JP4447701B2 - 三次元音場合成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三次元音場を合成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２つの耳を有するリスナーに再演する３次元音場を再生するオーディオ信号の処理は、発明者にとっての長年の目標であった。１つのアプローチは、多数の音再生チャンネルを使用してスピーカのような複数の音源でリスナーを囲むことであった。他のアプローチは、人工耳の聴覚導管(auditory canals）内に位置するマイクロフォンを有するダミー頭（ダミーヘッド）を使用して、ヘッドフォン聴取のための音記録を行うことであった。このような音場の双聴覚用(binaural)合成(synthesis) に対する特に約束されたアプローチは、欧州特許EP-B-0689756に説明されており、それは１対のスピーカ及び２つの信号チャンネルだけを使用する音場の合成を説明しており、それにもかかわらず音場は、リスナーが球体の中心に位置するリスナーの頭を囲む球体上のどこかに音源が現れるように知覚するのを可能にする方向情報を有する。
【０００３】
モノフォニックな音源は、頭応答伝達関数(HRTF;ヘッドレスポンストランスファーファンクション）を介してデジタル的に処理することが可能で、その処理の結果としてのステレオ組信号は図１に示すような自然な三次元キュー(cues)を有する。ＨＲＴＦは、一方が左耳の応答に関係し、他方が右耳の応答に関係する１組のフィルタの使用で実現でき、これはしばしば双聴覚配置フィルタ(binaural placement filter) と呼ばれる。これらの音キューは我々が実際の生活で音を聴く時に頭と耳の音響特性により自然に導入される。それらは、両耳間強度差（ＩＡＤ）、両耳間時間差（ＩＴＤ）及び外側の耳によるスペクトル整形を含む。このステレオ信号組が、例えばヘッドフォンによりリスナーの適当な耳に効果的に導入される時、リスナーは、信号処理に使用される特定のＨＲＴＦに関係する空間位置に応じた空間内の位置にいるように元の音を知覚する。
【０００４】
ヘッドフォンの代わりにスピーカを通して聴く時には、図２に示すように、信号は効率的には耳に運ばれず、三次元音キューを抑制する「横断聴覚音響クロストーク(transaural acoustic crosstalk) 」が現れる。これは、図３に示すように、左耳は（約０．２５ｍｓの小さな付加時間遅延の後に）右耳が聴く音の一部を聴くことなどを意味する。このようなことが起きるのを防止するために、反対側のスピーカから適当な「クロストークキャンセル(crosstalk cancellation)」又は「クロストーク補償(crosstalk compensation)」信号を生成することが知られている。これらの信号はクロストーク信号に対して強度が等しく反転（位相が逆）されており、それらを相殺するように設計されている。それ自体が２次クロストークに寄与するキャンセル信号の２次（及びより高次の）効果を見込み、それらを補正するより進んだ構成もあり、これらの方法は従来技術として知られている。典型的な従来技術（M R Schroeder の“Models of hearing", Proc. IEEE, VOL.63, issue 9, 1975 pp1332-1350の）の構成を図４に示す。
【０００５】
ＨＲＴＦ処理とクロストークキャンセルが、順番に（図５）及び正確に、高品質のＨＲＴＦ音源を使用して実行される時、効果を非常に顕著にできる。例えば、完全な水平円内のリスナーの回りの音源のイメージ（像）を、前方にある時から初めてリスナーの回りに移動させ、リスナーの後ろ、そして左側を通って再び前に戻るように移動させることが可能である。更に、リスナーの回りの垂直な円で移動させることも、音源が空間内のいかなる選択された位置から来るように思わせることも可能である。しかし、いくつかの特定の位置は他より合成するのが更に難しく、そのいくつかは精神的聴覚が理由で、いくつかは実際上の理由であると考えられている。
【０００６】
例えば、直ぐ上方及び下方に移動する音源の効果は、リスナーの横（方位角９０°）における方が、前方（方位角０°）におけるより大きい。これは、恐らく脳に対して働く左右の差の情報がより多いためである。同様に、リスナーの直ぐ前（方位角０°）にある音源とリスナーの直ぐ後ろ（方位角１８０°）の音源の間で変位させるのは難しい。これは（ＩＴＤ＝０で）脳に働く時間支配情報がなく、脳に有効な他の情報であるスペクトルデータは、これらの両方の位置でかなり類似しているためである。実際に、音源がリスナーの前にある時に知覚される高周波数（ＨＦ）エネルギは多く、前方の音源からの高周波数は外耳の後ろの壁から耳道内に反射されるが、後ろ側の音源からのは耳翼の回りで十分に回折できない。実際には、２個のスピーカからの三次元音響の再生における限られた特徴は、横断聴覚クロストークキャンセル(transaural crosstalk cancellation) であり、次のような３つの主たる要因がある。
【０００７】
１．ＨＲＴＦ品質。（図４の）キャンセルアルゴリズムを導出する（図３の）３０°ＨＲＴＦの品質が重要である。それらを導出する人工頭と測定の方法論の両方が適当でなければならない。
２．信号処理アルゴリズム。アルゴリズムは効果的に実行されなければならない。
【０００８】
３．ＨＦ効果。理論では「完全な」クロストークキャンセルが実行できるが、実際にはできない。個別のリスナーと、アルゴリズムＨＲＴＦを導出する人工頭の間の差は別にして、その困難さは数ｋＨｚ以上の高周波数成分に関係する。最適なキャンセルがリスナーの各耳で起きるように配置される時、クロストーク波とキャンセル波はノードを形成するように混合する。しかし、ノードは空間の単一の点だけに存在し、人がノードから更に離れるように移動すると、２つの信号はもはや相互に時間配置されておらず、キャンセルは不完全である。雑なずれのため、信号は実際に合成信号を生成するように混合でき、合成信号はある周波数では元より大きくなり、それ自体が望ましくないクロストークである。しかし、実際には、頭は問題の周波数に対するその相対的なサイズのため、より高い周波数に対する効果的な障壁として働き、横断聴覚クロストークは自然に制限され、問題は予想するほどひどくない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
これらのより高い周波数におけるクロストークキャンセル・システムの空間依存性を制限するいくつかの試みが行われてきた。CooperとBauck （米国特許第4,893,342 号）は、高周波数カットフィルタをクロストークキャンセル構成に導入して、（＞８ｋＨｚ又はそのような）ＨＦ成分が実際には全くキャンセルされない（相殺されない）が、通常のステレオのように直接スピーカに送られるだけにした。これに関する問題は、両方の耳が個別の各スピーカからの相互に関係する信号を聴くので、脳がＨＦ音の位置を（すなわち配置された音）がスピーカ自体のある場所にあると知覚することである。これらの周波数を正確に配置するのは難しいのは事実であるが、それにもかかわらず全体の効果は、すべての必要な空間位置に対して前方の元のＨＦ音を生成し、これは後側に位置する音を合成しようとする時に錯覚を抑制する。
【００１０】
クロストークが高周波数で最適にキャンセルされた時でも、リスナーの頭は正確に位置していることは保証できず、従って非キャンセルＨＦ成分は脳によりスピーカ自体に位置し、従ってリスナーの前にあるようには思わせることはできるが、後側の合成を実行するのは難しい。
次の付加的な実際の態様も、最適な横断聴覚クロストークキャンセルを妨げる。
【００１１】
１．スピーカは、しばしばよく合った周波数応答性を有してはいない。
２．オーディオシステムは、よく合ったＬ−Ｒゲインを有していないことがある。
３．コンピュータ構成（ソフトウエアによるプリセット）は、不正確なＬ−Ｒバランスを有するようにセットされることがある。
【００１２】
コンピュータゲームで使用される多くの音源は、主として低周波数エネルギ（例えば爆発音及び「衝突」効果）を含み、そのため横断聴覚クロストークキャンセルはこれらの長い波長の音源に対しては適当であるので、上記の制限はかならずしも重要でない。しかし、音源が鳥の歌のような主としてより高い周波数成分を含むならば、そして特に相対的に純粋の正弦波型の音を有するならば、効果的なクロストークキャンセルを行うのは非常に難しい。鳥の歌、昆虫の呼び声などは、ゲームで環境を作るのに大きな効果を奏するように使用され、それはしばしば後ろ側の半球にそのような効果が位置することを要求される。これは現在知られている方法を使用して行うには特に難しい。
【００１３】
更に、この技術分野における背景技術を説明する音の再生の改良方法が米国特許第4,219,696 号、米国特許第4,524,451 号及び米国特許第4,845,775 号に開示されている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、リスナーの好ましい位置の前に配置された前方スピーカの組と、前記好ましい位置の後ろに配置された後方スピーカの組とを有するシステムを使用する三次元音場を合成する方法であって、
ａ）前記三次元音場における前記好ましい位置に対する配置された音源の望ましい位置を決定し、
ｂ）前記三次元音場における前記配置された音源に対応する左チャンネルと右チャンネルとを備える双聴覚用信号の組を提供し、
ｃ）前方信号ゲイン制御手段と後方信号ゲイン制御手段とを使用して前記双聴覚用信号の組の前記左チャンネル信号のゲインを制御して、各ゲイン制御された左前方と左後方の信号をそれぞれ提供し、
ｄ）前方信号ゲイン制御手段と後方信号ゲイン制御手段とを使用して前記双聴覚用信号の組の前記右チャンネル信号のゲインを制御して、各ゲイン制御された右前方と右後方の信号をそれぞれ提供し、
ｅ）前方信号ゲインの後方信号ゲインに対する比率を、前記好ましい位置に対する前記配置された音源の望ましい位置の関数として制御し、及び
ｆ）それぞれの横断クロストーク補償手段を使用して、ゲイン制御された前方信号の組と後方信号の組上で横断クロストーク補償を実行し、これらの補償された信号の組を使用して使用中の対応するスピーカを駆動する方法が提供される。
【００１５】
本発明は、多重（マルチ）・スピーカ・システム、特に４スピーカシステムからの三次元音響の再生に関係し、仮想音源の後方配置の改良された効果を提供する。現在の２スピーカ三次元音響システムはマルチ・スピーカ・システムに対してコスト、配線の複雑さ及び余分なオーディオドライバが必要であるという明白な理由で有利であるにもかかわらず、マルチメディアユーザのある割合は、ドルビィデジタル(Dolby Digital（商標名））のような選択的フォーマットを提供する４スピーカ構成を、既に所有又は将来所有するであろうという事実を利用する。（しかし、このようなフォーマットは、本発明と異なり真の三次元音源配置はできない二次元「サラウンド」システムだけであることに注意が必要である。）本発明は、従来の２スピーカ三次元音源材料を、４（又はそれ以上の）スピーカシステムで再演されるのを可能にし、真の三次元仮想音源配置を提供する。本発明は、特にＨＦ（高周波数）で豊かな仮想音源の効果的な後方配置を行う場合に特に有用であり、リスナーに向上した三次元音響を提供する。これは非常に簡単な方法で実現されるが、効果的である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
最初に、説明上の理由で、図１２に示すように、リスナーに対する空間基準システムを定めるのが有用であり、図１２は単位ディメンション参照球により囲まれるリスナーの頭と肩を示す。
球を切断する水平面が、水平軸と一緒に図１２に示される。前後軸がＰ−Ｐ’で、側方軸がＱ−Ｑ’であり、両方共リスナーの頭の中心を通過する。ここでは従来と同じように選択される方位角は、前方極（Ｐ）から後方極（Ｐ’）に向かって測定され、リスナーの右側で正の値であり、左側で負の値である。例えば、右側の極Ｑ’は＋９０°の方位角であり、左側の極（Ｑ）は−９０°である。後方極Ｐ’は＋１８０°（すなわち−１８０°）にある。中間面(median plane)は、（軸Ｐ−Ｐ’に沿って走る）前後方向に垂直にリスナーの頭を２等分する。仰角は、水平面から直接上側に（又は適宜下側に）直接測定される。
【００１７】
原理的には、２チャンネルの三次元音響信号は、英国特許GB2311706B号に記載されるように、（ａ）前方の１組のスピーカ（±３０°）；（ｂ）後方の１組のスピーカ（±１５０°）又は（ｃ）これらの両方のいずれかを通して効果的に再演できる。しかし、クロストークキャンセルを十分に効果的であるより少なくする時、貧弱なＬ−Ｒバランスのような前述の理由なため、仮想音源イメージはスピーカ位置に向かって移動するか、それらの位置の間及びスピーカの間で「不鮮明化(smeared out) 」される。極端な条件では、イメージは破壊して不明瞭になる。次の２つの例はこの点を説明する。
【００１８】
例１
例えば＋４５°の方位角にある前方の仮想音源が、もし±３０°にある従来の（前方）スピーカの組によって再生されるならば、そして上記のいずれかの理由のために最適な横断聴覚クロストークキャンセルより少なければ、音響イメージはスピーカ位置に引っ張られ、特に近耳スピーカ（すなわち右側のスピーカ位置：＋３０°）に引っ張られる。これは明らかに望ましくないが、＋４５°から＋３０°への位置的な「誤差」は相対的に小さい。しかし、仮想音源が後方の例えば＋１５０°にあるとすると、同様の効果が起きるが、「誤差」は非常に大きく（＋１５０°から＋３０°）、イメージを破壊させ、後方のイメージをリスナーの前方に引き出す。
【００１９】
例２
例えば＋１３５°の方位角にある後方の仮想音源が、もし±１５０°にある後方のスピーカの組によって再生されるならば（図６）、そして同様に最適な横断聴覚クロストークキャンセルより少なければ、音響イメージは同様にスピーカ位置に引っ張られ、特に近耳スピーカ（すなわち右側のスピーカ位置：＋１５０°）に引っ張られる。この場合、＋１３５°から＋１５０°への位置的な「誤差」は相対的に小さい。しかし、仮想音源が前方の例えば＋３０°にあるとすると、同様の効果が起きるが、「誤差」は非常に大きく（＋３０°から＋１５０°）、イメージを破壊させ、前方のイメージをリスナーの後方に引く。
【００２０】
上記の２つの例から、後方の仮想イメージを再生するには後方のスピーカの組の方が前方のそれよりよく、前方のイメージを再生するには前方のスピーカの組の方が後方のそれよりよいと推論することができる。
しかし、ここで三番目の方法を考察する。この方法は、前方と後方の組を一緒に、同じ音量で、リスナーから同じだけ離れて使用する。これらの条件では、最適な横断聴覚クロストークキャンセルが少ない時に、音響イメージは前方と後方の両方のスピーカ位置に引っ張られ、その結果としての音響イメージの破壊は混乱して曖昧になる。
【００２１】
これらの不満足な方法に対して、本発明はこの「イメージ引っ張り」効果を利用し、前方仮想音源を選択的に前方スピーカの組に向け、後方仮想音源を選択的に後方スピーカの組に向ける。その結果、もしクロストークキャンセルが適当な量より少なければ、仮想音源は破壊されるよりむしろ正しい半球内に引かれる。このように向けるのは、例えば、各仮想音源の方位角を使用して前方と後方のスピーカにそれぞれ送るＬ−Ｒ信号の組の比率を決定するアルゴリズムによって実現される。説明は次の通りである。
【００２２】
ａ）図７に示すような４スピーカ構成が水平面に配置され、スピーカは中間面に対して対称に、±３０°と±１５０°で配置される。（これらのパラメータはもちろん各種の異なる聴取配置に合うように選択できる。
ｂ）左チャンネル信号源は、それぞれ前方と後方のゲイン制御手段の後に、前方と後方の横断聴覚クロストークキャンセル手段を介して、左側の両方のスピーカに送られる。
【００２３】
ｃ）右側チャンネル信号源は、それぞれ前方と後方のゲイン制御手段の後に、前方と後方の横断聴覚クロストークキャンセル手段を介して、右側の両方のスピーカに送られる。
ｄ）前方と後方のゲイン制御手段は、望ましくは前方と後方の両方の要素に対して全体で単位ゲイン（又はその付近）を提供するように、同時に相補的制御され、もし音イメージの位置がリスナーの回りを移動するなら、音響強度における変化がほとんど又は全く知覚されない。
【００２４】
本発明の概略図が図８に示される。（明確にするために、以下に説明するように単一の音源が示されるが、もちろん後述するように、実際にはマルチ音源が使用される。）図８を参照すると、信号処理は次のように行われる。
１．音源は図１の詳細に従ってＨＲＴＦ「双聴覚用配置」フィルタに送られ、次の処理のためのＬチャンネルとＲチャンネルの両方を生成する。
【００２５】
２．ＬチャンネルとＲチャンネルの組は、（ａ）前方ゲイン制御手段と、（ｂ）後方ゲイン制御手段に送られる。
３．前方と後方のゲイン制御手段は、それぞれ前方と後方のチャンネルの組のゲインを制御し、ある特定のゲイン要因は前方のＬとＲのチャンネルの組に等しく印加され、他の特定のゲイン要因は後方のＬとＲのチャンネルの組に等しく印加される。
【００２６】
４．前方ゲイン制御手段のＬとＲの出力は、前方クロストークキャンセル手段に送られ、そこから各前方スピーカを駆動する。
５．後方ゲイン制御手段のＬとＲの出力は、後方クロストークキャンセル手段に送られ、そこから各後方スピーカを駆動する。
６．前方と後方のゲイン制御手段の各ゲインは、簡単なあらかじめ定められたアルゴリズムに従って、仮想音源の方位角により決定されるように制御される。
【００２７】
７．前方と後方のゲイン制御手段の各ゲインの和は、典型的には単位量である。（しかし、もし個人的な好みが前方又は後方のバイアスされた効果を要求するのであれば、そうである必要はない。）
もし多重音源が本発明に従って生成されるならば、各音源は図８に示した信号経路に従ってＴＣＣステージまで個別バイアスの上に取り扱われなければならず、すべての音源からのそれぞれの右前方、左前方、右後方及び左後方信号は、合計されなければならず、そして（図８の）ノードＦＲ、ＦＬ、ＲＲ及びＲＬで前方と後方の各ＴＣＣステージに送られる。
【００２８】
前方と後方のゲイン制御手段の方位角依存性を制御するアルゴリズムとして使用できる方法は非常に多くの種類がある。全体としての効果は、方位角依存方法における前方と後方のスピーカ間で非常に曖昧になるため、以下の例では説明的な語「クロス減衰(crossfade) 」を使用する。これらの例では、もっとも有用なアルゴリズムの変形例を示すように選択されたもので、（ａ）線型性、（ｂ）クロス減衰領域、（ｃ）クロス減衰係数(modulus) の３つの主要因を示し、図９、図１０及び図１１に示される。
【００２９】
図９の（ａ）は、もっとも簡単なクロス減衰アルゴリズムを示し、そこでは前方ゲイン要因は０°で単位量であり、方位角に従って１８０°でゼロになるように線型に減少する。後方ゲイン要因はこの逆の関数である。方位角９０°では、前方と後方のゲイン要因の両方が等しい（０．５）。
図９の（ｂ）は、図９の（ａ）に類似した線型のクロス減衰アルゴリズムを示すが、最初のクロス減衰が９０°であるように選択される。従って、前方ゲンイ要因は、０°と９０°の間では単位量であり、方位角に従って１８０°でゼロになるように線型に減少する。同様に、後方ゲイン要因はこの逆の関数である。
【００３０】
図１０の（ａ）は、図９の（ｂ）に類似したアルゴリズムを示すが、後方チャンネルに対するクロス減衰が８０％に制限される。従って、前方ゲイン要因は０°と９０°の間で単位量であり、方位角に従って１８０°で０．２になるように線型に減少する。同様に、後方ゲイン要因はこの逆の関数である。
図１０の（ｂ）は、クロス減衰関数が非線型である以外は図９の（ａ）のフォーマットに少し類似したフォーマットを示す。増加する余弦(cosine)関数がクロス減衰に使用され、（例えば、前の例で０°から１８０°に渡って変化する時に）クロス減衰の変化率が突然反転するといった突発遷移点がないという利点がある。
【００３１】
図１１の（ａ）は、（図９の（ｂ）の線型方法に類似した）クロス減衰の開始点が９０°の非線型クロス減衰を示し、図１１の（ｂ）は、（図１０の（ａ）に類似した）８０％に制限された類似の非線型クロス減衰を示す。
上記の例では、前方と後方のゲイン制御手段の方位角依存性を制御するアルゴリズムは、方位角の関数であり、仰角には依存していなかった。しかし、このようなアルゴリズムは、仰角が高い時に仮想音源の位置における小さな変化が前方と後方のスピーカに送られるゲインにおける大きな変化になり得るという欠点を有する。このため、両方の角度の関数としてゲインがスムーズに（すなわち、連続して）変化するアルゴリズムを使用することが望ましい。例として、Φを仰角、θを方位角とする、ｆ（Φ，θ）＝（１−ｃｏｓ（θ）ｃｏｓ（Φ））／２を使用できる。
【００３２】
前方と後方の横断聴覚クロストークキャンセル・パラメータは、もし望むならば非相補的に定められる角度に適合するように別々に構成できる。例えば、前方は±３０°で、後方は１５０°以外の±１２０°である。
前方と後方の横断聴覚クロストークキャンセル・パラメータは、もし望むならば、ここで参照する出願人が出願中の英国特許出願第9816059.1 号と米国特許出願第09/185,711号に記載されるように、リスナーと後方スピーカの間及びリスナーと前方スピーカの間の異なる距離に適合するように、別々に構成できる。
【００３３】
全３６０°をカバーするヘッド応答伝達関数（ＨＲＴＦ）の組を使用できるが、前方と後方の両方の半球で前方半球ＨＲＴＦを使用すると、記憶空間又は処理パワーを少なくできるという利点がある。これは、後方に位置した音源は後方のスピーカを介して再演され、従ってもし後方用の半球ＨＲＴＦが使用されるならば必要な２倍のスペクトル変形が生成されるためであり、リスナーの頭はＨＲＴＦにより導入されるものに加えてその固有の後方スペクトル変形を提供するためである。従って、リスナーの好ましい位置の後ろの（１８０−θ）°の方位角に望ましい位置を有する音源のためのヘッド応答伝達関数は、リスナーの好ましい位置の前の所定のθ°の方位角に望ましい位置を有する音源のためのヘッド応答伝達関数と実質的に同一であることが望ましく、方位角１５０°が望ましい位置であるＨＲＴＦも方位角３０°のＨＲＴＦと実質的に同一であるなどである。
【００３４】
本発明は、図８に示した構成を作る時に適当なゲインとＴＣＣステージを付加するだけで、付加的なスピーカの組で動作するように構成できる。更に、各音源用の単一双聴覚配置ステージだけが必要であり、現在のところ各ＴＣＣステージは各ゲインステージからの寄与の和である。例えば、側方の±９０°に位置する第３のスピーカの組（すなわち全部で６個作る）は、付加的な双聴覚配置ステージを必要とせず、各音源のゲインステージの１つの余分な組及び付加的なスピーカの組用の単一の余分なＴＣＣステージが必要で、適当な角度（この例では９０°）と距離で構成される。
【００３５】
通常のステレオ供給又はマルチチャンネル・サラウンド音響供給を、本発明により提供される配置された音源と組み合わせることが望まれる場合がある。これを実現するには、本発明により提供される各スピーカの信号を、単にスピーカに送られる前の他の音源からの信号に加えて、望ましい組合せを生成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＨＲＴＦに基づく信号処理“双聴覚用配置”を使用する仮想音源を配置する従来の方法の概略表現を示す図である。
【図２】従来の２スピーカ聴取配置を示す図である。
【図３】直接音経路（Ｓ）と横断聴覚クロストーク経路（Ａ）を示す２スピーカ構成に関係する伝達関数を示す図である。
【図４】典型的な横断聴覚クロストークキャンセル機構を示す図である。
【図５】スピーカで仮想音源を再生する横断聴覚クロストークキャンセル処理の使用を示す図である。
【図６】後方２スピーカ聴取配置を示す図である。
【図７】４スピーカ聴取配置を示す図である。
【図８】空間依存のクロス減衰を有する４スピーカシステムを示す図である。
【図９】空間依存クロス減衰関係を示す図である。
【図１０】空間依存クロス減衰関係を示す図である。
【図１１】空間依存クロス減衰関係を示す図である。
【図１２】リスナーに対する空間基準システムを示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、三次元音場を合成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２つの耳を有するリスナーに再演する３次元音場を再生するオーディオ信号の処理は、発明者にとっての長年の目標であった。１つのアプローチは、多数の音再生チャンネルを使用してスピーカのような複数の音源でリスナーを囲むことであった。他のアプローチは、人工耳の聴覚導管(auditory canals）内に位置するマイクロフォンを有するダミー頭（ダミーヘッド）を使用して、ヘッドフォン聴取のための音記録を行うことであった。このような音場の双聴覚用(binaural)合成(synthesis) に対する特に約束されたアプローチは、欧州特許EP-B-0689756に説明されており、それは１対のスピーカ及び２つの信号チャンネルだけを使用する音場の合成を説明しており、それにもかかわらず音場は、リスナーが球体の中心に位置するリスナーの頭を囲む球体上のどこかに音源が現れるように知覚するのを可能にする方向情報を有する。
【０００３】
モノフォニックな音源は、頭応答伝達関数(HRTF;ヘッドレスポンストランスファーファンクション）を介してデジタル的に処理することが可能で、その処理の結果としてのステレオ組信号は図１に示すような自然な三次元キュー(cues)を有する。ＨＲＴＦは、一方が左耳の応答に関係し、他方が右耳の応答に関係する１組のフィルタの使用で実現でき、これはしばしば双聴覚配置フィルタ(binaural placement filter) と呼ばれる。これらの音キューは我々が実際の生活で音を聴く時に頭と耳の音響特性により自然に導入される。それらは、両耳間強度差（ＩＡＤ）、両耳間時間差（ＩＴＤ）及び外側の耳によるスペクトル整形を含む。このステレオ信号組が、例えばヘッドフォンによりリスナーの適当な耳に効果的に導入される時、リスナーは、信号処理に使用される特定のＨＲＴＦに関係する空間位置に応じた空間内の位置にいるように元の音を知覚する。
【０００４】
ヘッドフォンの代わりにスピーカを通して聴く時には、図２に示すように、信号は効率的には耳に運ばれず、三次元音キューを抑制する「横断聴覚音響クロストーク(transaural acoustic crosstalk) 」が現れる。これは、図３に示すように、左耳は（約０．２５ｍｓの小さな付加時間遅延の後に）右耳が聴く音の一部を聴くことなどを意味する。このようなことが起きるのを防止するために、反対側のスピーカから適当な「クロストークキャンセル(crosstalk cancellation)」又は「クロストーク補償(crosstalk compensation)」信号を生成することが知られている。これらの信号はクロストーク信号に対して強度が等しく反転（位相が逆）されており、それらを相殺するように設計されている。それ自体が２次クロストークに寄与するキャンセル信号の２次（及びより高次の）効果を見込み、それらを補正するより進んだ構成もあり、これらの方法は従来技術として知られている。典型的な従来技術（M R Schroeder の“Models of hearing", Proc. IEEE, VOL.63, issue 9, 1975 pp1332-1350の）の構成を図４に示す。
【０００５】
ＨＲＴＦ処理とクロストークキャンセルが、順番に（図５）及び正確に、高品質のＨＲＴＦ音源を使用して実行される時、効果を非常に顕著にできる。例えば、完全な水平円内のリスナーの回りの音源のイメージ（像）を、前方にある時から初めてリスナーの回りに移動させ、リスナーの後ろ、そして左側を通って再び前に戻るように移動させることが可能である。更に、リスナーの回りの垂直な円で移動させることも、音源が空間内のいかなる選択された位置から来るように思わせることも可能である。しかし、いくつかの特定の位置は他より合成するのが更に難しく、そのいくつかは精神的聴覚が理由で、いくつかは実際上の理由であると考えられている。
【０００６】
例えば、直ぐ上方及び下方に移動する音源の効果は、リスナーの横（方位角９０°）における方が、前方（方位角０°）におけるより大きい。これは、恐らく脳に対して働く左右の差の情報がより多いためである。同様に、リスナーの直ぐ前（方位角０°）にある音源とリスナーの直ぐ後ろ（方位角１８０°）の音源の間で変位させるのは難しい。これは（ＩＴＤ＝０で）脳に働く時間支配情報がなく、脳に有効な他の情報であるスペクトルデータは、これらの両方の位置でかなり類似しているためである。実際に、音源がリスナーの前にある時に知覚される高周波数（ＨＦ）エネルギは多く、前方の音源からの高周波数は外耳の後ろの壁から耳道内に反射されるが、後ろ側の音源からのは耳翼の回りで十分に回折できない。実際には、２個のスピーカからの三次元音響の再生における限られた特徴は、横断聴覚クロストークキャンセル(transaural crosstalk cancellation) であり、次のような３つの主たる要因がある。
【０００７】
１．ＨＲＴＦ品質。（図４の）キャンセルアルゴリズムを導出する（図３の）３０°ＨＲＴＦの品質が重要である。それらを導出する人工頭と測定の方法論の両方が適当でなければならない。
２．信号処理アルゴリズム。アルゴリズムは効果的に実行されなければならない。
【０００８】
３．ＨＦ効果。理論では「完全な」クロストークキャンセルが実行できるが、実際にはできない。個別のリスナーと、アルゴリズムＨＲＴＦを導出する人工頭の間の差は別にして、その困難さは数ｋＨｚ以上の高周波数成分に関係する。最適なキャンセルがリスナーの各耳で起きるように配置される時、クロストーク波とキャンセル波はノードを形成するように混合する。しかし、ノードは空間の単一の点だけに存在し、人がノードから更に離れるように移動すると、２つの信号はもはや相互に時間配置されておらず、キャンセルは不完全である。雑なずれのため、信号は実際に合成信号を生成するように混合でき、合成信号はある周波数では元より大きくなり、それ自体が望ましくないクロストークである。しかし、実際には、頭は問題の周波数に対するその相対的なサイズのため、より高い周波数に対する効果的な障壁として働き、横断聴覚クロストークは自然に制限され、問題は予想するほどひどくない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
これらのより高い周波数におけるクロストークキャンセル・システムの空間依存性を制限するいくつかの試みが行われてきた。CooperとBauck （米国特許第4,893,342 号）は、高周波数カットフィルタをクロストークキャンセル構成に導入して、（＞８ｋＨｚ又はそのような）ＨＦ成分が実際には全くキャンセルされない（相殺されない）が、通常のステレオのように直接スピーカに送られるだけにした。これに関する問題は、両方の耳が個別の各スピーカからの相互に関係する信号を聴くので、脳がＨＦ音の位置を（すなわち配置された音）がスピーカ自体のある場所にあると知覚することである。これらの周波数を正確に配置するのは難しいのは事実であるが、それにもかかわらず全体の効果は、すべての必要な空間位置に対して前方の元のＨＦ音を生成し、これは後側に位置する音を合成しようとする時に錯覚を抑制する。
【００１０】
クロストークが高周波数で最適にキャンセルされた時でも、リスナーの頭は正確に位置していることは保証できず、従って非キャンセルＨＦ成分は脳によりスピーカ自体に位置し、従ってリスナーの前にあるようには思わせることはできるが、後側の合成を実行するのは難しい。
次の付加的な実際の態様も、最適な横断聴覚クロストークキャンセルを妨げる。
【００１１】
１．スピーカは、しばしばよく合った周波数応答性を有してはいない。
２．オーディオシステムは、よく合ったＬ−Ｒゲインを有していないことがある。
３．コンピュータ構成（ソフトウエアによるプリセット）は、不正確なＬ−Ｒバランスを有するようにセットされることがある。
【００１２】
コンピュータゲームで使用される多くの音源は、主として低周波数エネルギ（例えば爆発音及び「衝突」効果）を含み、そのため横断聴覚クロストークキャンセルはこれらの長い波長の音源に対しては適当であるので、上記の制限はかならずしも重要でない。しかし、音源が鳥の歌のような主としてより高い周波数成分を含むならば、そして特に相対的に純粋の正弦波型の音を有するならば、効果的なクロストークキャンセルを行うのは非常に難しい。鳥の歌、昆虫の呼び声などは、ゲームで環境を作るのに大きな効果を奏するように使用され、それはしばしば後ろ側の半球にそのような効果が位置することを要求される。これは現在知られている方法を使用して行うには特に難しい。
【００１３】
更に、この技術分野における背景技術を説明する音の再生の改良方法が米国特許第4,219,696 号、米国特許第4,524,451 号及び米国特許第4,845,775 号に開示されている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、リスナーの好ましい位置の前に配置された前方スピーカの組と、前記好ましい位置の後ろに配置された後方スピーカの組とを有するシステムを使用する三次元音場を合成する方法であって、
ａ）前記三次元音場における前記好ましい位置に対する配置された音源の望ましい位置を決定し、
ｂ）前記三次元音場における前記配置された音源に対応する左チャンネルと右チャンネルとを備える双聴覚用信号の組を提供し、
ｃ）前方信号ゲイン制御手段と後方信号ゲイン制御手段とを使用して前記双聴覚用信号の組の前記左チャンネル信号のゲインを制御して、各ゲイン制御された左前方と左後方の信号をそれぞれ提供し、
ｄ）前方信号ゲイン制御手段と後方信号ゲイン制御手段とを使用して前記双聴覚用信号の組の前記右チャンネル信号のゲインを制御して、各ゲイン制御された右前方と右後方の信号をそれぞれ提供し、
ｅ）前方信号ゲインの後方信号ゲインに対する比率を、前記好ましい位置に対する前記配置された音源の望ましい位置の関数として制御し、及び
ｆ）それぞれの横断クロストーク補償手段を使用して、ゲイン制御された前方信号の組と後方信号の組上で横断クロストーク補償を実行し、これらの補償された信号の組を使用して使用中の対応するスピーカを駆動する方法が提供される。
【００１５】
本発明は、多重（マルチ）・スピーカ・システム、特に４スピーカシステムからの三次元音響の再生に関係し、仮想音源の後方配置の改良された効果を提供する。現在の２スピーカ三次元音響システムはマルチ・スピーカ・システムに対してコスト、配線の複雑さ及び余分なオーディオドライバが必要であるという明白な理由で有利であるにもかかわらず、マルチメディアユーザのある割合は、ドルビィデジタル(Dolby Digital（商標名））のような選択的フォーマットを提供する４スピーカ構成を、既に所有又は将来所有するであろうという事実を利用する。（しかし、このようなフォーマットは、本発明と異なり真の三次元音源配置はできない二次元「サラウンド」システムだけであることに注意が必要である。）本発明は、従来の２スピーカ三次元音源材料を、４（又はそれ以上の）スピーカシステムで再演されるのを可能にし、真の三次元仮想音源配置を提供する。本発明は、特にＨＦ（高周波数）で豊かな仮想音源の効果的な後方配置を行う場合に特に有用であり、リスナーに向上した三次元音響を提供する。これは非常に簡単な方法で実現されるが、効果的である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
最初に、説明上の理由で、図１２に示すように、リスナーに対する空間基準システムを定めるのが有用であり、図１２は単位ディメンション参照球により囲まれるリスナーの頭と肩を示す。
球を切断する水平面が、水平軸と一緒に図１２に示される。前後軸がＰ−Ｐ’で、側方軸がＱ−Ｑ’であり、両方共リスナーの頭の中心を通過する。ここでは従来と同じように選択される方位角は、前方極（Ｐ）から後方極（Ｐ’）に向かって測定され、リスナーの右側で正の値であり、左側で負の値である。例えば、右側の極Ｑ’は＋９０°の方位角であり、左側の極（Ｑ）は−９０°である。後方極Ｐ’は＋１８０°（すなわち−１８０°）にある。中間面(median plane)は、（軸Ｐ−Ｐ’に沿って走る）前後方向に垂直にリスナーの頭を２等分する。仰角は、水平面から直接上側に（又は適宜下側に）直接測定される。
【００１７】
原理的には、２チャンネルの三次元音響信号は、英国特許GB2311706B号に記載されるように、（ａ）前方の１組のスピーカ（±３０°）；（ｂ）後方の１組のスピーカ（±１５０°）又は（ｃ）これらの両方のいずれかを通して効果的に再演できる。しかし、クロストークキャンセルを十分に効果的であるより少なくする時、貧弱なＬ−Ｒバランスのような前述の理由なため、仮想音源イメージはスピーカ位置に向かって移動するか、それらの位置の間及びスピーカの間で「不鮮明化(smeared out) 」される。極端な条件では、イメージは破壊して不明瞭になる。次の２つの例はこの点を説明する。
【００１８】
例１
例えば＋４５°の方位角にある前方の仮想音源が、もし±３０°にある従来の（前方）スピーカの組によって再生されるならば、そして上記のいずれかの理由のために最適な横断聴覚クロストークキャンセルより少なければ、音響イメージはスピーカ位置に引っ張られ、特に近耳スピーカ（すなわち右側のスピーカ位置：＋３０°）に引っ張られる。これは明らかに望ましくないが、＋４５°から＋３０°への位置的な「誤差」は相対的に小さい。しかし、仮想音源が後方の例えば＋１５０°にあるとすると、同様の効果が起きるが、「誤差」は非常に大きく（＋１５０°から＋３０°）、イメージを破壊させ、後方のイメージをリスナーの前方に引き出す。
【００１９】
例２
例えば＋１３５°の方位角にある後方の仮想音源が、もし±１５０°にある後方のスピーカの組によって再生されるならば（図６）、そして同様に最適な横断聴覚クロストークキャンセルより少なければ、音響イメージは同様にスピーカ位置に引っ張られ、特に近耳スピーカ（すなわち右側のスピーカ位置：＋１５０°）に引っ張られる。この場合、＋１３５°から＋１５０°への位置的な「誤差」は相対的に小さい。しかし、仮想音源が前方の例えば＋３０°にあるとすると、同様の効果が起きるが、「誤差」は非常に大きく（＋３０°から＋１５０°）、イメージを破壊させ、前方のイメージをリスナーの後方に引く。
【００２０】
上記の２つの例から、後方の仮想イメージを再生するには後方のスピーカの組の方が前方のそれよりよく、前方のイメージを再生するには前方のスピーカの組の方が後方のそれよりよいと推論することができる。
しかし、ここで三番目の方法を考察する。この方法は、前方と後方の組を一緒に、同じ音量で、リスナーから同じだけ離れて使用する。これらの条件では、最適な横断聴覚クロストークキャンセルが少ない時に、音響イメージは前方と後方の両方のスピーカ位置に引っ張られ、その結果としての音響イメージの破壊は混乱して曖昧になる。
【００２１】
これらの不満足な方法に対して、本発明はこの「イメージ引っ張り」効果を利用し、前方仮想音源を選択的に前方スピーカの組に向け、後方仮想音源を選択的に後方スピーカの組に向ける。その結果、もしクロストークキャンセルが適当な量より少なければ、仮想音源は破壊されるよりむしろ正しい半球内に引かれる。このように向けるのは、例えば、各仮想音源の方位角を使用して前方と後方のスピーカにそれぞれ送るＬ−Ｒ信号の組の比率を決定するアルゴリズムによって実現される。説明は次の通りである。
【００２２】
ａ）図７に示すような４スピーカ構成が水平面に配置され、スピーカは中間面に対して対称に、±３０°と±１５０°で配置される。（これらのパラメータはもちろん各種の異なる聴取配置に合うように選択できる。
ｂ）左チャンネル信号源は、それぞれ前方と後方のゲイン制御手段の後に、前方と後方の横断聴覚クロストークキャンセル手段を介して、左側の両方のスピーカに送られる。
【００２３】
ｃ）右側チャンネル信号源は、それぞれ前方と後方のゲイン制御手段の後に、前方と後方の横断聴覚クロストークキャンセル手段を介して、右側の両方のスピーカに送られる。
ｄ）前方と後方のゲイン制御手段は、望ましくは前方と後方の両方の要素に対して全体で単位ゲイン（又はその付近）を提供するように、同時に相補的制御され、もし音イメージの位置がリスナーの回りを移動するなら、音響強度における変化がほとんど又は全く知覚されない。
【００２４】
本発明の概略図が図８に示される。（明確にするために、以下に説明するように単一の音源が示されるが、もちろん後述するように、実際にはマルチ音源が使用される。）図８を参照すると、信号処理は次のように行われる。
１．音源は図１の詳細に従ってＨＲＴＦ「双聴覚用配置」フィルタに送られ、次の処理のためのＬチャンネルとＲチャンネルの両方を生成する。
【００２５】
２．ＬチャンネルとＲチャンネルの組は、（ａ）前方ゲイン制御手段と、（ｂ）後方ゲイン制御手段に送られる。
３．前方と後方のゲイン制御手段は、それぞれ前方と後方のチャンネルの組のゲインを制御し、ある特定のゲイン要因は前方のＬとＲのチャンネルの組に等しく印加され、他の特定のゲイン要因は後方のＬとＲのチャンネルの組に等しく印加される。
【００２６】
４．前方ゲイン制御手段のＬとＲの出力は、前方クロストークキャンセル手段に送られ、そこから各前方スピーカを駆動する。
５．後方ゲイン制御手段のＬとＲの出力は、後方クロストークキャンセル手段に送られ、そこから各後方スピーカを駆動する。
６．前方と後方のゲイン制御手段の各ゲインは、簡単なあらかじめ定められたアルゴリズムに従って、仮想音源の方位角により決定されるように制御される。
【００２７】
７．前方と後方のゲイン制御手段の各ゲインの和は、典型的には単位量である。（しかし、もし個人的な好みが前方又は後方のバイアスされた効果を要求するのであれば、そうである必要はない。）
もし多重音源が本発明に従って生成されるならば、各音源は図８に示した信号経路に従ってＴＣＣステージまで個別バイアスの上に取り扱われなければならず、すべての音源からのそれぞれの右前方、左前方、右後方及び左後方信号は、合計されなければならず、そして（図８の）ノードＦＲ、ＦＬ、ＲＲ及びＲＬで前方と後方の各ＴＣＣステージに送られる。
【００２８】
前方と後方のゲイン制御手段の方位角依存性を制御するアルゴリズムとして使用できる方法は非常に多くの種類がある。全体としての効果は、方位角依存方法における前方と後方のスピーカ間で非常に曖昧になるため、以下の例では説明的な語「クロス減衰(crossfade) 」を使用する。これらの例では、もっとも有用なアルゴリズムの変形例を示すように選択されたもので、（ａ）線型性、（ｂ）クロス減衰領域、（ｃ）クロス減衰係数(modulus) の３つの主要因を示し、図９、図１０及び図１１に示される。
【００２９】
図９の（ａ）は、もっとも簡単なクロス減衰アルゴリズムを示し、そこでは前方ゲイン要因は０°で単位量であり、方位角に従って１８０°でゼロになるように線型に減少する。後方ゲイン要因はこの逆の関数である。方位角９０°では、前方と後方のゲイン要因の両方が等しい（０．５）。
図９の（ｂ）は、図９の（ａ）に類似した線型のクロス減衰アルゴリズムを示すが、最初のクロス減衰が９０°であるように選択される。従って、前方ゲンイ要因は、０°と９０°の間では単位量であり、方位角に従って１８０°でゼロになるように線型に減少する。同様に、後方ゲイン要因はこの逆の関数である。
【００３０】
図１０の（ａ）は、図９の（ｂ）に類似したアルゴリズムを示すが、後方チャンネルに対するクロス減衰が８０％に制限される。従って、前方ゲイン要因は０°と９０°の間で単位量であり、方位角に従って１８０°で０．２になるように線型に減少する。同様に、後方ゲイン要因はこの逆の関数である。
図１０の（ｂ）は、クロス減衰関数が非線型である以外は図９の（ａ）のフォーマットに少し類似したフォーマットを示す。増加する余弦(cosine)関数がクロス減衰に使用され、（例えば、前の例で０°から１８０°に渡って変化する時に）クロス減衰の変化率が突然反転するといった突発遷移点がないという利点がある。
【００３１】
図１１の（ａ）は、（図９の（ｂ）の線型方法に類似した）クロス減衰の開始点が９０°の非線型クロス減衰を示し、図１１の（ｂ）は、（図１０の（ａ）に類似した）８０％に制限された類似の非線型クロス減衰を示す。
上記の例では、前方と後方のゲイン制御手段の方位角依存性を制御するアルゴリズムは、方位角の関数であり、仰角には依存していなかった。しかし、このようなアルゴリズムは、仰角が高い時に仮想音源の位置における小さな変化が前方と後方のスピーカに送られるゲインにおける大きな変化になり得るという欠点を有する。このため、両方の角度の関数としてゲインがスムーズに（すなわち、連続して）変化するアルゴリズムを使用することが望ましい。例として、Φを仰角、θを方位角とする、ｆ（Φ，θ）＝（１−ｃｏｓ（θ）ｃｏｓ（Φ））／２を使用できる。
【００３２】
前方と後方の横断聴覚クロストークキャンセル・パラメータは、もし望むならば非相補的に定められる角度に適合するように別々に構成できる。例えば、前方は±３０°で、後方は１５０°以外の±１２０°である。
前方と後方の横断聴覚クロストークキャンセル・パラメータは、もし望むならば、ここで参照する出願人が出願中の英国特許出願第9816059.1 号と米国特許出願第09/185,711号に記載されるように、リスナーと後方スピーカの間及びリスナーと前方スピーカの間の異なる距離に適合するように、別々に構成できる。
【００３３】
全３６０°をカバーするヘッド応答伝達関数（ＨＲＴＦ）の組を使用できるが、前方と後方の両方の半球で前方半球ＨＲＴＦを使用すると、記憶空間又は処理パワーを少なくできるという利点がある。これは、後方に位置した音源は後方のスピーカを介して再演され、従ってもし後方用の半球ＨＲＴＦが使用されるならば必要な２倍のスペクトル変形が生成されるためであり、リスナーの頭はＨＲＴＦにより導入されるものに加えてその固有の後方スペクトル変形を提供するためである。従って、リスナーの好ましい位置の後ろの（１８０−θ）°の方位角に望ましい位置を有する音源のためのヘッド応答伝達関数は、リスナーの好ましい位置の前の所定のθ°の方位角に望ましい位置を有する音源のためのヘッド応答伝達関数と実質的に同一であることが望ましく、方位角１５０°が望ましい位置であるＨＲＴＦも方位角３０°のＨＲＴＦと実質的に同一であるなどである。
【００３４】
本発明は、図８に示した構成を作る時に適当なゲインとＴＣＣステージを付加するだけで、付加的なスピーカの組で動作するように構成できる。更に、各音源用の単一双聴覚配置ステージだけが必要であり、現在のところ各ＴＣＣステージは各ゲインステージからの寄与の和である。例えば、側方の±９０°に位置する第３のスピーカの組（すなわち全部で６個作る）は、付加的な双聴覚配置ステージを必要とせず、各音源のゲインステージの１つの余分な組及び付加的なスピーカの組用の単一の余分なＴＣＣステージが必要で、適当な角度（この例では９０°）と距離で構成される。
【００３５】
通常のステレオ供給又はマルチチャンネル・サラウンド音響供給を、本発明により提供される配置された音源と組み合わせることが望まれる場合がある。これを実現するには、本発明により提供される各スピーカの信号を、単にスピーカに送られる前の他の音源からの信号に加えて、望ましい組合せを生成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＨＲＴＦに基づく信号処理“双聴覚用配置”を使用する仮想音源を配置する従来の方法の概略表現を示す図である。
【図２】従来の２スピーカ聴取配置を示す図である。
【図３】直接音経路（Ｓ）と横断聴覚クロストーク経路（Ａ）を示す２スピーカ構成に関係する伝達関数を示す図である。
【図４】典型的な横断聴覚クロストークキャンセル機構を示す図である。
【図５】スピーカで仮想音源を再生する横断聴覚クロストークキャンセル処理の使用を示す図である。
【図６】後方２スピーカ聴取配置を示す図である。
【図７】４スピーカ聴取配置を示す図である。
【図８】空間依存のクロス減衰を有する４スピーカシステムを示す図である。
【図９】空間依存クロス減衰関係を示す図である。
【図１０】空間依存クロス減衰関係を示す図である。
【図１１】空間依存クロス減衰関係を示す図である。
【図１２】リスナーに対する空間基準システムを示す図である。
Claims (9)
- リスナーの好ましい位置の前に配置された前方スピーカの組と、前記好ましい位置の後ろに配置された後方スピーカの組とを有するシステムを使用する三次元音場を合成する方法であって、
ａ）前記三次元音場における前記好ましい位置に対する配置された音源の望ましい位置を決定し、
ｂ）前記三次元音場における前記配置された音源に対応する左チャンネルと右チャンネルとを備える双聴覚用信号の組を提供し、
ｃ）前方信号ゲイン制御手段と後方信号ゲイン制御手段とを使用して前記双聴覚用信号の組の前記左チャンネル信号のゲインを制御して、各ゲイン制御された左前方と左後方の信号をそれぞれ提供し、
ｄ）前方信号ゲイン制御手段と後方信号ゲイン制御手段とを使用して前記双聴覚用信号の組の前記右チャンネル信号のゲインを制御して、各ゲイン制御された右前方と右後方の信号をそれぞれ提供し、
ｅ）前方信号ゲインの後方信号ゲインに対する比率を、前記好ましい位置に対する前記配置された音源の望ましい位置の関数として制御し、及び
ｆ）それぞれの横断クロストーク補償手段を使用して、ゲイン制御された前方信号の組と後方信号の組上で横断クロストーク補償を実行し、これらの補償された信号の組を使用して使用中の対応するスピーカを駆動する方法。 - 請求項１に記載の方法であって、
前記ｅ）のステップでは、前方信号ゲインの後方信号ゲインに対する比率は、前記配置された音源の前記好ましい位置に対する方位角から決定される方法。 - 請求項１に記載の方法であって、
前記ｅ）のステップでは、前方信号ゲインの後方信号ゲインに対する比率は、前記配置された音源の前記好ましい位置に対する方位角の連続した関数である方法。 - 請求項１に記載の方法であって、
前記ｅ）のステップでは、前方信号ゲインの後方信号ゲインに対する比率は、前記配置された音源の前記好ましい位置に対する方位角と仰角の両方の連続した関数である方法。 - 請求項１から４のいずれか１項に記載の方法であって、
前記双聴覚用信号の組は、モノフォニック信号をヘッド応答伝達関数を組み込んだフィルタ手段を通過させることにより提供される方法。 - 請求項５に記載の方法であって、
前記リスナーの好ましい位置の前の所定の方位角θ°に望ましい位置を有する配置された音源を提供するヘッド応答伝達関数は、前記リスナーの好ましい位置の後ろの方位角（１８０−θ）°に望ましい位置を有する配置された音源を提供するヘッド応答伝達関数と実質的に同一である方法。 - それぞれが音源に対応する複数の信号が請求項１から６のいずれか１項に記載の方法で合成され、各信号のそれぞれのチャンネルは一緒に合計されて、次に横断聴覚用クロストーク補償される組み合わされた前方信号の組と組み合わされた後方信号の組とを与える方法。
- 請求項１から７のいずれか１項に記載の方法であって、
前記スピーカは、付加的な複数チャンネルオーディオ信号を提供するように同時に使用され、この付加的な信号は前記横断聴覚用クロストーク補償された信号に加えられ、各スピーカに送られる方法。 - 請求項１から８のいずれか１項に記載の方法を実行するようにプログラムされたコンピュータシステムを含む装置。
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