JPH09163500A - バイノーラル音声信号生成方法及びバイノーラル音声信号生成装置 - Google Patents

バイノーラル音声信号生成方法及びバイノーラル音声信号生成装置

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JPH09163500A
JPH09163500A JP8183602A JP18360296A JPH09163500A JP H09163500 A JPH09163500 A JP H09163500A JP 8183602 A JP8183602 A JP 8183602A JP 18360296 A JP18360296 A JP 18360296A JP H09163500 A JPH09163500 A JP H09163500A
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JP
Japan
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audio signal
frequency characteristic
sound
audio
binaural
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Withdrawn
Application number
JP8183602A
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English (en)
Inventor
Michael Kohut
コート マイケル
Paul Nigel Wood
ニジェール ウッド ポール
Jeffrey E Taylor
イ テーラー ジェフリー
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Sony Pictures Entertainment Inc
Original Assignee
Sony Pictures Entertainment Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S3/00Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2400/00Details of stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2400/01Multi-channel, i.e. more than two input channels, sound reproduction with two speakers wherein the multi-channel information is substantially preserved
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S3/00Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
    • H04S3/002Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
    • H04S3/004For headphones

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、映画館の音響機器の臨場感に略匹
敵し、高価な再生機器を必要としないバイノーラル音声
信号の生成方法及び生成装置を提供する。 【解決手段】 周波数特性変更器21〜28、31〜3
8は、音声信号のレベル及び周波数特性を変更し、すな
わち音が聴取者に対して所定の位置の音源から発せられ
たときに耳が感知する音量及び周波数特性となるように
音声信号の周波数特性を変更する。位相遅延器41〜4
7は、音がその位相遅延器に対応する位置から発せられ
たときに、左右の耳で感知される時間差と同じ時間だけ
一方の変更音声信号を遅延する。混合器51は、周波数
特性変更器21〜23、26及び位相遅延器41〜44
の各出力信号を混合してレフトバイノーラル音声信号を
生成し、混合器52は、周波数特性変更器33〜35、
37、39及び位相遅延器45〜47の各出力信号を混
合してライトバイノーラル音声信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイノーラル音声
信号生成方法及びバイノーラル音声信号生成装置に関
し、特に、多方向から発生する音に匹敵するような2チ
ャンネル音声信号を得ることができるバイノーラル音声
信号の生成方法及び生成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】映画館の音響機器により得られる音の質
及び臨場感は、改善され続けている。このような臨場感
は、多数のサウンドトラックを映画フィルムに設けて、
これらのサウンドトラックに音声信号を記録しておき、
各サウンドトラックから音声信号を再生し、観客に対し
て異なる方向に配置された複数のスピーカから各サウン
ドトラックに対応した音を出力する(以下、単にサウン
ドトラックの音を再生するという。)ことにより得られ
る。現在、多くの映画フィルムには、7つのサウンドト
ラックが設けられている。7つのサウンドトラックは、
通常、レフトサラウンドサウンドトラックとライトサラ
ウンドサウンドトラックを含んでいる。レフトサラウン
ドサウンドトラックの音は、観客の左後方にある1以上
のスピーカを介して再生される。ライトサラウンドサウ
ンドトラックの音は、観客の右後方にある1以上のスピ
ーカを介して再生される。残りの5つのサウンドトラッ
クの音は、観客の前方に様々な角度で配置されたスピー
カを介して再生される。映画フィルムの中には、サブウ
ーファを介して再生される音に対応した音声信号が記録
された8番目のトラックを有するものもある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】通常の家庭用ステレオ
機器により得られる音は、映画館で得られる音の臨場感
には及ばない。家庭用ステレオ機器の殆どは、通常、聴
取者の前方両側に配置された2つのスピーカでステレオ
音を再生するようになっている。やや高性能の家庭用ス
テレオ機器には、サラウンドチャンネルの音が再生可能
なものもある。最も高性能の家庭用ステレオ機器には、
8つ以上のスピーカを有し、8つのサウンドトラック全
ての音を再生することができるものもある。
【0004】コンピュータアプリケーションで用いられ
ている音も改善されてきている。以前は、コンピュータ
プログラムでは、種々の長さと周波数の警告音等を発生
するにすぎなかった。現在では、オーディオCDに匹敵
する音質のステレオ音を発生させることができるコンピ
ュータプログラムもある。また、サウンドアダプタによ
って、ユーザがサウンドカードを家庭用ステレオ機器に
接続し、コンピュータプログラム(特にコンピュータゲ
ーム)による音を最低限の歪みで再生することが可能で
ある。このように、コンピュータアプリケーションによ
って生成される音は、随分改善されたものの、映画館で
得られる音の臨場感には及ばない。
【0005】本発明は、上述した実情に鑑みてなされた
ものであり、映画館の音響機器の臨場感に略匹敵し、し
かも高価な再生機器を必要としないバイノーラル音声信
号生成方法及びバイノーラル音声信号生成装置を提供す
ることを目的とする。すなわち、本発明は、複数の音声
信号からバイノーラル音声信号を生成する方法及び装置
を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るバイノーラ
ル音声信号生成方法は、複数の音声信号から2つのバイ
ノーラル音声信号を生成するバイノーラル音声信号生成
方法であって、複数の音声信号のうちの第1の音声信号
を、第1の周波数特性変更器及び第1の位相遅延器にて
処理し、第1の変更音声信号を生成するステップと、複
数の音声信号のうちの第2の音声信号に基づいて、第2
の変更音声信号を生成するステップと、第1の変更音声
信号及び第2の変更音声信号を含む第1の複数の変更音
声信号を混合して、第1のバイノーラル音声信号を生成
するステップと、第1の音声信号を第2の周波数特性変
更器にて処理し、第3の変更音声信号を生成するステッ
プと、複数の音声信号のうちの第2の音声信号に基づい
て第4の変更音声信号を生成するステップと、第3の変
更音声信号及び第4の変更音声信号を含む第2の複数の
変更音声信号を混合して、第2のバイノーラル音声信号
を生成するステップとを有する。
【0007】また、本発明に係るバイノーラル音声信号
生成装置は、複数の音声信号に基づいて2つのバイノー
ラル音声信号を生成するバイノーラル音声信号生成装置
であって、複数の音声信号を受信する複数の入力手段
と、複数の入力手段にそれぞれ接続され、複数の音声信
号のそれぞれの周波数特性を変更して、第1の変更音声
信号群を生成する複数の周波数特性変更手段からなる第
1の周波数特性変更手段群と、複数の入力手段にそれぞ
れ接続され、複数の音声信号のそれぞれの周波数特性を
変更して、第2の変更音声信号群を生成する複数の周波
数特性変更手段からなる第2の周波数特性変更手段群
と、第1の周波数特性変更手段群に接続され、第1の変
更音声信号群からの各音声信号を混合して第1のバイノ
ーラル音声信号を生成する第1の混合手段と、第2の周
波数特性変更手段群に接続され、第2の変更音声信号群
からの各音声信号を混合して第2のバイノーラル音声信
号を生成する第2の混合手段とを備える。そして、第1
の周波数特性変更手段群の各周波数特性変更手段は、入
力手段からの音声信号の周波数特性を、音声信号に基づ
く音が聴取者に対して種々の角度に位置する音源から発
せられたときに聴取者の一方の耳によって感知される周
波数特性となるように変更する。また、第2の周波数特
性変更手段群の各周波数特性変更手段は、入力手段から
の音声信号の周波数特性を、音声信号に基づく音が聴取
者に対して種々の角度に位置する音源から発せられたと
きに聴取者の他方の耳によって感知される周波数特性と
なるように変更する。
【0008】本発明に係るバイノーラル音声信号生成装
置は、多チャンネルの音声信号を受信する入力手段群を
有する。各入力手段は、音源と聴取者の相対位置に対応
している。各入力手段に入力される音声信号は、2つの
音声処理手段により処理される。一方の音声処理手段
は、音声信号の周波数特性を、音が入力手段に対応する
位置で発生したときに聴取者が右耳で感知する周波数特
性となるように変更する。他方の音声処理手段は、音声
信号の周波数特性を、音が入力に対応する位置で発生し
たときに聴取者が左耳で感知する周波数特性となるよう
に変更する。また、音声処理手段は、聴取者と異なる側
の音源から音が発したときに一方の耳で感知される遅延
時間分音声信号を遅延する。右耳で感知される周波数特
性となるように周波数特性が変更された各音声信号は混
合されて、ライトバイノーラル音声信号が得られる。左
耳で感知される周波数特性となるように周波数特性が変
更された各音声信号は混合されて、レフトバイノーラル
音声信号が得られる。
【0009】本発明では、複数の音声信号のうちの第1
の音声信号は、第1の周波数特性変更手段及び第1の位
相遅延手段に供給され、第1の周波数特性変更手段及び
第1の位相遅延は、第1の変更音声信号を生成する。複
数の音声信号のうちの第2の音声信号に基づいて、第2
の変更音声信号が生成される。第1及び第2の変更音声
信号を含む第1の複数の変更音声信号は、混合されて第
1のバイノーラル音声信号が生成される。
【0010】第1の音声信号は、第2の周波数特性変更
手段に供給され、第2の周波数特性変更手段は、第3の
変更音声信号を生成する。複数の音声信号のうちの第2
の音声信号に基づいて、第4の変更音声信号が生成され
る。第3及び第4の変更音声信号を含む第2の複数の変
更音声信号は、混合されて第2のバイノーラル音声信号
が生成される。
【0011】また、本発明に係るバイノーラル音声信号
生成装置は、複数の入力手段と、第1の音声混合手段
と、第2の音声混合手段と、第1及び第2の音声処理手
段群とを備えている。複数の入力手段のそれぞれは、第
1の音声処理手段群の各音声処理手段を介して第1の音
声混合手段に接続されている。また、複数の入力手段の
それぞれは、第2の音声処理手段群の各音声処理手段を
介して第2の音声混合手段に接続されている。
【0012】各音声処理手段は、聴取者との相対位置及
び聴取者の耳に対応している。各音声処理手段は、それ
ぞれの音声処理手段に対応する位置及び耳に基づき、こ
の音声処理手段が接続された入力手段からの音声信号を
変更して、変更音声信号を生成する。同一の入力手段に
接続された音声処理手段は、全て同位置に対応してい
る。第1の音声混合手段に接続された音声処理手段は、
全て聴取者の右耳に対応している。第2の音声混合手段
に接続された音声処理手段は、全て聴取者の左耳に対応
している。
【0013】第1の音声混合手段は、第1の音声処理手
段群により生成された第1の複数の変更音声信号を混合
して、第1のバイノーラル音声信号を生成する。また、
第2の音声混合手段は、第2の音声処理手段群により生
成された第2の複数の変更音声信号を混合して、第2の
バイノーラル音声信号を生成する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るバイノーラル
音声信号生成方法及びバイノーラル音声信号生成装置の
実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0015】人間の耳で感知された音波は、その音波の
音源の聴取者に対する相対位置に基づいてそれぞれ異な
る特性を有している。例えば、聴取者の左前方に位置す
る音源により発せられた音波は、左耳で感知された後、
右耳で感知される。逆に、聴取者の右前方に位置する音
源により発せられた音波は、右耳で感知された後、左耳
で感知される。このような時間差は、音量(ボリュー
ム)の差や周波数特性(周波数応答)の差と共に、聴取
者に対する音の相対的な発生方向を人間の脳が決定する
因子となる。以下、このような因子を音の方向性因子と
称する。
【0016】現代の映画館では、音が実際に様々な位置
に配置されたスピーカによって再生(出力)されている
ので、聴取者は、聴取者に対する様々な相対位置から音
が発生していると感じる。例えば、左から聞こえるはず
の音は、観客の左側に配置されたスピーカで再生され
る。同様に、右後方から聞こえるはずの音は、観客の右
後方に配置されたスピーカで再生される。
【0017】通常、映画フィルムには、多数のサウンド
トラックが設けられている。各サウンドトラックに記録
されている音声信号が再生され、この音声信号に基づく
音が観客に対してそれぞれ異なる相対位置に配置された
スピーカから出力される(以下、単に、各サウンドトラ
ックの音が再生されるという。)ようになっている。し
たがって、例えば、観客の左側のスピーカは、1つのサ
ウンドトラックの音を再生し、観客の正面のスピーカ
は、他のサウンドトラックの音を再生し、観客の右側の
スピーカは、さらに他のサウンドトラックの音を再生す
る。高設備の映画館では、8つのサウンドトラックの音
が、観客に対してそれぞれ異なる8つの相対位置から再
生される。
【0018】家庭用音響機器の殆どは、8つのサウンド
トラックの音を同時に再生することができない。すなわ
ち、8つのサウンドトラックの音を再生するために、8
つの音源(例えばスピーカ)で聴取者を取り囲む必要が
あり、そのハードウェアは、手が出ないほど高価であ
る。本発明は、2チャンネルの音を再生する際に、最新
技術の映画の音響機器で得られるのと同じ音の方向性因
子を再生するできるように、多数のサウンドトラックの
音声信号から、2チャンネルのバイノーラル音声信号を
生成する方法及び装置に関する。その結果、聴取者は、
あたかも聴取者を取り囲むスピーカから音が発している
ように感じられる。
【0019】・バイノーラル音声信号の生成 図1に、本発明を適用した個別の音声信号をバイノーラ
ル音声信号に変換するバイノーラル音声信号生成装置の
構成を示す。この図1に示すように、バイノーラル音声
信号生成装置10は、複数の入力端子11、12、1
3、14、15、16、17、18と、2つの出力端子
53、54とを備える。各入力端子11〜18は、聴取
者に対して互いに異なる相対位置に対応している。この
実施例では、入力端子11〜18は、左前方(以下、フ
ロントレフトという。)、正面左(以下、フロントレフ
トセンタという。)、正面(以下、フロントセンタとい
う。)、正面右(以下、フロントライトセンタとい
う。)、右前方(以下、フロントライトという。)、左
後方(以下、バックレフトという。)、右後方(以下、
バックライトという。)、サブウーファの位置にそれぞ
れ対応している。
【0020】各出力端子53、54は、聴取者の耳に対
応している。この実施例では、出力端子53は左耳、出
力端子54は右耳に対応している。
【0021】・音量因子及び周波数特性因子 バイノーラル音声信号生成装置10は、複数の周波数特
性変更器21、22、23、24、25、26、27、
28、31、32、33、34、35、36、37、3
8を備えている。各周波数特性変更器21〜28及び3
1〜38は、入力と出力を有している。周波数特性変更
器21〜28及び31〜38の各入力と入力端子11〜
18はそれぞれ接続している。周波数特性変更器21〜
28及び31〜38の各出力信号は混合され、出力端子
53、54を介して出力される。したがって、各周波数
特性変更器21〜28及び31〜38は、位置と耳の組
み合わせに対応している。例えば、周波数特性変更器2
1の入力と入力端子11は接続され、周波数特性変更器
21の出力信号は、後述する左耳用混合器51で他の周
波数特性変更器の出力信号と混合され、出力端子53を
介して出力される。すなわち、入力端子11はフロント
レフト位置に対応し、出力端子53は左耳に対応してい
る。したがって、周波数特性変更器21は、フロントレ
フト位置と左耳の組み合わせに対応している。
【0022】各周波数特性変更器21〜28及び31〜
38は、例えばディジタルシグナルプロセッサ(DS
P)からなり、入力された音声信号のレベル及び周波数
特性を変更して、周波数特性が変更された音声信号(以
下、変更音声信号という。)を出力する。この各周波数
特性変更器による周波数特性の変更は、周波数特性変更
器が対応している位置と耳の組み合わせに依存して行わ
れる。具体的には、各周波数特性変更器21〜28及び
31〜38は、その入力された音声信号の周波数特性を
変更して、音が対応する位置から発せられたときに、対
応する耳で聞こえるように音声信号の信号処理を行う。
具体的には、例えば周波数特性変更器21は、入力端子
11を介して入力された音声信号の周波数特性を変更
し、音が聴取者のフロントレフト位置に存在する音源か
ら発せられたときに、聴取者の左耳が感知する音量及び
周波数特性となるような変更音声信号を生成する。
【0023】図2〜図9は、聴取者に対する種々の相対
位置から音が発生したときに、各耳で感知される周波数
特性(周波数応答)を示すグラフである。各グラフにお
いて、X軸は周波数を示し、Y軸は感知されるレベルを
示す。実線は左耳で感知された周波数特性を示し、破線
は右耳で感知される周波数特性を示す。図2〜図8に示
す各グラフは、それぞれ、フロントレフト、フロントレ
フトセンタ、フロントセンタ、フロントライトセンタ、
フロントライト、レフトサラウンド(すなわちバックレ
フト)、ライトサラウンド(すなわちバックライト)の
位置にある音源から音が発せられたときの各耳で感知さ
れる周波数特性を示している。図9に示すグラフは、音
がサブウーファで再生されたときに各耳で感知される周
波数特性を示している。
【0024】図10〜13及び図14、15は、位置と
耳の各組み合わせに対する周波数特性の値を示す表であ
る。この実施例では、各周波数特性変更器21〜28及
び31〜38は、それぞれ図10〜13及び図14、1
5に示す周波数特性特性を有し、入力端子11〜18を
介して入力される音声信号の周波数特性を変更する。な
お、図10〜13及び図14、15に示す周波数帯域及
び周波数特性特性は単なる一例である。
【0025】上述のように、バイノーラル音声信号生成
装置10の各入力は、所定の位置に対応している。周波
数特性変更器21〜28は、それぞれ入力された音声信
号の周波数特性を、音が所定の位置から得られたとき
に、左耳で感知される周波数特性となるように変更し
て、第1の変更音声信号を生成する。また、周波数応答
変更器31〜38は、入力された音声信号の周波数特性
を、音が所定の位置から得られたときに、右耳で感知さ
れる周波数特性となるように変更して、第2の変更音声
信号を生成する。
【0026】ここで、入力端子11を介して入力される
音声信号を例に説明する。入力端子11を介して入力さ
れる音声信号は、周波数特性変更器21、31に供給さ
れる。周波数特性変更器21は、音が聴取者のフロント
レフト位置にある音源から発せられたときに、左耳で感
知される周波数特性、すなわち左耳ではどのように聞こ
えるかを反映した周波数特性となるように、入力された
音声信号の周波数特性を変更する。周波数特性変更器3
1は、音が聴取者のフロントレフト位置にある音源から
発せられたときに、右耳で感知される周波数特性、すな
わち右耳ではどのように聞こえるかを反映した周波数特
性となるように、入力された音声信号の周波数特性を変
更する。したがって、周波数特性変更器21により得ら
れる周波数特性が変更された音声信号(以下、単に変更
音声信号という。)に基づく音を、例えばヘッドホンの
左耳に対応するスピーカから出力し、周波数特性変更器
31により得られた変更音声信号に基づく音をヘッドホ
ンの右耳に対応するスピーカから出力すると、聴取者
は、音が直接聴取者のフロントレフト位置にある音源か
ら来るように感じる。
【0027】タイミング因子 音源と聴取者の相対位置に基づいて変化する音の特性
は、音量(ボリューム)及び周波数特性だけではない。
音が各耳で感知されるタイミングも変化する。例えば、
聴取者のフロントレフト位置にある音源から発せられた
音は、左耳で感知された後、右耳で感知される。したが
って、右耳の音は遅れて聞こえる。また、聴取者のフロ
ントレフトセンタ位置にある音源から発せられた音も、
左耳で感知された後、右耳で感知される。しかし、この
場合の各耳による感知の遅れは、音が聴取者のフロント
レフト位置にある音源から発せられた場合よりも短い。
音源が聴取者のセンタ位置に近いほど、感知されるタイ
ミングの遅れは短い。聴取者のフロント位置(真正面)
又はバック位置(真後ろ)にある音源から得られた音
は、両耳で全く同時に感知される。
【0028】音が聴取者に対する複数の相対位置から発
せられているという感覚を高めるため、バイノーラル音
声信号生成装置10は、複数の位相遅延器41、42、
43、44、45、46、47を備えている。これらの
位相遅延器41〜47は、入力された音声信号を遅延す
る。各位相遅延器41〜47は、音源の位置と耳の組み
合わせに対応している。位相遅延器の遅延時間は、対応
する位置と耳の組み合わせにより決定される。
【0029】具体的には、各位相遅延器41〜47は、
音がその位相遅延器に対応する位置から発せられたとき
に、その位相遅延器に対応する耳で感知された時刻の他
方の耳で感知された時刻に対する遅延時間と等しい時間
だけ、音声信号を遅延する。例えば、位相遅延器45
は、入力端子11及び出力端子54に対応しているの
で、フロントレフト位置及び右耳に対応している。そし
て、位相遅延器45は、音が聴取者のフロントレフト位
置から発せられたときに、左耳に対する右耳で感知され
た遅延時間と等しい時間、周波数特性変更器31からの
変更音声信号を遅延する。
【0030】位相遅延器45〜47は、それぞれ、聴取
者のレフト位置に対応する入力端子11、12、16
と、右耳に対応する出力端子54との間に設けられてい
る。一方、位相遅延器41〜43は、聴取者のライト位
置に対応する入力端子14、15、17と、左耳に対応
する出力端子53との間に設けられている。なお、人間
は、サブウーファからの音が、どの位置の音源から発せ
られたかを感知することができないが、このバイノーラ
ル音声信号生成装置10は、サブウーファに対応する入
力端子18と左耳に対応する出力端子53との間に位相
遅延器44を設け、位相遅延器44は、感知される音源
の物理的サイズを増大する。
【0031】・バイノーラル出力 周波数特性変更器21〜28及び左耳に対応する位相遅
延器41〜44により得られた変更音声信号は、全て左
耳用混合器51により混合され、各音声信号が混合され
た信号(以下、レフトバイノーラル音声信号という。)
として、出力端子53から出力される。周波数特性変更
器31〜38及び右耳に対応する位相遅延器45〜47
により得られた変更音声信号は、全て右耳用混合器52
により混合され、各音声信号が混合された信号(以下、
ライトバイノーラル音声信号という。)として、出力端
子54から出力される。
【0032】そして、レフトバイノーラル音声信号及び
ライトバイノーラル音声信号に基づく音が聴取者の左耳
及び右耳のスピーカでそれぞれ再生されると、聴取者
は、入力端子11〜18からの音声信号をサブウーファ
スピーカと、フロントレフト、フロントレフトセンタ、
フロントセンタ、フロントライトセンタ、フロントライ
ト、バックレフト及びバックライトの各位置にあるスピ
ーカとで再生して得られるのと同じ音の方向性因子(タ
イミング、音量、周波数特性)を感知することができ
る。このように、以前は映画館の音響機器でしか得られ
なかった音の臨場感を、2チャンネルの音響機器を用い
て実現することができる。
【0033】聴取者が感知する音の方向性因子の統合性
をより確実にするためには、2つの再生スピーカは、互
いに音響的に遮蔽されていることが好ましい。この音響
的な遮蔽は、例えばヘッドホンを用いることにより達成
することができる。
【0034】バイノーラル音響装置 図16に、本発明を適用した音響装置(サウンドシステ
ム)の構成を示す。この図16に示すように、音響装置
20は、バイノーラル音声信号生成装置10と、2チャ
ンネル−多チャンネル変換器63と、2チャンネル記録
再生装置100とを備えている。この実施例では、2チ
ャンネル−多チャンネル変換器63とバイノーラル音声
信号生成装置10は一体化されて、1つの音声信号変換
装置60とされている。
【0035】音声信号変換装置60には、2つの入力群
の音声信号が入力される。第1群の音声信号は、2つの
入力端子61、62を介して入力される音声信号からな
る。この入力端子61、62を介して入力される音声信
号は、2チャンネル−多チャンネル変換器63に供給さ
れる。この実施例では、これらの信号は、多チャンネル
(2チャンネル以上)の音声信号を混合して2チャンネ
ル(LT及びRT)の音声信号に変換する信号処理を、
多チャンネルの音声信号に施すことによって得られたも
のであり、したがって、入力される2チャンネルの音声
信号から多チャンネルの音声信号を復元して複数のスピ
ーカで再生することができる。音響装置20は、複数の
スピーカによって音の再生が可能なのに加えて、バイノ
ーラル音声を生成するようになっている。
【0036】具体的には、2チャンネル−多チャンネル
変換器63は、入力端子61、62を介して供給される
2チャンネルの音声信号から、それぞれが分離された多
チャンネルの音声信号を生成する。すなわち、2チャン
ネル−多チャンネル変換器63は、例えば、ドルビー
(Dolby Prologic(商標))のコンパチブルデコーダ等
の信号処理器からなる。2チャンネル−多チャンネル変
換器63により得られた8チャンネルの音声信号は、そ
れぞれ切換スイッチ81、82、83、84、85、8
6、87、88に供給される。
【0037】一方、第2の入力群の音声信号は、8つの
入力端子71、72、73、74、75、76、77、
78をそれぞれ介して外部から入力される音声信号から
なり、切換スイッチ81〜88に供給される。切換スイ
ッチ81〜88は、連動して動作し、入力端子71〜7
8を介して入力される音声信号と、2チャンネル−多チ
ャンネル変換器63からの音声信号とを切り換え選択し
て、バイノーラル音声信号生成装置10に供給する。そ
して、バイノーラル音声信号生成装置10は、切換スイ
ッチ81〜88が、2チャンネル−多チャンネル変換器
63から出力される音声信号を選択したときは、入力端
子61、62を介して入力される2チャンネルとされた
音声信号に基づいてバイノーラル信号を生成し、出力端
子53、54を介して出力する。一方、切換スイッチ8
1〜88が入力端子71〜78を介して入力される音声
信号を選択したときは、バイノーラル音声信号生成装置
10は、これらの入力端子71〜78を介して入力され
た8チャンネルの音声信号を混合して、バイノーラル音
声信号を生成する。
【0038】音声信号変換装置60は、バイノーラル音
声信号を出力端子53、54から出力すると共に、切換
スイッチ81〜88で選択された音声信号を、出力端子
91、92、93、94、95、96、97、98を介
して出力する。すなわち、これらの出力される音声信号
は、バイノーラル音声信号生成装置10に入力される8
チャンネルの音声信号である。したがって、聴取者は、
ヘッドホンでバイノーラル音声信号に基づく音を聞く
か、8チャンネルの音声信号に対応できる装置で再生音
を聞くかを選択することができる。
【0039】出力端子53、54を介して出力されたバ
イノーラル音声信号は、後で再生するために、例えばテ
ープレコーダ等の2チャンネル記録再生装置100によ
り記録される。そして、ユーザは、ヘッドホン101を
2チャンネル記録再生装置100に接続し、記録された
バイノーラル音声信号に基づく音を聞くことができる。
あるいは、ヘッドホン101を直接出力端子53、54
に接続し、バイノーラル音声信号を記録せずに、聞くこ
とができる。
【0040】以上の実施例では、音声信号を用いて説明
したが、この音声信号は、ディジタル信号でもアナログ
信号でもよい。例えば、音声信号をディジタル信号とし
て処理する場合には、ディジタル/アナログ変換器、ア
ナログ/ディジタル変換器を、図16に示す音声信号変
換装置60に追加するようにする。また、上述の実施例
では、2チャンネル記録再生装置100を、図示するよ
うに音声信号変換装置60の外部に設けているが、音声
信号変換装置60の内部に設けるようにしてもよい。さ
らに、周波数特性変更器及び位相遅延器は、種々の方法
で実現することができる。例えば上述のようにディジタ
ルシグナルプロセッサ(DSP)を、周波数特性の変更
及び位相遅延を行うようにプログラムして実現してもよ
い。あるいは、例えばアナログ回路やディジタル回路を
用いて実現するようにしてもよい。すなわち、本発明
は、上述した具体的な実施例に限定されるものではな
い。
【0041】また、上述の実施例では、8つの具体的な
音源位置(フロントレフト、フロントセンタ等)を用い
て説明したが、これらの音源位置は単なる例である。す
なわち、音源の数や位置は、用途によって異なる。例え
ば、ビデオゲームでは、複数の音声信号を1以上の音声
チャンネルで処理し、音が聴取者の上方及び/又は下方
にある音源から発生しているように聞こえた方が好まし
い。
【0042】なお、上述では、本発明の具体的な実施例
を説明したが、本発明は、種々の変更が可能であり、こ
のような変更は、特許請求の範囲内に含まれるものであ
る。
【0043】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明で
は、複数の音声信号のうちの第1の音声信号を第1の周
波数特性変更器及び第1の位相遅延器にて処理し、第1
の変更音声信号を生成する。複数の音声信号のうちの第
2の音声信号に基づいて、第2の変更音声信号を生成す
る。そして、第1の変更音声信号及び第2の変更音声信
号を含む第1の複数の変更音声信号を混合して、第1の
バイノーラル音声信号を生成する。第1の音声信号を第
2の周波数特性変更器にて処理し、第3の変更音声信号
を生成する。複数の音声信号のうちの第2の音声信号に
基づいて第4の変更音声信号を生成する。そして、第3
の変更音声信号及び第4の変更音声信号を含む第2の複
数の変更音声信号を混合して、第2のバイノーラル音声
信号を生成することにより、例えば、映画館の音響機器
の臨場感に略匹敵し、しかも高価な再生機器を必要とし
ないバイノーラル音声信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用したバイノーラル音声信号生成
装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する周
波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図3】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する周
波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図4】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する周
波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図5】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する周
波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図6】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する周
波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図7】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する周
波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図8】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する周
波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図9】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する周
波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図10】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する
周波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図11】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する
周波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図12】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する
周波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図13】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する
周波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図14】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する
周波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図15】 バイノーラル音声信号生成装置を構成する
周波数特性変更器の周波数特性を示す図である。
【図16】 本発明を適用した音響装置の構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
21〜28、31〜38 周波数特性変更器、41〜4
7 位相遅延器 51、52 混合器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール ニジェール ウッド アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91207 グレンデール モンケイド ドラ イブ 1201 (72)発明者 ジェフリー イ テーラー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91311 チャッツワース ハナ アヴェニ ュー 10434

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の音声信号から2つのバイノーラル
    音声信号を生成するバイノーラル音声信号生成方法であ
    って、 上記複数の音声信号のうちの第1の音声信号を、第1の
    周波数特性変更器及び第1の位相遅延器にて処理し、第
    1の変更音声信号を生成するステップと、 上記複数の音声信号のうちの第2の音声信号に基づい
    て、第2の変更音声信号を生成するステップと、 上記第1の変更音声信号及び第2の変更音声信号を含む
    第1の複数の変更音声信号を混合して、第1のバイノー
    ラル音声信号を生成するステップと、 上記第1の音声信号を第2の周波数特性変更器にて処理
    し、第3の変更音声信号を生成するステップと、 上記複数の音声信号のうちの上記第2の音声信号に基づ
    いて第4の変更音声信号を生成するステップと、 上記第3の変更音声信号及び第4の変更音声信号を含む
    第2の複数の変更音声信号を混合して、第2のバイノー
    ラル音声信号を生成するステップと、 を有することを特徴とするバイノーラル音声信号生成方
    法。
  2. 【請求項2】 上記複数の音声信号のうちの第2の音声
    信号に基づいて第2の変更音声信号を生成するステップ
    は、上記複数の音声信号のうちの上記第2の音声信号を
    第3の周波数特性変更器にて処理して、上記第2の変更
    音声信号を生成するステップからなり、 上記複数の音声信号のうちの上記第2の音声信号に基づ
    いて第4の変更音声信号を生成するステップは、上記第
    2の音声信号を第4の周波数特性変更器及び第2の位相
    遅延器にて処理して、上記第4の変更音声信号を生成す
    るステップからなる、 ことを特徴とする請求項1記載のバイノーラル音声信号
    生成方法。
  3. 【請求項3】 上記複数の音声信号のうちの第2の音声
    信号に基づいて第2の変更音声信号を生成するステップ
    は、上記複数の音声信号のうちの上記第2の音声信号を
    第3の周波数特性変更器及び第2の位相遅延器にて処理
    して、上記第2の変更音声信号を生成するステップから
    なり、 上記複数の音声信号のうちの上記第2の音声信号に基づ
    いて第4の変更音声信号を生成するステップは、上記第
    2の音声信号を第4の周波数特性変更器にて処理して、
    上記第4の変更音声信号を生成するステップからなり、 上記第1の位相遅延器の遅延時間と第2の位相遅延器の
    遅延時間は異なる、 ことを特徴とする請求項1記載のバイノーラル音声信号
    生成方法。
  4. 【請求項4】 上記第1の周波数特性変更器は、上記第
    1の音声信号の周波数特性を、音源に対して第1の角度
    に位置する人間の一方の耳で感知される第1の周波数特
    性となるように変更し、 上記第2の周波数特性変更器は、上記第1の音声信号の
    周波数特性を、音源に対して第1の角度に位置する人間
    の他方の耳により感知される第2の周波数特性となるよ
    うに変更する、 ことを特徴とする請求項1記載のバイノーラル音声信号
    生成方法。
  5. 【請求項5】 上記複数の音声信号のうちの第2の音声
    信号に基づいて第2の変更音声信号を生成するステップ
    は、上記第2の音声信号の周波数特性を、音源に対して
    第2の角度に位置する人間の一方の耳により感知される
    第3の周波数特性となるように変更するステップからな
    り、 上記複数の音声信号のうちの上記第2の音声信号に基づ
    いて第4の変更音声信号を生成するステップは、上記第
    2の音声信号を、音源に対して第2の角度に位置する人
    間の他方の耳により感知される第4の周波数特性となる
    ように、変更するステップからなる、 ことを特徴とする請求項4記載のバイノーラル音声信号
    生成方法。
  6. 【請求項6】 上記複数の音声信号のそれぞれを変更し
    て上記第1の複数の変更音声信号を生成するステップ
    と、 上記複数の音声信号のそれぞれを変更して上記第2の複
    数の変更音声信号を生成するステップと、 を有することを特徴とする請求項1記載のバイノーラル
    音声信号生成方法。
  7. 【請求項7】 上記複数の音声信号のそれぞれを変更し
    て上記第1の複数の変更音声信号を生成するステップ
    は、各音声信号の周波数特性を、種々の音源に対して種
    々の角度に位置する人間の一方の耳により感知される周
    波数特性となるように変更するステップからなり、 上記複数の音声信号のそれぞれを変更して上記第2の複
    数の変更音声信号を生成するステップは、各音声信号の
    周波数特性を、種々の音源に対して種々の角度に位置す
    る人間の他方の耳により感知される周波数特性となるよ
    うに変更するステップからなる、 ことを特徴とする請求項6記載のバイノーラル音声信号
    生成方法。
  8. 【請求項8】 上記複数の音声信号の第1群は、上記人
    間の一方側に対応し、上記複数の音声信号の第2群は、
    上記人間の他方側に対応し、 上記複数の音声信号のそれぞれを変更して上記第1の複
    数の変更音声信号を生成するステップは、上記第1群の
    各音声信号を遅延するステップからなり、 上記複数の音声信号のそれぞれを変更して上記第2の複
    数の変更音声信号を生成するステップは、上記第2群の
    各音声信号を遅延するステップからなる、 ことを特徴とする請求項7記載のバイノーラル音声信号
    方法。
  9. 【請求項9】 複数の音声信号に基づいて2つのバイノ
    ーラル音声信号を生成するバイノーラル音声信号生成装
    置であって、 上記複数の音声信号を受信する複数の入力手段と、 上記複数の入力手段にそれぞれ接続され、上記複数の音
    声信号のそれぞれの周波数特性を変更して、第1の変更
    音声信号群を生成する複数の周波数特性変更手段からな
    る第1の周波数特性変更手段群と、 上記複数の入力手段にそれぞれ接続され、上記複数の音
    声信号のそれぞれの周波数特性を変更して、第2の変更
    音声信号群を生成する複数の周波数特性変更手段からな
    る第2の周波数特性変更手段群と、 上記第1の周波数特性変更手段群に接続され、上記第1
    の変更音声信号群からの各音声信号を混合して第1のバ
    イノーラル音声信号を生成する第1の混合手段と、 上記第2の周波数特性変更手段群に接続され、上記第2
    の変更音声信号群からの各音声信号を混合して第2のバ
    イノーラル音声信号を生成する第2の混合手段と、 を備え、 上記第1の周波数特性変更手段群の各周波数特性変更手
    段は、上記入力手段からの音声信号の周波数特性を、上
    記音声信号に基づく音が聴取者に対して種々の角度に位
    置する音源から発せられたときに聴取者の一方の耳によ
    って感知される周波数特性となるように変更し、 上記第2の周波数特性変更手段群の各周波数特性変更手
    段は、上記入力手段からの音声信号の周波数特性を、上
    記音声信号に基づく音が聴取者に対して種々の角度に位
    置する音源から発せられたときに上記聴取者の他方の耳
    によって感知される周波数特性となるように変更する、 ことを特徴とするバイノーラル音声信号生成装置。
  10. 【請求項10】 上記入力される複数の音声信号の各音
    声信号は、上記一方の耳に対する各音源の角度に対応
    し、 上記第1の周波数特性変更手段群の各周波数特性変更手
    段は、上記入力手段で受信された音声信号の周波数特性
    を、上記一方の耳に対する上記角度に基づいて変更し、 上記第2の周波数特性変更手段群の各周波数特性変更手
    段は、上記入力手段で受信された音声信号を、上記他方
    の耳に対する上記角度に基づいて変更する、 ことを特徴とする請求項9記載のバイノーラル音声信号
    生成装置。
  11. 【請求項11】 上記第1の周波数特性変更手段群から
    選択された周波数特性変更手段と上記第1の混合手段の
    間に接続された第1の位相遅延手段群と、 上記第2の周波数特性変更手段群から選択された周波数
    特性変更手段と上記第2の混合手段の間に接続された第
    2の位相遅延手段群と、 を備えることを特徴とする請求項9記載のバイノーラル
    音声信号生成装置。
  12. 【請求項12】 上記入力される複数の音声信号で、上
    記第1の位相遅延手段群のうちの位相遅延手段と、上記
    第2の位相遅延手段群のうちの位相遅延手段との両方に
    供給される音声信号はない、 ことを特徴とする請求項11記載のバイノーラル音声信
    号生成装置。
  13. 【請求項13】 複数の入力手段と、 第1の音声混合手段と、 第2の音声混合手段と、 複数の音声処理手段からなる第1の音声処理手段群と、 複数の音声処理手段からなる第2の音声処理手段群と、 を備え、 上記複数の入力手段のそれぞれは、上記第1の音声処理
    手段群の各音声処理手段を介して上記第1の音声混合手
    段に接続され、 上記複数の入力手段のそれぞれは、上記第2の音声処理
    手段群の各音声処理手段を介して上記第2の音声混合手
    段に接続され、 上記第1の音声処理手段群及び上記第2の音声処理手段
    群の各音声処理手段は、聴取者との相対位置及び聴取者
    の耳に対応し、 上記各音声処理手段は、それぞれの音声処理手段に対応
    する位置及び耳に基づき、該音声処理手段が接続された
    入力手段からの音声信号を変更して、変更音声信号を生
    成し、 同一の入力手段に接続された音声処理手段は、全て同位
    置に対応し、 上記第1の音声混合手段に接続された音声処理手段は、
    全て上記聴取者の右耳に対応し、 上記第2の音声混合手段に接続された音声処理手段は、
    全て上記聴取者の左耳に対応し、 上記第1の音声混合手段は、上記第1の音声処理手段群
    により生成された第1の複数の変更音声信号を混合し
    て、第1のバイノーラル音声信号を生成し、 上記第2の音声混合手段は、上記第2の音声処理手段群
    により生成された第2の複数の変更音声信号を混合し
    て、第2のバイノーラル音声信号を生成する、 ことを特徴とするバイノーラル音声信号生成装置。
  14. 【請求項14】 上記各音声処理手段は、上記入力手段
    からの音声信号の周波数特性を、音が該音声処理手段に
    対応する位置から発せられたときに、該音声処理手段に
    対応する耳により感知される周波数特性となるように変
    更する周波数特性変更手段からなる、 ことを特徴とする請求項13記載のバイノーラル音声信
    号生成装置。
  15. 【請求項15】 上記音声処理手段のうちの少なくとも
    1つは、上記音声処理手段に対応する耳及び上記音声処
    理手段に対応する位置に基づいて、上記入力手段からの
    音声信号に遅延を施す位相遅延手段からなる、 ことを特徴とする請求項14記載のバイノーラル音声信
    号生成装置。
  16. 【請求項16】 上記複数の入力手段に接続され、該入
    力手段からの音声信号を外部の1以上の装置に供給する
    複数の出力手段を備える、 ことを特徴とする請求項13記載のバイノーラル音声信
    号生成装置。
  17. 【請求項17】 2チャンネルの音声信号に基づいて複
    数の音声信号を生成し、複数の出力手段を介して出力す
    る2チャンネル−多チャンネル変換手段を備え、 上記複数の出力手段は、それぞれ上記複数の入力手段に
    接続されている、 ことを特徴とする請求項13記載のバイノーラル音声信
    号生成装置。
  18. 【請求項18】 上記複数の入力手段を、外部の1以上
    の装置に接続する第2の複数の入力手段と、 上記複数の入力手段を、上記複数の出力手段又は上記第
    2の複数の入力手段に選択的に接続する切換手段と、 を備えることを特徴とする請求項17記載のバイノーラ
    ル音声信号生成装置。
  19. 【請求項19】 上記第1のバイノーラル音声信号及び
    上記第2のバイノーラル音声信号を記録する記録手段を
    備える、 ことを特徴とする請求項13記載のバイノーラル音声信
    号生成装置。
  20. 【請求項20】 上記第1のバイノーラル音声信号及び
    上記第2のバイノーラル音声信号を音に変換する2チャ
    ンネルの変換手段を備える、 ことを特徴とする請求項13記載のバイノーラル音声信
    号生成装置。
JP8183602A 1995-07-13 1996-07-12 バイノーラル音声信号生成方法及びバイノーラル音声信号生成装置 Withdrawn JPH09163500A (ja)

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