JP2007006432A - バイノーラル再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 受聴者により異なる両耳間差で生じるクロストークのキャンセル調整をバイノーラル信号を受聴しつつノイズ発生なく行えるバイノーラル再生装置を実現する。
【解決手段】 左右受聴用回路１１ａ、１１ｄで左右受聴用信号を生成し、右左用クロストークキャンセル回路１１ｃ、１１ｂでクロストークキャンセル信号を生成し、第１調整遅延回路１３ｂで左受聴用信号を、第２調整遅延回路１３ｅで右受聴用信号を所定時間遅延させ、第１切り替え回路部１４ａにより左受聴用信号をフェードアウトしながら左受聴用遅延信号をフェードインし、第２切り替え回路部１４ｄで右受聴用信号をフェードアウトしつつ右受聴用遅延信号をフェードインし、フェードインした左右受聴用遅延信号とクロストークキャンセル回路で生成した右左用クロストークキャンセル信号を加算させるようにしてスピーカ再生用バイノーラル信号を生成する様にして実現した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バイノーラル収音されたオーディオ信号を２つのスピーカから再生するに際し、受聴者ごとの頭部径の異なりや受聴者ごとの受聴特性の異なりを補正し、臨場感のある再生を行うバイノーラル再生装置に関する。

従来より、バイノーラル収音された音響信号をスピーカ再生する際に、右チャンネルのスピーカから受聴者の左耳に届く再生音声の成分と、左チャンネルのスピーカから受聴者の右耳に届く再生音声の成分である左右の各チャンネルの音響信号からのクロストーク成分を除去し、受聴者に対してはクロストークの無い音声が左右の各スピーカから届いているように聞かせ２つのスピーカ再生により三次元的な音場を再現している。このクロストークキャンセル処理は、いわゆるトランスオーラル処理とも呼ばれる処理であり、その処理により収録した音場と同じ受聴用音場を再現できる。
クロストークキャンセル処理により収録した音場と同じ受聴用音場を再現するためには、（１）再生用スピーカはクロストークキャンセル処理量の測定に用いられたスピーカと同一特性のスピーカを用いる、（２）再生用スピーカの開き角やスピーカ間の間隔を所定の範囲内にする、（３）２つのスピーカから受聴者までの距離をクロストークキャンセルに係る測定時と同じようにした等距離線上で受聴する、（４）受聴者の頭部は測定に用いられたダミーヘッドあるいはリアルヘッドの頭部形状、両耳の間隔と同じようにする、及び（５）受聴者毎に異なる受聴特性の異なりを補正して視聴できるようにするなどの条件を満たす必要がある。
一方、近年、視聴者の高齢化も進み左右の聴覚特性が異なる人もいる。老年性難聴を有する人もいる。老年性難聴の特徴として、レベルの小さい音や周波数の高い音が聞き難くなったり、左右の聴覚特性が異なったりする。内耳の障害により音の大きさを少し増加させただけでも音の大きさが非常に大きく感じられるリクルーメント（補充）現象を有する場合もある。

実際には上記（１）〜（５）の条件の全てを満足してクロストークキャンセル処理を行うのは困難である。それらの条件の違いにより、本来ならばクロストークのキャンセルを行うべき信号に誤差が含まれると、受聴者によっては所望の臨場感が得られないばかりではなく、クロストークのキャンセル信号は逆相感や圧迫感を伴う信号（雑音）として再生される。その誤差信号成分により、所定の臨場感が得られない、違和感がある信号として再生される。その改善方法として（１）についてはクロストークキャンセル処理量の測定時に求められた伝達関数に、測定に用いたスピーカの逆特性をあらかじめ畳み込んでおくことで解決できる。

特許文献１には、入力された音声信号に応じてクロストークキャンセルの量を変化させるためのクロストークキャンセル率を用い、ステレオ入力される楽音信号がモノラル信号のときはクロストークキャンセル率を０にし、左右の信号の間の差が大きくなればなるほどクロストークキャンセル率を１となるようにし、クロストークキャンセルの減衰量を制御してクロストーク打ち消し信号がもたらす違和感を少なくしたクロストークキャンセル回路が開示されている。
特許文献２には上記（２）を解決するために、例えばテレビスピーカを用いて再生する場合には、テレビ受像機の表示画面サイズによってスピーカの間隔が変わるため、複数の表示画面サイズに応じた実際の伝達特性を予め記憶しておき、選択された画面サイズに応じてクロストークキャンセル量を選定可能とし、スピーカ間隔の変化に対応させて再生するようにしたオーディオ信号再生装置が開示されている。
特許文献３には、録音された信号を受聴者の耳において「完全に」再生させるために、実際の再生音場にモニタを置き、制御点において再生音場の測定値と所望の音響信号との差異を求め、その差異が最小となるようディジタルフィルタマトリクスを調整するようにした音響再生装置が開示されている。
特許文献４には、基準の聴取位置及びその周辺の聴取位置について、クロストークキャンセルが最適となるようなキャンセル信号の左右の音量バランス、各遅延時間の情報をあらかじめ記憶し、ジョイスティック等で聴取位置の変更を行うことにより最適とされる遅延時間量を選択できるようにし、音響効果を有せしめて演奏する電子楽器が開示されている。
特開平０５−４１９００号公報 実登第２５３６７１７号公報 特許第３２６４４８９号公報 特許第２７３７４３６号公報

しかしながら、実際のバイノーラル録音された音響信号のスピーカ再生時でのクロストークキャンセル処理は、受聴位置が変更できても両耳の間隔（頭部径）が人それぞれで異なるためクロストークキャンセル処理が正確に行われず、受聴者によっては所望の臨場感が得られないばかりではなく、本来ならばクロストーク成分のキャンセルを行うべき信号が逆相感や圧迫感を伴う雑音として再生されてしまうなど所望の再生が出来なかった。さらに、受聴位置の変更によって生じるクロストークキャンセル信号の特性を受聴中に切り替えようとする場合では、その信号処理を行うディジタルフィルタのタップ係数や遅延回路の遅延時間を切り替えて新たな特性に設定する際に切り替えノイズが生じてしまうなど、バイノーラルオーディオ信号を受聴しながらクロストークキャンセル信号の特性をスムーズに切り替えることは出来なかった。

そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、受聴者によって異なる両耳間の距離の異なりにより生じるクロストークキャンセル処理の調整を、バイノーラル収音された音響信号を受聴しながらノイズを発生させることなく切り替えを行って所望の臨場感が得られる特性に調整するようにし、クロストークキャンセル処理が所定の特性でなされないことにより生じる逆相感や圧迫感を伴う雑音として再生されてしまうことのないバイノーラル再生装置を提供することを目的とする。

本願発明における第１の発明は、記録媒体に録音されたバイノーラル音を受聴者が聴く際に、前記受聴者の左右の耳の間隔が異なることによって生じる雑音を抑えたバイノーラル音を再生するバイノーラル再生装置において、前記バイノーラル音から、前記受聴者の左右の耳でそれぞれ受聴する左右受聴用信号を生成する左右受聴用回路と、前記バイノーラル音から、前記左右受聴用信号が前記受聴者の右左の耳で受聴されて生じる雑音を打ち消す右左用クロストークキャンセル信号を生成する右左用クロストークキャンセル回路と、前記左受聴用回路に並列接続された第１、２接続線と、前記右受聴用回路に並列接続された第３、４接続線と、前記第１接続線に接続され、前記左受聴用信号を所定時間遅延させて、左受聴用遅延信号を出力する第１調整遅延回路と、前記第３接続線に接続され、前記右受聴用信号を所定時間遅延させて、右受聴用遅延信号を出力する第２調整遅延回路と、前記第２接続線を介して出力された前記左受聴用信号をフェードアウトしながら、前記第１調整遅延回路から出力された前記左受聴用遅延信号をフェードインする第１切り替え回路部と、前記第４接続線を介して出力された前記右受聴用信号をフェードアウトする一方、前記第２調整遅延回路から出力された前記右受聴用遅延信号をフェードインする第２切り替え回路部と、前記第１、第２切り替え回路部にフェードイン・フェードアウト制御を行う第１制御部と、前記第１切り替え回路でフェードインした前記左受聴用遅延信号と前記右用クロストークキャンセル回路で生成された右用クロストークキャンセル信号を加算させて、左スピーカに出力させる一方、前記第２切り替え回路でフェードインした前記右受聴用遅延信号と前記左用クロストークキャンセル回路で生成された左用クロストークキャンセル信号を加算させて、右スピーカに出力させる第２制御部とを備えたことを特徴とするバイノーラル再生装置を提供する。
第２の発明は、記録媒体に録音されたバイノーラル音を受聴者が聴く際に、前記受聴者の左右の耳の間隔が異なることによって生じる雑音を抑えたバイノーラル音を再生するバイノーラル再生装置において、前記バイノーラル音から、前記受聴者の左右の耳でそれぞれ受聴する左右受聴用信号を生成する左右受聴用回路と、前記バイノーラル音から、前記左右受聴用信号が前記受聴者の右左の耳で受聴されて生じる雑音を打ち消す右左用クロストークキャンセル信号を生成する右左用クロストークキャンセル回路と、前記左用クロストークキャンセル回路に並列接続された第１、２接続線と、前記右用クロストークキャンセル回路に並列接続された第３、４接続線と、前記第１接続線に接続され、前記左用クロストークキャンセル信号を所定時間遅延させて、左用クロストークキャンセル遅延信号を出力する第１調整遅延回路と、前記第３接続線に接続され、前記右用クロストークキャンセル信号を所定時間遅延させて、右用クロストークキャンセル遅延信号を出力する第２調整遅延回路と、前記第２接続線を介して出力された前記左用クロストークキャンセル信号をフェードアウトしながら、前記第１調整遅延回路から出力された前記左用クロストークキャンセル遅延信号をフェードインする第１切り替え回路部と、前記第４接続線から出力された前記右用クロストークキャンセル信号をフェードアウトしながら、前記第２調整遅延回路から出力された前記右用クロストークキャンセル遅延信号をフェードインする第２切り替え回路部と、前記第１、第２切り替え回路部にフェードイン・フェードアウト制御を行う第１制御部と、前記第１切り替え回路でフェードインした前記右用クロストークキャンセル遅延信号と前記左用受聴回路で生成された左受聴用信号を加算させて、左スピーカに出力させる一方、前記第２切り替え回路でフェードインした前記左用クロスキャンセル遅延信号と前記右用受聴回路で生成された右受聴用信号を加算させて、右スピーカに出力させる第２制御部とを備えたことを特徴とするバイノーラル再生装置を提供する。

本発明によれば、バイノーラル音から、受聴者の左右の耳でそれぞれ受聴する左右受聴用信号を生成する左右受聴用回路と、前記バイノーラル音から、前記左右受聴用信号が前記受聴者の右左の耳で受聴されて生じる雑音を打ち消す右左用クロストークキャンセル信号を生成する右左用クロストークキャンセル回路と、前記左受聴用回路に並列接続された第１、２接続線と、前記右受聴用回路に並列接続された第３、４接続線と、前記第１接続線に接続され、前記左受聴用信号を所定時間遅延させて、左受聴用遅延信号を出力する第１調整遅延回路と、前記第３接続線に接続され、前記右受聴用信号を所定時間遅延させて、右受聴用遅延信号を出力する第２調整遅延回路と、前記第２接続線を介して出力された前記左受聴用信号をフェードアウトしながら、前記第１調整遅延回路から出力された前記左受聴用遅延信号をフェードインする第１切り替え回路部と、前記第４接続線を介して出力された前記右受聴用信号をフェードアウトする一方、前記第２調整遅延回路から出力された前記右受聴用遅延信号をフェードインする第２切り替え回路部と、前記第１、第２切り替え回路部にフェードイン・フェードアウト制御を行う第１制御部と、前記第１切り替え回路でフェードインした前記左受聴用遅延信号と前記右用クロストークキャンセル回路で生成された右用クロストークキャンセル信号を加算させて、左スピーカに出力させる一方、前記第２切り替え回路でフェードインした前記右受聴用遅延信号と前記左用クロストークキャンセル回路で生成された左用クロストークキャンセル信号を加算させて、右スピーカに出力させる第２制御部とを備えた格別な構成があるので、
受聴者によって異なる両耳間の距離の異なりにより生じるクロストークキャンセル処理の調整を、バイノーラル収音された音響信号を受聴しながらノイズを発生させることなく切り替えを行って所望の臨場感が得られる特性に調整するようにし、クロストークキャンセル処理が所定の特性でなされないことにより生じる逆相感や圧迫感を伴う雑音として再生されてしまうことのないバイノーラル再生装置を実現できる。

以下に本発明の各実施例に係るバイノーラル再生装置について図１〜図１１を用いて説明する。
図１は、本発明の実施に係るバイノーラル再生装置の構成例を示すブロック図である。
図２は、頭部伝達関数により与えられるインパルス応答波形を示す図である。
図３は、本発明の実施に係る頭部径が小さい場合に生じる時間差を示す図である。
図４は、本発明の実施に係る頭部径が大きい場合に生じる時間差を示す図である。
図５は、本発明の実施に係る頭部径調整用操作部を例示した図である。
図６は、本発明の実施に係るバイノーラル再生装置の第１変形構成例を示すブロック図である。
図７は、第１変形例バイノーラル再生装置の信号処理の流れを示すフローチャート図である。
図８は、本発明の実施に係るバイノーラル再生装置の第２変形構成例を示すブロック図である。
図９は、本発明の実施に係るバイノーラル再生装置の第３変形構成例を示すブロック図である。
図１０は、第３変形例バイノーラル再生装置に係る要部の構成例を示すブロック図である。
図１１は、第３変形例バイノーラル再生装置の信号処理の流れを示すフローチャート図である。

そのバイノーラル再生装置は、受聴者によって異なる両耳間の距離の異なりにより生じるクロストークキャンセル処理の調整を、バイノーラル収音された音響信号を受聴しながらノイズを発生させることなく切り替えを行って所望の臨場感が得られる特性に調整するようにし、クロストークキャンセル処理が所定の特性でなされないことにより生じる逆相感や圧迫感を伴う雑音として再生されてしまうことのないバイノーラル再生装置を実現するという目的を、バイノーラル音から、受聴者の左右の耳でそれぞれ受聴する左右受聴用信号を生成する左右受聴用回路と、前記バイノーラル音から、前記左右受聴用信号が前記受聴者の右左の耳で受聴されて生じる雑音を打ち消す右左用クロストークキャンセル信号を生成する右左用クロストークキャンセル回路と、前記左受聴用回路に並列接続された第１、２接続線と、前記右受聴用回路に並列接続された第３、４接続線と、前記第１接続線に接続され、前記左受聴用信号を所定時間遅延させて、左受聴用遅延信号を出力する第１調整遅延回路と、前記第３接続線に接続され、前記右受聴用信号を所定時間遅延させて、右受聴用遅延信号を出力する第２調整遅延回路と、前記第２接続線を介して出力された前記左受聴用信号をフェードアウトしながら、前記第１調整遅延回路から出力された前記左受聴用遅延信号をフェードインする第１切り替え回路部と、前記第４接続線を介して出力された前記右受聴用信号をフェードアウトする一方、前記第２調整遅延回路から出力された前記右受聴用遅延信号をフェードインする第２切り替え回路部と、前記第１、第２切り替え回路部にフェードイン・フェードアウト制御を行う第１制御部と、前記第１切り替え回路でフェードインした前記左受聴用遅延信号と前記右用クロストークキャンセル回路で生成された右用クロストークキャンセル信号を加算させて、左スピーカに出力させる一方、前記第２切り替え回路でフェードインした前記右受聴用遅延信号と前記左用クロストークキャンセル回路で生成された左用クロストークキャンセル信号を加算させて、右スピーカに出力させる第２制御部とを備えるようにして実現した。

バイノーラル再生装置の構成について述べる。
図１に示すバイノーラル再生装置１は４つの頭部伝達関数回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、４つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、２つの遅延回路１３ｂ、１３ｅ、４つの可変混合回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、２つの加算回路１６ａ、１６ｂ、２つの補正関数回路１７ａ、１７ｂ、及びＣＰＵ（Central Processing Unit）１９より構成される。バイノーラル再生装置１には２つの増幅器２１ａ、２１ｂを介して２つのスピーカ２２ａ、２２ｂが接続される。スピーカから発音された信号は受聴者３により受聴される。
図６に示す第１の応用例に係るバイノーラル再生装置１ａは図１に示したバイノーラル再生装置１に比し、４つのスイッチに代えて４つの選択接続器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが配置され、さらに２つの遅延回路１３ａ、１３ｄが多く配されている。
図８に示す第２の応用例に係るバイノーラル再生装置１ｂは図６に示したバイノーラル再生装置１ａに比し、４つの可変利得回路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが多く配されている。

バイノーラル再生装置の動作について述べる。
まず、例えば頭部径が標準的な大人のサイズである１７ｃｍの人工頭などが用いられて計測され、図示されないメモリに蓄積されている頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）を頭部伝達関数回路１１ａ〜１１ｄにロードする。頭部伝達関数回路１１ａ〜１１ｄはディジタルフィルタで構成され、ロードされた係数データが用いられて音響信号のフィルタ処理を行う。即ち、２つの左右（ＬＲ）スピーカ２２ａ、２２ｂと受聴者３の左右（ＬＲ）の耳とのそれぞれの位置関係において成り立つ時間（ｔ）に係る頭部伝達関数（ｈ）をｈ_LL（ｔ）、ｈ_LR（ｔ）、ｈ_RL（ｔ）、ｈ_RR（ｔ）とし、また補正関数をｄ（ｔ）＝１／（ｈ_LL（ｔ）×ｈ_RR（ｔ）−ｈ_RL（ｔ）×ｈ_LR（ｔ））とするときに、頭部伝達関数回路１１ａにはｈ_RR（ｔ）、頭部伝達関数回路１１ｂには−ｈ_LR（ｔ）、頭部伝達関数回路１１ｃには−ｈ_RL（ｔ）、頭部伝達関数回路１１ｄにはｈ_LL（ｔ）を、２つの補正関数回路１７ａ、１７ｂのそれぞれにはｄ（ｔ）＝１／（ｈ_LL（ｔ）×ｈ_RR（ｔ）−ｈ_RL（ｔ）×ｈ_LR（ｔ））の特性を与える演算を行うための係数を入力する。

次に、頭部伝達関数回路１１ａにバイノーラル録音した左チャンネルの信号Ｐ_L（ｔ）を入力する。頭部伝達関数回路１１ａからは、左側のスピーカ２２ａから受聴者３の左側の耳で受聴するための受聴用信号が出力される。受聴用信号の一方は可変混合回路１４ａのａ側に入力され、受聴用信号の他方はスイッチＳＷ１を介して遅延時間がＤである遅延回路１３ａで遅延され、スイッチＳＷ３を介して可変混合回路１４ａのｅ側に入力される。ここで、可変混合回路１４ａは受聴者３の頭部径が標準であるとして設定される場合には、ａ側及びｅ側に入力される信号のうちａ側の受聴用信号のみを出力する。加算回路１６ａでは可変混合回路１４ａから出力される信号と、後記の可変混合回路１４ｃから出力されるクロストークキャンセル信号とが加算される。加算された信号は補正関数回路１７ａで上記のｄ（ｔ）の補正がなされ、増幅器２１ａで増幅され、スピーカ２２ａに入力されて発音される。

スピーカ２２ａから発音された信号は受聴者３の左側の耳で受聴されると共に、受聴者３の右側の耳にはスピーカ２２ａから発音された信号のクロストーク成分が受聴される。頭部伝達関数回路１１ｂでは、そのクロストーク成分を打ち消すための信号を生成する。即ち、頭部伝達関数回路１１ｂでは、左側のスピーカ２２ａから発音されて右側の耳で計測される頭部伝達関数の極性を反転させた伝達関数により演算されたクロストークキャンセル信号が出力される。可変混合回路１４ｂは受聴者３の頭部径が標準であるとして設定される場合には、ｂ側及びｆ側に入力される信号のうちｂ側のクロストークキャンセル信号のみを出力する。頭部伝達関数回路１１ｄから出力されるバイノーラル録音した右チャンネルの信号Ｐ_R（ｔ）に頭部伝達関数回路１１ｄの特性が与えられ、可変混合回路１４ｄから得られるｃ側の受聴用信号と、可変混合回路１４ｂから得られたクロストークキャンセル信号とは加算回路１６ｂで加算され、補正関数回路１７ｂ及び増幅器２１ｂを介してスピーカ２２ｂから発音される。受聴者３の右側の耳ではバイノーラル録音した右チャンネルの信号Ｐ_R（ｔ）が受聴されると共に、左側のスピーカ２２ａから発音され、右側の耳で受聴されるクロストーク成分はキャンセルされて受聴される。
同様にして右側のスピーカ２２ｂから発音され、左側受聴されるクロストーク成分は頭部伝達関数回路１１ｃで生成されたクロストークキャンセル信号により打ち消される。

以上は、頭部径が、例えば１７ｃｍである標準的な受聴者３により受聴される場合である。仮に、頭部径が１５ｃｍである小さな受聴者により受聴された場合には、受聴用信号は略正常に受聴されるもののクロストークキャンセル信号は受聴者が受聴するクロストーク信号とは異なるためクロストーク成分をキャンセルしないばかりでなく、キャンセル信号に含まれる逆相成分が不自然に聞こえるなど雑音が多く受聴されてしまう。頭部径の異なる受聴者に対しては異なる特性のクロストークキャンセル信号を生成しなければならない。

そこで、頭部径が標準よりも小さい受聴者はＣＰＵ１９に接続される図示しないインタフェースを介して接続される頭部径調整用操作ノブを操作し小さな頭部径を選択する。選択された頭部径と標準頭部径との差からクロストークキャンセル信号に与えるべき差の特性を求める。差の特性のうち遅延時間の異なりに係る特性を遅延回路１３ｂに与える。頭部径が小さく設定された場合にはスイッチＳＷ１はａ側に、スイッチＳＷ３はｅ側に投入される。
次に、可変混合回路１４ａはａ側に入力される信号をフェードアウトしつつｅ側に入力される信号をフェードインする様にして信号を切り替える。その切り替えにより、受聴用信号が遅延するため、受聴用信号に対する、遅延して生成されるクロストークキャンセル信号の遅延時間差が減少する。
右側の入力信号に対しても同様に動作する。即ち、遅延回路１３ｅにより遅延された受聴用信号が生成され、等価的にクロストークキャンセル信号の遅延時間差が減少して再生される。そのフェードアウトされる信号をＤ１（ｔ）、フェードインされる信号をＤ２（ｔ）、フェードアウト・フェードインして得られた信号ｙ（ｔ）は、例えば次の計算式で与えられる。
ｙ（ｔ）＝Ｄ１（ｔ）×[ （−ｔ）／T ＋１ ] ＋Ｄ２（ｔ） ×（ｔ／T） ]
ただし、Ｔは処理区間である。

頭部径が、例えば１９ｃｍである標準より大きな受聴者の場合は、ＳＷ１をｂ側、Ｓｗ２をｄ側、ＳＷ３をｆ側、ＳＷ４をｈ側に投入する。可変混合回路１４ｂはｂ側の信号からｆ側の信号にフェードイン、フェードアウトにより切り替え、可変混合回路１４ｃはｄ側からｈ側に切り替える。その結果、受聴用信号に対するクロストークキャンセル信号の遅延時間は遅延回路１３ｂ（１３ｅ）の時間だけ更に大きく遅延されるため、大きな頭部径の受聴者であってもクロストーク成分がキャンセルされ、好適なバイノーラル信号の受聴がなされる。
１つの遅延回路１３ｂ（１３ｅ）は頭部径が小さな受聴者及び頭部径が大きな受聴者の両者に対して頭部径の補正されたクロストークキャンセル信号を生成している。

ここで、受聴者の頭部径の異なりに応じて、予め計測した頭部径の頭部伝達関数をそれぞれの頭部伝達関数回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに格納される頭部伝達関数を入れ替えてクロストークキャンセル信号の特性を変更する方法がある。しかし、特性の変更期間中は受聴用信号及びクロストークキャンセル信号の処理を行うことが出来ない。強制的に実行すると処理された信号が不連続となり雑音が生じるなど好ましくない。従って、特性の変更期間中はクロストークキャンセル信号の生成を中断して後に頭部伝達関数回路の特性を変更し、その後再びバイノーラルオーディオ信号のクロストークキャンセル処理を行うことになる。バイノーラル信号のクロストークキャンセル処理を実行しながら頭部伝達関数を変更することは出来ない。本実施例で示したバイノーラル再生装置１によれば、バイノーラル信号を受聴しながら頭部径を変更し、比較受聴を行いながら受聴者に適した方の頭部径に設定することが出来る。ＣＰＵ１９はバイノーラル再生装置１内におけるバイノーラル信号の処理に係る制御を行う。

図２を参照して頭部伝達関数について述べる。
図中（Ａ）に示すｈＬＬ（ｔ）は左側のスピーカ２２ａから発音されたインパルス信号が人工頭の左側の耳部で受聴される受聴用信号の特性を波形の時間変化により示している。縦軸は信号波形をノーマライズした信号電圧であり、横軸はディジタル化されたオーディオ信号のサンプル間隔、即ち標本化周波数４８ｋＨｚの逆数を単位とする時間である。１単位の長さは２０．８マイクロ秒である。（Ｂ）に示すｈＬＲ（ｔ）は左側のスピーカ２２ａから発音され人工頭の右側で受聴されるクロストーク成分の特性である。（Ｃ）のｈＲＬ（ｔ）、（Ｄ）のｈＲＲ（ｔ）も同様に計測された波形である。ここで、（Ａ）の波形と（Ｂ）の波形との間には時間差ａが生じている。その時間差は、直接受聴される信号に比しクロストーク成分の方の伝達距離が長いことによる。（Ｄ）の波形と（Ｃ）の波形も同様である。（Ｅ）の波形は補正関数に係る信号波形である。

図３を参照して頭部径の異なりにより生じる伝達時間の異なりについて述べる。
図中、点Ｓｐｌ、点Ｓｐｒは左右のスピーカ２２ａ及び２２ｂから発音される発音点の位置を示す。点Ｐｌ及び点Ｐｒは例えば頭部径１７ｃｍの標準的な受聴者３の左右の耳の位置である。点Ｓｌ、点Ｓｒは頭部径が小さい受聴者の耳の位置である。Ｏは受聴者の中心位置である。実線で示す円は点Ｓｐｒと点Ｐｒを半径とする円である。１点鎖線で示す円は、点Ｓｐｒと点Ｓｒを半径とする円である。破線で示す円は、点Ｓｐｒと点Ｏを半径とする円である。点Ｓｐｌと点Ｓｐｒは破線で示す円周上に存在している。
ここで、線Ｓｐｌ−Ｐｒと実線で示す円との交点をｑ３、線Ｓｐｌ−Ｓｒと１点鎖線で示す円との交点をｑ２とする。

線Ｓｐｌ−Ｐｒの長さと線Ｓｐｒ−Ｐｒとの長さを比べるに、線Ｓｐｒ−Ｐｒと線Ｐｒ−ｑ３とは同じ長さであり、線Ｓｐｌ−Ｐｒの方が線Ｓｐｌ−ｑ３の長さだけ長い。即ち、図２でａとして示した時間は、音波が線Ｓｐｌ−ｑ３の距離を伝達するための遅延時間である。
同様にして、頭部径が小さい場合の遅延時間は線Ｓｐｌ−ｑ２の距離に係る遅延である。従って、標準の頭部径により計測された頭部伝達関数を用いて頭部径の小さい受聴者による受聴を行うためにはクロストークキャンセル信号の遅延時間を線ｑ２−ｑ３の時間分だけ短くすれ（進めれ）ば良い。

図１に示した遅延回路１３ａ、１３ｃは線ｑ２−ｑ３の伝達時間の分だけ遅延させ、その遅延を受聴用信号に対して与えることにより、相対的にクロストークキャンセル信号の遅延時間を小さくするようにしている。

図４を参照して頭部径の大きな受聴者に対する補正について説明する。なお、図３と同じ部分には同一の符号を付し、説明を省く。
点Ｂｌ、Ｂｒは頭部径の大きな人の耳の位置である。線Ｓｐｒ−Ｂｒを半径とする円を２点鎖線により示す。点ｑ４は線Ｂｒ−Ｓｐｌと２点鎖線で示される円との交点である。頭部径の大きな受聴者に対するクロストークキャンセル信号の遅延時間は、標準の頭部径を有する受聴者に比し線ｑ３−ｑ４を伝達する時間分だけ遅延時間を大きくする必要がある。
図１の遅延回路１３ｂ及び１３ｅの遅延時間を線ｑ３−ｑ４の伝達時間とし、且つスイッチＳＷ１をｂ側に投入し、スイッチ３をｆ側に投入することにより、クロストークキャンセル信号の方の遅延時間を大きくしている。

バイノーラル再生装置１は１対の遅延回路１３ｂ、１３ｅをスイッチで切り替えることにより、頭部径が標準よりも小さい場合及び大きい場合の両者に対して遅延時間を調整する。受聴者はクロストークキャンセル信号の遅延時間が適する方に設定することができ、バイノーラル信号のクロストーク成分を好適にキャンセルしたスピーカ受聴を可能としている。

図５に頭部径調整用操作つまみを模写的に示す。
（Ａ）は標準的な１７ｃｍの頭部径に対して、例えば１５ｃｍの小さな頭部径や１９ｃｍの大きな頭部径に設定するための操作つまみである。
（Ｂ）は頭部径を連続的に可変しつつ、受聴者３が好みの頭部径を設定して動作させる場合の操作部である。

図６を参照して第１の応用例であるバイノーラル再生装置１ａについて述べる。図１に示したバイノーラル再生装置１と同じ機能部分には同一の番号を付し、説明を省く。
まず、選択接続器１２ａは頭部伝達関数回路１１ａ及び１１ｂから入力される２系統の信号のうちの一方を遅延回路１３ａ及び１３ｂの両者に入力し、他方を接続線１３ｃに入力する。２系統の信号のうちのいずれを遅延回路に接続するかは、図５の（Ｂ）に示したつまみの位置により決められる。中点よりも小の方に操作された場合には伝達関数回路１１ａから入力される信号を遅延回路１３ａ及び１３ｂの両者に入力し、伝達関数回路１１ｂから入力される信号を接続線１３ｃに入力する。中点よりも大の方に操作された場合には伝達関数回路１１ａから入力される信号を接続線１３ｃに入力し、伝達関数回路１１ｂから入力される信号を遅延回路１３ａ及び１３ｂの両者に入力する。

２つの遅延回路１３ａ及び１３ｂの遅延時間の初期値は０に設定される。選択接続器１２ｃは遅延回路１３ａからの信号を可変混合回路１４ａの端子ａに入力し、遅延回路１３ｂからの信号を可変混合回路１４ａの端子ｅに入力し、接続線１３ｃからの信号を可変混合回路１４ｂの端子ｆに入力する。可変混合回路１４ａは端子ａ側の信号を取得して加算回路１６ａに入力し、可変混合回路１４ｂは端子ｆ側の信号を取得して加算回路１６ｂに入力する。

次に、つまみの位置が小の方に回され始めた場合に、遅延回路１３ａの遅延時間は０のままとし、遅延回路１３ｂの遅延時間を例えば１０μ秒に設定する。１０μ秒は音波が３．４ｍｍ伝達される距離である。その設定の後、可変混合回路１４ａは端子ａからの信号をフェードアウトすると同時に、端子ｅからの信号をフェードインする。加算回路１６ａには１０μ秒遅延された受聴用信号が入力される。加算回路１６ｂに入力されるクロストークキャンセル信号の遅延時間は頭部伝達関数回路１１ｂにより与えられた時間のままであるため、クロストークキャンセル信号の遅延時間は、受聴用信号に対して相対的に１０μ秒遅延時間が少なくされた信号として生成される。

さらに、つまみの位置が小の方に回された場合は、遅延回路１３ａの遅延時間は１０μ秒のままとし、遅延回路１３ａの遅延時間を２０μ秒に設定する。可変混合回路１４ａは端子ｅからの信号をフェードアウトし、端子ａからの信号をフェードインする。加算回路１６ａには２０μ秒遅延された受聴用信号が入力される。以下、同様にして、つまみが更に小の方向に回転される場合には、遅延回路の遅延時間を交互に３０μ秒、４０μ秒、５０μ秒、・・・のように切り替えながらフェードアウト、フェードインを繰り返すようにして受聴用信号を順次遅延させる。遅延時間の切り替えはフェードアウトされている方の遅延回路に対して行うため、遅延回路１３ａないしは遅延回路１３ｂの遅延時間の切り替え設定に伴って生じる雑音は生じなく、受聴されることはない。

つまみの位置が大の方に回転された場合について述べる。中点よりも大の位置に操作された場合には、接続線１３ｃを介して入力される伝達関数回路１１ａからの信号は、選択接続器１２ｃにより可変混合回路１４ａの端子ａに入力される。つまみの位置に関わらず伝達関数回路１１ａから可変混合回路１４ａの出力までの間に遅延が与えられることはない。
伝達関数回路１１ｂから出力された信号は選択接続器１２ａにより遅延回路１３ａ及び１３ｂに入力される。つまみの位置が０の位置から＋の方向に操作される回転角に応じ、遅延回路１３ａ及び１３ｂのそれぞれには、交互に、例えば１０μ秒ごとに増加する遅延時間が与えられる。選択接続器１２ｃにより遅延回路１３ａ及び１３ｂのそれぞれの出力は可変混合回路１４ｂの入力端子ｆ及びｂに供給される。可変混合回路１４ｂではフェードアウト及びフェードインによる信号の切り替えを繰り返し、得られた信号を加算回路１６ｂに入力する。つまみの位置を小の方向に回転させたと同様にし、大の方向への回転角度の大きさに応じて頭部伝達関数回路１１ｂから出力される信号の遅延時間が増加させられる。

右チャンネルのバイノーラル収音信号に対する遅延時間の可変処理は、左チャンネルの信号と同様に行われる。図１に示したバイノーラル再生装置１の場合は、左右にそれぞれ１個づつの遅延回路を用いて頭部径の設定を標準径に対して小さい場合又は大きい場合のいずれかの１段階で設定することが出来たのに比し、図６に示したバイノーラル再生装置１ａの場合は、左右にそれぞれ２個づつの遅延回路を用いているので、頭部径の設定は標準径に対して多段階に設定することが出来る。受聴者３には、連続的に頭部径が変化させられているように受聴されるため、受聴者はバイノーラル収音した音源を受聴しながら、バイノーラル音が所望の効果を有し、且つクロストークキャンセル信号が逆相成分として聞こえない頭部径の位置に設定することが出来る。

図７を参照し信号処理の流れを説明する。
まず、Ｓ（ステップ）６１において４つの頭部伝達関数回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄにフィルタ係数ｈ_RR（ｔ）、ｈ_LR（ｔ）、ｈ_RL（ｔ）、ｈ_LL（ｔ）を、補正関数回路１７ａ、１７ｂのそれぞれにｄ（ｔ）＝１／（ｈ_LL（ｔ）＊ｈ_RR（ｔ）−ｈ_RL（ｔ）＊ｈ_LR（ｔ））をロードする。４つの遅延回路１３ａ、１３ｂ、１３ｄ、１３ｅの遅延時間を初期値０に設定する。Ｓ６２でバイノーラル収録音声が記録されたＣＤなどの記録媒体等を再生して、バイノーラルオーディオデータをＰ_L（ｔ）Ｐ_R（ｔ）に入力する。Ｓ６３で頭部伝達関数回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのそれぞれでロードされたフィルタ係数に従ってフィルタ処理がなされ、左右チャンネルの受聴用信号及びクロストークキャンセル信号が得られる。

Ｓ６４で図５の（Ｂ）に示された操作ノブが操作されたか否かを検出する。操作がなされないとして検出された場合にはＳ７３からの処理を行う。操作がなされたとして検出された場足には、Ｓ６５で操作ノブの位置が中点である“０”の位置より「−」側であるか、「＋」側であるかが検出される。「−」側であるとして検出された場合にはＳ６６で４つの遅延回路１３ａ、１３ｂ、１３ｄ、１３ｅのそれぞれは受聴用信号の側に接続される。Ｓ６７で可変混合回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄによりフェードアウトとされ信号が取得されていない方の遅延回路に遅延時間をセットする。その遅延時間は操作ノブが“０”から離れる方に操作された場合は遅延時間を所定値だけ大きくし、“０”に近づく方に操作された場合は所定値だけ小さな値にする。Ｓ６８では、可変混合回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄによりフェードアウトとされている方の信号をフェードインし、フェードインされている方の信号をフェードアウトする。

Ｓ６５で操作ノブの位置が「＋」側であるとして検出された場合にはＳ６９において４つの遅延回路１３ａ、１３ｂ、１３ｄ、１３ｅのそれぞれをクロストークキャンセル信号の側に接続する。上記と同様にして、Ｓ７１では操作ノブが“０”から離れる方に操作されたか、“０”に近づく方に操作されたかに応じて新たな遅延時間が設定され、Ｓ７２で新たに遅延時間が設定された方の信号がフェードアウト、フェードイン処理を行う。Ｓ７３で、遅延回路の接続される方の受聴用信号又はクロストークキャンセル信号の遅延処理を行う。加算回路１６ａ、１６ｂで受聴用信号及びクロストークキャンセル信号を加算する。Ｓ７４で補正係数ｄ（ｔ）のフィルタ処理を行が行われ、Ｓ７５で処理されたオーディオ信号が出力される。Ｓ７６で、さらに入力されるバイノーラルオーディオデータがあるか否かが検出される。バイノーラルオーディオデータ入力があるとして検出された場合にはＳ６２からの処理が継続され、データ入力がないとして検出された場合には処理を終了する。

図８を参照して第２の応用例であるバイノーラル再生装置１ｂについて述べる。図６に示したバイノーラル再生装置１ａと同じ機能部分には同一の番号を付し、説明を省く。
バイノーラル再生装置１ｂは可変混合回路１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと加算回路１６ａ、１６ｂとの間に４つの可変利得回路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが配置されている。それらの可変利得回路により、左右の受聴用信号及び左右のクロストークキャンセル信号のそれぞれの信号レベルを可変できる。
バイノーラル再生装置１ａにより頭部径を好適とされる径に設定した場合に、バイノーラル効果が所望に得られる操作つまみの位置でクロストークキャンセル信号の逆相成分が受聴される場合もある。そこで、クロストークキャンセル信号のレベルを可変し、クロストークキャンセル成分が逆相の音として受聴され難いようにする。

バイノーラル再生装置１ｂは、クロストークキャンセル信号のレベル可変を、バイノーラル信号の聴取レベルを一定に保ったまま行おうとするものである。即ち、可変利得回路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、クロストークキャンセル信号のレベル可変時に生じる受聴レベルの変化を、クロストークキャンセル信号のレベルを低下させた場合に受聴用信号のレベルを増加させる様にして行う。そのレベル可変は、それぞれの可変利得回路１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び１５ｄの利得率の加算値が一定値となる様に制御しつつ行う。レベル設定の制御はＣＰＵ１９により行われる。結果的に、クロストークキャンセル信号のレベルを可変した場合であっても、左右のスピーカ２２ａ及び２２ｂから発音される音響エネルギーは一定に保たれるようにしてクロストークキャンセル信号のレベル調整を行う。

上述のバイノーラル再生装置１、１ａ及び１ｂの信号処理の制御はＣＰＵ１９（コンピュータ）に内蔵されるプログラムにより制御されて行われる。そのコンピュータを実行させるためのプログラムは、例えば、記録媒体に録音されたバイノーラル音を受聴者が受聴する際に、前記受聴者の左右の耳の間隔が異なることによって生じる雑音を抑えて再生する機能を有して実行されるバイノーラル再生装置用プログラムであって、前記バイノーラル音から、前記受聴者の左右の耳でそれぞれ受聴する左右受聴用信号を生成する左右受聴用回路と、前記バイノーラル音から、前記左右受聴用信号が前記受聴者の右左の耳で受聴されて生じる雑音を打ち消す右左用クロストークキャンセル信号を生成する右左用クロストークキャンセル回路と、前記左受聴用回路に並列接続された第１、２接続線と、前記右受聴用回路に並列接続された第３、４接続線と、前記第１接続線に接続され、前記左受聴用信号を所定時間遅延させて、左受聴用遅延信号を出力する第１調整遅延回路と、前記第３接続線に接続され、前記右受聴用信号を所定時間遅延させて、右受聴用遅延信号を出力する第２調整遅延回路と、前記第２接続線を介して出力された前記左受聴用信号をフェードアウトしながら、前記第１調整遅延回路から出力された前記左受聴用遅延信号をフェードインする第１切り替え回路部と、前記第４接続線を介して出力された前記右受聴用信号をフェードアウトする一方、前記第２調整遅延回路から出力された前記右受聴用遅延信号をフェードインする第２切り替え回路部と、前記第１、第２切り替え回路部にフェードイン・フェードアウト制御を行う第１制御部と、前記第１切り替え回路でフェードインした前記左受聴用遅延信号と前記右用クロストークキャンセル回路で生成された右用クロストークキャンセル信号を加算させて、左スピーカに出力させる一方、前記第２切り替え回路でフェードインした前記右受聴用遅延信号と前記左用クロストークキャンセル回路で生成された左用クロストークキャンセル信号を加算させて、右スピーカに出力させる第２制御部とを少なくとも有して前記装置を制御することを特徴とするバイノーラル再生装置用プログラムである。

以上のように、上述の実施例で述べたバイノーラル再生装置によれば、バイノーラル音から、受聴者の左右の耳でそれぞれ受聴する左右受聴用信号を生成する左右受聴用回路１１ａ、１１ｄと、前記バイノーラル音から、前記左右受聴用信号が前記受聴者の右左の耳で受聴されて生じる雑音を打ち消す右左用クロストークキャンセル信号を生成する右左用クロストークキャンセル回路１１ｃ、１１ｂと、前記左受聴用回路に並列接続された第１、２接続線と、前記右受聴用回路に並列接続された第３、４接続線と、前記第１接続線に接続され、前記左受聴用信号を所定時間遅延させて、左受聴用遅延信号を出力する第１調整遅延回路１３ｂと、前記第３接続線に接続され、前記右受聴用信号を所定時間遅延させて、右受聴用遅延信号を出力する第２調整遅延回路１３ｅと、前記第２接続線を介して出力された前記左受聴用信号をフェードアウトしながら、前記第１調整遅延回路から出力された前記左受聴用遅延信号をフェードインする第１切り替え回路部１４ａと、前記第４接続線を介して出力された前記右受聴用信号をフェードアウトする一方、前記第２調整遅延回路から出力された前記右受聴用遅延信号をフェードインする第２切り替え回路部１４ｄと、前記第１、第２切り替え回路部にフェードイン・フェードアウト制御を行う第１制御部１９と、前記第１切り替え回路でフェードインした前記左受聴用遅延信号と前記右用クロストークキャンセル回路で生成された右用クロストークキャンセル信号を加算させて、左スピーカに出力させる一方、前記第２切り替え回路でフェードインした前記右受聴用遅延信号と前記左用クロストークキャンセル回路で生成された左用クロストークキャンセル信号を加算させて、右スピーカに出力させる第２制御部１９とを備えるようにしたので、受聴者によって異なる両耳間の距離の異なりにより生じるクロストークキャンセル処理の調整を、バイノーラル収音された音響信号を受聴しながらノイズを発生させることなく切り替えを行って所望の臨場感が得られる特性に調整するようにし、クロストークキャンセル処理が所定の特性でなされないことにより生じる逆相感や圧迫感を伴う雑音として再生されてしまうことのないバイノーラル再生装置を実現できる。

図９を参照して第３の応用例であるバイノーラル再生装置１ｃについて述べる。図８に示したバイノーラル再生装置１ｂと同じ機能部分には同一の番号を付し、説明を省く。
バイノーラル再生装置１ｃはスイッチＳＷ５、ＳＷ６と個人補正回路１８ａ、１８ｂが多く配置されている。左右の入力信号の切り替え及び左右の信号の周波数ごとの増幅度を可変できる。

図１０は個人補正回路１８の詳細な構成を示している。個人補正回路１８ａ及び個人補正回路１８ｂの構成である。可変利得器１５ａ、１５ｄから入力される信号は例えばオクターブごとの周波数を通過させる複数のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１８１ａ〜１８１ｎに入力され、それぞれのＢＰＦから出力される信号はそれぞれのプリセット増幅器１８２ａ〜１８２ｎにより設定される増幅度で増幅される。それぞれの増幅された信号は加算器１８３で加算される。加算された信号は利得設定器１８４で設定される利得に従って増幅される。増幅された信号は加算器１６ａ、１６ｂに入力される。

次に、バイノーラル再生装置１ｃ用いて行う聴取者の個人特性補正について述べる。
聴取者の個人特性とは、頭の大きさによる特性差の他に聴取者の左右の耳の聞こえ方の特性差がある。近年、高齢化が進み、老年性難聴が増加傾向にある。老年性難聴は、小さい音や、周波数の高い音が聞こえ難くなったり、左右の聞こえ方が異なるなどがある。さらに、内耳に障害がある場合には、音量を少ししか増加させないにもかかわらず音量の差が正常耳よりも大きく感じられるリクルートメント（補充）現象がある。それは、音量の変化に鈍くなり聞こえないレベルから聞こえるレベルまでのレベル幅（レンジ）が狭く、今まで聞こえていなかった音が聞こえたと思ったら今度は大きすぎて聞こえると感じられるものである。これらの現象の個人差は大きいため、その特性を数段階にパタン化して代表特性でグルーピングして特性を補正することは難しい。個人ごとに聴覚特性を補正する必要がある。

バイノーラル再生装置１ｃは個人特性補正回路１８ａ、１８ｂにて、聴取者ごとに異なる聴覚特性を補正し、所望のクロストークキャンセル効果を実現できるようにする。ここでは頭部径の異なりに係る調整を含む３種類の補正を３つのテスト信号を用いて計測し、設定する場合について述べる。聴取者は左右スピーカ２２ａ、２２ｂから等距離線上に位置して再生音を聞きながら個人特性の補正つまみを操作するようにして聴取者の聴覚特性を補正する。

第１〜第３のテスト信号を用いて行う音像定位の特性補正について述べる。
まず、頭部伝達関数回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、及び補正関数回路１７ａ、１７ｂに前述の標準的な頭部径の頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）をロードする。遅延回路１３ａ、１３ｂ、１３ｄ、１３ｅのそれぞれの遅延時間を０とし、個人特性補正回路１８ａ、１８ｂの補正値を０とし、それぞれの個人特性補正回路１８ａ、１８ｂにある利得設定器１８４の利得を０とする。スイッチＳＷ５はａ側に投入し、ＳＷ６はｃ側に投入する。

第１のテスト音源として入力する信号Ｐ_L（ｔ）、Ｐ_R（ｔ）は、ダミーヘッドマイクロフォンの正面に音源を配置して収音したバイノーラル音声信号を用いる。音源としては手拍子や、インパルス的な音を発する楽器音など、到来方向が認識され易い音源を用いる。バイノーラル再生装置１ｃに入力された信号はＨＲＴＦ処理がなされて左右のスピーカから発音される。聴取者は再生された音が、中央よりも例えば左側に寄って聞こえる場合は、操作ノブを操作することにより個人特性補正手段１８ｂの利得設定器１８４の利得を増す。右に寄って聞こえる場合は、左側の個人特性補正回路１８ａの利得設定器１８４の利得を増加させ、音が正面から聞こえるように設定する。利得設定器１８４の設定レベルは、通常１ｄＢステップで増幅度を調整し、必要に応じて０．２ｄＢステップで調整可能なようにファイン設定機能を有する。ファイン設定機能を用いて調整することにより、例えば内耳障害によって生じるリクルートメント現象を有する聴取者に対して、左右の音量バランス調整を容易にさせる。

第２のテスト音源を用い、左右の再生音を交互に切り替えながら行う左右聴覚の周波数特性差の補正について述べる。
第２のテスト音源としては、例えば左側に配置して収音された楽器音の信号を用いる。楽器音としては低域用はコントラバス、中域用はハープ、高域用はトライアングルを用いる方法、ピアノの低音域、中音域、そして高音域の順に打鍵したものを用いる方法がある。さらには、ホワイトノイズを所定のバンドパスフィルタを通過させて得られるピンクノイズを用いるようにしても良い。

それらの周波数帯域の異なる音源のテスト信号は、スイッチＳＷ５とＳＷ６とを同時に切り替えながら音源の左右位置を反転させながら再生し、左側及び右側に切り替えられて聞こえる楽器の音色が同じになるようにプリセット増幅器１８２ａ〜１８２ｎの利得を調整する。即ち、ＢＰＦ１８１ａ〜１８１ｎに対応するそれぞれのプリセット増幅器１８２ａ〜１８２ｎの増幅度調整および設定を行うことにより左右聴覚の周波数特性差を補正する。

ここで、第２のテスト音源は、例えば５秒毎に０．３秒間の無音部を設け、５秒毎の音源は同一音を繰り返す信号で構成する。ＣＰＵ１９が無音部を検出することにより、無音中にスイッチＳＷ５をａ側からｂ側への切り替えや、スイッチＳＷ６のｃ側からｄ側への切り替えを行う。切り替えノイズを生じることなく左又は右に同一の音源を入れ替えながら再生することが出来る。
そして、無音部を含まない音源を用いる場合には、スイッチＳＷ５、ＳＷ６の代わりに上述の選択接続器１２ａや可変混合回路１４ａを用いることによりフェードイン／フェードアウトを行いながら、雑音を発生させることなく音源の左右の配置切り替えを行うようにしても良い。

図１０に示した個人特性補正回路１８は、複数のＢＰＦ１８１ａ〜１８１ｎとそれらに対応する複数のプリセット増幅器１８２ａ〜１８２ｎにより周波数特性を可変するようにしている。個人特性補正回路は、それに限ることなく例えば８素子グラフィックイコラザーやパラメトリックイコライザーなどを用いて構成するようにしても良い。

第３のテスト音源は左真横、または右真横に音源を配置して収音したバイノーラル音声信号を用いる。第１のテスト音源及び第２のテスト音源を用いて個人特性補正回路１８ａ、１８ｂの特性を受聴者の特性に合わせた設定を行った後に頭部径の異なりに係る設定を行う。即ち、前述の図５に示した頭部径調整用操作部を操作することにより左真横、または右真横で収音された音が受聴者の左真横、または右真横の位置から聞こえる位置に調整し、頭部径調整用操作部の位置を設定する。

図１１を参照してバイノーラル再生装置１ｃの音像定位の特性補正処理について述べる。
まず、Ｓ８１で４つの頭部伝達関数回路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに頭部伝達関数であるＨＲＴＦをロードし、補正関数回路１７ａ、１７ｂに補正特性ｄ（ｔ）をロードする。４つの遅延回路１３ａ、１３ｂ、１３ｄ、１３ｅの遅延時間を０に設定する。Ｓ８２でダミーヘッドマイクロフォンの正面に音源を配置して収録した第１の音源を再生し、再生信号をＰ_L（ｔ）Ｐ_R（ｔ）信号として入力する。Ｓ８３で、バイノーラル再生装置１ｃで処理された左右チャンネルの受聴用信号及びクロストークキャンセル信号が得られ、左右のスピーカから発音される。Ｓ８４で発音された音源は正面の方向から聴取されるか、左側又は右側にずれて聞こえるかが判断される。Ｓ８５で正面から聞こえない場合には聞こえる側と反対側の個人特性補正回路の利得設定器１８４の利得を増加させ、Ｓ８４のステップを繰り返す。

音源が正面から聞こえるとして判断される場合にはＳ８６で左側（又は右側）にのみ音源を配置して収音した第２の音源を再生し、Ｐ_L（ｔ）Ｐ_R（ｔ）信号として入力する。Ｓ８７でスイッチＳＷ５及びＳＷ６を切り替え、左右に交互に音像を定位させながら再生する。Ｓ８８では左右で聴取される再生音に音色の差があるか否かが判断される。差がある場合にはＳ８９で弱く聞こえる周波数帯のプリセット増幅器の利得を増加させる。差がないとして判断された場合にはＳ９１で左右の真横に音源を配置して収音された第３の音源を入力し、Ｓ９２でその音源を再生する。Ｓ９３で頭部径調整用操作部を左側（右側）に操作する。Ｓ９４で真横に定位する音像が、より真横の方向に定位するとして判断された場合にはＳ９３のステップを繰り返す。真横の音像定位が良くなくなったとして判断される場合にはＳ９５で頭部径調整用操作部を右側（左側）に操作する。Ｓ９６で真横の音像定位が良くなったと判断される場合にはＳ９５のステップを繰り返す。音像定位が良くなくなったと判断される場合にはＳ９７で頭部径調整用操作部を左側（右側）に操作し、音像定位の特性補正処理を終了する。

以上述べたように、第１〜第３のテスト音源を用いてバイノーラル再生装置１ｃの調整を行う場合では、頭部径の異なりのみならず、左右の聴覚特性をも補正することができ、子供から高齢者、さらには聴覚障害者までの多くの聴取者に対し、個人ごとに適したクロストークキャンセルを行ってバイノーラル収録音声の臨場感に富んだ再生を行うことができる。

本クロストークキャンセル装置は、バイノーラル収音されたオーディオ信号を２つのスピーカから再生するに際し、受聴者ごとの頭部径の異なりを補正し、臨場感のある再生を行うバイノーラル再生装置に適用できる。

本発明の実施に係るバイノーラル再生装置の構成例を示すブロック図である。 頭部伝達関数により与えられるインパルス応答波形を示す図である。 本発明の実施に係る頭部径が小さい場合に生じる時間差を示す図である。 本発明の実施に係る頭部径が大きい場合に生じる時間差を示す図である。 本発明の実施に係る頭部径調整用操作部を例示した図である。 本発明の実施に係るバイノーラル再生装置の第１変形構成例を示すブロック図である。 第１変形例バイノーラル再生装置の信号処理の流れを示すフローチャート図である。 本発明の実施に係るバイノーラル再生装置の第２変形構成例を示すブロック図である。 本発明の実施に係るバイノーラル再生装置の第３変形構成例を示すブロック図である。 第３変形例バイノーラル再生装置に係る要部の構成例を示すブロック図である。 第３変形例バイノーラル再生装置の信号処理の流れを示すフローチャート図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ バイノーラル再生装置
３ 受聴者
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 頭部伝達関数回路
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 選択接続器
１３ａ、１３ｂ、１３ｄ、１３ｅ 遅延回路
１３ｃ、１３ｆ 接続線
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 可変混合回路
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ 可変利得回路
１６ａ、１６ｂ 加算回路
１７ａ、１７ｂ 補正関数回路
１８ａ、１８ｂ 個人特性補正回路
１９ ＣＰＵ
２１ａ、２１ｂ 増幅器
２２ａ、２２ｂ スピーカ
１８１ａ〜１８１ｎ ＢＰＦ
１８２ａ〜１８２ｎ プリセット増幅器
１８３ 加算器
１８４ 利得設定器

Claims (2)

1. 記録媒体に録音されたバイノーラル音を受聴者が聴く際に、前記受聴者の左右の耳の間隔が異なることによって生じる雑音を抑えたバイノーラル音を再生するバイノーラル再生装置において、
   前記バイノーラル音から、前記受聴者の左右の耳でそれぞれ受聴する左右受聴用信号を生成する左右受聴用回路と、
   前記バイノーラル音から、前記左右受聴用信号が前記受聴者の右左の耳で受聴されて生じる雑音を打ち消す右左用クロストークキャンセル信号を生成する右左用クロストークキャンセル回路と、
   前記左受聴用回路に並列接続された第１、２接続線と、
   前記右受聴用回路に並列接続された第３、４接続線と、
   前記第１接続線に接続され、前記左受聴用信号を所定時間遅延させて、左受聴用遅延信号を出力する第１調整遅延回路と、
   前記第３接続線に接続され、前記右受聴用信号を所定時間遅延させて、右受聴用遅延信号を出力する第２調整遅延回路と、
   前記第２接続線を介して出力された前記左受聴用信号をフェードアウトしながら、前記第１調整遅延回路から出力された前記左受聴用遅延信号をフェードインする第１切り替え回路部と、
   前記第４接続線を介して出力された前記右受聴用信号をフェードアウトする一方、前記第２調整遅延回路から出力された前記右受聴用遅延信号をフェードインする第２切り替え回路部と、
   前記第１、第２切り替え回路部にフェードイン・フェードアウト制御を行う第１制御部と、
   前記第１切り替え回路でフェードインした前記左受聴用遅延信号と前記右用クロストークキャンセル回路で生成された右用クロストークキャンセル信号を加算させて、左スピーカに出力させる一方、前記第２切り替え回路でフェードインした前記右受聴用遅延信号と前記左用クロストークキャンセル回路で生成された左用クロストークキャンセル信号を加算させて、右スピーカに出力させる第２制御部と、
   を備えたことを特徴とするバイノーラル再生装置。
2. 記録媒体に録音されたバイノーラル音を受聴者が聴く際に、前記受聴者の左右の耳の間隔が異なることによって生じる雑音を抑えたバイノーラル音を再生するバイノーラル再生装置において、
   前記バイノーラル音から、前記受聴者の左右の耳でそれぞれ受聴する左右受聴用信号を生成する左右受聴用回路と、
   前記バイノーラル音から、前記左右受聴用信号が前記受聴者の右左の耳で受聴されて生じる雑音を打ち消す右左用クロストークキャンセル信号を生成する右左用クロストークキャンセル回路と、
   前記左用クロストークキャンセル回路に並列接続された第１、２接続線と、
   前記右用クロストークキャンセル回路に並列接続された第３、４接続線と、
   前記第１接続線に接続され、前記左用クロストークキャンセル信号を所定時間遅延させて、左用クロストークキャンセル遅延信号を出力する第１調整遅延回路と、
   前記第３接続線に接続され、前記右用クロストークキャンセル信号を所定時間遅延させて、右用クロストークキャンセル遅延信号を出力する第２調整遅延回路と、
   前記第２接続線を介して出力された前記左用クロストークキャンセル信号をフェードアウトしながら、前記第１調整遅延回路から出力された前記左用クロストークキャンセル遅延信号をフェードインする第１切り替え回路部と、
   前記第４接続線から出力された前記右用クロストークキャンセル信号をフェードアウトしながら、前記第２調整遅延回路から出力された前記右用クロストークキャンセル遅延信号をフェードインする第２切り替え回路部と、
   前記第１、第２切り替え回路部にフェードイン・フェードアウト制御を行う第１制御部と、
   前記第１切り替え回路でフェードインした前記右用クロストークキャンセル遅延信号と前記左用受聴回路で生成された左受聴用信号を加算させて、左スピーカに出力させる一方、前記第２切り替え回路でフェードインした前記左用クロスキャンセル遅延信号と前記右用受聴回路で生成された右受聴用信号を加算させて、右スピーカに出力させる第２制御部と、
   を備えたことを特徴とするバイノーラル再生装置。
   
   

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