ても、振幅特性及び位相特性が全域通過成分
の演算の有無により変化することがない。図６及び図７
は、従来のインパルス応答と本発明によるインパルス応
答とを比較したものである。ちなみに、同図のインパル
ス応答波形は、ｔ＝０．００において単位インパルスを
入力した場合の出力波形を示すものである。図６と図７
とは互いに異なる入力信号を用いて、左右チャンネルそ
れぞれについてインパルス応答を調べたものである。両
図とも（ａ）が従来の右チャンネル（Ｘｎ／Ｄ）、
（ｂ）が本発明の右チャンネル（Ｘｎ／Ｄmin ）、
（ｃ）が従来の左チャンネル（Ｙｎ／Ｄ）、（ｄ）が本
発明の左チャンネル（Ｙｎ／Ｄmin ）についての特性で
ある。
力比から見ても、振幅特性及び位相特性が全域通過成分
の演算の有無により変化することがない。図６及び図７
は、従来のインパルス応答と本発明によるインパルス応
答とを比較したものである。ちなみに、同図のインパル
ス応答波形は、ｔ＝０．００において単位インパルスを
入力した場合の出力波形を示すものである。図６と図７
とは互いに異なる入力信号を用いて、左右チャンネルそ
れぞれについてインパルス応答を調べたものである。両
図とも（ａ）が従来の右チャンネル（Ｘｎ／Ｄ）、
（ｂ）が本発明の右チャンネル（Ｘｎ／Ｄmin ）、
（ｃ）が従来の左チャンネル（Ｙｎ／Ｄ）、（ｄ）が本
発明の左チャンネル（Ｙｎ／Ｄmin ）についての特性で
ある。
【００５２】各図から判るように、従来の全域通過成分
を含めたフィルタ演算では、出力が負の時間から作動し
ており、インパルス応答波形が非因果となっている（各
図（ａ）、（ｃ））。これに対し、本実施例では、因果
性が保たれていることが判る（（ｂ）、（ｄ））。
を含めたフィルタ演算では、出力が負の時間から作動し
ており、インパルス応答波形が非因果となっている（各
図（ａ）、（ｃ））。これに対し、本実施例では、因果
性が保たれていることが判る（（ｂ）、（ｄ））。
【００５３】上記のように、本実施例によれば、実際に
測定して得られた伝達関数を本質的に変更することな
く、入力に対して因果性が保たれ、かつ、所望の音像定
位を実現できるフィルタを得ることができる。特に、本
実施例で使用するフィルタの伝達関数は左右の耳が受聴
する振幅比、位相比を一定の状態に維持し得るものなの
で、所望の仮想音源から音波が放射されたものとして、
確実に安定した音像を受聴者に認識させることができ
る。
測定して得られた伝達関数を本質的に変更することな
く、入力に対して因果性が保たれ、かつ、所望の音像定
位を実現できるフィルタを得ることができる。特に、本
実施例で使用するフィルタの伝達関数は左右の耳が受聴
する振幅比、位相比を一定の状態に維持し得るものなの
で、所望の仮想音源から音波が放射されたものとして、
確実に安定した音像を受聴者に認識させることができ
る。
【００５４】
【発明の効果】請求項１又は請求項３に記載の発明によ
れば、所望の音像定位を実現するにあたり、入力に対し
て因果性が保たれ、何らの加工操作を行わないフィルタ
を、頭部伝達関数との演算によって容易に得ることがで
きるので、従来と比べ所望の音像定位を簡易且つより確
実に実現することができる。
れば、所望の音像定位を実現するにあたり、入力に対し
て因果性が保たれ、何らの加工操作を行わないフィルタ
を、頭部伝達関数との演算によって容易に得ることがで
きるので、従来と比べ所望の音像定位を簡易且つより確
実に実現することができる。
【００５５】請求項２又は請求項４に記載の発明によれ
ば、請求項１又は請求項３の効果に加えて、演算をさら
に簡単にするという効果が得られるので、音像定位の実
現に係るコストと手間の軽減を重視した音場再生技術を
提供することができる。
ば、請求項１又は請求項３の効果に加えて、演算をさら
に簡単にするという効果が得られるので、音像定位の実
現に係るコストと手間の軽減を重視した音場再生技術を
提供することができる。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】実施例の音像定位装置の構成図である。
【図３】実施例の振幅特性（右チャンネル）である。
【図４】実施例の振幅特性（左チャンネル）である。
【図５】左右のチャンネル間の振幅・位相角の比であ
る。
る。
【図６】インパルス応答特性（その１）である。
【図７】インパルス応答特性（その２）である。
【図８】従来の音像定位装置と各部の波形を示す説明図
である。
である。
【図９】頭部伝達関数の測定方法の説明図である。
【図１０】従来の音像定位装置の問題点の説明図であ
る。
る。
ＡX 、ＡY …音源 ＡZ …仮想音源 ＦX 、ＦY …フィルタ回路（手段） ＳＰL 、ＳＰR 、ＳＰV1、ＳＰV2…スピーカ １…原音発生回路 ２…仮想音源測定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東山 三樹夫 東京都八王子市中野町2665−１ 工学院大 学八王子校舎内 (72)発明者 平田 能睦 東京都八王子市石川町2568−９ (72)発明者 中島 栄俊 東京都八王子市中野町2665−１ 工学院大 学八王子校舎内 (72)発明者 谷島 潔 埼玉県鶴ケ島市富士見６丁目１番１号 パ イオニア株式会社総合研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の音源の各々と受聴者との間にそれ
ぞれ存在する伝達関数及び任意の仮想の位置に存在する
仮想音源と当該受聴者との間に存在する伝達関数に基づ
いて、前記複数の音源に関する音声信号に所定のフィル
タ特性に基づく演算処理をすることにより、当該受聴者
に対し前記仮想音源から音波が放出された如く認識させ
る音像定位方法であって、 前記フィルタ特性は、当該フィルタ特性を規定する演算
式のうちの除算成分に関する全域通過成分を固定値とす
ることを特徴とする音像定位方法。 - 【請求項２】 複数の音源の各々と受聴者との間にそれ
ぞれ存在する伝達関数及び任意の仮想の位置に存在する
仮想音源と当該受聴者との間に存在する伝達関数に基づ
いて、前記複数の音源の原音声信号に所定のフィルタ特
性に基づく演算処理をすることにより、当該受聴者に対
して前記仮想音源から音波が放出された如く認識させる
音像定位方法であって、 前記フィルタ特性は、当該フィルタ特性を規定する演算
式のうちの除算成分に関する全域通過成分及び最小位相
成分をともに固定値とすることを特徴とする音像定位方
法。 - 【請求項３】 第１の音源と受聴者の左右の耳との間に
存在する伝達関数（ＧL 、ＧR ）、第２の音源と受聴者
の左右の耳との間に存在する伝達関数（ＨL、ＨR ）及
び任意の仮想の位置に存在する仮想音源と当該受聴者の
左右の耳との間に存在する伝達関数（ＺL 、ＺR ）に基
づいて、前記第１の音源に関する音声信号にフィルタ特
性Ｘに基づいて演算し、前記第２の音源に関する音声信
号にフィルタ特性Ｙに基づいて演算することにより、当
該受聴者に対し前記仮想音源から音波が放出された如く
認識させる音像定位装置において、 前記フィルタ特性Ｘ及びＹは、除算成分Ｄ（＝ＧR ＨL
−ＧL ＨR ）に関する最小位相成分をθmin としたと
き、 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／（｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθ
min ）） Ｙ＝（ＺL ＧR −ＺR ＧL ）／（｜Ｄ｜ｅｘｐ（−ｊθ
min ）） とした演算式に基づくことを特徴とする音像定位装置。 - 【請求項４】 第１の音源と受聴者の左右の耳との間に
存在する伝達関数（ＧL 、ＧR ）、第２の音源と受聴者
の左右の耳との間に存在する伝達関数（ＨL、ＨR ）及
び任意の仮想の位置に存在する仮想音源と当該受聴者の
左右の耳との間に存在する伝達関数（ＺL 、ＺR ）に基
づいて、前記第１の音源に関する音声信号にフィルタ特
性Ｘに基づいて演算し、前記第２の音源に関する音声信
号にフィルタ特性Ｙに基づいて演算することにより、当
該受聴者に対し前記仮想音源から音波が放出された如く
認識させる音像定位装置において、 前記フィルタ特性Ｘ及びＹは、除算成分をＤ（＝ＧR Ｈ
L −ＧL ＨR ）としたとき、 Ｘ＝（ＺR ＨL −ＺL ＨR ）／｜Ｄ｜ Ｙ＝（ＺL ＧR −ＺR ＧL ）／｜Ｄ｜ とした演算式に基づくことを特徴とする音像定位装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17920695A JP3739438B2 (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 音像定位方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17920695A JP3739438B2 (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 音像定位方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0937397A true JPH0937397A (ja) | 1997-02-07 |
| JP3739438B2 JP3739438B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=16061789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17920695A Expired - Fee Related JP3739438B2 (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 音像定位方法及びその装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3739438B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008154082A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Yamaha Corp | 音場再生装置 |
| JP2009194682A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Sony Corp | 頭部伝達関数測定方法、頭部伝達関数畳み込み方法および頭部伝達関数畳み込み装置 |
| US8503682B2 (en) | 2008-02-27 | 2013-08-06 | Sony Corporation | Head-related transfer function convolution method and head-related transfer function convolution device |
| US8831231B2 (en) | 2010-05-20 | 2014-09-09 | Sony Corporation | Audio signal processing device and audio signal processing method |
| US8873761B2 (en) | 2009-06-23 | 2014-10-28 | Sony Corporation | Audio signal processing device and audio signal processing method |
| US9232336B2 (en) | 2010-06-14 | 2016-01-05 | Sony Corporation | Head related transfer function generation apparatus, head related transfer function generation method, and sound signal processing apparatus |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP17920695A patent/JP3739438B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8520857B2 (en) | 2008-02-15 | 2013-08-27 | Sony Corporation | Head-related transfer function measurement method, head-related transfer function convolution method, and head-related transfer function convolution device |
| US8503682B2 (en) | 2008-02-27 | 2013-08-06 | Sony Corporation | Head-related transfer function convolution method and head-related transfer function convolution device |
| US9432793B2 (en) | 2008-02-27 | 2016-08-30 | Sony Corporation | Head-related transfer function convolution method and head-related transfer function convolution device |
| US8873761B2 (en) | 2009-06-23 | 2014-10-28 | Sony Corporation | Audio signal processing device and audio signal processing method |
| US8831231B2 (en) | 2010-05-20 | 2014-09-09 | Sony Corporation | Audio signal processing device and audio signal processing method |
| US9232336B2 (en) | 2010-06-14 | 2016-01-05 | Sony Corporation | Head related transfer function generation apparatus, head related transfer function generation method, and sound signal processing apparatus |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3739438B2 (ja) | 2006-01-25 |
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