JP2002044798A - 音声再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インパルス応答に必要なメモリ容量を低減し
つつ、任意の位置に充分な距離感を与えた音像定位を実
現できる音声再生装置の提供を目的とする。 【解決手段】 予め測定あるいは計算により算出された
音源から受聴者の左耳及び右耳までのこの音源に対する
２系統のインパルス応答を夫々デジタルフィルタ１３
ａ，１３ｂにより再現し、任意の位置に音像を定位させ
る音声再生装置において、このデジタルフィルタ１３
ａ，１３ｂを構成するデータを保存時に高効率符号化し
て保存し、デジタルフィルタ演算時には復号化して演算
するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は予め測定あるいは計
算により算出された音源から受聴者の左耳及び右耳まで
のこの音源に対する２系統のインパルス応答を夫々デジ
タルフィルタにより再現し、任意の位置に音像を定位さ
せるようにした音声再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、映画等の映像に伴う音声信号は多
チャンネル信号が数多く用いられ、映像の両側及びセン
ターに置かれたスピーカおよび受聴者後方あるいは両横
におかれたスピーカ等によって再生されることを想定し
て記録されている。これにより、映像中の音源と実際に
聞こえてくる音像位置が一致しさらに自然な広がりをも
った音場が確立される。

【０００３】しかし、従来のヘッドホンを使用した音声
再生装置を使用してこのような音声を鑑賞しようとした
場合、音声入力による音像は頭の中に定位し、映像位置
と音像定位位置が一致せず、極めて不自然な音像定位と
なる。さらに各チャンネルの音声信号の定位位置を分離
独立して再生することは出来なかった。もちろん楽音等
の多チャンネルの音声だけを鑑賞する場合も同様でスピ
ーカ再生と異なり音が頭の中から聞こえ音像定位位置が
分離せず極めて不自然な音場再生であった。

【０００４】上述を改善する為ヘッドホンを使用した音
声再生装置で聴取しても、スピーカで再生した場合と同
等の音場を得る為に、あらかじめ各チャンネル用に置か
れたスピーカから受聴者の両耳までの伝達関数を測定あ
るいは計算し、これらをデジタルフィルタ等のフィルタ
により音声信号に畳込んだ後、ヘッドホンにより聴取す
るステレオ頭外音像定位型の音声再生装置が提案されて
いる。

【０００５】図９は、このステレオ頭外音像定位型のヘ
ッドホンを使用した音声再生装置の構成を示している。
この音声再生装置は、入力左音声信号及び入力右音声信
号による音像をそれぞれ頭外に定位させるものである。

【０００６】まず、図１０を使用して、音像定位の原理
を説明する。音源ＳＬより受聴者Ｍの左耳及び右耳には
夫々ＨＬＬ，ＨＬＲなる伝達関数を持つ経路を通して音
が伝達する。また、音源ＳＲより受聴者Ｍの左耳及び右
耳には夫々ＨＲＬ，ＨＲＲなる伝達関数を持つ経路を通
して音が伝達する。そのため、この状態をヘッドホンを
使用して再現するためには、音源ＳＬに対応する入力左
音声信号Ｓａｌを伝達関数ＨＬＬを実現するフィルタを
通して左音声信号Ｓｂｌｌを得ると共に、入力左音声信
号Ｓａｌを伝達関数ＨＬＲを実現するフィルタを通して
右音声信号Ｓｂｌｒを得ると共に、音源ＳＲに対応する
入力右音声信号Ｓａｒを伝達関数ＨＲＬを実現するフィ
ルタを通して左音声信号Ｓｂｒｌを得ると共に、入力右
音声信号Ｓａｒを伝達関数ＨＲＲを実現するフィルタを
通して右音声信号Ｓｂｒｒを得るようにする。そして、
出力左音声信号（Ｓｂｌｌ＋Ｓｂｒｌ）及び出力右音声
信号（Ｓｂｌｒ＋Ｓｂｒｒ）によりヘッドホンを駆動す
ればよい。

【０００７】次に、図９のヘッドホンを使用した音声再
生装置の構成を説明する。この音声再生装置は、入力左
音声信号Ｓａｌが供給される入力端子１Ｌと、入力右音
声信号Ｓａｒが供給される入力端子１Ｒと、音声信号Ｓ
ａｌ及びＳａｒをそれぞれデジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器２Ｌ及び２Ｒと、デジタル信号に変換された音
声信号Ｓａｌ及びＳａｒに対してフィルタ処理をする信
号処理回路３Ｌ及び３Ｒと夫々の２系統の出力を加算す
る加算器７Ｌ及び７Ｒとを有している。

【０００８】信号処理回路３Ｌは、図１１に示すような
２個のデジタルフィルタ８，９を有して構成される。そ
して、一方のデジタルフィルタ８では音声信号Ｓａｌに
対して伝達関数ＨＬＬを時間軸に変換したインパルス応
答が畳み込まれて左音声信号Ｓｂｌｌが形成され、他方
のデジタルフィルタ９では、音声信号Ｓａｌに対して伝
達関数ＨＬＲを時間軸に変換したインパルス応答が畳み
込まれて右音声信号Ｓｂｌｒが形成される。

【０００９】信号処理回路３Ｒも、同様に図１１に示す
ような２個のデジタルフィルタ８，９を有して構成され
る。そして、一方のデジタルフィルタ８では音声信号Ｓ
ａｒに対して伝達関数ＨＲＬを時間軸に変換したインパ
ルス応答が畳み込まれて左音声信号Ｓｂｒｌが形成さ
れ、他方のデジタルフィルタ９では、音声信号Ｓａｒに
対して伝達関数ＨＲＲを時間軸に変換したインパルス応
答が畳み込まれて右音声信号Ｓｂｒｒが形成される。

【００１０】このインパルス応答データは図１２のよう
な特性を有し、これを再現するための各デジタルフィル
タは例えば、図１３に示す様なＦＩＲフィルタで構成さ
れる。また、図１１の構成を実現するデジタルフィルタ
は図１４の様にまとめて構成することもできる。

【００１１】また、信号処理出力は信号処理回路３Ｌ及
び３Ｒより出力される左音声信号Ｓｂｌｌ及びＳｂｒｌ
を加算して出力左音声信号Ｓｂｌを得るための加算器７
Ｌと、信号処理回路３Ｌ及び３Ｒより出力される右音声
信号Ｓｂｌｒ及びＳｂｒｒを加算して出力右音声信号Ｓ
ｂｒを得るための加算器７Ｒと、音声信号Ｓｂｌ及びＳ
ｂｒをそれぞれアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器４
Ｌ及び４Ｒと、アナログ信号に変換された音声信号Ｓｂ
ｌ及びＳｂｒをそれぞれ増幅する電力増幅器５Ｌ及び５
Ｒと、増幅された音声信号Ｓｂｌ及びＳｂｒがそれぞれ
供給されるヘッドホン６の左及び右スピーカ６Ｌ及び６
Ｒとを有している。

【００１２】図９に示す音声再生装置の動作を説明す
る。入力端子１Ｌに供給される入力左音声信号Ｓａｌは
Ａ／Ｄ変換器２Ｌでデジタル信号に変換された後に信号
処理回路３Ｌに供給される。そして、信号処理回路３Ｌ
の２個のデジタルフィルタ８，９では、それぞれ音声信
号Ｓａｌに対して伝達関数ＨＬＬ，ＨＬＲを時間軸に変
換したインパルス応答が畳み込まれて左音声信号Ｓｂｌ
ｌ、右音声信号Ｓｂｌｒが形成される。

【００１３】また、入力端子１Ｒに供給される入力右音
声信号ＳａｒはＡ／Ｄ変換器２Ｒでデジタル信号に変換
された後に信号処理回路３Ｒに供給される。そして、信
号処理回路３Ｒの２個のデジタルフィルタ８，９では、
それぞれ音声信号Ｓａｒに対して伝達関数ＨＲＬ，ＨＲ
Ｒを時間軸に変換したインパルス応答が畳み込まれて左
音声信号Ｓｂｒｌ、右音声信号Ｓｂｒｒが形成される。

【００１４】そして、左音声信号Ｓｂｌｌ及びＳｂｒｌ
が加算器７Ｌで加算されて出力左音声信号Ｓｂｌが得ら
れると共に、右音声信号Ｓｂｌｒ及びＳｂｒｒが加算器
７Ｒで加算されて出力右音声信号Ｓｂｒが得られる。こ
れら音声信号Ｓｂｌ及びＳｂｒは、それぞれＤ／Ａ変換
器４Ｌ及び４Ｒでアナログ信号に変換され、さらに電力
増幅器５Ｌ及び５Ｒで増幅された後にヘッドホン６の左
及び右スピーカ６Ｌ及び６Ｒに供給される。従って、ヘ
ッドホン６の左及び右スピーカ６Ｌ及び６Ｒは音声信号
Ｓｂｌ及びＳｂｒにより駆動され、入力左音声信号Ｓａ
ｌ及び入力右音声信号Ｓａｒによる音像をそれぞれ頭外
に定位させることができる。つまり、受聴者Ｍがヘッド
ホン６を装着するとき、図１０に示すように頭外に音源
ＳＬ及びＳＲがある状態が再現される。

【００１５】この音声再生装置によれば音像定位は頭外
に定位するようになる。しかし、充分な距離感を得るた
めには各スピーカ（チャンネル）から両耳へのインパル
ス応答を有響室で測定した残響時間の長いデータを使用
する必要があり、膨大なフィルタ量になると言う問題が
ある。これをデジタルフィルタで実現する場合はその演
算量及びメモリ容量が非常に大きくなる。

【００１６】一方スピーカ再生においてはスピーカレイ
アウトの制約があり、多数のスピーカをリスニングルー
ムに設置出来る受聴者（リスナ）は限られるという問題
がある。この問題を解決するために少ないスピーカ数
（例えば２個のスピーカ）で多数の音源をリスナの周り
に構成しようと言う試みがある。

【００１７】図１５は、２個のスピーカを使用した音声
再生装置の構成を示している。この音声再生装置は、２
個のスピーカ４６Ｌ，４６Ｒで任意の位置に入力音声信
号の音像を定位させるものである。

【００１８】まず、図１６を使用して、音像定位の原理
を説明する。音源ＳＬ及び音源ＳＲを使用して等価的に
音源ＳＯを再現する場合、音源ＳＬから受聴者Ｍの左
耳、右耳にいたる伝達関数をそれぞれＨＬＬ，ＨＬＲ、
音源ＳＲから受聴者Ｍの左耳、右耳にいたる伝達関数を
それぞれＨＲＬ，ＨＲＲ、さらに音源ＳＯから受聴者Ｍ
の左耳、右耳にいたる伝達関数をそれぞれＨＯＬ，ＨＯ
Ｒとすると、音源ＳＬは（１）式のように表され、音源
ＳＲは（２）式のように表される。

【００１９】

【００２０】

【００２１】従って、音源ＳＯに対応する入力音声信号
Ｓａｏを（１）式の伝達関数部分を実現するフィルタを
通して出力左音声信号Ｓｂｌを得ると共に、この入力音
声信号Ｓａｏを（２）式の伝達関数部分を実現するフィ
ルタを通して出力右音声信号Ｓｂｒを得、これら音声信
号Ｓｂｌ，Ｓｂｒによって音源ＳＬ，ＳＲの位置に配さ
れた２個のスピーカを駆動することにより、音源ＳＯの
位置に音声信号Ｓａｏによる音像を定位させることがで
きる。

【００２２】次に、図１５のスピーカを使用した音声再
生装置の構成を説明する。この音声再生装置は、入力音
声信号Ｓａｏが供給される入力端子４１と、音声信号Ｓ
ａｏをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４２と、デ
ジタル信号に変換された音声信号Ｓａｏに対してフィル
タ処理をする信号処理装置４３とを有している。

【００２３】信号処理装置４３は、図１１に示すような
２個のデジタルフィルタを有して構成される。そして、
一方のデジタルフィルタでは音声信号Ｓａｏに対して
（１）式の伝達関数部分を時間軸に変換したインパルス
応答が畳み込まれて出力左音声信号Ｓｂｌが形成され、
他方のデジタルフィルタでは、音声信号Ｓａｏに対して
（２）式の伝達関数部分を時間軸に変換したインパルス
応答が畳み込まれて出力右音声信号Ｓｂｒが形成され
る。

【００２４】また、図１５のスピーカを使用した音声再
生装置は、音声信号Ｓｂｌ及びＳｂｒをそれぞれアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ変換器４４Ｌ及び４４Ｒと、ア
ナログ信号に変換された音声信号Ｓｂｌ及びＳｂｒをそ
れぞれ増幅する電力増幅器４５Ｌ及び４５Ｒと、増幅さ
れた音声信号Ｓｂｌ及びＳｂｒがそれぞれ供給される左
スピーカ４６Ｌ及び右スピーカ４６Ｒとを有している。
なお、スピーカ４６Ｌ及び４６Ｒは、それぞれ受聴者Ｍ
に対して音源ＳＬ及びＳＲの位置に配される。

【００２５】伝達関数を実現するデジタルフィルタは例
えば図１３に示すようなＦＩＲフィルタが使用される。
この場合２個のＦＩＲフィルタを合成して図１４に示す
ようなデジタルフィルタを構成し構成要素を低減するこ
とも可能である。

【００２６】図１５に示す音声再生装置の動作を説明す
る。入力端子４１に供給される入力音声信号ＳａｏはＡ
／Ｄ変換器４２でデジタル信号に変換された後に信号処
理回路４３に供給される。そして、信号処理回路４３の
２個のデジタルフィルタでは、それぞれ音声信号Ｓａｏ
に対して（１）式、（２）式の伝達関数部分を時間軸に
変換したインパルス応答が畳み込まれて出力左音声信号
Ｓｂｌ、出力右音声信号Ｓｂｒが形成される。

【００２７】そして、音声信号Ｓｂｌ及びＳｂｒは、そ
れぞれＤ／Ａ変換器４４Ｌ及び４４Ｒでアナログ信号に
変換され、さらに増幅器４５Ｌ及び４５Ｒで増幅された
後に、スピーカ４６Ｌ及び４６Ｒに供給される。従っ
て、スピーカ４６Ｌ及び４６Ｒは音声信号Ｓｂｌ及びＳ
ｂｒにより駆動され、入力音声信号Ｓａｏによる音像を
音源ＳＯの位置に定位させることができる。

【００２８】従って多数の音源に対しては以上の処理を
音源の数だけ設ければよい。この音声再生装置の場合ス
ピーカレイアウトの問題は低減できるがこの機能を実現
するための信号処理の演算量及びメモリ容量が大きくな
ると言う問題がある。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに多チャンネルの音声信号を任意の位置に充分な距離
感を実現しながら定位する音像として再生しようとした
場合、更新するインパルスレスポンスの応答時間が長く
なり従って必要メモリ容量が大きくなり、大型かつ高価
なシステムになってしまうという問題があった。

【００３０】本発明は、斯る点に鑑みてなされたもので
あり、インパルスレスポンスに必要なメモリ容量を低減
しつつ、任意の位置に充分な距離感を与えた音像定位を
実現できる音声再生装置の提供を目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明音声再生装置は予
め測定あるいは計算により算出された音源から受聴者の
左耳及び右耳までのこの音源に対する２系統のインパル
ス応答を夫々デジタルフィルタにより再現し、任意の位
置に音像を定位させる音声再生装置において、このデジ
タルフィルタを構成するデータを保存時に高効率符号化
して保存し、デジタルフィルタ演算時には復号化して演
算するようにしたものである。

【００３２】斯る本発明によればデジタルフィルタを構
成するデータを保存時に高効率符号化して保存し、デジ
タルフィルタ演算時には復号化して演算するようにする
ので信号処理装置の演算スピードによって少ない遅延メ
モリを見かけ上多くして使用できるようになり、特に処
理スピードが速いが遅延メモリが少ないデバイスで効率
よくインパルス応答を再現でき、音像定位処理を行う場
合に有効である。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して本発
明音声再生装置の実施の形態の例につき説明しよう。

【００３４】図１において、１１は音声信号が入力され
る音声信号入力端子を示し、この音声信号入力端子１１
に供給される音声信号をアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器１２を介してデジタルの信号処理
回路１３に供給する。

【００３５】このデジタル信号処理回路１３は入力音声
信号が夫々供給される２つのデジタルＦＩＲフィルタ１
３ａ及び１３ｂより成り、このデジタルＦＩＲフィルタ
１３ａ及び１３ｂは入力された音声信号をヘッドホンで
受聴したとき決められた方向に対して頭外音像定位を得
るようにデジタル信号処理を行うものである。

【００３６】本例においては、このデジタルＦＩＲフィ
ルタ１３ａ及び１３ｂで再現される信号は図２の音像定
位の原理の説明図に示す音源Ｓと受聴者Ｍの左耳及び右
耳の２系統の伝達関数ＨＬ及びＨＲに対応するインパル
ス応答とする。即ち、インパルス応答の例として図１２
に示す特性を考えるとき、そこで示されたインパルス応
答がこのデジタルＦＩＲフィルタ１３ａ及び１３ｂで再
現する如くする。

【００３７】一般にこのデジタルＦＩＲフィルタを構成
する遅延線ｂ０，ｂ１‥‥はインパルス応答のタップ数
だけ必要となり従ってデジタルデータをそのままリニア
に保存したときは、そのデジタルデータのビット長×タ
ップ数の容量が必要であり膨大なメモリ容量となる。

【００３８】本例においては、このメモリ容量を低減す
るため、このデジタルＦＩＲフィルタ１３ａ，１３ｂを
図３に示す如く構成する。即ち、保存するデジタルデー
タを高効率符号化して保存し、演算するときに復号化す
るように構成すると、この符号化の圧縮率に応じてデー
タを保存するのに要するメモリ容量を少なくできる。

【００３９】この図３につき説明するに、１１ａはデジ
タル化した入力音声信号が供給される入力端子を示し、
この入力端子１１ａを符号化器２０を介して複数の遅延
線ｂ１，ｂ２‥‥の直列回路に接続すると共にこの遅延
線ｂ１，ｂ２‥‥の各接続点即ちタップを夫々復号化器
２１及びこの復号化器２１の出力信号に係数を乗算する
乗算器ａ１，ａ２‥‥を介して、加算器ｃ１，ｃ２‥‥
に供給し、この加算器ｃ１，ｃ２‥‥ｃｎの加算出力を
出力端子１３ｃに供給する如くする。

【００４０】この符号化器２０、復号化器２１としては
例えば表１に示す如き準瞬時圧縮伸張で行う如くする。
例えば、１６ビット長のデータを表１に示すような圧伸
則によって１２ビット長に圧縮した場合に、１つの遅延
線ｂのメモリ容量が１ワードあたりのビット長が２４ビ
ットものを使用したとすれば圧縮された１２ビットデー
タを２ワード保存することができ、この１つの遅延線ｂ
を２つの遅延線ｂ１，ｂ２として使用することができ
る。

【００４１】

【００４２】この入力端子１１ａに供給される１６ビッ
トデータを符号化器２０で１２ビットデータに符号化
し、例えば２４ビット遅延線ｂの１２ビット分で構成さ
れる遅延線ｂ１に保存される。次のサンプリングでこの
１２ビットデータが１２ビット分で構成する遅延線ｂ
２，ｂ３‥‥に順次転送され保存される。

【００４３】そして、係数と積和演算するときには、復
号化器２１により再び１６ビットに復号され積和演算を
行う。従って、図３例のデジタルＦＩＲフィルタにおい
ても図１３例のデジタルＦＩＲフィルタと同様の音像定
位処理を行うことができる。

【００４４】この図３例のデジタルＦＩＲフィルタによ
れば例えば１６ビットデータを２４ビットのメモリに１
ワードずつ保存する場合に比べて半分のメモリ容量で同
じ処理を行うことができる。

【００４５】上述例では符号化器２０、復号化器２１と
して、１６ビットを１２ビットに圧縮する準瞬時圧縮伸
張を使用したが、この符号化器２０として、入力信号を
複数のサブバンドに分割した上でそれぞれのバンドを聴
覚特性を利用して必要最小限のビット数で量子化するサ
ブバンド符号化等を利用することもできる。これによ
り、更にメモリの利用効率は改善される。

【００４６】また、図１に示す如く、このデジタル信号
処理回路１３でデジタル信号処理されたデジタルの出力
左音声信号及び出力右音声信号を夫々デジタル信号をア
ナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１４Ｌ及び１４Ｒに
供給してアナログの出力左音声信号及び出力右音声信号
とする。

【００４７】このＤ／Ａ変換器１４Ｌ及び１４Ｒに得ら
れるアナログの出力左音声信号及び出力右音声信号を夫
々電力増幅器１５Ｌ及び１５Ｒを介してヘッドホン１６
の左スピーカ１６Ｌ及び右スピーカ１６に供給し、この
ヘッドホン１６の左スピーカ１６Ｌ及び右スピーカ１６
Ｒで再生することにより、２チャンネルの音像をヘッド
ホンを装着した受聴者の頭外の任意の位置に定位させる
ことができる。

【００４８】斯る本例によれば、デジタルＦＩＲフィル
タ１３ａ，１３ｂを構成するデータを保存時に高効率符
号化して保存しデジタルフィルタ演算時に復号化して演
算するようにしたので、信号処理回路１３の演算スピー
ドによって少ない遅延線ｂ１，ｂ２‥‥のメモリ容量を
見かけ上多くして使用できるようになり、特に処理スピ
ードが速いが遅延線のメモリ容量が少ないデバイスで効
率よく音像定位処理を行う場合に有効である。

【００４９】またこの信号処理回路１３を構成するデジ
タルＦＩＲフィルタ１３ａ及び１３ｂの他の例を図４、
図５及び図６に示す。この図４、図５及び図６につき説
明するに図３に対応する部分には同一符号を付し、その
詳細説明は省略する。

【００５０】まず図４例につき説明する。一般に頭部伝
達関数のインパルス応答特性は図１２に示す如く、最初
に振幅の大きい頭部伝達関数時間Ｔ１例えば２〜３ｍＳ
があり、続いて比較的振幅の小さい反射音時間Ｔ２例え
ば５０〜６０ｍＳがある。

【００５１】従って、インパルス応答を精度良く再現し
ようとしたときには、頭部伝達関数時間Ｔ１が含まれる
データはできるだけ精度良く計算することが好ましい。

【００５２】そこで図４例においては、デジタルＦＩＲ
フィルタ１３ａ，１３ｂを遅延時間が頭部伝達関数時間
Ｔ１例えば２〜３ｍＳに相当する前半部１３Ｔ１と反射
音時間Ｔ２例えば５０〜６０ｍＳに相当する後半部１３
Ｔ２とに分割する。

【００５３】この前半部１３Ｔ１は、図１３に示す如く
入力音声を遅延処理する直列接続された複数のタップ付
遅延線ｂ₀ ，ｂ₀ ‥‥と、この複数のタップ付き遅延線
ｂ₀，ｂ₀ ‥‥の各タップの信号に係数を乗算する複数
の乗算器ａ，ａ‥‥と、この複数の乗算器ａ，ａ‥‥の
出力を加算する複数の加算器ｃ，ｃ‥‥とから構成し、
この頭部伝達時間Ｔ１に相当する初期のインパルス応答
を再現する処理の遅延線ｂ₀ ，ｂ₀ ‥‥には高効率符号
化しないリニアなデータを保存する。

【００５４】この後半部１３Ｔ２は図３に示す如く符号
化器２０及び復号化器２１を設けたものとし、反射音に
相当する反射音時間Ｔ２のインパルス応答には高効率符
号化したデータを遅延線ｂ１，ｂ２‥‥に保存する如く
する。

【００５５】斯る図４例を使用したときには反射音時間
Ｔ２部のインパルス応答に必要とされるメモリ容量を低
減することになり、演算精度を確保しつつ、メモリ容量
の有効利用を実現することができる。

【００５６】次に図５例につき説明する。また上述した
如く頭部伝達関数のインパルス応答特性は図１２に示す
如く、最初に振幅の大きい頭部伝達関数時間Ｔ１例えば
２〜３ｍＳがあり、続いて比較的振幅の小さい反射音時
間Ｔ２例えば５０〜６０ｍＳがある。

【００５７】従って、インパルス応答を精度良く再現し
ようとしたきには、頭部伝達関数時間Ｔ１が含まれるデ
ータはできるだけ精度良く計算することが好ましい。一
方反射音時間Ｔ２の反射音に関してはインパルス応答の
再現性は問わず、残響時間を長くすることにより置き換
えることができる。

【００５８】そこで、図５例においては、図４例と同様
にデジタルＦＩＲフィルタ１３ａ，１３ｂを遅延時間が
頭部伝達関数時間Ｔ１例えば２〜３ｍＳに相当する前半
部１３Ｔ１と反射音時間Ｔ２例えば５０〜６０ｍＳに相
当する後半部１３Ｔ２とに分割する。

【００５９】この前半部１３Ｔ１は、図４例と同様に図
１３に示す如く入力音声を遅延処理する直列接続された
複数のタップ付遅延線ｂ₀ ，ｂ₀ ‥‥と、この複数のタ
ップ付き遅延線ｂ₀ ，ｂ₀ ‥‥の各タップの信号に係数
を乗算する複数の乗算器ａ，ａ‥‥と、この複数の乗算
器ａ，ａ‥‥の出力を加算する複数の加算器ｃ，ｃ‥‥
とから構成し、この頭部伝達時間Ｔ１に相当する初期の
インパルス応答を再現する処理の遅延線ｂ₀ ，ｂ₀ ‥‥
には高効率符号化しないリニアなデータを保存する。

【００６０】この後半部１３Ｔ２はインパルス応答は残
響付加装置２２により構成し、上述前半部１３Ｔ１の出
力信号を符号化器２０によって高効率符号化したデータ
をこの残響付加装置２２に保存し、この残響付加装置２
２から読み出された複数のデータが復号化器２１により
元のデータ長に復号され、乗算器ａで係数が乗算された
後、加算器ｃで夫々が加算されこの加算出力が出力端子
１３ｃに供給される。

【００６１】この図５例では残響付加装置２２の入力側
Ｗ１で書き込まれた符号化されたデータが、異なる遅延
時間を経過後出力端子Ｒ１，Ｒ２‥‥Ｒｎより読み出さ
れる。

【００６２】斯る図５例をデジタルＦＩＲフィルタ１３
ａ，１３ｂとして使用したときには、後半部１３Ｔ２の
インパルス応答に必要とするメモリ容量を低減でき、な
おかつ後半部の反射音時間Ｔ２を残響付加装置２２で構
成したので復号化する必要のあるデータ数を低減するこ
とができ、メモリ容量だけでなく演算時間も低減でき
る。

【００６３】また図５例は、前半部１３Ｔ１のＦＩＲフ
ィルタの加算出力信号を符号化器２０を介して残響付加
装置２２に供給するようにしたが、この代わりに図６に
示す如く、前半部１３Ｔ１のＦＩＲフィルタの遅延線の
出力側に得られる信号を符号化器２０を介して、この残
響付加装置２２に入力し、この前半部１３Ｔ１の加算出
力とこの残響付加装置２２の加算出力とを加算するよう
にしても、図５例同様の作用効果が得られる。

【００６４】また残響付加装置２２としては図７に示す
如き構成の他に、図８に示す如く帰還を含む構成、ある
いはこれらの組み合わせにて構成できる。

【００６５】尚、上述例はヘッドホン１６を使用した音
声再生装置に本発明を適用した例につき述べたが、本発
明を２個のスピーカを使用した音声再生装置に適用でき
ることは勿論である。

【００６６】また、本発明は上述例に限ることなく本発
明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り
得ることは勿論である。

【００６７】

【発明の効果】本発明に係る音声再生装置は、信号処理
回路の演算スピードによって少ない遅延線のメモリ容量
を見かけ上多くして使用できるようになり、特に処理ス
ピードが速いが遅延線のメモリ容量が少ないデバイスで
効率よくインパルス応答を再現でき、音像定位処理を行
う場合に有効となる。

【００６８】また、本発明によれば再現するインパルス
応答の後部すなわち反射音時間部にのみ高効率符号化に
より遅延線への読み書きをおこない、インパルス応答の
前半部すなわち頭部伝達関数時間部に対してはもともと
の高精度データを使用するので、演算精度を確保しつつ
メモリ容量の低減を実現することが出来る。

【００６９】また、本発明によれば再現するインパルス
応答の後部すなわち反射音時間部に残響付加装置を用い
ることにより、高効率符号化、復号化の演算数自体も少
なくすることが可能となり、演算量の増大を押さえつ
つ、メモリ容量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明音声再生装置の実施の形態の例を示す構
成図である。

【図２】音像定位の原理の説明に供する線図である。

【図３】図１のデジタルＦＩＲフィルタの例を示す構成
図である。

【図４】図１のデジタルＦＩＲフィルタの他の例を示す
構成図である。

【図５】図１のデジタルＦＩＲフィルタの他の例を示す
構成図である。

【図６】図１のデジタルＦＩＲフィルタの他の例を示す
構成図である。

【図７】残響付加装置の例を示す構成図である。

【図８】残響付加装置の例を示す構成図である。

【図９】従来の音声再生装置の例を示す構成図である。

【図１０】音像定位の原理を説明するための線図であ
る。

【図１１】信号処理回路の例を示す構成図である。

【図１２】インパルス応答特性の例を示す線図である。

【図１３】ＦＩＲフィルタの例を示す構成図である。

【図１４】ＦＩＲフィルタの例を示す構成図である。

【図１５】従来の音声再生装置の例を示す構成図であ
る。

【図１６】音像定位の原理の説明に供する線図である。

【符号の説明】

１１‥‥音声信号入力端子、１１ａ‥‥入力端子、１２
‥‥Ａ／Ｄ変換器、１３‥‥信号処理回路、１３ａ，１
３ｂ‥‥デジタルＦＩＲフィルタ、１４Ｌ，１４Ｒ‥‥
Ｄ／Ａ変換器、１５Ｌ，１５Ｒ‥‥電力増幅器、１６‥
‥ヘッドホン、２０‥‥符号化器、２１‥‥復号化器、
２２‥‥残響付加装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め測定あるいは計算により算出された
   音源から受聴者の左耳及び右耳までの前記音源に対する
   ２系統のインパルス応答を夫々デジタルフィルタにより
   再現し、任意の位置に音像を定位させる音声再生装置に
   おいて、 前記デジタルフィルタを構成するデータを保存時に高効
   率符号化して保存し、デジタルフィルタ演算時には復号
   化して演算するようにしたことを特徴とする音声再生装
   置。
2. 【請求項２】 予め測定あるいは計算により算出された
   音源から受聴者の左耳及び右耳までの音源に対する２系
   統のインパルス応答を夫々デジタルフィルタにより再現
   し、任意の位置に音像を定位させる音声再生装置におい
   て、 前記各デジタルフィルタを再現するインパルス応答の応
   答時間の早い部分を再現する第１のデジタルフィルタと
   遅い部分を再現する第２のデジタルフィルタとに分割
   し、前記第１のデジタルフィルタはリニアなデータによ
   り実現し、前記第２のデジタルフィルタはデータを高効
   率符号化して保存し、これを復号化して演算するように
   したことを特徴とする音声再生装置。
3. 【請求項３】 予め測定あるいは計算により算出された
   音源から受聴者の左耳及び右耳までの音源に対する２系
   統のインパルス応答を夫々デジタルフィルタにより再現
   し、任意の位置に音像を定位させる音声再生装置におい
   て、 前記各デジタルフィルタを再現するインパルス応答の応
   答時間の早い部分を再現する第１のデジタルフィルタと
   残響付加装置を構成する第２のデジタルフィルタとによ
   り構成し、前記第１のデジタルフィルタを構成する遅延
   線はリニアなデータを保存し、前記第２のデジタルフィ
   ルタを構成する残響付加装置にて遅延線へ保存するデー
   タを高効率符号化して保存し、前記遅延線から読み出し
   たデータを復号化して演算するようにしたことを特徴と
   する音声再生装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の音声再生装置
   において、 前記高効率符号化、復号化は準瞬時圧縮伸張で行なった
   ことを特徴とする音声再生装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２又は３記載の音声再生装置
   において、 前記高効率符号化、復号化はサブバンド符号化で行った
   ことを特徴とする音声再生装置。