JP2002244683A - 音響信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な処理で音響効果を施すことができる音
響信号処理装置を提供する。 【解決手段】 音響信号処理装置は、第１の音源データ
に対してソフトウエアにより予め所定の音響効果を施す
ように前置信号処理が施された第２の音源データ３を格
納する第２の音源データ格納部と、第２の音源データ３
を第２の音源データ格納部から読み出してヘッドホン７
Ｒ，７Ｌにより再生するときに、入力部４からの情報に
基づいてミドルウエア処理部１０により第２の音源デー
タ３の音響効果を制御するサウンド制御処理部８とを備
え、第２の音源データ３による再生出力信号Ｄ１、Ｄ２
に対して音響効果を制御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、例えば、ゲームプ
ログラム上のサウンド・ミドルウエアの提供を行う音響
信号処理装置に関するものである。詳しくは、サウンド
素材に残響効果、音像定位等の各種サウンド効果情報を
付加するためのユーティリティー・ソフトウエアと、上
記ユーティリティー・ソフトウエアにより生成された第
２のサウンド素材を制御することによりサウンド効果を
実際にゲームソフト上で実現するミドルウエアとで構成
されるゲームプログラム上のサウンド・ミドルウエアの
提供を行うものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、テレビジョン受像機に画像を表示
させて入力手段による入力指示に対応して画像を移動さ
せると共にサウンド効果を実現するゲーム機等があっ
た。このゲーム機では、ハードウエアを加えることなく
様々なサウンド効果をサウンド素材に付加するために、
残響、周波数特性または音像定位などのサウンド効果を
すべてソフトウエアを用いた演算で実現し、リスナの操
作によりインタラクティブにサウンド効果を制御するよ
うにしていた。

【０００３】さらに、ソフトウエアを用いてこのサウン
ド効果を付加したサウンド素材をサウンド・ミドルウエ
アとして提供して、ゲーム動作のためのゲームソフトウ
エアに組み込むというサウンド・ミドルウエア提供の方
法があった。

【０００４】図２０は、従来のミドルウエアによる残響
付加処理を示す図である。図２０において、従来のミド
ルウエアによる残響付加処理は、音源データ２０１を２
系統のデータに分けて、その一方の系統のデータに対し
て残響処理部２０２によりソフトウエア演算による残響
付加処理をリアルタイムで行い、その残響付加処理出力
を、他方の系統のデータに加算器２０３で加算して端子
２０４から出力信号Ｓ１を出力するようにしていた。

【０００５】また、図２１は、従来のミドルウエアによ
る音像定位処理を示す図である。図２１において、端子
２１７に入力される音源データの入力信号Ｉ０を２系統
のデータに分けて、一方の系統のデータに対して遅延器
２１１−１〜２１１−ｎと係数器２１２−１〜２１２−
ｎ＋１と加算器２１３−１〜２１３−ｎと端子２１８と
からなるＦＩＲフィルタによるインパルス応答の畳み込
み演算処理をソフトウエア演算によりリアルタイムで行
い、他方のデータに対して遅延器２１４−１〜２１４−
ｎと係数器２１５−１〜２１５−ｎ＋１と加算器２１６
−１〜２１６−ｎと端子２１９とからなるＦＩＲフィル
タによるインパルス応答の畳み込み演算処理をソフトウ
エア演算によりリアルタイムで行い、端子２１８、２１
９からステレオデータとして出力信号Ｄ１、Ｄ２を出力
するようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来のゲーム機においてサウンド・ミドルウエアを提供
する場合に、提供されてきたミドルウエアそれ自体をゲ
ームソフトウエアに組み込み、必要な演算を全てゲーム
機あるいはパーソナルコンピュータ上のリソースを利用
して実現するため、ＣＰＵの速度によっては演算をする
時間が莫大なものとなり、ミドルウエアのゲームソフト
ウエアへの組み込みに使用するリソースが大きくなりす
ぎるという不都合があった。

【０００７】また、図２０に示す従来のミドルウエアに
よる残響付加処理では、ソフトウエア演算による残響付
加処理をリアルタイムで行っていたため、残響付加処理
に多くの時間及び遅延メモリを必要とするという不都合
があった。

【０００８】また、図２１に示す従来のミドルウエアに
よる音像定位処理では、２系統のデータに対してＦＩＲ
フィルタによるインパルス応答の畳み込み演算処理をソ
フトウエア演算によりリアルタイムで行うため、ＦＩＲ
フィルタにおける積和演算に多くの処理時間を必要とす
るという不都合があった。

【０００９】そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなさ
れたものであり、簡単な処理で音響効果や音像定位を実
現することができる音響信号処理装置を提供することを
課題とする。

【００１０】

【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、音響再生手段により音響を受聴する際に、第１の
音源データがファイルデータとして供給され、この第１
の音源データに対して所定の信号処理を施した後に再生
することにより、入力手段により提供された位置情報に
基づく位置に仮想音源が定位するようにする音響信号処
理装置において、上記第１の音源データに対して所定の
ソフトウエアにより予め所定の音響効果を付加するよう
に前置信号処理が施された第２の音源データを格納する
第２の音源データ格納部と、上記第２の音源データを上
記第２の音源データ格納部から読み出して上記音響再生
手段により再生するときに、所定のモジュールに対して
制御を行うミドルウエアにより上記入力手段からの制御
情報に基づく音響制御処理を上記第２の音源データに施
す音響制御処理手段とを備え、上記第２の音源データに
よる再生出力信号に対して音響効果を制御するようにし
たものである。

【００１１】従って本発明によれば、以下の作用をす
る。この音響信号処理装置は、音源データが所定のソフ
トウエアにより予め所定の前置処理として音響効果処理
を施されて記録媒体上にファイル等のデータとして保存
されていて、この音源データに対して入力部からの指示
による制御データ変換処理部からの制御信号により、所
定のモジュールに対して制御を行うミドルウエアを用い
てサウンド制御処理部によるサウンド制御処理を行うよ
うにしたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本実施の形態の音響信号処理装置
は、ゲーム機等で使用するサウンド素材に対して、各種
サウンド効果情報を付加した第２のサウンド素材を生成
するユーティリティー・ソフトウエアと、上記第２のサ
ウンド素材を使用して、所定のモジュールに対して制御
を行いサウンド効果を制御するミドルウエアとを併せて
提供するものである。

【００１３】図１に、本実施の形態による音響信号処理
装置について説明する。本実施の形態による音響信号処
理装置では、音源データが後述するユーティリティー・
ソフトウエア２により予め所定の前置処理として音響効
果処理またはインパルス応答の畳み込み演算処理を施さ
れて記録媒体上にファイル等のデータとして保存されて
いて、この音源データに対して入力部４からの指示によ
る制御データ変換処理部９からの制御信号Ｃにより、所
定のモジュールに対して制御を行うミドルウエア処理部
１０を用いてサウンド制御処理部８においてサウンド制
御処理を行うようにしたものである。

【００１４】図１３に、本実施の形態による音響信号処
理装置における固定分信号処理部と変化分信号処理部と
を示す。図１３において、固定分信号処理部１３０は、
第１の音源データとしての入力信号Ｉ１が入力される端
子１３５と、第１の音源データとしての入力信号Ｉ１に
対してインパルス応答の畳み込み演算処理を施して第２
の音源データを生成する第２の音源データ生成部１３２
と、第２の音源データがファイルデータとして格納され
た第２の音源データ格納部１３３とを有して構成され
る。例えば、固定分信号処理部１３０は、比較的処理量
の多い音響効果処理またはインパルス応答の畳み込み演
算処理などを施す。

【００１５】また、変化分信号処理部１３１は、第２の
音源データ格納部１３３からの入力信号Ｄ１、Ｄ２に対
して図１に示す制御データ変換処理部９からの制御信号
Ｃによりサウンド制御処理を施すサウンド制御処理部１
３４と、出力信号Ｓ１、Ｓ２が出力される端子１３６と
を有して構成される。例えば、変化分信号処理部１３１
は、比較的処理量の少ない数回の演算処理などのサウン
ド制御処理を施す。また、変化分信号処理部１１１は、
音像定位に必要な付加処理を施す。

【００１６】図３に、ミドルウエア処理部の構成を示
す。図３において、ミドルウエア処理部は、サウンド効
果処理が施された各種データが格納されたテーブル３１
と、制御データ変換処理部９からの制御信号Ｃによりサ
ウンド制御処理を施す対象となるデータをテーブル３１
から選択する選択部３２とを有して構成される。図３に
示すミドルウエア処理部は、離散的な処理を施すもので
ある。例えば、後述する時間差付加処理は、図３に示す
ミドルウエア処理部により離散的な処理により施す。図
３に示すミドルウエア処理部は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅ
ａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）および制御ソフトウエ
ア、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｏｒ）および制御ソフトウエア、またはマイクロ
コンピュータおよび制御ソフトウエアで構成される。

【００１７】図４に、他のミドルウエア処理部の構成を
示す。図４において、ミドルウエア処理部は、サウンド
効果処理において変換された各種パラメータが格納され
たパラメータ格納部４１と、制御データ変換処理部９か
らの制御信号Ｃによりサウンド制御処理を施すためのパ
ラメータをパラメータ格納部４１から読み出して演算す
る演算部４２とを有して構成される。図４に示すミドル
ウエア処理部は、連続的な処理を施すものである。例え
ば、後述する残響効果処理、レベル差付加処理、周波数
特性付加処理は、図４に示すミドルウエア処理部により
連続的な処理により施す。

【００１８】図１において、第２の音源データ３は、予
め所定の前置処理としてユーティリティー・ソフトウエ
ア２による音響効果処理またはインパルス応答の畳み込
み演算処理を施されて記録媒体上にファイル等のデータ
として保存されている。

【００１９】図２に、第２の音源データ生成部の構成を
示す。図２において、第１の音源データ１に対して、予
めユーティリティー・ソフトウエア２により音響効果処
理またはインパルス応答の畳み込み演算処理を施される
ことによりサウンド効果情報が付加されて、第２の音源
データ３が生成されて記録媒体上にファイル等のデータ
として保存される。ユーティリティー・ソフトウエア２
は、例えば、システムのアプリケーション側に情報を伝
達するためのインターフェースを行うためのソフトウエ
アである。

【００２０】まず、上述した本実施の形態による音響信
号処理装置において、入力部４からの指示による制御デ
ータ変換処理部９からの制御信号Ｃにより、所定のモジ
ュールに対して制御を行うミドルウエア処理部１０を用
いてサウンド制御処理部８においてサウンド制御処理の
一例として、残響効果を制御する場合を説明する。

【００２１】図１２は、残響付加処理を示す図である。
上述した図２において示したように、第１の音源データ
１に対して、予めユーティリティー・ソフトウエア２に
より信号分離処理を施して元の第１の音源データ１と同
じ音源データ１２１と、残響効果処理を施されることに
より残響効果情報が付加された音源データ１２２とが生
成されて記録媒体上にファイル等の第２の音源データ１
２０として保存されている。

【００２２】サウンド制御処理部１２３は、入力部４か
らの指示による制御データ変換処理部９からの制御信号
Ｃにより、第２の音源データ１２０のうちの元の第１の
音源データ１と同じ音源データ１２１からの入力信号Ｄ
１を読み出して、係数器１２４により係数を乗じて入力
信号Ｄ１を徐々に小さくまたは大きくして加算器１２６
の一方の入力に供給し、残響効果情報が付加された音源
データ１２２からの入力信号Ｄ２を読み出して、係数器
１２５により他の係数を乗じて入力信号Ｄ２を徐々に大
きくまたは小さくして加算器１２６の他方の入力に供給
して加算器１２６により加算演算することにより端子１
２７から出力信号Ｓ１を出力する。また、同様の構成に
より他のチャンネルの出力信号Ｓ２を得ることができ
る。

【００２３】図１に戻って、入力部４からの指示による
制御データ変換処理部９からの制御信号Ｃにより、この
ような残響効果を制御させるように処理するために、図
１に示した第２の音源データ３のステレオ出力Ｄ１、Ｄ
２間にサウンド制御処理部８により上述した図１２に示
したサウンド制御処理部１２３の係数器１２４、１２５
および加算器１２６を用いてこの残響効果を制御するこ
とにより、残響効果を施した出力Ｓ１、Ｓ２を得ること
ができる。

【００２４】そして、右音声出力信号Ｓ１、左音声出力
信号Ｓ２は、それぞれＤ／Ａコンバータ５Ｌ、５Ｒでア
ナログ信号に変換され、さらに増幅器６Ｌ、６Ｒで増幅
された後にヘッドホン７Ｌ、７Ｒに供給される。

【００２５】したがって、ヘッドホン７Ｌ、７Ｒは、右
音声出力信号Ｓ１、左音声出力信号Ｓ２により駆動され
て、第２の音源データ３による音響出力に対して残響効
果を施すことができる。

【００２６】また、図１２において、残響付加処理のみ
に限らず、周波数特性付加処理を行っても良く、周波数
特性付加処理については以下のように行う。上述した図
２において示したように、第１の音源データ１に対し
て、予めユーティリティー・ソフトウエア２により信号
分離処理を施して元の第１の音源データ１と同じ周波数
特性の音源データ１２１と、所定の周波数特性付加処理
を施されることにより周波数特性が付加された音源デー
タ１２２とが生成されて記録媒体上にファイル等の第２
の音源データ１２０として保存されている。

【００２７】サウンド制御処理部１２３は、入力部４か
らの指示による制御データ変換処理部９からの制御信号
Ｃにより、第２の音源データ１２０のうちの元の第１の
音源データ１と同じ周波数特性の音源データ１２１から
の入力信号Ｄ１を読み出して、係数器１２４により係数
を乗じて入力信号Ｄ１を徐々に小さくまたは大きくして
加算器１２６の一方の入力に供給し、所定の周波数特性
が付加された音源データ１２２からの入力信号Ｄ２を読
み出して、係数器１２５により他の係数を乗じて入力信
号Ｄ２を徐々に大きくまたは小さくして加算器１２６の
他方の入力に供給して加算器１２６により加算演算する
ことにより端子１２７から出力信号Ｓ１を出力する。ま
た、同様の構成により他のチャンネルの出力信号Ｓ２を
得ることができる。

【００２８】図１に戻って、入力部４からの指示による
制御データ変換処理部９からの制御信号Ｃにより、この
ような周波数特性を制御させるように処理するために、
図１に示した第２の音源データ３のステレオ出力Ｄ１、
Ｄ２間にサウンド制御処理部８により上述した図１２に
示したサウンド制御処理部１２３の係数器１２４、１２
５および加算器１２６を用いてこの周波数特性を制御す
ることにより、所定の周波数特性の付加処理を施した出
力Ｓ１、Ｓ２を得ることができる。

【００２９】これにより、ヘッドホン７Ｌ、７Ｒは、右
音声出力信号Ｓ１、左音声出力信号Ｓ２により駆動され
て、第２の音源データ３による音響出力に対して周波数
特性を施すことができる。

【００３０】この場合、リアルタイムでの処理はサウン
ド制御処理部１２３における係数器１２４および係数器
１２５の２回の乗算と、加算器１２５の１回の加算のみ
であるので、演算量を大幅に低減することができる。

【００３１】次に、上述した本実施の形態による音響信
号処理装置において、入力部４からの指示による制御デ
ータ変換処理部９からの制御信号Ｃにより、所定のモジ
ュールに対して制御を行うミドルウエア処理部１０を用
いてサウンド制御処理部８においてサウンド制御処理の
一例として、ヘッドホンにおける音像定位情報を付加す
る場合を説明する。

【００３２】一般にヘッドホンによる再生音声の受聴に
おいて、音像をリスナの周囲の任意の位置に頭外定位さ
せる機能を以下に説明する。図１４は、ヘッドホン装置
の構成を示している。このヘッドホン装置は、受聴者の
頭外の任意の位置に音像を定位させるものである。この
ヘッドホン装置は、図１５に示すようにリスナＬがスピ
ーカＳから左右の伝達関数ＨＬ，ＬＲの再生音を聴取し
ているかのような状態をヘッドホンを使用して再現する
ものである。

【００３３】図１４に示すヘッドホン装置は、入力信号
Ｉ０が供給される端子１４１と、入力信号Ｉ０をデジタ
ル信号Ｉ１に変換するＡ／Ｄコンバータ１４２と、変換
されたデジタル信号Ｉ１に対してフィルタ処理を施す信
号処理装置１４３とを有している。

【００３４】図１４に示す信号処理装置１４３は、例え
ば図１６に示すように、端子１６３、デジタルフィルタ
１６１、１６２、端子１６４、１６５で構成され、図１
４に示す入力信号Ｉ１の入力側は図１６に示す端子１６
３に対応し、図１４に示す出力信号Ｓ１４１の出力側は
端子１６４に対応し、図１４に示す出力信号Ｓ１４２の
出力側は端子１６５に対応する。

【００３５】図１６に示すデジタルフィルタ１６１、１
６２は、それぞれ図１７に示すようにＦＩＲフィルタで
構成され、図１６に示す端子１６３は図１７に示す端子
１７４に対応し、図１６で示す１６４端子は図１７で示
す端子１７５に対応し、図１６で示す１６５端子は図１
７で示す同様の端子１７５に対応する。

【００３６】図１７において、ＦＩＲフィルタは、端子
１７４と、遅延器１７１−１〜１７１−ｎと、係数器１
７２−１〜１７２−ｎ＋１と、加算器１７３−１〜１７
３−ｎと、端子１７５とを有して構成される。

【００３７】これにより、図１６に示すデジタルフィル
タ１６１では、入力音声信号Ｉ０に対して伝達関数ＨＬ
を時間軸に変換したインパルス応答が畳み込み演算処理
された左音声出力信号Ｓ１４１が生成される。一方、図
１６に示すデジタルフィルタ１６２では、入力音声信号
Ｉ０に対して伝達関数ＨＲを時間軸に変換したインパル
ス応答が畳み込み演算処理された右音声出力信号Ｓ１４
２が生成される。

【００３８】また、図１４に戻って、ヘッドホン装置
は、信号処理装置１４３より出力される音声信号Ｓ１４
１、Ｓ１４２をそれぞれアナログ音声信号に変換するＤ
／Ａコンバータ１４４Ｌ、１４４Ｒと、アナログ音声信
号をそれぞれ増幅する増幅器１４５Ｌ、１４５Ｒと、増
幅された音声信号が供給されて音響再生を行うヘッドホ
ン１４６Ｌ、１４６Ｒとを有している。

【００３９】このように構成された図１４に示したヘッ
ドホン装置の動作を説明する。端子１４１に入力された
入力信号Ｉ０はＡ／Ｄコンバータ１４２でデジタル信号
に変換された後に信号処理装置１４３に供給される。信
号処理装置１４３内の図１６に示したデジタルフィルタ
１６１、１６２では、それぞれ入力信号Ｉ０に対して伝
達関数ＨＬ、ＨＲを時間軸に変換したインパルス応答が
畳み込み演算処理されて左音声出力信号Ｓ１４１、右音
声出力信号Ｓ１４２が生成される。

【００４０】そして、左音声出力信号Ｓ１４１、右音声
出力信号Ｓ１４２は、それぞれＤ／Ａコンバータ１４４
Ｌ、１４４Ｒでアナログ信号に変換され、さらに増幅器
１４５Ｌ、１４５Ｒで増幅された後にヘッドホン１４６
Ｌ、１４６Ｒに供給される。

【００４１】したがって、ヘッドホン１４６Ｌ、１４６
Ｒは、左音声出力信号Ｓ１４１、右音声出力信号Ｓ１４
２により駆動されて、入力信号Ｉ０による音像を頭外に
定位させることができる。つまり、リスナがヘッドホン
１４６Ｌ、１４６Ｒを頭部に装着するとき、図１５に示
すように頭外の任意の位置に伝達関数ＨＬ、ＨＲの再生
音声の音源Ｓがある状態が再現される。

【００４２】また、図１６のデジタルフィルタを構成す
る図１７に示す２個のＦＩＲフィルタの遅延器１７１−
１〜１７１−ｎを共通に使用して、図１８に示すように
してデジタルフィルタを構成するようにしても良い。図
１８において、２個のＦＩＲフィルタで構成されるデジ
タルフィルタは、端子１８６と、遅延器１８１−１〜１
８１−ｎと、係数器１８２−１〜１８２−ｎ＋１と、加
算器１８３−１〜１８３−ｎと、係数器１８４−１〜１
８４−ｎ＋１と、加算器１８５−１〜１８５−ｎと、端
子１８７、１８８とを有して構成される。

【００４３】また、図１４に示した信号処理装置１４３
は、図１９に示すように構成しても良い。図１９におい
て、他の信号処理装置は、端子１９５、１９６と、デジ
タルフィルタ１９１、１９２と、加算器１９３、１９４
と、端子１９７、１９８とを有して構成される。

【００４４】図１９において、複数の音源から例えば２
つの入力信号Ｉ１，Ｉ２が端子１９５、１９６にそれぞ
れ供給される場合には、一方のデジタルフィルタ１９１
の第１の出力と他方のデジタルフィルタ１９２の第１の
出力とを加算器１９３で加算して出力信号Ｓ１４１を
得、他方のデジタルフィルタ１９２の第２の出力と一方
のデジタルフィルタ１９１の第２の出力とを加算器１９
４で加算して出力信号Ｓ１４２を得るようにする。

【００４５】以上説明した原理から、実音源からのイン
パルス応答データを入力信号に畳み込み演算処理するこ
とにより、音源データをリスナの周囲の任意の位置に音
像を定位させることができる。

【００４６】図２に示したように、第１の音源データ１
に対して、予めユーティリティー・ソフトウエア２によ
りインパルス応答の畳み込み演算処理を施されることに
よりサウンド効果情報が付加されて、第２の音源データ
３が予め生成されて記録媒体上にファイル等のデータと
して保存されている。

【００４７】これにより、サウンド効果情報の付加処理
により、音像を定位させたい位置からリスナの両耳に至
るまでの２系統の伝達関数の畳み込み演算処理を行うこ
とにより、複数の音源位置の第２のステレオ音源データ
である出力信号Ｄ１、・・・ｎを得る。以下、同様に説
明を簡単にするため、第２のステレオ音源データを出力
信号Ｄ１、Ｄ２として説明する。

【００４８】次に、２系統の出力信号Ｄ１、Ｄ２はサウ
ンド制御加処理部８に入力される。リスナが入力部４に
より、サウンド効果を施すための入力情報を入力したと
き、制御データ変換処理部９は、入力情報をソフトウエ
ア上で使用するためのパラメータに変換し、このパラメ
ータに基づいて、サウンド制御加処理部８は第２のステ
レオ音源データＤ１、Ｄ２に対してサウンド制御処理が
施される。

【００４９】入力部４により例えばポインティングデバ
イスなどで入力される３次元の入力情報は、制御データ
変換処理部９により音源位置を示すデータ、例えば、
Ｘ，Ｙ，Ｚで示される直交座標、または極座標などのパ
ラメータ情報に変換される。また、入力部４によりプロ
グラムされた入力情報を入力するようにしても良い。

【００５０】図５に示すように、サウンド制御処理部５
０は、入力信号Ｄ１、Ｄ２に対して制御データ変換処理
部９からの制御信号Ｃｔにより時間差を付加して出力信
号Ｓｔを出力する時間差付加処理部５１と、入力信号Ｄ
１、Ｄ２に対して制御データ変換処理部９からの制御信
号Ｃｌによりレベル差を付加して出力信号Ｓｌを出力す
るレベル差付加処理部５２と、入力信号Ｄ１、Ｄ２に対
して制御データ変換処理部９からの制御信号Ｃｆにより
周波数特性を付加して出力信号Ｓｆを出力する周波数特
性付加処理部５３とを有するように構成することができ
る。

【００５１】なお、サウンド制御処理部５０は、時間差
付加処理部５１、レベル差付加処理部５２または周波数
特性付加処理部５３のいずれか一つを設けても良く、時
間差付加処理部５１およびレベル差付加処理部５２、レ
ベル差付加処理部５２および周波数特性付加処理部５
３、時間差付加処理部５１および周波数特性付加処理部
５３のいずれか二つを設けても良い。

【００５２】図５に示す端子５４は、図１に示す入力信
号Ｄ１、Ｄ２側が対応し、図５に示す端子５５は、図１
に示す出力信号Ｓ１、Ｓ２側が対応する。なお、入力信
号Ｄ１、Ｄ２は、前後、左右のデータが対称な特性とな
るデータで構成される場合には、図５に示すように入力
信号Ｄ１またはＤ２のうちの１個のデータを共通化して
使用し、サウンド制御処理部５０内部において対称な特
性の信号に対する処理をすることもできる。

【００５３】ここで、例えば、サウンド制御処理で変換
されたパラメータがリスナＬの正面方向からの音源Ｓの
変位角度データであり、サウンド制御処理が時間差付加
処理により構成される場合には、図６に示すように時間
差付加処理部により、図９に示す特性のように角度に対
する時間差特性を入力信号Ｄ１、Ｄ２に対して付加する
ことにより、任意の角度に音像を定位させることができ
る。

【００５４】ミドルウエア処理部１０のサウンド制御処
理部８は、第２の音源データ３からの入力信号Ｄ１、Ｄ
２に対してサウンド制御処理として例えば時間差付加処
理を施す。

【００５５】第２の音源データ３の出力信号Ｄ１、Ｄ２
はサウンド制御処理部８に入力される。時間差付加処理
部としてのサウンド制御処理部８の構成例を図６に示
す。図６の時間差付加処理部は、２系統の入力信号に対
して時間差を付加するものである。図６に示す時間差付
加処理部は、端子６５と、遅延器６１−１〜６１−ｎ
と、切り替えスイッチ６２と、端子６６と、端子６７
と、遅延器６３−１〜６３−ｎと、切り替えスイッチ６
４と、端子６８とを有して構成される。

【００５６】入力信号Ｄ１は端子６５に入力され、遅延
器６１−１〜６１−ｎに供給され、切り替えスイッチ６
２により選択された遅延器６１−１〜６１−ｎからの出
力に応じて、端子６６から出力される出力信号Ｓ１ｔは
入力信号Ｄ１に対して時間差が付加される。

【００５７】入力信号Ｄ２は端子６７に入力され、遅延
器６３−１〜６３−ｎに供給され、切り替えスイッチ６
４により選択された遅延器６３−１〜６３−ｎからの出
力に応じて、端子６８から出力される出力信号Ｓ２ｔは
入力信号Ｄ２に対して時間差が付加される。

【００５８】音源からリスナの両耳に至る信号はリスナ
の正面方向からの角度によって、図９に示すような時間
差を生じる。図９において、回転角０度は図１５に示す
リスナＬの正面に音源Ｓが位置する状態である。図９に
おいて、例えば、音源ＳがリスナＬに対して左方向に−
９０度回転すると、Ｔａに示すように右耳に到達する音
声は正面方向に対して到達時間が遅くなり、Ｔｂに示す
ように左耳に到達する音声は正面方向に対して到達時間
が早くなり、時間差が生じる。

【００５９】逆に、音源ＳがリスナＬに対して右方向に
＋９０度回転すると、Ｔａに示すように右耳に到達する
音声は正面方向に対して到達時間が早くなり、Ｔｂに示
すように左耳に到達する音声は正面方向に対して到達時
間が遅くなり、時間差が生じる。

【００６０】図１に戻って、入力部４からの入力指示に
よる制御データ変換処理部９からの制御信号Ｃ（Ｃｔ）
により、このような時間差を生じさせるように伝達関数
を畳み込んだデータを付加処理するために、図１に示し
た第２の音源データ３のステレオ出力Ｄ１、Ｄ２間にサ
ウンド制御処理部８によりこの時間差を付加することに
より、リスナの任意の音像定位位置を近似的に移動させ
た出力Ｓ１、Ｓ２を得ることができる。

【００６１】以上説明したように、図１に示した音響信
号処理装置により、予め所定の前置処理としてデジタル
フィルタによるインパルス応答の畳み込み演算処理を施
されて記録媒体上にファイル等のデータとして保存され
た第２の音源データ３に対して、サウンド制御処理部８
においてリアルタイムで信号処理することにより、音像
をリスナの任意の位置に近似的に移動させて定位させる
ことが可能となる。

【００６２】また、上述した説明では、サウンド制御処
理部８として、図６に示した時間差付加処理部を用いる
例を示したが、時間差付加処理部に対してレベル差付加
処理部をさらに加えて用いるようにしても良い。また、
時間差付加処理部に替えてレベル差付加処理部を用いる
ようにしても良い。

【００６３】ここで、例えば、サウンド制御処理で変換
されたパラメータがリスナＬの正面方向からの音源Ｓの
変位角度データであり、サウンド制御処理がレベル差付
加処理により構成される場合には、図７に示すようにレ
ベル差付加処理部により、図１０に示す特性のように角
度に対するレベル差特性を入力信号Ｄ１、Ｄ２に対して
付加することにより、任意の角度に音像を定位させるこ
とができる。

【００６４】レベル差付加処理部は、図７に示すように
構成することができる。図７において、レベル差付加処
理部は、端子７３と、係数器７１と、端子７４と、端子
７５と、係数器７２と、端子７６とを有して構成され
る。

【００６５】図７において、レベル差付加処理部は、入
力部４からの入力指示による制御データ変換処理部９か
らの制御信号Ｃ（Ｃｌ）により、端子７３に入力された
入力信号Ｄ１に対して係数器７１においてレベルを更新
することによりレベル差が付加された出力信号Ｓ１ｌが
端子７４に得られる。このようにして入力信号Ｄ１にレ
ベル差を付加することができる。

【００６６】また、レベル差付加処理部は、入力部４か
らの指示による制御データ変換処理部９からの制御信号
Ｃ（Ｃｌ）により、端子７５に入力された入力信号Ｄ２
に対して係数器７２においてレベルを更新することによ
りレベル差が付加された出力信号Ｓ２ｌが端子７６に得
られる。このようにして入力信号Ｄ２にレベル差を付加
することができる。

【００６７】図１５に示すように、音源ＳからリスナＬ
の両耳に至る信号は、０度で示すリスナＬの正面方向か
らの角度によって、図１０で示すようなレベル差を生じ
る。図１０において、回転角０度は図１５に示すリスナ
Ｌの正面に音源Ｓが位置する状態である。図１０におい
て、例えば、音源ＳがリスナＬに対して左方向に−９０
度回転すると、Ｌｂに示すように左耳に到達する音声は
正面方向に対してレベルが大きくなり、Ｌａに示すよう
に右耳に到達する音声は正面方向に対してレベルが小さ
くなり、レベル差が生じる。

【００６８】逆に、音源ＳがリスナＬに対して右方向に
＋９０度回転すると、Ｌｂに示すように左耳に到達する
音声は正面方向に対してレベルが小さくなり、Ｌａに示
すように右耳に到達する音声は正面方向に対してレベル
が大きくなり、レベル差が生じる。

【００６９】図１に戻って、入力部４からの指示による
制御データ変換処理部９からの制御信号Ｃ（Ｃｌ）によ
り、このようなレベル差を生じさせるように伝達関数を
畳み込んだデータを付加処理するために、図１に示した
第２の音源データ３のステレオ出力Ｄ１、Ｄ２間にサウ
ンド制御処理部８によりこのレベル差を付加することに
より、リスナの任意の音像定位位置を近似的に移動させ
た出力Ｓ１、Ｓ２を得ることができる。

【００７０】また、上述した説明では、サウンド制御処
理部８として、図７に示したレベル差付加処理部を用い
る例を示したが、時間差付加処理部に対してレベル差付
加処理部および周波数特性付加処理部をさらに加えて用
いるようにしても良い。また、レベル差付加処理部に替
えて周波数特性付加処理部を用いるようにしても良い。

【００７１】ここで、例えば、サウンド制御処理で変換
されたパラメータがリスナＬの正面方向からの音源Ｓの
変位角度データであり、サウンド制御処理が周波数特性
付加処理により構成される場合には、図８に示すように
周波数特性付加処理部により、図１１に示す特性のよう
に角度に対する周波数特性を入力信号Ｄ１、Ｄ２に対し
て付加することにより、任意の角度に音像を定位させる
ことができる。

【００７２】周波数特性付加処理部は、図８に示すよう
に構成することができる。図８において、周波数特性付
加処理部は、端子８５と、フィルタ８１と、係数器８２
と、端子８６と、端子８７と、フィルタ８３と、係数器
８４と、端子８８とを有して構成される。

【００７３】図８において、周波数特性付加処理部は、
入力部４からの指示による制御データ変換処理部８から
の制御信号Ｃ（Ｃｆ）により、端子８５に入力された入
力信号Ｄ１に対してフィルタ８１により通過処理された
所定の周波数帯域のみ係数器８２においてレベルを更新
することにより所定の周波数帯域のみレベル差が付加さ
れた出力信号Ｓ１ｆが端子８６に得られる。このように
して入力信号Ｄ１に所定の周波数帯域のみレベル差を付
加することができる。

【００７４】また、レベル差付加処理部は、入力部４か
らの指示による制御データ変換処理部８からの制御信号
Ｃ（Ｃｆ）により、端子８７に入力された入力信号Ｄ２
に対してフィルタ８３により通過処理された所定の周波
数帯域のみ係数器８４においてレベルを更新することに
より所定の周波数帯域のみレベル差が付加された出力信
号Ｓ２ｆが端子８８に得られる。このようにして入力信
号Ｄ２に所定の周波数帯域のみレベル差を付加すること
ができる。

【００７５】図１５に示すように、音源ＳからリスナＬ
の両耳に至る信号は、０度で示すリスナＬの正面方向か
らの角度によって、周波数帯域によって図１１で示すよ
うなレベル差を生じる。図１１において、回転角０度は
図１５に示すリスナＬの正面に音源Ｓが位置する状態で
ある。図１５において、例えば、音源ＳがリスナＬに対
して左方向に−９０度回転すると、ｆａに示すように左
耳に到達する音声は正面方向に対してレベルが大きくな
り、ｆｂに示すように右耳に到達する音声は正面方向に
対してレベルが小さくなり、特に高周波数帯域において
レベル差が生じる。

【００７６】逆に、音源ＳがリスナＬに対して右方向に
＋９０度回転すると、ｆｂに示すように左耳に到達する
音声は正面方向に対してレベルが小さくなり、ｆａに示
すように右耳に到達する音声は正面方向に対してレベル
が大きくなり、特に高周波数帯域においてレベル差が生
じる。

【００７７】図１に戻って、入力部４からの指示による
制御データ変換処理部９からの制御信号Ｃ（Ｃｆ）によ
り、このようなレベル差を生じさせるように伝達関数を
畳み込んだデータを付加処理するために、図１に示した
第２の音源データ３のステレオ出力Ｄ１、Ｄ２間にサウ
ンド制御処理部８によりこの所定の周波数帯域のみレベ
ル差を付加することにより、リスナの任意の音像定位位
置を近似的に移動させた出力Ｓ１、Ｓ２を得ることがで
きる。

【００７８】このように、時間差付加処理部、レベル差
付加処理部、周波数特性付加処理部は同時に使用するこ
とも可能であり、図５に示したサウンド制御処理部５０
においてカスケード接続して使用すればさらに品質の良
い音像移動を実現することができる。

【００７９】また、音源データに対して目的とするサウ
ンド制御処理を任意に付加することにより音像定位をさ
らに改善することもできる。

【００８０】

【発明の効果】この発明の音響信号処理装置は、音響再
生手段により音響を受聴する際に、第１の音源データが
ファイルデータとして供給され、この第１の音源データ
に対して所定の信号処理を施した後に再生することによ
り、入力手段により提供された情報に基づく音響効果処
理が施されるようにする音響信号処理装置において、上
記第１の音源データに対して所定のソフトウエアにより
予め所定の音響効果を付加するように前置信号処理が施
された第２の音源データを格納する第２の音源データ格
納部と、上記第２の音源データを上記第２の音源データ
格納部から読み出して上記音響再生手段により再生する
ときに、所定のモジュールに対して制御を行うミドルウ
エアにより上記入力手段からの制御情報に基づく音響制
御処理を上記第２の音源データに施す音響制御処理手段
とを備え、上記第２の音源データによる再生出力信号に
対して音響効果を制御するようにしたので、サウンド制
御処理を行うサウンド・ミドルウエアを提供する際に、
第１の音源データに対してサウンド効果情報を付加して
第２の音源データを生成するユーティリティー・ソフト
ウエアと、その第２の音源データを実際にゲーム・ソフ
トウエアあるいはパーソナルコンピュータ上で使用する
ためのミドルウエアとを一組にして提供することができ
るので、サウンド・ミドルウエアのみを提供する場合に
比べて、サウンド効果を得るために必要な処理を固定分
信号処理部と変化分信号処理部とに分割して、変化分信
号処理部におけるリアルタイムの演算処理を極端に低減
することができ、従って、ゲーム機の演算処理部やパー
ソナルコンピュータの演算処理部が実際にサウンド・ミ
ドルウエアを使用する際に演算処理部における演算処理
を大幅に低減することができるという効果を奏する。

【００８１】また、この発明の音響信号処理装置は、上
述において、上記第２の音源データ格納部は、上記第１
の音源データに対して残響効果を付加した第２の音源デ
ータを格納し、上記音響制御処理手段は、第２の音源デ
ータによる再生出力信号に対する残響制御処理を行うの
で、予め残響効果が施された第２の音源データに対して
少ない演算処理で残響効果の制御処理を実行することが
できるという効果を奏する。

【００８２】また、この発明の音響信号処理装置は、上
述において、上記第２の音源データ格納部は、上記第１
の音源データに対して周波数特性を付加した第２の音源
データを格納し、上記音響制御処理手段は、第２の音源
データによる再生出力信号に対する周波数特性制御処理
を行うので、予め周波数特性付加処理が施された第２の
音源データに対して少ない演算処理で周波数特性の制御
処理を実行することができるという効果を奏する。

【００８３】また、この発明の音響信号処理装置は、上
述において、上記第２の音源データ格納部は、上記第１
の音源データに対してインパルス応答の畳み込み演算処
理を施した第２の音源データを格納し、上記音響制御処
理手段は、第２の音源データによる再生出力信号に対す
る音像定位制御処理を行うので、予めインパルス応答の
畳み込み演算処理が施された第２の音源データに対して
少ない演算処理で音像定位位置の制御処理を実行するこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態による音響信号処理装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】第２の音源データ生成部の構成例を示す図であ
る。

【図３】ミドルウエア処理部の構成例を示す図である。

【図４】他のミドルウエア処理部の構成例を示す図であ
る。

【図５】サウンド制御処理部の構成例を示す図である。

【図６】時間差付加処理部の構成例を示す図である。

【図７】レベル差付加処理部の構成例を示す図である。

【図８】周波数特性付加処理部の構成例を示す図であ
る。

【図９】頭部回転角と時間差との特性を示す図である。

【図１０】頭部回転角とレベル差との特性を示す図であ
る。

【図１１】頭部回転角と周波数との特性を示す図であ
る。

【図１２】残響付加処理部の構成例を示す図である。

【図１３】固定分信号処理部と変化分信号処理部を示す
図である。

【図１４】ヘッドホン装置の構成を示す図である。

【図１５】頭外音像定位型ヘッドホン装置の原理を示す
図である。

【図１６】信号処理装置を示す図である。

【図１７】ＦＩＲフィルタの構成例を示す図である。

【図１８】デジタルフィルタの構成例を示す図である。

【図１９】他の信号処理装置を示す図である。

【図２０】従来の残響付加処理を示す図である。

【図２１】従来の音像定位処理を示す図である。

【符号の説明】

１……第１の音源データ、２……ユーティリティーソフ
ト、３……第２の音源データ、４……入力部、５Ｒ，５
Ｌ……Ｄ／Ａ変換器、６Ｒ，６Ｌ……増幅器、７Ｒ，７
Ｌ……ヘッドホン、８……サウンド制御処理部、９……
制御データ変換処理部、１０……ミドルウエア処理部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音響再生手段により音響を受聴する際
   に、第１の音源データがファイルデータとして供給さ
   れ、この第１の音源データに対して所定の信号処理を施
   した後に再生することにより、入力手段により提供され
   た情報に基づく音響効果処理が施されるようにする音響
   信号処理装置において、 上記第１の音源データに対して所定のソフトウエアによ
   り予め所定の音響効果を付加するように前置信号処理が
   施された第２の音源データを格納する第２の音源データ
   格納部と、 上記第２の音源データを上記第２の音源データ格納部か
   ら読み出して上記音響再生手段により再生するときに、
   所定のモジュールに対して制御を行うミドルウエアによ
   り上記入力手段からの制御情報に基づく音響制御処理を
   上記第２の音源データに施す音響制御処理手段とを備
   え、上記第２の音源データによる再生出力信号に対して
   音響効果を制御するようにしたことを特徴とする音響信
   号処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の音響信号処理装置におい
   て、 上記第２の音源データ格納部は、上記第１の音源データ
   に対して残響効果を付加した第２の音源データを格納
   し、上記音響制御処理手段は、上記第２の音源データに
   よる再生出力信号に対する残響制御処理を行うことを特
   徴とする音響信号処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の音響信号処理装置におい
   て、 上記第２の音源データ格納部は、上記第１の音源データ
   に対して周波数特性を付加した第２の音源データを格納
   し、上記音響制御処理手段は、上記第２の音源データに
   よる再生出力信号に対する周波数特性制御処理を行うこ
   とを特徴とする音響信号処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の音響信号処理装置におい
   て、 上記第２の音源データ格納部は、上記第１の音源データ
   に対してインパルス応答の畳み込み演算処理を施した第
   ２の音源データを格納し、上記音響制御処理手段は、上
   記第２の音源データによる再生出力信号に対する音像定
   位制御処理を行うことを特徴とする音響信号処理装置。