JP2004526369A - 頭部伝達関数を導出する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、室内で頭部伝達関数を導出する方法に係る。本発明では、音声パターンの電気信号又は音楽信号が、スピーカに供給され、そのスピーカから音波が放射される。音波及び室内で反射した音波は、ヘッドセットのスピーカに作用し、ヘッドセットのスピーカにより電気信号に変換される。次に、その電気信号から関連付けられる頭部伝達関数が導出され、記憶される。キャリブレーションモードにおいて、ヘッドセットがマイクロホンとして使用されると、ＨＲＴＦは、マイクロホンをリスナーの耳に挿入することなく評価することができる。従って、エンドユーザによるキャリブレーションが単純となる。

Description

【０００１】
本発明は、室内で頭部伝達関数を導出する方法に係る。
【０００２】
頭部伝達関数（ＨＲＴＦと省略する）を導出する方法及び装置は、米国特許第５，７２９，６１２号に記載される。頭部伝達関数は、異なるリスナーに対して異なる。個人別の頭部伝達関数を、各リスナーに対して生成しなければならない。従って、特定の人のために導出された伝達関数を用いて音声再生する場合、３人のうち１人に対しては、良好な立体音声がない。伝達関数を得るには、リスナーの耳に挿入されるマイクロホンを使用する。エンドユーザとしての各リスナーのヘッドセットのキャリブレーションは、ユーザのスピーカによってユーザの好みの部屋で行われる。しかし、これは、不便であると考えられる。このような理由から、個々に適応されたヘッドセットは、市場にはまだ出回っていない。
【０００３】
従って、本発明は、ヘッドセットの単純なキャリブレーションを形成することを目的とする。
【０００４】
この目的は、請求項１の特徴によって達成される。本発明では、音声パターンを表す電気信号、又は、音楽信号は、スピーカに与えられ、スピーカから、音波が放射される。音波、及び、部屋内で反射した音波は次に、ヘッドセットのスピーカに作用し、ヘッドセットのスピーカによって電気信号に変換される。次に、この電気信号から、関連付けられる頭部伝達関数が導出され、記憶される。キャリブレーションモードにおいて、ヘッドセットがマイクロホンとして使用される場合、ＨＲＴＦは、マイクロホンをユーザの耳に挿入することなく、評価することが可能である。従って、エンドユーザに対するキャリブレーションが単純化される。本発明は更に、オーディオ装置に、単純な方法で組込まれることが可能であり、また、任意の種類のヘッドセットに使用することが可能である。従って、単純、且つ、既に市販されているヘッドセットに対しても互換性が保証され、２つのマイクロホンを使用することは冗長となる。
【０００５】
ヘッドセットスピーカのマイクロホン特性が、頭部伝達関数の導出に考慮されることが有利である。音波がヘッドセットのスピーカに向けられる場合、再生のために使用され、且つ、ヘッドセットスピーカによって生成される電気信号を、互いに比較することができ、スピーカの固有性を決定し、記憶することができる。
【０００６】
音声パターンからなる電気信号は、単純な方法で、音楽システムの個々のスピーカに連続的に与えられ、頭部伝達関数は、各スピーカに対し個々に導出される。本発明の手順は、音楽システムの全てのスピーカに対し繰り返される。１つのスピーカが、各ＨＲＴＦ計算の為に切り替えられる場合、１つの手順だけでよい。独立した音声シーケンスが、スピーカに同時に与えられる場合、全てのＨＲＴＦを一度に測定することができる。周知の音声を生成する外部の音声源も使用し得る。実際には、各ＨＲＴＦに対し、ユーザが、１つのスピーカに対して自分の位置を変えると、全てのＨＲＴＦを導出するために、同じ場所において１つのスピーカを使用し得る。
【０００７】
頭部伝達関数は、ベッドセットを介する再生に、単純な方法で使用される。
【０００８】
頭部伝達関数を導出する装置は、少なくとも１つのスピーカを有する音楽システムと、頭部伝達関数を導出する電子部を有する機器と、ヘッドセットとを含むことが有利である。従って、頭部伝達関数は、単純な方法で導出することが可能である。頭部伝達関数を導出する電子部を有する機器、音楽システム、及び、ヘッドセットは、互いに接続され、機器は、音楽システムを介して、周波数パターンを、スピーカに与える。音波、及び、壁に衝突して崩れた音波は、マイクロホンとして機能するスピーカに受信され、頭部伝達関数を導出する機器上で再生される。キャリブレーション時には、リスナーは、ヘッドセット、好適には、フォームが周りにつけられたインナーイヤーヘッドセットを装着し、それにより、音声が、マイクロホンとして機能するヘッドセットのスピーカに到達する。
【０００９】
頭部伝達関数を導出する電子部を有する機器は、適応可能フィルタを含むことが有利である。適応可能フィルタは、工場において装置内に設置される。
【００１０】
１つの単純な配置では、適応可能フィルタは、制御ユニットとスピーカを含む。制御ユニットとスピーカは、頭部伝達関数を導出するのに適している。
【００１１】
頭部伝達関数を導出する電子部を有する機器は、音声発生器を含むことが有利である。従って、テスト信号が、工場において機器内に予め設定されることが可能である。
【００１２】
装置は、デジタルバーサトルディスクプレーヤ（略してＤＶＤプレーヤ）であることが有利である。本発明の配置は、例えば、上述したようなディスクプレーヤといったように最近市場に登場した装置に実施され得る。
【００１３】
本発明をより良好に理解するために、添付図面を参照しながら、実施例をより詳細に以下に説明する。
【００１４】
図１は、プレーヤ１、音楽システム２、５つのスピーカ３乃至７、及び、ヘッドセット９を有する被験者８を示す。プレーヤ１は、デジタルバーサトルディスク（略してＤＶＤ）を再生するのに適しており、また、制御ユニット１０、電子及び機械的再生部１１、音声発生器１２、メモリ１３、および、電子受信及び再生部１４を有する。スピーカ３及び６は、それぞれ左前方スピーカ、及び、右前方スピーカである。スピーカ７は中央スピーカであり、スピーカ４及び５は、それぞれ左後方室スピーカ、及び、右後方室スピーカであり、これらのスピーカは、サラウンドサウンドを生成する。ディープバススピーカは、室内におけるそのスピーカの位置は重要ではないので図示しておらず、このスピーカの信号は、ＨＲＴＦを導出することなくヘッドセットの両方のスピーカに直接与えられ得る。
【００１５】
ＨＲＴＦを計算するには、制御ユニット１０は、音声発生器１２に、接続線１５を介して音楽システム２に電子信号を与えさせる。電気信号は、周波数パターンからなる。音楽システム２は、この周波数パターンをスピーカ３に供給する。スピーカ３は、室内でくずれ、ヘッドセット９のスピーカ１６、１７に作用する音波を生成する。音波は、ヘッドセット９内のスピーカメンブレンに作用し、プレーヤの受信器部１４への２つの電気信号の形で出力される電流を発生する。制御ユニット１０は、適応フィルタとして機能し、頭部伝達関数を計算する。つまり、プレーヤ１は、キャリブレーション時には、ステレオシステム２のスピーカ３乃至７のうちの１つのスピーカに供給される一連の音声を生成する。適応フィルタ１０、１３は、リスナー８の耳に対しスピーカ３乃至７から伝達関数を導出するが、携帯可能なプレーヤ１に組込まれる。計算時間は、約１秒である。
【００１６】
オーディオ信号は、再生時には、適切な頭部伝達関数によってフィルタリングされ、リスナーがヘッドセットを使用している時に、実際のスピーカ装置から聞いているという印象が、リスナー８に与えられる。
【００１７】
頭部伝達関数のキャリブレーションは、使用される個々のヘッドセット９のマイクロホン特性を考慮に入れる。更に、音声再生状態は、ヘッドセット９のスピーカ特性を含む。マイクロホン特性及びスピーカ特性は共に、伝達関数を介しての積によって調整することができる。このマイクロホン伝達関数とスピーカ伝達関数の積は、音声周波数を１つのヘッドセットスピーカによって再生し、もう１つのヘッドセットスピーカをマイクロホンとして使用することにより、特定のヘッドセットに対し直ぐに決定することができる。ユーザの左側にある音声源がトーンを出すと、このトーンは最初に、マイクロホンとして機能する、ヘッドセットの左のスピーカによって受信される。僅かに遅れて、このトーンは、マイクロホンとして機能する、ヘッドセットの右のスピーカに到達する。従って、左耳から右耳への伝達関数は、スピーカから、マイクロホンとして用いられる、ヘッドセットスピーカへの伝達関数として、同様に測定することができる。従って、左耳にある音声が、右耳に伝搬するのかについて説明する。左後方室スピーカをシミュレートするために、左後方室信号は、ユーザ独立型ＨＲＴＦによってフィルタリングされ、左ヘッドセットスピーカによって再生される。従って、左ヘッドセットスピーカ用の信号は、左耳から右耳に測定された伝達関数によって生成され、右ヘッドセットスピーカによって再生されることができる。この測定の１つの利点は、ヘッドセットスピーカをマイクロホンとして使用する特性は、測定を変更せず、というのは、ヘッドセットスピーカをマイクロホンとして使用する特性は、右信号及び左信号の両方に存在するからである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】５つのスピーカを有する音楽システムと、ヘッドセットを付けた被験者と、音声の生成、ヘッドセットを介した音声の受信、及び、伝達関数の計算の為に使用することのできるディスクプレーヤのブロック回路図を示す図である。

Claims (9)

1. 室内で頭部伝達関数を導出する方法であって、
   音声パターンからなる電気信号をスピーカに供給し、上記スピーカから音波が放射される段階と、
   上記音波、及び、上記室内で反射した音波が、ヘッドセットのスピーカに作用し、上記ヘッドセットのスピーカによって、電気信号に変換される段階と、
   上記電気信号から、関連付けられる頭部伝達関数を導出し、記憶する段階とを含むことを特徴とする方法。
2. 上記頭部伝達関数の導出には、上記ヘッドセットのスピーカのマイクロホン特性が考慮に入れられることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 上記音声パターンからなる電気信号は、音楽システムの各スピーカに連続的に供給され、
   上記各スピーカに対し、頭部伝達関数が個々に導出されることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 上記頭部伝達関数は、上記ヘッドセットを介しての再生に使用される請求項１記載の方法。
5. 室内で頭部伝達関数を導出する装置であって、
   少なくとも１つのスピーカを有する音楽システムと、
   頭部伝達関数を導出する電子部を有する機器と、
   ヘッドセットと、を含むことを特徴とする装置。
6. 請求項１記載の方法を実施する装置であって、
   適応可能なフィルタを有することを特徴とする装置。
7. 上記適応可能なフィルタは、制御ユニット、及び、メモリを有することを特徴とする請求項４記載の装置。
8. 音声発生器を有することを特徴とする請求項４又は５記載の装置。
9. ビデオディスクプレーヤであることを特徴とする請求項４乃至６のうちいずれか一項記載の装置。