JPH05227600A - 標準再生装置 - Google Patents

標準再生装置

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JPH05227600A
JPH05227600A JP4024886A JP2488692A JPH05227600A JP H05227600 A JPH05227600 A JP H05227600A JP 4024886 A JP4024886 A JP 4024886A JP 2488692 A JP2488692 A JP 2488692A JP H05227600 A JPH05227600 A JP H05227600A
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JP
Japan
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digital filter
coefficient
frequency
microphone
coefficient value
Prior art date
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JP4024886A
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English (en)
Inventor
良明 ▲高木▼
Yoshiaki Takagi
Takeshi Miyagawa
猛 宮川
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 抑圧できない周波数におけるクロストーク成
分の影響を回避することができる標準再生装置を提供す
ること。 【構成】 ダミーヘッドマイクロホン101と、A/D
変換器102、112と、再生系の伝達関数を補正する
ためのデジタルフィルタ208、209、210、21
1と、D/A変換器104と、増幅器106と、スピー
カ107と、マイクロホン109と、インパルス信号発
生機能を有する伝達関数測定装置111と、FFT装置
113と、フィルター係数値算出装置114と、逆FF
T装置115と、シミュレーション装置116と、クロ
ストーク成分測定装置118と、デジタルフィルターの
係数値修正装置119とを設け、シミュレーション結果
を利用してデジタルフィルターの伝達特性を修正する標
準再生装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、標準再生装置、特にダ
ミーヘッドマイクロホンを用いて録音し、再生系の伝達
関数を補正するデジタルフィルターを通した後に、スピ
ーカを用いて再生を行なうことにより、ダミーヘッドマ
イクロホンの両耳位置の音圧を受聴者の両耳位置に再現
する標準再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、デジタルフィルターによって構成
されたネットワークを用いて音場を制御する方式が採ら
れる場合がある。このような音場制御方式による標準再
生装置の一従来例が図3に示されている。
【0003】図3において、符号301はダミーヘッド
マイクロホン、302はダミーヘッドマイクロホン30
1の出力側に接続されたA/D変換器である。A/D変
換器302には標準再生ネットワーク303が接続さ
れ、この標準再生ネットワーク303にはD/A変換器
304が接続され、さらにD/A変換器304には測定
−再生切替スイッチ305が接続されている。測定−再
生切替スイッチ305ではD/A変換器304からの信
号とスピーカ・マイクロホン選択スイッチ310からの
信号を選択することができる。測定−再生切替スイッチ
305は増幅器306に接続され、この増幅器306の
出力はスピーカ307に接続されている。受聴者308
の外耳道入口にマイクロホン309を置き、このマイク
ロホン309の出力はスピーカ・マイクロホン選択スイ
ッチ310に接続される。スピーカ・マイクロホン選択
スイッチ310の出力は伝達関数測定装置311に接続
されている。そして、伝達関数測定装置311の出力側
は係数値算出装置312に接続され、この係数値算出装
置312の出力はデジタルフィルターの係数として標準
再生ネットワーク303に入力される。
【0004】図4は従来例における伝達関数の関係を示
したものである。図4において符号401は標準再生ネ
ットワーク303の左チャンネル入力端子、402は標
準再生ネットワーク303の右チャンネル入力端子であ
る。408、409、410、411は、それぞれ標準
再生ネットワーク303を構成するデジタルフィルター
である。403および404はスピーカである。405
は受聴者の頭部であり、406は受聴者の左耳を、40
7は受聴者の右耳をそれぞれ示している。伝達関数41
2は403から406までの伝達特性であり、伝達関数
413は403から407までの伝達特性であり、41
4は404から406までの伝達特性であり、伝達関数
415は404から407までの伝達特性である。
【0005】このような標準再生装置における動作を説
明すると、はじめに測定−再生切替スイッチ305が測
定側、すなわちスピーカ・マイクロホン選択スイッチ3
10側に設定する。この場合、伝達関数測定装置311
によって出力されたインパルス信号は、増幅器306に
より増幅された後、スピーカ307により出力される。
また、受聴者の外耳道入口に置かれたマイクロホン30
9によって受聴者の耳の位置での応答を検出し、伝達関
数測定装置311は増幅器306からマイクロホン30
9までのインパルス応答を出力する。このとき、スピー
カ・マイクロホン選択スイッチ310を切り替えること
により、伝達特性412、413、414、415がそ
れぞれ測定でき、伝達関数測定装置311の出力は係数
値算出装置312に入力される。ここで、図4における
伝達特性を周波数領域で表現したものを(表1)に示
す。
【0006】
【表1】
【0007】この表のように定めるとき、係数値算出装
置312では、 CL=−LO/(LS×RS−LO×RO) CR=−RO/(LS×RS−LO×RO) TL=RS/(LS×RS−LO×RO) TR=LS/(LS×RS−LO×RO) という処理が行なわれ、係数値算出装置312の出力は
標準再生ネットワーク303を構成するデジタルフィル
ターの係数となる。
【0008】次に、測定−再生切替スイッチ305が再
生側、すなわちD/A変換器304側に設定される場合
についてみる。この場合、ダミーヘッドマイクロホン3
01によって収録された音声信号が、A/D変換器30
2でデジタル信号に変換され、前記の手法により求めら
れた係数を持つデジタルフィルターにより構成された標
準再生ネットワーク303で再生系の伝達特性が補正さ
れ、スピーカ307より出力される。
【0009】以上の動作により、図4における左スピー
カ403から出力されて右耳407に入る音と、右スピ
ーカ404から出力され左耳406に入る音をクロスト
ーク成分と呼ぶが、これらの伝達特性413、414が
それぞれ抑圧され、伝達特性412と伝達特性415が
それぞれ1となる。そのため、図3におけるダミーヘッ
ドマイクロホン301の左耳における音を受聴者308
の左耳に、またダミーヘッドマイクロホン301の右耳
における音を受聴者308の右耳に再現することができ
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の標準再生装置にあっては、前記の手法で求め
たときのデジタルフィルター408、409、410、
411に対応するフィルターを用いた場合は、受聴点に
おける周波数振幅特性にピークを持つ場合があるため、
クロストーク成分を抑圧できない周波数があった。
【0011】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、抑圧できない周波数におけるクロスト
ーク成分の影響を回避することができる標準再生装置を
提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、標準再生装置に、シミュレーション装置
と、クロストーク成分測定装置と係数値修正装置とを設
け、デジタルフィルターの係数の特徴は保存したまま、
抑圧できない周波数におけるクロストーク成分の影響を
回避するようにしたことを要旨とする。
【0013】
【作用】本発明は前記構成により、シミュレーションを
実施し、その結果からクロストーク抑圧量の小さい周波
数を検出し、その周波数に対応するデジタルフィルター
の伝達特性を修正することにより、受聴点におけるクロ
ストーク成分のピークを抑圧することができきる。
【0014】
【実施例】以下、本発明による標準再生装置の一実施例
を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例を
示すブロック図である。この図において、符号101は
ダミーヘッドマイクロホン、102はダミーヘッドマイ
クロホン101の出力側に接続されたA/D変換器であ
る。A/D変換器102には標準再生ネットワーク10
3が接続され、この標準再生ネットワーク103にはD
/A変換器104が接続され、さらにD/A変換器10
4には測定−再生切替スイッチ105が接続されてい
る。測定−再生切替スイッチ105ではD/A変換器1
04からの信号とスピーカ・マイクロホン選択スイッチ
110からの信号を選択することができる。測定−再生
切替スイッチ105は増幅器106に接続され、この増
幅器106の出力はスピーカ107に接続されている。
受聴者108の外耳道入口にマイクロホン109を置
き、このマイクロホン109の出力はスピーカ・マイク
ロホン選択スイッチ110に接続される。
【0015】スピーカ・マイクロホン選択スイッチ11
0の出力は伝達関数測定装置111に接続されている。
伝達関数測定装置111はインパルス信号発生手段とし
ての機能を合わせ持ち、その出力側はA/D変換器11
2に接続され、このA/D変換器112の出力はFFT
装置113とシミュレーション装置116に接続されて
いる。FFT装置113の出力側はフィルター係数値を
演算で求める係数値算出装置114に接続され係数値算
出装置114の出力側はFFT装置115と係数値修正
装置119に接続される。FFT装置115の出力はシ
ミュレーション装置116に入力される。シミュレーシ
ョン装置116の出力側はFFT装置117に接続さ
れ、またFFT装置117の出力側はクロストーク成分
測定装置118に接続されている、クロストーク成分測
定装置118の出力側はデジタルフィルターの係数値を
補正する係数値修正装置119に接続され、またこの係
数値修正装置119の出力側は逆FFT装置120に接
続されている。逆FFT装置120の出力はデジタルフ
ィルターの係数として標準再生ネットワーク103に入
力される。
【0016】図2はこの実施例における伝達関数の関係
を示したものである。図2において符号201は標準再
生ネットワーク103の左チャンネル入力端子、202
は標準再生ネットワーク103の右チャンネル入力端子
である。208、209、210、211は、それぞれ
標準再生ネットワーク103を構成するデジタルフィル
ターである。203および204はそれぞれ左右のスピ
ーカである。205は受聴者の頭部であり、206は受
聴者の左耳を、207は受聴者の右耳をそれぞれ示して
いる。これら左耳206および右耳207は音声の入力
手段としての左右のマイクロホンとしてもよい。
【0017】212、213、214、215はそれぞ
れ頭部伝達関数を示す。伝達関数212は左スピーカ2
03から左耳206への伝達特性を表し、伝達関数21
3は左スピーカ203から右耳207への伝達特性を表
し、214は右スピーカ204から左耳206への伝達
特性を表し、伝達関数215は右スピーカ204から右
耳207への伝達特性を表す。
【0018】次に、この実施例に係る標準再生装置にお
ける動作を説明すると、はじめに測定−再生切替スイッ
チ105が測定側、すなわちスピーカ・マイクロホン選
択スイッチ110側に設定される。この場合、伝達関数
測定装置111によって発生されたインパルス信号は、
増幅器106により増幅された後、スピーカ107に入
力される。スピーカ107の出力は受聴者の外耳道入口
に置かれたマイクロホン109に入力され、このマイク
ロホン109の出力が伝達関数測定装置111に入力さ
れる。伝達関数測定装置111は増幅器106からマイ
クロホン109までのインパルス応答を求め、出力す
る。このとき、スピーカ・マイクロホン選択スイッチ1
10を切り替えることにより、図2に示す伝達関数21
2、213、214、215の伝達特性がそれぞれ測定
でき、伝達関数測定装置111の出力はA/D変換器1
12に入力され、デジタル信号に変換される。A/D変
換器112の出力はFFT装置113に入力され、周波
数領域に変換された後に係数値算出装置114に入力さ
れる。ここで、図2における伝達特性を周波数領域で表
現したものを(表2)に示す。
【0019】
【表2】
【0020】この表のように定めるとき、係数値算出装
置114では、 CL=−LO/(LS×RS−LO×RO) CR=−RO/(LS×RS−LO×RO) TL=RS/(LS×RS−LO×RO) TR=LS/(LS×RS−LO×RO) という処理が行なわれる。係数値算出装置114の出力
は、逆FFT装置115に入力され、時間領域の値に変
換され、シミュレーション装置116に入力される。ま
た、A/D変換器112の出力もシミュレーション装置
116に入力され、シミュレーション装置116でA/
D変換器112の出力と逆FFT装置115の出力の畳
み込み演算を行ない、図2における, 201から206への伝達特性、S(LL)=TL×LS+
CL×RO 201から207への伝達特性、S(LR)=TL×LO+
CL×RS 202から206への伝達特性、S(RL)=TR×RO+
CR×LS 202から207への伝達特性、S(RR)=TR×RS+
CR×LO を算出する。シミュレーション装置116の出力はFF
T装置117によって周波数領域の値に変換された後、
クロストーク成分測定装置118に入力される。クロス
トーク成分測定装置118は、 S(LL)−S(LR) の値が規定値S(th)より小さい周波数、および、 S(RR)−S(RL) の値が規定値S(th)より小さい周波数を係数値修正装置
119に出力する。また、係数値算出装置114の出力
も係数値修正装置119に入力され、この係数値修正装
置119でクロストーク成分測定装置118の出力する
値を指標にして、係数値算出装置114の出力値を修正
する。ここでは、係数値算出装置114から係数値修正
装置119へ入力されるデータをTL1、CL1、CR
1、TR1とし、係数値修正装置119の出力をTL
2、CL2、CR2、TR2とする。係数値修正装置1
19で行なう係数の修正法として、以下の2つの手法が
挙げられる。
【0021】第1の手法は、振幅特性を制御する手法で
ある。この手法では、S(LL)−S(LR)<S(th)となる周
波数で、TL2=0、CL2=0とし、S(LL)−S(LR)
≧S(th)となる周波数で、TL2=TL1、CL2=C
L1とする。同様に、S(RR)−S(RL)<S(th)となる周
波数で、TR2=0、CR2=0とし、S(RR)−S(RL)
<S(th)となる周波数で、TR2=TR1、CR2=C
R1とする。
【0022】係数値修正装置119がこのような動作を
行なうことにより、問題となる周波数における全ての係
数の周波数振幅特性が零となりクロストーク成分におい
てピークの生じるような周波数の音を発生させないこと
が可能となる。また、この場合、スルー成分もディップ
となるが、人間の感覚は周波数領域における細かいピー
クには敏感であるが、細かいディップに対しては鈍感で
あるために、聴覚上影響は無視することができる。
【0023】第2の手法は、係数の位相を制御する手法
である。図2において、受聴者の左耳206に着目した
場合、左耳206における信号は、伝達特性212を通
る信号と伝達特性214を通る信号の和である。シミュ
レーションの結果、左耳206においてピークが存在す
る場合、伝達特性212を通る信号と伝達特性214を
通る信号が同位相となっている確立が極めて高い。この
場合、S(LL)−S(LR)<S(th)となる周波数で(数1)
とし、S(LL)−S(LR)≧S(th)となる周波数では(数
2)とする。同様に、S(RR)−S(RL)<S(th)となる周
波数で(数3)とし、S(RR)−S(RL)<S(th)となる周
波数では(数4)とする。
【0024】
【数1】
【0025】
【数2】
【0026】
【数3】
【0027】
【数4】
【0028】係数値修正装置119において前記のよう
な動作を行なうことにより、伝達特性214を通る信号
の位相を伝達特性212を通る信号の位相に対し逆位相
となるよう係数値を修正し、係数の周波数振幅特性を変
えることなく、クロストーク成分のピークを抑圧するこ
とが可能となる。この結果、図2において左入力端子2
01から受聴者の左耳206までの伝達関数TL2×L
S+CL2×RO、および右入力端子204から受聴者
の右耳207までの伝達関数TR2×RS+CR2×L
Oの周波数振幅特性、周波数位相特性も変化するが、一
般的に係数CL、係数CRの大きさは、係数TL、係数
TRの大きさに比べて小さいために、その影響は無視す
ることができる。
【0029】以上の手法により求められたフィルターの
係数値は、逆FFT装置120で時間領域の値に変換さ
れた後に、標準再生ネットワーク103を構成するデジ
タルフィルターの係数値として組み込まれる。次に測定
−再生切替スイッチ105を再生側、すなわちD/A変
換器104側に設定する、ダミーヘッドマイクロホン1
01によって収録された音声信号はA/D変換器102
によってデジタル信号に変換され、標準再生ネットワー
ク103によって再生系の伝達特性が補正される。標準
再生ネットワーク103の出力はD/A変換器104に
入力され、アナログ信号に変換された後、増幅器106
で増幅され、スピーカ107より出力される。
【0030】このように、この実施例によれば、シミュ
レーションによってクロストーク抑圧量を測定し、クロ
ストークの抑圧量が小さいと判定された周波数に対応す
るデジタルフィルターの伝達特性を修正することによ
り、クロストーク成分の抑圧が可能となり、しかも問題
となるピーク以外の特性を保存することができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シミュレーションにより補正後のクロストーク成抑圧量
を測定し、その結果から修正されたフィルター係数を持
つ音場制御を行なうため、全ての周波数帯域においてク
ロストーク成分の抑圧が可能であるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による標準再生装置の一実施例を示すブ
ロック図
【図2】前記実施例における伝達関数の関係を示すブロ
ック図
【図3】従来の標準再生装置の一例を示すブロック図
【図4】従来における伝達関数の関係を示すブロック図
【符号の説明】
101 ダミーヘッドマイクロホン 102、112 A/D変換器 103 標準再生ネットワーク 104 D/A変換器 105 測定−再生切替スイッチ 106 増幅器 107、203、204 スピーカ 108 受聴者 109 マイクロホン 110 スピーカ・マイクロホン選択スイッチ 111 伝達関数測定装置 113、117 FFT装置 114 係数値算出装置 115 逆FFT装置 116 シミュレーション装置 118 クロストーク成分測定装置 119 係数値修正装置 201、202 入力端子 205 受聴者の頭部 206 左耳 207 右耳 208、209、210、211 デジタルフィルター 212、213、214、215 頭部伝達関数

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダミーヘッドマイクロホンと、A/D変
    換器と、再生系の伝達関数を補正するためのデジタルフ
    ィルタと、D/A変換器と、、増幅器と、スピーカと、
    マイクロホンと、インパルス信号発生機能を有する伝達
    関数測定装置と、FFT装置と、フィルター係数値算出
    装置と、逆FFT装置と、シミュレーション装置と、ク
    ロストーク成分測定装置と、デジタルフィルターの係数
    値修正装置とを設け、シミュレーション結果を用いてデ
    ジタルフィルターの伝達特性を修正することを特徴とす
    る標準再生装置。
  2. 【請求項2】 デジタルフィルターの伝達特性修正手段
    として、デジタルフィルターの係数をFFTし、修正し
    たい周波数における全ての係数の周波数振幅特性を零に
    変換し、逆FFTして係数を修正することを特徴とする
    請求項1記載の標準再生装置。
  3. 【請求項3】 デジタルフィルターの伝達特性修正手段
    として、デジタルフィルターの係数をFFTし、修正し
    たい周波数におけるクロストーク側の係数の周波数位相
    特性を反転し、逆FFTして係数を修正することを特徴
    とする請求項1記載の標準再生装置。
JP4024886A 1992-02-12 1992-02-12 標準再生装置 Pending JPH05227600A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0912077A2 (en) * 1994-02-25 1999-04-28 Henrik Moller Binaural synthesis, head-related transfer functions, and uses therof

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