JPH08507910A

JPH08507910A - 複数チャネルのサウンド・プロセッシング

Info

Publication number: JPH08507910A
Application number: JP6520742A
Authority: JP
Inventors: アラステアシバルド; リチャード，デビッドクレモウ; アドリアン，マイルズサンフォード; ナックビー，ファワード; アダムフィリップ
Original assignee: セントラルリサーチラボラトリーズリミティド
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1994-02-23
Publication date: 1996-08-20
Also published as: EP0689756B1; EP0689756A1; CA2158451A1; DE69421385D1; US5666425A; DE69421385T2; WO1994022278A1

Abstract

(57)【要約】人工ヘッド（２）と複数の個別のモノフォニック・マイクロフォン（８、１０、１２）は１つ以上の音源の録音に用いられている。各マイクロフォン（８、１０、１２）からの信号（１４、１６、１８）は、実際の人間の頭または人工ヘッド（２）の音響特性に基づきバイノーラル合成され、ヘッドからの信号（４、６）は、人工ヘッド（２）または実際の人間の頭の空気−耳の伝達関数を用いて等化される。結果として得られた信号は、個々の左（４８）と右（５０）チャネル信号の和をとって合成され、これらの和をとった信号（５２、５４）は、トランスオーラル・クロストーク補償（５６）し、ヘッドフォンまたはラウドスピーカを通してリスナへ立体音響効果を提供する録音や再生に適した最終的な左と右チャネル信号（５８、６０）を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】複数チャネルのサウンド・プロセッシング本発明は、複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置と、特にこれに限定されないが、２つのラウドスピーカにより再生する音楽の録音で用いられているような装置に関する。録音の原理は、２つの離れた音源により再生するとき、以前から知られている立体音効果が得られるという事実に基づいている。最も一般的なステレオ録音形態の１つには、ヘッド１つの幅に略等しい距離だけマイクロフォンを離して、ステレオ・マイクロフォン対を使用する形態が含まれる。これは、離れたマイクロフォン対間のさまざまな音の到着時間差によって、録音した音像を部分的に再生できる効果を発揮する。上記の方法はとても満足できるものではないが、ステレオ録音に試みた改良は、いわゆる、人工ヘッドにしばしば用いられる。これは実寸大の人工ヘッド（オプション）トルソで、マイクロフォン対がいずれかの耳管の代わりに取り付けられ、または疑似耳管に組み込まれている。耳の外形は、標準的な人間の寸法に基づいて複製してあり、脳が検知するすべての自然な音像定位の手掛かりを得るために、マイクロフォンが収音する音を人工ヘッドと耳により音響的に変更できるように、シリコン・ゴムまたは類似の材料により製造されている。このような録音方法は、バイノーラル録音として知られるようになり、この方法の１つの例が、例えば、米国出願第４，９１０，７７９号に開示されている。このような人工録音方法は、ヘッドフォンを通して聞いたとき著しい音響的効果があることが知られている。音はヘッドフォンを通して聞く従来のステレオ録音のように、内部ではなくリスナの頭の外側から発するように聞こえ、リスナの頭の上や背後においても立体的に聞こえる。しかし、人工ヘッド録音にも多くの問題が存在している。例えば、バイノーラル録音の全体的な音質は実際の音からかけ離れていることが知られている。これは音が録音時は人工ヘッドの両耳を通り、再生時はリスナの耳を事実上通ることによる。これにより、普通、外耳（耳殻）の大きなくぼみに起因する共振が数ＫＨｚの周波数で発生し、録音の中間利得をブーストして、その結果、再生時にリスナの両耳を通る結果、この効果は一層悪化し、低域周波数と高域周波数両成分が欠落した音が現れる。「耳を２回通る（ｔｗｉｃｅ−ｔｈｒｏｕｇｈ−ｔｈｅ−ｅａｒｓ）」効果を補償するために、人工ヘッドを通して録音した音のスペクトル応答を整形、等化する音響フィルタの使用が一般的である。このスペクトル応答の整形に用いた伝達関数は、従来技術において実に多くのさまざまな方法で計算されており、どの方法が人工ヘッド録音の等化に最適な方法であるか混乱しているように見える。ある人は、ヘッドフォン−耳の伝達関数を用いているが、この伝達関数はヘッドフォンの種類によって互いに異なる。また、ある人は、ラウドスピーカ−耳の伝達関数を用いているが、ここで伝達関数は、ラウドスピーカから耳への音の入射角とヘッドからラウドスピーカまでの距離に依存している。さらに、別の人は、自由音場（エコーなし）と拡散音場（エコーあり）の両条件下で伝達関数を測定し、そして、ヘッドフォン−耳またはラウドスピーカ−耳への要件のいずれかにより補償している。バイノーラル録音した音をラウドスピーカで再生するときは、さらに重要な補正要因が必要であることが知られている。これはトランスオーラル（ｔｒａｎｓａｕｒａｌ）クロストーク補償として知られており、定評のある従来の技術にも記載されている。この補正要因は、基本的に右耳（左耳）の近くのラウドスピーカから発し左耳で検出された音を補償する。この周知の方法は米国出願第３，２３６，９４９号に開示されている。人工ヘッドを用いてバイノーラル録音を行うとき、ヘッドを録音する音に対して中央の位置になるよう配置することが多い。オーケストラの演奏をを録音する例では、ほとんどの楽器を比較的容易にピックアップできるようにしばしばヘッドを指揮者の側に置く。しかし、このような配置では、人工ヘッドを１つのタイプの楽器または音、例えば、ティンパニなどに“焦点”を絞って収録することはできない。人工ヘッドをティンパニ・セクションの近くに移動したとすると、今度は他の楽器からの音をよく録音できなくなり、音源と音のバランスが低下する。従って、本発明の目的の１つは、人工ヘッドだけでなく少なくとも１つ以上のマイクロフォンを用いた、バイノーラル録音を可能にすることである。さらに、この方法で録音した音はヘッドフォンまたはラウドスピーカを通して再生できなければならず、いずれかの状況において、従来のオーディオ再生装置を変更または利用することなく、感知したバイノーラル音質を保持する。従って、本発明の第１の態様によれば、マイクロフォンにより収音した音を示す左と右の第１チャネル信号を供給する、両方の耳にマイクロフォンを付けた人工ヘッドと、収音した音を示すモノフォニック後続信号を供給する人工ヘッドから離れた少なくとも１つの他のマイクロフォンと、左と右の補助チャネル第１信号を発生するため、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による第１の信号の変更と、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存する各マイクロフォンからの後続信号の時間遅れと、左と右チャネルの補助後続信号を発生するため時間遅れ後続信号でのバイノーラル合成の実行と、結果として得られた左と右の補助第１信号および補助後続信号の合成と、左と右チャネルで処理した信号を発生するため、各合成信号のトランスオーラル・クロストーク補償と、をする信号プロセッサを備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置を提供する。従って、人工ヘッドと少なくとも１つの他のマイクロフォンを提供することにより、双方共、バイノーラル特性を示すため処理する信号を発生し、トランスオーラル・クロストーク補償をする。録音または伝達する信号は、ヘッドフォンまたはラウドスピーカを通して再生するとき発生され、どの状況においても明瞭な立体音像としてリスナに供給することができる。本発明のさらに別の態様によれば、マイクロフォンが収音した音を示す左と右の第１チャネル信号を供給する、両方の耳にマイクロフォンを付けた人工ヘッドと、収音した音を示すモノフォニック後続信号を供給する人工ヘッドから離れた少なくとも１つの他のマイクロフォンと、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存する各マイクロフォンからの後続信号の時間遅れと、左と右チャネル補助後続信号を発生するため時間遅れ後続信号でのバイノーラル合成の実行と、左と右チャネル第１信号および補助後続信号の合成と、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による合成信号の変更と、左と右チャネルで処理した信号を発生するため各変更したトランスオーラル・クロストーク補償と、をする信号プロセッサとを備える複数のサウンド・プロセッシング装置を提供する。人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位は、ヘッドが規定の方向にある間、両耳間の、ヘッドの中心を通る中心線の点からの距離と点に対する方位角と仰角からの距離を含むことが好ましい。これらのパラメータを測定により、必要な処理情報を供給し、各マイクロフォンからの信号を特定のバイノーラル合成フィルタを用いて、バイノーラル録音特性を持つようにできる。結果として得られた第１信号と後続信号の合成は、左と右チャネル信号成分個々に行うのが好ましい。本発明のさらに別の態様によれば、ヘッドが収音した音を示す左と右の第１チャネル信号の人工ヘッドからの供給と、収音した音を示すモノフォニック後続信号をヘッドから離れた少なくとも１つのマイクロフォンからの供給と、左と右補助第１チャネル信号を発生するため、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による第１信号の変更と、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存する各マイクロフォンからの後続信号の時間遅れと、左と右チャネル補助後続信号を発生するため時間遅れ後続信号でのバイノーラル合成の実行と、結果として得られた左と右補助第１信号および補助後続信号の合成と、左と右チャネルで処理した信号を発生するため各合成信号のトランスオーラル・クロストーク補償と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング方法が提供される。本発明のさらに他の態様によれば、ヘッドが収音した音を示す左と右チャネルの第１チャネル信号の人工ヘッドからの供給と、収音したモノフォニック後続信号を示すヘッドから離れた少なくとも１つのマイクロフォンからの供給と、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存する各マイクロフォンからの信号の時間遅れと、左と右チャネル補助後続信号を発生するため時間遅れ後続信号のバイノーラル合成の実行と、左と右チャネル第１信号と補助後続信号の合成と、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による合成信号の変更と、左と右チャネルで処理した信号を発生するため、各変更した信号のトランスオーラル・クロストーク補償と、をする複数チャネルのサウンド・プロセッシング方法がある。図１は本発明による２チャネル録音装置のブロック図を示す図である。図２はクロストーク補償の概念を図式的に示す図である。図３は本発明に用いる人工ヘッドの典型的な空気−耳の各種伝達関数を示す図である。図４と図５は図１の装置に対する別の構成を示す図である。最初に図１を参照する。疑似耳管にマイクロフォン（図示せず）を付けた人工ヘッド２を備える２チャネル録音装置がある（ある人工ヘッド構成において、マイクロフォンは、全耳管の代わりに直接取り付けられている）。各マイクロフォンは、収音した音を示す信号５，６（左と右チャネル）を発生する。ヘッド２から離れた少なくとも１つのマイクロフォン、この例では３つのマイクロフォン８，１０，１２がある。各マイクロフォン８，１０，１２は、収音した音を示す各モノフォニック後続信号１４，１６，１８を供給する。マイクロフォン８，１０，１２は、周知の距離、ｄ₁，ｄ₁₀およびｄ₁₂だけそれぞれヘッド２から離れているのが分かる。また、各マイクロフォン８，１０，１２は、ヘッドの点２０に対し方位角にあり、この点はヘッド２を通り２つの耳２４，２６の間で真直ぐな中心線２２の上にある。これらの角度Θ₈，Θ₁₀およびΘ₁₂はマイクロフォン８，１０，１２にそれぞれ対応している。さらに、各マイクロフォン８，１０，１２は、それぞれ角度Θ₈． Θ₁₀，Θ₁₂により与えられたヘッドに対する仰角（これは当然くぼみを含む）が、しかし、これらの角は、図式的に示すことができない図の表面に対し実際垂直に位置している。ここから明確にするため、３つのマイクロフォン８の１つだけから信号が供給される場合だけを説明する。この説明は他のマイクロフォン１０と１２からの出力信号にも関連していることは明らかであり、さらに、この説明は本発明の理解を混乱させるだけかも知れないので、理解を容易にするため割愛する。マイクロフォン８の出力１４は、参照番号２８で示す信号プロセッサに渡される。また、各ヘッド２の出力４と６からの信号も信号プロセッサ２８へ渡される。マイクロフォン８の出力１４は遅延３０に渡され、信号１４はマイクロフォン８とヘッド２の間の音響路距離に関する経過時間に依存する時間τ₈だけ遅延される。この遅延は距離ｄ₈を用いて周知の方法で計算される。遅延３０に数ミリ秒のパッド遅延が信号１４に加えられる。この理由は以下に説明する。次に、遅延、パッドされた信号３２は信号３２のバイノーラル合成を実行するフィルタ３４に渡される。このフィルタ３４は、いわゆるヘッド応答伝達関数に関し、耳内時間遅れは、マイクロフォン８の方位角Θ₈と抑角Φ₈関連している。ヘッドに音波が特定方向から入射すると、ヘッド自身の周囲と耳の外部の共振に関連している複数回の回折と反射路を経由して左と右の音響管を通る。この効果は、（ａ）通常、０〜７６０μｓの範囲の音源位置により左耳と右耳間の“到着時間”差が生じ、（ｂ）音源の位置に依存する非常に多くの波形整形が行われる。細部に及び詳細に知られているこのようなプロセス・フィルタ対は、信号と並列に挿入されたとき設けられるので、適切な微分時間遅れと共に各左と右スペクトル整形を検討するため信号を変更し、結果として得られた信号は、対応する方向を持つバイノーラル音源の検知した音響特性を持つ。フィルタ３４はこのフィルタ対によって構成されている。バイノーラル合成は信号３２に対して実行されるので、入力モノフォニック・バイノーラル特性を与え、そのため、フィルタ３４の出力は、ヘッド２の出力４，６の音響特性に類似している感知した音響特性を持つ左３６と右３８補助チャネル信号である。ここでヘッド２の出力信号４，６を参照すると、左チャネル４の出力はフィルタ４０に供給され、右チャネル６の出力はフィルタ４２に渡されることが分かる。各フィルタ４０，４２は、人工ヘッド（実際の頭の測定から得られた伝達関数である場合は実際の頭）の特定の耳への空気−耳の伝達関数により入力信号４，６をそれぞれ変更する。各フィルタ４０，４２の特性は、実際、関連する伝達関数の逆である。この理由は、上述したように、「耳を２回通る」効果を低減することである。フィルタ４０，４２の出力は、左４４と右４６チャネル信号と等しくされる（空気−耳の選択した伝達関数は、Θ＝３０°、Φ＝０で、通常、左チャネルと右チャネル信号と同じになるのが普通である。他の値は特殊な状況、例えば、近接して配置された（±１０°）テレビのラウドスピーカを用いたときに選択される）。上述した説明において、遅延３０が、特に、数ミリ秒のパッド遅延が信号１４に加えられることが述べられている。このパッド遅延の必要性は２回ある。第１に、（ａ）例えば、局所マイクロフォンで収音する音を発生する楽器などの音源、（ｂ）人工ヘッドが収音する音を発生する音源間の音響路距離間に対応する小さな時間遅れを内包し、第２に、補助マイクロフォンからの音を人工ヘッドを通して同じ音を明瞭に再生し、その結果、リスナの脳は常に後者からの音源の位置を特定でき、前者は後者を周知のハース（Ｈａａｓ）効果により強調することを保証する。結果として得られた左チャネル信号３６と４４は、この例の加算器４８に同時に供給され、同様に、右チャネル信号３８と４６は、加算器５０に同時に供給される。加算器４８と５０は、供給された信号を一緒に合成する。上記の例において、３つのマイクロフォン８，１０，１２が記載されており、ヘッド２に接続している１つの入力と３つのマイクロフォン８，１０，１２に接続されている１つの入力を持っている。各加算器４８，５０の出力は、それぞれ左チャネル合成信号５２と右チャネル合成信号５４である。次に、信号５２，５４は、磁気テープ（ディジタルとアナログ両方）および録音可能なコンパクト・ディスクを含むあらゆる従来の適切な方法による伝達または録音に適している、補償した左５８チャネルと右６０チャネル補償をするトランスオーラル・クロストーク補償器５６へ入力する。ここで図２を参照する。補償器５６により実行されるトランスオーラル・クロストーク補償の原理が説明されている。左５２と右５４信号が図の上部に示されており、図を通って最終的に録音に適した信号５７と５９を供給し、この図に示すようにラウドスピーカ５８と６０をそれぞれ直接ドライブするのにも使用することでき、トランスオーラル・クロストーク補償の概念を示している。リスナ６２は中心軸Ｘ−Ｘ¹に位置しており、ラウドスピーカ５８と６０からの信号を聞く。リスナの左の耳は、伝達関数Ｓを介して、左のラウドスピーカ５８から直接信号５７を聞き、伝達関数Ａを介してラウドスピーカ５８から聞く音は、音源−耳の距離が長いので、右の耳のヘッドの周囲で回折して一時的に遅延する。同様に、リスナは、伝達関数Ｓを介してラウドスピーカ６０から直接右の耳で信号５９を聞く、伝達関数Ｓを介して、頭の周囲で回折して左の耳で一時的に遅延する。この様子は図２の下部に明確に示されている。従って、中心軸Ｘ−Ｘ¹の同じ側のラウドスピーカから耳への伝達関数はＳであり、中心軸の反対側の耳に対する伝達関数はＡである。ステレオ音聴取をするためラウドスピーカ５８、６０は、リスナ（頂点に位置している）によって形成される三角形の頂点に対し、３０°の角度になるように配置されるので、人工ヘッド２または実際の人間の頭からの直接測定により、周知の方法で設定できる。ＡとＳは、３０°の方位角に対する水平面の音源への左耳と右耳のヘッド応答伝達関数である（例えば、図２のラウドスピーカ６０）。しかし、上述したように、錯角に対応するヘッドの応答伝達関数は、近接して配置（±１０°）されたのテレビのラウドスピーカなどの特定用途に選択される。図２の下部を見ると、普通、従来のステレオ音再生装置において、右チャネル信号５９は伝達関数Ｓを介して右の耳２４に送られ、伝達関数Ａを介してクロストーク信号として左の耳２６に送られる。耳で聞いた信号は記法Ｘｙを用いており、ここでＸは音源チャネルをｙはどちらの耳（右または左）が問題になっているかを示し、次の式で表すことができる。Ｒ_γ＝ＳとＲ₁＝Ａ（１）クロストーク成分がない信号をリスナに送出するには、次の式を満足しなければならない。Ｒ_γ＝ＳとＲ₁＝０（２）まず、右チャネル信号５４に関してこれを実現するため、および図２の上部に示すように逆クロストーク成分Ａに等しいキャンセル信号を反対（左）チャネルに入力する必要がある。ラウドスピーカ５８と左耳２６の間の伝達関数Ｓにより、連続した変更をするため、予測して、クロスフィード・フィルタに１／Ｓ項を取り込んで対処しなければならない。その結果、クロスフィード・フィルタは関数（−Ａ／Ｓ）を含む。しかし、各ラウドスピーカ５８、６０自身のキャンセル信号は、反対の耳に“ クロストーク”するので、これもキャンセルしなければならない。図に示すように、線形フィルタＧを導入し、条件（２）を満足するためＧの関数を確認して、複数キャンセル要件を扱う目的でＧを生成できる。より特別な場合には、右５４信号からリスナ６２の右耳２４への全伝達関数Ｒ_γは、Ｓに等しくなければならない。右５４信号からリスナの左耳２６への全伝達関数は、Ｇの値にかかわらず０に等しい。ＡとＳに関するＧの式（３）を解くと次の式になる、それで、図２を参照して記載した関数を実行するため、図１の補償器５６を構成することにより、トランスオーラル・クロストーク補償信号５７と５９は、ラウドスピーカまたはヘッドフォンのいずれかを直接ドライブするのに、あるいは従来のように録音して後で周知の方法で再生するのに適した左と右チャネル信号を含む。例えば、±３０°などのような任意の角度でラウドスピーカから発する音を等化するため、トランスオーラル・クロストーク・キャンセル手段を備えることが知られている。これは式（２）に１と０（Ｓと０以外）を代入し、これを解いて達成できる。すなわち、Ｒ_γ＝１とＲ₁＝０（６）従って、合成等化とクロストーク・キャンセル方法は、そう望むのであれば構成でき、図４の項目４２、４０と５６（後述）、図５の成分７２、６８、および５６（必要であれば項目７０と６６も）用いることができる。このような合成処理は、それほど柔軟でないより簡単な方法で実現できる。フィルタ３４により信号３２で実行されたバイノーラル合成は、実際、標準化されたバイノーラル合成であることに注意されたい。これは合成が、特定方向（ Θ₈、Φ₈）への空気−耳の伝達関数を正面からの音入射（Θ＝０とΦ＝０）への対応する空気−耳への伝達関数で割った値を用いることを意味している。図３を参照する。ここで水平面の入射音の様々な角度に対する空気−耳の各種伝達関数対（ヘッド２は両耳を持っているので「対」になる）を示す。０°入射は音源が頭の真正面にあることを、９０°入射は、両方の耳を通して引いた線上にあるヘッド２の１方（右）であることを意味している。標準化されたバイノーラル合成信号３６、３８は、耳殻の共鳴による総中間ブースト特性を持っておらず、従って、加算器４８、５０のヘッド２からの適切に等化された信号４４、４６と直接ミックスするのに適することが認識されている。図４を参照する。この図は図１の別の実施例を示しており同じ部品は対応する番号が付与してあり、ヘッド２から供給された等化信号４、６は、加算器４８、５０で合計がとられるまで、実行されないことが分かる。また、時間遅れ信号３２は、普通、すなわち、標準化されないバイノーラル合成を実行するフィルタ６４に渡される。明らかに、標準化は、フィルタ４０、４２により連続して実行された等化のように、この特殊な場合においては必要なく、上述したようにまた図３を参照して、空気−耳の適切な伝達関数を選択して、バイノーラル合成信号３８、３６へ必要な音声補正をする。もちろん、等化フィルタ４０、４２は、上述した１／Ｓ信号を用いて加算器４８、５０から供給される信号５１、５３に存在する等化されていない人工ヘッド２成分を等化し、そして、上述したように、１／Ｓ関数を含むことなく、トランスオーラル・クロストーク補償器５６へ等化信号５２、５４を渡す。図４の実施例のさらなる変更は図５に示されており、この図で等化フィルタ４０、４２は、２つのフィルタ６６、６８が左チャネル信号５１を等化し、２つのフィルタ・バンク７０、７２は右のチャネル信号５３を等化するように分割されている。これにより、カスタム等化構成が可能になる。例えば、クラッシック音楽の録音をしている場合、等化はジャズやポップス音楽の録音とは異なる。上記の説明に対し、個々のマイクロフォン８、１０、１２信号１４、１６、１８は、処理システムに入力する前に、インラインで等化できる。行うべき唯一の変更はそれらであり、その処理により導入された任意の関連する時間遅れを考慮して時間遅延素子３０を適切に調整しなければならない。上記の点において、当業者は図３に示したように、選択される特定の空気−耳の選択は、録音される特定の状況により述べられる。例えば、録音がヘッドフォンを通して再生される場合、普通、リスナの耳をへこませ、そして供給された信号を等化するため９０°の空気−耳の伝達関数を用いる。しかし、上記の例において、録音は、主にラウドスピーカを通して再生するのが望ましく、これはそれぞれ、リスナの耳の中心線から約３０°の角度で対しているので、３０°の空気 −耳の伝達関数が選択されている。しかし、説明した装置により録音した音は、信号の等化にどの伝達関数が選択されているに関係なく、ヘッドフォンまたはラウドスピーカのいずれかを通して、立体音として同じように感知するのを認識することが重要である。バイノーラル合成を実行するためマイクロフォンから供給された信号で用いた空気−耳の伝達関数は、ΘまたはΦで示されることが分かった。上記の説明において人工ヘッドから離れた３つのマイクロフォン（特に１つ）が説明されているが、これらからの信号が必要な時間遅れを生じ、人工ヘッドにより供給される信号と合成される前に、バイノーラル合成される限り、特に、本発明は多数の追加マイクロフォンにも同様に適用できる。上記の例において、例えば、時間遅れ３０、フィルタ３４、４０、４２、加算器４８、５０、トランスオーラル・クロストーク補償器５６などの複数の個々の信号処理要素に比較して記載されており、信号プロセッサ２８は、当業者によりディジタル処理エンジンなどのようなソフトウェア制御項目の形態をとることができ、それにより、複数の個々の要素の必要性をなくすことを認識されたい。伝達関数は、人工ヘッドおよび実際の人間の頭を測定して導くことができることは明らかである。さらに、上記の説明において、３０°はラウドスピーカによりヘッド２に対する角度の最初の例として示されているが、任意の適切な角度も同様に用いるができるのは明らかである。当業者は、用語「人工ヘッド」は、リスナの聴性反応特性を模倣できる任意の装置を意味する。従って、この用語は、例えば、耳管内にマイクロフォンを付けた実際の人間の頭を意味する。これは上述した処理が、木またはプラスチック製のヘッドに取り付けられているマイクロフォンのように、マイクロフォンから同じ方法で供給される信号で実行されるからである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年１月１７日【補正内容】請求の範囲１．複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、マイクロフォンで収音した音を示す左（４）と右（６）第１チャネル信号を供給する両方の耳（２４、２５）にマイクロフォンを付けた人工ヘッド（２）と、収音した音を示す後続モノフォニック信号（１４）を供給する人工ヘッドから離れた少なくとも１つの他のマイクロフォン（８）と、左と右補助第１チャネル信号（４４、４６）を発生するため、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による第１信号の変更（４０、４２）と、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存する各マイクロフォンからの後続信号の時間遅れ（３０）と、左と右チャネル補助信号（３６、３８）を発生するため、時間遅れ信号のバイノーラル合成（３４）の実行と、結果として得られた左と右補助第１信号との合成（４８、５０）と、左と右チャネル処理した信号を発生するため、各合成信号のトランスオーラル・クロストーク補償（５６）と、をする信号処理手段（２８）と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。２．複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、マイクロフォンで収音した音を示す左（４）と右（６）第１チャネル信号を供給する両方の耳（２４、２６）にマイクロフォンを付けた人工ヘッド（２）と、収音した音を示すモノフォニック後続信号（１４）を供給する人工ヘッドから離れた少なくとも１つのマイクロフォン（８）と、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存する各マイクロフォンからの後続信号の時間遅れ（３０）と、左と右チャネル補助後続信号（３６、３８）を発生するため、時間遅れ信号でのバイノーラル合成（３４）の実行と、左と右チャネル第１信号と補助後続信号の合成（４８、５０）と、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による合成信号の変更（４０、４２）と、左と右チャネルで処理した信号を発生するため、各変更した信号のトランスオーラル・クロストーク補償（５６）と、をする信号処理手段（２８）と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。３．請求項１または請求項２に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位は、ヘッドが規定の方向にある間、両耳間の頭の中心を通る中心線からの距離（ｄ）と中心線（２２）の点（２０）に対する方位角（Θ）と抑角（Φ）とを含む複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。４．請求項１に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、信号処理手段は、左チャネル信号成分と右チャネル信号成分を合成する手段を含む複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。５．請求項２に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、信号処理手段は、左チャネル信号成分と右チャネル信号成分を合成する手段を含む複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。６．請求項１に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、信号処理手段は、人工ヘッドの空気−耳伝達関数により第１信号を変更する第１のフィルタ手段（４０、４２）と、各マイクロフォンからの後続信号を遅延させる時間遅れ手段（３０９と、前記バイノーラル合成を実行する第２のフィルタ手段（３４）と、信号を合成する加算手段（４８、５０）と、トランスオーラル・クロストーク手段（５６）と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。７．請求項２に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、信号処理手段は、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数により信号を変更する第１のフィルタ手段８４０、４２）と、各マイクロフォンからの後続信号を遅延させる時間遅れ手段（３０）と、バイノーラル合成を実行する第２のフィルタ手段（６４）と、信号を合成する加算手段（４８、５０）と、トランスオーラル・クロストーク手段（５６）と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。８．請求項１に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、信号処理手段は、標準的なバイノーラル合成を実行する複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。９．請求項２に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、信号処理手段は、標準的なバイノーラル合成を実行する手段を含む複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。１０．複数チャネルのサウンド・プロセッシング方法は、ヘッドが収音した音を示す左（４）と右（６）第１チャネル信号の人工ヘッド（２）からの供給と、収音した音を示すモノフォニック後続信号をヘッドから離れた少なくとも１つの他のマイクロフォン（８）からの供給と、左（４４）と右（４６）補助第１チャネル信号を発生するため、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による第１の信号の変更（４０、４２）と、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存する各マイクロフォンからの後続信号の時間遅れ（３０）と、左（３６）と右（３８）チャネルの補助後続信号を発生するため、時間遅れ後続信号のバイノーラル合成（３４）の実行と、結果として得られた左補助第１信号および補助後続信号の合成と、左と右チャネルで処理した信号を発生するため、各合成した信号のトランスオーラル・クロストーク補償および合成（５６）と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング方法。１１．複数チャネルのサウンド・プロセッシング方法は、ヘッドで収音した音を示す左（４）と右（６）チャネルの第１信号チャネル信号の人工ヘッド（２）からの供給と、収音した音を示す後続マイクロフォン信号（１４）をヘッドから離れた少なくとも１つの他のマイクロフォン（８）からの供給と、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存するマイクロフォンからの後続信号の時間遅れ（３０）と、左（３６）と右（３８）チャネルの補助後続信号を発生するため、時間遅れ後続信号のバイノーラル合成（６４）の実行と、左チャネル第１信号と補助後続信号の合成（５０）および右チャネル第１信号補助後続信号の合成（５０）と、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による合成信号の変更（４０、４２）と、左と右チャネルで処理した信号を発生するため、各変更した信号のトランスオーラル・クロストーク補償（５６）と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング方法。１２．請求項１〜９のいずれか１つに記載の装置を用いた録音または伝達サウンド・プロセッシング装置。１３．請求項１０〜１１のいずれか１つに記載の装置を用いた記録または伝達サウンド・プロセッシング方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩＨ０４Ｓ 7/00 Ｆ 8421−5Ｈ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者クレモウリチャード，デビッドイギリス国，ミドルセックスユービー３１エイチエイチ，ヘイズ，ダウレーロード（番地なし）セントラルリサーチラボラトリーズリミティド (72)発明者サンフォードアドリアン，マイルズイギリス国，ミドルセックスユービー３１エイチエイチ，ヘイズ，ダウレーロード（番地なし）セントラルリサーチラボラトリーズリミティド (72)発明者ナックビー，ファワードイギリス国，ミドルセックスユービー３１エイチエイチ，ヘイズ，ダウレーロード（番地なし）セントラルリサーチラボラトリーズリミティド (72)発明者フィリップアダムイギリス国，ミドルセックスユービー３１エイチエイチ，ヘイズ，ダウレーロード（番地なし）セントラルリサーチラボラトリーズリミティド

Claims

【特許請求の範囲】１．複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、マイクロフォンで収音した音を示す左と右第１チャネル信号を供給する両方の耳にマイクロフォンを付けた人工ヘッドと、それにより受信した音を示すモノフォニック後続信号を供給する人工ヘッドから離れた少なくとも１つの他のマイクロフォンと、左と右補助第１チャネル信号を発生するため、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による第１信号の変更と、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存する各マイクロフォンからの後続信号の時間遅れと、左と右チャネル補助信号を発生するため、時間遅れ信号のバイノーラル合成の実行と、結果として得られた左と右補助第１信号との合成と、左と右チャネル処理した信号を発生するため、各合成信号のトランスオーラル・クロストーク補償と、をする信号プロセッサと、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。２．複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、マイクロフォンで収音した音を示す左と右第１チャネル信号を供給する両方の耳にマイクロフォンを付けた人工ヘッドと、それにより収音した音を示すモノフォニック後続信号を供給する人工ヘッドから離れた少なくとも１つのマイクロフォンと、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存する各マイクロフォンからの後続信号の時間遅れと、左と右チャネル補助後続信号を発生するため、時間遅れ信号でのバイノーラル合成の実行と、左と右チャネル第１信号と補助後続信号の合成と、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による合成信号の変更と、左と右チャネルで処理した信号を発生するため、各変更した信号のトランスオーラル・クロストーク補償と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。３．請求項１または請求項２に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位は、ヘッドが規定の方向にある間、両耳間の頭の中心を通る中心線からの距離と中心線に対する方位角と抑角とを含む複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。４．請求項１に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、信号の合成は、左と右チャネル信号成分に対して個別に達成される複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。５．請求項２に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、信号の合成は、左と右チャネルの信号成分に対して個別に達成される複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。６．請求項１に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、信号プロセッサは複数の個々の要素、すなわち、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数により信号を変更するフィルタの第１セットと、各マイクロフォンからの後続信号を遅延させる時間遅れと、バイノーラル合成を実行するフィルタの第２セットと、信号を合成する加算器と、トランスオーラル・クロストーク補償器と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。７．請求項２に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、信号プロセッサは個々の要素、すなわち、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による信号を変更するフィルタの第１セットと、各マイクロフォンからの後続信号を遅延させる時間遅れと、バイノーラル遅れを実行するフィルタの第２セットと、信号を合成する加算器と、トランスオーラル・クロストーク補償器と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。８．請求項１に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、バイノーラル合成は標準的なバイノーラル合成である複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。９．請求項２に記載の複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置において、バイノーラル合成は標準的なバイノーラル合成である複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。１０．複数チャネルのサウンド・プロセッシング方法は、ヘッドが収音した音を示す左と右第１チャネル信号を人工ヘッドからの供給と、収音した音を示すモノフォニック後続信号をヘッドから離れた少なくとも１つの他のマイクロフォンからの供給と、左と右補助第１チャネル信号を発生するため、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による第１の信号の変更と、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存する各マイクロフォンからの後続信号の時間遅れと、左と右チャネルの補助後続信号を発生するため、時間遅れ後続信号のバイノーラル合成の実行と、結果として得られた左と右補助第１信号および補助後続信号の合成と、左と右チャネルで処理した信号を発生するため、各合成した信号のトランスオーラル・クロストーク補償と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング方法。１１．複数チャネルのサウンド・プロセッシング方法は、ヘッドで収音した音を示す左と右チャネルの第１信号チャネル信号の人工ヘッドからの供給と、収音した音を示す後続マイクロフォン信号をヘッドから離れた少なくとも１つのマイクロフォンからの供給と、人工ヘッドからの各マイクロフォンの変位に依存するマイクロフォンからの後続信号の時間遅れと、左と右チャネルの補助後続信号を発生するため、時間遅れ後続信号のバイノーラル合成の実行と、左と右チャネル第１信号および補助後続信号の合成と、人工ヘッドの空気−耳の伝達関数による合成信号の変更と、左と右チャネルで処理した信号を発生するため、各変更した信号のトランスオーラル・クロストーク補償と、を備える複数チャネルのサウンド・プロセッシング方法。１２．請求項１または請求項２および請求項１０または請求項１１に記載の装置による録音または伝達サウンド・プロセッシング装置。１３．添付図面を参照して上述されている複数チャネルのサウンド・プロセッシング装置。１４．添付図面を参照して上述されている複数チャネルのサウンド・プロセッシング方法。