JPH08502636A - 三次元音を生成するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 聴取者（１０）に対して第１の位置（Ｐ１）から第２の位置（Ｐ２）まで移動する物体と関連した三次元音を生成するための方法。本方法は、ドップラーシフト効果、ヘッドシャドウイング効果、音の周波数成分並びに音量に距離が及ぼす効果、及び、７−８ｋＨｚの範囲における人間の耳の自然感度の効果を包含する。本方法は、アナログ波形に変換され、そして、オーディオ信号を生成するために聴取者に三次元空間における音の位置に関する音列を提供するオーディオ信号を供給する一連のデジタル音サンプルを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 三次元音を生成するための方法 本特許文書の開示内容は、部分的に、著作権によって保護された資料を含む。 本著作権所有者は、特許文書または特許開示内容を米国特許及び登録商標局の特 許ファイル又は記録に記載されているままに複写することによる複製に関しては 拒否権を持たないが、それ以外の点については、あらゆる著作権を保有する。 関連用途に関するクロスリファレンス 本出願は、次に示す特許出願に関係する、即ち、 ここに同時出願されている発明者Ｍｉｃａｌ等による弁護士認可Ｎｏ．ＭＤＩ Ｏ４２２２ＰＣＴ特許出願Ｎｏ．ＰＣＴ／ＵＳ９２／０９３４９「オーディオ／ ビデオコンピュータアーキテクチャ」、及び、同じくここに同時出願されている 同一発明者による同一主題の米国特許出願Ｎｏ．Ｏ７／９７０，３０８。 ここに同時出願されている発明者Ｍｉｃａｌ等による弁護士認可Ｎｏ．ＭＤＩ Ｏ３０５０ＰＣＴ特許出願Ｎｏ．ＰＣＴ／ＵＳ９２／０９３４２「マルチライン 補間法を用いたビデオディスプレイの解像度強化」、及び、同じくここに同時出 願されている同一発明者による同一主題の米国特許出願Ｎｏ．０７／９７０，２ ８７。 ここに同時出願されている発明者Ｍｉｃａｌ等による弁護士認可Ｎｏ．ＭＤＩ Ｏ３０４０ＰＣＴ特許出願Ｎｏ．ＰＣＴ／ＵＳ９２／Ｏ９３５０「ＳＰＲＹＴＥ レンダリングプロセッサを制御するための方法」、及び、同じくここに同時出願 されている同一発明者による同一主題の米国特許出願Ｎｏ．０７／９７０，２７ ８。 ここに同時出願されている発明者Ｎｅｅｄｌｅ等によるＰＣＴ特許出願Ｎｏ． ＰＣＴ／ＵＳ９２／０９４６２ 「改良されたコーナー計算エンジン、及び、改 良された多角形塗りエンジンを備えたＳＰＲＹＴＥレンダリングプロセッサ」、 及び、同じくここに同時出願されている同一発明者による同一主題の弁護士認可 Ｎ ｏ．ＭＤＩＯ４２３２米国特許出願Ｎｏ．０７／９７０，２８９。ここに同時出 願されている発明者Ｍｉｃａｌ等による弁護士認可Ｎｏ．ＭＤＩＯ４２５０ＰＣ Ｔ特許出願Ｎｏ．ＰＣＴ／ＵＳ９２／０９４６０「水平ブランキング期間中にＣ ＬＵＴを更新するための方法およびその装置」、及び、同じくここに同時出願さ れている同一発明者による同一主題の米国特許出願Ｎｏ．０７／９６９，９９４ 。 ここに同時出願されている発明者Ｍｉｃａｌ等によるＰＣＴ特許出願Ｎｏ．Ｐ ＣＴ／ＵＳ９２／０９４６１「イメージデータ処理のための改良された方法およ びその装置」、及び、同じくここに同時出願されている同一発明者による同一主 題の弁護士認可Ｎｏ．ＭＤＩＯ４２３０米国特許出願Ｎｏ．０７／９７０，０８ ３。 ここに同時出願されている発明者Ｍｉｃａｌ等によるＰＣＴ特許出願Ｎｏ．Ｐ ＣＴ／ＵＳ９２／０９３８４「プレーヤバス装置およびその方法」、及び、同じ くここに同時出願されている同一発明者による同一主題の弁護士認可Ｎｏ．ＭＤ ＩＯ４２０７米国特許出願Ｎｏ．０７／９７０，１５１。 関連特許出願は、本出願と共に全て共同譲渡され、そして、参考として全てこ こに組み込まれている。 発明の背景 発明の分野 発明は、聴取者に対して移動中の物体と関連したモノラル（片耳用）デジタル 音サンプルから三次元のバイモノラル（両耳用）音を生成するための方法に関す る。 関連技術の説明 過去２０年以上に亙って音響処理の分野において、生成されつつある音が、音 を生成しているラウドスピーカの固定位置から聞こえてくるのではなくて三次元 空間内に存在するような感覚を生じさせるために、多くの研究が行われてきた。 音響学の分野においては、三次元空間内において聴取者が音源の位置をつきとめ ることを可能にする音列（サウンドキュー）のあることがよく理解できる。音が 三次元空間内に位置していて音を生成しているスピーカにのみ位置決めされない ような幻覚を聴取者に与えるように、レコード、テープ、レーザディスク、等々 に前以て録音（記録）されている音を音響処理する多くの研究が行われた。この 種の技術は、例えば、Ｐｅｔｅｒ Ｈ．Ｍｅｙｅｒｓを発明者とし、１９８９年 ３月２８日付けで許可された「人間の両耳による音源位置決定機能を強化して生 体工学的に真似る（エミュレート）ことにより三次元聴覚的ディスプレイ装置、 及び、その方法」と題する米国特許第４，８１７，１４９号に見出すことが出来 る。 Ｊａｃｋ Ｍ．Ｌｏｏｍｉｓ、Ｃｈｉｃｋ Ｈｅｒｂｅｒｔ、ＪｏｓｅｐｈＧ ．Ｃｉｃｉｎｅｌｌｉにより、米国音響学会ジャーナル、第８８（４）巻、１９ ９０年１０月号、１７５７頁、に発表された論文「仮想音の移動可能な所在位置 」は、モノラル（片耳用）音が生成され、次に、その音に音列を加えることによ り、ヘッドホンを介して聴く人が、三次元空間においてその音が生成されつつあ ると感じるようなシステムについて記述している。この論文は、人の頭部の動き が音源の位置判定を助けることについても言及している。 Ｄａｎｎｙ Ｄ．Ｌｏｗｅ等を発明者とし、１９９１年９月３日付けで許可さ れた「音結像プロセス（音をイメージさせるプロセス」と題する米国特許第５， ０４６，０９７号は、従来のステレオ再生装置を使用して、個別の音源が三次元 空間内の至る所に配分されているような幻覚を起こさせるために音列を加えるた めのデジタル処理システムについて記述している。 現在では、三次元視覚的ディスプレイ並びに三次元音の両方を含む「バーチャ ルリアリティ（仮想現実）」と称する分野において研究が行われている。更に、 ホームコンピューター、及び、ビデオディスプレイ手段としてホームテレビを用 いた対話型視覚的通信システムの出現に伴って、テレビスクリーン上に現れる１ 個又は複数の物体と関連した三次元の１つ又は複数の音を生成し、そして、更に 、聴取者（リスナー）および観察者（ビューワ）がスクリーン上にディスプレイ されつつある物と対話型決定を行うことが可能であることが望まれるようになっ た。 例えば、ビデオゲームにおいて、プレーヤーが彼の右から左に、彼の方に向か って移動する列車を観察しているような状況にある場合には、列車が２つの場所 の間を移動するにつれて列車の位置に関する音列を与えるばかりでなく、列車が プレーヤーに接近するか或は遠ざかるにつれてドップラーシフトも含むような列 車に関連した音を得ることが望まれるはずである。更に、スクリーン上において 観察されつつある物に対する聴取者の相対位置を制御する手段を聴取者が持って いる場合には、聴取者によって行われる相対運動が生成されつつある音に反映さ れなければならない。音源、即ち、スクリーン上の物体と聴取者との相対位置が 固定されていない場合には、リアルタイムベースで生成されつつある音を生成す る方法を使用しなければならない。 発明の要約 従って、本発明の目的は、第１の位置から第２の位置まで物体が移動するにつ れて当該物体と関連した音を生成する方法を提供することにある。 更に、本発明の目的は、物体と聴取者との相対運動に関連したドップラーシフ トを含む方法を提供することにある。 本発明の他の目的は、三次元空間内の物体の位置を聴取者が判定することを助 けるために音列を組み込む方法を提供することにある。 本発明の好ましい実施例は、コンピュータプログラムによって実現されるもの とする。本方法は、位置（Ｘ及びＹ座標）及び物体の移動の始点及び終点と関連 した時間時間を表す入力データを必要とする。本方法への入力は、その中で動作 が実施される環境における残響の量に関する記述子（ディスクリプタ）、及び、 第２に、物体と関連した音のラウドネス（大きさ）を含むことができる。１組の 入力データをセグメントと称する。ユーザーは、物体と聴取者との相対運動を定 義するために、セグメントを連続的に処理する。セグメントの継続期間は、プレ ーヤーがシステムと対話する際に、本方法が適切な音を生成することが可能であ る程度に短くなければならない。 本方法は、最初に、システムへの入力セグメントがシステムのセグメント必要 条件に適合するかどうかを決定する。セグメントが大き過ぎる場合には、全ての サブセグメントが本方法の判定基準に適合するまで、セグメントはサブセグメン トに分割される。サブセグメントは、システムに対する初期セグメントを定義す るように逐次順序付けられる。 次に、各サブセグメントは順次処理される。処理されつつあるセグメント又は サブセグメントと関連している入力データから、双方の耳に対する比率、並びに 、本方法の残響、周波数整形、及び、振幅制御部分に用いられる種々の乗算器の ための値が形成される。本方法は、メモリに記憶されたモノラル（片耳用）デジ タル音サンプルを用いる。これらのモノラル音サンプルは、４４．１ｋＨｚのコ ンパクトディスク（ＣＤ）オーディオレートにおいてサンプルされた。本方法は 、同じレート、即ち、４４．１ｋＨｚにおいて、デジタル出力音サンプルを生成 する。チックは、周波数４４．１ｋＨｚの周期であり、そして、本方法における 基本時間単位として用いられる。 本方法は、各耳に対するモノラルの音サンプルがメモリから取り出されるレー トを制御するためにそれぞれの耳に対する比率（レシオ）を用いる。源音サンプ ルは、連続してメモリから取り出される。この方法によれば、聴取者に近接する 方向または遠ざかる方向に移動する物体に起因するドップラーシフト効果を提供 するために、源音サンプルによって表される音は、随時、圧縮或いは拡大され得 る。各チックの期間中に、１つのデジタル出力音サンプルが各耳に対して生成さ れる。 生成された各耳に対する音サンプルは、別々に処理される。生成された それぞれの耳に対する音サンプルは、残響のために処理され、そして、周波数整 形のために、ノッチとローパスフィルタの組み合わせフィルタを通ってパスされ る。次に、サンプルは、聴取者と物体との間の距離および音の相対ラウドネスの 関数である振幅調整のために処理される。各チックの期間に亙る各耳に対する処 理済みのデジタル出力音サンプルはメモリに記憶される。各耳に対するサンプル は、４４．１ｋＨｚのレートにおいてメモリから取り出され、そして、デジタル ／アナログコンバータを通ってパスされる。結果として得られる各耳に対するア ナログ信号は、１組のイヤホンのそれぞれの側に供給される。 図の簡単な説明 本発明は、特定の実施例に関して開示され、そして、次に示す図面が参照され る。 図１は、点Ｐ１からＰ２までの物体の運動を示し、そして、本発明に使用され るパラメータ及びオリエンテーションを図示する。 図２は、比率の関数としてデジタル音サンプルを生成するための方法を表す論 理図である。図３は、補間のために用いられる方法を表す論理図である。 図４は、本方法によって用いられる２２個のモノラル音サンプルを示すグラフ である。図５は、頭部の中心を基準として比率１．２５を用いる方法によって生 成される音サンプルを示すグラフである。 図６は、頭部の中心を基準として比率０．９を用いる方法によって生成される 音サンプルを示すグラフである。 図７は、比率１．２３を用いるオフイヤに対する方法によって生成される音サ ンプルを示すグラフである。 図８は、比率１．２７を用いるニヤイヤに対する方法によって生成される音サ ンプルを示すグラフである。 図９は、両耳に対して残響を導入するために本発明によって実施される方法を 示す論理図である。 図１０は、波形整形を提供するために用いられるノッチフィルタとローパスフ ィルタとの組み合わせを示す論理図である。 図１１は、距離の関数としての音量調整機能、生成されるべき相対ラウドネス 、及び、各耳に対するアナログ出力を供給するためにデジタル／アナログコンバ ータに接続されたメモリにおける最終デジタル音サンプルの記憶装置を示す論理 図である。 図１２は、５００単位の平均距離における物体の角度の関数としての左耳に対 するアルファ及びベータ値を示すグラフである。 図１３は、５００単位の平均距離における物体の角度の関数としての右耳に対 するアルファ及びベータ値を示すグラフである。 図１４は、アルファ及びベータに関するデシベルから単位への換算表を示すグ ラフである。 図１５は、平均距離の関数としての音量調節乗数の関係、及び、 開示された方法に従って距離の関数としての左および右耳残響乗算数の関係を示 すグラフである。 好ましい実施例の説明 本発明の方法は或る特定の音と関連した物体が三次元空間内を移動する物体と して発生する音を生成するために用いられる。本方法は、リアルタイムベースで 音を生成することにより、生成されるその音が聴取者と聴取者が使用中のシステ ムとの間の相互作用に応答可能であるようにする。この方法の１つの用途として 、視聴者と視聴者がゲームをするために使用するコンピュータシステムとの相互 作用が可能なコンピュータゲームにおいて用いられる。ただし、この方法の用途 は、単にコンピュータゲームのみに制限されず、仮想音（バーチャルサウンド） が必要とされるあらゆる場合に使用可能である。 方法は、プログラム内に含まれている方法を遂行することのできる容量および 速度を備えたプロセッサ内に記憶されているコンピュータプログラムによって実 施される。 この方法は、所定の音を生成するために必要なパラメータを含むこの方法にセ グメントデータを提供する別のプログラムと共に使用しなければならない。この 方法に提供されるセグメントデータ、及び、この方法によって用いられる定数を 表１に示す。この方法を実行するために算定されるパラメータを表２に示す。表 ２に示すように、算定されるべき全てのパラメータについては、当該技術分野に おいて周知されており、あらゆる物理学教科書に記載されている。 距離の基本単位は、０．１メートルである。時間の基本単位は、４４．１ｋＨ ｚのＣＤ記録レート（速度）から求められる。時間の基本単位は、前記周波数の １サイクルであり、チック（ｔｉｃｋ）と称する。従って、１秒間には４４，１ ００チックが含まれる。チックとチックとの間の時間は２２６マイクロ秒であり 、本発明によって実行される方法を遂行するためプロセッサが必要とする時間の 量である。 この方法は、５つの主要部分によって構成される。第１の部分は、本システム に与えられた所定のセグメントが本方法の必要条件および判定基準に適合するか どうかを判定するためのセグメン判定部分である。第２の部分は、チックの各断 片（セグメント）に関する物体および聴取者の位置の関数として、各耳に対する デジタルサウンドサンプル（音標本）を生成する部分である。この部分は、聴取 者に対して近付くか、或は、遠ざかる物体の相対運動に起因するドップラー効果 に関する調節も行う部分である。第３の部分は、生成されたサウンドサンプル（ 音響標本）に残響を追加する部分である。本方法のユーザーは、その中に物体が 存在する環境の反響特性を限定することが出来る。第４の部分は、三次元空間内 における物体を位置決めするために、聴取者を待ち行列に入れることを目的とし て周波数整形を行う部分である。第５の部分は、聴取者と物体との間の距離を音 が進行するにつれて生じる音の低下、及び、物体によって生成された音の相対初 期ラウドネス（音の大きさ）について取り扱うための音量（ボリューム）調節部 分である。例えば、１，０００ヤード離れたジェットエンジンは非常に明瞭に聞 こえるが、同じ距離だけ離れた人の声は明瞭には聞こえない。従って、この方法 においては、音の初期ラウドネス又はユーザーによって限定されるべき音のパワ ー（出力）に関係する変数を定義し、そして、取り扱う。 図１は、点Ｐ１から点Ｐ２まで移動する物体を観察している聴取者１０、及び 、この方法に用いられる種々のパラメータを示す。物体の位置は単に一例に過ぎ ず、そして、聴取者の周囲の三次元空間内における任意の２点間を移動する物体 に対してこの方法が適用されることが分かる。この方法において、聴取者は常に 座標系の中心に位置し、そして、物体は聴取者に対して移動する。例えば、聴取 者が相対運動を変更できる場合のように聴取者が系（システム）に対して相互作 用可能である場合、この種の相対運動の変更は、適切な方法において系の軸を回 転させることによって取り扱われる。座標系の回転は、この方法には含まれない 。この種の運動変更は、音響生成のためにこの方法に送られるデータの次のセグ メントに反映される。 セグメントは、始点Ｐ１及び終点Ｐ２として定義される。両点は、系の距離単 位で表したＸ、Ｙ座標により定義される。物体がＰ１及びＰ２に位置する時点を Ｔ１及びＴ２とする。 セグメントの決定 本方法のために新規なセグメントが定義される場合、本方法は、先ず、定義さ れるセグメントが本方法の判定基準に適合するかどうかを判定する。判定基準を 次に示す： １．中間点距離の値ｄｍが１０単位（１メートル）未満であれば、現在設定さ れているセグメントを使用すること。 ２．角度Ｂ₁が５度未満であり、そして、角度Ｂ₂が５度未満であり、そして、 距離ｄ１とｄｍとの間の差がｄｍの５％未満であり、そして、距離ｄ２とｄｍと の間の差がｄｍの５％未満である場合には、現在設定されているセグメントを使 用し、そうでない場合には、セグメントをサブセグメントに分割すること。 例えば、セグメントが既に分割されている場合のように、上記の条件に適合し ない場合には、セグメントを中間点において分割し、２つの新規セグメントを生 成する。第１サブセグメントの第１部分は、始点Ｐ１停止点Ｐｍ、及び、始時点 Ｔ１、及び、終時点Ｔｍを有する。第２セグメントは、そのパラメータとして、 始点Ｐｍ及び終点Ｐ２、始時点Ｔｍ及び終時点Ｔ２を有する。これらの各サブセ グメントは、当該サブセグメントが判定基準に適合することを保証するために、 判定基準に対してテストされる。サブセグメントが判定基準に適合する場合には 、当該サブセグメントが用いられる。サブセグメントが判定基準に適合しない場 合には、当該サブセグメントは分割される。全てのサブセグメントが判定基準に 適合するまで、このプロセスは継続される。結果として得られるサブセグメント は、順番に配列した場合、これらのサブセグメントの最後の番号が、ユーザーに よって分割前に定義されていたセグメントを連続的に形成するような順序に保持 される。 サンプルの生成 検討を容易にするために、図１に示すパラメータはセグメントの判定基準に適 合するものと仮定し、従って、セグメントは分割されなかったものとする。次に 、この方法は、物体がＰ１とＰ２との間で移動するにつれて当該物体によって生 成される音に対応するサウンドサンプルを４４．１ｋＨｚのレートで生成する。 音が物体によって生成される時間 Ｔは、時点Ｔ１と時点Ｔ２との間の差であ る。図１において、物体は聴取者から遠ざかる方向に移動しているので、音が終 点Ｐ２から聴取者に到着するために要する時間ｔ２は、音が始点Ｐ１から聴取者 に到達するために要する時間ｔ１よりも大きい。従って、聴取者は、音が物体に よって実際に生成された時間よりも、更に長い期間に亙って音を聞くことになる 。逆に、聴取者は、物体がＰ１からＰ２まで移動するにつれて音が生成された期 間よりも短い期間に亙って音を聞くことになる。これにより、一般にドップラー 効果と呼ばれる音のピッチの変化が起きる。本方法においては、更に、聴取者の 左右の耳が音を聞く期間の差も、図１に示す座標系における音の位置（ロケーシ ョン）の関数として考慮される。図１に示すように物体が位置している場合、聴 取者の右耳は、左耳よりも早期に音波を受け取ることは明白である。この方法は 、物体がＰ１からＰ２まで移動するにつれて生成された音を聴取者が聞く期間の 長さに対するＰ１からＰ２まで移動する物体によって音が生成さるれ期間の長さ との比率をそれぞれの耳に対して生成する。この比率は、聴取者の左右の耳に対 して物体の位置（ロケーション）を調節するための補正係数を含む。 聴取者の両耳の間の距離（２ｔ_h）を音が進行するために要する期間は、音が 生成された期間△Ｔに比較して非常に小さいものと仮定する。更に、聴取者が音 を聞く期間の大きさ（長さの程度）はＤＴと同じ（程度）であるので、聴取者の 耳の間の距離２ｔ_hを音が進行する期間は、聴取者が音を聞く期間よりも遥かに 小さい。 先ず、比率（レシオ）は、次のように、頭部の中心に関して求められる音が生 成される期間： △Ｔ＝Ｔ₂―Ｔ₁ （１） 聴取者の頭部の中心を基準点として用いた場合、聴取者に音が聞こえる期間： △ｔ＝（Ｔ₂＋ｄ₂／ｓ）−（Ｔ₁＋ｄ₁／ｓ） （２） ＝（Ｔ₂―Ｔ₁）＋（ｄ₂／ｓ−ｄ₁／ｓ） （３） ただし、ｄ２／ｓの単位はデシメートル／秒である。 音の速度をｄｍ／チックに変換すると、次のようになる： 従って、 同様にして、ｔ１（チック）＝１４ｄ１（チック） 従って、 △ｔ＝（Ｔ₂−Ｔ₁）＋（１４ｄ₂−１４ｄ₁） （４） ｔ_h＜＜△Ｔ、及び、△ｔ と仮定する （６） 頭部の中心から各耳への補正： δ＝ｔ_n（sinφ₁−sinφ₂） （７） 比率（右耳）： Ｒ_R＝△Ｔ／（△ｔ―δ） （８） 比率（左耳）： Ｒ_L＝△Ｔ／（△ｔ＋δ） （９） の最大値は２５チックであることが可能であるので、δ＜＜△ｔであるもの と仮定しても差し支えない。 更に、物体の速度は、音速と比較して小さいものと仮定する。このような仮定の 下においては： セグメントのサイズを制限するためにセグメント決定のための判定基準を使用 した場合には、方程式（１０）及び（１１）を使用出来る。セグメント決定のた めの判定基準が使用されなかったか、或は、余り厳格でない場合には、レシオに 関しては、方程式（８）及び（９）を使用しなければならない。 左右の耳に対する比率は、各セグメントに関して１度だけ生成され、そして、 音サンプルを生成するために、セグメント全体に対して使用される。音サンプル は、セグメントにおける各チックに関し各耳に対して生成される。セグメントは 、１秒間に１度又は２度変更されるものと想像される。従って、１つのセグメン トは、２２，０００ないし４４，１００チックであり、従って、各セグメントに 関し、各耳に対して、２２，０００ないし４４，１００の音サンプルが生成され る。 この段階における本方法は、左右の耳に対して分割される。以下の説明は右耳 だけを対象とするが、同じ処理が左耳についても適用されることを理解されたい 右耳に対する比率（レシオ）ＲＲは、整数部と小数部との２つの部分から構成さ れる。物体が聴取者から遠ざかりつつある場合には、整数部分は０であり、物体 が聴取者に近付きつつある場合には、比率（レシオ）の整数部は１である。各動 作サイクル、即ち、１つのチックに対して、比率ＲＲは、前回のサイクルの加算 比率の小数部分に加算される。この加算の結果は、右耳に対する合計比率に到達 する。従って、整数部と小数部によって構成された数に前回の数の小数部を加算 することにより、結果としての合計比率は、もともと０であれば１に等しく、そ して、もともと１であれば２に等しい整数部を持つことが可能である。 次に、このプロセス用にメモリ内に記憶されている音に関するモノラル（片耳 ）ディジタルサンプルからサンプルを選定するために整数部分が使用される。 この方法のユーザーは、モノラルデジタル的にサンプルされたあらゆる音をメ モリに記憶することが可能であることを理解されたい。更に、モノラルデジタル 音サンプルにとって現実音を描写する（表す）ために必要な時間は短くても差し 支えないことは、当該技術分野においてよく理解されている。従って、音と関連 したモノラルデジタル音は、生成しようとする音のデジタル音サンプルの連続的 なソース（音源）が得られるようにループされる。モノラルデジタル音サンプル の数が、割当てられたメモリスペースよりも大きいと言う必要条件が設定されて いる場合には、必要に応じて新しいモノラルデジタル音サンプルによりメモリを 更新することは、ユーザーにとって、当該技術の範囲内で充分可能である。 既に述べたように、合計比率の整数部分は、メモリから引き出されたモノラル 音サンプルの数を制御するために用いられる。メモリから検索されたモノラル音 サンプルのうちの最後の２つのサンプルは、現在のチックに対するデジタル音サ ンプルを生成するために用いられる。音サンプルの２つの値の間においては、合 計比率の小数部分を用いて補間が行われる。従って、補間された値は、当該チッ クの期間中に更に処理を継続するための当該チックに対する生成されたデジタル 音サンプルになる。 図２は、本方法のこの部分を論理的に図示する論理図である。メモリ２１は、 加算器２２から得られた合計値の小数部分Ｄを記憶する。加算器２２の入力は、 右耳に対する比率ＲＲ、及び、メモリ２１内に記憶されている前回のサイクルか ら得られた前回合計の小数部分Ｄである。加算器２２によって新規な加算が実施 された後で、次のサイクルまたはチックの期間中に使用するための新規な小数部 分Ｄがメモリ２１に記憶される。整数部分Ｉは、テストされるために、コンパレ ータ２３に送られる。整数Ｉが１に等しい場合には、次のモノラル音サンプル値 がメモリ２４から取り出されて、２ステージＦＩＦＯ２５に記憶される。整数が ２に等しい場合には、その次の２つのモノラル音サンプルがメモリ２４から取り 出され、そして、ＦＩＦＯ２５に転送される。チックの整数値が０に等しい場合 には、前回の２つの取り出されたモノラルサンプル値は、ＦＩＦＯ２５内に依然 として存在する。１つのサンプルが取り出された場合には、メモリ２５から取り 出された前回のサンプル、及び、現行サイクル期間中に取り出された現在のサン プルがＦＩＦＯ２５内に存在する。メモリ２４から２つの新しいサンプルが取り 出された場合には、このサイクル中に記憶された２つのサンプルがＦＩＦＯ２５ 内に存在する。次に、合計比率の小数部分Ｄを用いて、ＦＩＦ０２５内の２つの サンプルの値の間の補間回路（インタポレータ）２６により補間が実施される。 補間回路２６は、本方法の残りの部分によって更に処理を実施するためにデジタ ル音サンプルを生成する。 図３は、図２の補間回路２６の論理図である。補間 は直線的である。ＦＩＦＯ２５の第２ステージにおいて記憶されたデジタル値は 、ＦＩＦＯ２５の第１ステージにおいて記憶されたデジタル値から減算され、こ れら２つの値の間の差が求められる。次に、乗算器３２により、この差（Ａ−Ｂ ）に合計比率の小数部分Ｄが乗算され、Ｄ（Ａ−Ｂ）が求められる。次に、加算 器３３により、乗算器３２の出力にはＦＩＦＯ２５の第１ステージのデジタル値 が加算され、当該チックに対する音サンプルに関する補間された値が得られる。 図４は、メモリ２４に記憶された２２個のモノラル音サンプルを示す。この例 においては、図４に示すサンプルは、処理中のセグメントの中央部であるものと 仮定する。サンプル番号は、便宜上割り当てられた数である。 表３は、頭部の中心に対する比率が１．２５に等しい場合における音サンプル の出力値の生成を示す。合計比率（ＳＵＭ ＲＡＴＩＯ）は、先行する合計比率 の小数部分に加算されることを意味する比率１．２５の追加を示す。この例の開 始以前における先行する合計比率の小数部分の値は０であったものと仮定される 。更に、表は、用いられたモノラルサンプルの値、及び、補間後の音サンプルに 関する出力値を示す。 図５は、表３に示す出力値のグラフである。この例の開始に際して、ＦＩＦＯ ２５はサンプル１及び２を当該ＦＩＦＯ内に含んでおり、従って、図４において 、サンプル１及び２はメモリ２４から既に読取り済みであることをを理解された い。メモリ２４から読取り可能な次の値はサンプル３であるはずである。この例 の終了に際して、サンプル２２は、メモリから読取られて、そして、ＦＩＦＯ２ ５に記憶される。 従って、図４と図３を比較することによって、図４のサンプル３から２２まで は、この段階において、図５に示す１６の音サンプルに圧縮されることが容易に 理解できる。 表４は、本方法に従って音サンプルを生成するための別の例である。表４にお いては、比率ＲＲは０．９であるもの、即ち、物体が聴取者に向かって移動しつ つあるのでなく、聴取者から遠ざかる方向に移動しつつあるものと仮定する。図 ６は、図４に示すモノラル音サンプルから本方法によって生成された音サンプル を示す。この例の開始に際して、図４のサンプル１及び２はＦＩＦＯ２５に記憶 されたこと、そして、この例の開始に際して、結果として得られる合計比率の小 数部分Ｄが０に等しいものと仮定されたことに再度注意されたい。表４は、動作 の第１サイクルに対して、合計比率の整数部分は０であり、従って、メモリ２４ からは新しいサンプルは一切取り出されず、そして、ＦＩＦＯ２５におけるサン プル１及び２の現存値が用いられることを示す。合計比率の小数部分は０．９で あるので、補間が実施されることにより、５．８０の出力値が生成される。図６ と図４を比較することにより、図４の音サンプル３から２２までは、図６の音サ ンプル１から２２までを生成するために、拡大又は引き伸ばされた事が分かる。 本方法において左右の耳に対する訂正済みの比率が用いられる前記検討の場合 には、頭部の中心に対する比率が用いられた。図７及び８は、頭部の中心に対す る比率に＋／−０．０２の補正が容認される場合において結果として得られる音 サンプルを示す。再度注記すれば、この例は飽くまで一例に過ぎず、左右の耳の 間の差が０．０２程度の大きさであることを意味するものでないことが予想済み である。ただし、一例として示すために、図７及び８は、耳に近い場合および耳 から離れている場合について以前に説明したように、この方法の結果を示す。図 ７及び８は、図５と比較可能である。耳に近い場合（図７）、生成されるチック の数は同じであるが、各チックの大きさは異なる。耳から離れた場合（図８）、 耳に近い場合以外の方法に関しては、チックを１つ追加することが必要であった 。再度注記すれば、各チックは、頭部の中心に関する場合と異なり、その大きさ が異なる。従って、同一セグメントに対しても、耳に近い場合と、離れている場 合とでは、生成される音サンプルの組は同じではない。 残響部分 三次元空間における音をエミュレートするためには、生成された音に残響を加 えることが望ましい。残響を導入するための方法を論理的に図９に示す。右耳に 対して生成された音サンプルは、先ず乗算器９１によって乗算され、その後、乗 算器９３の出力と加算される。乗算器９１及び９３に対する乗算係数は、合計さ れた場合に１に等しい。乗算器９３への入力は、残響バッファ９４の出力である 。残響バッファ９３及び９４は、ＦＩＦＯバッファに類似しており、この場合、 バッファに記憶される最も古いサンプルが、次に乗算器９３によって乗算され、 そして、加算器９２によって乗算器９１の出力に加算されるサンプルと同じであ る。残響バッファ９４の入力は、左耳用の関連加算器である加算器９８の出力で ある。このように、本方法の残響セクションにおいては、２つの耳の間に交差結 合がある。残響バッファ９４及び９５は長さが異ならなければならないことが判 明した。本実施例においては、残響バッファ９４は２，０３９チックであり、そ して、残響バッファ９５は１，７７７である。この遅延は、それぞれ、バッファ ９４及び９５における４６及び４０ミリセカンドの遅延に相当する。 乗算器９６及び９３用の乗算係数の上限は０．５である。本発明の本実施例に おいて、最大残響レベルは、２５６単位のスケールにおける１００ユニット、ま たは、少数値０．３９１にセットされる。更に、それぞれの耳に対して遅延が異 なるばかりでなく、残響量も耳によって異なることが望ましいことも判明してい る。そのためには、本方法において、片方の耳の残響レベルを５％減少させるこ とを必要とする。 残響は、聴取者から音を生成する物体までの距離の関数である。残響特性が同 じであれば、この距離が大きければ大きい程、残響も大きくなる。全ての場合に 残響のあることが望ましいので、最小残響レベルは、２５６スケールにおいて２ ０、または、０．０７８にセットされる。図１５は、両耳に対して、距離の関数 としての残響レベルの設定を示すグラフである。本方法においては、方法全体を 通じて用いられる乗算関数の種々の値を算定するために、２５６のスケール係数 を使用することが便利であることが判明している。例えば、所定の距離に対する 右耳の残響レベルを５０単位にしようとする場合には、左耳に対する残響レベル は、５％少い４７．５単位にしなければならない。乗算器９３によって示される 乗算関数と関連した乗算係数は０．１９５である。従って、乗算器９０及び９１ によって示される乗算過程に対する乗算係数は１に等しくなければならないので 、乗算器９１の設定は０．８０５に等しくなくてはならない。左耳に対する乗算 係数はわずかに異なる値にセットしなければならないので、乗算器９６と関連し た乗算係数は、乗算器９３によって表される乗算係数の９５％の値にセットされ る。結果として得られる乗算器９６と関連した乗算係数の値は０．１８５であり 、従って、乗算器９７と関連した乗算係数は０．８１５でなくてはならない。再 度説明すれば、乗算器９６および９７と関連した乗算係数の合計値は１に等しく なければならない。 本方法においては、残響レベルとは、最低残響（ＭＩＮＩＭＵＭ ＲＥＶＥＲ ＢＥＲＡＴＩＯＮ）に平均距離の合計値を加算したｄｍ値からニヤバイ（ＮＥＡ ＲＢＹ）値を差し引き、その結果を残響段階数（ＲＥＶＥＲＢＥＲＡＴＩＯＮＳ ＴＥＰＳ）によって除算した値に等しいと定義される。この場合、ＭＩＮＩＭＵ Ｍ ＲＥＶＥＲＢＥＲＡＴＩＯＮは２０であり、ＮＥＡＲＢＹは距離の１００単 位、ＲＥＶＥＲＢＥＲＡＴＩＯＮ ＳＴＥＰは１０であり、そして、ＭＡＸＩＭ ＵＭ ＲＥＶＥＲＢＥＲＡＴＩＯＮ（最高残響）は１００である。従って、残響 乗算係数は、許容される最高および最低残響値を考慮して、聴取者と物体との間 の距離の関数である。システムのユーザーには、ＭＡＸＩＭＵＭ ＲＥＶＥＲＢ ＥＲＡＴＩＯＮ（最高残響）レベル、ＭＩＮＩＭＵＭ ＲＥＶＥＲＢＥＲＡＴＩ ＯＮ（最低残響）、ＮＥＡＲＢＹ（ニヤバイ）、及び、ＲＥＶＥＲＢＥＲＡＴＩ ＯＮ ＳＴＥＰ（残響段階）の値を設定する特権が与えられる。この意味におい て、ユーザーは、生成される音に持たせようとユーザーが希望する残響特性を自 由に制御できる。ユーザーは、これらの値を調節することにより、物体及び聴取 者がトンネル又は消音された防音部屋内に所在するような残響音を持つことがで きる。 周波数整形 三次元空間において生成された音の周波数成分は、その音がその中を貫いて進 行する結果として聴取者に聞える音の周波数成分が原（オリジナルの）音の周波 数成分とは実質的に変更されているような媒体によって濾波されていることはよ く知られている。既に述べたように、ドップラー効果の外に、音の周波数成分に 影響し、そして、聴取者にとって位置列（ロケーションキュー）として作用する 他の周知の現象がある。 第１の現象は、音が進行しなければならない距離が大きければ大きい程、音の より高い方の周波数成分が減衰することである。第２の現象は、高い周波数は阻 止または減衰されるが、低い周波は頭部の周りに届き易いと言うヘッドシャドウ イングの現象である。 他の現象は、正常な耳にとって７ないし８ｋＨｚの範囲に所在する感度ピーク である。聴取者はイヤホンを着装するものと想定されるので、この現象は全ての 音に適用される。この現象の効果は、音を発生する物体が聴取者の片耳に対して 垂直な位置に所在する場合に最大であり、そして、音を発生する物体が聴取者の 正面或いは背後に所在する場合に最小であるような聴取者に対する音発生物体の 位置の関数であるものと理解されている。イヤホンが使用されている場合にはイ ヤホンは聴取者の片方の耳に対して完全に垂直であるので、イヤホーンを使用し なければ達成可能であるはずのこの現象に関するあらゆる音列（サウンドキュー ）は破壊される。従って、この方法においては、ノッチの深度が聴取者に対する 物体の位置の関数であるような７−８ｋＨｚにおけるノッチフィルタを用いるこ とにより、この現象を調節する。聴取者の片耳に対して物体が垂直位置に所在す る場合には、ノッチフィルタのノッチはほぼ０であり、この現象は自然の状態の ままである。物体が聴取者の頭部の周りに位置する場合には、物体が聴取者の真 正面或いは真後に位置する状態において、７−８ｋＨｚノッチの深さは５ｄｂの 最大レベルまで増大する。この方法によれば、この現象と関連した音列（サウン ドキュー）は再び聴取者に提供される。 この目的を達成するために、ノッチ及びローパスデジタルフィルタの組合わせ が用いられている。デジタルフィルタは周知されているので、ここでは検討しな いこととする。デジタルフィルタの参考文献としては、Ｗｉｌｌｉａｍ Ｋａｕ ｆｍａｎ社によって１９８５年に出版されたＪｏｈｎ Ｓｔｒａｗｍ著「ディジ タルオーディオ信号処理」と言う題名のテキスト（ＩＳＢＮ ０−８６５７６− ０１１２−９）が挙げられる。 図１０は、位置列に関する波形整形用ディジタルノッチ及びローパス組合わせ フィルタの論理図である。ノッチフィルタは、１つの３サンプル遅延回路１０１ 、２つの乗算器１０２及び１０３、及び、加算器１０４を有する。ローパスフィ ルタは、１つのサンプル遅延回路１０６、及び、乗算器１０５として示される。 乗算器１０５の出力は、加算器１０４によって乗算器１０３及び１０２の出力に 加えられる。乗算器１０２、１０３、及び、１０４と関連した乗算係数の決定に 際して、三次元空間において生成された音に対し自然環境において適用される周 波数整形技法をエミュレートするための方法論が確立された。 この目的を達成するには第１の値（ベータ）が生成される。ベータの値は、右 および左の耳に対して次のように計算される： 左耳ベータ＝（（ｄ_m−ＮＥＡＲＢＹ）１００）＋ １０｜sinφ_m｜（φ_mが９０度〜１８０度の範囲である場合）＋ １０｜sinφ_m｜（φ_mが０度〜１８０度の範囲である場合）＋ 右耳ベータ＝＝（（ｄ_m−ＮＥＡＲＢＹ）１００）＋ １０｜sinφ_m｜（φ_mが９０度〜１８０度の範囲である場合）＋ １０｜sinφ_m｜（φ_mが０度〜１８０度の範囲である場合）＋ ベータは、距離のロールオフ、後頭部および側頭部シャドウイングを取り扱う ために用いられる。 第２の値（アルファ）は、それぞれの耳に対して次のように計算される： アルファ左耳＝ベータ左耳２＋５｜COSφ_m｜−２．５ アルファ右耳＝ベータ右耳２＋５｜COSφ_m｜−２．５ ローパスフィルタとノッチフィルタの組合わせにより、所要の周波数整形に関 して最良の結果が得られることが発見された。アルファ値はベータ値に依存し、 それによって、フィルタの高い周波数ロールオフ特性のピークの平坦化および低 下を可能にする。項 ５｜COSφ_m｜は、物体の位置の関数としてノッチフィルタ のノッチを制御し、そして、ノッチを５デシベルに制限する。 大抵のイヤホンは、７−８ｋＨｚにおいて周波数を補償するように設計されて おり、聴取者がより真に近い音列（サウンドキュー）を受け取るようにイヤホン この設計特性を相殺するために、係数−２．５ｄｂが含まれている。アルファ及 びベータの値はデシベル表示され、そして、種々の乗算関数がデジタルフィルタ 内で実施されるためには、これらの値を乗算係数に変換しなければならない。こ こでも２５６のスケールが用いられ、そして、実験により、次に示す表が作成さ れた。 表６から分かるように、アルファ表において許容される最高デシベルレベルは ２０ｄｂであり、従って、アルファの値が２０より大きくなくてはならない場合 には、アルファの値は２０ｄｂに対する値に制限されることになる。同様にして 、表７は、ベータの値が９ｄｂより大きくなければならない場合には、ベータの 値は、９ｄｂに制限されることになる。結果として得られるアルファ及びベータ のデシベル値が完全な整数でない場合には、アルファ及びベータは補間によって 得られる。補間の結果は、常に、最も近い整数に丸められる。 使用されるフィルタは組合わされるので、アルファ値が調節されなければなら ない。アルファ値は、もとの（オリジナルの）スケールにおいてアルファが持っ ていた単位のパーセンテージと同じ割合の残りの単位をアルファが持つように、 ベータによって使われていない残りのスケール単位による地図に作図される。 アルファの値は、次のようにして求められる： アルファ（新）＝（２５６−ベータ）ｘ（アルファ（旧）／２５６） 一例として、スケール値４６に対してベータは３ｄｂに等化され、そして、ス ケール値８２に対してベータは９ｄｂに等化されているものと仮定する。この例 において、アルファ（新）は６７になるはずである。ベータ値は、乗算器１０５ と関連した乗算係数をセットするために使用され、そして、この例においては、 ベータ値は０．１８０である。アルファ値６７は、乗算器１０３と関連した乗算 係数を作成するために用いられるはずであり、この例における乗算係数は０．２ ６２である。乗算器１０２、１０３、及び、１０５の乗算器関数は１または単位 値に等しく、（従って）、乗算器１０２の値は０．５５８であることが必要とさ れる。 図１４は、アルファ及びベータに関する表６及び７の変換スケールのプロット である。 図１２は、左耳に関して５００単位の一定平均距離ｄｍに対する平均角度φ_m の関数としてデシベルで表したアルファ及びベータの値を示すグラフである。図 １３は、右耳に関して５００単位の一定平均距離ｄｍに対する平均角度φ_mの関 数としてデシベルで表したアルファ及びベータの値を示すグラフである。図１２ 及び１３によって容易に理解できるように、右および左耳に関するアルファ及び ベータに対し結果として得られる値は、合計平均角度〜ｍに対する同じ平均距離 ｄｍに対し、同じでない。 生成された各サンプルは、残響に関して変更された後で、ここで説明したよう に乗算関数に関する値を用いることにより、デジタルフィルタを介して処理され る。フィルタの出力は、濾過された音サンプルである。 音量調節部分 次に、濾波された音サンプルは、聴取者と物体との間の距離、並びに、原（オ リジナルの）音の相対強度を表現するために、音量（ボリューム）調節される。 図１１は、本発明の方法を示す論理図である。デジタル音サンプルは、先ず、 乗算器１１１によって乗算される。乗算器１１１の乗算係数は、聴取者から物体 までの距離の関数として決定される。この場合にも、再度、０から２５６までの スケールが用いられる。音量調節のための方程式を次に示す： 音量＝（２５６ ｘ ＮＥＡＲＢＹ）ｄｍ 中点距離あるいは平均距離ｄｍがＮＥＡＲＢＹ未満である場合には、２５６に おいて全音量となる。音量は、常に、ゼロより大きい値にセットされていること が望ましく、従って、音量の最低設定は、その値が２であるＶＥＲＹ ＱＵＩＥ Ｔである。図１５は、単位表示された距離の関数としての音量設定を示すグラフ である。例えば、平均距離ｄｍが１，０００単位（１００メートル）であった場 合、結果としての音量調節レベルは２５．６である。小数値に変換した場合、結 果としての乗算係数は０．１である。 次に、乗算器１１１の出力は、乗算器１１２によって乗算される。乗算器１１ ２と関連した乗算器係数は、ユーザーによってセットされ、そして、本方法によ って生成される種々の音に関する相対ラウドネス又は音の強度を決定する。 一時に複数の音が生成されることが予想される。この場合には、１チックの期 間中に各々の耳に対する各々の音のデジタルサンプルを生成するに充分な程度に 高速な計算機を使用し、音の並列処理または音の順次処理によって解決出来る。 乗算器１１２の出力または関連乗算係数はメモリ１１３に記憶される。デジタ ル音サンプルは、４４．１ｋＨｚのレートでメモリ１１３から取り出される。次 に、メモリ１１３の出力は、デジタル／アナログコンバータ１１４に送られる。 デジタル／アナログコンバータ１１４の出力はアナログ信号であり、この信号は 、イヤホンによって処理されると、物体がＰ１からＰ２まで移動するにつれて発 生する音を表すような音を生成する。再度注記すれば、それぞれの耳に対する音 サンプルを生成および処理するために１つのチャネルが用いられること、及び、 それぞれの耳に対して結果として生成されるアナログ信号は同じでないことが理 解される。 これまで述べてきたように、完全にコンピュータ化された本発明の具体化例に おいては、既知のデジタルソフトウェア実行体（インプリメンテーシヨン）が用 いられる。プログラミング言語Ｃにおいて書かれたプログラムを付録Ａに付記す る。このプログラムは、既に述べたように、５つの部分を有する本発明の方法を 実行する。 ここに開示されているように、本発明の好ましい実施例は５つの部分を有する が、セグメント決定部分、残響部分、周波数整形部分、及び、音量調節部分を削 除しても差し支えないことを理解されたい。これらの１つ又は複数の部分を省略 すると、物体の位置（ロケーション）に関する或る程度の音列（サウンドキュー ）を確実に失い、そして、生成された音の質を低下させるはずである。 本発明を実行することが可能な方法を説明する目的で、音生成方法の特定の実 施例について開示した。当該技術分野における習熟者にとって、本発明の種々の 態様における変更および修正の実施が可能であることは明白であり、そして、本 発明が、ここに開示される特定の実施例によって当該実施例のみに制限されるも のでないことを理解されたい。従って、本発明は、ここに開示および特許請求さ れた基本的な原理の真の精神および適用範囲内に含まれる一切の修正物、変更物 、及び、同等物に適用されることを意図するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．聴取者に対して移動中の物体と関連した音を生成する方法において、 ａ）前記の物体がこの種の音を生成する時間の長さと聴取者が前記の音を聞く 時間の長さとの間に比率を生成させる過程と、 ｂ）前記の聴取者が前記の音を聞く期間に亙って前記の比率の関数として一連 のデジタル音サンプルを生成する過程と、を有することを特徴とする方法。 ２．請求項１記載の方法において、前記の比率が、整数部分および小数部分を有 するデジタル値であることを特徴とする方法。 ３．請求項２記載の方法における、前記の生成された一連の音サンプルの各々１ つずつが生成される過程において、 ｃ）前記の比率と生成された合計比率の小数部分とを組み合わせることによっ て前記の一連の音サンプルの中の直前の音サンプルに対して合計比率を形成する 過程と、 ｄ）生成されつつある前記の音サンプルに対する前記の合計比率の関数である 値を有するデジタル音サンプルを生成する過程と、を有することを特徴とする方 法。 ４．請求項３記載の方法において、更に、 ｅ）前記物体が聴取者から一定の距離に所在する場合に前記物体の音を表す複 数のデジタルモノラル音サンプルを提供する過程を有することを特徴とする方法 。 ５．請求項４記載の方法における、各デジタル音サンプルを生成する過程におい て、更に、 ｆ）生成されるべき音サンプルに対して結果として得られる前記比率の前記整 数部分の関数として提供される前記デジタルモノラル音サンプルのうちの２つを 選定する過程と、 ｇ）生成されるべき音サンプルに対して結果として得られる前記比率の前記小 ことを特徴とする方法。 ６．聴取者に対して移動中の物体が音を生成している場合に、その音を生成して いる物体から聴取者に聞こえるような三次元バイノーラル（両耳用）音を生成す るための方法において、ａ）前記物体と関連した複数のデジタルモノラル（片耳 用）音サンプルを記憶する過程を有し、前記のモノラルサンプルは或るサンプル レートにおいてサンプルされ、 ｂ）１つのセグメントに関する空間および時間の両面において前記聴取者に対 する前記物体の相対運動を記述するためのデータを有するセグメントを記憶する 過程と、 ｆ）前記物体が音を生成している期間の長さと前記の生成された音が聴取者の 右耳に聞こえている期間の長さとの間の第１比率を前記のセグメントデータから 生成する過程とを有し、前記の第１比率は整数部分および小数部分を有し、 ｇ）前記の生成された音が前記の第１比率の関数として聴取者の右耳に聞こえ ている期間の長さに関する一連のデジタル音サンプルを生成する過程と、 ｈ）前記物体が音を生成している期間の長さと前記の生成された音が聴取者の 左耳に聞こえている期間の長さとの間の第２比率を前記のセグメントデータから 生成する過程とを有し、前記の第２比率は整数部分および小数部分を有し、 ｉ）前記の生成された音が前記の第２比率の関数として聴取者の左耳に聞こえ ている期間の長さに関する一連のデジタル音サンプルを生成する過程と、を有す ることを特徴とする方法。 ７．請求項６記載の方法における、一連の前記第１音サンプルの各々を生成する 過程において、 ｊ）前記の比率と一連の前記音サンプルにおける直前の音サンプルに関して生 成された第１合計比率の小数部分とを組み合わせることによって第１合計比率を 形成する過程を有し、 一連の前記第２音サンプルの各々を生成する過程において、 ｋ）前記の比率と一連の前記音サンプルにおける直前の音サンプルに関して生 成された第２合計比率の小数部分とを組み合わせることによって第２合計比率を 形成する過程を有する、 ことを特徴とする方法。 ８．請求項７記載の方法において、 ｃ）セグメント判定基準を記憶する過程と、 ｄ）前記のセグメントが前記セグメント判定基準の必要条件に適合するかどう かを決定する過程と、 ｅ）前記のセグメントが前記のセグメント判定基準の必要条件に適合しなかっ た場合には、各部分集合が前記のセグメント判定基準の必要条件に適合するよう に、前記のセグメントを前記セグメントの部分集合に分割する過程とを有する、 ことを特徴とする方法。 ９．請求項８記載の方法において、過程ｄにおける前記のセグメント判定基準が 次のようである、即ち、 或いは、 ｄｍ＜１０ 単位 である場合には、前記のセグメントは必要条件に適合し、そうでない場合には 、 処理中の前記セグメントをサブセグメントに分割すること、 であることを特徴とする方法。 10．請求項６記載の方法において、 過程ｆの前記第１比率（ＲＲ）が、次の数式、即ち、 に従って生成され、 過程ｈの前記第２比率（ＲＬ）が、次の数式、即ち、 に従って生成される、 ことを特徴とする方法。 11．請求項７記載の方法において、 過程ｆの前記第１比率（ＲＲ）が、次の数式、即ち、 に従って生成され、 過程ｈの前記第２比率（ＲＬ）が、次の数式、即ち、 に従って生成される、 ことを特徴とする方法。 12．請求項７記載の方法において、 過程ｆの前記第１比率（ＲＲ）が、次の数式、即ち、 に従って生成され、 過程ｈの前記第２比率（ＲＬ）が、次の数式、即ち に従って生成される、 ことを特徴とする方法。 13．請求項７記載の方法における、過程ｊにおいて、 ｊ１）前記の記憶装置から前記のモノラル音サンプルを順次に取り出す過程を 有し、取り出された前記のモノラル音サンプルの数は前記の現行第１合計比率の 関数であり、 ｊ２）前記の取り出したモノラル音サンプルを記憶する過程と、 ｊ３）前記の第１音サンプルを生成するために記憶されている最後の２つのモ ノラル音サンプルの値の間を補間する過程とを有し、前記補間のための補間係数 は前記の第１合計比率の前記小数部分の関数であり、過程ｋにおいて、 ｋ１）前記の記憶装置から前記のモノラル音サンプルを順次に取り出す過程を 有し、取り出された前記のモノラル音サンプルの数は前記の第２合計比率の整数 部分の関数であり、 ｋ２）前記の取り出したモノラル音サンプルを記憶する過程と、 ｋ３）前記の第２音サンプルを生成するために記憶されている最後の２つのモ ノラル音サンプルの値の間を補間する過程とを有し、前記補間のための補間係数 は前記の第２合計比率の前記小数部分の関数であり、前記の第１および第２の音 サンプルが前記のモノラル音サンプルに関する前記サンプルレートと同じレート において生成される、ことを特徴とする方法。 14．請求項７記載の方法において、更に追加的に、 ｌ）残響データを受け取り、そして、記憶する過程と、 ｍ）前記の残響データの関数として第１の残響信号および第２の残響信号を生 成する過程と、 ｎ）第１の残響化された音サンプルを形成するために前記の第１残響信号を前 記の第１音サンプルに加える過程と、 ｏ）第２の残響化された音サンプルを形成するために前記の第２残響信号を前 記の第２音サンプルに加える過程と、 を有することを特徴とする方法。 15．請求項１３記載の方法において、更に追加的に、 ｌ）残響データを受け取り、そして、記憶する過程と、 ｍ）前記の残響データの関数として第１の残響信号および第２の残響信号を生 成する過程と、 ｎ）第１の残響化された音サンプルを形成するために前記の第１残響信号を前 記の第１音サンプルに加える過程と、 ｏ）第２の残響化された音サンプルを形成するために前記の第２残響信号を前 記の第２音サンプルに加える過程と、 を有することを特徴とする方法。 16．請求項７記載の方法において、更に追加的に、 ｐ）第１のデジタルノッチフィルタ及び第１のデジタルローパスフィルタに対 して１組の第１制御値を前記セグメントの関数として生成する過程と、 ｑ）前記制御値の第１組によって前記の第１デジタルノッチフィルタ及び前記 の第１デジタルローパスフィルタをセットする過程と、 ｒ）第１濾波済み音サンプルを形成するために、前記第１デジタルノッチフィ ルタ及び前記第１デジタルローパスフィルタにより前記第１音サンプルを濾波す る過程と、 ｓ）第２デジタルノッチフィルタ及び第２デジタルローパスフィルタに対する １組の制御された第２の値を前記セグメントの関数として生成する過程と、 ｔ）前記制御値の第２の組によって前記第２デジタルノッチフィルタ及び前記 第２デジタルローパスフィルタをセットする過程と、 ｕ）第２濾波済み音サンプルを形成するために、前記第２デジタルノッチフィ ルタ及び前記第２デジタルローパスフィルタにより前記第２音サンプルを濾波す る過程と、 を有することを特徴とする方法。 17．請求項１３記載の方法において、更に追加的に、 ｐ）第１のデジタルノッチフィルタ及び第１のデジタルローパスフィルタに対 して１組の第１制御値を前記セグメントの関数として生成する過程と、 ｑ）前記制御値の第１組によって前記の第１デジタルノッチフィルタ及び前記 の第１デジタルローパスフィルタをセットする過程と、 ｒ）第１濾波済み音サンプルを形成するために、前記第１デジタルノッチフィ ルタ及び前記第１デジタルローパスフィルタにより前記第１音サンプルを濾波す る過程と、 ｓ）第２デジタルノッチフィルタ及び第２デジタルローパスフィルタに対する １組の制御された第２の値を前記セグメントの関数として生成する過程と、 ｔ）前記制御値の第２の組によって前記第２デジタルノッチフィルタ及び前記 第２デジタルローパスフィルタをセットする過程と、 ｕ）第２濾波済み音サンプルを形成するために、前記第２デジタルノッチフィ ルタ及び前記第２デジタルローパスフィルタにより前記第２音サンプルを濾波す る過程と、 を有することを特徴とする方法。 18．請求項１５記載の方法において、更に追加的に、 ｐ）第１のデジタルノッチフィルタ及び第１のデジタルローパスフィルタに対 して１組の第１制御値を前記セグメントの関数として生成する過程と、 ｑ）前記制御値の第１組によって前記の第１デジタルノッチフィルタ及び前記 の第１デジタルローパスフィルタをセットする過程と、 ｒ）第１濾波済み音サンプルを形成するために、前記第１デジタルノッチフィ ルタ及び前記第１デジタルローパスフィルタにより残響化された前記第１音サン プルを濾波する過程と、 ｓ）第２デジタルノッチフィルタ及び第２デジタルローパスフィルタに対する １組の制御された第２の値を前記セグメントの関数として生成する過程と、 ｔ）前記制御値の第２の組によって前記第２デジタルノッチフィルタ及び前記 第２デジタルローパスフィルタをセットする過程と、 ｕ）第２濾波済み音サンプルを形成するために、前記第２デジタルノッチフィ ルタ及び前記第２デジタルローパスフィルタにより残響化された前記第２音サン プルを濾波する過程と、 を有することを特徴とする方法。 19．請求項１６記載の方法において、更に追加的に、 ｖ）前記のセグメントの関数として、第１の音量乗数および第２の音量乗数と しての音量制御値を生成する過程と、 ｗ）第１の音量調節音サンプルを形成するために前記の第１音サンプルに前記 の第１音量乗数を乗算する過程と、 ｘ）第２の音量調節音サンプルを形成するために前記の第２音サンプルに前記 の第２音量乗数を乗算する過程と、 ｙ）前記の第１音量調節音サンプルを前記聴取者の右耳に対する第１アナログ 信号に変換する過程と、 ｚ）前記の第２音量調節音サンプルを前記聴取者の左耳に対する第２アナログ 信号に変換する過程と、 を有することを特徴とする方法。 20．請求項１７記載の方法において、更に追加的に、 ｖ）前記のセグメントの関数として、第１の音量乗数および第２の音量乗数と しての音量制御値を生成する過程と、 ｗ）第１の音量調節音サンプルを形成するために前記の音サンプルに前記の第 １音量乗数を乗算する過程と、 ｘ）第２の音量調節音サンプルを形成するために前記の第２音サンプルに前記 の第２音量乗数を乗算する過程と、 ｙ）前記の第１音量調節音サンプルを前記聴取者の右耳に対する第１アナログ 信号に変換する過程と、 ｚ）前記の第２音量調節音サンプルを前記聴取者の左耳に対する第２アナログ 信号に変換する過程と、 を有することを特徴とする方法。 21．請求項１８記載の方法において、更に追加的に、 ｖ）前記の入カデータの関数として、第１の音量乗数および第２の音量乗数と しての音量制御値を生成する過程と、 ｗ）第１の音量調節音サンプルを形成するために前記の残響化された第１音サ ンプルに前記の第１音量乗数を乗算する過程と、 ｘ）第２の音量調節音サンプルを形成するために前記の残響化された第２音サ ンプルに前記の第２音量乗数を乗算する過程と、 ｙ）前記の第１音量調節音サンプルを前記聴取者の右耳に対する第１アナログ 信号に変換する過程と、 ｚ）前記の第２音量調節音サンプルを前記聴取者の左耳に対する第２アナログ 信号に変換する過程と、 を有することを特徴とする方法。