JP4226142B2 - Sound playback device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、3次元音場再生のための信号処理を行う音響再生装置に関し、特に、適切な3次元音場再生を行うことが可能な音響再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ヘッドホンステレオ等のヘッドホンを用いて音楽を楽しむ機器が普及してきている。これらの機器の再生音をヘッドホンで聴取する場合、再生音像が頭内に定位し、不自然に聞こえる不具合があった。この不具合を解決するために、たとえば、離れた場所にあるスピーカ等の音源から受聴者の耳までの音響伝達特性である頭部伝達関数等の信号処理用パラメータを用いて音響信号の信号処理を行うことにより3次元音場を再生する装置が提案されている。
【0003】
ところで、従来の3次元音場生成装置として、たとえば、特開平8−79874号公報に開示された「ヘッドホン」がある。このヘッドホンは、受聴者個々の頭部寸法を自動的に計測する。図6は、従来のヘッドホンによって計測する部位を説明するための正面図である。この従来のヘッドホンは、頭の上下方向の寸法である全頭高Aと、両耳の間の寸法である耳珠間幅Bと、耳珠間頭頂弧長Cと、を計測する。
【0004】
図7は、従来のヘッドホンを示す斜視図である。この従来のヘッドホン1において、ヘッドバンド8における伸縮機構9A,9Bを利用して耳珠間頭頂弧長計測手段2を構成し、ヘッドバンド8の弾性による両耳との接触圧力を利用して耳珠間幅計測手段3を構成する。また、スピーカ14A,14Bと、全頭高を推定する全頭高推定手段5と、口の位置を推定する口位置推定手段4とが設けられている。
【0005】
耳珠間頭頂弧長計測手段2は、ヘッドバンド8の中心部に装着した導電体10と、伸縮機構9A,9Bの伸縮動作に連動して導電体10に摺接する接点金具11A,11Bと、導電体10と接点金具11A,11Bを含む閉回路に一定電圧を与える図示しない電圧源と、この電圧源から流れ出す電流を計測する図示しない電流計とによって構成されている。伸縮機構9A,9Bの動きに応じて接点金具11A,11Bが移動することにより接点金具11A,11Bの間の距離Lが変化する。距離Lを求め、距離Lに基づき耳珠間頭頂弧長Cを計測する。距離Lと耳珠間頭頂弧長Cの対応関係C=f1(L)が与えられていれば、距離Lによって耳珠間頭頂弧長Cが求められる。
【0006】
耳珠間幅計測手段3は、イアパット13A,13Bとヘッドバンド8の間に装着され、ヘッドバンド3から与えられる圧接力pを検出する感圧センサ12A,Bと、ヘッドバンド8とによって構成することができる。耳珠間幅Bと距離Lと圧力pとの対応関係B=g1(L,p)が求められていれば耳珠間幅計測手段3において距離Lと圧力pによって耳珠間幅Bが決定される。さらに、全頭高推定手段5においては、求められた耳珠間幅Bおよび耳珠間頭頂弧長Cから全頭高Aを推定する。
【0007】
図8は、従来のヘッドホン1の応用例を説明するためのブロック図である。従来のヘッドホン1の応用例では、耳珠間頭頂弧長Cと耳珠間幅Bを計測し、その計測結果を用いて人頭データ設定手段7に耳珠間頭頂弧長Cと耳珠間幅B等を設定し、この人頭データを頭部伝達関数計算手段6に入力し、この頭部伝達関数計算手段6で頭部伝達関数を算出し、畳み込み演算手段15A,15Bで、この頭部伝達関数(信号処理用パラメータ)を信号源16から与えられる音響信号Sに畳み込む。この従来のヘッドホン1によれば、受聴者個々の頭部寸法を自動的に計測することができるから、図7に示したようなステレオ音響再生装置に応用することにより、受聴者毎に固有の頭部伝達関数を得ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術によれば、受聴者の頭部の寸法を部分的に測定するのみで、頭部の寸法以外の身体に関する要素、たとえば、頭部以外の部分による反射や、骨格や皮膚の肉付き具合などが考慮されておらず、必ずしも適切な信号処理用パラメータを設定できないため、適切な3次元音場の再生ができず、受聴者が適切な音場を得ることができない場合があるという問題点があった。
【0009】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、適切な3次元音場の再生を行い、受聴者が適切な音場を得ることができる音響再生装置を得ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる音響再生装置にあっては、受聴者の耳の近傍で測定用の音波および受聴用の音波を出力する出力手段と、前記出力手段が測定用の音波を出力しているときに、受聴者の耳近傍の音場を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果を入力し、両耳間の音の伝達特性、または両耳間の音の伝達特性および一方の耳における音の伝達特性を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された両耳間の音の伝達特性、または両耳間の音の伝達特性および一方の耳における音の伝達特性に基いて3次元音場再生のための信号処理用パラメータを設定する設定手段と、前記設定手段にて設定された信号処理用パラメータに基づいて畳み込み処理を行った音響信号を前記出力手段に出力し、前記出力手段から前記受聴用の音波を出力させる畳み込み演算部と、を具備することを特徴とする。
【0015】
この音響再生装置によれば、受聴者の耳の近傍で測定用の音波を出力し、測定用の音波を出力しているときに、受聴者の耳近傍の音場を検出し、この検出結果から両耳間の音の伝達特性、または両耳間の音の伝達特性および一方の耳における音の伝達特性を算出し、算出された両耳間の音の伝達特性、または両耳間の音の伝達特性および一方の耳における音の伝達特性に基づいて適切な3次元音場再生のための信号処理用パラメータを設定する。すなわち、受聴者の両耳間の音の伝達特性、または両耳間の音の伝達特性および一方の耳における音の伝達特性を実際に測定して適切な3次元音場再生のための信号処理用パラメータを設定する。
【0016】
つぎの発明にかかる音響再生装置にあっては、前記信号処理用パラメータが頭部伝達関数であることを特徴とする。
【0017】
この音響再生装置によれば、信号処理用パラメータとして、両耳時間差や両耳音圧差のみではなく、反射および散乱等を考慮にいれた頭部伝達関数を用いる。
【0018】
つぎの発明にかかる音響再生装置にあっては、さらに、予め用意された複数の信号処理用パラメータを記憶する記憶手段を具備し、前記設定手段は、前記記憶手段に記憶された複数の信号処理用パラメータの中から、設定する信号処理用パラメータを選択することを特徴とする。
【0019】
この音響再生装置によれば、予め用意された複数の信号処理用パラメータを記憶し、記憶された複数の信号処理用パラメータの中から、設定する信号処理用パラメータを選択する。
【0020】
つぎの発明にかかる音響再生装置にあっては、さらに、設定された信号処理用パラメータに対応するインデックスを記憶するインデックス記憶手段と、
前記インデックス記憶手段に記憶されたインデックスを指定するための指定手段と、を具備し、前記設定手段は、前記指定手段を介してインデックスの指定があった場合、指定されたインデックスに対応する信号処理用パラメータを設定することを特徴とする。
【0021】
この音響再生装置によれば、設定された信号処理用パラメータに対応するインデックスを記憶し、記憶されたインデックスの指定があった場合、指定されたインデックスに対応する信号処理用パラメータを設定する。
【0022】
つぎの発明にかかる音響再生装置にあっては、前記出力手段が、音響再生用の音波を出力するヘッドホンであることを特徴とする。
【0023】
この音響再生装置によれば、測定用の音波を出力する出力手段として音響再生用の音波を出力するヘッドホンを用い、音響再生用の音波を出力するヘッドホンを実際に受聴者が装着した状態で、両耳間の音の伝達特性、または両耳間の音の伝達特性および一方の耳における音の伝達特性を測定して適切な3次元音場再生のための信号処理用パラメータを設定する。
【0024】
つぎの発明にかかる音響再生装置にあっては、前記検出手段が、前記ヘッドホンと一体に設けられたマイクロホンであることを特徴とする。
【0025】
この音響再生装置によれば、音場を検出する検出手段が出力手段であるヘッドホンと一体に設けられている。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる音響再生装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【0027】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる音響再生装置の概略構成を示す図である。実施の形態1にかかる音響再生装置は、スピーカ22A,22Bおよびマイクロホン23A,23Bを内蔵したヘッドホン21と、予め用意した複数の頭部伝達関数(時間領域の信号処理用のパラメータ)およびこれらの頭部伝達関数のそれぞれに対応する音の伝達特性を記憶する頭部伝達関数記憶部24と、頭部伝達関数の選択を行う頭部伝達関数選択部25と、両耳間伝達特性および片耳における音の伝達特性を測定する両耳間伝達特性測定部26と、モノラルの音響信号Sを出力する信号源27と、畳み込み演算を行う畳み込み演算部28A,28Bと、を備えている。
【0028】
ここで、頭部伝達関数とは、離れた場所にあるスピーカ等の音源から受聴者の耳までの音響伝達特性であり、両耳間伝達特性とは、受聴者の頭部を左耳から右耳へ、または右耳から左耳へと伝達される音の特性のことをいう。信号処理用のパラメータとして頭部伝達関数の代わりに、計算により導き出したパラメータ等を用いてもよいが、実測した頭部伝達関数を用いることにより、よりリアルな音場を再生することができる。また、頭部伝達関数に、ヘッドホンと耳との間の伝達関数の逆関数や、種々の残響音を付加したものを用いてもよい。
【0029】
スピーカ22A,22Bは両耳の近傍で音波を出力し、マイクロホン23A,23Bは両耳の外耳道入り口付近の音場を検出するように設置されている。ただし、マイクロホン23A,23Bの位置は、スピーカ22A,22Bによる音響信号再生の際に受聴者の聴取に差し支えのないよう、外耳入り口をふさがない位置に設置してあるものとする。なお、コストを低減するために、既存のヘッドホンを用い、マイクロホンを別途設けるようにしてもよい。この場合、測定後はこのマイクロホンを取り外すこともできる。
【0030】
両耳間伝達特性測定部26は、インパルスレスポンスを測定するための測定用の信号(以後、測定信号という)、すなわち、インパルス信号や正弦波のスイープ信号やホワイトノイズ等の信号を出力するための機構を有し、スピーカ22A,22Bに測定信号を出力する。また、スピーカ22A,22Bに測定信号を出力している際にマイクロホン23A,23Bが検出した信号(以後、検出結果という)を解析することにより、受聴者の頭部における音の両耳間伝達特性および片耳における音の伝達特性を算出し、ヘッドホン21を装着した状態での実際の両耳間伝達特性および片耳における音の伝達特性の測定を行う。
【0031】
頭部伝達関数選択部25は、両耳間伝達特性測定部26の算出結果に基いて頭部伝達関数記憶部24に記憶された複数の頭部伝達関数の中から適切な頭部伝達関数を選択して信号処理用のパラメータとして設定する。畳み込み演算部28A,28Bは、信号源27からモノラルの音響信号Sを入力し、設定された頭部伝達関数に基いて畳み込み処理を行い、入力された音響信号Sを3次元音像化し、左右それぞれの耳用の音響信号として、左右それぞれのスピーカ22A,22Bに出力する。
【0032】
頭部伝達関数記憶部24に記憶された頭部伝達関数および音の伝達特性からなるデータセットは、それぞれ予め実測されたものである。ここで、この音の伝達特性は、片耳における音の伝達特性と両耳間伝達特性とからなる。図2は、実施の形態1にかかる音の伝達特性と頭部伝達関数とからなるデータセットを作成するためのシステムの概略構成を示す図である。なお、図1と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【0033】
実施の形態1にかかる音の伝達特性と頭部伝達関数とからなるデータセットを作成するためのシステムは、スピーカ22A,22Bと、両耳間伝達特性測定部26と、被験者の周りで音波を出力するスピーカ22Cと、被験者の外耳に埋め込まれたマイクロホン23C,23Dと、頭部伝達関数を測定する頭部伝達関数測定部29と、片耳における音の伝達特性,両耳間伝達特性および頭部伝達関数からなるデータセットを作成するデータセット作成部30と、を備えている。
【0034】
両耳間伝達特性測定部26は、片耳における音の伝達特性および両耳間伝達特性を測定する。頭部伝達関数測定部29は、両耳間伝達特性測定部26と同様に、インパルスレスポンスの測定用の信号、すなわち、インパルス信号や正弦波のスイープ信号やホワイトノイズ等を発生させ、スピーカ22Cに対して出力する。また、頭部伝達関数測定部29は、測定用の信号を出力している際にマイクロホン23C,23Dからの検出信号を入力し、頭部伝達関数を測定する。
【0035】
なお、スピーカ22A,22Bは本発明の出力手段に対応し、マイクロホン23A,23Bは本発明の検出手段に対応し、両耳間伝達特性測定部26は本発明の算出手段に対応し、頭部伝達関数選択部25は本発明の設定手段に対応し、頭部伝達関数記憶部24は本発明の記憶部に対応する。
【0036】
以上の構成において、実施の形態1の動作を、フローチャートを参照して説明する。図3は、実施の形態1にかかる信号処理用パラメータの設定動作の流れを示すフローチャートである。実施の形態1にかかる信号処理用パラメータの設定動作において、まず、受聴者がヘッドホン21を装着した状態で、両耳間伝達関数の測定を行う。両耳間伝達特性測定部26は、スピーカ22Aまたはスピーカ22Bのどちらか一方のスピーカに対し、測定信号を出力する(S31)。
【0037】
たとえば、受聴者の左側に位置するスピーカ22Aに測定信号を出力したとすると、スピーカ22Aから測定用の音波が出力される。この際、受聴者の左側に位置するマイクロホン23Aおよび受聴者の右側に位置するマイクロホン23Bは同時に左右それぞれの外耳入り口付近の音場を検出する。
【0038】
このとき、スピーカ22Aと同じ側にあるマイクロホン23Aは、スピーカ22Aから出力された測定用の音波を至近距離で検出することになるが、スピーカ22Aから出力された測定用の音波をそのまま検出するわけではなく、耳介やヘッドホン21の内壁による反射の影響等が混入した音波を検出する。このとき混入される影響は個々の受聴者によって特有のものであり、受聴者の耳介の形状等によりそれぞれ異なる。すなわち、マイクロホン23Aの検出結果は受聴者の耳介の形状等からなる種々の情報を含んだものであり、個々の受聴者特有のものとなる。
【0039】
一方、受聴者の左側にあるスピーカ22Aとは反対の右側にあるマイクロホン23Bは、同じく右側にあるスピーカ22Bから音波が出力されていないため、一見、何も検出しないように思われるが、スピーカ22Aからの測定用の音波がある程度大きい場合、頭部内部を介して伝達してくる音波、ヘッドホン21を介して伝達してくる音波およびヘッドホン21外部の大気中を伝達してくる音波等を検出する。
【0040】
検出された音波からその経路を分類することは難しいが、これらは、受聴者の頭部形状や頭部内部の状態により異なり、個々の受聴者特有のものである。すなわち、受聴者それぞれの頭部の特質に関する種々の情報が含まれている。ヘッドホン21外部の大気中を伝達してくる音波は、受聴者の存在する空間の広さや形状等の外部の要因による影響が多少ふくまれてしまうが、外部の壁からの反射波が到達する前の音波出力直後のインパルスレスポンスを測定するようにすれば、このような外部の要因による影響を大部分除去することができる。
【0041】
両耳間伝達特性測定部26は、マイクロホン23A,23Bから、それぞれ受聴者の身体に関する種々の情報を含んだ検出信号を入力する(S32)。続いて、マイクロホン23Aの検出結果から、受聴者の身体に関する種々の情報を含んだ片耳における音の伝達特性f(s)を算出し、マイクロホン23Bの検出結果から、受聴者の身体に関する種々の情報を含んだ両耳間伝達特性g(s)を算出することにより、片耳における音の伝達特性f(s)および両耳間伝達特性g(s)の測定をおこなう(S33)。
【0042】
伝達特性f(s)およびg(s)は、たとえば、測定信号のフーリエ変換をX(s)とし、左右のマイクロホン23A,23Bによる検出結果のフーリエ変換をYa(s),Yb(s)として、Ya(s)=f(s)X(s),Yb(s)=g(s)X(s)の関係を用いてそれぞれ導き出されるものでもよい。
【0043】
ここで、さらに右側のスピーカ22Bからも測定用の音波を出力させて、右耳における音の伝達特性、および、右耳から左耳への両耳間伝達特性を測定するようにしてもよい。また、両耳間伝達特性測定部26は、ノイズチェック機構を有し、測定最中や測定前における異常音を察知し、そのレベルが所定の閾値以上の場合は測定を中断または再試行する。このノイズチェック機構は、たとえば、測定信号と検出結果とのコヒーレンスを解析することにより、スピーカ22A,22B以外の音源からのノイズを察知する。
【0044】
頭部伝達関数選択部25は、両耳間伝達特性測定部26で測定された片耳における音の伝達特性f(s)および両耳伝達特性g(s)を入力し、頭部伝達関数記憶部24に予め用意された片耳における音の伝達特性fn(s)、両耳伝達特性gn(s)との比較を行う。ここで、nは、0<n≦Nの任意の自然数、Nは、頭部伝達関数記憶部24に記憶されている片耳における音の伝達特性fn(s),両耳伝達特性gn(s)および頭部伝達関数からなるデータセットの数である。この比較の結果、最も類似度の高いfn(s),gn(s)に対応する頭部伝達関数が、当該受聴者の頭部伝達関数に最も類似度が高いものであるとして、この頭部伝達関数を選択し(S34)、畳み込み演算部28A,28Bの信号処理用のパラメータとして設定する(S35)。
【0045】
つぎに、頭部伝達関数記憶部24に記憶される片耳における音の伝達特性,両耳間伝達特性および頭部伝達関数からなるデータセットの作成動作について説明する。図4は、実施の形態1にかかる片耳における音の伝達特性,両耳間伝達特性および頭部伝達関数からなるデータセット作成動作の流れを示すフローチャートである。
【0046】
片耳における音の伝達特性,両耳間伝達特性および頭部伝達関数からなるデータセットは、図2に示した音の伝達特性と頭部伝達関数とからなるデータセットを作成するためのシステムによって、予め作成される。片耳における音の伝達特性,両耳間伝達特性および頭部伝達関数からなるデータセットの作成動作において、まず、前述した信号処理用パラメータの設定動作と同様に、両耳間伝達特性測定部26が片耳における音の伝達特性fn(s)および両耳間伝達特性gn(s)を測定する(S41)。
【0047】
続いて、頭部伝達関数測定部29がスピーカ22Cにインパルスレスポンス測定用の信号を出力し、スピーカ22Cから測定用の音波が出力される。同時に、頭部伝達関数測定部29は、マイクロホン23C,23Dの検出結果を入力し、スピーカ22Cと被験者の耳との間の伝達関数である頭部伝達関数を測定する(S42)。
【0048】
データセット作成部30は、両耳間伝達特性測定部26から片耳における音の伝達特性fn(s)および両耳間伝達特性gn(s)を入力し、頭部伝達関数測定部29から頭部伝達関数を入力し、片耳における音の伝達特性fn(s),両耳間伝達特性gn(s)および頭部伝達関数からなるデータセットを作成する(S43)。ここで、頭部伝達関数測定部29が、スピーカ22Cが幾つかの異なる位置に配置された場合の複数の頭部伝達関数を測定し、データセット作成部30が伝達特性fn(s),gn(s)および複数の頭部伝達関数からなるデータセットを作成するようにしてもよい。
【0049】
片耳における音の伝達特性fn(s)および両耳間伝達特性gn(s)と、両耳間伝達特性とは、ともに受聴者それぞれの種々の身体的特性により影響をうけるものであり、片耳における音の伝達特性fn(s),両耳間伝達特性gn(s)および頭部伝達関数からなるデータセットを用いて、使用の際に測定される片耳における音の伝達特性f(s)および両耳間伝達特性g(s)から適切な両耳間伝達特性を選択することができる。
【0050】
伝達特性fn(s)およびgn(s)はそれぞれパワースペクトラムを求め、その後それぞれのデータにインデックスを付加する。当該伝達特性fn(s)およびgn(s)に対応する頭部伝達関数にも同様のインデックスを付加する。前述した測定を多くの被験者に対して行い、これらの被験者に対応するデータセットを作成することにより、多数の実測値の中から適切な頭部伝達関数を選択できるようにする。また、これらのデータセットの分類作業に、クラスタリング等を用い、選択のための作業量を低減するようにしてもよい。
【0051】
前述したように実施の形態1によれば、ヘッドホン装着時における受聴者の頭部に対する音の伝達特性を実際に測定して特性を得るため、頭部の寸法以外の要素による個人差も考慮に入れて、適切な信号処理用パラメータを設定することができる。
【0052】
なお、前述した実施の形態1では、実測した頭部伝達関数を予め複数用意して、これらの頭部伝達関数の中からいずれかを選択するようにしていたが、測定した片耳における音の伝達特性および両耳間伝達特性から頭部伝達関数を算出するようにしてもよい。この計算に用いられる関数は、たとえば、ニューラルネットワークやGA(遺伝的アルゴリズム)等を用いて係数を学習させた関数を用いるようにしてもよい。
【0053】
実施の形態2.
実施の形態2の音響再生装置は、実施の形態1の音響再生装置と同様の構成を有し、その動作も同様であり、一度選択された頭部伝達関数のインデックスを記憶し、記憶したインデックスが指定されたときは、両耳伝達関数等の測定をすることなしに、指定されたインデックスに対応する頭部伝達関数を設定するようにしたものである。
【0054】
図5は、本発明の実施の形態2にかかる音響再生装置の概略構成を示す図である。図1と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。実施の形態2にかかる音響再生装置は、実施の形態1にかかる音響再生装置の構成に加え、一度設定された頭部伝達関数に対応するインデックスを記憶するインデックス記憶部31と、インデックス記憶部31に記憶されたインデックスを指定するためのインデックス指定部32と、を備えている。
【0055】
インデックス記憶部31は、両耳間伝達特性等の測定が行われ、頭部伝達関数が設定されたとき、設定された頭部伝達関数に対応するインデックス、たとえば、「1」,「2」,「3」等の数字または「タロウ」,「ハナコ」等の受聴者の名前を記憶する。インデックス指定部32は、たとえば、インデックス記憶部31に記憶されているインデックスを表示し、ユーザからのインデックスの指定を受け付ける。頭部伝達関数選択部25は、インデックス指定部32を介してインデックスの指定があった場合、指定されたインデックスに対応する頭部伝達関数を頭部伝達関数記憶部24から入力し、設定する。すなわち、受聴者は、一度測定を行った後は、再び測定を行うことなく、インデックスを入力するだけで適切な頭部伝達関数を設定することができる。
【0056】
前述したように、実施の形態2によれば、両耳間伝達特性等の測定がおこなわれ、頭部伝達関数の設定が行われた場合、設定された頭部伝達関数に対応するインデックスを記憶し、記憶されたインデックスの指定があったとき、指定されたインデックスに対応する頭部伝達関数を設定するため、一度両耳間伝達特性等の測定をした後は、インデックスを入力するだけで適切な信号処理用パラメータを設定することができる。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば、頭部の寸法以外の要素による個人差の情報を含む両耳間の音の伝達特性に基いて、すなわち、頭部の寸法以外の要素による個人差も考慮に入れて、適切な3次元音場再生のための信号処理用パラメータを設定するため、適切な3次元音場の再生を行い、受聴者が適切な音場を得ることができる、という効果を奏する。
【0058】
つぎの発明によれば、頭部の寸法以外の要素による個人差の情報を含む両耳間の音の伝達特性および一方の耳における音の伝達特性に基いて、すなわち、頭部の寸法以外の要素による個人差も考慮に入れて、適切な3次元音場再生のための信号処理用パラメータを設定するため、より適切な3次元音場の再生を行い、受聴者がより適切な音場を得ることができる、という効果を奏する。
【0059】
つぎの発明によれば、受聴者の両耳間の音の伝達特性、または両耳間の音の伝達特性および一方の耳における音の伝達特性を実際に測定して適切な3次元音場再生のための信号処理用パラメータを設定するため、より適切な3次元音場の再生を行い、受聴者がより適切な音場を得ることができる、という効果を奏する。
【0060】
つぎの発明によれば、信号処理用パラメータとして、両耳時間差や両耳音圧差のみではなく、反射および散乱等を考慮にいれた頭部伝達関数を用いるため、よりリアルな3次元音場の再生を行い、受聴者がよりリアルな音場を得ることができる、という効果を奏する。
【0061】
つぎの発明によれば、予め用意された複数の信号処理用パラメータを記憶し、記憶された複数の信号処理用パラメータの中から、設定する信号処理用パラメータを選択するため、予め用意されたより適切な信号処理パラメータを設定でき、受聴者がより適切な音場を得ることができる、という効果を奏する。
【0062】
つぎの発明によれば、設定された信号処理用パラメータに対応するインデックスを記憶し、記憶されたインデックスの指定があった場合、指定されたインデックスに対応する信号処理用パラメータを設定するため、受聴者は、インデックスを指定するだけで、容易に適切な信号処理用パラメータを設定でき、操作性が向上する、という効果を奏する。
【0063】
つぎの発明によれば、測定用の音波を出力する出力手段として音響再生用の音波を出力するヘッドホンを用い、音響再生用の音波を出力するヘッドホンを実際に受聴者が装着した状態で、両耳間の音の伝達特性、または両耳間の音の伝達特性および一方の耳における音の伝達特性を測定して適切な3次元音場再生のための信号処理用パラメータを設定するため、より適切な3次元音場の再生を行い、受聴者がより適切な音場を得ることができる、という効果を奏する。
【0064】
つぎの発明によれば、音場を検出する検出手段が出力手段であるヘッドホンと一体に設けられているため、取り扱いがしやすい、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1にかかる音響再生装置の概略構成を示す図である。
【図2】 実施の形態1にかかる音の伝達特性と頭部伝達関数とからなるデータセットを作成するためのシステムの概略構成を示す図である。
【図3】 実施の形態1にかかる信号処理用パラメータの設定動作の流れを示すフローチャートである。
【図4】 実施の形態1にかかる片耳における音の伝達特性,両耳間伝達特性および頭部伝達関数からなるデータセット作成動作の流れを示すフローチャートである。
【図5】 本発明の実施の形態2にかかる音響再生装置の概略構成を示す図である。
【図6】 従来のヘッドホンによって計測する部位を説明するための正面図である。
【図7】 従来におけるヘッドホンを示す斜視図である。
【図8】 従来におけるヘッドホンの応用例を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
21 ヘッドホン、22A,22B,22C スピーカ、23A,23B,23C,23D マイクロホン、24 頭部伝達関数記憶部、25 頭部伝達関数選択部、26 両耳間伝達特性測定部、27 信号源、28A,28B 畳み込み演算部、29 頭部伝達関数測定部、30 データセット作成部、31 インデックス記憶部、32 インデックス指定部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sound reproduction device that performs signal processing for three-dimensional sound field reproduction, and more particularly to a sound reproduction device that can perform appropriate three-dimensional sound field reproduction.
[0002]
[Prior art]
In recent years, devices that enjoy music using headphones such as a headphone stereo have become widespread. When listening to the playback sound of these devices with headphones, the playback sound image is localized in the head and there is a problem that it sounds unnatural. In order to solve this problem, for example, signal processing of an acoustic signal is performed using a signal processing parameter such as a head-related transfer function which is an acoustic transfer characteristic from a sound source such as a speaker in a remote place to a listener's ear. An apparatus for reproducing a three-dimensional sound field by performing it has been proposed.
[0003]
By the way, as a conventional three-dimensional sound field generation device, for example, there is a “headphone” disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-79874. This headphone automatically measures the head size of each listener. FIG. 6 is a front view for explaining a part to be measured by a conventional headphone. This conventional headphone measures the total head height A, which is the vertical dimension of the head, the interaural width B, which is the dimension between both ears, and the interaural parietal arc length C.
[0004]
FIG. 7 is a perspective view showing a conventional headphone. In this conventional headphone 1, the interarbital parietal arc length measuring means 2 is configured by using the expansion / contraction mechanisms 9 </ b> A and 9 </ b> B in the headband 8, and the earphones using the contact pressure with both ears due to the elasticity of the headband 8. The inter-bead width measuring means 3 is configured. Further, speakers 14A and 14B, a total head height estimating means 5 for estimating the total head height, and a mouth position estimating means 4 for estimating the position of the mouth are provided.
[0005]
The interarbus parietal arc length measuring means 2 includes a conductor 10 attached to the center of the headband 8, and contact fittings 11A and 11B that are in sliding contact with the conductor 10 in conjunction with the expansion and contraction operations of the expansion and contraction mechanisms 9A and 9B. A voltage source (not shown) that applies a constant voltage to the closed circuit including the conductor 10 and the contact fittings 11A and 11B, and an ammeter (not shown) that measures the current flowing out from the voltage source are configured. The distance L between the contact fittings 11A and 11B is changed by the movement of the contact fittings 11A and 11B according to the movement of the expansion and contraction mechanisms 9A and 9B. The distance L is obtained, and the intercuspal parietal arc length C is measured based on the distance L. If the correspondence C = f1 (L) between the distance L and the interarbus parietal arc length C is given, the interarbus parietal arc length C is obtained from the distance L.
[0006]
The inter-trabecular width measuring means 3 is composed of pressure sensors 12A and 12B, which are mounted between the ear pads 13A and 13B and the headband 8, and which detect the pressure contact force p applied from the headband 3, and the headband 8. be able to. If the corresponding relationship B = g1 (L, p) between the interaural width B, the distance L, and the pressure p is determined, the interaural width measuring means 3 determines the interaural width B by the distance L and the pressure p. Is done. Further, the total head height estimation means 5 estimates the total head height A from the obtained interaural width B and interaural head arc length C.
[0007]
FIG. 8 is a block diagram for explaining an application example of the conventional headphones 1. In the application example of the conventional headphone 1, the interarbus parietal arc length C and the interaural width B are measured, and the interaural parietal arc length C and interaural space are used for the human head data setting means 7 using the measurement results. A width B or the like is set, and the human head data is input to the head-related transfer function calculating means 6, the head-related transfer function is calculated by the head-related transfer function calculating means 6, and the head-related transfer functions 15A and 15B are used to calculate the head-related transfer function. The part transfer function (parameter for signal processing) is convolved with the acoustic signal S given from the signal source 16. According to this conventional headphone 1, the individual head size of each listener can be automatically measured. Therefore, by applying to the stereo sound reproducing apparatus as shown in FIG. A head-related transfer function can be obtained.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described conventional technique, the dimensions of the listener's head are only partially measured, and the body-related elements other than the dimensions of the head, for example, reflection by parts other than the head, skeleton, and skin This does not take into account the condition of the flesh, and it is not always possible to set an appropriate signal processing parameter, so that an appropriate 3D sound field cannot be reproduced, and the listener may not be able to obtain an appropriate sound field. There was a problem.
[0009]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an acoustic reproduction device that can reproduce an appropriate three-dimensional sound field and allow a listener to obtain an appropriate sound field.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, in the sound reproducing device according to the present invention, a sound wave for measurement near the ear of the listener. And sound waves for listening Output means, a detection means for detecting a sound field in the vicinity of the listener's ear when the output means outputs a sound wave for measurement, and a detection result of the detection means A sound transmission characteristic between the two ears, a sound transmission characteristic between the two ears and a sound transmission characteristic in one ear, and a sound transmission characteristic between the two ears calculated by the calculation means, or both Setting means for setting signal processing parameters for three-dimensional sound field reproduction based on sound transmission characteristics between ears and sound transmission characteristics in one ear, and signal processing parameters set by the setting means The acoustic signal that has been subjected to the convolution processing based on the above is output to the output means And outputting the listening sound wave from the output means. And a convolution operation unit.
[0015]
According to this sound reproducing device, a sound wave for measurement is output in the vicinity of the listener's ear, and a sound field in the vicinity of the listener's ear is detected when the sound wave for measurement is output. Calculate the sound transmission characteristics between both ears, or the sound transmission characteristics between both ears and the sound transmission characteristics in one ear, and the calculated sound transmission characteristics between both ears or the sound between both ears. Appropriate signal processing parameters for three-dimensional sound field reproduction are set based on the transmission characteristics of the sound and the sound transmission characteristics of one ear. That is, the sound transmission characteristics between the two ears of the listener, or the sound transmission characteristics between the two ears and the sound transmission characteristics in one ear are actually measured to perform signal processing for appropriate three-dimensional sound field reproduction. Set the parameters.
[0016]
In the sound reproducing device according to the next invention, the signal processing parameter is a head-related transfer function.
[0017]
According to this sound reproduction apparatus, not only the binaural time difference and the binaural sound pressure difference but also a head-related transfer function taking into account reflection and scattering are used as the signal processing parameters.
[0018]
The sound reproducing apparatus according to the next invention further includes storage means for storing a plurality of signal processing parameters prepared in advance, and the setting means includes a plurality of signal processing stored in the storage means. A signal processing parameter to be set is selected from the parameters for processing.
[0019]
According to this sound reproducing apparatus, a plurality of signal processing parameters prepared in advance are stored, and a signal processing parameter to be set is selected from the plurality of stored signal processing parameters.
[0020]
In the sound reproduction device according to the next invention, index storage means for storing an index corresponding to the set signal processing parameter;
Designating means for designating an index stored in the index storage means, and when the index is designated via the designation means, the setting means performs signal processing corresponding to the designated index. This is characterized in that a parameter is set.
[0021]
According to this sound reproducing apparatus, an index corresponding to the set signal processing parameter is stored, and when the stored index is designated, the signal processing parameter corresponding to the designated index is set.
[0022]
In the sound reproducing device according to the next invention, the output means is a headphone that outputs a sound wave for sound reproduction.
[0023]
According to this sound reproducing apparatus, the headphone that outputs the sound wave for sound reproduction is used as the output unit that outputs the sound wave for measurement, and the headphone that outputs the sound wave for sound reproduction is actually worn by the listener, The sound transmission characteristics between both ears, or the sound transmission characteristics between both ears and the sound transmission characteristics in one ear are measured to set appropriate signal processing parameters for three-dimensional sound field reproduction.
[0024]
The sound reproducing apparatus according to the next invention is characterized in that the detection means is a microphone provided integrally with the headphones.
[0025]
According to this sound reproducing apparatus, the detection means for detecting the sound field is provided integrally with the headphones as the output means.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a sound reproducing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0027]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the sound reproducing device according to the first embodiment of the present invention. The sound reproducing apparatus according to the first embodiment includes a headphone 21 including speakers 22A and 22B and microphones 23A and 23B, a plurality of head-related transfer functions (parameters for time domain signal processing) prepared in advance, and heads thereof. A head-related transfer function storage unit 24 that stores sound transfer characteristics corresponding to each of the head-related transfer functions, a head-related transfer function selection unit 25 that selects a head-related transfer function, an interaural transfer characteristic, and a sound in one ear The interaural transfer characteristic measuring unit 26 that measures the transfer characteristic of the signal, the signal source 27 that outputs the monaural sound signal S, and the convolution operation units 28A and 28B that perform the convolution operation are provided.
[0028]
Here, the head-related transfer function is a sound transfer characteristic from a sound source such as a speaker at a distant location to the listener's ear, and the interaural transfer characteristic is the listener's head from the left ear to the right. A characteristic of sound transmitted to the ear or from the right ear to the left ear. As parameters for signal processing, parameters derived by calculation may be used instead of the head-related transfer functions, but a more realistic sound field can be reproduced by using the actually measured head-related transfer functions. Moreover, you may use what added the inverse function of the transfer function between headphones and an ear, and various reverberation sounds to the head-related transfer function.
[0029]
The speakers 22A and 22B output sound waves in the vicinity of both ears, and the microphones 23A and 23B are installed so as to detect a sound field in the vicinity of the ear canal entrance of both ears. However, it is assumed that the microphones 23A and 23B are installed at positions where the outer ear entrance is not blocked so that the listeners can be heard when the sound signals are reproduced by the speakers 22A and 22B. In order to reduce costs, existing headphones may be used and a microphone may be provided separately. In this case, the microphone can be removed after the measurement.
[0030]
The interaural transfer characteristic measurement unit 26 outputs a measurement signal for measuring an impulse response (hereinafter referred to as a measurement signal), that is, a signal such as an impulse signal, a sine wave sweep signal, or white noise. And a measurement signal is output to the speakers 22A and 22B. Further, by analyzing signals detected by the microphones 23A and 23B when the measurement signals are output to the speakers 22A and 22B (hereinafter referred to as detection results), the interaural transfer characteristics of sound in the listener's head Then, the sound transmission characteristic in one ear is calculated, and the actual interaural transmission characteristic and the sound transmission characteristic in one ear with the headphones 21 worn are measured.
[0031]
The head-related transfer function selection unit 25 selects an appropriate head-related transfer function from among a plurality of head-related transfer functions stored in the head-related transfer function storage unit 24 based on the calculation result of the interaural transfer characteristic measuring unit 26. Select and set as a parameter for signal processing. The convolution operation units 28A and 28B receive the monaural sound signal S from the signal source 27, perform convolution processing based on the set head-related transfer function, convert the input sound signal S into a three-dimensional sound image, Are output to the left and right speakers 22A and 22B, respectively.
[0032]
Each of the data sets including the head-related transfer function and the sound transfer characteristics stored in the head-related transfer function storage unit 24 is actually measured in advance. Here, the sound transmission characteristics are composed of sound transmission characteristics in one ear and interaural transmission characteristics. FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a system for creating a data set including a sound transfer characteristic and a head-related transfer function according to the first embodiment. Note that the same portions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0033]
The system for creating a data set composed of sound transfer characteristics and head-related transfer functions according to the first embodiment includes speakers 22A and 22B, an interaural transfer characteristic measuring unit 26, and sound waves around a subject. Speaker 22C for output, microphones 23C and 23D embedded in the outer ear of the subject, head-related transfer function measuring unit 29 for measuring the head-related transfer function, sound transfer characteristics in one ear, transfer characteristics between both ears, and head And a data set creation unit 30 for creating a data set composed of transfer functions.
[0034]
The binaural transfer characteristic measuring unit 26 measures the sound transfer characteristic and the binaural transfer characteristic in one ear. Similarly to the interaural transfer characteristic measuring unit 26, the head-related transfer function measuring unit 29 generates an impulse response measurement signal, that is, an impulse signal, a sine wave sweep signal, white noise, or the like, and causes the speaker 22C to generate a signal. Output. Further, the head related transfer function measuring unit 29 inputs the detection signals from the microphones 23C and 23D while outputting the measurement signal, and measures the head related transfer function.
[0035]
The speakers 22A and 22B correspond to the output means of the present invention, the microphones 23A and 23B correspond to the detection means of the present invention, and the interaural transfer characteristic measuring unit 26 corresponds to the calculation means of the present invention. The transfer function selection unit 25 corresponds to the setting means of the present invention, and the head-related transfer function storage unit 24 corresponds to the storage unit of the present invention.
[0036]
In the above configuration, the operation of the first embodiment will be described with reference to a flowchart. FIG. 3 is a flowchart of a signal processing parameter setting operation flow according to the first embodiment. In the signal processing parameter setting operation according to the first exemplary embodiment, first, the interaural transfer function is measured with the listener wearing the headphones 21. The interaural transfer characteristic measuring unit 26 outputs a measurement signal to either the speaker 22A or the speaker 22B (S31).
[0037]
For example, if a measurement signal is output to the speaker 22A located on the left side of the listener, a sound wave for measurement is output from the speaker 22A. At this time, the microphone 23A located on the left side of the listener and the microphone 23B located on the right side of the listener simultaneously detect the sound fields near the left and right outer ear entrances.
[0038]
At this time, the microphone 23A on the same side as the speaker 22A detects the measurement sound wave output from the speaker 22A at a close distance, but detects the measurement sound wave output from the speaker 22A as it is. Instead, it detects sound waves mixed with the influence of reflection from the auricle or the inner wall of the headphones 21. The influence mixed at this time is peculiar to each listener, and varies depending on the shape of the listener's pinna and the like. That is, the detection result of the microphone 23A includes various information including the shape of the listener's pinna and the like, and is specific to each listener.
[0039]
On the other hand, the microphone 23B on the right side opposite to the speaker 22A on the left side of the listener does not seem to detect anything because the sound wave is not output from the speaker 22B on the right side. When a sound wave for measurement from a certain level is large, a sound wave transmitted through the inside of the head, a sound wave transmitted through the headphone 21, and a sound wave transmitted through the atmosphere outside the headphone 21 are detected. .
[0040]
Although it is difficult to classify the path from the detected sound wave, it differs depending on the listener's head shape and the state inside the head, and is specific to each listener. That is, various information regarding the characteristics of each listener's head is included. The sound waves transmitted through the atmosphere outside the headphones 21 are somewhat affected by external factors such as the size and shape of the space in which the listener is present, but before the reflected waves from the external walls arrive. If the impulse response immediately after the sound wave output is measured, the influence of such external factors can be largely eliminated.
[0041]
The interaural transfer characteristic measuring unit 26 receives detection signals including various information about the body of the listener from the microphones 23A and 23B (S32). Subsequently, a sound transmission characteristic f (s) in one ear including various information related to the listener's body is calculated from the detection result of the microphone 23A, and various information related to the listener's body is calculated from the detection result of the microphone 23B. By calculating the interaural transmission characteristic g (s) including the sound, the sound transmission characteristic f (s) and the interaural transmission characteristic g (s) in one ear are measured (S33).
[0042]
For the transfer characteristics f (s) and g (s), for example, the Fourier transform of the measurement signal is X (s), and the Fourier transform of the detection result by the left and right microphones 23A and 23B is Ya (s) and Yb (s). , Ya (s) = f (s) X (s), Yb (s) = g (s) X (s), respectively.
[0043]
Here, a sound wave for measurement may also be output from the right speaker 22B to measure the sound transmission characteristic in the right ear and the interaural transmission characteristic from the right ear to the left ear. In addition, the interaural transfer characteristic measuring unit 26 has a noise check mechanism, detects abnormal sound during measurement or before measurement, and interrupts or reattempts measurement when the level is equal to or higher than a predetermined threshold. This noise check mechanism detects noise from a sound source other than the speakers 22A and 22B, for example, by analyzing the coherence between the measurement signal and the detection result.
[0044]
The head-related transfer function selection unit 25 inputs the sound transfer characteristic f (s) and the binaural transfer characteristic g (s) of one ear measured by the inter-aural transfer characteristic measuring unit 26, and the head-related transfer function storage unit 24 is compared with the sound transmission characteristic fn (s) and the binaural transmission characteristic gn (s) prepared in advance for one ear. Here, n is an arbitrary natural number of 0 <n ≦ N, N is a sound transfer characteristic fn (s) in one ear and a binaural transfer characteristic gn (s) stored in the head-related transfer function storage unit 24. And the number of data sets consisting of head-related transfer functions. As a result of this comparison, it is assumed that the head-related transfer functions corresponding to fn (s) and gn (s) having the highest similarity are those having the highest similarity to the head-related transfer function of the listener. A transfer function is selected (S34) and set as a signal processing parameter for the convolution operation units 28A and 28B (S35).
[0045]
Next, an operation of creating a data set composed of sound transfer characteristics in one ear, interaural transfer characteristics, and head-related transfer functions stored in the head-related transfer function storage unit 24 will be described. FIG. 4 is a flowchart illustrating a flow of a data set creation operation including sound transfer characteristics, interaural transfer characteristics, and head-related transfer functions in one ear according to the first embodiment.
[0046]
The data set consisting of the transfer characteristics of sound in one ear, the transfer characteristics between both ears, and the head-related transfer function is based on the system for creating the data set consisting of the transfer characteristics of the sound and the head-related transfer function shown in FIG. Created in advance. In the operation of creating a data set composed of sound transfer characteristics, interaural transfer characteristics, and head-related transfer functions in one ear, first, the interaural transfer characteristic measuring unit 26 performs the same as the signal processing parameter setting operation described above. A sound transfer characteristic fn (s) and an interaural transfer characteristic gn (s) in one ear are measured (S41).
[0047]
Subsequently, the head-related transfer function measurement unit 29 outputs an impulse response measurement signal to the speaker 22C, and the measurement sound wave is output from the speaker 22C. At the same time, the head-related transfer function measuring unit 29 inputs the detection results of the microphones 23C and 23D, and measures a head-related transfer function that is a transfer function between the speaker 22C and the ear of the subject (S42).
[0048]
The data set creation unit 30 inputs the sound transfer characteristic fn (s) and the interaural transfer characteristic gn (s) in one ear from the interaural transfer characteristic measurement unit 26, and receives the head transfer function measurement unit 29 from the head transfer function measurement unit 29. A transfer function is input, and a data set including a sound transfer characteristic fn (s) in one ear, an interaural transfer characteristic gn (s), and a head-related transfer function is created (S43). Here, the head-related transfer function measurement unit 29 measures a plurality of head-related transfer functions when the speaker 22C is arranged at several different positions, and the data set creation unit 30 transfers the transfer characteristics fn (s), gn. You may make it produce the data set which consists of (s) and several head related transfer functions.
[0049]
The sound transmission characteristics fn (s) and interaural transmission characteristics gn (s) in one ear and the interaural transmission characteristics are both influenced by various physical characteristics of the listener, Using a data set consisting of a sound transfer characteristic fn (s), an interaural transfer characteristic gn (s), and a head-related transfer function, the sound transfer characteristic f (s) in one ear and both measured at the time of use. An appropriate interaural transmission characteristic can be selected from the interaural transmission characteristic g (s).
[0050]
For the transfer characteristics fn (s) and gn (s), a power spectrum is obtained, and then an index is added to each data. A similar index is added to the head-related transfer function corresponding to the transfer characteristics fn (s) and gn (s). The above-described measurement is performed on many subjects, and a data set corresponding to these subjects is created, so that an appropriate head-related transfer function can be selected from a large number of actually measured values. Further, clustering or the like may be used for the classification work of these data sets to reduce the amount of work for selection.
[0051]
As described above, according to the first embodiment, in order to obtain the characteristic by actually measuring the sound transmission characteristic to the listener's head when wearing headphones, individual differences due to factors other than the dimensions of the head are also taken into consideration. And appropriate signal processing parameters can be set.
[0052]
In Embodiment 1 described above, a plurality of actually measured head-related transfer functions are prepared in advance and any one of these head-related transfer functions is selected. The head-related transfer function may be calculated from the characteristics and the interaural transfer characteristics. As a function used for this calculation, for example, a function in which a coefficient is learned using a neural network, GA (genetic algorithm), or the like may be used.
[0053]
Embodiment 2. FIG.
The sound reproduction device of the second embodiment has the same configuration as that of the sound reproduction device of the first embodiment, and the operation thereof is the same. The index of the head-related transfer function once selected is stored, and the stored index Is specified, the head-related transfer function corresponding to the specified index is set without measuring the binaural transfer function or the like.
[0054]
FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of the sound reproducing device according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different parts will be described. In addition to the configuration of the sound reproduction device according to the first embodiment, the sound reproduction device according to the second embodiment includes an index storage unit 31 that stores an index corresponding to the head-related transfer function that has been set once, and an index storage unit 31. And an index designating unit 32 for designating an index stored in.
[0055]
When the interaural transfer characteristics are measured and the head-related transfer function is set, the index storage unit 31 is an index corresponding to the set head-related transfer function, for example, “1”, “2”, A number such as “3” or the name of a listener such as “Taro” or “Hanako” is stored. The index designation unit 32 displays, for example, the index stored in the index storage unit 31 and accepts the designation of the index from the user. When an index is designated via the index designation unit 32, the head-related transfer function selection unit 25 inputs and sets the head-related transfer function corresponding to the designated index from the head-related transfer function storage unit 24. That is, the listener can set an appropriate head-related transfer function only by inputting an index without performing measurement again after measuring once.
[0056]
As described above, according to the second embodiment, when the interaural transfer characteristic or the like is measured and the head-related transfer function is set, the index corresponding to the set head-related transfer function is stored. When the stored index is specified, the head related transfer function corresponding to the specified index is set. Therefore, after measuring the interaural transfer characteristics, etc., it is only necessary to input the index. It is possible to set various signal processing parameters.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, based on the sound transmission characteristics between both ears including information on individual differences due to factors other than head dimensions, that is, individual differences due to factors other than head dimensions are also present. Taking into consideration, in order to set appropriate signal processing parameters for 3D sound field reproduction, it is possible to reproduce an appropriate 3D sound field so that the listener can obtain an appropriate sound field. Play.
[0058]
According to the next invention, based on sound transmission characteristics between both ears including information on individual differences due to factors other than head dimensions and sound transmission characteristics in one ear, that is, other than head dimensions. In consideration of individual differences depending on the elements, in order to set appropriate signal processing parameters for 3D sound field reproduction, more appropriate 3D sound field reproduction is performed and the listener can obtain a more appropriate sound field. There is an effect that it can be obtained.
[0059]
According to the next invention, sound transmission characteristics between both ears of a listener or sound transmission characteristics between both ears and sound transmission characteristics in one ear are actually measured to appropriately reproduce a three-dimensional sound field. In order to set the signal processing parameters for, a more appropriate three-dimensional sound field is reproduced, and the listener can obtain a more appropriate sound field.
[0060]
According to the next invention, as the parameter for signal processing, not only the binaural time difference and the binaural sound pressure difference but also the head related transfer function taking into account reflection and scattering is used, so that a more realistic three-dimensional sound field can be obtained. Reproduction is performed, and there is an effect that the listener can obtain a more realistic sound field.
[0061]
According to the next invention, a plurality of signal processing parameters prepared in advance are stored, and a signal processing parameter to be set is selected from the plurality of stored signal processing parameters. Therefore, it is possible to set various signal processing parameters, and the listener can obtain a more appropriate sound field.
[0062]
According to the next invention, an index corresponding to the set signal processing parameter is stored, and when the stored index is designated, the signal processing parameter corresponding to the designated index is set. The listener can easily set appropriate signal processing parameters simply by specifying an index, and the operability is improved.
[0063]
According to the next invention, the headphones for outputting the sound waves for sound reproduction are used as the output means for outputting the sound waves for measurement, and both the headphones for outputting the sound waves for sound reproduction are actually worn by the listener. In order to set the appropriate signal processing parameters for 3D sound field reproduction by measuring the transmission characteristics of the sound between the ears, or the transmission characteristics of the sound between both ears and the transmission characteristics of the sound in one ear, An appropriate three-dimensional sound field is reproduced, and the listener can obtain a more appropriate sound field.
[0064]
According to the next invention, since the detection means for detecting the sound field is provided integrally with the headphones as the output means, there is an effect that it is easy to handle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a sound reproduction device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a system for creating a data set including a sound transfer characteristic and a head-related transfer function according to the first embodiment;
FIG. 3 is a flowchart of a signal processing parameter setting operation according to the first embodiment;
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of a data set creation operation including sound transfer characteristics, interaural transfer characteristics, and head-related transfer functions in one ear according to the first embodiment;
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a sound reproduction device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a front view for explaining a part to be measured by a conventional headphone.
FIG. 7 is a perspective view showing a conventional headphone.
FIG. 8 is a block diagram for explaining an application example of a conventional headphone.
[Explanation of symbols]
21 Headphone, 22A, 22B, 22C Speaker, 23A, 23B, 23C, 23D Microphone, 24 Head Transfer Function Storage Unit, 25 Head Transfer Function Selection Unit, 26 Interaural Transfer Characteristic Measurement Unit, 27 Signal Source, 28A, 28B convolution operation unit, 29 head related transfer function measurement unit, 30 data set creation unit, 31 index storage unit, 32 index designation unit.

Claims (6)

受聴者の耳の近傍で測定用の音波および受聴用の音波を出力する出力手段と、
前記出力手段が測定用の音波を出力しているときに、受聴者の耳近傍の音場を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果を入力し、両耳間の音の伝達特性、または両耳間の音の伝達特性および一方の耳における音の伝達特性を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された両耳間の音の伝達特性、または両耳間の音の伝達特性および一方の耳における音の伝達特性に基いて3次元音場再生のための信号処理用パラメータを設定する設定手段と、
前記設定手段にて設定された信号処理用パラメータに基づいて畳み込み処理を行った音響信号を前記出力手段に出力し、前記出力手段から前記受聴用の音波を出力させる畳み込み演算部と、
を具備することを特徴とする音響再生装置。
Output means for outputting a sound wave for measurement and a sound wave for listening near the listener's ear;
Detecting means for detecting a sound field in the vicinity of a listener's ear when the output means outputs a sound wave for measurement;
A calculation means for inputting a detection result of the detection means and calculating a sound transmission characteristic between both ears, or a sound transmission characteristic between both ears and a sound transmission characteristic in one ear;
Signal processing parameters for three-dimensional sound field reproduction based on the sound transmission characteristics between both ears calculated by the calculating means, or the sound transmission characteristics between both ears and the sound transmission characteristics in one ear. Setting means for setting;
A convolution operation unit that outputs an acoustic signal subjected to convolution processing based on the signal processing parameter set by the setting unit to the output unit, and outputs the acoustic wave for listening from the output unit ;
A sound reproducing device comprising:
前記信号処理用パラメータは、頭部伝達関数であることを特徴とする請求項1に記載の音響再生装置。  The sound reproduction device according to claim 1, wherein the signal processing parameter is a head-related transfer function. さらに、予め用意された複数の信号処理用パラメータを記憶する記憶手段を具備し、前記設定手段は、前記記憶手段に記憶された複数の信号処理用パラメータの中から、設定する信号処理用パラメータを選択することを特徴とする請求項1または2に記載の音響再生装置。  Furthermore, it comprises storage means for storing a plurality of signal processing parameters prepared in advance, and the setting means selects a signal processing parameter to be set from among the plurality of signal processing parameters stored in the storage means. The sound reproducing device according to claim 1, wherein the sound reproducing device is selected. さらに、設定された信号処理用パラメータに対応するインデックスを記憶するインデックス記憶手段と、
前記インデックス記憶手段に記憶されたインデックスを指定するための指定手段と、
を具備し、
前記設定手段は、前記指定手段を介してインデックスの指定があった場合、指定されたインデックスに対応する信号処理用パラメータを設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の音響再生装置。
Further, index storage means for storing an index corresponding to the set signal processing parameter;
Designation means for designating an index stored in the index storage means;
Comprising
The said setting means sets the parameter for signal processing corresponding to the designated index, when an index is designated via the said designation | designated means, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Sound reproduction device.
前記出力手段は、音響再生用の音波を出力するヘッドホンであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の音響再生装置。  The sound reproduction apparatus according to claim 1, wherein the output unit is a headphone that outputs sound waves for sound reproduction. 前記検出手段は、前記ヘッドホンと一体に設けられたマイクロホンであることを特徴とする請求項5に記載の音響再生装置。  The sound reproducing apparatus according to claim 5, wherein the detection unit is a microphone provided integrally with the headphones.
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