JP3435156B2 - 音像定位装置 - Google Patents

音像定位装置

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JP3435156B2
JP3435156B2 JP2002130825A JP2002130825A JP3435156B2 JP 3435156 B2 JP3435156 B2 JP 3435156B2 JP 2002130825 A JP2002130825 A JP 2002130825A JP 2002130825 A JP2002130825 A JP 2002130825A JP 3435156 B2 JP3435156 B2 JP 3435156B2
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    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00Two-channel systems
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    • H04S1/00Two-channel systems
    • H04S1/002Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2420/00Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2420/01Enhancing the perception of the sound image or of the spatial distribution using head related transfer functions [HRTF's] or equivalents thereof, e.g. interaural time difference [ITD] or interaural level difference [ILD]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30Control circuits for electronic adaptation of the sound field

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、設定した任意の三
次元方向に音像を生じさせる音像定位装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の音像定位装置としては、例えば
特許第2741817号公報に記載されているものがあ
り、図19のように示される。
【0003】この音像定位装置において、A/D変換部
2110の入力は試験用音源に接続されている。畳み込
み演算部2120は,左耳用畳み込み演算部(l)21
20Lと,右耳用畳み込み演算部(r)2120Rを備
え、各出力は2チャンネルを持つD/A変換部2130
の各チャンネルでアナログ信号に変換されて図略の耳栓
型やインナーイヤホン型を含む両耳ヘッドホンに出力さ
れる。空間インパルスレスポンス記憶部2150とヘッ
ドホン逆インパルスレスポンス記憶部2160には、選
択によりダウンロード可能に、予め典型的なフィルタ係
数のセット(畳み込み用データ)をデータベースとして
記憶しており、その畳み込み用データは、利用者に選択
されて、畳み込み演算部2120のフィルタ係数として
設定される。空間インパルスレスポンス記憶部2150
のSoil(t)は正中面・左耳・i番目のレスポンス、
oir(t)は正中面・右耳・i番目のレスポンス、S
dil(t)は方向d・左耳・i番目のレスポンス、H-1 i
(t)はヘッドホンの逆特性のレスポンスを表してい
る。畳み込み演算部2120の入力は切り替えスイッチ
2170を介して切り替えによりA/D変換部2110
のディジタル変換出力または音源記憶部2140の出力
に接続可能になっている。
【0004】このように、音源信号に音像を定位させた
い方向に対応する空間インパルスレスポンスとヘッドホ
ン逆インパルスレスポンスを畳み込むことにより、音像
を定位することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の音像定位装置では、典型的なフィルタのセットを生
成するために、多数の人に対して、音像を定位させたい
全ての方向について、空間インパルスレスポンス、すな
わち頭部インパルス応答を測定しなければならず測定に
多大な時間と労力が必要であるという問題があった。
【0006】また、生成した典型的なフィルタのセット
を記憶しておかなければならず、大きな記憶容量が必要
となるという問題があった。
【0007】また、ヘッドホンの逆特性は音源信号に畳
み込み処理されるが、イヤホンやヘッドホンを装着した
場合の外耳道伝達関数の変化は補正されておらず、イヤ
ホンやヘッドホンを装着した場合正確な音像定位ができ
ないという問題があった。
【0008】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、全ての方向について頭部インパルス応
答を測定することなく、小さな記憶容量で実現でき、正
確な音像定位ができる音像定位装置を提供するものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の音像定位装置
は、音像を発生させる方向を示す音像方向を設定する音
像方向設定部と、前記音像方向を側方角と上昇角に変換
する角度変換部と、前記側方角に対応した方向に音像を
発生させるための側方角制御情報を記憶する側方角制御
情報記憶部と、正面方向の頭部インパルス応答を記憶す
る正面方向頭部インパルス応答記憶部と、前記上昇角に
対応した方向に音像を発生させるための上昇角の差情報
を記憶する上昇角の差情報記憶部と、前記側方角制御情
報、前記正面方向の頭部インパルス応答および前記上方
角の差情報を音源信号に畳み込み演算する畳込み演算部
と有し、音源信号の音像を定位させる頭部伝達関数処理
部を備える構成を有している。この構成により、音像を
発生させる方向が側方角と上昇角に変換され、この側方
角と上昇角とに基づいて音像が発生されることとなる。
【0010】ここで、前記側方角制御情報記憶部は、前
記側方角制御情報として両耳間時間差情報および両耳間
レベル差情報の少なくとも1つの情報を記憶しているこ
とは好ましい。この構成により、側方角に対応した両耳
間時間差情報、両耳間レベル差情報により音源信号が制
御されることとなる。
【0011】また、前記上昇角の差情報記憶部は、前記
上昇角の差情報として正中面における正面方向と各上昇
角との頭部インパルス応答の差の情報を記憶しているこ
とは好ましい。この構成により、上昇角に対応した正面
方向との頭部インパルス応答の差の情報により音源信号
が制御されることとなる。
【0012】また、ヘッドホンまたはイヤホンが外耳に
装着されることによって変化する外耳道伝達関数の補正
を行う外耳道伝達関数補正データを、前記畳み込み演算
部の出力する信号に畳み込み演算する外耳道伝達関数補
正処理部を備えることは好ましい。この構成により、外
耳道伝達関数がヘッドホンまたはイヤホン装着時に対応
するように補正されることとなる。
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】また、前記外耳道伝達関数補正処理部によ
って処理された信号の外耳道伝達関数を目標の外耳道伝
達関数に修正する外耳道伝達関数補正修正処理部を備え
る構成とした。
【0018】この構成により、外耳道伝達関数補正処理
部によって処理された信号が目標となる使用者に適した
外耳道伝達関数に修正されることとなる。
【0019】本発明の音像定位装置を用いた会議装置
は、頭部伝達関数を用いて音源信号の音像を定位させる
頭部伝達関数処理部を有し、音響信号の音像定位を行う
音像定位処理部と、ヘッドホンまたはイヤホンが外耳に
装着されることによって変化する外耳道伝達関数補正情
報に基づいて前記ヘッドホンまたはイヤホンに出力する
信号の音像定位を行う外耳道伝達関数補正処理部を有
し、外耳道伝達関数の補正を行う補正部とを備え、送信
する音響信号に対して前記音像定位処理部による処理を
行うとともに、受信した音響信号に対して前記補正部に
よる処理を行う構成を有している。
【0020】この構成により、送信する音響信号には音
像定位処理が行なわれ、受信した音響信号には外耳道伝
達関数補正処理が行なわれ、装着しているヘッドホンや
イヤホンに応じた制御を行うことができ、正確な音像定
位ができる。
【0021】本発明の音像定位装置を用いた会議装置
は、標準の頭部伝達関数を用いて前記音源信号の音像を
定位させる頭部伝達関数処理部とヘッドホンまたはイヤ
ホンが外耳に装着されることによって変化する標準の外
耳道伝達関数補正情報に基づいて前記ヘッドホンまたは
イヤホンに出力する信号の音像定位を行う外耳道伝達関
数補正処理部とを有し、音響信号の音像定位を行う音像
定位処理部と、前記頭部伝達関数補正処理部によって処
理された標準の頭部伝達関数と目標とする頭部伝達関数
との差を修正する頭部伝達関数修正処理部、または前記
外耳道伝達関数補正処理部によって処理された標準の外
耳道伝達関数補正情報と目標とする外耳道伝達関数補正
情報との差を修正する外耳道伝達関数補正修正処理部の
うち少なくとも1つの修正処理部とを有し、標準特性と
目標特性との差を修正する補正部とを備え、送信する音
響信号に対して前記音像定位処理部による処理を行うと
ともに、受信した音響信号に対して前記補正部による処
理を行う構成を有している。
【0022】この構成により、送信する音響信号には標
準の音像定位処理が行なわれ、受信した音響信号には、
受聴者や装着しているヘッドホンやイヤホンに応じた修
正が行われ、正確な音像定位が実現できる。
【0023】本発明の音像定位装置を用いた携帯電話装
置は、頭部伝達関数を用いて音源信号の音像を定位させ
る頭部伝達関数処理部を有し、音響信号の音像定位を行
う音像定位処理部と、ヘッドホンまたはイヤホンが外耳
に装着されることによって変化する外耳道伝達関数補正
情報に基づいて前記ヘッドホンまたはイヤホンに出力す
る信号の音像定位を行う外耳道伝達関数補正処理部を有
し、外耳道伝達関数の補正を行う補正部とを備え、送信
する音響信号に対して前記音像定位処理部による処理を
行うとともに、受信した音響信号に対して前記補正部に
よる処理を行う構成を有している。
【0024】この構成により、送信する音響信号には音
像定位処理が行なわれ、受信した音響信号には外耳道伝
達関数補正処理が行なわれ、装着しているヘッドホンや
イヤホンに応じた制御を行うことができ、正確な音像定
位ができる。
【0025】本発明の音像定位装置を用いた携帯電話装
置は、標準の頭部伝達関数を用いて前記音源信号の音像
を定位させる頭部伝達関数処理部とヘッドホンまたはイ
ヤホンが外耳に装着されることによって変化する標準の
外耳道伝達関数補正情報に基づいて前記ヘッドホンまた
はイヤホンに出力する信号の音像定位を行う外耳道伝達
関数補正処理部とを有し、音響信号の音像定位を行う音
像定位処理部と、前記頭部伝達関数補正処理部によって
処理された標準の頭部伝達関数と目標とする頭部伝達関
数との差を修正する頭部伝達関数修正処理部、または前
記外耳道伝達関数補正処理部によって処理された標準の
外耳道伝達関数補正情報と目標とする外耳道伝達関数補
正情報との差を修正する外耳道伝達関数補正修正処理部
のうち少なくとも1つの修正処理部とを有し、標準特性
と目標特性との差を修正する補正部とを備え、送信する
音響信号に対して前記音像定位処理部による処理を、受
信した音響信号に対して前記補正部による処理を行う構
成を有している。
【0026】この構成により、送信する音響信号には標
準の音像定位処理が行なわれ、受信した音響信号には、
受聴者や装着しているヘッドホンやイヤホンに応じた修
正が行われ、正確な音像定位が実現できる。
【0027】
【0028】
【0029】本発明の音像定位装置を用いたオーディオ
プレーヤは、標準の頭部伝達関数を用いて前記音源信号
の音像を定位させる頭部伝達関数処理部とヘッドホンま
たはイヤホンが外耳に装着されることによって変化する
標準の外耳道伝達関数補正情報に基づいて前記ヘッドホ
ンまたはイヤホンに出力する信号の音像定位を行う外耳
道伝達関数補正処理部とを有し、音響信号の音像定位を
行う音像定位処理部と、前記頭部伝達関数補正処理部に
よって処理された標準の頭部伝達関数と目標とする頭部
伝達関数との差を修正する頭部伝達関数修正処理部、ま
たは前記外耳道伝達関数補正処理部によって処理された
標準の外耳道伝達関数補正情報と目標とする外耳道伝達
関数補正情報との差を修正する外耳道伝達関数補正修正
処理部のうち少なくとも1つの修正処理部とを有し、標
準特性と目標特性との差を修正する補正部と、少なくと
も記録媒体に記録された音響信号および記録情報信号を
検出する信号検出部とを備え、前記補正部は常に処理を
行ない、前記音像定位処理部は、前記信号検出部によっ
て検出された前記記録情報信号に基づいて前記記録媒体
から読み出した前記音響信号の音像定位を行うか行わな
いかを決定する構成を有している。
【0030】この構成により、前記録媒体に記録された
音響信号が音像定位処理を施された信号であるときに
は、音像定位処理部による音像定位処理は行われず、記
録媒体に記録された音響信号が音像定位処理を施されて
いない信号であるときには、音像定位処理部による標準
の音像定位処理が行われ、また、補正部により、受聴者
や装着しているヘッドホンやイヤホンに応じた修正が行
われ、正確に音像定位された音響信号を受聴することが
できる。
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】本発明の音像定位装置を用いた配信装置
は、頭部伝達関数を用いて音源信号の音像を定位させる
頭部伝達関数処理部を有し、音響信号の音像定位を行う
音像定位処理部を備え、前記音像定位処理部によって音
響信号の音像定位を行い、前記音像定位処理された音響
信号を所定の信号形式によって前記音像定位処理部の処
理情報である定位制御情報と共に送信する構成を有して
いる。
【0036】この構成により、音像定位された信号が所
定の信号形式によって送信され、送信された信号を受信
して聞く場合に付加処理を加えなくても正確な音像定位
ができる。
【0037】本発明の音像定位装置を用いた配信装置
は、標準の頭部伝達関数を用いて前記音源信号の音像を
定位させる頭部伝達関数処理部とヘッドホンまたはイヤ
ホンが外耳に装着されることによって変化する標準の外
耳道伝達関数補正情報に基づいて前記ヘッドホンまたは
イヤホンに出力する信号の音像定位を行う外耳道伝達関
数補正処理部とを有し、音響信号の音像定位を行う音像
定位処理部を備え、前記音像定位処理部によって音響信
号の音像定位を行い、前記音像定位処理された音響信号
を所定の信号形式によって前記音像定位処理部の処理情
報である定位制御情報と共に送信する構成を有してい
る。
【0038】この構成により、音像定位された信号が所
定の信号形式によって送信され、送信された信号を受信
して聞く場合に付加処理を加えなくても正確な音像定位
ができる。
【0039】本発明の音像定位装置を用いた受信装置
は、音響信号および前記音響信号の定位情報を受信する
受信部と、ヘッドホンまたはイヤホンが外耳に装着され
ることによって変化する外耳道伝達関数補正情報に基づ
いて前記ヘッドホンまたはイヤホンに出力する信号の音
像定位を行う外耳道伝達関数補正処理部を有し、外耳道
伝達関数の補正を行う補正部とを備え、前記補正部が、
前記定位情報に基づき外耳道伝達関数の補正をする構成
を有している。
【0040】この構成により、受信した定位情報と、装
着しているヘッドホンやイヤホンの情報に基づき、前記
補正部による補正処理が行われ、正確に音像定位された
音響信号を受聴することができる。
【0041】本発明の音像定位装置を用いた受信装置
は、音響信号および前記音響信号の定位情報を受信する
受信部と、前記音響信号の頭部伝達関数と目標とする頭
部伝達関数との差を修正する頭部伝達関数修正処理部、
または前記音響信号の外耳道伝達関数補正情報と目標と
する外耳道伝達関数補正情報との差を修正する外耳道伝
達関数補正修正処理部のうち少なくとも1つの修正処理
部とを有し、標準特性と目標特性との差を修正する補正
部とを備え、前記補正部が、前記定位情報に基づき標準
特性と目標特性との差を修正する構成を有している。
【0042】この構成により、受信した定位情報と、受
聴者や装着しているヘッドホンやイヤホンの情報に基づ
き、前記補正部により修正され、正確に音像定位された
音響信号を受聴することができる。
【0043】
【0044】
【0045】本発明の音像定位装置を用いたゲーム機
は、標準の頭部伝達関数を用いて前記音源信号の音像を
定位させる頭部伝達関数処理部とヘッドホンまたはイヤ
ホンが外耳に装着されることによって変化する標準の外
耳道伝達関数補正情報に基づいて前記ヘッドホンまたは
イヤホンに出力する信号の音像定位を行う外耳道伝達関
数補正処理部とを有し、音響信号の音像定位を行う音像
定位処理部と、前記頭部伝達関数補正処理部によって処
理された標準の頭部伝達関数と目標とする頭部伝達関数
との差を修正する頭部伝達関数修正処理部、または前記
外耳道伝達関数補正処理部によって処理された標準の外
耳道伝達関数補正情報と目標とする外耳道伝達関数補正
情報との差を修正する外耳道伝達関数補正修正処理部の
うち少なくとも1つの修正処理部とを有し、標準特性と
目標特性との差を修正する補正部と、少なくとも記録媒
体に記録された音響信号および定位情報信号を検出する
信号検出部と、コントローラとを備え、前記補正部は常
に処理を行い、前記音像定位処理部は、前記信号検出部
によって検出された前記定位情報信号および前記コント
ローラの操作に基づいて前記記録媒体から読み出した前
記音響信号の音像定位を行う構成を有している。
【0046】この構成により、ゲームソフトなどが記録
されている記録媒体にある定位情報および利用者がコン
トローラを操作した情報に基づいて音像定位が制御さ
れ、受聴者や装着しているヘッドホンやイヤホンに応じ
て修正処理が行われ、受聴位置を限定せずにヴァーチャ
ルな音空間を楽しむことができる。
【0047】
【0048】
【0049】本発明の音像定位装置を用いた音響信号再
生装置は、入力される音響信号の頭部伝達関数と目標と
する頭部伝達関数との差を修正する頭部伝達関数修正処
理部、または前記音響信号の外耳道伝達関数補正情報と
目標とする外耳道伝達関数補正情報との差を修正する外
耳道伝達関数補正修正処理部のうち少なくとも1つの修
正処理部とを有し、標準特性と目標特性との差を修正す
る補正部と、音響信号を再生する再生部とを備え、前記
補正部が前記再生部の特性を考慮した補正処理を行い、
前記補正部と前記再生部は一体型である構成を有してい
る。
【0050】この構成により、受聴者や再生部固有の特
性を考慮した修正処理が行なわれ、正確な音像定位がで
きる。
【0051】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図1〜図7は本発明の第
1の実施の形態の音像定位装置を示す図である。
【0052】図1に示すように、本実施の形態の音像定
位装置100は、頭部伝達関数の処理を行なう頭部伝達
関数処理部110と、外耳道伝達関数の補正を行なう外
耳道伝達関数補正処理部120とを備えている。
【0053】頭部伝達関数処理部110は、音像を定位
させたい方向を設定する音像方向設定部111と、音像
方向を側方角αと上昇角βに変換する角度変換部112
と、音像の側方角を制御する情報を記憶する側方角制御
情報記憶部113と、音像の上昇角の差情報を記憶する
上昇角の差情報記憶部114と、正面方向の頭部インパ
ルス応答を記憶する正面方向頭部インパルス応答記憶部
115音源信号に側方角制御情報と正面方向頭部インパ
ルス応答と上昇角の差情報を畳み込む畳込み演算部11
6とを備えている。
【0054】外耳道伝達関数補正処理部120は、外耳
道伝達関数補正データを記憶する外耳道伝達関数補正デ
ータ記憶部121と、音源信号に外耳道伝達関数補正情
報を畳み込む畳込み演算部122とを備えており、畳込
み演算部122の出力が耳栓型やインナーイヤホン型を
含むヘッドホンに出力されるようになっている。
【0055】側方角制御情報記憶部113は、両耳間時
間差、両耳間レベル差、両耳間時間差と両耳間レベル差
の双方のいずれかを記憶している。
【0056】図2は側方角制御情報として両耳間時間差
を用いた例である。図2では、成人の側方角に対応した
両耳間時間差として標準的な値を示しているが、受聴者
が特定される場合は、受聴者個人の両耳間時間差を測定
して、その測定値を与えてもよい。
【0057】図3は側方角制御情報として両耳間レベル
差を用いた例である。図3では、成人の側方角に対応し
た両耳間レベル差として標準的な値を示しているが、受
聴者が特定される場合は、受聴者個人の両耳間レベル差
を測定して、その測定値を与えてもよい。
【0058】図4は側方角制御情報として両耳間時間差
と両耳間レベル差の双方を用いた例である。図4では、
成人の側方角に対応した両耳間時間差と両耳間レベル差
として標準的な値を示しているが、受聴者が特定される
場合は、受聴者個人の両耳間時間差と両耳間レベル差を
測定して、それらの測定値を与えてもよい。
【0059】上昇角の差情報記憶部114は、正中面に
おける正面方向の頭部インパルス応答と各上昇角の頭部
インパルス応答の差を記憶している。上昇角の差情報
は、受聴者による個人差が少ないので、成人の標準的な
ものを用いればよい。図5は、上昇角の差情報の例であ
る。
【0060】正面方向頭部インパルス応答記憶部115
は、受聴者の正面方向で予め測定した正面方向の頭部イ
ンパルス応答を記憶している。図6は、正面方向の頭部
インパルス応答情報の例である。
【0061】図7は、正面方向頭部インパルス応答およ
び上昇角の差情報の測定例を示すもので、図7(a)は
正面方向頭部伝達関数の一例、図7(b)は上昇角の差
情報の一例を示している。
【0062】このような音像定位装置100において、
頭部伝達関数処理部110の音像方向設定部111は、
受聴者により音像を定位させたい3次元方向を設定され
る。3次元方向設定の際の座標系は任意のものでよい。
角度変換部112で3次元方向を人が音像方向を知覚す
る手掛かりによく対応する側方角αと上昇角βに変換す
る。例えば、通常3次元方向を設定する際に用いられる
極座標(方位角ψと仰角θ)で方向が設定された場合
は、式(1)を用いて側方角αと上昇角βに変換する。 α=arccos(sinψcosθ) β=arcsin(sinθ/(sin2θ+cos2ψcos2θ)1/2) (1)
【0063】側方角αに対応した側方角制御情報、すな
わちαに対応した両耳間時間差、両耳間レベル差、ある
いは両耳間時間差と両耳間レベル差の双方を側方角制御
情報記憶部113から呼び出し、畳込み演算部116に
格納する。また、受聴者の正面方向の頭部インパルス応
答を正面方向頭部インパルス応答記憶部115から呼び
出し、畳込み演算部116に格納する。
【0064】畳込み演算部116は、音源信号と側方角
制御情報、正面方向頭部インパルス応答、および上昇角
の差情報との畳込み演算を行い出力する。
【0065】外耳道伝達関数補正処理部120の畳込み
演算部122は、頭部伝達関数処理部110の出力信号
と外耳道伝達関数補正データ記憶部121に記憶してい
る外耳道伝達関数補正データとの畳み込み演算を行い、
右耳信号および左耳信号を作成し出力する。
【0066】次に、外耳道伝達関数補正データ記憶部1
21に記憶している外耳道伝達関数補正データの算出原
理をイヤホンの場合を例にして説明する。ただし、ここ
では、便宜上、時間領域ではなく周波数領域で説明す
る。
【0067】空間rで放射された音源信号sの受聴者の
鼓膜(Ear Drum)での音圧P1は、 P1=S×R×HRTF(ED) =S×R×HRTF(EEC)×H(EC) (2) ただし、S:音源信号、R:室の伝達関数、HRTF
(ED):鼓膜位置で観測した頭部伝達関数、HRTF
(EEC):外耳道入口で観測した頭部伝達関数、H
(EC):外耳道伝達関数を示す。
【0068】空間rで放射された音源信号sの受聴者の
外耳道入口(Entrance of Ear Canal)での音圧P2は、 P2=S×R×HRTF(EEC) (3) また、この音圧P2をステレオイヤホンで再生した場合
の受聴者の鼓膜での音圧P3は、 P3=P2×SIP×H(EC_SIP) (4) ただし、SIP:ステレオイヤホンの特性、H(EC_
SIP):ステレオイヤホンを装着した状態での外耳道
伝達関数を示す。
【0069】いま、ステレオイヤホンで音圧P2を再生
したときに、受聴者の鼓膜での音圧すなわち音圧P3が
音圧P1と等しくなる補正値(補正フィルタ)Hcを考
えると、式(2)−式(4)より、S×R×HRTF
(EEC)×H(EC) =S×R×HRTF(EEC)×SIP×H(EC_SIP)×Hc (5 ) したがって、 Hc=H(EC)/{SIP×H(EC_SIP)} (6)
【0070】この結果、補正値Hcの信号処理を施して
ステレオイヤホンから音圧P2を再生すれば、空間rで
放射された音源信号sの受聴者の鼓膜での音圧P1が再
現できるようになる。
【0071】上述のような補正値Hcの算出において、
外耳道伝達関数H(EC)とステレオイヤホンを装着した
状態での外耳道伝達関数H(EC_SIP)を測定する
ことは困難である。そこで、擬似頭を用いた測定方法を
以下に説明する。
【0072】なお、この測定を行う擬似頭は、外耳道伝
達関数が忠実にシミュレートされていることと、耳介の
形状がヒトのそれに類似であることが望ましいことか
ら、米国Knowles社のKEMAR(M. D. Burkha
rd and R. M. Sachs,"Anthropometric manikin for aco
usric research," J. Acoust. Soc. Am., Vol.58, No.
1, July 1975)を用いることが望ましい。
【0073】H(EC)は、式(7)を用いてHRTF
(ED)とHRTF(EEC)から求めることができ
る。 H(EC)=HRTF(ED)/HRTF(EEC) (7)
【0074】HRTF(ED)は、鼓膜位置に設置した
擬似頭のマイクロホンを用いて測定し、HRTF(EE
C)は、擬似頭の外耳道入口にマイクロホンを設置して
測定する。また、H(EC_SIP)は、擬似頭の外耳
道入口にステレオイヤホンを挿入し、そこから測定用信
号を放射して鼓膜位置に設置したマイクロホンで受音す
ることにより求める。
【0075】このように、イヤホンを装着したことによ
る鼓膜位置での外耳道インパルス応答の変化分を容易に
求めることができ、この変化分によって上述のように補
正することにより、正確な音像定位をすることができ
る。
【0076】なお、受聴器をステレオイヤホンとして説
明したが、ステレオヘッドホンでも同様に補正値を算出
できることはいうまでもない。
【0077】以上のように、本実施の形態の音像定位装
置は、個人差の大きい頭部インパルス応答を、受聴者に
依存する正面方向の頭部インパルス応答と、受聴者への
依存度が小さい各上昇角に対応した差情報に分割するこ
とにより、簡便に頭部インパルス応答の個人差による定
位精度の劣化の少ない音像定位が実現できる。
【0078】また、3次元空間を水平方向にm方向、垂
直方向にn方向に分割して、m×nの組み合わせのいず
れかの方向に音像を定位させるとすると、従来の音像定
位装置では、m×nの組み合わせの全ての方向の頭部イ
ンパルス応答が必要であるが、本発明の音像定位装置で
はm個の側方角制御情報、すなわち両耳間時間差情報と
両耳間レベル差情報のいずれか、または双方と、正面方
向の頭部インパルス応答と、正面方向と正中面内のn方
向の頭部インパルス応答の差だけで十分であり、全ての
方向について頭部インパルス応答を測定することなく、
小さな記憶容量で音像を定位することができる。
【0079】また、イヤホンやヘッドホンを装着したと
きの外耳道伝達関数の変化を補正しているので、イヤホ
ンやヘッドホンを装着した場合でも正確に音像定位でき
る。
【0080】次に、図8は本発明の第2の実施の形態の
音像定位装置を示す図である。なお、本実施の形態は上
述の第1の実施の形態と略同様に構成されているので、
同様な構成には同一の符号を付して特徴部分のみ説明す
る。
【0081】図8に示すように、本実施の形態の音像定
位装置200は、音像方向の制御を行う頭部伝達関数処
理部210と、ヘッドホンやイヤホンを装着した状態で
の外耳道伝達関数の補正を行う外耳道伝達関数補正処理
部120と、頭部伝達関数処理部210で処理した標準
の頭部伝達関数と目標とする頭部伝達関数との差分を修
正する頭部伝達関数修正処理部220と、外耳道伝達関
数補正処理部120で処理した標準の外耳道伝達関数補
正情報と目標とする外耳道伝達関数補正情報との差分を
修正する外耳道伝達関数補正修正処理部230とを備え
ている。
【0082】頭部伝達関数処理部210は、標準の頭部
伝達関数データを記憶する頭部伝達関数データ記憶部2
11と畳み込み演算部212とを有していて、頭部伝達
関数データ記憶部211から適当なデータを読み出し
て、畳み込み演算部212により、音源信号に標準の頭
部伝達関数を畳み込む。
【0083】頭部伝達関数修正処理部220は、標準の
頭部伝達関数と目標とする頭部伝達関数との差分データ
を記憶する頭部伝達関数修正データ記憶部221と、畳
み込み演算部222とを有して、頭部伝達関数修正デー
タ記憶部221から適当なデータを読み出して、畳み込
み演算部222により、音源信号に頭部伝達関数修正デ
ータを畳み込む。目標の頭部伝達関数としては、受聴者
個人の頭部伝達関数などを設定するようにする。
【0084】外耳道伝達関数補正修正処理部230は、
標準の外耳道伝達関数補正情報と目標の外耳道伝達関数
補正情報との差分データを記憶する外耳道伝達関数補正
修正データ記憶部231と、畳み込み演算部232とを
有していて、外耳道伝達関数補正修正データ記憶部23
1から適当なデータを読み出して、畳み込み演算部23
2により、音源信号に外耳道伝達関数補正修正情報を畳
み込む。目標の外耳道伝達関数補正情報としては、使用
するヘッドホンやイヤホンの情報を含む外耳道伝達関数
補正情報などを設定するようにする。
【0085】音源信号には、上記のようにそれぞれのデ
ータが畳み込まれ、右耳用信号と左耳信号として出力さ
れる。図8では、上記各処理部に別々に畳み込み演算部
を設けてあるが、それぞれの畳み込み演算部をまとめて
一つの畳み込み演算部としても良い。
【0086】次に、外耳道伝達関数補正修正処理部23
0で用いるデータの設定方法について、図9を用いて説
明する。
【0087】図9(a)は、外耳道伝達関数補正修正処
理部230で用いる標準の外耳道伝達関数補正特性の振
幅周波数特性Hcの例である。
【0088】この標準の外耳道伝達関数補正特性Hc
は、例えば予め決められた標準のヘッドホンやイヤホン
で測定された特性を用いて、上記式(6)により算出し
たHcを用いる。
【0089】図9(b)は、実際の音響信号再生時に用
いるヘッドホンまたはイヤホンでの外耳道伝達関数補正
特性の振幅周波数特性Hcの例である。
【0090】この特性は、実際の再生時に用いるヘッド
ホンまたはイヤホンで測定された特性を用いて、上記式
(6)から算出したHcを用いる。
【0091】図9(a)と(b)を比較すると、振幅周
波数特性の形は良く似ているが、ピークやディップの周
波数や量が少し異なることが分かる。
【0092】図9(c)は、図9(a)の標準の外耳道
伝達関数補正特性Hcと、図9(b)の実際の再生時
に用いるヘッドホンまたはイヤホンでの外耳道伝達関数
補正特性Hcとの差分Hcであり、式(8)により
算出する。 Hc=Hc/Hc (8)
【0093】外耳道伝達関数補正修正処理部230で処
理するデータは、図9(c)のような標準の外耳伝達関
数補正特性Hcと実際の再生時の外耳道殿多雨関数補
正特性Hcとの差分の特性を用いる。
【0094】標準の外耳道伝達関数補正特性Hcに修
正データHcを乗算すると、式(8)により式(9)
のようになる。 Hc×Hc=Hc (9)
【0095】このように、処理に用いる外耳道伝達関数
補正特性は実際の再生時の外耳道伝達関数補正特性と等
しくなる。
【0096】頭部伝達関数修正処理部220で用いるデ
ータも、上記の外耳道伝達関数補正修正データ設定例と
同様に、例えば標準の頭部伝達関数と受聴者個人の頭部
伝達関数との差分を設定する。
【0097】以上のように、本実施の形態の音像定位装
置は、標準の頭部伝達関数、標準の外耳道伝達関数補正
情報、標準の頭部伝達関数と目標の頭部伝達関数との差
分データ、および標準の外耳道伝達関数補正情報と目標
の外耳道伝達関数補正情報との差分データを音源信号に
畳み込むために、頭部伝達関数の個人差による定位精度
の劣化や、ヘッドホンやイヤホンの違いによる定位精度
の劣化の少ない音像定位が実現できる。受聴者が変わっ
たときには、頭部伝達関数修正データを、ヘッドホンや
イヤホンが変わったときには外耳道伝達関数補正修正デ
ータを変更すれば、定位精度の劣化の少ない音像定位が
実現できる。
【0098】次に、図10は本発明の第3の実施の形態
の会議装置を示す図である。なお、本実施の形態は、上
述の第1の実施の形態の頭部伝達関数処理部110およ
び外耳道伝達関数補正処理部120を用いた会議装置で
ある。
【0099】図10に示すように、本実施の形態の会議
装置300は、映像や音響信号などを含む受信信号を受
信する受信部310と、受信した映像信号を表示する映
像表示部320と、受信した音響信号に受聴状態に応じ
た補正を行う上述の第1の実施の形態の外耳道伝達関数
補正処理部120を備えた補正部330と、映像や音響
信号の制御を行う制御部340と、送信する音響信号に
音像定位処理を行う上述の第1の実施の形態の頭部伝達
関数処理部110を備えた音像定位処理部350と、音
響信号や映像信号を送信する送信部360とを備えてお
り、補正部330には音響信号を再生するステレオヘッ
ドホン2010が接続され、音像定位処理部350には
音声などを収録するマイクロホン2020が接続され、
送信部360には映像を撮像するカメラ2030が接続
される。
【0100】また、受信部310および送信部360は
伝送路に接続され、伝送路を介して他の会議装置と信号
の送受信を行なう。
【0101】このような会議装置300において、対向
する他の会議装置からの映像信号や音響信号などは受信
信号として受信部310に入力され、受信部310は受
信した信号を映像信号と音響信号に分割し、映像信号は
映像表示部320に出力され、音響信号は補正部330
に出力される。
【0102】制御部340は、補正部330に、受信し
た音響信号に対して使用するステレオヘッドホン201
0の特性に応じた外耳道伝達関数の補正を行わせ、ステ
レオヘッドホン2010に出力させる。
【0103】話者(会議装置300の使用者)は、ステ
レオヘッドホン2010を装着しながら会議を行うが、
話者の音声はマイクロホン2020によって収音され、
音像定位処理部350に入力される。
【0104】制御部340は、音像定位処理部350
に、収音された音響信号に対して音像定位処理をさせ、
送信部360に入力させる。また、話者の映像はカメラ
2030によって撮像されて、送信部360に入力され
る。
【0105】送信部360は、カメラ2030で撮像し
た映像信号と音像定位処理部350により音像定位処理
された音響信号を対向する他の会議装置に送信する。
【0106】以上のように、本実施の形態によれば、送
信する音響信号に対して頭部伝達関数を用いた音像定位
処理を、受信した音響信号に対して使用しているステレ
オヘッドホンに応じた補正処理を行うため、送信側では
受信側の状態を知らなくても受信側で最適な受信状態に
応じた処理ができ、正確な音像定位ができる。
【0107】また、複数のスピーカで音響信号を再生す
る場合には、スピーカの中央位置付近で受聴しないと正
確な音像方向が実現できないが、ステレオヘッドホン2
010で再生する場合には、受聴位置が限定されず、ど
の位置でも正確な音像定位ができる。
【0108】また、スピーカで再生する場合には、スピ
ーカから出力された信号が収音用マイクに入力すること
によって音響エコーが発生するが、ステレオヘッドホン
2010を用いると音響エコーが発生せず、快適な会議
ができる。
【0109】本実施の形態の他の態様としては、図11
に示すように、上述の第2の実施の形態の頭部伝達関数
修正処理部220および外耳道伝達関数補正修正処理部
230を備えた補正部410と上述の第2の実施の形態
の頭部伝達関数処理部210および外耳道伝達関数補正
処理部120を備えた音像定位処理部420とを備える
構成とする。
【0110】送信する音響信号には、頭部伝達関数処理
部210により標準の頭部伝達関数を畳み込み、外耳道
伝達関数補正処理部120により標準の外耳道伝達関数
補正情報を畳み込む。また、受信した音響信号には、頭
部伝達関数修正処理部220により標準の頭部伝達関数
と目標の頭部伝達関数との差分の修正を行い、外耳道伝
達関数補正修正処理部230により標準の外耳道伝達関
数補正情報と目標の外耳道伝達関数補正情報との差分の
修正を行う。
【0111】このように構成することによって、送信す
る音響信号に対して標準の頭部伝達関数と標準の外耳道
補正情報を用いた音像定位処理を、受信した音響信号に
対して受聴者や使用しているステレオヘッドホンに応じ
た補正処理を行うため、送信側では受信側の状態を知ら
なくても受信側で最適な受信状態に応じた処理ができ、
正確な音像定位ができる。
【0112】次に、図12は本発明の第4の実施の形態
の携帯電話機を示す図である。なお、本実施の形態は、
上述の第3の実施の形態と同様の補正部330および音
像定位処理部350を用いた携帯電話機である。
【0113】図12に示すように、本実施の形態の携帯
電話機500は、音響信号などを含む受信信号を受信す
る受信部510と、受信した音響信号に受聴状態に応じ
た補正を行う補正部330と、音声などを収録するマイ
ク520と、マイク520で収録した音響信号に音像定
位処理を行う音像定位処理部350と、補正部330と
音像定位処理部350の制御を行う制御部530と、音
響信号を送信する送信部540とを備えており、補正部
330には音響信号を再生するステレオヘッドホン20
10が接続される。
【0114】このような携帯電話機500において、受
信部510に入力された音響信号は、補正部330で、
上述の第3の実施の形態と同様に、携帯電話機500の
使用者や、使用するステレオヘッドホン2010の特性
に応じて補正され、ステレオヘッドホン2010に出力
される。
【0115】携帯電話機500の使用者は、ステレオヘ
ッドホン2010を装着しながら通話を行うが、使用者
の音声はマイク520によって収音され、上述の第3の
実施の形態と同様に、音像定位処理部350によって音
像定位処理をされ、送信部540に入力される。
【0116】制御部530は、音像定位処理部350に
おける音像定位処理を最適な処理にするように、また補
正部330における補正処理を最適な処理にするように
音像定位処理部350と補正部330を制御する。
【0117】以上のように、本実施の形態によれば、送
信する音響信号に対して頭部伝達関数を用いた音像定位
処理を行い、受信した音響信号に対して使用しているス
テレオヘッドホンに応じた補正処理を行うため、送信側
では受信側の状態を知らなくても受信側で最適な受信状
態に応じた処理ができ、正確な音像定位が実現できる。
【0118】なお、本実施の形態の補正部および音像定
位処理部として上述の第3の実施の形態の他の態様の補
正部410および音像定位処理部420を使用いてもよ
い。
【0119】次に、図13は本発明の第5の実施の形態
のオーディオプレーヤを示す図である。なお、本実施の
形態は、上述の第3の実施の形態と同様の補正部330
および音像定位処理部350を用いたオーディオプレー
ヤである。
【0120】図13に示すように、本実施の形態のオー
ディオプレーヤ600は、音響信号の音像定位方向を制
御する音像定位処理部350と、オーディオプレーヤ6
00の受聴者に応じた、または使用するステレオヘッド
ホン2010に応じた音像定位の補正処理を行う補正部
330と、CDやDVDなどの記録媒体610から信号
を検出する信号検出部620と、記録媒体610に記録
されている音響信号のチャンネル数や音像定位情報など
の信号記録情報をもとに音像定位処理部350と補正部
330を制御する制御部630とを備えている。
【0121】信号検出部620には映像信号の表示をす
る映像表示部2040が接続され、補正部330には音
響信号を再生するステレオヘッドホン2010が接続さ
れる。
【0122】このようなオーディオプレーヤ600にお
いて、信号検出部620は、CDやDVDなどの音響信
号だけ、または音響信号と映像信号の両方が記録された
記録媒体610から、複数のチャンネルの音響信号など
と、映像信号、および記録媒体に記録されている音響信
号のチャンネル数や音像定位処理情報などの記録情報を
検出する。
【0123】信号検出部620によって検出された映像
信号は、映像表示部2040によって表示される。ま
た、信号検出部620によって検出された音響信号は、
音像定位処理部350に出力される。一方、信号検出部
620によって検出された記録情報は、制御部630に
出力される。
【0124】制御部630は、記録情報に基づいて記録
されている音響信号に最適な音像再生方向を決定し、音
像定位処理部350の設定を変更する。たとえば、記録
されている音響信号に音像定位処理がなされている場合
には、音像定位処理部350が音像定位処理を行わない
ように設定し、記録されている音響信号に音像定位処理
がなされていない場合には、音像定位処理部350に、
チャンネル数などに応じた最適な音像定位処理を行うよ
うな設定をする。
【0125】音像定位処理部350で音像定位処理を施
された音響信号は、補正部330によって、受聴者に応
じた補正処理や、使用するステレオヘッドホン2010
に応じた補正処理がされ、ステレオヘッドホン2010
に出力される。
【0126】以上のように、本実施の形態によれば、記
録媒体に記録されている音像定位処理情報やチャンネル
数に応じて、最適な受聴ができるように音像方向を制御
するため、記録媒体に記録されている音響信号に応じた
制御ができ、またスピーカの設置を変更するなどの手間
が必要無くなる。
【0127】また、スピーカで再生する場合には、スピ
ーカの中央位置で受聴しなければ正確な音像定位ができ
ないが、ステレオヘッドホンで再生するために、受聴位
置によらず正確な音像定位ができるという効果を有す
る。また、小型のオーディオプレーヤを携帯しながら音
楽などを聞く場合にも、臨場感ある再生を行うことがで
きる。
【0128】また、受聴者や再生するステレオヘッドホ
ンに応じた最適な音像定位制御ができる。
【0129】なお、本実施の形態の補正部および音像定
位処理部として上述の第3の実施の形態の他の態様の補
正部410および音像定位処理部420を使用してもよ
い。
【0130】次に、図14は本発明の第6の実施の形態
のオーディオレコーダを示す図である。なお、本実施の
形態は、上述の第3の実施の形態と同様の音像定位処理
部350を用いたオーディオレコーダである。
【0131】図14に示すように、本実施の形態のオー
ディオレコーダ700は、音響信号の音像定位方向を制
御する音像定位処理部350と、2チャンネルの音響信
号を記録する記録部710と、CDやDVDやハードデ
ィスクなどの記録媒体720と、音像定位処理部350
の音像定位方向を設定する制御部730とを備えてい
る。
【0132】このようなオーディオレコーダ700にお
いて、音像定位処理部350に音響信号が入力される
と、制御部730によって設定された各チャンネルの音
像定位方向にしたがって、音像定位処理部350は入力
された音響信号の音像定位方向を制御する。
【0133】制御部730では、たとえばマルチチャン
ネルの信号に対しては、その信号を聞くのに最適な、ス
ピーカ配置の中央で音を聞くときのように音像方向を設
定する。
【0134】音像定位処理部350によって音像定位方
向が制御された2チャンネルの信号は、記録部710に
よって記録媒体720に記録される。
【0135】以上のように、本実施の形態によれば、記
録媒体720に記録する前に音像定位処理部350によ
って最適な受聴ができるように音像方向を制御している
ため、このオーディオレコーダ700によって記録され
た音響信号をオーディオプレーヤで聞く場合には、オー
ディオプレーヤ側で音像定位処理などの付加処理を行わ
なくても、最適な受聴ができる。
【0136】また、処理する信号のチャンネル数が3チ
ャンネル以上の場合には、音像定位処理部350によっ
てステレオヘッドホンで聞くことができるように2チャ
ンネルの信号に変換するため、記録媒体の記録容量が少
なくてすむ。
【0137】なお、本実施の形態の音像定位処理部とし
て上述の第3の実施の形態の他の態様の音像定位処理部
420を使用してもよい。
【0138】次に、図15は本発明の第7の実施の形態
の配信装置を示す図である。なお、本実施の形態は、上
述の第3の実施の形態と同様の音像定位処理部350を
用いた配信装置である。
【0139】図15に示すように、本実施の形態の配信
装置800は、音響信号の音像定位方向を制御する音像
定位処理部350と、音像定位処理部350の音像定位
方向を設定する制御部810と、映像信号のデータ量を
圧縮した信号を作成する映像エンコーダ820と、音響
信号のデータ量を圧縮した信号を作成する音響エンコー
ダ830と、映像と音響のデータを送信する送信部84
0とを備えている。
【0140】このような配信装置800において、音像
定位処理部350に音響信号が入力されると、制御部8
10によって設定された音像方向にしたがって、音像定
位処理部350は入力された音響信号の音像定位方向を
制御する。
【0141】制御部810は、例えばマルチチャンネル
の信号に対しては、その信号を聞くのに最適なスピーカ
配置の中央で音を聞くときのように音像方向を設定す
る。
【0142】音像定位処理部350によって音像定位方
向が制御された2チャンネルの信号は、音響エンコーダ
830によってデータ量を圧縮され、送信部840に入
力される。
【0143】一方、映像信号は、映像エンコーダ820
によってデータ量を圧縮され、送信部840に入力され
る。
【0144】また、制御部810は、音像定位処理部3
50に設定した処理の情報を送信部840に出力する。
【0145】送信部840は、例えばインターネットの
ようなネットワーク、電波、電話回線などを介して映
像、音響および定位制御情報データを送信する。
【0146】なお、映像エンコーダ820および音響エ
ンコーダ830は、データ量を圧縮しなくてもよい。
【0147】以上のように、本実施の形態によれば、デ
ータを送信する前に音像定位処理部350によって最適
な受聴ができるように音像方向を制御するため、この配
信装置800によって送信された音響信号を受信機など
で聞く場合には、受信機側で付加処理を行わなくても最
適な受聴ができる。
【0148】また、定位制御情報を同時に送信するた
め、受信機側では、この定位制御情報に応じた最適な補
正処理を行うことができる。
【0149】また、処理する信号のチャンネル数が3チ
ャンネル以上の場合には、音像定位処理部350によっ
てステレオヘッドホンで聞くことができるように2チャ
ンネルの信号に処理されるため、送信するデータの容量
が少なくてすむ。
【0150】なお、本実施の形態の音像定位処理部とし
て上述の第3の実施の形態の他の態様の音像定位処理部
420を使用してもよい。
【0151】次に、図16は本発明の第8の実施の形態
の受信装置を示す図である。なお、本実施の形態は、上
述の第3の実施の形態と同様の補正部330を用いた受
信装置である。
【0152】図16に示すように、本実施の形態の受信
装置900は、受聴者や受聴環境に応じて音像定位制御
の補正を行う補正部330と、インターネットのような
ネットワーク、電波、電話回線を介して情報を受信する
受信部910と、受信したエンコードされた映像信号を
デコードする映像デコーダ920と、受信したエンコー
ドされた音響信号をデコードする音響デコーダ930
と、補正部330の制御を行う制御部940と、映像を
表示する映像表示部950とを備えており、補正部33
0には音響信号を再生するステレオヘッドホン2010
が接続される。
【0153】このような受信装置900において、受信
部910は、インターネットなどを介して音響情報、映
像情報や定位制御情報を受信すると、その情報を音響信
号、映像信号、定位情報信号などに分割し出力する。
【0154】受信部910から出力された映像信号は映
像デコーダ920によりデコードされて映像表示部95
0に、音響信号は音響デコーダ930によりデコードさ
れて補正部330に、定位情報信号は制御部940に入
力される。
【0155】制御部940は、入力された定位情報信号
や、再生する音響信号の種類、または受聴状態などを基
に、最適な音像定位補正方法を決定し、補正部330に
設定する。
【0156】補正部330は、制御部940によって設
定された補正方法に基づいて、正確に音像を定位させる
ように音響信号を処理し、出力する。補正部330から
出力された音響信号は、ステレオヘッドホン2010で
再生される。
【0157】以上のように、本実施の形態によれば、イ
ンターネットなどを通じて入手した信号や放送された信
号に記録されている信号に応じて、ステレオヘッドホン
2010で最適な受聴ができるように、受信側で受聴状
態に応じた補正処理を行うため、正確な音像定位が実現
できる。
【0158】なお、本実施の形態の補正部として上述の
第3の実施の形態の他の態様の補正部410を使用して
もよい。
【0159】次に、図17は本発明の第9の実施の形態
のゲーム機を示す図である。なお、本実施の形態は、上
述の第3の実施の形態と同様の補正部330および音像
定位処理部350を用いたゲーム機である。
【0160】図17に示すように、本実施の形態のゲー
ム機1000は、音響信号の音像定位方向を制御する音
像定位処理部350と、音像定位処理の補正処理を行う
補正部330と、ゲームのソフトウェアなどが記録され
ているCD,DVD,メモリ,ハードディスクなどの記
録媒体1010と、記録媒体1010から映像信号、音
響信号、定位情報信号などを検出する信号検出部102
0と、検出した映像信号を表示する映像表示部1030
と、音響信号を音像定位処理されている信号とされてい
ない信号に分割する信号分割部1040と、音像定位処
理部350の出力と信号分割部1040の出力を加算す
る加算器1050と、音像定位処理部350で制御する
音像定位方向の設定や、映像の制御をする制御部106
0と、コントローラ1070とを備えており、補正部3
30には音響信号を再生するステレオヘッドホン201
0が接続される。
【0161】このようなゲーム機1000において、信
号検出部1020は、CD,DVD,メモリ,ハードデ
ィスクなどの記録媒体1010に記録されている情報の
うち映像信号,音響信号,定位情報信号を検出し、検出
した映像信号を映像表示部1030に表示する。
【0162】信号検出部1020によって検出された音
響信号は、信号分割部1040に入力され、信号分割部
1040は、入力された音響信号を、音像定位処理され
ている信号と、音像定位処理されていない信号に分割
し、音像定位処理されている信号を加算器1050へ、
音像定位処理されていない信号を音像定位処理部350
に出力する。
【0163】信号検出部1020によって検出された定
位情報信号は制御部1060に入力され、制御部106
0は、入力された定位情報信号をもとに、音像定位処理
部350で再生する音の定位方向を設定する。
【0164】利用者がコントローラ1070上で、決定
ボタン押下や方向キー押下などの動作を行うと、その動
作を示す信号が制御部1060に通知され、制御部10
60は、コントローラ1070からの信号に基づいて、
映像表示部1030に表示する映像や、音像定位処理部
350の設定音像方向を変更する。
【0165】音像定位処理部350は、信号分割部10
40によって分割された音像定位処理されていない音響
信号に対し、制御部1060によって設定された方向に
定位するような処理を行い出力する。
【0166】音像定位処理部350の出力信号は、加算
器1050の一方の入力となる。加算器1050のもう
一方の入力は、信号分割部1040によって分割された
音像定位処理をされた音響信号である。
【0167】加算器1050は、音像定位処理部350
の出力信号と信号分割部1040の一方の出力信号を加
算して、補正部330に出力する。
【0168】補正部330は、ゲーム機1000の使用
者や、使用しているステレオヘッドホン2010の種類
などに応じて最適な音像定位制御の補正を行う。補正部
330の出力信号は、ステレオヘッドホン2010によ
って再生される。
【0169】以上のように、本実施の形態によれば、ゲ
ームソフトウェアが記録されている記録媒体1010に
ある定位情報や、利用者がコントローラ1070を操作
した情報をもとに、ステレオヘッドホン2010で3次
元方向に音像を定位させるために、スピーカの中央で聞
くなどの受聴位置によらずに、また受聴者や使用するス
テレオヘッドホンに応じた補正を行うため、ソフトウェ
ア開発者が意図したように正確に音像定位がなされ、ヴ
ァーチャルな音空間を楽しむことができる。
【0170】また、記録媒体1010に記録されている
音響信号の音像定位処理の有無に応じて、音像定位処理
を行うため、ソフトウェア開発者が意図したように正確
に音像定位がなされる。
【0171】なお、本実施の形態の補正部および音像定
位処理部として上述の第3の実施の形態の他の態様の補
正部410および音像定位処理部420を使用してもよ
い。
【0172】次に、図18は本発明の第10の実施の形
態の音響信号再生装置を示す図である。なお、本実施の
形態は、上述の第3の実施の形態と同様の補正部330
を用いた音響信号再生装置である。
【0173】図18に示すように、本実施の形態の音響
信号再生装置1100は、ヘッドホンまたはイヤホンか
らなる再生部1110と、再生部1110を用いた場合
の音像定位処理の補正を行う補正部330とを備えてい
る。
【0174】このような音響信号再生装置1100にお
いて、音像定位処理が施された音響信号が補正部330
に入力されると、補正部330は再生部1110を用い
た場合の外耳道伝達関数補正処理を行う。
【0175】補正部330によって音像定位の補正がさ
れた音響信号は、再生部1110から出力される。
【0176】以上のように、本実施の形態によれば、音
像定位処理が施された音響信号に対して、付属のヘッド
ホンまたはイヤホンに応じた音像定位の補正処理が行わ
れるため、正確な音像定位が実現できる。
【0177】また、補正処理は付属のヘッドホンまたは
イヤホンに応じた処理であるために、補正処理方法を選
択する必要がない。
【0178】なお、本実施の形態の補正部として上述の
第3の実施の形態の他の態様の補正部410を使用して
もよい。
【0179】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
音像を発生させる方向を側方角と上昇角とに変換し、こ
れら側方角および上昇角に対応した側方角制御情報と正
面方向頭部インパルス応答と上昇角の差情報を音源信号
に畳み込むことにより、全方向について頭部インパルス
応答を測定せずに、また小さな記憶容量で、頭部インパ
ルス応答の個人差による定位精度の劣化を少なくして、
任意の3次元方向に簡便に音像を定位することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の音像定位装置を示
す概略ブロック図
【図2】本発明の第1実施形態の音像定位装置の側方角
制御情報記憶部の第1の構成図
【図3】本発明の第1実施形態の音像定位装置の側方角
制御情報記憶部の第2の構成図
【図4】本発明の第1実施形態の音像定位装置の側方角
制御情報記憶部の第3の構成図
【図5】本発明の第1実施形態の音像定位装置の上昇角
の差情報記憶部の構成図
【図6】本発明の第1実施形態の音像定位装置の正面方
向頭部インパルス応答記憶部の構成図
【図7】本発明の第1実施形態の音像定位装置の正面方
向頭部インパルス応答および上昇角の差情報の測定例を
示すグラフ
【図8】本発明の第2の実施の形態の音像定位装置を示
す概略ブロック図
【図9】本発明の第2の実施の形態の音像定位装置の外
耳道伝達関数補正修正データを説明するグラフ
【図10】本発明の第3の実施の形態の会議装置を示す
概略ブロック図
【図11】本発明の第3の実施の形態の他の態様の会議
装置を示す概略ブロック図
【図12】本発明の第4の実施の形態の携帯電話機を示
す概略ブロック図
【図13】本発明の第5の実施の形態のオーディオプレ
ーヤを示す概略ブロック図
【図14】本発明の第6の実施の形態のオーディオレコ
ーダを示す概略ブロック図
【図15】本発明の第7の実施の形態の配信装置を示す
概略ブロック図
【図16】本発明の第8の実施の形態の受信装置を示す
概略ブロック図
【図17】本発明の第9の実施の形態のゲーム機を示す
概略ブロック図
【図18】本発明の第10の実施の形態の音響信号再生
装置を示す概略ブロック図
【図19】従来の音像定位装置を示す概略ブロック図
【符号の説明】
100 音像定位装置 110 頭部伝達関数処理部 111 音像方向設定部 112 角度変換部 113 側方角制御情報記憶部 114 上昇角の差情報記憶部 115 正面方向頭部インパルス応答記憶部 116 畳み込み演算部 120 外耳道伝達関数補正処理部 121 外耳道伝達関数補正データ記憶部 122 畳み込み演算部 200 音像定位装置 210 頭部伝達関数処理部 211 頭部伝達関数データ記憶部 212 畳み込み演算部 220 頭部伝達関数修正処理部 221 頭部伝達関数修正データ記憶部 222 畳み込み演算部 230 外耳道伝達関数補正修正処理部 231 外耳道伝達関数補正修正データ記憶部 232 畳み込み演算部 300 会議装置 310 受信部 320 映像表示部 330 補正部 340 制御部 350 音像定位処理部 360 送信部 410 補正部 420 音像定位処理部 500 携帯電話機510 受信部 520 マイク 530 制御部 540 送信部 600 オーディオプレーヤ 610 記録媒体 620 信号検出部 630 制御部 700 オーディオレコーダ 710 記録部 720 記録媒体 730 制御部 800 配信装置 810 制御部 820 映像エンコーダ 830 音響エンコーダ 840 送信部 900 受信装置 910 受信部 920 映像デコーダ 930 音響デコーダ 940 制御部 950 映像表示部 1000 ゲーム機 1010 記録媒体 1020 信号検出部 1030 映像表示部 1040 信号分割部 1050 加算器 1060 制御部 1070 コントローラ 1100 音響信号再生装置 1110 再生部 2010 ステレオヘッドホン 2020 マイクロホン 2030 カメラ 2040 映像表示部 2110 A/D変換部 2120 畳み込み演算部 2120L 畳み込み演算部(l) 2120R 畳み込み演算部(r) 2130 D/A変換部 2140 音源記憶部 2150 空間インパルスレスポンス記憶部 2160 ヘッドホン逆インパルスレスポンス記憶部 2170 スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04S 7/00 H04N 5/60 Z // H04N 5/60 7/15 610 7/15 610 H04B 7/26 Q (56)参考文献 特開 平5−252597(JP,A) 特開 平9−191500(JP,A) 特開2000−324590(JP,A) 特開 平7−21742(JP,A) 特開 平6−233395(JP,A) 特開 平10−63470(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04S 1/00 H04B 7/26 H04R 5/033 H04S 7/00 H04N 5/60 H04N 7/15 610

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音像を発生させる方向を示す音像方向を
    設定する音像方向設定部と、前記音像方向を側方角と上
    昇角に変換する角度変換部と、前記側方角に対応した方
    向に音像を発生させるための側方角制御情報を記憶する
    側方角制御情報記憶部と、正面方向の頭部インパルス応
    答を記憶する正面方向頭部インパルス応答記憶部と、前
    記上昇角に対応した方向に音像を発生させるための上昇
    角の差情報を記憶する上昇角の差情報記憶部と、前記側
    方角制御情報、前記正面方向の頭部インパルス応答およ
    び前記上方角の差情報を音源信号に畳み込み演算する畳
    込み演算部と有し、音源信号の音像を定位させる頭部伝
    達関数処理部を備えることを特徴とする音像定位装置。
  2. 【請求項2】 前記側方角制御情報記憶部は、前記側方
    角制御情報として両耳間時間差情報および両耳間レベル
    差情報の少なくとも1つの情報を記憶していることを特
    徴とする請求項1に記載の音像定位装置。
  3. 【請求項3】 前記上昇角の差情報記憶部は、前記上昇
    角の差情報として正中面における正面方向と各上昇角と
    の頭部インパルス応答の差の情報を記憶していることを
    特徴とする請求項1または2に記載の音像定位装置。
  4. 【請求項4】 ヘッドホンまたはイヤホンが外耳に装着
    されることによって変化する外耳道伝達関数の補正を行
    う外耳道伝達関数補正データを、前記畳み込み演算部の
    出力する信号に畳み込み演算する外耳道伝達関数補正処
    理部を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれ
    かに記載の音像定位装置。
  5. 【請求項5】 前記外耳道伝達関数補正処理部によって
    処理された信号の外耳道伝達関数を目標の外耳道伝達関
    数に修正する外耳道伝達関数補正修正処理部を備えるこ
    とを特徴とする請求項4に記載の音像定位装置。
  6. 【請求項6】 頭部伝達関数を用いて音源信号の音像を
    定位させる頭部伝達関数処理部を有し、音響信号の音像
    定位を行う音像定位処理部と、ヘッドホンまたはイヤホ
    ンが外耳に装着されることによって変化する外耳道伝達
    関数補正情報に基づいて前記ヘッドホンまたはイヤホン
    に出力する信号の音像定位を行う外耳道伝達関数補正処
    理部を有し、外耳道伝達関数の補正を行う補正部とを備
    え、送信する音響信号に対して前記音像定位処理部によ
    る処理を行うとともに、受信し た音響信号に対して前記
    補正部による処理を行うことを特徴とする会議装置。
  7. 【請求項7】 標準の頭部伝達関数を用いて前記音源信
    号の音像を定位させる頭部伝達関数処理部とヘッドホン
    またはイヤホンが外耳に装着されることによって変化す
    る標準の外耳道伝達関数補正情報に基づいて前記ヘッド
    ホンまたはイヤホンに出力する信号の音像定位を行う外
    耳道伝達関数補正処理部とを有し、音響信号の音像定位
    を行う音像定位処理部と、前記頭部伝達関数補正処理部
    によって処理された標準の頭部伝達関数と目標とする頭
    部伝達関数との差を修正する頭部伝達関数修正処理部、
    または前記外耳道伝達関数補正処理部によって処理され
    た標準の外耳道伝達関数補正情報と目標とする外耳道伝
    達関数補正情報との差を修正する外耳道伝達関数補正修
    正処理部のうち少なくとも1つの修正処理部とを有し、
    標準特性と目標特性との差を修正する補正部とを備え、
    送信する音響信号に対して前記音像定位処理部による処
    理を行うとともに、受信した音響信号に対して前記補正
    部による処理を行うことを特徴とする会議装置。
  8. 【請求項8】 頭部伝達関数を用いて音源信号の音像を
    定位させる頭部伝達関数処理部を有し、音響信号の音像
    定位を行う音像定位処理部と、ヘッドホンまたはイヤホ
    ンが外耳に装着されることによって変化する外耳道伝達
    関数補正情報に基づいて前記ヘッドホンまたはイヤホン
    に出力する信号の音像定位を行う外耳道伝達関数補正処
    理部を有し、外耳道伝達関数の補正を行う補正部とを備
    え、送信する音響信号に対して前記音像定位処理部によ
    る処理を行うとともに、受信した音響信号に対して前記
    補正部による処理を行うことを特徴とする携帯電話装
    置。
  9. 【請求項9】 標準の頭部伝達関数を用いて前記音源信
    号の音像を定位させる頭部伝達関数処理部とヘッドホン
    またはイヤホンが外耳に装着されることによって変化す
    る標準の外耳道伝達関数補正情報に基づいて前記ヘッド
    ホンまたはイヤホンに出力する信号の音像定位を行う外
    耳道伝達関数補正処理部とを有し、音響信号の音像定位
    を行う音像定位処理部と、前記頭部伝達関数補正処理部
    によって処理された標準の頭部伝達関数と目標とする頭
    部伝達関数との差を修正する頭部伝達関数修正処理部、
    または前記外耳道伝達関数補正処理部によって処理され
    た標準の外耳道伝達関数補正情報と目標とする外耳道伝
    達関数補正情報との差を 修正する外耳道伝達関数補正修
    正処理部のうち少なくとも1つの修正処理部とを有し、
    標準特性と目標特性との差を修正する補正部とを備え、
    送信する音響信号に対して前記音像定位処理部による処
    理を、受信した音響信号に対して前記補正部による処理
    を行うことを特徴とする携帯電話装置。
  10. 【請求項10】 標準の頭部伝達関数を用いて前記音源
    信号の音像を定位させる頭部伝達関数処理部とヘッドホ
    ンまたはイヤホンが外耳に装着されることによって変化
    する標準の外耳道伝達関数補正情報に基づいて前記ヘッ
    ドホンまたはイヤホンに出力する信号の音像定位を行う
    外耳道伝達関数補正処理部とを有し、音響信号の音像定
    位を行う音像定位処理部と、前記頭部伝達関数補正処理
    部によって処理された標準の頭部伝達関数と目標とする
    頭部伝達関数との差を修正する頭部伝達関数修正処理
    部、または前記外耳道伝達関数補正処理部によって処理
    された標準の外耳道伝達関数補正情報と目標とする外耳
    道伝達関数補正情報との差を修正する外耳道伝達関数補
    正修正処理部のうち少なくとも1つの修正処理部とを有
    し、標準特性と目標特性との差を修正する補正部と、少
    なくとも記録媒体に記録された音響信号および記録情報
    信号を検出する信号検出部とを備え、前記補正部は常に
    処理を行ない、前記音像定位処理部は、前記信号検出部
    によって検出された前記記録情報信号に基づいて前記記
    録媒体から読み出した前記音響信号の音像定位を行うか
    行わないかを決定することを特徴とするオーディオプレ
    ーヤ。
  11. 【請求項11】 頭部伝達関数を用いて音源信号の音像
    を定位させる頭部伝達関数処理部を有し、音響信号の音
    像定位を行う音像定位処理部を備え、前記音像定位処理
    部によって音響信号の音像定位を行い、前記音像定位処
    理された音響信号を所定の信号形式によって前記音像定
    位処理部の処理情報である定位制御情報と共に送信する
    ことを特徴とする配信装置。
  12. 【請求項12】 標準の頭部伝達関数を用いて前記音源
    信号の音像を定位させる頭部伝達関数処理部とヘッドホ
    ンまたはイヤホンが外耳に装着されることによって変化
    する標準の外耳道伝達関数補正情報に基づいて前記ヘッ
    ドホンまたはイヤホンに出力する信号の音像定位を行う
    外耳道伝達関数補正処理部とを有し、音響信号の音像定
    位を行う音像定位処理部を備え、前記音像定位処理部に
    よって音響信号の音像定位を行い、前記音像定位処理さ
    れた音響信号を所定の信号形式 によって前記音像定位処
    理部の処理情報である定位制御情報と共に送信すること
    を特徴とする配信装置。
  13. 【請求項13】 音響信号および前記音響信号の定位情
    報を受信する受信部と、ヘッドホンまたはイヤホンが外
    耳に装着されることによって変化する外耳道伝達関数補
    正情報に基づいて前記ヘッドホンまたはイヤホンに出力
    する信号の音像定位を行う外耳道伝達関数補正処理部を
    有し、外耳道伝達関数の補正を行う補正部とを備え、前
    記補正部が、前記定位情報に基づき外耳道伝達関数の補
    正をすることを特徴とする受信装置。
  14. 【請求項14】 音響信号および前記音響信号の定位情
    報を受信する受信部と、前記音響信号の頭部伝達関数と
    目標とする頭部伝達関数との差を修正する頭部伝達関数
    修正処理部、または前記音響信号の外耳道伝達関数補正
    情報と目標とする外耳道伝達関数補正情報との差を修正
    する外耳道伝達関数補正修正処理部のうち少なくとも1
    つの修正処理部とを有し、標準特性と目標特性との差を
    修正する補正部とを備え、前記補正部が、前記定位情報
    に基づき標準特性と目標特性との差を修正することを特
    徴とする配信および放送受信装置。
  15. 【請求項15】 標準の頭部伝達関数を用いて前記音源
    信号の音像を定位させる頭部伝達関数処理部とヘッドホ
    ンまたはイヤホンが外耳に装着されることによって変化
    する標準の外耳道伝達関数補正情報に基づいて前記ヘッ
    ドホンまたはイヤホンに出力する信号の音像定位を行う
    外耳道伝達関数補正処理部とを有し、音響信号の音像定
    位を行う音像定位処理部と、前記頭部伝達関数補正処理
    部によって処理された標準の頭部伝達関数と目標とする
    頭部伝達関数との差を修正する頭部伝達関数修正処理
    部、または前記外耳道伝達関数補正処理部によって処理
    された標準の外耳道伝達関数補正情報と目標とする外耳
    道伝達関数補正情報との差を修正する外耳道伝達関数補
    正修正処理部のうち少なくとも1つの修正処理部とを有
    し、標準特性と目標特性との差を修正する補正部と、少
    なくとも記録媒体に記録された音響信号および定位情報
    信号を検出する信号検出部と、コントローラとを備え、
    前記補正部は常に処理を行い、前記音像定位処理部は、
    前記信号検出部によって検出された前記定位情報信号お
    よび前記コントローラの操作に基づいて前記記録媒体か
    ら読み出した前記音響信号の音像定位を行うことを特徴
    とする ゲーム機。
  16. 【請求項16】 入力される音響信号の頭部伝達関数と
    目標とする頭部伝達関数との差を修正する頭部伝達関数
    修正処理部、または前記音響信号の外耳道伝達関数補正
    情報と目標とする外耳道伝達関数補正情報との差を修正
    する外耳道伝達関数補正修正処理部のうち少なくとも1
    つの修正処理部とを有し、標準特性と目標特性との差を
    修正する補正部と、音響信号を再生する再生部とを備
    え、前記補正部が前記再生部の特性を考慮した補正処理
    を行い、前記補正部と前記再生部は一体型であることを
    特徴とする音響信号再生装置。
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