JP2003274493A - 音声再生装置 - Google Patents
音声再生装置Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S1/00—Two-channel systems
- H04S1/002—Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
- H04S1/005—For headphones
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 音像定位用の信号処理部の回路規模や演算量
を抑制しても、リスナ頭外またはリスナ周辺の任意の位
置に明瞭に音像を定位させることができるようにする。 【解決手段】 フィルタ２１ＬＬ，２１ＬＲで音声信号
Ｄｌに、定位させる左側の音源の位置からリスナの左右
の耳に至る伝達関数ＨＬＬ，ＨＬＲに相当するインパル
ス応答を畳み込み、フィルタ２１ＲＬ，２１ＲＲで音声
信号Ｄｒに、定位させる右側の音源の位置からリスナの
左右の耳に至る伝達関数ＨＲＬ，ＨＲＲに相当するイン
パルス応答を畳み込む。フィルタ３３ＬＬ，３３ＬＲで
音声信号Ｄｌの低域成分を抽出し、フィルタ３３ＲＬ，
３３ＲＲで音声信号Ｄｒの低域成分を抽出する。フィル
タ２１ＬＬ，２１ＲＬおよび３３ＬＬ，３３ＲＬの出力
信号を加算し、フィルタ２１ＬＲ，２１ＲＲおよび３３
ＬＲ，３３ＲＲの出力信号を加算する。
を抑制しても、リスナ頭外またはリスナ周辺の任意の位
置に明瞭に音像を定位させることができるようにする。 【解決手段】 フィルタ２１ＬＬ，２１ＬＲで音声信号
Ｄｌに、定位させる左側の音源の位置からリスナの左右
の耳に至る伝達関数ＨＬＬ，ＨＬＲに相当するインパル
ス応答を畳み込み、フィルタ２１ＲＬ，２１ＲＲで音声
信号Ｄｒに、定位させる右側の音源の位置からリスナの
左右の耳に至る伝達関数ＨＲＬ，ＨＲＲに相当するイン
パルス応答を畳み込む。フィルタ３３ＬＬ，３３ＬＲで
音声信号Ｄｌの低域成分を抽出し、フィルタ３３ＲＬ，
３３ＲＲで音声信号Ｄｒの低域成分を抽出する。フィル
タ２１ＬＬ，２１ＲＬおよび３３ＬＬ，３３ＲＬの出力
信号を加算し、フィルタ２１ＬＲ，２１ＲＲおよび３３
ＬＲ，３３ＲＲの出力信号を加算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、リスナ頭外また
はリスナ周辺の任意の位置に音像を定位させて、ヘッド
ホンまたはスピーカによって音声を再生する装置に関す
る。
はリスナ周辺の任意の位置に音像を定位させて、ヘッド
ホンまたはスピーカによって音声を再生する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近時、映画などの映像に伴う音声として
は、多チャンネルの音声信号が多く用いられ、映像が表
示されるスクリーンやディスプレイの両側およびセンタ
ーに置かれたスピーカ、およびリスナの後方または両横
に置かれたスピーカなどによって再生されることを想定
して記録されている。これによって、映像中の音源と実
際に聞こえてくる音像位置が一致するとともに、自然な
広がりを持った音場が得られる。
は、多チャンネルの音声信号が多く用いられ、映像が表
示されるスクリーンやディスプレイの両側およびセンタ
ーに置かれたスピーカ、およびリスナの後方または両横
に置かれたスピーカなどによって再生されることを想定
して記録されている。これによって、映像中の音源と実
際に聞こえてくる音像位置が一致するとともに、自然な
広がりを持った音場が得られる。
【０００３】しかし、このような音声をヘッドホンによ
って再生する場合、入力音声信号による音像はリスナの
頭の中に定位し、映像位置と音像定位位置が一致せず、
きわめて不自然な音像定位となるとともに、各チャンネ
ルの音声信号の音像定位位置を分離独立させることがで
きない。
って再生する場合、入力音声信号による音像はリスナの
頭の中に定位し、映像位置と音像定位位置が一致せず、
きわめて不自然な音像定位となるとともに、各チャンネ
ルの音声信号の音像定位位置を分離独立させることがで
きない。
【０００４】楽音などの多チャンネルの音声のみを観賞
する場合も同様で、ヘッドホンによって再生する場合に
は、スピーカによって再生する場合と異なり、音が頭の
中から聞こえ、多チャンネルの音声信号の音像定位位置
が分離せず、きわめて不自然な音場再生となる。
する場合も同様で、ヘッドホンによって再生する場合に
は、スピーカによって再生する場合と異なり、音が頭の
中から聞こえ、多チャンネルの音声信号の音像定位位置
が分離せず、きわめて不自然な音場再生となる。
【０００５】そこで、ヘッドホンによって音声を再生す
る場合に、リスナ頭外の任意の位置に音像を定位させ
て、その位置にスピーカが配置されている場合と同等の
音場が得られるようにすることが考えられている。
る場合に、リスナ頭外の任意の位置に音像を定位させ
て、その位置にスピーカが配置されている場合と同等の
音場が得られるようにすることが考えられている。
【０００６】図２２は、その原理を示し、ステレオの２
チャンネルの音声を、それぞれの音像をリスナ頭外の任
意の位置、例えばリスナ前方の正中面に対して対称な左
右の位置に定位させて、ヘッドホンによって再生する場
合である。
チャンネルの音声を、それぞれの音像をリスナ頭外の任
意の位置、例えばリスナ前方の正中面に対して対称な左
右の位置に定位させて、ヘッドホンによって再生する場
合である。
【０００７】この場合、あらかじめ、定位させる音源５
Ｌおよび５Ｒの位置に左右のスピーカを配置して、これ
から出力された左右の音声をリスナ１の左右の耳１Ｌお
よび１Ｒの位置で測定することによって、または計算に
よって、音源５Ｌからリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１
Ｒに至る伝達関数ＨＬＬおよびＨＬＲ、および音源５Ｒ
からリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る伝達関数
ＨＲＬおよびＨＲＲを求めておく。
Ｌおよび５Ｒの位置に左右のスピーカを配置して、これ
から出力された左右の音声をリスナ１の左右の耳１Ｌお
よび１Ｒの位置で測定することによって、または計算に
よって、音源５Ｌからリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１
Ｒに至る伝達関数ＨＬＬおよびＨＬＲ、および音源５Ｒ
からリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る伝達関数
ＨＲＬおよびＨＲＲを求めておく。
【０００８】図２４は、図２２の場合の、従来の音声再
生装置を示し、端子１１Ｌおよび１１Ｒに得られる、図
２２の音源５Ｌおよび５Ｒの信号に相当する左右のアナ
ログ音声信号ＡｌおよびＡｒが、Ａ／Ｄコンバータ１２
Ｌおよび１２Ｒでデジタル音声信号ＤｌおよびＤｒに変
換され、一方のデジタル音声信号Ｄｌが、デジタルフィ
ルタ２１ＬＬおよび２１ＬＲに供給され、他方のデジタ
ル音声信号Ｄｒが、デジタルフィルタ２１ＲＬおよび２
１ＲＲに供給される。
生装置を示し、端子１１Ｌおよび１１Ｒに得られる、図
２２の音源５Ｌおよび５Ｒの信号に相当する左右のアナ
ログ音声信号ＡｌおよびＡｒが、Ａ／Ｄコンバータ１２
Ｌおよび１２Ｒでデジタル音声信号ＤｌおよびＤｒに変
換され、一方のデジタル音声信号Ｄｌが、デジタルフィ
ルタ２１ＬＬおよび２１ＬＲに供給され、他方のデジタ
ル音声信号Ｄｒが、デジタルフィルタ２１ＲＬおよび２
１ＲＲに供給される。
【０００９】デジタルフィルタ２１ＬＬおよび２１ＬＲ
は、それぞれデジタル音声信号Ｄｌに、上記の伝達関数
ＨＬＬおよびＨＬＲを時間軸上に変換したインパルス応
答を畳み込むものであり、デジタルフィルタ２１ＲＬお
よび２１ＲＲは、それぞれデジタル音声信号Ｄｒに、上
記の伝達関数ＨＲＬおよびＨＲＲを時間軸上に変換した
インパルス応答を畳み込むものである。
は、それぞれデジタル音声信号Ｄｌに、上記の伝達関数
ＨＬＬおよびＨＬＲを時間軸上に変換したインパルス応
答を畳み込むものであり、デジタルフィルタ２１ＲＬお
よび２１ＲＲは、それぞれデジタル音声信号Ｄｒに、上
記の伝達関数ＨＲＬおよびＨＲＲを時間軸上に変換した
インパルス応答を畳み込むものである。
【００１０】そして、加算回路２２Ｌで、デジタルフィ
ルタ２１ＬＬおよび２１ＲＬの出力信号ＤＬＬおよびＤ
ＲＬが加算され、加算回路２２Ｒで、デジタルフィルタ
２１ＬＲおよび２１ＲＲの出力信号ＤＬＲおよびＤＲＲ
が加算され、加算回路２２Ｌおよび２２Ｒの出力のデジ
タル音声信号ＤＬおよびＤＲが、Ｄ／Ａコンバータ１３
Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信号に変換され、その２
系統のアナログ音声信号が、音声増幅回路１４Ｌおよび
１４Ｒで増幅されて、ヘッドホン３の左右の音響変換器
３Ｌおよび３Ｒに供給される。
ルタ２１ＬＬおよび２１ＲＬの出力信号ＤＬＬおよびＤ
ＲＬが加算され、加算回路２２Ｒで、デジタルフィルタ
２１ＬＲおよび２１ＲＲの出力信号ＤＬＲおよびＤＲＲ
が加算され、加算回路２２Ｌおよび２２Ｒの出力のデジ
タル音声信号ＤＬおよびＤＲが、Ｄ／Ａコンバータ１３
Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信号に変換され、その２
系統のアナログ音声信号が、音声増幅回路１４Ｌおよび
１４Ｒで増幅されて、ヘッドホン３の左右の音響変換器
３Ｌおよび３Ｒに供給される。
【００１１】したがって、図２４の音声再生装置では、
伝達関数ＨＬＬおよびＨＬＲが、デジタルフィルタ２１
ＬＬおよび２１ＬＲの系で実現され、伝達関数ＨＲＬお
よびＨＲＲが、デジタルフィルタ２１ＲＬおよび２１Ｒ
Ｒの系で実現されて、左右の入力音声信号ＤｌおよびＤ
ｒによる音像が、音源５Ｌおよび５Ｒの位置に定位す
る。
伝達関数ＨＬＬおよびＨＬＲが、デジタルフィルタ２１
ＬＬおよび２１ＬＲの系で実現され、伝達関数ＨＲＬお
よびＨＲＲが、デジタルフィルタ２１ＲＬおよび２１Ｒ
Ｒの系で実現されて、左右の入力音声信号ＤｌおよびＤ
ｒによる音像が、音源５Ｌおよび５Ｒの位置に定位す
る。
【００１２】一方、スピーカによって音声を再生する場
合には、スピーカレイアウトの制約があり、多チャンネ
ルの音声を再生する多数のスピーカをリスニングルーム
に設置できるリスナは限られるという問題がある。
合には、スピーカレイアウトの制約があり、多チャンネ
ルの音声を再生する多数のスピーカをリスニングルーム
に設置できるリスナは限られるという問題がある。
【００１３】そこで、スピーカによって音声を再生する
場合に、少ないスピーカで、例えば２個のスピーカで、
多チャンネルの入力音声信号による多数の音像を、リス
ナ周辺の任意の位置に定位させることが考えられてい
る。
場合に、少ないスピーカで、例えば２個のスピーカで、
多チャンネルの入力音声信号による多数の音像を、リス
ナ周辺の任意の位置に定位させることが考えられてい
る。
【００１４】図２３は、その原理を示し、リスナ前方の
正中面に対して対称な左右の位置にスピーカ６Ｌおよび
６Ｒを配置し、入力音声信号ＳＯの音像をリスナ周辺の
任意の位置、例えば音源７で示す左後方位置に定位させ
る場合である。
正中面に対して対称な左右の位置にスピーカ６Ｌおよび
６Ｒを配置し、入力音声信号ＳＯの音像をリスナ周辺の
任意の位置、例えば音源７で示す左後方位置に定位させ
る場合である。
【００１５】この場合、音源７の信号である入力音声信
号ＳＯと、スピーカ６Ｌおよび６Ｒの駆動信号ＳＬおよ
びＳＲとの関係は、 ＳＬ＝ＨＬ×ＳＯ …（１ａ） ＳＲ＝ＨＲ×ＳＯ …（２ａ） で表される。
号ＳＯと、スピーカ６Ｌおよび６Ｒの駆動信号ＳＬおよ
びＳＲとの関係は、 ＳＬ＝ＨＬ×ＳＯ …（１ａ） ＳＲ＝ＨＲ×ＳＯ …（２ａ） で表される。
【００１６】ＨＬおよびＨＲは、それぞれ、スピーカ６
Ｌからリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る伝達関
数ＨＬＬおよびＨＬＲ、スピーカ６Ｒからリスナ１の左
右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る伝達関数ＨＲＬおよびＨＲ
Ｒ、および音源７からリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１
Ｒに至る伝達関数ＨＯＬおよびＨＯＲの関数として、図
２３の式（１）および（２）中の信号ＳＯに乗じられる
項で表される伝達関数で、スピーカ６Ｌ，６Ｒ間のクロ
ストークをキャンセルするように考慮されたものであ
る。伝達関数ＨＬＬ，ＨＬＲ，ＨＲＬ，ＨＲＲ，ＨＯ
Ｌ，ＨＯＲは、あらかじめ、実測または計算によって求
めておく。
Ｌからリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る伝達関
数ＨＬＬおよびＨＬＲ、スピーカ６Ｒからリスナ１の左
右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る伝達関数ＨＲＬおよびＨＲ
Ｒ、および音源７からリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１
Ｒに至る伝達関数ＨＯＬおよびＨＯＲの関数として、図
２３の式（１）および（２）中の信号ＳＯに乗じられる
項で表される伝達関数で、スピーカ６Ｌ，６Ｒ間のクロ
ストークをキャンセルするように考慮されたものであ
る。伝達関数ＨＬＬ，ＨＬＲ，ＨＲＬ，ＨＲＲ，ＨＯ
Ｌ，ＨＯＲは、あらかじめ、実測または計算によって求
めておく。
【００１７】図２５は、図２３の場合の、従来の音声再
生装置を示し、端子１１に得られるアナログ音声信号Ａ
ｉが、Ａ／Ｄコンバータ１２でデジタル音声信号Ｄｉに
変換され、そのデジタル音声信号Ｄｉが、デジタルフィ
ルタ２１Ｌおよび２１Ｒに供給される。
生装置を示し、端子１１に得られるアナログ音声信号Ａ
ｉが、Ａ／Ｄコンバータ１２でデジタル音声信号Ｄｉに
変換され、そのデジタル音声信号Ｄｉが、デジタルフィ
ルタ２１Ｌおよび２１Ｒに供給される。
【００１８】デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒは、
それぞれデジタル音声信号Ｄｉに、上記の伝達関数ＨＬ
およびＨＲを時間軸上に変換したインパルス応答を畳み
込むものである。
それぞれデジタル音声信号Ｄｉに、上記の伝達関数ＨＬ
およびＨＲを時間軸上に変換したインパルス応答を畳み
込むものである。
【００１９】そして、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２
１Ｒの出力のデジタル音声信号ＤＨＬおよびＤＨＲが、
Ｄ／Ａコンバータ１３Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信
号に変換され、その２系統のアナログ音声信号が、音声
増幅回路１４Ｌおよび１４Ｒで増幅されて、上記のスピ
ーカ６Ｌおよび６Ｒに供給される。
１Ｒの出力のデジタル音声信号ＤＨＬおよびＤＨＲが、
Ｄ／Ａコンバータ１３Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信
号に変換され、その２系統のアナログ音声信号が、音声
増幅回路１４Ｌおよび１４Ｒで増幅されて、上記のスピ
ーカ６Ｌおよび６Ｒに供給される。
【００２０】したがって、図２５の音声再生装置では、
伝達関数ＨＬおよびＨＲが、デジタルフィルタ２１Ｌお
よび２１Ｒの系で実現されて、入力音声信号ＳＯ（Ｄ
ｉ）による音像が、音源７の位置に定位する。
伝達関数ＨＬおよびＨＲが、デジタルフィルタ２１Ｌお
よび２１Ｒの系で実現されて、入力音声信号ＳＯ（Ｄ
ｉ）による音像が、音源７の位置に定位する。
【００２１】図２５は、１チャンネルの音声信号の音像
を一つの音源位置に定位させる場合であるが、図２５の
ような２個のデジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒから
なる音像定位用の信号処理部を、多チャンネルの音声信
号に対して設けることによって、２個のスピーカ６Ｌお
よび６Ｒで、多チャンネルの音声信号による多数の音像
を、リスナ周辺の任意の位置に定位させることができ
る。
を一つの音源位置に定位させる場合であるが、図２５の
ような２個のデジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒから
なる音像定位用の信号処理部を、多チャンネルの音声信
号に対して設けることによって、２個のスピーカ６Ｌお
よび６Ｒで、多チャンネルの音声信号による多数の音像
を、リスナ周辺の任意の位置に定位させることができ
る。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】図２４または図２５の
従来の音声再生装置では、デジタルフィルタ２１ＬＬ，
２１ＬＲ，２１ＲＬ,２１ＲＲまたは２１Ｌ,２１Ｒは、
それぞれ伝達関数ＨＬＬ,ＨＬＲ,ＨＲＬ,ＨＲＲまたは
ＨＬ,ＨＲを時間軸上に変換した、それぞれ図２に示す
ようなインパルス応答を畳み込むものであり、例えば、
それぞれ図３に示すようなＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍ
ｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタによって構成
される。
従来の音声再生装置では、デジタルフィルタ２１ＬＬ，
２１ＬＲ，２１ＲＬ,２１ＲＲまたは２１Ｌ,２１Ｒは、
それぞれ伝達関数ＨＬＬ,ＨＬＲ,ＨＲＬ,ＨＲＲまたは
ＨＬ,ＨＲを時間軸上に変換した、それぞれ図２に示す
ようなインパルス応答を畳み込むものであり、例えば、
それぞれ図３に示すようなＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍ
ｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタによって構成
される。
【００２３】すなわち、この場合、入力音声信号Ｄｉ
（Ｄｌ，Ｄｒ）が、そのサンプリング周期τの遅延時間
の、多段接続された遅延回路５１によって順次遅延さ
れ、各乗算回路５２で、入力音声信号Ｄｉ（Ｄｌ，Ｄ
ｒ）および各遅延回路５１の出力信号に係数が乗じら
れ、各加算回路５３で、各乗算回路５２の出力信号が順
次加算されて、フィルタリング後の出力音声信号ＤＨＬ
（ＤＬＬまたはＤＬＲ）またはＤＨＲ（ＤＲＬまたはＤ
ＲＲ）が得られる。
（Ｄｌ，Ｄｒ）が、そのサンプリング周期τの遅延時間
の、多段接続された遅延回路５１によって順次遅延さ
れ、各乗算回路５２で、入力音声信号Ｄｉ（Ｄｌ，Ｄ
ｒ）および各遅延回路５１の出力信号に係数が乗じら
れ、各加算回路５３で、各乗算回路５２の出力信号が順
次加算されて、フィルタリング後の出力音声信号ＤＨＬ
（ＤＬＬまたはＤＬＲ）またはＤＨＲ（ＤＲＬまたはＤ
ＲＲ）が得られる。
【００２４】また、デジタルフィルタ２１ＬＬおよび２
１ＬＲ、デジタルフィルタ２１ＲＬおよび２１ＲＲ、ま
たはデジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒは、図４に示
すように、遅延回路５１が共用されて、一方のデジタル
フィルタを構成する乗算回路５２および加算回路５３
と、他方のデジタルフィルタを構成する乗算回路５４お
よび加算回路５５とが設けられた構成とすることもでき
る。
１ＬＲ、デジタルフィルタ２１ＲＬおよび２１ＲＲ、ま
たはデジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒは、図４に示
すように、遅延回路５１が共用されて、一方のデジタル
フィルタを構成する乗算回路５２および加算回路５３
と、他方のデジタルフィルタを構成する乗算回路５４お
よび加算回路５５とが設けられた構成とすることもでき
る。
【００２５】しかし、この場合、各チャンネルの入力音
声信号につき、図２のようなインパルス応答を十分に長
くしないと、特に数１００Ｈｚ以下の低域周波数での再
現性が劣化し、低域において明瞭な音像定位感が得られ
なくなる。
声信号につき、図２のようなインパルス応答を十分に長
くしないと、特に数１００Ｈｚ以下の低域周波数での再
現性が劣化し、低域において明瞭な音像定位感が得られ
なくなる。
【００２６】インパルス応答の畳み込み用のデジタルフ
ィルタの次数（タップ数）を多くすれば、例えば、図３
または図４のようなＦＩＲフィルタの遅延回路５１の段
数を多くすれば、インパルス応答を長くすることができ
る。
ィルタの次数（タップ数）を多くすれば、例えば、図３
または図４のようなＦＩＲフィルタの遅延回路５１の段
数を多くすれば、インパルス応答を長くすることができ
る。
【００２７】しかし、そうすると、音像定位用の信号処
理部をハードウェア回路によって構成する場合には、回
路規模が膨大となり、音像定位用の信号処理部をＤＳＰ
（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏ
ｒ）のようにソフトウェア（プログラム）を含むものと
して構成する場合には、演算量が莫大となる問題があ
る。
理部をハードウェア回路によって構成する場合には、回
路規模が膨大となり、音像定位用の信号処理部をＤＳＰ
（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏ
ｒ）のようにソフトウェア（プログラム）を含むものと
して構成する場合には、演算量が莫大となる問題があ
る。
【００２８】そこで、この発明は、音像定位用の信号処
理部の回路規模や演算量を抑制しても、リスナ頭外また
はリスナ周辺の任意の位置に明瞭に音像を定位させるこ
とができるようにしたものである。
理部の回路規模や演算量を抑制しても、リスナ頭外また
はリスナ周辺の任意の位置に明瞭に音像を定位させるこ
とができるようにしたものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】この発明の音声再生装置
は、入力音声信号に、その音像を定位させる位置からリ
スナの左耳に至る伝達関数を時間軸上に変換したインパ
ルス応答を畳み込む第１のフィルタ手段と、前記入力音
声信号に、その音像を定位させる位置からリスナの右耳
に至る伝達関数を時間軸上に変換したインパルス応答を
畳み込む第２のフィルタ手段と、前記入力音声信号の低
域成分を抽出する第３のフィルタ手段と、前記第１のフ
ィルタ手段の出力信号に前記第３のフィルタ手段の出力
信号を加算して、第１の出力音声信号を得る第１の加算
手段と、前記第２のフィルタ手段の出力信号に前記第３
のフィルタ手段の出力信号を加算して、第２の出力音声
信号を得る第２の加算手段と、を備えるものとする。
は、入力音声信号に、その音像を定位させる位置からリ
スナの左耳に至る伝達関数を時間軸上に変換したインパ
ルス応答を畳み込む第１のフィルタ手段と、前記入力音
声信号に、その音像を定位させる位置からリスナの右耳
に至る伝達関数を時間軸上に変換したインパルス応答を
畳み込む第２のフィルタ手段と、前記入力音声信号の低
域成分を抽出する第３のフィルタ手段と、前記第１のフ
ィルタ手段の出力信号に前記第３のフィルタ手段の出力
信号を加算して、第１の出力音声信号を得る第１の加算
手段と、前記第２のフィルタ手段の出力信号に前記第３
のフィルタ手段の出力信号を加算して、第２の出力音声
信号を得る第２の加算手段と、を備えるものとする。
【００３０】上記のように構成した、この発明の音声再
生装置では、第３のフィルタ手段の出力信号である、入
力音声信号の低域成分が、それぞれ第１および第２のフ
ィルタ手段の出力信号に加算されることによって、第１
および第２のフィルタ手段によるインパルス応答の周波
数特性における低域周波数でのレベル差が僅少となっ
て、低域において明瞭な音像定位感が得られるようにな
る。
生装置では、第３のフィルタ手段の出力信号である、入
力音声信号の低域成分が、それぞれ第１および第２のフ
ィルタ手段の出力信号に加算されることによって、第１
および第２のフィルタ手段によるインパルス応答の周波
数特性における低域周波数でのレベル差が僅少となっ
て、低域において明瞭な音像定位感が得られるようにな
る。
【００３１】
【発明の実施の形態】〔第１の実施形態：図１〜図１
１〕第１の実施形態として、入力音声信号の低域成分を
抽出して、インパルス応答の出力の音声信号に加算する
例を示す。
１〕第１の実施形態として、入力音声信号の低域成分を
抽出して、インパルス応答の出力の音声信号に加算する
例を示す。
【００３２】（ヘッドホンによるモノラル再生の場合：
図１〜図９）図１は、図２１に示すように、１チャンネ
ルの音声を、その音像をリスナ頭外の任意の位置、例え
ばリスナ前方の正中面上の位置に定位させて、ヘッドホ
ンによって再生する場合の、第１の実施形態の一例を示
す。
図１〜図９）図１は、図２１に示すように、１チャンネ
ルの音声を、その音像をリスナ頭外の任意の位置、例え
ばリスナ前方の正中面上の位置に定位させて、ヘッドホ
ンによって再生する場合の、第１の実施形態の一例を示
す。
【００３３】この場合、あらかじめ、定位させる音源５
の位置からリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る伝
達関数ＨＬおよびＨＲを、実測または計算によって求め
ておく。
の位置からリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る伝
達関数ＨＬおよびＨＲを、実測または計算によって求め
ておく。
【００３４】図１の例では、端子１１に得られる、図２
１の音源５の信号に相当するアナログ音声信号Ａｉが、
Ａ／Ｄコンバータ１２でデジタル音声信号Ｄｉに変換さ
れ、そのデジタル音声信号Ｄｉが、デジタルフィルタ２
１Ｌおよび２１Ｒに供給される。
１の音源５の信号に相当するアナログ音声信号Ａｉが、
Ａ／Ｄコンバータ１２でデジタル音声信号Ｄｉに変換さ
れ、そのデジタル音声信号Ｄｉが、デジタルフィルタ２
１Ｌおよび２１Ｒに供給される。
【００３５】デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒは、
それぞれデジタル音声信号Ｄｉに、上記の伝達関数ＨＬ
およびＨＲを時間軸上に変換した、それぞれ図２に示す
ようなインパルス応答を畳み込むものである。
それぞれデジタル音声信号Ｄｉに、上記の伝達関数ＨＬ
およびＨＲを時間軸上に変換した、それぞれ図２に示す
ようなインパルス応答を畳み込むものである。
【００３６】具体的に、デジタルフィルタ２１Ｌおよび
２１Ｒは、それぞれ図３に示すようなＦＩＲフィルタに
よって構成することができる。
２１Ｒは、それぞれ図３に示すようなＦＩＲフィルタに
よって構成することができる。
【００３７】すなわち、この場合、入力音声信号Ｄｉ
が、そのサンプリング周期τの遅延時間の、多段接続さ
れた遅延回路５１によって順次遅延され、各乗算回路５
２で、入力音声信号Ｄｉおよび各遅延回路５１の出力信
号に係数が乗じられ、各加算回路５３で、各乗算回路５
２の出力信号が順次加算されて、フィルタリング後の出
力音声信号ＤＨＬまたはＤＨＲが得られる。
が、そのサンプリング周期τの遅延時間の、多段接続さ
れた遅延回路５１によって順次遅延され、各乗算回路５
２で、入力音声信号Ｄｉおよび各遅延回路５１の出力信
号に係数が乗じられ、各加算回路５３で、各乗算回路５
２の出力信号が順次加算されて、フィルタリング後の出
力音声信号ＤＨＬまたはＤＨＲが得られる。
【００３８】また、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１
Ｒは、図４に示すように、遅延回路５１が共用されて、
デジタルフィルタ２１Ｌを構成する乗算回路５２および
加算回路５３と、デジタルフィルタ２１Ｒを構成する乗
算回路５４および加算回路５５とが設けられた構成とす
ることもできる。
Ｒは、図４に示すように、遅延回路５１が共用されて、
デジタルフィルタ２１Ｌを構成する乗算回路５２および
加算回路５３と、デジタルフィルタ２１Ｒを構成する乗
算回路５４および加算回路５５とが設けられた構成とす
ることもできる。
【００３９】ただし、図３および図４では、デジタルフ
ィルタ２１Ｌおよび２１Ｒを、機能ブロック的に、ハー
ドウェア回路のように示しているが、デジタルフィルタ
２１Ｌおよび２１Ｒは、音像定位用の信号処理部とし
て、ＤＳＰのようにソフトウェア（プログラム）を含む
ものとして構成することができる。
ィルタ２１Ｌおよび２１Ｒを、機能ブロック的に、ハー
ドウェア回路のように示しているが、デジタルフィルタ
２１Ｌおよび２１Ｒは、音像定位用の信号処理部とし
て、ＤＳＰのようにソフトウェア（プログラム）を含む
ものとして構成することができる。
【００４０】そして、図１の例では、このデジタルフィ
ルタ２１Ｌおよび２１Ｒによるインパルス応答が十分に
長くなくても、すなわちデジタルフィルタ２１Ｌおよび
２１Ｒの次数（タップ数）を多くしなくても、低域周波
数での再現性が向上し、低域において明瞭な音像定位感
が得られる。
ルタ２１Ｌおよび２１Ｒによるインパルス応答が十分に
長くなくても、すなわちデジタルフィルタ２１Ｌおよび
２１Ｒの次数（タップ数）を多くしなくても、低域周波
数での再現性が向上し、低域において明瞭な音像定位感
が得られる。
【００４１】そのために、図１の例では、Ａ／Ｄコンバ
ータ１２の出力のデジタル音声信号Ｄｉが、遅延回路３
１によって、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの出
力信号ＤＨＬおよびＤＨＲとの時間合わせ用に遅延され
た後、ローパスフィルタ３２に供給されて、ローパスフ
ィルタ３２から、デジタル音声信号Ｄｉの後述のような
低域成分が抽出される。
ータ１２の出力のデジタル音声信号Ｄｉが、遅延回路３
１によって、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの出
力信号ＤＨＬおよびＤＨＲとの時間合わせ用に遅延され
た後、ローパスフィルタ３２に供給されて、ローパスフ
ィルタ３２から、デジタル音声信号Ｄｉの後述のような
低域成分が抽出される。
【００４２】そして、加算回路２２Ｌで、デジタルフィ
ルタ２１Ｌの出力信号ＤＨＬにローパスフィルタ３２の
出力信号が加算され、加算回路２２Ｒで、デジタルフィ
ルタ２１Ｒの出力信号ＤＨＲにローパスフィルタ３２の
出力信号が加算され、加算回路２２Ｌおよび２２Ｒの出
力のデジタル音声信号ＤＬおよびＤＲが、Ｄ／Ａコンバ
ータ１３Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信号に変換さ
れ、その２系統のアナログ音声信号が、音声増幅回路１
４Ｌおよび１４Ｒで増幅されて、ヘッドホン３の左右の
音響変換器３Ｌおよび３Ｒに供給される。
ルタ２１Ｌの出力信号ＤＨＬにローパスフィルタ３２の
出力信号が加算され、加算回路２２Ｒで、デジタルフィ
ルタ２１Ｒの出力信号ＤＨＲにローパスフィルタ３２の
出力信号が加算され、加算回路２２Ｌおよび２２Ｒの出
力のデジタル音声信号ＤＬおよびＤＲが、Ｄ／Ａコンバ
ータ１３Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信号に変換さ
れ、その２系統のアナログ音声信号が、音声増幅回路１
４Ｌおよび１４Ｒで増幅されて、ヘッドホン３の左右の
音響変換器３Ｌおよび３Ｒに供給される。
【００４３】一般的なリスニングルームで実測される、
実際の音源からリスナの左右の耳に至るインパルス応答
の周波数特性は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、特に
数１００Ｈｚ以下の低域周波数では、音源から左耳に至
るインパルス応答と音源から右耳に至るインパルス応答
との間で大きなレベル差を生じない。
実際の音源からリスナの左右の耳に至るインパルス応答
の周波数特性は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、特に
数１００Ｈｚ以下の低域周波数では、音源から左耳に至
るインパルス応答と音源から右耳に至るインパルス応答
との間で大きなレベル差を生じない。
【００４４】これに対して、上述したようにデジタルフ
ィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの次数を制限すると、デジタ
ルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒによるインパルス応答の
周波数特性は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、特に数
１００Ｈｚ以下の低域周波数において、図５（Ａ）
（Ｂ）に示した実際のものとは異なるとともに、デジタ
ルフィルタ２１Ｌによる左側のインパルス応答とデジタ
ルフィルタ２１Ｒによる右側のインパルス応答との間で
大きなレベル差を生じることがある。
ィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの次数を制限すると、デジタ
ルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒによるインパルス応答の
周波数特性は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、特に数
１００Ｈｚ以下の低域周波数において、図５（Ａ）
（Ｂ）に示した実際のものとは異なるとともに、デジタ
ルフィルタ２１Ｌによる左側のインパルス応答とデジタ
ルフィルタ２１Ｒによる右側のインパルス応答との間で
大きなレベル差を生じることがある。
【００４５】そのため、デジタルフィルタ２１Ｌおよび
２１Ｒの出力信号ＤＨＬおよびＤＨＲを、そのまま、Ｄ
／Ａコンバータ１３Ｌおよび１３Ｒによってアナログ音
声信号に変換して、ヘッドホン３の左右の音響変換器３
Ｌおよび３Ｒに供給すると、特に数１００Ｈｚ以下の低
域周波数での再現性が劣化し、低域において明瞭な音像
定位感が得られなくなる。
２１Ｒの出力信号ＤＨＬおよびＤＨＲを、そのまま、Ｄ
／Ａコンバータ１３Ｌおよび１３Ｒによってアナログ音
声信号に変換して、ヘッドホン３の左右の音響変換器３
Ｌおよび３Ｒに供給すると、特に数１００Ｈｚ以下の低
域周波数での再現性が劣化し、低域において明瞭な音像
定位感が得られなくなる。
【００４６】これに対して、図１の例では、ローパスフ
ィルタ３２の周波数特性が、図７に示すように、数１０
０Ｈｚ以下の低域成分を一定レベルで抽出するものとさ
れ、このローパスフィルタ３２の出力信号がデジタルフ
ィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの出力信号ＤＨＬおよびＤＨ
Ｒに加算される。
ィルタ３２の周波数特性が、図７に示すように、数１０
０Ｈｚ以下の低域成分を一定レベルで抽出するものとさ
れ、このローパスフィルタ３２の出力信号がデジタルフ
ィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの出力信号ＤＨＬおよびＤＨ
Ｒに加算される。
【００４７】したがって、ローパスフィルタ３２の出力
信号レベルをデジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの出
力信号レベルより相対的に高く設定することによって、
加算回路２２Ｌおよび２２Ｒの出力信号ＤＬおよびＤＲ
の周波数特性は、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、数１
００Ｈｚ以下の低域周波数では、ローパスフィルタ３２
の出力信号が支配的となって、加算回路２２Ｌの出力信
号ＤＬと加算回路２２Ｒの出力信号ＤＲとの間のレベル
差が僅少となり、低域において明瞭な音像定位感が得ら
れるようになる。
信号レベルをデジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの出
力信号レベルより相対的に高く設定することによって、
加算回路２２Ｌおよび２２Ｒの出力信号ＤＬおよびＤＲ
の周波数特性は、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、数１
００Ｈｚ以下の低域周波数では、ローパスフィルタ３２
の出力信号が支配的となって、加算回路２２Ｌの出力信
号ＤＬと加算回路２２Ｒの出力信号ＤＲとの間のレベル
差が僅少となり、低域において明瞭な音像定位感が得ら
れるようになる。
【００４８】同時に、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２
１Ｒの次数の制限によって生じた、または入力音声信号
Ｄｉに含まれる、低域での減衰が、ローパスフィルタ３
２の出力信号によって軽減され、低域での音質の劣化が
少なくなる。
１Ｒの次数の制限によって生じた、または入力音声信号
Ｄｉに含まれる、低域での減衰が、ローパスフィルタ３
２の出力信号によって軽減され、低域での音質の劣化が
少なくなる。
【００４９】図１の例は、ローパスフィルタ３２が左耳
への系と右耳への系とに共用される場合であるが、図９
の例に示すように、遅延回路３１で遅延された入力音声
信号Ｄｉが、ローパスフィルタ３２Ｌおよび３２Ｒに供
給され、加算回路２２Ｌで、デジタルフィルタ２１Ｌの
出力信号ＤＨＬにローパスフィルタ３２Ｌの出力信号が
加算され、加算回路２２Ｒで、デジタルフィルタ２１Ｒ
の出力信号ＤＨＲにローパスフィルタ３２Ｒの出力信号
が加算される構成としてもよい。
への系と右耳への系とに共用される場合であるが、図９
の例に示すように、遅延回路３１で遅延された入力音声
信号Ｄｉが、ローパスフィルタ３２Ｌおよび３２Ｒに供
給され、加算回路２２Ｌで、デジタルフィルタ２１Ｌの
出力信号ＤＨＬにローパスフィルタ３２Ｌの出力信号が
加算され、加算回路２２Ｒで、デジタルフィルタ２１Ｒ
の出力信号ＤＨＲにローパスフィルタ３２Ｒの出力信号
が加算される構成としてもよい。
【００５０】この場合、ローパスフィルタ３２Ｌおよび
３２Ｒの出力信号レベルを調整することによって、加算
回路２２Ｌおよび２２Ｒの出力信号ＤＬおよびＤＲの周
波数特性における低域でのレベル差を、より小さくする
ことができる。
３２Ｒの出力信号レベルを調整することによって、加算
回路２２Ｌおよび２２Ｒの出力信号ＤＬおよびＤＲの周
波数特性における低域でのレベル差を、より小さくする
ことができる。
【００５１】（ヘッドホンによるステレオ再生の場合：
図１０および図１１）図１０は、図２２に示したよう
に、ステレオの２チャンネルの音声を、それぞれの音像
をリスナ頭外の任意の位置、例えばリスナ前方の正中面
に対して対称な左右の位置に定位させて、ヘッドホンに
よって再生する場合の、第１の実施形態の一例を示す。
図１０および図１１）図１０は、図２２に示したよう
に、ステレオの２チャンネルの音声を、それぞれの音像
をリスナ頭外の任意の位置、例えばリスナ前方の正中面
に対して対称な左右の位置に定位させて、ヘッドホンに
よって再生する場合の、第１の実施形態の一例を示す。
【００５２】この場合、あらかじめ、定位させる音源５
Ｌの位置からリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る
伝達関数ＨＬＬおよびＨＬＲ、および定位させる音源５
Ｒの位置からリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る
伝達関数ＨＲＬおよびＨＲＲを、実測または計算によっ
て求めておく。
Ｌの位置からリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る
伝達関数ＨＬＬおよびＨＬＲ、および定位させる音源５
Ｒの位置からリスナ１の左右の耳１Ｌおよび１Ｒに至る
伝達関数ＨＲＬおよびＨＲＲを、実測または計算によっ
て求めておく。
【００５３】図１０の例では、端子１１Ｌおよび１１Ｒ
に得られる、図２２の音源５Ｌおよび５Ｒの信号に相当
する左右のアナログ音声信号ＡｌおよびＡｒが、Ａ／Ｄ
コンバータ１２Ｌおよび１２Ｒでデジタル音声信号Ｄｌ
およびＤｒに変換され、一方のデジタル音声信号Ｄｌ
が、デジタルフィルタ２１ＬＬおよび２１ＬＲに供給さ
れ、他方のデジタル音声信号Ｄｒが、デジタルフィルタ
２１ＲＬおよび２１ＲＲに供給される。
に得られる、図２２の音源５Ｌおよび５Ｒの信号に相当
する左右のアナログ音声信号ＡｌおよびＡｒが、Ａ／Ｄ
コンバータ１２Ｌおよび１２Ｒでデジタル音声信号Ｄｌ
およびＤｒに変換され、一方のデジタル音声信号Ｄｌ
が、デジタルフィルタ２１ＬＬおよび２１ＬＲに供給さ
れ、他方のデジタル音声信号Ｄｒが、デジタルフィルタ
２１ＲＬおよび２１ＲＲに供給される。
【００５４】デジタルフィルタ２１ＬＬおよび２１ＬＲ
は、それぞれデジタル音声信号Ｄｌに、上記の伝達関数
ＨＬＬおよびＨＬＲを時間軸上に変換した、それぞれ図
２に示すようなインパルス応答を畳み込むものであり、
デジタルフィルタ２１ＲＬおよび２１ＲＲは、それぞれ
デジタル音声信号Ｄｒに、上記の伝達関数ＨＲＬおよび
ＨＲＲを時間軸上に変換した、それぞれ図２に示すよう
なインパルス応答を畳み込むものである。
は、それぞれデジタル音声信号Ｄｌに、上記の伝達関数
ＨＬＬおよびＨＬＲを時間軸上に変換した、それぞれ図
２に示すようなインパルス応答を畳み込むものであり、
デジタルフィルタ２１ＲＬおよび２１ＲＲは、それぞれ
デジタル音声信号Ｄｒに、上記の伝達関数ＨＲＬおよび
ＨＲＲを時間軸上に変換した、それぞれ図２に示すよう
なインパルス応答を畳み込むものである。
【００５５】図１および図９の例と同様に、デジタルフ
ィルタ２１ＬＬ，２１ＬＲ，２１ＲＬ,２１ＲＲは、そ
れぞれ図３に示すようなＦＩＲフィルタによって構成す
ることができ、あるいは、デジタルフィルタ２１ＬＬお
よび２１ＬＲ、またはデジタルフィルタ２１ＲＬおよび
２１ＲＲは、それぞれ図４に示すような遅延回路５１が
共用されたものとして構成することができる。
ィルタ２１ＬＬ，２１ＬＲ，２１ＲＬ,２１ＲＲは、そ
れぞれ図３に示すようなＦＩＲフィルタによって構成す
ることができ、あるいは、デジタルフィルタ２１ＬＬお
よび２１ＬＲ、またはデジタルフィルタ２１ＲＬおよび
２１ＲＲは、それぞれ図４に示すような遅延回路５１が
共用されたものとして構成することができる。
【００５６】また、図１および図９の例と同様に、デジ
タルフィルタ２１ＬＬ，２１ＬＲ，２１ＲＬ,２１ＲＲ
は、音像定位用の信号処理部として、ＤＳＰのようにソ
フトウェア（プログラム）を含むものとして構成するこ
とができる。
タルフィルタ２１ＬＬ，２１ＬＲ，２１ＲＬ,２１ＲＲ
は、音像定位用の信号処理部として、ＤＳＰのようにソ
フトウェア（プログラム）を含むものとして構成するこ
とができる。
【００５７】図１０の例では、Ａ／Ｄコンバータ１２Ｌ
および１２Ｒの出力のデジタル音声信号ＤｌおよびＤｒ
が、遅延回路３１Ｌおよび３１Ｒによって、デジタルフ
ィルタ２１ＬＬ，２１ＬＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲの出力
信号ＤＬＬ，ＤＬＲ，ＤＲＬ，ＤＲＲとの時間合わせ用
に遅延された後、ローパスフィルタ３３Ｌおよび３３Ｒ
に供給されて、ローパスフィルタ３３Ｌおよび３３Ｒか
ら、デジタル音声信号ＤｌおよびＤｒの後述のような低
域成分が抽出される。
および１２Ｒの出力のデジタル音声信号ＤｌおよびＤｒ
が、遅延回路３１Ｌおよび３１Ｒによって、デジタルフ
ィルタ２１ＬＬ，２１ＬＲ，２１ＲＬ，２１ＲＲの出力
信号ＤＬＬ，ＤＬＲ，ＤＲＬ，ＤＲＲとの時間合わせ用
に遅延された後、ローパスフィルタ３３Ｌおよび３３Ｒ
に供給されて、ローパスフィルタ３３Ｌおよび３３Ｒか
ら、デジタル音声信号ＤｌおよびＤｒの後述のような低
域成分が抽出される。
【００５８】そして、加算回路２２Ｌで、デジタルフィ
ルタ２１ＬＬおよび２１ＲＬの出力信号ＤＬＬおよびＤ
ＲＬと、ローパスフィルタ３３Ｌの出力信号とが加算さ
れ、加算回路２２Ｒで、デジタルフィルタ２１ＬＲおよ
び２１ＲＲの出力信号ＤＬＲおよびＤＲＲと、ローパス
フィルタ３３Ｒの出力信号とが加算され、加算回路２２
Ｌおよび２２Ｒの出力のデジタル音声信号ＤＬおよびＤ
Ｒが、Ｄ／Ａコンバータ１３Ｌおよび１３Ｒでアナログ
音声信号に変換され、その２系統のアナログ音声信号
が、音声増幅回路１４Ｌおよび１４Ｒで増幅されて、ヘ
ッドホン３の左右の音響変換器３Ｌおよび３Ｒに供給さ
れる。
ルタ２１ＬＬおよび２１ＲＬの出力信号ＤＬＬおよびＤ
ＲＬと、ローパスフィルタ３３Ｌの出力信号とが加算さ
れ、加算回路２２Ｒで、デジタルフィルタ２１ＬＲおよ
び２１ＲＲの出力信号ＤＬＲおよびＤＲＲと、ローパス
フィルタ３３Ｒの出力信号とが加算され、加算回路２２
Ｌおよび２２Ｒの出力のデジタル音声信号ＤＬおよびＤ
Ｒが、Ｄ／Ａコンバータ１３Ｌおよび１３Ｒでアナログ
音声信号に変換され、その２系統のアナログ音声信号
が、音声増幅回路１４Ｌおよび１４Ｒで増幅されて、ヘ
ッドホン３の左右の音響変換器３Ｌおよび３Ｒに供給さ
れる。
【００５９】ローパスフィルタ３３Ｌおよび３３Ｒの周
波数特性は、図７に示すように、数１００Ｈｚ以下の低
域成分を一定レベルで抽出するものとされる。
波数特性は、図７に示すように、数１００Ｈｚ以下の低
域成分を一定レベルで抽出するものとされる。
【００６０】したがって、図１０の例においても、ロー
パスフィルタ３３Ｌおよび３３Ｒの出力信号レベルをデ
ジタルフィルタ２１ＬＬ，２１ＲＬおよび２１ＬＲ，２
１ＲＲの出力信号レベルより相対的に高く設定すること
によって、加算回路２２Ｌおよび２２Ｒの出力信号ＤＬ
およびＤＲの周波数特性は、数１００Ｈｚ以下の低域周
波数では、ローパスフィルタ３３Ｌおよび３３Ｒの出力
信号が支配的となって、加算回路２２Ｌの出力信号ＤＬ
と加算回路２２Ｒの出力信号ＤＲとの間のレベル差が僅
少となり、低域において明瞭な音像定位感が得られるよ
うになる。
パスフィルタ３３Ｌおよび３３Ｒの出力信号レベルをデ
ジタルフィルタ２１ＬＬ，２１ＲＬおよび２１ＬＲ，２
１ＲＲの出力信号レベルより相対的に高く設定すること
によって、加算回路２２Ｌおよび２２Ｒの出力信号ＤＬ
およびＤＲの周波数特性は、数１００Ｈｚ以下の低域周
波数では、ローパスフィルタ３３Ｌおよび３３Ｒの出力
信号が支配的となって、加算回路２２Ｌの出力信号ＤＬ
と加算回路２２Ｒの出力信号ＤＲとの間のレベル差が僅
少となり、低域において明瞭な音像定位感が得られるよ
うになる。
【００６１】図１１の例に示すように、遅延回路３１Ｌ
で遅延された入力音声信号Ｄｌが、ローパスフィルタ３
３ＬＬおよび３３ＬＲに供給され、遅延回路３１Ｒで遅
延された入力音声信号Ｄｒが、ローパスフィルタ３３Ｒ
Ｌおよび３３ＲＲに供給され、加算回路３４Ｌで、ロー
パスフィルタ３３ＬＬおよび３３ＲＬの出力信号が加算
され、加算回路３４Ｒで、ローパスフィルタ３３ＬＲお
よび３３ＲＲの出力信号が加算され、加算回路２２Ｌ
で、デジタルフィルタ２１ＬＬおよび２１ＲＬの出力信
号ＤＬＬおよびＤＲＬと、加算回路３４Ｌの出力信号と
が加算され、加算回路２２Ｒで、デジタルフィルタ２１
ＬＲおよび２１ＲＲの出力信号ＤＬＲおよびＤＲＲと、
加算回路３４Ｒの出力信号とが加算される構成としても
よい。
で遅延された入力音声信号Ｄｌが、ローパスフィルタ３
３ＬＬおよび３３ＬＲに供給され、遅延回路３１Ｒで遅
延された入力音声信号Ｄｒが、ローパスフィルタ３３Ｒ
Ｌおよび３３ＲＲに供給され、加算回路３４Ｌで、ロー
パスフィルタ３３ＬＬおよび３３ＲＬの出力信号が加算
され、加算回路３４Ｒで、ローパスフィルタ３３ＬＲお
よび３３ＲＲの出力信号が加算され、加算回路２２Ｌ
で、デジタルフィルタ２１ＬＬおよび２１ＲＬの出力信
号ＤＬＬおよびＤＲＬと、加算回路３４Ｌの出力信号と
が加算され、加算回路２２Ｒで、デジタルフィルタ２１
ＬＲおよび２１ＲＲの出力信号ＤＬＲおよびＤＲＲと、
加算回路３４Ｒの出力信号とが加算される構成としても
よい。
【００６２】なお、図１１の例で、ローパスフィルタ３
３ＬＬおよび３３ＬＲ、３３ＲＬおよび３３ＲＲが同じ
特性であれば、これを共用してもよい。さらに、遅延回
路３１Ｌおよび３１Ｒの遅延時間が同じであれば、これ
を共用して、入力音声信号ＤｌおよびＤｒを加算した信
号を、この遅延回路およびローパスフィルタを介した後
に、それぞれ加算回路２２Ｌおよび２２Ｒで加算する構
成として、より回路規模を削減することもできる。
３ＬＬおよび３３ＬＲ、３３ＲＬおよび３３ＲＲが同じ
特性であれば、これを共用してもよい。さらに、遅延回
路３１Ｌおよび３１Ｒの遅延時間が同じであれば、これ
を共用して、入力音声信号ＤｌおよびＤｒを加算した信
号を、この遅延回路およびローパスフィルタを介した後
に、それぞれ加算回路２２Ｌおよび２２Ｒで加算する構
成として、より回路規模を削減することもできる。
【００６３】（スピーカによる再生の場合）図２３に示
したように、リスナ周辺の任意の位置に音像を定位させ
て、スピーカによって音声を再生する場合にも、上記の
第１の実施形態のように構成することができる。
したように、リスナ周辺の任意の位置に音像を定位させ
て、スピーカによって音声を再生する場合にも、上記の
第１の実施形態のように構成することができる。
【００６４】この場合には、図２５の構成に加えて、ロ
ーパスフィルタによってＡ／Ｄコンバータ１２の出力音
声信号Ｄｉの低域成分が抽出され、その低域成分の信号
が、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの出力信号Ｄ
ＨＬおよびＤＨＲに加算され、その加算後の信号が、２
系統のデジタル音声信号として、Ｄ／Ａコンバータ１３
Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信号に変換されて、スピ
ーカ６Ｌおよび６Ｒに供給される構成とする。
ーパスフィルタによってＡ／Ｄコンバータ１２の出力音
声信号Ｄｉの低域成分が抽出され、その低域成分の信号
が、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの出力信号Ｄ
ＨＬおよびＤＨＲに加算され、その加算後の信号が、２
系統のデジタル音声信号として、Ｄ／Ａコンバータ１３
Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信号に変換されて、スピ
ーカ６Ｌおよび６Ｒに供給される構成とする。
【００６５】〔第２の実施形態：図１２〜図１６〕第２
の実施形態として、インパルス応答の出力の音声信号
に、残響特性を付加し、かつ入力音声信号の低域成分を
加算する例を示す。
の実施形態として、インパルス応答の出力の音声信号
に、残響特性を付加し、かつ入力音声信号の低域成分を
加算する例を示す。
【００６６】（ヘッドホンによるモノラル再生の場合：
図１２〜図１５）図１２は、図２１に示したように、１
チャンネルの音声を、その音像をリスナ頭外の任意の位
置に定位させて、ヘッドホンによって再生する場合の、
第２の実施形態の一例を示す。
図１２〜図１５）図１２は、図２１に示したように、１
チャンネルの音声を、その音像をリスナ頭外の任意の位
置に定位させて、ヘッドホンによって再生する場合の、
第２の実施形態の一例を示す。
【００６７】図１２の例では、デジタルフィルタ２１Ｌ
および２１Ｒの出力信号ＤＨＬおよびＤＨＲが、残響付
加回路２３Ｌおよび２３Ｒに供給されて、出力信号ＤＨ
ＬおよびＤＨＲに残響特性が付加され、加算回路２２Ｌ
で、残響付加回路２３Ｌの出力信号に、図９の例と同様
のローパスフィルタ３２Ｌの出力信号が加算され、加算
回路２２Ｒで、残響付加回路２３Ｒの出力信号に、図９
の例と同様のローパスフィルタ３２Ｒの出力信号が加算
されて、２系統のデジタル音声信号ＤＬおよびＤＲが得
られる。その他は、図９の例と同じである。
および２１Ｒの出力信号ＤＨＬおよびＤＨＲが、残響付
加回路２３Ｌおよび２３Ｒに供給されて、出力信号ＤＨ
ＬおよびＤＨＲに残響特性が付加され、加算回路２２Ｌ
で、残響付加回路２３Ｌの出力信号に、図９の例と同様
のローパスフィルタ３２Ｌの出力信号が加算され、加算
回路２２Ｒで、残響付加回路２３Ｒの出力信号に、図９
の例と同様のローパスフィルタ３２Ｒの出力信号が加算
されて、２系統のデジタル音声信号ＤＬおよびＤＲが得
られる。その他は、図９の例と同じである。
【００６８】残響付加回路２３Ｌおよび２３Ｒは、例え
ば、図１３に示すように、入力データが、遅延用メモリ
７１に書き込まれ、遅延用メモリ７１から読み出される
ことによって、ある時間遅延され、各乗算回路７２で、
入力データおよび遅延データに、それぞれ係数が乗じら
れ、加算回路７３で、各乗算回路７２の出力データが加
算される構成とする。
ば、図１３に示すように、入力データが、遅延用メモリ
７１に書き込まれ、遅延用メモリ７１から読み出される
ことによって、ある時間遅延され、各乗算回路７２で、
入力データおよび遅延データに、それぞれ係数が乗じら
れ、加算回路７３で、各乗算回路７２の出力データが加
算される構成とする。
【００６９】あるいは、図１４に示すように、遅延用メ
モリ７１から、遅延時間の異なる２つの遅延データが読
み出され、各乗算回路７２で、入力データおよび２つの
遅延データに、それぞれ係数が乗じられ、各加算回路７
３で、各乗算回路７２の出力データが順次加算される構
成とする。
モリ７１から、遅延時間の異なる２つの遅延データが読
み出され、各乗算回路７２で、入力データおよび２つの
遅延データに、それぞれ係数が乗じられ、各加算回路７
３で、各乗算回路７２の出力データが順次加算される構
成とする。
【００７０】ただし、残響付加回路２３Ｌおよび２３Ｒ
も、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒとともに、音
像定位用の信号処理部として、ＤＳＰのようにソフトウ
ェア（プログラム）を含むものとして構成することがで
きる。
も、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒとともに、音
像定位用の信号処理部として、ＤＳＰのようにソフトウ
ェア（プログラム）を含むものとして構成することがで
きる。
【００７１】この残響付加回路２３Ｌおよび２３Ｒによ
って、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの出力信号
ＤＨＬおよびＤＨＲに残響特性が付加されることによっ
て、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの次数（タッ
プ数）を制限した場合でも、デジタルフィルタ２１Ｌお
よび２１Ｒによるインパルス応答を擬似的に長くするこ
とができ、ヘッドホン再生の場合でも十分な距離感が得
られ、実際にリスナ周辺に音源が存在する場合と同等の
音像定位感が得られる。
って、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの出力信号
ＤＨＬおよびＤＨＲに残響特性が付加されることによっ
て、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒの次数（タッ
プ数）を制限した場合でも、デジタルフィルタ２１Ｌお
よび２１Ｒによるインパルス応答を擬似的に長くするこ
とができ、ヘッドホン再生の場合でも十分な距離感が得
られ、実際にリスナ周辺に音源が存在する場合と同等の
音像定位感が得られる。
【００７２】ただし、残響付加回路２３Ｌおよび２３Ｒ
の周波数特性は、図１５に示すような櫛歯特性となる。
残響付加回路２３Ｌ，２３Ｒの出力信号の周波数特性
は、デジタルフィルタ２１Ｌ，２１Ｒの周波数特性と残
響付加回路２３Ｌ，２３Ｒの周波数特性との合成特性と
なるが、それでも上記の櫛歯特性が残存する。
の周波数特性は、図１５に示すような櫛歯特性となる。
残響付加回路２３Ｌ，２３Ｒの出力信号の周波数特性
は、デジタルフィルタ２１Ｌ，２１Ｒの周波数特性と残
響付加回路２３Ｌ，２３Ｒの周波数特性との合成特性と
なるが、それでも上記の櫛歯特性が残存する。
【００７３】これに対して、図１２の例では、ローパス
フィルタ３２Ｌおよび３２Ｒの周波数特性が、図７に示
すように、数１００Ｈｚ以下の低域成分を一定レベルで
抽出するものとされ、このローパスフィルタ３２Ｌおよ
び３２Ｒの出力信号が残響付加回路２３Ｌおよび２３Ｒ
の出力信号に加算される。
フィルタ３２Ｌおよび３２Ｒの周波数特性が、図７に示
すように、数１００Ｈｚ以下の低域成分を一定レベルで
抽出するものとされ、このローパスフィルタ３２Ｌおよ
び３２Ｒの出力信号が残響付加回路２３Ｌおよび２３Ｒ
の出力信号に加算される。
【００７４】したがって、上記の櫛歯特性における図１
５において破線で囲って示す低域での減衰が軽減され、
低域での音質の劣化が少なくなるとともに、図１および
図９の例と同様に、数１００Ｈｚ以下の低域周波数で
は、加算回路２２Ｌの出力信号ＤＬと加算回路２２Ｒの
出力信号ＤＲとの間のレベル差が僅少となり、低域にお
いて明瞭な音像定位感が得られるようになる。
５において破線で囲って示す低域での減衰が軽減され、
低域での音質の劣化が少なくなるとともに、図１および
図９の例と同様に、数１００Ｈｚ以下の低域周波数で
は、加算回路２２Ｌの出力信号ＤＬと加算回路２２Ｒの
出力信号ＤＲとの間のレベル差が僅少となり、低域にお
いて明瞭な音像定位感が得られるようになる。
【００７５】（ヘッドホンによるステレオ再生の場合：
図１６）図１６は、図２２に示したように、ステレオの
２チャンネルの音声を、それぞれの音像をリスナ頭外の
任意の位置に定位させて、ヘッドホンによって再生する
場合の、第２の実施形態の一例を示す。
図１６）図１６は、図２２に示したように、ステレオの
２チャンネルの音声を、それぞれの音像をリスナ頭外の
任意の位置に定位させて、ヘッドホンによって再生する
場合の、第２の実施形態の一例を示す。
【００７６】図１６の例では、デジタルフィルタ２１Ｌ
Ｌ，２１ＬＲ，２１ＲＬ,２１ＲＲの出力信号ＤＬＬ，
ＤＬＲ，ＤＲＬ，ＤＲＲが、それぞれ残響付加回路２３
ＬＬ，２３ＬＲ，２３ＲＬ,２３ＲＲに供給されて、出
力信号ＤＬＬ，ＤＬＲ，ＤＲＬ，ＤＲＲに、それぞれ残
響特性が付加され、加算回路２２Ｌで、残響付加回路２
３ＬＬおよび２３ＲＬの出力信号と、図１１の例と同様
の加算回路３４Ｌの出力信号とが加算され、加算回路２
２Ｒで、残響付加回路２３ＬＲおよび２３ＲＲの出力信
号と、図１１の例と同様の加算回路３４Ｒの出力信号と
が加算されて、２系統のデジタル音声信号ＤＬおよびＤ
Ｒが得られる。
Ｌ，２１ＬＲ，２１ＲＬ,２１ＲＲの出力信号ＤＬＬ，
ＤＬＲ，ＤＲＬ，ＤＲＲが、それぞれ残響付加回路２３
ＬＬ，２３ＬＲ，２３ＲＬ,２３ＲＲに供給されて、出
力信号ＤＬＬ，ＤＬＲ，ＤＲＬ，ＤＲＲに、それぞれ残
響特性が付加され、加算回路２２Ｌで、残響付加回路２
３ＬＬおよび２３ＲＬの出力信号と、図１１の例と同様
の加算回路３４Ｌの出力信号とが加算され、加算回路２
２Ｒで、残響付加回路２３ＬＲおよび２３ＲＲの出力信
号と、図１１の例と同様の加算回路３４Ｒの出力信号と
が加算されて、２系統のデジタル音声信号ＤＬおよびＤ
Ｒが得られる。
【００７７】その他は、図１１の例と同じである。ただ
し、この場合にも、上述のように、ローパスフィルタや
遅延回路を共用して、回路規模を削減することができ
る。
し、この場合にも、上述のように、ローパスフィルタや
遅延回路を共用して、回路規模を削減することができ
る。
【００７８】したがって、図１６の例においても、図１
２の例と同様に、デジタルフィルタ２１ＬＬ，２１Ｌ
Ｒ，２１ＲＬ,２１ＲＲによるインパルス応答を擬似的
に長くすることができ、ヘッドホン再生の場合でも十分
な距離感が得られるとともに、低域において明瞭な音像
定位感が得られるようになる。
２の例と同様に、デジタルフィルタ２１ＬＬ，２１Ｌ
Ｒ，２１ＲＬ,２１ＲＲによるインパルス応答を擬似的
に長くすることができ、ヘッドホン再生の場合でも十分
な距離感が得られるとともに、低域において明瞭な音像
定位感が得られるようになる。
【００７９】（スピーカによる再生の場合）図２３に示
したように、リスナ周辺の任意の位置に音像を定位させ
て、スピーカによって音声を再生する場合にも、上記の
第２の実施形態のように構成することができる。
したように、リスナ周辺の任意の位置に音像を定位させ
て、スピーカによって音声を再生する場合にも、上記の
第２の実施形態のように構成することができる。
【００８０】〔第３の実施形態：図１７〜図２０〕第３
の実施形態として、入力音声信号をダウンサンプリング
または帯域制限して、インパルス応答を畳み込む例を示
す。
の実施形態として、入力音声信号をダウンサンプリング
または帯域制限して、インパルス応答を畳み込む例を示
す。
【００８１】（ダウンサンプリングする場合：図１７〜
図１９）図１７は、図２１に示したように、１チャンネ
ルの音声を、その音像をリスナ頭外の任意の位置に定位
させて、ヘッドホンによって再生する場合に、入力音声
信号をダウンサンプリングして、インパルス応答を畳み
込む例を示す。
図１９）図１７は、図２１に示したように、１チャンネ
ルの音声を、その音像をリスナ頭外の任意の位置に定位
させて、ヘッドホンによって再生する場合に、入力音声
信号をダウンサンプリングして、インパルス応答を畳み
込む例を示す。
【００８２】図１７の例では、Ａ／Ｄコンバータ１２の
出力のデジタル音声信号Ｄｉが、ダウンサンプリングフ
ィルタ１５に供給されて、そのサンプリング周波数が、
例えば４４．１ｋＨｚから２２．０５ｋＨｚに変換さ
れ、すなわち元の周波数の１／２に低減され、そのダウ
ンサンプリング後のデジタル音声信号が、デジタルフィ
ルタ２１Ｌおよび２１Ｒに供給される。
出力のデジタル音声信号Ｄｉが、ダウンサンプリングフ
ィルタ１５に供給されて、そのサンプリング周波数が、
例えば４４．１ｋＨｚから２２．０５ｋＨｚに変換さ
れ、すなわち元の周波数の１／２に低減され、そのダウ
ンサンプリング後のデジタル音声信号が、デジタルフィ
ルタ２１Ｌおよび２１Ｒに供給される。
【００８３】デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒは、
それぞれダウンサンプリング後のデジタル音声信号に、
上記の伝達関数ＨＬおよびＨＲを時間軸上に変換したイ
ンパルス応答を畳み込むものである。
それぞれダウンサンプリング後のデジタル音声信号に、
上記の伝達関数ＨＬおよびＨＲを時間軸上に変換したイ
ンパルス応答を畳み込むものである。
【００８４】このデジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒ
の出力のデジタル音声信号は、オーバーサンプリングフ
ィルタ２４Ｌおよび２４Ｒに供給されて、それぞれのサ
ンプリング周波数が、例えば２２．０５ｋＨｚから４
４．１ｋＨｚに変換され、元の周波数に戻される。
の出力のデジタル音声信号は、オーバーサンプリングフ
ィルタ２４Ｌおよび２４Ｒに供給されて、それぞれのサ
ンプリング周波数が、例えば２２．０５ｋＨｚから４
４．１ｋＨｚに変換され、元の周波数に戻される。
【００８５】また、Ａ／Ｄコンバータ１２の出力のデジ
タル音声信号Ｄｉが、遅延回路３１によって、オーバー
サンプリングフィルタ２４Ｌおよび２４Ｒの出力信号と
の時間合わせ用に遅延された後、フィルタ部３５に供給
される。
タル音声信号Ｄｉが、遅延回路３１によって、オーバー
サンプリングフィルタ２４Ｌおよび２４Ｒの出力信号と
の時間合わせ用に遅延された後、フィルタ部３５に供給
される。
【００８６】フィルタ部３５は、この例では、遅延回路
３１の出力音声信号の低域成分を抽出するローパスフィ
ルタ３６と、それぞれ遅延回路３１の出力音声信号の高
域成分を抽出するハイパスフィルタ３７Ｌおよび３７Ｒ
とによって構成され、加算回路３８Ｌで、ローパスフィ
ルタ３６およびハイパスフィルタ３７Ｌの出力信号が加
算され、加算回路３８Ｒで、ローパスフィルタ３６およ
びハイパスフィルタ３７Ｒの出力信号が加算される。
３１の出力音声信号の低域成分を抽出するローパスフィ
ルタ３６と、それぞれ遅延回路３１の出力音声信号の高
域成分を抽出するハイパスフィルタ３７Ｌおよび３７Ｒ
とによって構成され、加算回路３８Ｌで、ローパスフィ
ルタ３６およびハイパスフィルタ３７Ｌの出力信号が加
算され、加算回路３８Ｒで、ローパスフィルタ３６およ
びハイパスフィルタ３７Ｒの出力信号が加算される。
【００８７】そして、加算回路２２Ｌで、オーバーサン
プリングフィルタ２４Ｌの出力信号に加算回路３８Ｌの
出力信号が加算され、加算回路２２Ｒで、オーバーサン
プリングフィルタ２４Ｒの出力信号に加算回路３８Ｒの
出力信号が加算され、加算回路２２Ｌおよび２２Ｒの出
力のデジタル音声信号ＤＬおよびＤＲが、Ｄ／Ａコンバ
ータ１３Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信号に変換さ
れ、その２系統のアナログ音声信号が、音声増幅回路１
４Ｌおよび１４Ｒで増幅されて、ヘッドホン３の左右の
音響変換器３Ｌおよび３Ｒに供給される。
プリングフィルタ２４Ｌの出力信号に加算回路３８Ｌの
出力信号が加算され、加算回路２２Ｒで、オーバーサン
プリングフィルタ２４Ｒの出力信号に加算回路３８Ｒの
出力信号が加算され、加算回路２２Ｌおよび２２Ｒの出
力のデジタル音声信号ＤＬおよびＤＲが、Ｄ／Ａコンバ
ータ１３Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信号に変換さ
れ、その２系統のアナログ音声信号が、音声増幅回路１
４Ｌおよび１４Ｒで増幅されて、ヘッドホン３の左右の
音響変換器３Ｌおよび３Ｒに供給される。
【００８８】この例では、デジタルフィルタ２１Ｌおよ
び２１Ｒに入力されるデジタル音声信号のサンプリング
周波数が、元のデジタル音声信号Ｄｉのサンプリング周
波数より低いので、等価的にデジタルフィルタ２１Ｌお
よび２１Ｒによるインパルス応答を長くすることができ
る。
び２１Ｒに入力されるデジタル音声信号のサンプリング
周波数が、元のデジタル音声信号Ｄｉのサンプリング周
波数より低いので、等価的にデジタルフィルタ２１Ｌお
よび２１Ｒによるインパルス応答を長くすることができ
る。
【００８９】例えば、上記のようにサンプリング周波数
を１／２に低減する場合、デジタルフィルタ２１Ｌおよ
び２１Ｒの次数（タップ数）を、図１および図９の例と
同じにしたときには、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２
１Ｒによるインパルス応答の長さを、図１および図９の
例の２倍にすることができ、逆にデジタルフィルタ２１
Ｌおよび２１Ｒの次数を、図１および図９の例の１／２
にしたときには、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒ
によるインパルス応答の長さを、図１および図９の例と
同じにすることができる。
を１／２に低減する場合、デジタルフィルタ２１Ｌおよ
び２１Ｒの次数（タップ数）を、図１および図９の例と
同じにしたときには、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２
１Ｒによるインパルス応答の長さを、図１および図９の
例の２倍にすることができ、逆にデジタルフィルタ２１
Ｌおよび２１Ｒの次数を、図１および図９の例の１／２
にしたときには、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒ
によるインパルス応答の長さを、図１および図９の例と
同じにすることができる。
【００９０】そのため、デジタルフィルタ２１Ｌおよび
２１Ｒの次数を制限した場合でも、デジタルフィルタ２
１Ｌおよび２１Ｒによるインパルス応答を長くすること
ができ、ヘッドホン再生の場合でも十分な距離感が得ら
れ、実際にリスナ周辺に音源が存在する場合と同等の音
像定位感が得られる。
２１Ｒの次数を制限した場合でも、デジタルフィルタ２
１Ｌおよび２１Ｒによるインパルス応答を長くすること
ができ、ヘッドホン再生の場合でも十分な距離感が得ら
れ、実際にリスナ周辺に音源が存在する場合と同等の音
像定位感が得られる。
【００９１】ただし、このようにサンプリング周波数を
低減する場合、ダウンサンプリングフィルタ１５におい
て折り返し歪みを除去するため、入力音声信号の帯域が
制限される。例えば、サンプリング周波数を１／２に低
減する場合には、入力音声信号の帯域が０〜２０ｋＨｚ
から０〜１０ｋＨｚに制限される。
低減する場合、ダウンサンプリングフィルタ１５におい
て折り返し歪みを除去するため、入力音声信号の帯域が
制限される。例えば、サンプリング周波数を１／２に低
減する場合には、入力音声信号の帯域が０〜２０ｋＨｚ
から０〜１０ｋＨｚに制限される。
【００９２】そのため、図１７の例では、加算回路２２
Ｌおよび２２Ｒにおいて、遅延回路３１で遅延された音
声信号Ｄｉの低域成分および高域成分が、オーバーサン
プリングフィルタ２４Ｌおよび２４Ｒの出力の音声信号
に加算される。
Ｌおよび２２Ｒにおいて、遅延回路３１で遅延された音
声信号Ｄｉの低域成分および高域成分が、オーバーサン
プリングフィルタ２４Ｌおよび２４Ｒの出力の音声信号
に加算される。
【００９３】この場合、ローパスフィルタ３６は、図１
８の周波数特性３６ａで示すように、遅延回路３１で遅
延された音声信号Ｄｉの数１００Ｈｚ以下の低域成分を
一定レベルで抽出するものとされ、ハイパスフィルタ３
７Ｌおよび３７Ｒは、図１８の周波数特性３７ａで示す
ように、遅延回路３１で遅延された音声信号Ｄｉの１０
ｋＨｚ以上の高域成分を抽出するものとされる。
８の周波数特性３６ａで示すように、遅延回路３１で遅
延された音声信号Ｄｉの数１００Ｈｚ以下の低域成分を
一定レベルで抽出するものとされ、ハイパスフィルタ３
７Ｌおよび３７Ｒは、図１８の周波数特性３７ａで示す
ように、遅延回路３１で遅延された音声信号Ｄｉの１０
ｋＨｚ以上の高域成分を抽出するものとされる。
【００９４】ただし、図５（Ａ）（Ｂ）に示したよう
に、一般的なリスニングルームで実測される、実際の音
源からリスナの左右の耳に至るインパルス応答の周波数
特性は、数１００Ｈｚ以下の低域周波数では、音源から
左耳に至るインパルス応答と音源から右耳に至るインパ
ルス応答との間で大きなレベル差を生じないものの、１
０ｋＨｚ以上というような高域周波数では、音源から左
耳に至るインパルス応答と音源から右耳に至るインパル
ス応答との間で大きなレベル差を生じる。
に、一般的なリスニングルームで実測される、実際の音
源からリスナの左右の耳に至るインパルス応答の周波数
特性は、数１００Ｈｚ以下の低域周波数では、音源から
左耳に至るインパルス応答と音源から右耳に至るインパ
ルス応答との間で大きなレベル差を生じないものの、１
０ｋＨｚ以上というような高域周波数では、音源から左
耳に至るインパルス応答と音源から右耳に至るインパル
ス応答との間で大きなレベル差を生じる。
【００９５】そのため、フィルタ部３５としては、図１
７の例のように、ハイパスフィルタを左側用のハイパス
フィルタ３７Ｌと右側用のハイパスフィルタ３７Ｒとに
分離して、両者の出力信号レベルを変えることが望まし
い。
７の例のように、ハイパスフィルタを左側用のハイパス
フィルタ３７Ｌと右側用のハイパスフィルタ３７Ｒとに
分離して、両者の出力信号レベルを変えることが望まし
い。
【００９６】これによって、ダウンサンプリングフィル
タ１５での帯域制限によって除去された高域成分が補わ
れるとともに、図１などの例と同様に、数１００Ｈｚ以
下の低域周波数では、ローパスフィルタ３６の出力信号
が支配的となって、加算回路２２Ｌの出力信号ＤＬと加
算回路２２Ｒの出力信号ＤＲとの間のレベル差が僅少と
なり、低域において明瞭な音像定位感が得られるように
なるとともに、低域での減衰が軽減され、低域での音質
の劣化が少なくなる。
タ１５での帯域制限によって除去された高域成分が補わ
れるとともに、図１などの例と同様に、数１００Ｈｚ以
下の低域周波数では、ローパスフィルタ３６の出力信号
が支配的となって、加算回路２２Ｌの出力信号ＤＬと加
算回路２２Ｒの出力信号ＤＲとの間のレベル差が僅少と
なり、低域において明瞭な音像定位感が得られるように
なるとともに、低域での減衰が軽減され、低域での音質
の劣化が少なくなる。
【００９７】図１７のフィルタ部３５は、図１９に示す
ように、左側のフィルタ部３５Ｌと右側のフィルタ部３
５Ｒとに分離され、それぞれがローパスフィルタ３６Ｌ
または３６Ｒおよびハイパスフィルタ３７Ｌまたは３７
Ｒを有する構成としてもよい。
ように、左側のフィルタ部３５Ｌと右側のフィルタ部３
５Ｒとに分離され、それぞれがローパスフィルタ３６Ｌ
または３６Ｒおよびハイパスフィルタ３７Ｌまたは３７
Ｒを有する構成としてもよい。
【００９８】これによれば、ローパスフィルタ３６Ｌお
よび３６Ｒの出力信号レベルを調整することによって、
図９または図１２の例と同様に、加算回路２２Ｌおよび
２２Ｒの出力信号ＤＬおよびＤＲの周波数特性における
低域でのレベル差を、より小さくすることができる。
よび３６Ｒの出力信号レベルを調整することによって、
図９または図１２の例と同様に、加算回路２２Ｌおよび
２２Ｒの出力信号ＤＬおよびＤＲの周波数特性における
低域でのレベル差を、より小さくすることができる。
【００９９】なお、このような低域成分および高域成分
を抽出するフィルタは、図３に示したようなＦＩＲフィ
ルタや、ＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ
Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタなどによって構成すること
ができる。
を抽出するフィルタは、図３に示したようなＦＩＲフィ
ルタや、ＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ
Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタなどによって構成すること
ができる。
【０１００】上記の例は、ダウンサンプリングフィルタ
１５での帯域制限によって除去された高域成分を補う場
合であるが、１０ｋＨｚ以上というような高域成分が不
要な場合には、フィルタ部３５を、ローパスフィルタ３
６またはローパスフィルタ３６Ｌおよび３６Ｒのみによ
って構成することができる。
１５での帯域制限によって除去された高域成分を補う場
合であるが、１０ｋＨｚ以上というような高域成分が不
要な場合には、フィルタ部３５を、ローパスフィルタ３
６またはローパスフィルタ３６Ｌおよび３６Ｒのみによ
って構成することができる。
【０１０１】図２２に示したように、ステレオの２チャ
ンネルの音声を、それぞれの音像をリスナ頭外の任意の
位置に定位させて、ヘッドホンによって再生する場合、
または、図２３に示したように、リスナ周辺の任意の位
置に音像を定位させて、スピーカによって音声を再生す
る場合にも、上述した例のように構成することができ
る。
ンネルの音声を、それぞれの音像をリスナ頭外の任意の
位置に定位させて、ヘッドホンによって再生する場合、
または、図２３に示したように、リスナ周辺の任意の位
置に音像を定位させて、スピーカによって音声を再生す
る場合にも、上述した例のように構成することができ
る。
【０１０２】（帯域制限する場合：図２０）図２０は、
図２１に示したように、１チャンネルの音声を、その音
像をリスナ頭外の任意の位置に定位させて、ヘッドホン
によって再生する場合に、入力音声信号を帯域制限し
て、インパルス応答を畳み込む例を示す。
図２１に示したように、１チャンネルの音声を、その音
像をリスナ頭外の任意の位置に定位させて、ヘッドホン
によって再生する場合に、入力音声信号を帯域制限し
て、インパルス応答を畳み込む例を示す。
【０１０３】図２０の例では、端子１１に得られるアナ
ログ音声信号Ａｉが、帯域制限フィルタ（ローパスフィ
ルタ）１６に供給されて、音声信号Ａｉの１０ｋＨｚ以
下の周波数成分のみが抽出され、その０〜１０ｋＨｚの
帯域に制限されたアナログ音声信号が、Ａ／Ｄコンバー
タ１２でデジタル音声信号に変換され、そのデジタル音
声信号が、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒに供給
される。
ログ音声信号Ａｉが、帯域制限フィルタ（ローパスフィ
ルタ）１６に供給されて、音声信号Ａｉの１０ｋＨｚ以
下の周波数成分のみが抽出され、その０〜１０ｋＨｚの
帯域に制限されたアナログ音声信号が、Ａ／Ｄコンバー
タ１２でデジタル音声信号に変換され、そのデジタル音
声信号が、デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒに供給
される。
【０１０４】デジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒは、
それぞれ帯域制限されたデジタル音声信号に、上記の伝
達関数ＨＬおよびＨＲを時間軸上に変換したインパルス
応答を畳み込むものである。
それぞれ帯域制限されたデジタル音声信号に、上記の伝
達関数ＨＬおよびＨＲを時間軸上に変換したインパルス
応答を畳み込むものである。
【０１０５】したがって、デジタルフィルタ２１Ｌおよ
び２１Ｒの次数（タップ数）を制限した場合でも、等価
的にデジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒによるインパ
ルス応答を長くすることができ、ヘッドホン再生の場合
でも十分な距離感が得られ、実際にリスナ周辺に音源が
存在する場合と同等の音像定位感が得られる。
び２１Ｒの次数（タップ数）を制限した場合でも、等価
的にデジタルフィルタ２１Ｌおよび２１Ｒによるインパ
ルス応答を長くすることができ、ヘッドホン再生の場合
でも十分な距離感が得られ、実際にリスナ周辺に音源が
存在する場合と同等の音像定位感が得られる。
【０１０６】そして、この例では、デジタルフィルタ２
１Ｌおよび２１Ｒの出力のデジタル音声信号が、Ｄ／Ａ
コンバータ１３Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信号に変
換され、端子１１に得られるアナログ音声信号Ａｉが、
遅延回路４１によって、Ｄ／Ａコンバータ１３Ｌおよび
１３Ｒの出力のアナログ音声信号との時間合わせ用に遅
延された後、ローパスフィルタ４２に供給されて、ロー
パスフィルタ４２から、アナログ音声信号Ａｉの数１０
０Ｈｚ以下の低域成分が抽出され、加算回路１７Ｌで、
Ｄ／Ａコンバータ１３Ｌの出力信号にローパスフィルタ
４２の出力信号が加算され、加算回路１７Ｒで、Ｄ／Ａ
コンバータ１３Ｒの出力信号にローパスフィルタ４２の
出力信号が加算され、加算回路１７Ｌおよび１７Ｒの出
力のアナログ音声信号が、音声増幅回路１４Ｌおよび１
４Ｒで増幅されて、ヘッドホン３の左右の音響変換器３
Ｌおよび３Ｒに供給される。
１Ｌおよび２１Ｒの出力のデジタル音声信号が、Ｄ／Ａ
コンバータ１３Ｌおよび１３Ｒでアナログ音声信号に変
換され、端子１１に得られるアナログ音声信号Ａｉが、
遅延回路４１によって、Ｄ／Ａコンバータ１３Ｌおよび
１３Ｒの出力のアナログ音声信号との時間合わせ用に遅
延された後、ローパスフィルタ４２に供給されて、ロー
パスフィルタ４２から、アナログ音声信号Ａｉの数１０
０Ｈｚ以下の低域成分が抽出され、加算回路１７Ｌで、
Ｄ／Ａコンバータ１３Ｌの出力信号にローパスフィルタ
４２の出力信号が加算され、加算回路１７Ｒで、Ｄ／Ａ
コンバータ１３Ｒの出力信号にローパスフィルタ４２の
出力信号が加算され、加算回路１７Ｌおよび１７Ｒの出
力のアナログ音声信号が、音声増幅回路１４Ｌおよび１
４Ｒで増幅されて、ヘッドホン３の左右の音響変換器３
Ｌおよび３Ｒに供給される。
【０１０７】したがって、加算回路１７Ｌおよび１７Ｒ
の出力信号の周波数特性は、数１００Ｈｚ以下の低域周
波数では、ローパスフィルタ４２の出力信号が支配的と
なって、加算回路１７Ｌの出力信号と加算回路１７Ｒの
出力信号との間のレベル差が僅少となり、低域において
明瞭な音像定位感が得られるようになるとともに、低域
での減衰が軽減され、低域での音質の劣化が少なくな
る。
の出力信号の周波数特性は、数１００Ｈｚ以下の低域周
波数では、ローパスフィルタ４２の出力信号が支配的と
なって、加算回路１７Ｌの出力信号と加算回路１７Ｒの
出力信号との間のレベル差が僅少となり、低域において
明瞭な音像定位感が得られるようになるとともに、低域
での減衰が軽減され、低域での音質の劣化が少なくな
る。
【０１０８】なお、この例で、アナログ音声信号Ａｉが
遅延回路４１に供給される代わりに、帯域制限フィルタ
１６の出力信号が遅延回路４１に供給される構成として
もよい。
遅延回路４１に供給される代わりに、帯域制限フィルタ
１６の出力信号が遅延回路４１に供給される構成として
もよい。
【０１０９】図２２に示したように、ステレオの２チャ
ンネルの音声を、それぞれの音像をリスナ頭外の任意の
位置に定位させて、ヘッドホンによって再生する場合、
または、図２３に示したように、リスナ周辺の任意の位
置に音像を定位させて、スピーカによって音声を再生す
る場合にも、上述した例のように構成することができ
る。
ンネルの音声を、それぞれの音像をリスナ頭外の任意の
位置に定位させて、ヘッドホンによって再生する場合、
または、図２３に示したように、リスナ周辺の任意の位
置に音像を定位させて、スピーカによって音声を再生す
る場合にも、上述した例のように構成することができ
る。
【０１１０】〔他の実施形態〕上述した各実施形態の各
例は、デジタル入力音声信号にインパルス応答を畳み込
む場合であるが、図１７の例のようにデジタル入力音声
信号をダウンサンプリングする場合を除いて、この発明
は、アナログ入力音声信号にインパルス応答を畳み込む
場合にも適用することができる。
例は、デジタル入力音声信号にインパルス応答を畳み込
む場合であるが、図１７の例のようにデジタル入力音声
信号をダウンサンプリングする場合を除いて、この発明
は、アナログ入力音声信号にインパルス応答を畳み込む
場合にも適用することができる。
【０１１１】
【発明の効果】上述したように、この発明によれば、音
像定位用の信号処理部の回路規模や演算量を抑制して
も、リスナ頭外またはリスナ周辺の任意の位置に明瞭に
音像を定位させることができる。
像定位用の信号処理部の回路規模や演算量を抑制して
も、リスナ頭外またはリスナ周辺の任意の位置に明瞭に
音像を定位させることができる。
【０１１２】また、第１および第２のフィルタ手段によ
るインパルス応答の周波数特性における低域周波数での
レベル差が僅少となって、低域において明瞭な音像定位
感が得られるだけでなく、低域での減衰が軽減され、低
域での音質の劣化が少なくなる。
るインパルス応答の周波数特性における低域周波数での
レベル差が僅少となって、低域において明瞭な音像定位
感が得られるだけでなく、低域での減衰が軽減され、低
域での音質の劣化が少なくなる。
【０１１３】さらに、第１および第２のフィルタ手段の
出力信号に残響特性を付加し、または第１および第２の
フィルタ手段に入力されるデジタル音声信号のサンプリ
ング周波数を低減する場合には、第１および第２のフィ
ルタ手段によるインパルス応答を擬似的または等価的に
長くすることができ、十分な距離感をもって音像を定位
させることができる。
出力信号に残響特性を付加し、または第１および第２の
フィルタ手段に入力されるデジタル音声信号のサンプリ
ング周波数を低減する場合には、第１および第２のフィ
ルタ手段によるインパルス応答を擬似的または等価的に
長くすることができ、十分な距離感をもって音像を定位
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第1の実施形態の音声再生装置の第１の例を示
す図である。
す図である。
【図２】インパルス応答の例を示す図である。
【図３】インパルス応答の畳み込み用のデジタルフィル
タの一例を示す図である。
タの一例を示す図である。
【図４】インパルス応答の畳み込み用のデジタルフィル
タの他の例を示す図である。
タの他の例を示す図である。
【図５】一般的なリスニングルームで実測されるインパ
ルス応答の周波数特性の一例を示す図である。
ルス応答の周波数特性の一例を示す図である。
【図６】インパルス応答の畳み込み用のデジタルフィル
タの次数を制限した場合のインパルス応答の周波数特性
の一例を示す図である。
タの次数を制限した場合のインパルス応答の周波数特性
の一例を示す図である。
【図７】ローパスフィルタの周波数特性の一例を示す図
である。
である。
【図８】ローパスフィルタによる補正後のデジタル音声
信号の周波数特性の一例を示す図である。
信号の周波数特性の一例を示す図である。
【図９】第1の実施形態の音声再生装置の第２の例を示
す図である。
す図である。
【図１０】第1の実施形態の音声再生装置の第３の例を
示す図である。
示す図である。
【図１１】第１の実施形態の音声再生装置の第４の例を
示す図である。
示す図である。
【図１２】第２の実施形態の音声再生装置の第１の例を
示す図である。
示す図である。
【図１３】残響付加回路の一例を示す図である。
【図１４】残響付加回路の他の例を示す図である。
【図１５】残響付加回路の周波数特性の一例を示す図で
ある。
ある。
【図１６】第２の実施形態の音声再生装置の第２の例を
示す図である。
示す図である。
【図１７】第３の実施形態の音声再生装置の第１の例を
示す図である。
示す図である。
【図１８】図１７の音声再生装置のフィルタ部の周波数
特性の一例を示す図である。
特性の一例を示す図である。
【図１９】図１７の音声再生装置のフィルタ部の他の例
を示す図である。
を示す図である。
【図２０】第３の実施形態の音声再生装置の第２の例を
示す図である。
示す図である。
【図２１】リスナ頭外の任意の位置に音像を定位させる
場合の原理を示す図である。
場合の原理を示す図である。
【図２２】リスナ頭外の任意の位置に音像を定位させる
場合の原理を示す図である。
場合の原理を示す図である。
【図２３】リスナ周辺の任意の位置に音像を定位させる
場合の原理を示す図である。
場合の原理を示す図である。
【図２４】従来の音声再生装置の一例を示す図である。
【図２５】従来の音声再生装置の他の例を示す図であ
る。
る。
主要部については図中に全て記述したので、ここでは省
略する。
略する。
Claims (7)
- 【請求項１】入力音声信号に、その音像を定位させる位
置からリスナの左耳に至る伝達関数を時間軸上に変換し
たインパルス応答を畳み込む第１のフィルタ手段と、 前記入力音声信号に、その音像を定位させる位置からリ
スナの右耳に至る伝達関数を時間軸上に変換したインパ
ルス応答を畳み込む第２のフィルタ手段と、 前記入力音声信号の低域成分を抽出する第３のフィルタ
手段と、 前記第１のフィルタ手段の出力信号に前記第３のフィル
タ手段の出力信号を加算して、第１の出力音声信号を得
る第１の加算手段と、 前記第２のフィルタ手段の出力信号に前記第３のフィル
タ手段の出力信号を加算して、第２の出力音声信号を得
る第２の加算手段と、 を備える音声再生装置。 - 【請求項２】入力音声信号に、その音像を定位させる位
置からリスナの左耳に至る伝達関数を時間軸上に変換し
たインパルス応答を畳み込む第１のフィルタ手段と、 この第１のフィルタ手段の出力信号に残響特性を付加す
る第１の残響付加手段と、 前記入力音声信号に、その音像を定位させる位置からリ
スナの右耳に至る伝達関数を時間軸上に変換したインパ
ルス応答を畳み込む第２のフィルタ手段と、 この第２のフィルタ手段の出力信号に残響特性を付加す
る第２の残響付加手段と、 前記入力音声信号の低域成分を抽出する第３のフィルタ
手段と、 前記第１の残響付加手段の出力信号に前記第３のフィル
タ手段の出力信号を加算して、第１の出力音声信号を得
る第１の加算手段と、 前記第２の残響付加手段の出力信号に前記第３のフィル
タ手段の出力信号を加算して、第２の出力音声信号を得
る第２の加算手段と、 を備える音声再生装置。 - 【請求項３】請求項１または２の音声再生装置におい
て、 前記第３のフィルタ手段は、第１の出力音声信号用のフ
ィルタ手段と第２の出力音声信号用のフィルタ手段とか
らなる音声再生装置。 - 【請求項４】デジタル入力音声信号のサンプリング周波
数を元の周波数より低い周波数に変換するダウンサンプ
リング手段と、 その変換された入力音声信号に、その音像を定位させる
位置からリスナの左耳に至る伝達関数を時間軸上に変換
したインパルス応答を畳み込む第１のフィルタ手段と、 この第１のフィルタ手段の出力信号のサンプリング周波
数を元の周波数に変換する第１のオーバーサンプリング
手段と、 前記変換された入力音声信号に、その音像を定位させる
位置からリスナの右耳に至る伝達関数を時間軸上に変換
したインパルス応答を畳み込む第２のフィルタ手段と、 この第２のフィルタ手段の出力信号のサンプリング周波
数を元の周波数に変換する第２のオーバーサンプリング
手段と、 前記デジタル入力音声信号の少なくとも低域成分を抽出
する第３のフィルタ手段と、 前記第１のオーバーサンプリング手段の出力信号に前記
第３のフィルタ手段の出力信号を加算して、第１の出力
音声信号を得る第１の加算手段と、 前記第２のオーバーサンプリング手段の出力信号に前記
第３のフィルタ手段の出力信号を加算して、第２の出力
音声信号を得る第２の加算手段と、 を備える音声再生装置。 - 【請求項５】請求項４の音声再生装置において、 前記第３のフィルタ手段は、前記デジタル入力音声信号
の低域成分および高域成分を抽出するものである音声再
生装置。 - 【請求項６】請求項５の音声再生装置において、 前記第３のフィルタ手段は、少なくとも高域成分の抽出
用につき、第１の出力音声信号用のフィルタ手段と第２
の出力音声信号用のフィルタ手段とからなる音声再生装
置。 - 【請求項７】入力音声信号の所定周波数以下の周波数成
分を抽出する帯域制限フィルタと、 この帯域制限フィルタの出力音声信号に、その音像を定
位させる位置からリスナの左耳に至る伝達関数を時間軸
上に変換したインパルス応答を畳み込む第１のフィルタ
手段と、 前記帯域制限フィルタの出力音声信号に、その音像を定
位させる位置からリスナの右耳に至る伝達関数を時間軸
上に変換したインパルス応答を畳み込む第２のフィルタ
手段と、 前記入力音声信号の低域成分を抽出する第３のフィルタ
手段と、 前記第１のフィルタ手段の出力信号に前記第３のフィル
タ手段の出力信号を加算して、第１の出力音声信号を得
る第１の加算手段と、 前記第２のフィルタ手段の出力信号に前記第３のフィル
タ手段の出力信号を加算して、第２の出力音声信号を得
る第２の加算手段と、 を備える音声再生装置。
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| US11/343,553 US7162047B2 (en) | 2002-03-18 | 2006-01-31 | Audio reproducing apparatus |
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| JP2002073923A JP3874099B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 音声再生装置 |
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-
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