JPH0937397A - Method and device for localization of sound image - Google Patents

Method and device for localization of sound image

Info

Publication number
JPH0937397A
JPH0937397A JP7179206A JP17920695A JPH0937397A JP H0937397 A JPH0937397 A JP H0937397A JP 7179206 A JP7179206 A JP 7179206A JP 17920695 A JP17920695 A JP 17920695A JP H0937397 A JPH0937397 A JP H0937397A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sound
listener
transfer function
sound source
virtual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7179206A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3739438B2 (en
Inventor
Mikio Higashiyama
三樹夫 東山
Takayoshi Hirata
能睦 平田
Sakatoshi Nakajima
栄俊 中島
Kiyoshi Yajima
潔 谷島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Electronic Corp filed Critical Pioneer Electronic Corp
Priority to JP17920695A priority Critical patent/JP3739438B2/en
Publication of JPH0937397A publication Critical patent/JPH0937397A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3739438B2 publication Critical patent/JP3739438B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Stereophonic System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sound image localizing method and device capable of reducing a time delay from the input of an original sound up to its output and localizing an always stable sound image. SOLUTION: Arithmetic processing based upon the filter characteristics X, Y of prescribed filters FX, FY is applied to sound signals from plural sound sources AX, AY based upon transmission functions gL, gR, hL, hR existing between plural sound sources AX, AY and a listener P and transmission functions zL, zR existing between a virtual sound source AZ existing on an optional virtual position and the listener P. Thereby the sound image localizing method allows the listener P to localize sound waves as if the sound waves are radiated from the virtual sound source. The filter characteristics X, Y are used for executing operation by using an all-band pass component related to a division component out of an equation for regulating the filter characteristics as a fixed value. Since the influence of the all-band pass component upon waveform characteristics is small, the output of an impulse signal can be obtained quickly from its input and the localization of a sound image can always be stabilized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる音像定位
装置に係り、特に、聴取者に対し実際に存在しない音源
から音を聞かせるための音場処理の技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called sound image localization device, and more particularly to a sound field processing technique for allowing a listener to hear sound from a sound source that does not actually exist.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、音声処理技術の進展を背景にし
て、実際に音源(sound source)の存在しない位置に音
源が存在する如く、受聴者に音像(sound image )を認
識させるための音像定位技術が開発されている。
2. Description of the Related Art In recent years, due to the progress of voice processing technology, sound localization for causing a listener to recognize a sound image so that the sound source actually exists at a position where the sound source does not exist. Technology is being developed.

【0003】音像定位技術には、頭部伝達関数(head-r
elated transfer function)の測定が重要となる。頭部
伝達関数に関する論文としては、例えば、日本音響学会
誌48巻4号(1992)に掲載された「バイノーラル
音場再生系」(浜田春夫氏)に詳しい。また、この音像
定位技術を適用した発明は、特開昭3−270400
号、特開平5−252597号、特開平5−25259
8号、特開平6−47170号又は特開平6−5175
9号の各公報に掲載されている。
The sound image localization technique includes a head-related transfer function (head-r
Measurement of elated transfer function) is important. For a paper on the head-related transfer function, see, for example, "Binaural Sound Field Reproduction System" (Mr. Haruo Hamada), published in Journal of Acoustical Society of Japan, Vol. 48, No. 4 (1992). An invention to which this sound image localization technique is applied is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-270400.
JP-A-5-252597, JP-A-5-25259
No. 8, JP-A-6-47170 or JP-A-6-5175.
It is published in each gazette of No. 9.

【0004】まず最初に従来公知の音像定位技術につい
て、図8を参照しながら説明する。通常の使用状態にお
いて、受聴者はスピーカ等の音源から発せられた音を受
聴すれば、音源の位置について認識することができる。
音場定位技術は、実際に存在する音源から放射された音
波を受聴者に受聴させるにもかかわらず、受聴者には実
際の音源の位置とは異なる位置に存在する音源(「仮想
音源」という。)から放射された音波であるがごとく認
識させるものである。仮想音源を受聴者に認識させるに
は、音声信号として入力された所定音をフィルタで変換
した後に、音源から放射する。
First, a conventionally known sound image localization technique will be described with reference to FIG. In a normal use state, the listener can recognize the position of the sound source by listening to the sound emitted from the sound source such as the speaker.
The sound field localization technology allows a listener to hear a sound wave radiated from a sound source that actually exists, but a sound source that exists at a position different from the position of the actual sound source (referred to as a “virtual sound source”) to the listener. The sound waves are emitted from the device. In order for the listener to recognize the virtual sound source, a predetermined sound input as an audio signal is converted by a filter and then emitted from the sound source.

【0005】図8において、入力端子L及びRに入力さ
れた原音AX、AY(簡単のため、単位インパルスとす
る。)は、フィルタFX 、FY を介することによって音
波波形BX、BYに変換され、スピーカSPX 、SPY
から放射される。フィルタF X 及びFY は、入力に対し
て所定の伝達関数FX、FYに基づく畳み込み演算を行
い、波形を変換させる。伝達関数FX、FYの求め方に
ついては後述する。
In FIG. 8, input terminals L and R are input.
Original sound AX, AY (for simplicity, the unit impulse
You. ) Is the filter FX, FYSound by going through
Waveform BX, BY converted into a speaker SPX, SPY
Emitted from. Filter F XAnd FYFor input
And perform a convolution operation based on a predetermined transfer function FX, FY.
Convert the waveform. For obtaining transfer functions FX and FY
This will be described later.

【0006】スピーカSPX 、SPY は受聴者Pの前方
に配置されている。受聴者Pは2つのスピーカSPX
びSPY と左右の耳eL 、eR の間にある4つの伝播経
路g L 、gR 、hL 、hR を介して音波を受聴する。音
波波形BX、BYは各伝播経路gL 、gR 、hL 、hR
における音場条件(特に受聴者の頭部や外耳の形状に由
来)に影響を受けて波形が変換される。両耳は音波波形
hl、Ehrを受聴し、受聴者は、これを脳で再合成する
ことにより音波の認識がなされる。
Speaker SPX, SPYIs in front of listener P
It is located in. The listener P has two speakers SPXOver
And SPYAnd left and right earsL, ER4 propagations between
Road g L, GR, HL, HRListen to sound waves through. sound
Waveforms BX and BY are the propagation paths gL, GR, HL, HR
Sound field conditions (particularly due to the shape of the listener's head and outer ears)
The waveform is transformed under the influence of the following. Sound waves in both ears
Ehl, EhrAnd the listener resynthesizes it in the brain.
As a result, the sound waves are recognized.

【0007】このような受聴者とスピーカSPX 、SP
Y との音場において音像定位を実現するには、スピーカ
SPX 、SPY から放射された音波を受聴者が認識する
ときに、受聴者に当該音波が仮想音源Sから原音AX、
AYが放射されたものであると認識させなければならな
い。
[0007] Such listeners and speakers SP X , SP
In order to realize sound image localization in the sound field with Y , when the listener recognizes the sound waves emitted from the speakers SP X and SP Y , the sound waves are transmitted from the virtual sound source S to the original sound AX to the listener.
It must be recognized that AY was emitted.

【0008】このために、仮想音源から放射された原音
AX、AYが各々伝播経路zR 、z L を伝播し、この伝
播経路zR 、zL の音場条件(特に受聴者の頭や外耳の
形状に由来)に影響を受けて波形が変換された音波波形
ZR、EZLが、受聴者の左右の耳eL 、eR に到達する
ものと仮定する。左右に到達したと仮定される音波波形
ZR、EZLは、実際のスピーカSPX 、SPY から到達
した音波波形Egl、E gr、Ehl、Ehrを合成したものと
等しくなければならない。この条件式を式(1)(2)
に示す。
For this reason, the original sound radiated from the virtual sound source
AX and AY are the propagation paths zR, Z LPropagate this
Sowing route zR, ZLSound field conditions (especially on the listener's head or outer ear)
Waveform converted by the influence of
EZR, EZLHowever, the left and right ears of the listener eL, ERTo reach
Suppose Waveforms that are assumed to have reached left and right
EZR, EZLIs the actual speaker SPX, SPYReached from
Waveform Egl, E gr, Ehl, EhrAnd a combination of
Must be equal. This conditional expression is expressed by the expressions (1) and (2)
Shown in

【0009】XGL +YHL =ZL …(1) XGR +YHR =ZR …(2) 上式において、X、YはフィルタFX 、FY において演
算処理される伝達関数である。GL 、HL 、ZL
R 、HR 、ZR は、スピーカSPX 、SPY と左右の
耳eL 、eR の間の各経路gL 、gR 、hL 、hR にお
ける音場条件により決定される伝達関数である。これら
伝達関数は、当該伝達関数を決定する要件として、受聴
者の頭部形状の由来する影響が大きいことから、「頭部
伝達関数」と呼ばれている。ZL 、ZR は、仮想音源S
と左右の耳eL 、eR の間の各経路z R 、zL における
音場条件により決定される伝達関数であり、これらも頭
部伝達関数である。
XGL+ YHL= ZL… (1) XGR+ YHR= ZR(2) In the above equation, X and Y are filters FX, FYPerformed at
This is the transfer function that is arithmetically processed. GL, HL, ZL,
GR, HR, ZRIs the speaker SPX, SPYAnd left and right
Ear eL, EREach path betweenL, GR, HL, HRIn
The transfer function is determined by the sound field condition. these
The transfer function is a requirement for determining the transfer function.
Since the influence of the shape of the head of a person is large,
It is called "transfer function". ZL, ZRIs a virtual sound source S
And left and right earsL, EREach path z between R, ZLIn
These are transfer functions that are determined by the sound field conditions.
The partial transfer function.

【0010】式(1)(2)に基づいて式(3)(4)
が導ける。 X=(ZR L −ZL R )/(GR L −GL R )…(3) Y=(ZL R −ZR L )/(GR L −GL R )…(4) 頭部伝達関数GL 、HL 、ZL 、GR 、HR 、ZR は測
定により求めることができるため、式(3)(4)の右
辺の演算により、フィルタFX 、FY に設定すべき伝達
関数X、Yを求めることができる。
Based on equations (1) and (2), equations (3) and (4)
Can lead. X = (Z R H L -Z L H R) / (G R H L -G L H R) ... (3) Y = (Z L H R -Z R H L) / (G R H L -G L H R) ... (4) HRTF G L, H L, Z L , G R, H R, because Z R is can be determined by measurement, by calculation of the right side of equation (3) (4) , The transfer functions X and Y to be set in the filters F X and F Y can be obtained.

【0011】このようにして求めた伝達関数X、Yを、
図8に示すフィルタFX 及びFY として用いることによ
り、受聴者PはスピーカSPX 、SPY から放射された
音波を受聴することにより、あたかも仮想音源から放射
された原音AX、AYを受聴したかのように認識するこ
とができる。
The transfer functions X and Y thus obtained are
By using the filters F X and F Y shown in FIG. 8, the listener P listens to the sound waves emitted from the speakers SP X and SP Y, and thus listens to the original sounds AX and AY emitted from the virtual sound source. Can be recognized as if.

【0012】図9に、頭部伝達関数の測定方法を示す。
図9に示すように、マイクロフォンML 、MR が受聴者
Pの近傍に装着され、両耳近傍での音波波形を測定可能
に構成する。受聴者を取り囲む音場には、音源としてス
ピーカS1 〜S3 が設置されている。音源S1 〜S3
ら放射される音波は予め判っているので、これら音波の
原音波形と両耳の近傍で測定される音波波形から、音源
と受聴者の耳との間の頭部伝達関数を求めることができ
る。
FIG. 9 shows a method of measuring the head related transfer function.
As shown in FIG. 9, the microphones M L and M R are attached near the listener P, and the sound wave waveforms near both ears can be measured. The sound field surrounding the listener, the speaker S 1 ~S 3 is installed as a sound source. Since the sound waves emitted from the sound sources S 1 to S 3 are known in advance, the head-related transfer function between the sound source and the ear of the listener is determined from the original sound wave form of these sound waves and the sound wave waveform measured near both ears. Can be asked.

【0013】例えば、音源S1 から単位インパルス波形
S1が放射されたとき、左耳eL の近傍での伝播波形が
S1e であった場合、音源S1 と左耳eL の間における
頭部伝達関数Gはインパルス応答そのものなので、伝播
波形WS1e で表される伝達関数が頭部伝達関数であるこ
とが判る。このようにして、音源(仮想音源)と両耳間
に存在する各経路の頭部伝達関数を順次求めていくこと
ができる。
For example, when the unit impulse waveform W S1 is radiated from the sound source S 1 , and the propagation waveform in the vicinity of the left ear e L is W S1e , the head between the sound source S 1 and the left ear e L Since the partial transfer function G is the impulse response itself, it can be seen that the transfer function represented by the propagation waveform W S1e is the head related transfer function. In this way, the head related transfer function of each path existing between the sound source (virtual sound source) and both ears can be sequentially obtained.

【0014】ところで、フィルタFX 、FY の伝達関数
X、Yは式(3)(4)から求めるが、伝達関数算出の
ための演算は時間領域での演算が困難なため、周波数領
域で演算するのが好ましい。そのため、頭部伝達関数を
周波数領域の表現に変換し、所定の演算によりフィルタ
特性を決定する。また、FIR(Finite Impulse Respo
nse )フィルタ等のデジタルフィルタによる波形変換は
時間領域で行うのが好ましいため、得られたフィルタ特
性に離散的逆フーリエ変換(Inverse DiscreteFourier
Transform)を施して、時間領域においてフィルタ処理
を行う。
By the way, the transfer functions X and Y of the filters F X and F Y are obtained from the equations (3) and (4). However, it is difficult to calculate the transfer functions in the time domain, and therefore in the frequency domain. It is preferable to calculate. Therefore, the head related transfer function is converted into a frequency domain expression, and the filter characteristic is determined by a predetermined calculation. In addition, FIR (Finite Impulse Respo
Since it is preferable to perform the waveform transformation by a digital filter such as an nse) filter in the time domain, the obtained filter characteristic has a discrete inverse Fourier transform (Inverse DiscreteFourier).
Transform) and filter in the time domain.

【0015】ところが、式(3)(4)の右辺の演算を
周波数領域上で行い、この演算結果を時間領域に変換し
て求められたフィルタFX 、FY の伝達関数X、Yは、
因果性が損なわれたものとなり非現実的なものとなって
しまうという問題があった。
However, the transfer functions X and Y of the filters F X and F Y obtained by performing the operation on the right side of the equations (3) and (4) in the frequency domain and converting the operation result into the time domain are:
There was a problem that the causality was impaired and it became unrealistic.

【0016】図10(a)は時刻t=0において入力さ
れた単位インパルス信号であり、同図(b)は当該単位
インパルスに対し、式(3)(4)に基づいて求められ
た応答波形の一例である。同図(b)に示すように、応
答波形は負の時間から作動するものとなる。しかし、実
際には、フィルタが、入力時間以前から動作を開始する
ことはありえないので、この演算で求められた伝達関数
X、Yをそのままフィルタ特性として設定することは不
可能である。
FIG. 10 (a) shows a unit impulse signal input at time t = 0, and FIG. 10 (b) shows a response waveform to the unit impulse obtained based on equations (3) and (4). Is an example. As shown in FIG. 6B, the response waveform starts operating from a negative time. However, in practice, the filter cannot start the operation before the input time, so it is impossible to set the transfer functions X and Y obtained by this calculation as the filter characteristics as they are.

【0017】そこで、従来は因果性を保つように伝達関
数X、Yを加工することが行われていた。例えば、同図
(c)に示すように負の時間の波形を省略したり、同図
(d)に示すように演算開始時間を遅らせるようにする
原音加工を行った上でフィルタ処理をしていた。
Therefore, conventionally, the transfer functions X and Y have been processed so as to maintain causality. For example, as shown in (c) of the figure, the waveform of the negative time is omitted, or as shown in (d) of the figure, the original sound is processed to delay the calculation start time, and then the filtering process is performed. It was

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
操作をすると、フィルタFX 、FY の伝達関数として
X、Yとは異なる伝達関数(例えばX’、Y’)を用い
ることを意味するから、上述した式(1)(2)は成立
せず、受聴者は所望の仮想音源を認識できなくなるとい
う問題が生ずる。
However, such an operation means that a transfer function (for example, X ', Y') different from X, Y is used as the transfer function of the filters F X , F Y. Therefore, the above equations (1) and (2) do not hold, and there arises a problem that the listener cannot recognize the desired virtual sound source.

【0019】つまり、本来、受聴者は左耳でXGL +Y
L を受聴し右耳でXGR +YHRを受聴することによ
り、所望の仮想音源から単位インパルスが放射されたか
のように認識できるのに対し、これら波形の代わりに
X’GL +Y’HL 及びX’G R +Y’HR を受聴した
のでは、所望の仮想音源位置と単位インパルスの音色と
を正確に認識することはできない。このため、所望の音
像定位を実現できないことになる。
In other words, the listener is supposed to be XG with his left ear.L+ Y
HLAnd listen to XG with the right earR+ YHRBy listening to
Is the unit impulse radiated from the desired virtual sound source?
However, instead of these waveforms,
X'GL+ Y'HLAnd X'G R+ Y'HRListened to
So, with the desired virtual sound source position and the tone of the unit impulse
Cannot be accurately recognized. Therefore, the desired sound
Image localization cannot be realized.

【0020】そこで、本願発明は、因果性の保たれたフ
ィルタの伝達関数が得られるとともに、所望の仮想音源
を忠実に再現できる音像定位方法及び装置を提供するこ
とを課題とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a sound image localization method and apparatus which can obtain a causal transfer function of a filter and faithfully reproduce a desired virtual sound source.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】図1に本発明の原理説明
図を示す。請求項1に記載の発明は、複数の音源
(AX 、AY )の各々と受聴者Pとの間にそれぞれ存在
する伝達関数(gL 、gR 、hL 、hR )及び任意の仮
想の位置に存在する仮想音源SPV と受聴者Pとの間に
存在する伝達関数(zL 、zR )に基づいて、複数の音
源(AX 、AY )の音声信号に所定のフィルタ特性
(X、Y)に基づく演算処理をすることにより、受聴者
に対し仮想音源から音波が放出された如く認識させる音
像定位方法であって、フィルタ特性(X、Y)は、当該
フィルタ特性を規定する演算式のうちの除算成分に関す
る全域通過成分を固定値とする。
FIG. 1 shows an explanatory view of the principle of the present invention. The invention according to claim 1 is a transfer function (g L , g R , h L , h R ) existing between each of a plurality of sound sources (A X , A Y ) and a listener P, and an arbitrary transfer function (z L, z R) existing between the virtual sound source SP V and the listener P existing in the virtual position based on a predetermined filter to the audio signals of a plurality of sound sources (a X, a Y) A sound image localization method that causes a listener to recognize that sound waves are emitted from a virtual sound source by performing calculation processing based on the characteristic (X, Y). The all-pass component related to the division component of the prescribed arithmetic expression is a fixed value.

【0022】なお、本明細書において、「AとBとの間
に存在する伝達関数」と表現する場合は、Aから出力さ
れる音波とBに伝達される音波との間に存在する数学的
関係を意味し、Aから出力される音波からBに伝達され
る音波の状態を規定するための関数をいうものとする。
In the present specification, when the expression "transfer function existing between A and B" is used, a mathematical expression existing between a sound wave output from A and a sound wave transferred to B. A relationship is meant and a function for defining the state of the sound wave transmitted from A to B is transmitted.

【0023】請求項2に記載の発明は、複数の音源(A
X 、AY )の各々と受聴者Pとの間にそれぞれ存在する
伝達関数(gL 、gR 、hL 、hR )及び任意の仮想の
位置に存在する仮想音源SPV と受聴者Pとの間に存在
する伝達関数(zL 、zR )に基づいて、複数の音源
(AX 、AY )の音声信号に所定のフィルタ特性(X、
Y)に基づく演算処理をすることにより、受聴者に対し
仮想音源から音波が放出された如く認識させる音像定位
方法であって、フィルタ特性(X、Y)は、当該フィル
タ特性を規定する演算式のうちの除算成分に関する全域
通過成分及び最小位相成分をともに固定値とする。
The invention according to claim 2 is a plurality of sound sources (A
X , A Y ) and the transfer function (g L , g R , h L , h R ) respectively existing between the listener P and the virtual sound source SP V existing at an arbitrary virtual position and the listener P. Based on the transfer functions (z L , z R ) existing between and, the audio signals of a plurality of sound sources (A X , A Y ) have predetermined filter characteristics (X,
Y) is a sound image localization method that causes a listener to recognize that sound waves are emitted from a virtual sound source, and the filter characteristic (X, Y) is an arithmetic expression that defines the filter characteristic. The all-pass component and the minimum phase component related to the division component of the above are both fixed values.

【0024】請求項3に記載の発明は、第1の音源AX
と受聴者Pの左右の耳との間に存在する伝達関数
(GL 、GR )、第2の音源AY と受聴者Pの左右の耳
との間に存在する伝達関数(HL 、HR )及び任意の仮
想の位置に存在する仮想音源AV と受聴者Pの左右の耳
との間に存在する伝達関数(ZL 、ZR )に基づいて、
第1の音源AX の音声信号にフィルタ特性Xに基づいて
演算し、第2の音源AY の音声信号にフィルタ特性Yに
基づいて演算することにより、受聴者Pに対し仮想音源
V から音波が放出された如く認識させる音像定位装置
において、フィルタ特性X及びYは、除算成分D(=G
R L −GL R )に関する最小位相をθmin としたと
き、 X=(ZR L −ZL R )/(|D|exp(−jθ
min )) Y=(ZL R −ZR L )/(|D|exp(−jθ
min )) とした演算式に基づく。
The invention according to claim 3 is the first sound source A X.
And the transfer function existing between the left and right ears of the listener P (G L, G R) , the transfer function (H L that exists between the left and right ears of the second sound source A Y and the listener P, H R) and a transfer function that is present between the left and right ears of the virtual sound source a V and the listener P at the position of an arbitrary virtual (Z L, based on the Z R),
By calculating based on the filter characteristics X to the audio signal of the first sound source A X, is calculated based on the filter characteristics Y to the audio signal of the second sound source A Y, from the virtual sound source A V to the listener P In a sound image localization apparatus that recognizes sound waves as being emitted, the filter characteristics X and Y have a division component D (= G
When the R H L -G L H R) minimum phase related to the θ min, X = (Z R H L -Z L H R) / (| D | exp (-jθ
min )) Y = (Z L G R -Z R G L ) / (| D | exp (-jθ
min )).

【0025】請求項4に記載の発明は、第1の音源AX
と受聴者Pの左右の耳との間に存在する伝達関数
(GL 、GR )、第2の音源AY と受聴者Pの左右の耳
との間に存在する伝達関数(HL 、HR )及び任意の仮
想の位置に存在する仮想音源AV と受聴者Pの左右の耳
との間に存在する伝達関数(ZL 、ZR )に基づいて、
第1の音源AX の音声信号にフィルタ特性Xに基づいて
演算し、第2の音源AY の音声信号にフィルタ特性Yに
基づいて演算することにより、受聴者Pに対し仮想音源
V から音波が放出された如く認識させる音像定位装置
において、フィルタ特性X及びYは、除算成分をD(=
R L −GL R )としたとき、 X=(ZR L −ZL R )/|D| Y=(ZL R −ZR L )/|D| とした演算式に基づく。
According to a fourth aspect of the invention, the first sound source A X
And the transfer function existing between the left and right ears of the listener P (G L, G R) , the transfer function (H L that exists between the left and right ears of the second sound source A Y and the listener P, H R ) and a transfer function (Z L , Z R ) existing between the virtual sound source A V existing at an arbitrary virtual position and the left and right ears of the listener P,
By calculating the sound signal of the first sound source A X based on the filter characteristic X and the sound signal of the second sound source A Y based on the filter characteristic Y, the virtual sound source A V can be changed to the listener P. In a sound image localization apparatus that recognizes sound waves as being emitted, the filter characteristics X and Y have a division component of D (=
When a G R H L -G L H R ), X = (Z R H L -Z L H R) / | D | Y = (Z L G R -Z R G L) / | D | and the Based on arithmetic expressions.

【0026】[0026]

【作用】本発明を、図1を参照しながら説明する。以下
の説明では、伝達関数は、時間領域で表現した場合にア
ルファベットの小文字、周波数領域で表現した場合にア
ルファベットの大文字で表記する。よって、時間領域で
測定された伝達関数gL 、gR 、hL 、hR 、zL 、z
R は、周波数領域において、GL 、GR 、HL 、HR
L 、ZR と表現される。
The present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the transfer function is expressed in lower case alphabets when expressed in the time domain, and in upper case alphabets when expressed in the frequency domain. Therefore, the transfer functions g L , g R , h L , h R , z L , and z measured in the time domain
R in the frequency domain, G L, G R, H L, H R,
It is expressed as Z L and Z R.

【0027】従来の技術の欄で説明したように、図1よ
り、以下の関係が成立する。 XGL +YHL =ZL …(1) XGR +YHR =ZR …(2) 式(1)及び(2)を変形すると、式(3)及び(4)
が得られる。 X=(ZR L −ZL R )/(GR L −GL R )…(3) Y=(ZL R −ZR L )/(GR L −GL R )…(4) 従来は、式(3)及び式(4)を時間領域の表現に変換
して、FIRフィルタ等のデジタルフィルタに設定して
いた。
As described in the section of the prior art, the following relationships are established from FIG. XG L + YH L = Z L (1) XG R + YH R = Z R (2) When formulas (1) and (2) are modified, formulas (3) and (4) are obtained.
Is obtained. X = (Z R H L -Z L H R) / (G R H L -G L H R) ... (3) Y = (Z L H R -Z R H L) / (G R H L -G L H R) ... (4) conventionally converts equation (3) and (4) a representation of the time domain, has been set to the digital filter such as a FIR filter.

【0028】本発明はさらに以下の式の変形を行う。通
常、周波数領域で表される所定の伝達関数A(z)は、
最小位相成分A1 (z)と全域通過成分A2 (z)とに
分けられる。全域通過成分とは、振幅特性が全ての周波
数帯域で一定となるような成分をいい、振幅特性に影響
を与えず位相だけを付加する成分をいう。また、最小位
相成分とは、伝達関数A(z)と同じ振幅特性を実現す
る伝達関数の中で最も位相推移が最小となり、入力に対
する応答の遅延時間が最小となる成分をいう。
The present invention further modifies the following equation. Usually, the predetermined transfer function A (z) represented in the frequency domain is
It is divided into a minimum phase component A 1 (z) and an all-pass component A 2 (z). The all-pass component is a component whose amplitude characteristic is constant in all frequency bands, and is a component which adds only a phase without affecting the amplitude characteristic. The minimum phase component is a component that has the smallest phase transition and the smallest delay time of the response to the input among the transfer functions that realize the same amplitude characteristics as the transfer function A (z).

【0029】伝達関数の全域通過成分は、一定の振幅特
性を持つ。したがって、仮想音源からの受聴者までの間
に存在する伝達関数に、他の伝達関数の全域通過成分が
積算されていても、振幅特性自体は変形を受けない。こ
のため、全域通過成分の存在の有無にかかわらず、音像
の聴感上に差異が生じないことが推測される。全域通過
成分の及ぼす影響については、論文「Perception of Ph
ase Distortion in All-Pass Filters」(by J.A.Deer
and P.J.Bloom;J.Audio Eng.Soc.,Vol.33,No.10,1985 O
ctober)、論文「Group delay distortions in electro
acoustical systems」(by J.Blauert;J.Acoust,Soc.A
m.63(5),May 1978 )等に記載されている。
The all-pass component of the transfer function has a constant amplitude characteristic. Therefore, even if the all-pass component of another transfer function is added to the transfer function existing between the virtual sound source and the listener, the amplitude characteristic itself is not deformed. Therefore, it is presumed that there is no difference in the auditory perception of the sound image regardless of the presence or absence of the all-pass component. For the effect of all-pass components, see the paper “Perception of Ph
ase Distortion in All-Pass Filters "(by JADeer
and PJBloom; J.Audio Eng.Soc., Vol.33, No.10,1985 O
ctober), paper "Group delay distortions in electro
acoustical systems "(by J. Blauert; J. Acoust, Soc.A
m.63 (5), May 1978).

【0030】本発明は、これらの考察に基づいて、全域
通過成分が伝達関数の演算上、聴感にほとんど影響を及
ぼさないという点に着目してなされたものである。そこ
で、式(3)及び式(4)の分母を全域通過成分と最小
位相成分とに分け、仮想音源から受聴者への伝達関数を
求める。
Based on these considerations, the present invention has been made paying attention to the fact that the all-pass component has almost no effect on the auditory perception in the calculation of the transfer function. Therefore, the denominator of the equations (3) and (4) is divided into the all-pass component and the minimum phase component, and the transfer function from the virtual sound source to the listener is obtained.

【0031】式(3)及び式(4)の右辺を X=Xn/D…(3)’ Y=Yn/D…(4)’ (Xn=ZR L −ZL R 、Yn=ZL R −ZR
L 、D=GR L −G L R ) と置き換える。ここで、Dは全域通過成分と最小位相成
分とによって表現すると、 D=|D|exp(−jθmin )・exp(−jθap) …(5) と表せる。さらに、式(1)、式(2)は、 (Xn/D)GL +(Yn/D)HL =ZL …(1)’ (Xn/D)GR +(Yn/D)HR =ZR …(2)’ に変換できる。
The right sides of the equations (3) and (4) are expressed by X = Xn / D ... (3) 'Y = Yn / D ... (4)' (Xn = ZRHL-ZLHR, Yn = ZLHR-ZRH
L, D = GRHL-G LHR). Where D is the all-pass component and minimum phase formation
Expressed by minutes and, D = | D | exp (-jθmin) ・ Exp (-jθap)… (5) Furthermore, the formulas (1) and (2) are expressed as (Xn / D) GL+ (Yn / D) HL= ZL... (1) '(Xn / D) GR+ (Yn / D) HR= ZR... (2) 'can be converted.

【0032】ここで、式(1)’及び式(2)’の両辺
に、D(式(5))のうち全域通過成分を掛けると、式
(1)’及び式(2)’は、
When both sides of the equations (1) 'and (2)' are multiplied by the all-pass component of D (equation (5)), the equations (1) 'and (2)' are

【0033】[0033]

【数1】 となる。式(1)”及び(2)”は、要するに、図1に
おいて、フィルタの伝達関数X、Yの代わりとしてXn
/|D|exp(−jθmin )、Yn/|D|exp
(−jθmin )を用いることを意味する。このとき、単
位インパルスを入力すると、受聴者は左耳で式(1)”
に示す波形、右耳で式(2)”で示す波形を各々受聴す
ることになる。しかし、上述したように、全域通過成分
は聴感上ほとんど影響を及ぼさないため、結局受聴者
は、左耳でZL exp(−θap)、右耳でZR exp
(−θap)を受聴したかのように認識することになる。
[Equation 1] Becomes Equations (1) "and (2)" are essentially Xn as an alternative to the filter transfer functions X, Y in FIG.
/ | D | exp (-jθ min ), Yn / | D | exp
This means that (-jθ min ) is used. At this time, if a unit impulse is input, the listener will use the expression (1) ”in his left ear.
, And the waveform represented by the formula (2) "in the right ear. However, as described above, the all-pass component has almost no effect on the auditory sense. At Z L exp (-θ ap ), at right ear Z R exp
You will recognize it as if you heard (-θ ap ).

【0034】なお、以上のようにして求められた伝達関
数Xn/|D|exp(−jθmin)、Yn/|D|e
xp(−jθmin )は、因果性が保たれたものとなるこ
とが実験の結果からも判っているので、これら伝達関数
には何等の加工操作をすることなくフィルタに設定し使
用することができる。これら実験結果については、実施
例において後述する。
The transfer functions Xn / | D | exp (-jθ min ) and Yn / | D | e obtained as described above.
Since it is known from the results of experiments that xp (-jθ min ) has causality, it is possible to set and use these transfer functions in the filter without performing any processing operation. it can. The results of these experiments will be described later in Examples.

【0035】また、式(1)”及び(2)”の左辺の分
母の最小位相成分がフィルタの伝達関数の因果性に全く
影響を与えないことも実験の結果から判っている。そこ
で、式(1)”及び(2)”を変形し、各々式(1)
^、(2)^とし、フィルタの伝達関数としてこのXn
/|D|、Yn/|D|を投入することも可能である。
It is also known from the experimental results that the minimum phase component of the denominator on the left side of the equations (1) "and (2)" has no influence on the causality of the transfer function of the filter. Therefore, the equations (1) "and (2)" are modified to obtain the equations (1) and
^ (2) ^, and this Xn is used as the transfer function of the filter.
It is also possible to input / | D | and Yn / | D |.

【0036】[0036]

【数2】 但し、この場合、受聴者の左右の耳には、各々ZL ex
p(−j(θap+θmi n ))、ZR exp(−j(θap
+θmin ))の音波波形を聞かせることと等価の状態と
なる。このため、聴感上、ZL 、ZR を受聴させたのと
同じように認識させるためには、音場環境が限定され
る。よって、式(1)^及び(2)^を用いて音像定位
を実用化するためには、事前の聴感試験が必要である。
[Equation 2] However, in this case, the left and right ears of the listener, each Z L ex
p (-j (θ ap + θ mi n)), Z R exp (-j (θ ap
+ Θ min )) is equivalent to listening to the sound wave waveform. For this reason, the sound field environment is limited so that Z L and Z R can be recognized in the same way as when they are heard. Therefore, in order to put the sound image localization into practical use by using the equations (1) ^ and (2) ^, a prior hearing test is required.

【0037】以上より、請求項1に記載の発明によれ
ば、フィルタ特性を規定する演算式のうち、除算成分に
関する全域通過成分を固定値とする演算処理を行う。請
求項2に記載の発明によれば、フィルタ特定を規定する
演算式のうち除算成分に関する全域通過成分及び最小位
相成分をともに固定値とする演算処理を行う。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the arithmetic processing for setting the all-pass component regarding the division component to a fixed value in the arithmetic expression defining the filter characteristic is performed. According to the second aspect of the present invention, the arithmetic processing is performed in which both the all-pass component and the minimum phase component related to the division component in the arithmetic expression defining the filter specification are fixed values.

【0038】請求項3に記載の発明によれば、フィルタ
特定X及びYは、除算成分D(=G R L −GL R
に関する最小位相をθmin としたとき、 X=(ZR L −ZL R )/(|D|exp(−jθmin ))…(6) Y=(ZL R −ZR L )/(|D|exp(−jθmin )) とした演算式に基づく。
According to the invention described in claim 3, the filter
Specific X and Y are divided components D (= G RHL-GLHR)
The minimum phase of θminThen, X = (ZRHL-ZLHR) / (| D | exp (-jθmin)) ... (6) Y = (ZLHR-ZRHL) / (| D | exp (-jθmin))

【0039】請求項4に記載の発明によれば、フィルタ
特性X及びYは、除算成分をD(=GR L −G
L R )としたとき、 X=(ZR L −ZL R )/|D|…(7) Y=(ZL R −ZR L )/|D| とした演算式に基づく。
[0039] According to the invention described in claim 4, filter characteristics X and Y, the division component D (= G R H L -G
When the L H R), X = ( Z R H L -Z L H R) / | D | ... (7) Y = (Z L H R -Z R H L) / | D | and the arithmetic expression based on.

【0040】[0040]

【実施例】本発明の音像定位技術の好適な実施例につい
て説明する。本発明の音像定位技術に係る装置は、基本
的に従来の音像定位技術において用いる装置と同様の装
置を適用することが可能である。すなわち、図9に示す
ような装置を用いて所望の頭部伝達関数を測定し、本発
明に基づく演算によりフィルタの伝達関数を求め、この
伝達関数を、図1及び図8に示される音像定位装置のフ
ィルタに投入すればよい。本実施例では、特に、頭部伝
達関数の測定後に、直ちに音像定位の再生を行うための
装置について説明する。
EXAMPLE A preferred example of the sound image localization technique of the present invention will be described. The device according to the sound image localization technique of the present invention can basically apply the same device as the device used in the conventional sound image localization technique. That is, a desired head related transfer function is measured by using a device as shown in FIG. 9, the transfer function of the filter is obtained by the calculation according to the present invention, and this transfer function is converted into the sound image localization shown in FIG. 1 and FIG. It may be put in the filter of the device. In this embodiment, a device for reproducing a sound image localization immediately after the measurement of the head related transfer function will be described.

【0041】図2に、実施例の音像定位装置の構成を示
す。図2において、破線で示した構成は仮想音源から受
聴者Pまでの空間の伝達関数を測定する構成に関する。
FIG. 2 shows the configuration of the sound image localization apparatus of the embodiment. In FIG. 2, the configuration indicated by the broken line relates to the configuration for measuring the transfer function of the space from the virtual sound source to the listener P.

【0042】仮想音源測定回路2は、仮想音源の伝達関
数の測定時に、所定の信号(インパルス信号)をスピー
カSPV1、SPV2、SPL 及びSPR に供給し、マイク
R及びML から入力される検出信号SDR及びSDLに基
づいて、特定された伝達関数の指示信号SCX及びS
CY(伝達関数GR 、GL 、HR 、HL を指示する信号)
をフィルタ回路FX 及びFY に供給する。
The virtual sound source measuring circuit 2 supplies a predetermined signal (impulse signal) to the speakers SP V1 , SP V2 , SP L and SP R at the time of measuring the transfer function of the virtual sound source, and the microphones M R and M L Based on the input detection signals S DR and S DL , the instruction signals S CX and S of the specified transfer function
CY (transfer function G R, G L, H R , signal instructing H L)
To the filter circuits F X and F Y.

【0043】マイクMR 及びML は、仮想音源に関する
伝達関数の測定時に受聴者Pの左右の耳に設置され、ス
ピーカSPV1、SPV2、SPL 及びSPR からの音波を
検出する。
The microphones M R and M L are installed in the left and right ears of the listener P when measuring the transfer function of the virtual sound source, and detect sound waves from the speakers SP V1 , SP V2 , SP L and SP R.

【0044】スピーカSPV1又はSPV2は、仮想音像の
再現時に必要とされる仮想音源の定位に設置される。し
たがって、受聴者Pを囲む音場における任意の位置に設
置される。スピーカSPL 及びSPL は、実際に原音を
再生させる位置に設置する。
The speaker SP V1 or SP V2 is installed at the localization of the virtual sound source required when reproducing the virtual sound image. Therefore, it is installed at an arbitrary position in the sound field surrounding the listener P. The speakers SP L and SP L are installed at positions where the original sound is actually reproduced.

【0045】原音発生回路1は、原音となる原音信号S
L 及びSR を発生する。フィルタ回路FX 及びFY は、
仮想音源測定回路2により特定された仮想音源の伝達関
数に基づいて原音信号SL 及びSR のそれぞれをフィル
タ処理し、スピーカSPL 及びSPR に供給する。
The original sound generation circuit 1 outputs the original sound signal S which becomes the original sound.
Generate L and S R. The filter circuits F X and F Y are
Based on the transfer function of the virtual sound source specified by the virtual sound source measurement circuit 2, each of the original sound signals S L and S R is filtered and supplied to the speakers SP L and SP R.

【0046】伝達関数の測定は、図示したように実際の
受聴者の両耳近傍に設けたマイクから検出する他に、典
型的な人間の頭部を模倣したダミーヘッドを用い、ダミ
ーヘッドの内耳奥に設けたマイクで検出してもよい。伝
達関数は人間の外耳等の器官によっても影響を受けるの
で、ダミーヘッドにより精度の高い測定が行える。
The transfer function is measured by a dummy head imitating a typical human head in addition to being detected by a microphone provided in the vicinity of both ears of an actual listener as shown in the figure. You may detect by the microphone provided in the back. Since the transfer function is also affected by the human external ear and other organs, the dummy head enables highly accurate measurement.

【0047】上記構成において、仮想音源に関する伝達
関数を測定する際、仮想音源測定回路2は、仮想音源と
して受聴者Pに認識させたい位置にスピーカSPV1又は
SP V2を設置して、単位インパルス信号を音場に供給す
る。単位インパルス信号は、空間の残響特性等により影
響を受け、所定の伝達関数で波形変換を行ったことと等
価な信号としてマイクに検出される。例えば、スピーカ
SPV1に対しては伝達関数zR1及びzL1、スピーカSP
V2に対しては伝達関数zR1及びzL1の影響を受ける。仮
想音源測定回路2は得られた伝達関数を所定の形式でフ
ィルタ回路FX又はFY に供給する。
In the above configuration, transmission related to virtual sound source
When measuring the function, the virtual sound source measurement circuit 2
Then, at the position where the listener P wants to recognize the speaker SPV1Or
SP V2Is installed to supply the unit impulse signal to the sound field.
You. The unit impulse signal is affected by the reverberation characteristics of the space.
Received a sound and performed waveform conversion with a predetermined transfer function, etc.
It is detected by the microphone as a valuable signal. For example, a speaker
SPV1For the transfer function zR1And zL1, Speaker SP
V2For the transfer function zR1And zL1Affected by. Temporary
The ideal sound source measurement circuit 2 uses the obtained transfer function in a predetermined format.
Filter circuit FXOr FYTo supply.

【0048】原音再生時、原音発生回路1から供給され
る原音信号SL 及びSR に対し、フィルタ回路FX 及び
Y は、作用の欄で述べたフィルタ処理を行う。すなわ
ち、時間領域で測定された各伝達関数を周波数領域の表
現に変換し、フィルタ処理を行う。このとき、式(6)
を時間領域に変換して得たフィルタ係数を使用して、式
(1)”及び式(2)”に基づくフィルタ処理を行って
もよい。また、式(7)を時間領域に変換したフィルタ
係数を使用して、式(1)^及び式(2)^に基づくフ
ィルタ処理を行ってもよい。
At the time of reproducing the original sound, the filter circuits F X and F Y perform the filter processing described in the section of the operation on the original sound signals S L and S R supplied from the original sound generation circuit 1. That is, each transfer function measured in the time domain is converted into an expression in the frequency domain and filtered. At this time, equation (6)
May be converted into the time domain to perform the filtering process based on the equations (1) ″ and (2) ″. Further, the filter processing based on the equation (1) ^ and the equation (2) ^ may be performed by using the filter coefficient obtained by transforming the equation (7) into the time domain.

【0049】図3から図7に、本実施例の音像定位装置
による測定結果を示す。図3は右チャンネル(フィルタ
回路FY の系統)の振幅特性、図4は左チャンネル(フ
ィルタ回路FX の系統)の振幅特性を示したものであ
る。両図とも、(a)が全域通過成分を含めた従来のフ
ィルタ処理による特性、(b)が全域通過成分を固定値
とした本発明による特性である。
3 to 7 show the measurement results by the sound image localization apparatus of this embodiment. FIG. 3 shows the amplitude characteristic of the right channel (system of the filter circuit F Y ) and FIG. 4 shows the amplitude characteristic of the left channel (system of the filter circuit F X ). In both figures, (a) is the characteristic by the conventional filter processing including the all-pass component, and (b) is the characteristic by the present invention in which the all-pass component is a fixed value.

【0050】各図の(a)と(b)をそれぞれ比較して
も判るように、全域通過成分の有無によらず、振幅特性
に殆ど変化が見られない。図5は、左右両チャンネルの
振幅値の比及び位相角の比を求めたものである。
As can be seen by comparing (a) and (b) of each figure, there is almost no change in the amplitude characteristic regardless of the presence or absence of the all-pass component. In FIG. 5, the ratio of the amplitude values and the ratio of the phase angles of the left and right channels are calculated.

【0051】図5からも判るように、両チャンネルの出
力比から見ても、振幅特性及び位相特性が全域通過成分
の演算の有無により変化することがない。図6及び図7
は、従来のインパルス応答と本発明によるインパルス応
答とを比較したものである。ちなみに、同図のインパル
ス応答波形は、t=0.00において単位インパルスを
入力した場合の出力波形を示すものである。図6と図7
とは互いに異なる入力信号を用いて、左右チャンネルそ
れぞれについてインパルス応答を調べたものである。両
図とも(a)が従来の右チャンネル(Xn/D)、
(b)が本発明の右チャンネル(Xn/Dmin )、
(c)が従来の左チャンネル(Yn/D)、(d)が本
発明の左チャンネル(Yn/Dmin )についての特性で
ある。
As can be seen from FIG. 5, the amplitude characteristics and the phase characteristics do not change depending on whether or not the all-pass component is calculated, even when viewed from the output ratios of both channels. 6 and 7
Is a comparison between the conventional impulse response and the impulse response according to the present invention. By the way, the impulse response waveform in the figure shows an output waveform when a unit impulse is input at t = 0.00. 6 and 7
Is an impulse response of each of the left and right channels, which is obtained by using different input signals. In both figures, (a) is the conventional right channel (Xn / D),
(B) is the right channel (Xn / D min ) of the present invention,
(C) shows the characteristics of the conventional left channel (Yn / D), and (d) shows the characteristics of the left channel (Yn / D min ) of the present invention.

【0052】各図から判るように、従来の全域通過成分
を含めたフィルタ演算では、出力が負の時間から作動し
ており、インパルス応答波形が非因果となっている(各
図(a)、(c))。これに対し、本実施例では、因果
性が保たれていることが判る((b)、(d))。
As can be seen from the respective figures, in the conventional filter operation including the all-pass component, the output operates from a negative time, and the impulse response waveform is non-causal (each figure (a), (C)). On the other hand, in this example, it is understood that the causality is maintained ((b), (d)).

【0053】上記のように、本実施例によれば、実際に
測定して得られた伝達関数を本質的に変更することな
く、入力に対して因果性が保たれ、かつ、所望の音像定
位を実現できるフィルタを得ることができる。特に、本
実施例で使用するフィルタの伝達関数は左右の耳が受聴
する振幅比、位相比を一定の状態に維持し得るものなの
で、所望の仮想音源から音波が放射されたものとして、
確実に安定した音像を受聴者に認識させることができ
る。
As described above, according to this embodiment, the causality is maintained for the input and the desired sound image localization is maintained without essentially changing the transfer function obtained by actual measurement. It is possible to obtain a filter that can realize In particular, the transfer function of the filter used in this embodiment can maintain a constant amplitude ratio and phase ratio received by the left and right ears, so that sound waves are emitted from a desired virtual sound source,
The listener can surely recognize a stable sound image.

【0054】[0054]

【発明の効果】請求項1又は請求項3に記載の発明によ
れば、所望の音像定位を実現するにあたり、入力に対し
て因果性が保たれ、何らの加工操作を行わないフィルタ
を、頭部伝達関数との演算によって容易に得ることがで
きるので、従来と比べ所望の音像定位を簡易且つより確
実に実現することができる。
According to the invention described in claim 1 or 3, in order to realize a desired sound image localization, a filter that is causal to the input and does not perform any processing operation is used. Since it can be easily obtained by calculation with the partial transfer function, a desired sound image localization can be realized easily and more reliably than in the conventional case.

【0055】請求項2又は請求項4に記載の発明によれ
ば、請求項1又は請求項3の効果に加えて、演算をさら
に簡単にするという効果が得られるので、音像定位の実
現に係るコストと手間の軽減を重視した音場再生技術を
提供することができる。
According to the invention described in claim 2 or claim 4, in addition to the effect of claim 1 or claim 3, the effect of further simplifying the calculation can be obtained, so that the sound image localization is realized. It is possible to provide a sound field reproduction technology that emphasizes cost and labor reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】実施例の音像定位装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a sound image localization device according to an embodiment.

【図3】実施例の振幅特性(右チャンネル)である。FIG. 3 is an amplitude characteristic (right channel) of the example.

【図4】実施例の振幅特性(左チャンネル)である。FIG. 4 is an amplitude characteristic (left channel) of the embodiment.

【図5】左右のチャンネル間の振幅・位相角の比であ
る。
FIG. 5 is a ratio of amplitude and phase angle between left and right channels.

【図6】インパルス応答特性(その1)である。FIG. 6 is an impulse response characteristic (No. 1).

【図7】インパルス応答特性(その2)である。FIG. 7 is an impulse response characteristic (No. 2).

【図8】従来の音像定位装置と各部の波形を示す説明図
である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing waveforms of a conventional sound image localization device and each part.

【図9】頭部伝達関数の測定方法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a method of measuring a head related transfer function.

【図10】従来の音像定位装置の問題点の説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a problem of the conventional sound image localization device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

X 、AY …音源 AZ …仮想音源 FX 、FY …フィルタ回路(手段) SPL 、SPR 、SPV1、SPV2…スピーカ 1…原音発生回路 2…仮想音源測定回路A X, A Y ... source A Z ... virtual sound source F X, F Y ... filter circuit (means) SP L, SP R, SP V1, SP V2 ... speaker 1 ... original sound generator 2 ... virtual sound measurement circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東山 三樹夫 東京都八王子市中野町2665−1 工学院大 学八王子校舎内 (72)発明者 平田 能睦 東京都八王子市石川町2568−9 (72)発明者 中島 栄俊 東京都八王子市中野町2665−1 工学院大 学八王子校舎内 (72)発明者 谷島 潔 埼玉県鶴ケ島市富士見6丁目1番1号 パ イオニア株式会社総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Mikio Higashiyama 2665-1 Nakano-cho, Hachioji-shi, Tokyo Inside Kogakuin University Hachioji Campus (72) Inventor Norihisa Hirata 2568-9 Ishikawa-cho, Hachioji-shi, Tokyo (72) Inventor Eitoshi Nakajima 2665-1 Nakano-cho, Hachioji-shi, Tokyo Inside Kogakuin University Hachioji campus (72) Inventor Kiyoshi Tanijima 6-1-1 Fujimi, Tsurugashima City, Saitama Pioneer Corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の音源の各々と受聴者との間にそれ
ぞれ存在する伝達関数及び任意の仮想の位置に存在する
仮想音源と当該受聴者との間に存在する伝達関数に基づ
いて、前記複数の音源に関する音声信号に所定のフィル
タ特性に基づく演算処理をすることにより、当該受聴者
に対し前記仮想音源から音波が放出された如く認識させ
る音像定位方法であって、 前記フィルタ特性は、当該フィルタ特性を規定する演算
式のうちの除算成分に関する全域通過成分を固定値とす
ることを特徴とする音像定位方法。
1. A transfer function existing between each of a plurality of sound sources and a listener and a transfer function existing between a virtual sound source existing at an arbitrary virtual position and the listener, based on the transfer function. A sound image localization method that causes the listener to recognize that sound waves are emitted from the virtual sound source by performing a calculation process based on a predetermined filter characteristic on audio signals regarding a plurality of sound sources, wherein the filter characteristic is A sound image localization method, wherein an all-pass component related to a division component of an arithmetic expression defining a filter characteristic is set to a fixed value.
【請求項2】 複数の音源の各々と受聴者との間にそれ
ぞれ存在する伝達関数及び任意の仮想の位置に存在する
仮想音源と当該受聴者との間に存在する伝達関数に基づ
いて、前記複数の音源の原音声信号に所定のフィルタ特
性に基づく演算処理をすることにより、当該受聴者に対
して前記仮想音源から音波が放出された如く認識させる
音像定位方法であって、 前記フィルタ特性は、当該フィルタ特性を規定する演算
式のうちの除算成分に関する全域通過成分及び最小位相
成分をともに固定値とすることを特徴とする音像定位方
法。
2. A transfer function existing between each of a plurality of sound sources and a listener and a transfer function existing between a virtual sound source existing at an arbitrary virtual position and the listener, based on the transfer function. A sound image localization method that causes the listener to recognize that sound waves are emitted from the virtual sound source by performing arithmetic processing based on a predetermined filter characteristic on original sound signals of a plurality of sound sources, wherein the filter characteristic is A sound image localization method characterized in that both the all-pass component and the minimum phase component relating to the division component in the arithmetic expression defining the filter characteristic are fixed values.
【請求項3】 第1の音源と受聴者の左右の耳との間に
存在する伝達関数(GL 、GR )、第2の音源と受聴者
の左右の耳との間に存在する伝達関数(HL、HR )及
び任意の仮想の位置に存在する仮想音源と当該受聴者の
左右の耳との間に存在する伝達関数(ZL 、ZR )に基
づいて、前記第1の音源に関する音声信号にフィルタ特
性Xに基づいて演算し、前記第2の音源に関する音声信
号にフィルタ特性Yに基づいて演算することにより、当
該受聴者に対し前記仮想音源から音波が放出された如く
認識させる音像定位装置において、 前記フィルタ特性X及びYは、除算成分D(=GR L
−GL R )に関する最小位相成分をθmin としたと
き、 X=(ZR L −ZL R )/(|D|exp(−jθ
min )) Y=(ZL R −ZR L )/(|D|exp(−jθ
min )) とした演算式に基づくことを特徴とする音像定位装置。
3. A transfer function existing between the first sound source and the listener's left and right ears (G L, G R), exists between the second sound source and the listener's left and right ears transfer function (H L, H R) and a transfer function that is present between the left and right ears of the virtual sound source and the listener at the position of an arbitrary virtual (Z L, Z R) on the basis of said first The sound signal related to the sound source is calculated based on the filter characteristic X, and the sound signal related to the second sound source is calculated based on the filter characteristic Y, so that the listener can recognize that sound waves are emitted from the virtual sound source. In the sound image localization device, the filter characteristics X and Y have a division component D (= G R H L
When the minimum-phase component regarding -G L H R) and θ min, X = (Z R H L -Z L H R) / (| D | exp (-jθ
min )) Y = (Z L G R -Z R G L ) / (| D | exp (-jθ
min )) based on the calculation formula.
【請求項4】 第1の音源と受聴者の左右の耳との間に
存在する伝達関数(GL 、GR )、第2の音源と受聴者
の左右の耳との間に存在する伝達関数(HL、HR )及
び任意の仮想の位置に存在する仮想音源と当該受聴者の
左右の耳との間に存在する伝達関数(ZL 、ZR )に基
づいて、前記第1の音源に関する音声信号にフィルタ特
性Xに基づいて演算し、前記第2の音源に関する音声信
号にフィルタ特性Yに基づいて演算することにより、当
該受聴者に対し前記仮想音源から音波が放出された如く
認識させる音像定位装置において、 前記フィルタ特性X及びYは、除算成分をD(=GR
L −GL R )としたとき、 X=(ZR L −ZL R )/|D| Y=(ZL R −ZR L )/|D| とした演算式に基づくことを特徴とする音像定位装置。
4. A transfer function existing between the first sound source and the listener's left and right ears (G L, G R), exists between the second sound source and the listener's left and right ears transfer function (H L, H R) and a transfer function that is present between the left and right ears of the virtual sound source and the listener at the position of an arbitrary virtual (Z L, Z R) on the basis of said first The sound signal related to the sound source is calculated based on the filter characteristic X, and the sound signal related to the second sound source is calculated based on the filter characteristic Y, so that the listener can recognize that sound waves are emitted from the virtual sound source. In the sound image localization device, the filter characteristics X and Y have a division component of D (= G R H
When the L -G L H R), X = (Z R H L -Z L H R) / | to the the arithmetic expression | D | Y = (Z L G R -Z R G L) / | D A sound image localization device characterized by being based.
JP17920695A 1995-07-14 1995-07-14 Sound image localization method and apparatus Expired - Fee Related JP3739438B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17920695A JP3739438B2 (en) 1995-07-14 1995-07-14 Sound image localization method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17920695A JP3739438B2 (en) 1995-07-14 1995-07-14 Sound image localization method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0937397A true JPH0937397A (en) 1997-02-07
JP3739438B2 JP3739438B2 (en) 2006-01-25

Family

ID=16061789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17920695A Expired - Fee Related JP3739438B2 (en) 1995-07-14 1995-07-14 Sound image localization method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3739438B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008154082A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Yamaha Corp Sound field reproducing device
JP2009194682A (en) * 2008-02-15 2009-08-27 Sony Corp Head transfer function measuring method, and head transfer function convolution method and apparatus
US8503682B2 (en) 2008-02-27 2013-08-06 Sony Corporation Head-related transfer function convolution method and head-related transfer function convolution device
US8831231B2 (en) 2010-05-20 2014-09-09 Sony Corporation Audio signal processing device and audio signal processing method
US8873761B2 (en) 2009-06-23 2014-10-28 Sony Corporation Audio signal processing device and audio signal processing method
US9232336B2 (en) 2010-06-14 2016-01-05 Sony Corporation Head related transfer function generation apparatus, head related transfer function generation method, and sound signal processing apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008154082A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Yamaha Corp Sound field reproducing device
JP2009194682A (en) * 2008-02-15 2009-08-27 Sony Corp Head transfer function measuring method, and head transfer function convolution method and apparatus
US8520857B2 (en) 2008-02-15 2013-08-27 Sony Corporation Head-related transfer function measurement method, head-related transfer function convolution method, and head-related transfer function convolution device
US8503682B2 (en) 2008-02-27 2013-08-06 Sony Corporation Head-related transfer function convolution method and head-related transfer function convolution device
US9432793B2 (en) 2008-02-27 2016-08-30 Sony Corporation Head-related transfer function convolution method and head-related transfer function convolution device
US8873761B2 (en) 2009-06-23 2014-10-28 Sony Corporation Audio signal processing device and audio signal processing method
US8831231B2 (en) 2010-05-20 2014-09-09 Sony Corporation Audio signal processing device and audio signal processing method
US9232336B2 (en) 2010-06-14 2016-01-05 Sony Corporation Head related transfer function generation apparatus, head related transfer function generation method, and sound signal processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP3739438B2 (en) 2006-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7382885B1 (en) Multi-channel audio reproduction apparatus and method for loudspeaker sound reproduction using position adjustable virtual sound images
JP4780119B2 (en) Head-related transfer function measurement method, head-related transfer function convolution method, and head-related transfer function convolution device
US9681246B2 (en) Bionic hearing headset
US8009836B2 (en) Audio frequency response processing system
EP2326108A1 (en) Audio system phase equalizion
JP2009508158A (en) Method and apparatus for generating and processing parameters representing head related transfer functions
US20090161879A1 (en) Sound Signal Processing Device, Method of Processing Sound Signal, Sound Reproducing System, Method of Designing Sound Signal Processing Device
JP2001507879A (en) Stereo sound expander
JPH09322299A (en) Sound image localization controller
JPH08182100A (en) Method and device for sound image localization
JP2003230198A (en) Sound image localization control device
JPH0937397A (en) Method and device for localization of sound image
JPH05199596A (en) Acoustic field reproducing device
JP2003224898A (en) Apparatus and method for enhancing articulation of loudspeaking
JPH09191500A (en) Method for generating transfer function localizing virtual sound image, recording medium recording transfer function table and acoustic signal edit method using it
JPH11113097A (en) Audio system
US20030016837A1 (en) Stereo sound circuit device for providing three-dimensional surrounding effect
JP2000333297A (en) Stereophonic sound generator, method for generating stereophonic sound, and medium storing stereophonic sound
JPH06269097A (en) Acoustic equipment
JPH0965483A (en) In-cabin frequency characteristic automatic correction system
JP5467305B2 (en) Reflected sound generator
JPS596560B2 (en) stereo system
JPH0746700A (en) Signal processor and sound field processor using same
CN116546416B (en) Audio processing method and system for simulating three-dimensional surround sound effect through two channels
Griesinger Accurate reproduction of binaural recordings through individual headphone equalization and time domain crosstalk cancellation

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040831

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041101

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051101

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051102

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081111

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091111

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101111

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101111

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111111

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121111

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees