JPH10508169A

JPH10508169A - 高品質３次元音声の効率的再生方法及び装置

Info

Publication number: JPH10508169A
Application number: JP8514739A
Authority: JP
Inventors: エイベル、ジョナサン・エス; フォスター、スコット・エイチ
Original assignee: オーリアル・セミコンダクター・インク
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 1998-08-04
Also published as: AU699647B2; EP0984667A3; DE69517192T2; DE69517192D1; WO1996013962A1; US5596644A; EP0984667A2; EP0788723B1; AU3969495A; EP0788723A1; US5802180A

Abstract

(57)【要約】本発明によると、非可変周波数応答特性を有するフィルタを用いて音声信号を濾波し、音源場所、聴取者位置を表す信号に応答して改変されるアンプ利得を用いて信号を増幅することによって音場の位置づけが達成される。フィルタは、単一値分解プロセスを用いて得られる。同プロセスは、ＨＲＴＦ（頭関連変換関数）の処与の組を近似するために共通インパルス応答を見出だす。反響効果を与えると共に多重音源を位置付け、多重出力信号を発生させる効率的な実行手段が開示される。

Description

【発明の詳細な説明】高品質３次元音声の効率的再生方法及び装置技術分野本発明は概して３次元音場の印象を伝える音声信号の表現に関し、特に高品質表現の効率的方法及び装置に関する。背景３次元音場の正確な印象を伝える音声信号を表現できる、音声表示方法及び装置の改良に対する関心は増大しつつある。この様な音声表示は、音場内の聴覚エネルギを一点から他点へ伝達するモデルを作る技術を用いる。この様なモデルの周波数領域形式は、聴覚伝達関数（ＡＴＦ）と呼ばれ、周波数ω及び２点間の相対位置（ｄ，θ，φ）の関数Ｈ（ｄ，θ，φ，ω）である。ここで、（ｄ，θ， φ）は、２点の相対位置を極座標で表す。他の座標系を用いてもよい。以下の論議を通して各種の周波数領域伝達関数はさらに詳しく言及される。しかし、時間ｔ及び２点間の相対位置の関数、すなわち、ｈ（ｄ，θ，φ，ｔ）で表し得る、関連する時間領域インパルス応答表示が存在するることを理解すべきである。ここで論議される原理及び概念は、いずれかの領域に適用できる。ＡＴＦは、試験対象の聴覚特性モデルを作ることができる。特に、人のトルソ、すなわち、胴、頭、耳介及び耳管の聴覚特性モデルを作るＡＴＦは、頭関連伝達関数（ＨＲＴＦ）と呼ばれる。ＨＲＴＦは、特定の個人に関して、処与の音場に応答して鼓膜付近で起こる聴覚レベル及び位相を特定する。ＨＲＴＦは、概して周波数と、頭及び音場源間の相対方位との双方の関数である。自由場伝達関数（ＦＦＴＦ）形式のＨＲＴＦは、試験対象が音場になかった場合に存在するかもしれない、レベル及び位相に関するレベル及び位相の変化を表す。従って、ＦＦＴＦ形式のＨＲＴＦは、Ｈ（θ，φ，ω）形式の関数として一般化し得る。距離の効果は、通常距離と比例する振幅減衰によってシミュレートし得る。さらに、高周波損失は、各種の距離の関数によって合成し得る。本論議を通して、ＨＲＴＦ及び類似の用語は、説明又は前後関係によってこれに反する意味が明確にされない限り、ＦＦＴＦ形式を指すものと理解すべきである。実際的な３次元聴覚印象を「位置づける」、すなわち、与えようとする１以上のＨＲＴＦを用いて聴覚表示が適用されることが多い。聴覚表示は、周波数ω及び頭方向（θ，φ）に関する見掛けの方向の関数として各耳で受け取る聴覚信号の減衰及び遅延のモデルを作ることによって音声を位置付けることができる。ある聴覚信号が特定な相対方向（θ，φ）から生じるとの印象は、バイノーラル（双聴覚）表示で与えることができる。すなわち、聴覚信号に適切なＨＲＴＦを適用して、左耳への表示のための第１信号及び右耳への表示のための第２信号を発生させ、所望の相対方向から実際に生じる信号を有する各耳で受け取られたかも知れないそれぞれの信号に帰着するような方法で、各信号を変えるようにすることによって与えることができる。実験的には、音源の相対位置を識別、すなわち、突き止めるために、人の聴覚系が各種のキュー（手掛り）を用いていることが立証されている。これらの手掛り及び相対位置間の関係は、ここでは聴取者「位置づけ特性（局所化特性）」呼ばれ、ＨＲＴＦを定めるために用いることができる。左及び右耳における音波の振幅及び到着時間の差は、それぞれ内部強度差（ＩＩＤ）及び内部時間差（ＩＴＤ）と呼ばれ、音源のアジマス、すなわち、水平方位を位置づけるための重要なキューを与える。音波のスペクトル整形及び減衰は、音源の高度、すなわち、垂直方向を局所化しかつ音源が聴取者の前方又は後方のいずれにあるかを識別するために用いられる重要なキューを与える。殆どすべての聴取者によって用いられるキューの種類は類似しているが、局所化特性は異なる。音波が変えられる正確な方法は、個人毎にかなり異なる。その理由は、人のトルソ（胴）、頭及び耳介のサイズ及び形状がかなり異なるためである。理想的状況下において聴覚表示内に組込まれるＨＲＴＦは、実際の聴取者の個人的ＨＲＴＦである。すべての個人に共通なＨＲＴＦは存在しないからである。共有されるＨＲＴＦの適合性に関する追加の情報は、Wightman他の「頭関連伝達関数の多次元尺度化分析」(IEEE Workshop on Application of Sig．Proc. to Audio and Acoust.，10月1993)から得られる。しかし、多くの実際的システムにおいて、さまざまな個人につきうまく作用する幾つかのＨＲＴＦが、ある程度の共有性を与えるためにライブラリにコンパイルされている。最も適切なＨＲＴＦは、各聴取者に対して選択される。追加の情報は、Wenzel他の「非個人頭関連伝達関数を用いる局所化」(J．Acoust．Soc．A m.，vol．94，6月1993，pp.111-123)から得られる。聴覚表示の現実性は、環境効果を含めることによって向上させ得る。重要な一環境効果は反響音により生じる。多くの環境において音場は、音源からの直接路及び壁、床、天井その他の一以上の面からの反響路に沿って特定の点、すなわち、耳に達する音波から成る。一表面からの反響後に到達する音波は、第１次反響音と呼ばれる。反響の次元は、路に沿った各付加的反響面につき１だけ増加する。反響音の到達方向は、概して直接路音波のそれとは異なりかつ反響音波の伝播路は直接路音波より長いので、反響音は遅れて到達する。さらに、反響音の振幅及びスペクトル内容は、反響面のエネルギ吸収特性のために概して異なる。高次反響音の組合せは反響効果と関連した拡散音場を生成する。ＨＲＴＦは、環境効果モデルを作るように構成できる。しかし、より柔軟性のある表示は、直接路応答のみのモデルを作りかつ合成的に環境効果を含むＨＲＴＦを用いる。例えば、反響音の効果は、適切な方向の直接路ＨＲＴＦを遅延されかつ濾波された直接路信号に適用することによって合成できる。耳に到達する方向である当該適切な方向は、反響された音波の伝播路を辿ることによって設定できる。遅延は、直接路より長い反響路を与える。濾波は、反響面、空気吸収（減衰）、不均一音源放射パターン及び他の伝播効果の聴覚特性を与えるために、遅延された音波の振幅及びスペクトルを変化させる。従って、ＨＲＴＦは、聴覚表示に含まれる各反響音を合成するのに適用される。多くの聴覚表示においてＨＲＴＦはデジタルフィルタとして実施される。正確なＨＲＴＦを実施するためには、それらが非常に複雑な方向及び周波数の関数なので、かなりの電算的資源を要する。正確なＨＲＴＦを有する高品質表示の実施コストは、用いられるフィルタの複雑さ及び数とほぼ比例する。これはフィルタを与えるのに要する計算量が、他のすべての機能を行うのに要する計算量と比べて重大だからである。ＨＲＴＦフィルタの効率的実施が、高品質聴覚表示の実施コストを下げるために必要である。多くの反響音を含む複雑な音場の実際的表示にとって、効率は非常に重要である。バイノーラル表示では複雑さがほぼ倍増されかつ多重音源、多数聴取者に対してさらに増大する。ここで用いる「フィルタ」その他の用語は、時間領域信号をインパルス応答に巻き込むのと同等の作用を行う装置を指す。同様に、ここで用いる「濾波」その他の用語は、その様なフィルタを時間領域信号に適用する操作を指す。遅延・到達反響音の位置付け効果を高めるために用いられる一技術は、米国特許４,７３１,８４８に開示されている。この技術によると、直接路音波及び第１次反響音は、上記と類似の方法で処理される。高次反響音によって生成される拡散音波は、スペクトル整形に先立つ反響効果回路網と「方向づけ器」により与えられる遅延とによって合成される。初期反響音の位置付け効率を増大させるのに用いられる他の技術は、米国特許第４,８１７,１４９に開示されている。この技術によると、直接路音波、初期反響音及び後期反響音を位置付けるために３つの別個のプロセスが用いられる。直接路音波は、スペクトル整形を通して前・後及び高度キューを与えることにより位置付けされかつＩＴＤ又はＩＩＤのいずれかを含めることによってアジマス位置付けがなされる。初期反響音は、伝播遅延及びＩＴＤ又はＩＩＤのアジマスキューにより位置付けされかつ「焦点」、すなわち、広さの感覚を与えるためにグループとしてスペクトル整形される。後期反響音は、初期反響音に対して行われたものと同様に位置付けされるが、より一層の拡散音場を合成するために反響効果及び無作為化アジマスキューが用いられる点で異なる。これらの技術では、反響音を位置付けする効果は改良されるが、直接路音波の位置付け効果は改良されずかつ多重音源を位置付けするか若しくは多数聴取者に対して位置付けされた表示を与えるために、バイノーラル表示をより効果的に位置付けする方法は与えられない。音声信号をさらに効率的に位置付けするのに用いられる技術は、Advanced Gra vis Computer Technology Ltd.，(Buraby，British Columbia，Canada)によるＵｌｔｒａＳｏｕｎｄ（商標）マルチメディアサウンドカードで実施される。この技術によると、初期プロセスで、幾つかの予め濾波された音声信号が記録される。予め濾波された信号は、幾つかの位置（ポジション）、例えば、９０度離れた４つの水平位置及び特定の高度を有する１つ又は２つの位置を表すＨＲＴＦを適用することにより得られる。位置付けは、予め濾波された信号を混合することにより達成される。実際上位置付けは、固定された音源間のパン操作により達成される。位置付けプロセスは、極めて効率的でかつ直覚的魅力を有する。しかし、膨大な数の予め濾波された信号を用いない限り非常に優れた位置付け与えることはない。これは、予め濾波された信号の各々がＩＴＤを含みかつ中間点から発生するように見える音波は、信号が互いにかなり密接した方向を表さない限り、予め濾波された信号の混合によって適切に近似することができないからである。限られた記憶容量は、記憶可能な予め濾波される信号数を通常制限する。さらに、予め濾波された信号を再記録することなくＨＲＴＦ及び音源のいずれも変えることができないので、当該技術はむしろ重大な不利を強いる。この技術は、Be gault の「実際上の迫真性及びマルチメディアのための３Ｄ音声」(Academic Pr ess，inc.，1994，p.210)に記載されている。既に説明した通り、方向及び周波数の複雑な関数なので、正確なＨＲＴＦは実施上高価である。Martens の「知覚方向に対するスペクトルキューの主成分分析及び再合成」(ICMC Proceedinggs，1987，pp．274-281)及びKistler 他の「主成分分析及び最小位相再構成に基づくＨＲＴＦモデル」(J．Acoust．Soc．Am.，19 92 ３月，pp．1637-1674)で論議されている研究では、少数の固定周波数応答規準関数によってＨＲＴＦがかなりよく近似され得るとの概念を開発するために主成分分析を用いている。特にKistler 他は、異なった１０の試験対象の各耳につき、高々５つの対数量規準関数で、方向伝達関数（ＤＴＦ）と呼ばれるＨＲＴＦ応答の方向・依存部分を適切に表すことができることを明示している。耳管共鳴のような方向に依存しない面は、主成分分析から除外された。ＨＲＴＦの位相応答は、周波数に依存しないと想定されるＩＴＤによって近似された。 Kistler 他は、特殊な個人及び特定方向に対するバイノーラルＨＲＴＦが、一組の重みで対数量規準関数を尺度化し、各耳に対するＤＴＦを表す合成対数量応答関数を得るために尺度化された関数を組合わせ、対数量応答関数から２つの最低位相フィルタを引出し、ＤＴＦ表示からＨＲＴＦ表示を得るために耳管共鳴のような除外された方向に依存しない特性を加え、位相応答をシミュレートするためにＩＴＤに対する遅延を計算することによって近似できることを明示した。不幸にしてこれらの規準関数は、ＨＲＴＦの実施効率に対しては何等の改良も考慮されていない。さらにKistler 他は、５つの規準関数に対する主成分重みが、方向の非常に複雑な関数であって容易にモデルを作ることができないと結論付けている。正確なＨＲＴＦを効率的に実施する方法、特に多重音源の位置付けを行い、多数聴取者に対する独特な表示を発生させる聴覚表示に対する必要性が依然として存在する。発明の開示本発明の目的は、高品質聴覚表示のための正確なＨＲＴＦを効率的に実施する方法及び装置を提供することである。本発明の他の目的は、多重音源の位置づけを行う効率的方法及び装置を提供することである。本発明の別の目的は、１以上の聴取者に対するバイノーラル表示、２以上の聴取者に対するモノラル表示又はバイノーラル及びモノラル表示を組合わせるのために音源を位置付けする効率的方法及び装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、位置付けの正確さと音源又は聴取者の数との兼ね合いを考慮して、多数聴取者に対して多重音源を位置付ける効率的方法及び装置を提供することである。本発明の他の目的及び利点は、以下の論議及び添付図を参照することにより理解されるであろう。本発明の教示によると、聴覚表示を与える方法又は装置は、それぞれ音源を表す音声信号を受取るために、音源の見掛けの場所（ロケーション）を表す場所信号を受取り、音声信号に２以上のフィルタを適用し、場所信号に応じて適合するようにされたアンプ、すなわち、増幅器利得を用いて各フィルタの出力を増幅しかつ増幅された信号を組合わせることによって、複数の出力信号を発生させる段階又は装置とから成る。出力信号は、１以上の聴取者に対してバイノーラル表現を、２以上の聴取者に対してモノラル表現若しくはバイノーラルとモノラル表現との組合わせを与えることができる。本発明の教示によると、聴覚表示を与える方法又は装置は、それぞれ音源を表す音声信号を受取るために、音源の見掛けの場所を表す場所信号を受取り、場所信号に応じて適合するようにされた増幅器利得を用いて各音声信号を増幅し、増幅された信号を組合わせることによって２以上の中間信号を発生させ、２以上の中間信号に２以上のフィルタを適用し、各フィルタの出力を組合わせることによって出力信号を発生させる段階又は装置とから成る。本発明の教示によると、上記方法又は装置は、聴取者位置、方向に応じて適合するようにされた増幅器利得を用いて各フィルタの出力を増幅しかつ増幅された信号を組合わせることによって、１以上の聴取者に対するバイノーラル表現、２以上の聴取者に対するモノラル表現若しくはバイノーラルとモノラルとの組合わせ表現のために２以上の出力信号を発生させることができる。本発明の教示によると、聴覚表示を与える方法又は装置は、それぞれ音源を表す音声信号を受取るために、音源の見掛けの場所を表す場所信号を受取り、場所信号に応じて適合するようにされた周波数応答を有する第１フィルタを適用することによって直接路応答を与え、音声信号に不変周波数応答を有する１以上の第２フィルタを適用しかつ場所信号に応じて適合するようにされた増幅器利得を用いて各第２フィルタの出力を増幅することによって、反響音を位置付けし、第１及び第２フィルタを通過した信号を組合わせることによって出力信号を発生させる段階又は装置とから成る。その代わりに、第２フィルタを適用する段階と適合利得で増幅する段階とを交換してもよい。本発明による方法及び装置の各々は、聴取者位置又は個人の位置付け特性に応じて増幅器利得を適合させるように改変できる。好ましい実施形態において１以上の出力信号は、聴取者位置、方位、位置付け特性に応答して遅延される。同装置及び方法は、環境特性を表す信号に応答して増幅器利得を適合、すなわち、改変させ、遅延を導入してもよい。高品質表示では、不均一な音源放射パターンを説明するために音源の様相により、伝達損失を説明するために大気及び反響面特性により、信号を濾波しかつ尺度化してもよい。さらに、ある実施形態では、増幅器利得は、音声信号、出力信号の数を変えることを考慮するように適合させてもよい。本論議を通して、バイノーラル表現との言及は、論議の関係で２チャンネル表現のみを意図することが明らかでない限り、３以上の出力信号を用いる表現をも指すことを理解すべきである。本発明は、多くの異なった実施形態で実施可能でありかつ広範な装置に組み込むことができる。本発明は、ソフトウエア、いわゆるファームウエアで実施されるデジタル信号処理技術を用いて最も頻繁に実施される。しかし、原理及び教示は、他の技術及び実施形態を用いて適用できる。本発明の各種の特徴及びその望ましい実施形態は、以下の論議及び同一特性には同一参照番号を付した図面を参照することによってより良く理解されるであろう。論議及び図面の内容は、例としてのみ与えられたもので本発明の範囲を表すものと理解すべきではない。図面の簡単な説明図１は、一出力信号における多重音源を表す聴覚表示で用いられる、本発明によるＨＲＴＦの一実施例を示す機能構成図である。図２は、多重出力信号における単一音源を表す聴覚表示で用いられる、本発明によるＨＲＴＦの一実施例を示す機能構成図である。図３は、多重出力信号における多重音源を表す聴覚表示で用いられる、本発明によるＨＲＴＦの一実施例を示す機能構成図である。図４は、可変及び非可変周波数応答特性を有するフィルタのハイブリッド（混成形）構成を含む、本発明によるＨＲＴＦの一実施例を示す機能構成図である。図５ａ−５ｂは、フィルタ・アンプ回路網の機能構成図である。図６は、非可変周波数特性を有するフィルタの単一組で、単一音源及び多重出力信号に対する反響効果が空間化される、フィルタ及びアンプ回路網のハイブリッド構成を含む、本発明によるＨＲＴＦの一実施例を示す機能構成図である。図７ａ−７ｂは、非可変周波数特性を有するフィルタが方向変換関数のようなＡＴＦを表すインパルス応答から得られた、本発明によるＨＲＴＦの一実施例を示す機能構成図である。発明の実施形態多重音源信号図１の機能構成図は、多重音源に対してＨＲＴＦを実施する本発明の教示による装置の一構成を例示する。第１音源を表す音声信号が、路１０１から受取られ、第１グループのアンプ１１１−１１４により増幅され、結合器１２１−１２４に通される。第２音源を表す他の音声信号が路１０３から受取られ、第２グループのアンプ１１５−１１８により増幅され、結合器１２１−１２４に通される。結合器１２１は、アンプ１１１及び１１５から受取った増幅された信号を結合し、結果的に生じる中間信号をフィルタ１３１へ通す。結合器１２２−１２４は、図示の他のアンプから受取る増幅された信号を結合し、結果的に生じる中間信号をそれぞれのフィルタ１３１−１３４へ通す。各フィルタ１３１−１３４は、それぞれの中間信号にフィルタを作動させ、結果的に生じる濾波された信号を結合器１５１へ通す。結合器１５１は、濾波された信号を結合し、結果的に生じる出力信号を路１６１に沿って通す。路１０２及び１０４から受取る場所（ロケーション）信号は、それぞれ路１０１及び１０３から受取る音声信号音源の所望の見掛けの場所を表す。第１グループのアンプ１１１−１１４のそれぞれの利得は、路１０２から受取る場所信号に応答して改変され、第２グループのアンプ１１５−１１８のそれぞれの利得は、路１０４から受取る場所信号に応答して改変される。図１に示す構成は、２音源に対してＨＲＴＦを実施するが、各追加の音源に対してアンプグループを追加し、グループ内の各アンプの出力を、各フィルタの入力に結合されるそれぞれの結合器に結合することによって、追加の音源に対してＨＲＴＦを実施するように拡張できる。図示の構成では、４つのフィルタを含むが、高々２つまでのフィルタを用いてもよい。概して非常に正確なＨＲＴＦは、多くても１２乃至１６程度のフィルタを用いて実施できる。多重出力信号図２の機能構成図は、多重出力信号に対してＨＲＴＦを実施する本発明の教示による装置の一構成を例示する。フィルタ１３１−１３４の各々は、音源を表す路１０１から受取る音声信号にフィルタを作動させる。フィルタ１３１は、濾波された信号を増幅するアンプ１４１及び１４５に濾波された信号を通す。フィルタ１３２−１３４は、図示の通り濾波された信号を他のアンプに通し、各アンプがそれぞの濾波された信号を増幅する。結合器１５１は、アンプ１４１−１４４から受取る増幅された信号を結合し、結果的に生じる第１出力信号を路１６１に沿って通す。結合器１５１は、アンプ１４５−１４８から受取る増幅された信号を結合し、結果的に生じる第２出力信号を路１６３に沿って通す。路１０２から受取る場所信号は、路１０１から受取る音声信号音源の所望の見掛けの場所を表す。路１６２及び１６４から受取る位置（ポジション）信号は、１以上の聴取者の位置、方向を表す。例えば、２つの位置信号は、一人の聴取者の各耳に対する位置情報若しくは二人の聴取者に対する位置情報を表してもよい。例示の実施形態では、第１アンプグループのアンプ１４１−１４４の各利得は、路１０２から受取る場所信号及び路１６２から受取る位置信号に応答して改変され、第２アンプグループのアンプ１４５−１４８の各利得は、路１０２から受取る場所信号及び路１６４から受取る位置信号に応答して改変される。代わりの実施形態では、アンプグループの各利得は、路１０２から受取る場所信号のみ又はそれぞれの位置信号のみに応答して改変してもよい。多重出力信号は、１以上の聴取者に対するバイノーラル表現、２以上の聴取者に対するモノラル表現又はバイノーラル及びモノラル表現の組合わせを与えるのに用いてもよい。既に述べた通り、『バイノーラル』の用語は２以上の出力信号を含む表現を指す。図２に示す構成は、２出力信号に対してＨＲＴＦを実施するが、各追加の出力に対してアンプグループを追加し、グループ内の各アンプの入力を、各フィルタに結合することによって、追加の出力に対してＨＲＴＦを実施するように拡張できる。例示の構成は、４つのフィルタを含むが、所望により２つ以上のフィルタを用いてもよい。多重音源及び出力信号図３の機能構成図は、多重音源及び多重出力信号に対してＨＲＴＦを実施する、本発明の教示による装置の一構成を例示する。構成及び作動は、ほぼ既にのべた図１及び２の構成及び作動の組合わせであるが、路１０２及び１０４から受取る場所信号に応答してアンプ１４１−１４８の利得が改変されないのが望ましい。以下に述べる代わりの実施形態では、アンプ１１１−１１８、１４１−１４８の各利得は、音源、聴取者の数に対する位置付け精度の釣合をとるように、一定のフィルタがもっぱら特定の音源、出力信号に効果的に用いられるように適応させてもよい。ハイブリッド構成図４の機能構成図は、一音源及び一出力信号に対してＨＲＴＦを実施する、本発明の教示による装置に組入れられるハイブリッド濾波構成を例示する。フィルタ３及びフィルタ回路網２１及び２２は、路１０１から受取る、音源を表す音声信号にそれぞれフィルタを作動させる。フィルタ３は、路１０２から受取る場所信号に応答して、応答制御器１０により改変された周波数応答特性を有するフィルタを作動させる。フィルタ回路網２１は、路１０２から受取る場所信号に応答して、非可変周波数応答を有するフィルタを作動させると共に利得制御器１１により改変された利得を持つアンプを用いる。フィルタ回路網２２は、路１０２から受取る場所信号に応答して、非可変周波数応答を有するフィルタを作動させると共に利得制御器１２により改変された利得を持つアンプを用いる。フィルタ３及びフィルタ回路網２１及び２２から生じる信号は、結合器１５１により結合され、その結果生じる出力信号は路１６１に沿って通される。路１０２から受取る場所信号は、路１０１から受取る音声信号音源の所望の見掛け場所を表す。代わりの実施形態においては、応答制御器１０及び利得制御器１１、１２は、聴取者の位置、方向を表す位置信号、反響効果を表す信号のような他の信号に応答してもよい。図５ａ及び５ｂに示す通り、フィルタ回路網は、利得制御器１１及びフィルタ１３１に応答して改変された利得を有するアンプ１１１により実施してもよい。一実施形態においてフィルタの入力は、アンプの出力と結合される。他の実施形態においてアンプの入力は、フィルタの出力と結合される。一用途においては、フィルタ３が、一音源につき一聴取者の一方の耳に対する直接路応答機能を実施し、１以上のフィルタ回路網が、一音源につきすべての聴取者の両耳に対する反響の効果を合成する。遅延、反響材及び伝導材濾波、空気吸収、音場拡大損失及び音源側濾波を含む、反響された音波への伝播効果は、構成体の各種の位置において信号を遅延及び濾波することによって合成し得るが、フィルタ回路網の入力又は出力で行うのが望ましい。多くの用途において、反響音は、２つ又は３つだけのフィルタ回路網を用いて十分な精度で表し得る。他の用途において、一音声信号の反響音は、非可変周波数応答特性を有する一組だけのフィルタを用いて、多重出力信号に対して方向付けられる。図６は、２つの出力信号の各々に対して２つの反響された音波を合成するハイブリッド構成を示す。２つの出力信号は、一聴取者に対するバイノーラル表現を意図するか若しくは二聴取者に対するモノラル表現を意図してもよい。図６を参照すると、フィルタ３は、路１０１から受取る音声信号に対しフィルタを作動させることによって路１６０に沿って直接路応答を発生させる。フィルタ１３１は、同音声信号にフィルタを作動させ、濾波された信号をアンプ１４１、１４３、１４５及び１４７へ通す。フィルタ１３２は、同音声信号にフィルタを作動させ、濾波された信号をアンプ１４２、１４４、１４６及び１４８へ通す。結合器１５１は、アンプ１４１及び１４２から受取る信号を結合し、結合された信号を遅延要素１７１へ通す。結合器１５２−１５４は、残余のアンプから受取る信号を結合し、結合された信号をそれぞれの遅延要素１７２−１７４へ通す。結合器１５５は、遅延要素１７１及び１７２から受領する遅延された信号を結合し、その結果生じる信号を路１６１に沿って通す。結合器１５６は、遅延要素１７３及び１７４から受領する遅延された信号を結合し、その結果生じる信号を路１６３に沿って通す。もしバイノーラル表現が所望なら、路１６０及び１６１に沿って通る信号が、一方の耳への表現のために結合され、第２フィルタ３からの出力が（図示なし）第２の耳への表現のために路１６３を通る信号と結合される。路１０２から受取る場所信号は、路１０１から受取る音声信号の音源の所望の見掛けの位置を表す。さらに路１０２から受取る環境信号は、取巻き環境の反響形状を表す。路１６２及び１６４から受取る位置信号は、一聴取者の各耳に対する位置情報、方向情報又は二聴取者に対する位置情報を表す。例示した実施形態においてフィルタ３は、場所信号及び、望ましくは、一聴取者に対する位置信号に応答して周波数応答特性を改変する。アンプ１４１−１４４の各利得は、路１１０２から受取る場所信号及び環境信号と、路１６２から受取る位置信号とに応答して改変され、アンプ１４５−１４８の各利得は、路１１０２から受取る場所信号及び環境信号と、路１６４から受取る位置信号とに応答して改変される。これらのアンプの利得は、合成されるべき反響された音波に対する到着方向により改変される。遅延要素１７１及び１７２は、路１０２から受取る場所信号及び環境信号と、路１６２から受取る位置信号とに応答して改変される持続時間の信号遅延を課す。遅延要素１７３及び１７４は、路１０２から受取る場所信号及び環境信号と、路１６４から受取る位置信号とに応答して改変される持続時間の信号遅延を課す。各遅延の持続時間は、それぞれの反響された音波の伝播路の長さにより改変される。さらに、既に述べたような各種の伝播及び環境効果を合成するために濾波、増幅に遅延を与えてもよい。合成された反響音波、出力信号の数を増加させるために、例示した実施形態には追加のアンプ、結合器及び遅延要素を組入れてもよい。これらの追加成分は、ＨＲＴＦの複雑さを著しく増大させることはない。それは反響音を合成するために用いられるフィルタ数が変わらないからである。フィルタの誘導上記構成体の各々における実施効率は、非可変周波数応答特性、それと同等に、非可変インパルス周波数応答特性、を有するＮフィルタの適切な組を用いることによって達成し得る。離散時間システムに対しては、これらのフィルタは最適化プロセスから誘導し得る。同プロセスは、Ｎ単位エネルギフィルタの組内の各フィルタにつきインパルス応答ｑ_j（ｔ_p）を誘導する。同フィルタは、加重されかつ合計される時、合成インパルス応答ｈ（θ，φ，ｔ_p）を形成し、Ｍインパルス応答の組内の各インパルス応答ｈ（θ，φ，ｔ_p）に対する最高の近似値を与える。Ｍインパルス応答のＨ組が、意図する聴取者の母集団の大部分を表す位置付け特性を有する、実数又は虚数の、個々の聴取者を表すのが望ましい。Ｍインパルス応答のＨ組は以下のように表し得る。Ｈ＝｛ｈ(θ_i，ｔ_p)｝０≦ｐ＜Ｐ (1) ここでθ_iは、特殊な相対方向（θ，φ）を示し、ｔ_pは、離散時間を示し、Ｐは、サンプルのインパルス応答長さである。隣接方向間の角配置は、高々方位角で３０−４５度及び仰角で２０−３０度が望ましい。加重されかつ合計されたＮフィルタインパルス応答組の合成インパルスここで、Ｗj(θ_i)は、方向θ_iにおけるフィルタj のインパルス応答に相当する加重又は係数である。誘導プロセスは、組Ｈ内のすべてのインパルス応答に亘って近似誤差の平方を最小にすることによって最適近似値を求める。同プロセスは、０＜Ｎ＜Ｍに対して以下のように表し得る。ここでで、‖ｘ‖_Fは、ｘのForbeniousノルムを示し、Ｈは、Ｍ合成インパルス応答ｈ(θ_i,ｔ_p)の組である。式２により組Ｈは、以下の通り表し得る。ここでＷは、係数Ｗj(θ_i)のＮ×Ｍマトリックスを示し、Ｑは、Ｎインパルス応答ｑ_j（ｔ_p）を示す。この分解は、式３の最適化を以下のように表し得る。 Forbeniousノルムは、正規直交変換下では不変量であることを認識することにより、Ｎインパルス応答Ｑの組は、ＨのＮ最大単一値と関連した左単一ベクトルでありかつ係数マトリックスは、対応する右単一ベクトルと単一値の対角行列との積であることが分かるであろう。近似誤差のForbeniousノルムは、Ｍ−Ｎ最小単一値の合計である。上記の最適化プロセスは、『単一値分解』として知られ、直交するインパルス応答ｑ_j（ｔ_p）の組を誘導する。単一値分解及びForbeniousノルムに関する追加の情報は、Golub 他の『マトリックス計算』（Johns Hopkins University Press ，2nd ed.，1989，pp.55-60，70-78）から得ることができる。Golub 他により開示されたような他の分解プロセス及びノルムは、Ｗ及びＱマトリックスを誘導するために用いることができる。組Ｈ内のインパルス応答の選択は、結果として生じるフィルタＱに影響を与える。例えば、方位角位置付けのみを与える表示用のフィルタは、水平面内にのみ位置する方向に対するインパルス応答の組から誘導可能である。同様に、方位角位置付けが仰角位置付けより遥かに重要な表示のためのフィルタは、水平面の上方又は下方の方向に対するよりも水平面における方向に対するインパルス応答を多く含む組Ｈから誘導可能である。組Ｈは、一個人又はそれ以上の個人の単一又は両耳に対するインパルス応答を含む可能性がある。しかし、処与のレベルの近似誤差を達成するためには、組Ｈ内のインパルス応答数が増加するにつれて、組Ｑ内のインパルス応答数も同様に増加しなければならない。他の例として、ＨＲＴＦの量的応答のみを最適化するフィルタの組は、線形又は最低位相インパルス応答又はある方法で時間調整されるインパルス応答を含む組Ｈから誘導されてもよい。位相応答は、以下に述べるように、ＩＴＤにより別個に合成してもよい。上記最適化プロセスは、組Ｈ内のインパルス応答ｑ_j（ｔ_p）が、耳道共鳴のような方向依存面及び方向非依存面の双方を含むＨＲＴＦに相当することを前提としている。同プロセスは、例えば、共通特性が除去されてしまったＤＴＦのような、他のＡＴＦに相当するインパルス応答からフィルタを誘導することも可能である。誘導されるフィルタは、まとめて、ＡＦＴを近似すると共に、最適化から除外される共通特性は、別個のフィルタで与えてもよい。これは、図７ａ−７ｂに示す。図７ａを参照すると、一組の中間信号を発生させるために、アンプ回路網２０は路１０１及び１０３から受取る音声信号を増幅しかつ結合する。中間信号は、最適化プロセスにより得られるＮフィルタ１３１−１３４組に通される。フィルタ１３１−１３４の各々は、それぞれの中間信号にフィルタを作動させ、結合器１５１は、合成信号を発生させるために濾波された信号を結合し、フィルタ１３０は、フィルタ１３１−１３４から除外される共通特性を有するフィルタを合成信号に対して作動させることによって路１６１に沿って出力信号を発生させる。この構成は、図１に示すものに相当し、音声信号数が出力信号数を越える用途で用いるのが望ましい。図７ｂを参照すると、フィルタ１３０は、フィルタ１３１−１３４から除外される共通特性を有するフィルタを路１０１から受取る音声信号に対して作動させることによって中間信号を発生させ、最適化プロセスにより得られるＮフィルタ１３１−１３４の組は、それぞれフィルタ１３０から受取る中間信号を濾波し、アンプ回路網４０は、路１６１及び１６３に沿って出力信号を発生させるために濾波された信号を増幅しかつ結合する。この構成は、図２に示すものに相当し、出力信号数が音声信号数を越える用途で用いるのが望ましい。もし最適化プロセスから除外される共通特性が、ＨＲＴＦの方向非依存面に相当するなら、最初に誘導されるインパルス応答ｈ(θ_i，ｔ_p)が、ほぼデルタ関数とひとしくなることに注目することは興味あることであろう。上記の通り、処与の近似誤差を達成するのに要するフィルタ数は、組Ｈを構成するインパルス応答に依存する。線形位相又は最小位相インパルス応答の組を用いるのが望ましい。なぜならば近似誤差は、互いに時間上調整されていないＩＴＤを含むインパルス応答に対して生じるよりは、増大するＮに対してより早く減少すると期待されるからである。上記プロセスにより得られる一組のフィルタ及び加重を組入れた聴覚表示は、処与の方向に対して適切な一組の加重Ｗ_j（θ_k）を計算し、アンプ利得を設定するために同加重を用いることによって、任意の処与の方向θ_kに対して音声信号を位置づけることができる。処与の方向に対する加重は、処与の方向に最も近い方向θ_iに相当する加重Ｗ_j（θ_i）間で線形内挿することにより計算できる。概念上、各フィルタは、それぞれインパルス応答を有する時間領域信号を巻き込む。濾波は、各種の方法で達成可能であり、反復又はいわゆる無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ、非反復又はいわゆる有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ、ラチス（格子）フィルタ又はブロック変換体が含まれる。本発明の実施上特殊な濾波技術は決定的ではない。しかし、式２により実施されるフィルタで実際に達成される合成フィルタ応答は、最適化によって得られる所望の合成インパルス応答に適合しない可能性がある。望ましい実施形態において、所望のインパルス応答と実際のインパルス応答との間の差が小さいことを確保するようにフィルタが検査される。この検査は、大きさと位相の双方を考慮しなければならない。従って、フィルタを実施するために用いられる技術は、位相を保持するか、さもなければインパルス応答の加重和から正確な結果得られるように位相変化に対処しなければならない。動的再構成図３に示す構成により行われる機能は代数的に以下のように表し得る。Ｐ(ｔ_p)＝Ｗ_out（θ）・Ｑ・Ｗ_in（θ）・Ｓ（ｔ_p） (6) ここで、Ｐ(ｔ_p)は、長さＬ_outの出力信号のカラムベクトルを示し、Ｓ(ｔ_p)は、長さＬ_inの入力信号のカラムベクトルを示し、Ｗ_in（θ）は、入力係数のＭ×Ｌ_inマトリックスを示し、Ｗ_out（θ）は、出力係数のＬ_out×Ｍマトリックスを示し、Ｑは、フィルタのＭ×Ｍ対角行列を示す。この構成は、マトリックス積Ｗ_out（Ｑ）・Ｑ・Ｗ_in（θ）が音源・聴取者ＨＲＴＦマトリックスを近似することができるなら、各入力信号及び出力信号に対してＨＲＴＦを実施することが可能である。この近似は、もしマトリックス積が最大階数（フルランク）なら、この近似は可能である。もし１つの入力のみが存在するなら、Ｌ_inは１に等しく、マトリックスＷ_inの階数は１に等しく、マトリックス積は以下の式に書き替えてもよい。Ｘ_out（θ）・Ｑ (7a) ここで、Ｘ_out（θ）は、Ｌ_out×Ｍマトリックスを示す。この条件は、図２に示す構成と等しい構成に帰着する。もし１つの出力信号のみが必要なら、Ｌ_outは１に等しく、Ｗ_outの階数は１に等しく、マトリックス積は以下の式に書き替えてもよい。Ｑ・Ｘ_in（θ） (7b) ここで、Ｘ_in（θ）は、Ｍ×Ｌ_inマトリックスを示す。この条件は、図１に示す構成と等しい構成に帰着する。しかし、もしＷ_in及びＷ_outの最小階数がＫなら、式６のマトリックス積は、フィルタＱのＫ組が得られるなら、式７ａ又は７ｂに示す形に書き替えることができる。しかし、もしＪ＜Ｋ組のフィルタＱのみが得られるなら、階数Ｋシステムの階数Ｊ近似が用いられ得るが、位置付け性能は劣化するであろう。例えば、図３の構成を参照すると、フィルタは、４フィルタの１組、２フィルタの２組、１フィルタの４組若しくはそれぞれ１又は２フィルタの３組に構成し得る。４フィルタの１組として構成される場合は、図２に示す通り、１音源信号及び任意の数の出力信号に対してＨＲＴＦが実施可能であるか若しくは図１に示す通り、任意の数の入力信号及び１出力信号に対してＨＲＴＦが実施可能である。フィルタの２組として構成される場合は、２音源信号及び任意数の出力信号に対してＨＲＴＦが実施可能であるか若しくは任意数の入力信号及び２出力信号に対してＨＲＴＦが実施可能である。再構成は、各種のアンプ利得を零に設定し、それによってフィルタを一定の入力信号又は一定出力信号から分離することによって達成可能である。動的再構成は、広範に変わる音源及び聴取者数を支持しなければならない用途において有用である。なぜならば、処与の複雑さの装置では、より少ない入力信号及び出力信号数に対して位置付け精度のかねあいを容易に取り得るからである。聴取者の位置付け能力が劣化する場合は、時には顕著な影響を与えることなく位置づけ精度を犠牲にすることができる。この様な劣化は、例えば、非常に多数の音源により聴取者が混乱され、圧倒される場合又は音声の位置づけが困難な場合に起こる。位置づけが困難な音の例としては、狭帯域信号又は静かな短持続時間信号によって発生される音、反響する環境で生じる音若しくは聴取者の真上又は聴取者から非常に遠いような特殊な領域から発する音がある。改変及び拡張望ましい実施形態において、ＨＲＴＦ応答の大きさは線形フィルタ又は最小位相フィルタにより実行され、ＨＲＴＦの位相は遅延により実行される。左耳及び右耳信号間の相対遅延は、重要な方位角キューであるＩＴＤを生成する。遅延は、反響音の到着を合成するか若しくは距離効果をシミュレートするためにも用いてもよい。濾波及び尺度化は、空気吸収、音場拡散損失、不均一音源放射パターン並びに伝達及び反響材料特性のような伝播及び環境効果を合成するために用いることができる。この追加の処理は、非常に広範な場所において導入してもよい。本発明の実施上特に実行すべき決定的なものはないが、中には望ましいものもある。実行費用を低減させる実施形態の各箇所において遅延、濾波及び尺度化をっ導入するのが望ましい。増幅及び濾波に先立って、音声信号に対し各音源に独特の処理を行うのが望ましい。各出力信号に独特の処理は、濾波、増幅及び結合の後で出力信号に対して行うのが望ましい。この論議全体を通して、聴取者位置、方位に言及されている。方位、すなわち、方向は、音源場所に関する頭の方位を指す。位置、すなわち、ポジションは、方位と異なり、音源及び頭の中心の相対的場所を指す。聴取者位置、方位は、機械、光学、赤外線、超音波、磁気及び無線技術等の広範な技術を用いて得ることができる。本発明の実施上特に決定的な方法はない。聴取者位置、方位は、Ascension Technology Corporation(Burlington，Vermo nt)製の鳥(Bird)磁気センサ又はPolhemus Corporation(Colchester，Vermont)製の６自由度のＩＳＯＴＲＡＫII^TM、InsideＴＲＡＫ^TM及びＦＡＳＴＲＡＫ^TMセンサのような頭追跡システムを用いて検知してもよい。車中の聴取者の位置及び方位は、車の場所及び方位を検知するための機械的、磁気的又は光学的スイッチを用いて検知してもよい。この技術は、聴取者がカプセル又は他の車で軌道に沿って運ばれるような娯楽又はテーマパーク用乗物に対して有用である。聴取者の位置及び方位は、聴覚表示内に組込まれる静的情報から検知することが可能である。例えば、映画劇場内又は会議テーブルの回りに座っている聴取者の位置及び方位は、劇場又はテーブル形状を描写する情報から推定することが可能である。アンプ利得、時間遅延は、シミュレートされた環境を描写する信号に応答して環境効果を合成するために改変可能である。より長い遅延は、より大きな部屋又はコンサートホールの反響をシミュレートするか若しくは離れた構造体からの反響をシミュレートするために用いてもよい。高度に反響的な音響環境は、遅い反響に対して利得を増大させた多数の反響音を組込むことによってシミュレートすることが可能である。音源からの距離の知覚は、反響音波及び直接路音波に対する相対利得を制御することによって強化できる。特に、遅延及び反響音波の到達方向は、反響面の形状及び音響特性並びに環境内の聴取者の位置、方位を描写する情報を用いて合成することが可能である。アンプ利得、時間遅延は、個々の聴取者位置付け特性に対するＨＲＴＦ応答を調節するために改変してもよい。ＩＴＤは、頭のサイズ及び形状の変化に対処するために調節することが可能である。アンプ利得は、頭及び耳介のサイズ及び形状に対処するためにスペクトル整形を調節するために改変することが可能である。聴覚表示の一実施形態において聴取者は、空間効果を傾聴すると同時に異なった係数マトリックスＷを通して回帰し、最も望ましい位置付けを与えるマトリックスを選択する。

Claims

【特許請求の範囲】１１以上の音声信号及び１以上の聴覚情報源を表す１以上の場所信号であって、該情報源に対する見掛けの場所を表す場所信号を受取り、該１以上の音声信号に第１回路網を作動させることによって１以上の第１信号を発生させ、該１以上の第１信号に複数のフィルタを作動させることによって複数の濾波された信号を発生させ、該濾波された信号に第２回路網を作動させることによって１以上の出力信号を発生させることから成り、該１以上の音声信号に複数の第１アンプを作動させることによって該第１信号が発生され、該第１アンプの各々が該１以上の場所信号に応答して改変されるそれぞれの利得を有し、該濾波された信号に複数の第２アンプを作動させることによって該第２信号が発生され、該第２アンプの各々が該１以上の場所信号に応答して改変されるそれぞれの利得を有することを特徴とする、見掛けの場所情報を伝える聴覚情報の聴覚表示を与える方法。２該第１回路網が２つ以上の第１アンプのグループを含み、それぞれの第１信号がそれぞれの第１アンプグループの出力から発生され、各グループのそれぞれの第１アンプが該音声信号の１つを増幅する、請求項１の方法。３該第２回路網が、それぞれの出力信号を発生させるために該濾波された信号の２つ以上を結合する、請求項１または２の方法。４該複数の第１信号の少なくとも１つを遅延させことをさらに含み、遅延の量が該１以上の場所信号及び聴取者の聴覚位置付け特性を表す信号又はそのいずれかに応答して改変される、請求項１乃至３のいずれか１つの方法。５該第２回路網が２以上の第２アンプグループを含み、それぞれの出力信号が第２アンプのそれぞれのグループの出力を結合することによって発生され、各グループのそれぞれの第２アンプが該複数のフィルタの各々によって発生される濾波された信号を増幅する、請求項１の方法。６該第１回路網が、該１以上の第１信号として変化することなく、該音声信号の各々を伝える、請求項１乃至５のいずれか１つの方法。７該出力信号の少なくとも１つを遅延させことをさらに含み、遅延の量が該１以上の場所信号及び聴取者の聴覚位置付け特性を表す信号又はそのいずれかに応答して改変される、請求項１乃至６のいずれか１つの方法。８該１以上のそれぞれの利得が、聴取者の聴覚位置付け特性を表す信号に応答して改変される、請求項１乃至７のいずれか１つの方法。９該複数のフィルタをフィルタの１以上の組に構成するために該第１回路網及び該第２回路網又はそのいずれかが構成信号に応答して改変され、それによって可変数の音声信号及び可変数の出力信号又はそのいずれかを与える、請求項１乃至８のいずれか１つの方法。 10 見掛けの場所情報を伝える聴覚情報の聴覚表示を与える方法であって、該聴覚情報を表す音声信号を受取ると共に該聴覚情報の音源に対する見掛けの場所を表す場所信号を受取り、該音声信号に第１フィルタを作動させることによって、該場所信号に応答して改変される可変応答特性を有する第１の濾波された信号を発生させ、該音声信号に作動させる回路網であって、各回路網が１以上の第２フィルタ及び１以上のアンプを有し、各第２フィルタがそれぞれ非可変周波数特性を有しかつ各アンプが該場所信号に応答して改変されるそれぞれの利得を有するように設けたそれぞれの回路網を、該音声信号に作動させることによって１以上の第２の濾波された信号を発生させ、該第１濾波信号と該１以上の第２濾波信号とを結合させることによって出力信号を発生させることから成る聴覚表示方法。 11 それぞれの第２フィルタを該音声信号に作動させかつ該１以上のアンプの各々を用いて該それぞれの第２フィルタの出力を増幅することによって該第２濾波信号の各々が発生される、請求項１０の方法。 12 該第２濾波信号の少なくとも１つを遅延させことをさらに含み、遅延の量が該場所信号及び聴取者の聴覚位置付け特性を表す信号又はそのいずれかに応答して改変される、請求項１０又は１１の方法。 13 該可変周波数応答特性及び該それぞれの利得又はそのいずれかが、聴取者の聴覚位置付け特性を表す信号に応答して改変される、請求項１０乃至１２のいずれか１つの方法。 14 該それぞれの利得の１以上が聴取者の位置を示す位置信号に応答して改変される、請求項１乃至１３のいずれか１つの方法。 15 該それぞれの利得の１以上が環境特性を表す信号に応答して改変される、請求項１乃至１４のいずれか１つの方法。 16 該複数のフィルタが、互いに直交するインパルス応答を有する、請求項１乃至１５のいずれか１つの方法。 17 該インパルス応答がインパルス応答の処与の組の単一値分解によって引き出される、請求項１６の方法。 18 １以上の音声信号及び１以上の聴覚情報源を表す１以上の場所信号であって、該情報源に対する見掛けの場所を表す場所信号を受取る装置と、該１以上の音声信号に複数の第１アンプから成る第１回路網を作動させることによって１以上の第１信号を発生させる装置であって、該第１アンプの各々が該１以上の場所信号に応答して改変されるそれぞれの利得を有する第１信号発生装置と、該１以上の第１信号に複数のフィルタを作動させることによって複数の濾波された信号を発生させる装置と、該濾波された信号に複数の第２回路網を作動させることによって１以上の出力信号を発生させる装置とから成る、見掛けの場所情報を伝える聴覚情報の聴覚表示を与える装置。 19 該第１回路網が２以上の第１アンプグループを含み、それぞれの第１信号がそれぞれの第１アンプグループの出力から発生され、各グループのそれぞれの第１アンプが該音声信号の１つを増幅する、請求項１８の装置。 20 該第２回路網が、それぞれの出力信号を発生させるために該濾波された信号の２以上を結合する、請求項１８または１９の装置。 21 該複数の第１信号の少なくとも１つを遅延させる装置をさらに含み、遅延の量が該１以上の場所信号及び聴取者の聴覚位置付け特性を表す信号又はそのいずれかに応答して改変される、請求項１８乃至２０のいずれか１つの方法。 22 見掛けの場所情報を伝える聴覚情報の聴覚表示を与える装置であって、１以上の音声信号及び該聴覚情報の１以上を表す、音源に対する見掛けの場所を表す１以上の場所信号を受取る装置と、該１以上の音声信号に第１回路網を作動させることによって、１以上の第１信号を発生させる装置と、該１以上の第１信号に複数のフィルタを作動させることによって複数の濾波された信号を発生させる装置と、該濾波された信号に複数の第２アンプから成る第２回路網を作動させることによって１以上の出力信号を発生させる装置であって、該第２アンプの各々が該１以上の場所信号に応答して改変されるそれぞれの利得を有する出力信号発生装置とから成る聴覚表示装置。 23 該第２回路網が第２アンプの２以上のグループを含み、それぞれの出力信号が、第２アンプの各グループの出力を結合することによって発生され、各グループのそれぞれの第２アンプが該複数のフィルタの各々によって発生される濾波された信号を増幅する、請求項２２の装置。 24 該第１回路網が該１以上の第１信号として変化することなく、該音声信号の各々を伝える、請求項２２又は２３の装置。 25 該出力信号の少なくとも１つを遅延させる装置をさらに含み、遅延の量が該１以上の場所信号及び聴取者の聴覚位置付け特性を表す信号又はそのいずれかに応答して改変される、請求項２２乃至２４のいずれか１つの装置。 26 該１以上のそれぞれの利得が、聴取者の聴覚位置付け特性を表す信号に応答して改変される、請求項１８乃至２４のいずれか１つの装置。 27 該複数のフィルタをフィルタの１以上の組に構成するために該第１回路網及び該第２回路網又はそのいずれかを構成信号に応答して改変する装置をさらに含み、それによって可変数の音声信号及び可変数の出力信号又はそのいずれかを与える、請求項１８乃至２６のいずれか１つの装置。 28 見掛けの場所情報を伝える聴覚情報の聴覚表示を与える装置であって、該聴覚情報を表す音声信号を受取ると共に該聴覚情報の音源に対する見掛けの場所を表す場所信号を受取る装置と、該音声信号に第１フィルタを作動させることによって、該場所信号に応答して改変される可変応答特性を有する第１の濾波された信号を発生させる装置と、該音声信号に作動させる回路網であって、各回路網が１以上の第２フィルタ及び１以上のアンプを有し、各第２フィルタがそれぞれ非可変周波数特性を有しかつ各アンプが該場所信号に応答して改変されるそれぞれの利得を有するように設けたそれぞれの回路網を、該音声信号に作動させることによって１以上の第２の濾波された信号を発生させる装置と、該第１濾波信号と該１以上の第２濾波信号とを結合させることによって出力信号を発生させることから成る聴覚表示装置。 29 それぞれの第２フィルタを該音声信号に作動させかつ該１以上のアンプの各々を用いて該それぞれの第２フィルタの出力を増幅することによって該第２濾波信号の各々が発生される、請求項２８の装置。 30 該第２濾波信号の少なくとも１つを遅延させる装置をさらに含み、遅延の量が該場所信号及び聴取者の聴覚位置付け特性を表す信号又はそのいずれかに応答して改変される、請求項２８又は２９の装置。 31 該可変周波数応答特性及び該それぞれの利得又はそのいずれかが、聴取者の聴覚位置付け特性を表す信号に応答して改変される、請求項２８乃至３０のいずれか１つの装置。 32 該それぞれの利得の１以上が聴取者の位置を示す位置信号に応答して改変される、請求項１８乃至３１のいずれか１つの装置。 33 該それぞれの利得の１以上が環境特性を表す信号に応答して改変される、請求項１８乃至３２のいずれか１つの装置。 34 該複数のフィルタが、互いに直交するインパルス応答を有する、請求項１８乃至３３のいずれか１つの装置。 35 該インパルス応答がインパルス応答の処与の組の単一値分解によって引き出される、請求項３４の装置。