JP4530400B2 - 高臨場感音響受聴装置 - Google Patents

Description

この発明は、高臨場感音響受聴装置に関し、特に、バイノーラル録音されていない音源を用いてバイノーラル録音された音源と同等の高臨場感で受聴することができる高臨場感音響受聴装置に関する。

電話の様な個人性の高い情報伝達の場面においては、ヘッドホンの様な他者に傍聴されにくい受聴装置を用いた受聴環境を実現することが好ましい。ヘッドホンを用いた高臨場感音響受聴装置を構築する場合、頭部伝達関数と呼ばれる受聴者の頭部形状に由来する個人的な音響特性を考慮することが重要であり、予めバイノーラル録音された音源を準備しておいてこれを用いることが一般的である(非特許文献１ 参照)。
大賀寿郎、山崎芳男、金田豊、"音響システムとディジタル処理"、電子情報通信学会、１９９５。

バイノーラル録音再生装置においては、事前に受聴者固有の頭部伝達関数を考慮したバイノーラル録音が行われている必要がある。そして、特定の個人の頭部伝達関数を考慮したバイノーラル録音によって作成された音源を、他の人間に使用することができる音源に加工することは困難である。また、平均的な頭部形状を有する一般に市販されているダミーヘッドを用いたバイノーラル録音においては、頭部形状の個人性が十分に反映されないことに起因する臨場感の喪失という問題がある。

この発明は、受聴者頭部伝達関数に近似する頭部伝達関数を有するダミーヘッドを受聴装置に組み込むことで、バイノーラル録音されていない音源をバイノーラル録音された音源と同等の高臨場感で受聴することができる、上述した問題を解消した高臨場感音響受聴装置を提供するものである。

本発明は、防音されたケース内に配置され、ケース内の任意の位置に位置決めされるスピーカを有する音源提示部を具備し、
受聴者の頭部伝達関数に近似する頭部伝達関数を有し、受聴者の頭部運動に同期追従して駆動され、両耳の外耳道入口の位置にマイクロフォンが配置され、同様に防音されたケース内に配置されるダミーヘッドを有する集音部を具備し、
スピーカから再生放射されるバイノーラル録音されていない音響信号を前記ダミーヘッドの両耳の外耳道入口に取り付けられたマイクロフォンにより集音した音響信号を伝送する通信部と、受聴者に装着されて伝送された音響信号を入力して音響を再生出力するヘッドホンを有する音響提示部を具備し、
受聴者の頭部に取り付けた運動センサと、受聴者の頭部位置情報をリアルタイムに測定する頭部運動測定装置を主要部とする頭部運動測定部を具備し、
前記集音部は、頭部運動測定部により測定された頭部運動の情報を伝送されるダミーヘッド制御部と、前記防音されたケースの外側に配置され、ダミーヘッド制御部からの制御情報により受聴者の頭部運動に同期追従してダミーヘッドを駆動するダミーヘッド駆動部とを有する。

本発明はさらに、
前記音源提示部は、スピーカを可動式スピーカとし、更に、スピーカに音響信号を送信する音響信号記録装置と、スピーカの位置を制御するスピーカ位置制御装置と、スピーカ位置制御装置に音源位置情報および音源運動情報を送信する音源位置・運動記録装置とを有する。

この発明により、バイノーラル録音されていない一般の音源を用いて、高臨場感を伴う受聴環境を構成することができる。この効果は、バイノーラル録音されていない音響信号を再生する可動式スピーカ１と、受聴者１０の頭部の動きに連動し、マイクロフォン４ａ、ｂを両耳の位置に有し、受聴者１０の頭部形状を模擬したダミーヘッド３と、可動式スピーカ１とダミーヘッド３とが設置されたケース２と、受聴者１０の頭部の動きを検出する頭部運動測定装置７と、受聴者１０の頭部の動きをダミーヘッド３に伝えるダミーヘッド制御部８と、マイクロフォン４ａ、ｂにより集音された音響信号を受聴者１０に付与されたヘッドフォン６とより成る構成により奏される。

この発明は、受聴者１０の頭部伝達関数に近似する頭部伝達関数を有するダミーヘッド３を構成し、このダミーヘッド３を受聴者１０の頭部運動に同期して駆動し、ダミーヘッド３の両耳の外耳道入口の位置にマイクロフォン４ａ、ｂを配置し、集音された音響信号をマイクロフォン４から通信部５を介してヘッドホン６の伝送、再生することにより、ダミーヘッド３の頭部伝達関数がと完全には等しくない場合も、高臨場感の受聴環境を実現することができる。

図１の実施例を参照して発明を実施するための最良の形態を説明する。
音源提示部Ｓは、音源を構成するスピーカ１と、スピーカ１に音響信号を送信する音響信号記録装置１１と、スピーカ１の位置を制御するスピーカ位置制御装置１３と、スピーカ位置制御装置１３に音源位置情報および音源運動情報を送信する音源位置・運動記録装置１２により構成されている。スピーカ１としては、特に可動式スピーカが使用される。

集音部Ｒは、ダミーヘッド３と、ダミーヘッド３の耳部に取り付けられたマイクロフォン４と、ダミーヘッド３および可動式スピーカ１を収容するケース２と、ダミーヘッド３を駆動するダミーヘッド駆動部９と、ダミーヘッド駆動部９を制御するダミーヘッド制御部８により構成されている。

頭部運動測定部Ｍは、受聴者１０の頭部の運動を測定する頭部運動測定装置７を主要部として構成されている。

音響提示部Ｈは、集音部Ｒの特にマイクロフォン４により得られた音響信号を受聴者１０に伝達する通信部５と、受聴者１０に装着されて音響信号を提示されるヘッドホン６により構成されている。この通信部５は、オーディオケーブル、無線伝送路、アンプその他の部材により構成される。

可動式スピーカ１の位置は受聴者１０がケース２内において任意に位置決めすることができる。受聴者１０と受聴者１０に提示される音源の位置との間の関係は、ダミーヘッド３と可動式スピーカ１との間の相対位置関係と等しい。また、音源位置・運動情報が音源位置・運動記録装置１２に記録されている場合、音源位置・運動記録装置１２の記録に基づいて、スピーカ位置制御装置１３により可動式スピーカ１の位置を制御することにより、音源を構成するスピーカ１の動きを含めた音場をケース２内に再現することができる。或いは、受聴者１０が自由に音源位置・運動情報を作成し、作成された音源位置・運動情報に基づいて可動式スピーカ１を制御するともできる。これにより、実際には起こらなかった音源の動きを自由に作成して体験することもできる。

可動式スピーカ１は音響信号記録装置１１から入力する音響信号を再生する。この再生された音響は、防音処理されたケース２内に設置されるダミーヘッド３の外耳道入口に取り付けられたマイクロフォン４により集音される。集音された音響信号は、オーディオケーブル、無線伝送路、アンプにより構成される通信部５を経由して受聴者１０に装着されるヘッドホン６に伝送され、ヘッドホン６を介して音響が受聴者１０に提示される。

頭部運動測定部Ｍの頭部運動測定装置７は受聴者１０の頭部位置情報をリアルタイムに測定する。頭部運動測定部Ｍとしては、受聴者１０の頭部運動情報をリアルタイムで測定することができ種々の装置を採用することができる。即ち、頭部運動測定装置７を含み、受聴者１０の頭部に磁気センサを運動センサとして取り付けて磁気的に頭部運動を測定し、或いは、受聴者１０の頭部に光源と反射材をセンサとして取り付けて反射光を測定することにより頭部運動を測定する。この他に、超音波センサ、或いは機械的センサを頭部に取り付けて頭部運動を測定する。ダミーヘッド駆動部９は、ダミーヘッド制御部８により測定された頭部位置情報に基づいて制御され、その結果、ダミーヘッド３は矢印により図示される如く受聴者１０の頭部運動に追従して動作する。

ダミーヘッド３が受聴者１０の頭部運動に同期して駆動されることにより、ダミーヘッド３の頭部伝達関数が受聴者１０の頭部伝達関数と完全には等しくない場合も、高臨場感の受聴環境を実現することができる。ここで、頭部運動測定装置７とダミーヘッド制御部８とダミーヘッド駆動部９とは、受聴者１０の頭部位置情報を測定してからダミーヘッド３を駆動する迄の遅延時間を小さくすべく設計すると好適である。

ダミーヘッド駆動部９の周囲を防音材により包囲するか、或いはダミーヘッド駆動部９をケース２の外側に配置することによりダミーヘッド駆動部９が発生する駆動音がダミーヘッド３に取り付けられているマイクロフォン４に伝達されることを防止している。また、ケース２を防音材により包囲し、ケース２内面を内部に反響を生起しないウレタンの様な吸音材により被覆する。

上述した通り、この発明は、音響信号を再生する集音装置Ｓの可動式スピーカ１とダミーヘッド３とをケース２の中に密閉状態で配置している。可動式スピーカ１は、音源位置・運動記録装置１２から供給される位置・運動情報に基づいて、スピーカ位置制御装置１３により位置制御され、この位置制御された状態で音響信号記録装置１１から入力される音響信号を再生する。可動式スピーカ１は音源の位置を考慮して配置され、可動式スピーカ１とダミーヘッド３の相対位置関係は、音源と受聴者１０の相対位置関係と一致する。ケース２は防音処理されている。ダミーヘッド３の頭部伝達関数は受聴者１０の頭部伝達関数に近似する特徴を有する。ダミーヘッド３の耳部の双方にはマイクロフォン４が挿入されており、可動式スピーカ１から再生放射される音響信号を外耳道入口の位置で集音する。集音された音響信号はマイクロフォン４から通信部５を介してヘッドホン６に伝達される。受聴者１０はヘッドホン６から再生出力される音響を受聴する。一方、受聴者１０の頭部運動は頭部運動測定装置７によりリアルタイムに測定される。測定された頭部運動の情報はダミーヘッド制御部８へ伝えられ、ダミーヘッド制御部８は、受聴者１０の頭部運動にダミーヘッド３の運動を同期させる制御を行う。制御信号がダミーヘッド制御部８からダミーヘッド駆動部９へと伝達され、ダミーヘッド駆動部９によりダミーヘッド３が駆動される。これらの構成により、受聴者１０は高臨場感を得ることができる。

実施例を説明する図。

符号の説明

１ スピーカ ２ ケース
３ ダミー ヘッド ４ マイクロフォン
５ 通信部 ６ ヘッドホン
７ 頭部運動測定装置 ８ ダミーヘッド制御部
９ ダミーヘッド駆動部 １０ 受聴者
１１ 音響信号記録装置 １２ 音源位置・運動記録装置
１３ スピーカ位置制御装置

Claims (2)

1. 防音されたケース内に配置され、ケース内の任意の位置に位置決めされるスピーカを有する音源提示部を具備し、
   受聴者の頭部伝達関数に近似する頭部伝達関数を有し、受聴者の頭部運動に同期追従して駆動され、両耳の外耳道入口の位置にマイクロフォンが配置され、同様に防音されたケース内に配置されるダミーヘッドを有する集音部を具備し、
   スピーカから再生放射されるバイノーラル録音されていない音響信号を前記ダミーヘッドの両耳の外耳道入口に取り付けられたマイクロフォンにより集音した音響信号を伝送する通信部と、受聴者に装着されて伝送された音響信号を入力して音響を再生出力するヘッドホンを有する音響提示部を具備し、
   受聴者の頭部に取り付けた運動センサと、受聴者の頭部位置情報をリアルタイムに測定する頭部運動測定装置を主要部とする頭部運動測定部を具備し、
   前記集音部は、頭部運動測定部により測定された頭部運動の情報を伝送されるダミーヘッド制御部と、前記防音されたケースの外側に配置され、ダミーヘッド制御部からの制御情報により受聴者の頭部運動に同期追従してダミーヘッドを駆動するダミーヘッド駆動部とを有する、
   ことを特徴とする高臨場感音響受聴装置。
2. 前記音源提示部は、スピーカを可動式スピーカとし、更に、スピーカに音響信号を送信する音響信号記録装置と、スピーカの位置を制御するスピーカ位置制御装置と、スピーカ位置制御装置に音源位置情報および音源運動情報を送信する音源位置・運動記録装置とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の高臨場感音響受聴装置。
   

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