JP2022104731A - 立体音響処理装置、立体音響処理方法及び立体音響処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明では最初に、立体処理部1の立体処理フィルタ11a-11dに、伝達関数の係数を予め付与する。伝達関数の係数を予め付与する過程は、無響室にて水平面方位角45°~90°のうちの一角度のみにおける音源位置から左右各耳までの左右一対の頭部伝達関数HRTFL,HRTFRを準備する過程を含む。例えば図7では、一角度として方位角(θ)実質+45°における音源71から、約1m離間したダミーヘッド又は人間の頭部70の左右各耳70L,70Rに設けたマイク(図示せず)により左右インパルス応答gL,gRを収録し、頭部70が無い状態での頭部中心相当位置70Cに配置したマイク(図示せず)によりブランクのインパルス応答gCを収録し、左右インパルス応答gL,gRをブランクのインパルス応答gCで除して、左右の頭部インパルス応答(gL/gC=HRIRL,gR/gC=HRIRR)が得られる。
H(z)=hB0+hB1z-1+・・+hBnz-n (式1)
H(jω)=hB0+hB1e-jωT+・・+hBne-jnωT (式2)
H(z)=A(z-2+(A1/2/Q)z-1+A)/(Az-2+(A1/2/Q)z-1+1) (式3)
H(jω)=A(e-j2ω+(A1/2/Q)e-jω+A)/(Ae-j2ω+(A1/2/Q)e-jω+1) (式4)
a1=-2((A-1)+(A+1)cosω) (式5)
a2=(A+1)+(A-1)cosω-2αA1/2 (式6)
b0=A((A+1)-(A-1)cosω+2αA1/2) (式7)
b1=2A((A-1)-(A+1)cosω) (式8)
b2=A((A+1)-(A-1)cosω-2αA1/2) (式9)
周波数フィルタ24では、イヤホン特性、聴者好みに応じ、フィルタQ値、増幅量G、カットオフ周波数Fcを任意に設定して、係数a1,a2,b0,b1,b2を決定できる。また、LSFではなく、他のフィルタ形式、例えば、ローパス、ハイパス、バンドパス、ノッチ、ハイシェルフ、ピーキング、オールパス等のフィルタでもよい。他のフィルタと組み合わせてもよい。
可聴領域の最低域を含む第1周波数帯域91と第1周波数帯域91よりも高域の第2周波数帯域92とを包含する音源信号から、立体音再生信号を生成してイヤホン50又はヘッドホンに供給する立体音響処理装置10’は、入力信号の少なくとも第1周波数帯域91を頭外定位処理する立体処理部1と、立体処理部1に接続され、入力信号の第2周波数帯域92の少なくとも一部分に、反射音成分を付加する反射処理部2とを備える点は、は、図1の立体音響装置10と同様である。図13では、係数生成部3及び係数記憶部4を備える点で図1と相違する。係数生成部3は、水平面方位角45°~90°のうち複数角度における各音源位置71から左右各耳70L,70Rまでの複数対の頭部伝達関数HRTFL,HRTFRに対し、音源信号の第2周波数帯域92に相当する帯域が抑圧又は減衰処理された、左右複数対の高域抑圧伝達関数BRTFL,BRTFRの係数を生成する。係数記憶部4は、左右複数対の高域抑圧伝達関数BRTFL,BRTFRの係数を蓄積する。立体処理部1は、係数記憶部4に蓄積された左右複数対の高域抑圧伝達関数BRTFL,BRTFRの係数のうち選択された一対が付与され、入力信号を通過させて頭外定位処理する立体処理フィルタ11a-11dを備える。
立体音響装置10’を用いた処理方法では、伝達関数の係数を生成及び蓄積するために、第1に、水平面方位角45°~90°の複数角度における各音源71位置から左右各耳70L,70Rまでの左右複数対の頭部伝達関数HRTFL,HRTFRを準備する。具体的には、水平面方位角45°~90°の複数角度θにおける各音源71位置から左右各耳70L,70Rまでの複数対の頭部インパルス応答HRIRL,HRIRR(80)を、係数生成部3でフーリエ変換により演算処理し(s81)、その常用対数を20倍しdB値に変換することにより(s82)、左右複数対の頭部伝達関数HRTFL,HRTFRが準備される。複数対を準備する以外は、前記第1の実施の形態のフローチャート(図8)と同様に処理する。
Claims (10)
- 可聴領域の最低域を含む第1周波数帯域と第1周波数帯域よりも高域の第2周波数帯域とを包含する音源信号から、立体音再生信号を生成してイヤホン又はヘッドホンに供給する立体音響処理装置において、
入力信号の少なくとも第1周波数帯域を頭外定位処理する立体処理部と、
立体処理部に接続され、入力信号の第2周波数帯域の少なくとも一部分に、反射音成分を付加する反射処理部とを備え、
立体処理部は、左右一対のみの伝達関数の係数が予め又は選択により付与された立体処理フィルタを含み、
左右一対のみの伝達関数は、水平面方位角45°~90°の一角度のみにおける音源位置から左右各耳までの一対の頭部伝達関数に対し、音源信号の第2周波数帯域に相当する帯域が抑圧又は減衰処理された、左右一対のみの高域抑圧伝達関数であることを特徴とする立体音響処理装置。 - 可聴領域の最低域を含む第1周波数帯域と第1周波数帯域よりも高域の第2周波数帯域とを包含する音源信号から、立体音再生信号を生成してイヤホン又はヘッドホンに供給する立体音響処理装置において、
音源信号を立体処理装置に入力する第1及び第2入力端と、
第1及び第2入力端からの入力信号の少なくとも第1周波数帯域を頭外定位処理する立体処理部とを備え、
立体処理部は、
第1入力端に接続された第1及び第2立体処理フィルタと、
第2入力端に接続された第3及び第4立体処理フィルタと、
第2及び第3立体処理フィルタの両出力信号を左右信号として各々入力し、センター信号及びサイド信号に分離しサイド信号に反射音成分を付加するM/S処理器と、
M/S処理器の一方の出力信号と第4立体処理フィルタの出力信号とを加算する他方の加算器と、
M/S処理器の他方の出力信号と第1立体処理フィルタの出力信号とを加算する一方の加算器とを備え、
第1~第4立体処理フィルタは、左右一対のみの伝達関数の係数が予め又は選択により付与され、
左右一対のみの伝達関数は、水平面方位角45°~90°の一角度のみにおける音源位置から左右各耳までの一対の頭部伝達関数に対し、音源信号の第2周波数帯域に相当する帯域が抑圧又は減衰処理された、左右一対のみの高域抑圧伝達関数であることを特徴とする立体音響処理装置。 - 反射処理部は、
音源信号を立体処理装置に入力する入力端とイヤホン又はヘッドホンとの間の分岐点から、信号が入力される反射処理フィルタと、
入力端と分岐点との間の加算点で、音源信号又は立体処理部の処理信号と反射処理フィルタからの帰還信号とを加算する加算器とを備え、
反射処理フィルタは、
分岐点から信号が入力される遅延器と、
遅延器からの信号を増幅する乗算器と、
係数が付与されて、乗算器で増幅された信号から反射音成分を生成し、帰還信号として加算器に反射音成分を送信する周波数フィルタとを含む請求項1に記載の立体音響処理装置。 - 第1周波数帯域は、0~8kHzの範囲に含まれる帯域であり、第2周波数帯域は、8kHz~96kHzの範囲に含まれる帯域である請求項1~3の何れか1項に記載の立体音響処理装置。
- 可聴領域の最低域を含む第1周波数帯域と第1周波数帯域よりも高域の第2周波数帯域とを包含する音源信号から、立体音再生信号を生成してイヤホン又はヘッドホンに供給する立体音響処理方法において、
立体処理部の立体処理フィルタに、伝達関数の係数を予め付与する過程と、
伝達関数の係数が予め付与された立体処理フィルタに、音源信号を又は反射処理部の処理信号を入力し、入力信号の少なくとも第1周波数帯域を頭外定位処理して、立体処理部の処理信号を生成する過程とを含み、
伝達関数の係数を予め付与する過程は、
水平面方位角45°~90°の一角度のみにおける音源位置から左右各耳までの左右一対の頭部伝達関数を準備する過程と、
左右一対の頭部伝達関数に対し、第2周波数帯域に相当する帯域を抑圧又は減衰処理して、左右一対の高域抑圧伝達関数を生成する過程と、
左右一対の高域抑圧伝達関数を逆フーリ変換により演算処理して、左右一対の高域抑圧インパルス応答を得る過程と、
高域抑圧インパルス応答の値に相当する、左右一対のみの高域抑圧伝達関数の係数を、立体処理フィルタに予め付与する過程とを含むことを特徴とする立体音響処理方法。 - 可聴領域の最低域を含む第1周波数帯域と第1周波数帯域よりも高域の第2周波数帯域とを包含する音源信号から、立体音再生信号を生成してイヤホン又はヘッドホンに供給する立体音響処理方法において、
伝達関数の係数を生成及び蓄積する過程と、
立体処理部の立体処理フィルタに、音源信号を又は反射処理部の処理信号を入力し、入力信号の少なくとも第1周波数帯域を頭外定位処理して、立体処理部の処理信号を生成する過程とを含み、
伝達関数の係数を生成及び蓄積する過程は、
水平面方位角45°~90°の複数角度における各音源位置から左右各耳までの左右複数対の頭部伝達関数を準備する過程と、
左右複数対の頭部伝達関数に対し、第2周波数帯域に相当する帯域を、係数生成部で抑圧又は減衰処理して、左右複数対の高域抑圧伝達関数を生成する過程と、
左右複数対の高域抑圧伝達関数を逆フーリエ変換により演算処理して、左右複数対の高域抑圧インパルス応答を得る過程と、
高域抑圧インパルス応答の値に相当する、左右複数対の高域抑圧伝達関数の係数を、係数記憶部に蓄積する過程とを含み、
立体処理部の処理信号を生成する過程は、
係数記憶部に蓄積された左右複数対の高域抑圧伝達関数の係数のうち、左右一対のみの高域抑圧伝達関数の係数を選択する過程と、
伝達関数の係数が予め付与されている又は付与されていない立体処理フィルタに対し、選択された水平面方位角一角度のみにおける左右一対のみの高域抑圧伝達関数の係数を付与する過程と、
左右一対のみの高域抑圧伝達関数の係数が付与された立体処理フィルタに対し、音源信号を又は反射処理部の処理信号を通過させて、少なくとも第1周波数帯域について頭外定位処理した立体処理部の処理信号を生成する過程とを含むことを特徴とする立体音響処理方法。 - 立体処理部の処理信号を又は音源信号を反射処理部に入力し、入力信号の第2周波数帯域の少なくとも一部分に、反射音成分を付加して、反射処理部の処理信号を生成する過程と、
立体処理部及び反射処理部の両処理により生成した立体音再生信号を、イヤホン又はヘッドホンに供給する過程とを含む請求項5又は6に記載の立体音響処理方法。 - 反射処理部の処理信号を生成する過程は、
立体処理部の処理信号が又は音源信号が、反射処理部に入力され、反射処理部を通過する過程と、
入力信号の第2周波数帯域に対して、初期反射音成分と、直接音から0.001~10秒遅延する反射音成分とを付加する過程とを含む請求項7に記載の立体音響処理方法。 - 第1周波数帯域は、0~8kHzの範囲に含まれる帯域であり、第2周波数帯域は、8kHz~96kHzの範囲に含まれる帯域である請求項5~8の何れか1項に記載の立体音響処理方法。
- 請求項1~4の何れか1項に記載の立体音響処理装置の各部としてコンピュータを機能させることを特徴とする立体音響処理プログラム。
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