JPH10164698A - 遅延量制御装置及び音像制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、少ない処理量であるにも拘わらずノ
イズを発生させることなく遅延量を変化させることので
きる遅延制御装置を提供する。 【解決手段】外部からの入力信号を、外部からの遅延係
数に基づいて遅延させて出力する遅延量制御装置であっ
て、該遅延係数の変化の有無を検出する遅延量変化検出
手段１１と、該遅延量変化検出手段によって該遅延係数
が変化したことが検出された場合に、変化前の遅延係数
を保持する遅延量保持手段１２と、外部からの入力信号
を、該遅延量保持手段に保持されている変化前の遅延係
数で指定された遅延量だけ遅延させた第１の信号と、変
化後の遅延係数で指定された遅延量だけ遅延させた第２
の信号とを出力する遅延手段１０と、該遅延手段からの
第１の信号と第２の信号とをクロスフェードさせてミキ
シングするクロスフェードミキシング手段１３、とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音像の移動に伴っ
て変化する両耳間時間差を遅延量の変化でシミュレート
する遅延量制御装置及びこの遅延量制御装置を用いた音
像制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本明細書では、音像の定位位置を移動さ
せる機能を有する装置を音像制御装置という。音像を移
動させる技術が適用された装置として、例えば特開平４
−３０７００号公報に音像定位装置が開示されている。
この音像定位装置は、遅延器及び高次のフィルタ等で構
成された音像定位手段を備え、遅延係数及びフィルタ係
数で成るパラメータが外部からセットされることにより
頭部音響伝達関数をシミュレートする。ところで、この
頭部音響伝達関数は、受聴者に対する音像の定位位置に
よって異なる。そこで、多数の位置に音像を定位させる
ために、この音像定位装置は、各々の定位位置に対応し
たパラメータを有している。

【０００３】一般に、音像の定位位置を現在の位置から
新たな位置に移動させる場合は、新たな位置に対応する
パラメータを音像定位手段にセットすればよい。しか
し、信号再生中に単純にパラメータを音像定位手段にセ
ットすると、該信号に不連続点が発生し、ノイズの原因
となる。そこで、この音像定位装置は、第１の音像定位
手段及び第２の音像定位手段を備えると共に、各音像定
位手段からの出力信号にクロスフェード方式によって重
み付けを施す手段を更に備えている。

【０００４】今、第１の音像定位手段からの第１の信号
によって音像が第１の位置に定位しているものとする。
この音像を第２の位置へ移動させる場合、第１の音像定
位手段からの第１の信号に付与する重みを「１」にする
と共に、第２の音像定位手段からの第２の信号に付与す
る重みを「０」にする。この状態で、第２の位置に音像
を定位させるためのパラメータが第２の音像定位手段に
セットされる。第２の信号は重み「０」となっているの
で、パラメータをセットすることに伴うノイズが該第２
の信号に発生することはない。

【０００５】この状態から、第１の信号の重みを徐々に
小さくすると共に、第２の信号の重みを徐々に大きくし
て行く。そして、所定時間の後に、第１の信号に付与す
る重みを「０」にすると共に、第２の信号に付与する重
みを「１」にする。これにより、第１の位置から第２の
位置への音像の移動は、ノイズを発生することなく完了
する。

【０００６】以上のような音像定位及び音像移動処理
は、通常、例えばデジタルシグナルプロセッサ（以下、
「ＤＳＰ」という）を用いて行われる。この場合、上記
入力信号としてはデジタル信号が用いられ、このデジタ
ル信号がサンプリング周期毎に音像定位手段に供給され
る。従って、ＤＳＰは１サンプリング周期で１つのデジ
タル信号を処理しなければならない。例えば、入力信号
が４８ＫＨｚでサンプリングして得られたものであれば
サンプリング周期は約２１マイクロ秒になる。従って、
ＤＳＰは約２１マイクロ秒毎に、第１の信号の生成及び
その重み付け、第２の信号の生成及びその重み付けとい
う処理を行わなければならないので、演算速度の速い高
性能で高価なＤＳＰを使用しなければならない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本願出願人
は、上述した従来の音像定位手段と異なる方法によって
頭部音響伝達関数をシミュレートする音像定位手段を考
えている。この音像定位手段は、通過帯域が異なる複数
のフィルタと、各フィルタの出力を増幅する増幅器と、
各増幅器からの出力を加算する加算器とを備えている。
この音像定位手段では、各増幅器に供給される増幅係数
を音像の定位位置に応じて変更し、以て各帯域の周波数
成分の振幅を調整することにより頭部音響伝達関数をシ
ミュレートする。従って、フィルタ係数を入れ替える必
要がないので、各フィルタは固定フィルタで構成されて
いる。従って、フィルタ係数の入れ替えに伴ってノイズ
が発生するという状態は存在しない。

【０００８】これらフィルタ、増幅器及び加算器によっ
て構成される部分は、上述した従来の音像定位装置にお
ける高次のフィルタに対応する。ところで、音像を任意
の位置に定位させる場合、音源の方向によって決まる両
耳間時間差に相当する遅延を入力信号に与えなければな
らないことが知られている。このために、上述した従来
の音像定位装置においては遅延器が設けられており、こ
の遅延器の遅延時間を制御する遅延係数も上記パラメー
タの中に含まれる。

【０００９】本願出願人が考えている音像定位手段にお
いても、該遅延器と同様の両耳間時間差に相当する遅延
を入力信号に与える機能が必要である。この両耳間時間
差に相当する遅延量は、音像を移動させる場合はリアル
タイムに変化させる必要がある。この場合、現在の音像
の定位位置に対応する遅延量を新たな音像の定位位置に
対応する遅延量にいきなり変更すると信号が不連続とな
りノイズが発生する。そこで、上述した特開平４−３０
７００号公報に記載された音像定位装置と同様のクロス
フェード方式を用いて遅延量をクロスフェードさせるこ
とによりノイズを除去することが考えられる。

【００１０】しかし、この方式では、例えば外部の制御
用マイクロコンピュータからＤＳＰへクロスフェード係
数を転送しながら遅延量をクロスフェードさせることに
なるので、制御用マイクロコンピュータからＤＳＰへ係
数を転送するための時間が膨大になる。詳しく説明する
と、制御用マイクロコンピュータからＤＳＰへ１つのク
ロスフェード係数を転送するための時間はＤＳＰの受信
許容速度によって規制され、少なくとも５００μ秒程度
必要である。例えば、１０度おきに音像制御用のパラメ
ータを記憶しておき、それぞれ１００分割でクロスフェ
ードさせて音像を移動する場合、音像を一周させるため
に必要な時間は、３６×１００×５００μ秒＝１．８秒
となる。実際の制御制御装置では、クロスフェード係数
以外のデータの転送も行うので、データ転送のために更
に多くの時間が必要となり、音像を高速で移動させるこ
とができない。また、音像をスムーズに移動させようと
すると１０度より小さい角度毎に音像制御用のパラメー
タを用意し、また、１００以上の分割でクロスフェード
させることが望ましいが、音像の移動速度が低下し、実
用に耐えないという問題がある。また、制御用マイクロ
コンピュータは、遅延量の変化に応じてクロスフェード
係数を作成しなければならないので、該制御マイクロコ
ンピュータにおける制御手順が複雑となると共に負荷が
大きくなるという問題がある。

【００１１】そこで、本発明の第１の目的は、ノイズを
発生させることなく高速で遅延量を変化させることので
きる遅延量制御装置を提供することにある。

【００１２】また、本発明の第２の目的は、ノイズを発
生させることなく遅延量を変化させ、以て音像をスムー
ズ且つ高速に移動させることのできる音像制御装置を提
供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の遅延量制御装置
は、上記第１の目的を達成するために、外部からの入力
信号を、外部からの遅延係数に基づいて遅延させて出力
する遅延量制御装置であって、該遅延係数の変化の有無
を検出する遅延量変化検出手段と、該遅延量変化検出手
段によって該遅延係数が変化したことが検出された場合
に、変化前の遅延係数を保持する遅延量保持手段と、外
部からの入力信号を、該遅延量保持手段に保持されてい
る変化前の遅延係数で指定された遅延量だけ遅延させた
第１の信号と、変化後の遅延係数で指定された遅延量だ
け遅延させた第２の信号とを出力する遅延手段と、該遅
延手段からの第１の信号と第２の信号とをクロスフェー
ドさせてミキシングするクロスフェードミキシング手
段、とを備えている。

【００１４】本発明の遅延量制御装置は、例えばメモリ
を有するＤＳＰ、マイクロプロセッサ等によるソフトウ
ェア処理によって構成できる。外部からの入力信号は、
本遅延量制御装置において遅延処理を施す対象である。
この入力信号には、例えば音声信号、楽音信号等が含ま
れる。この入力信号は、例えばアナログ信号を所定周波
数でサンプリングし、量子化し更に符号化して得られた
デジタルデータ（以下、「サンプリングデータ」とい
う）列で構成することができる。この入力信号は、例え
ばアナログ信号を所定周期でサンプリングするＡ／Ｄ変
換器からサンプリング周期毎に送られてくる。

【００１５】遅延手段は、例えばメモリで構成すること
ができる。このメモリは、外部からの入力信号であるサ
ンプリングデータを順次記憶する。この場合、遅延量を
指定するための遅延係数は、該メモリからサンプリング
データを読み出すためのアドレスで構成することができ
る。遅延量は、該アドレスの値によって決定される。な
お、遅延手段は、ＤＳＰ外部に設けられたディレイライ
ン素子で構成することもできる。この場合、遅延係数
は、ディレイライン素子の出力タップを選択するために
使用される。

【００１６】遅延量保持手段は、例えばアドレスを変化
前の遅延係数として保持する。クロスフェードミキシン
グ手段は、この遅延量保持手段に保持されているアドレ
スによってメモリから順次読み出されるサンプリングデ
ータ、つまり変化前の遅延係数で指定された遅延量だけ
遅延させた第１の信号と、新たに与えられたアドレスに
よってメモリから順次読み出されるサンプリングデー
タ、つまり変化後の遅延係数で指定された遅延量だけ遅
延させた第２の信号とをクロスフェードミキシングす
る。

【００１７】上記クロスフェードミキシング手段は、所
定時間の範囲内でデクリーズされる前記第１の信号とイ
ンクリーズされる前記第２の信号とを加算するように構
成できる。より具体的には、時間の経過に連れてデクリ
ーズする係数Ｂを第１の信号に乗算し、時間の経過に連
れてインクリーズする係数１−Ｂを第２の信号に乗算
し、これら各乗算結果を加算するように構成できる。こ
の場合、各係数Ｂ及び係数１−Ｂを加算した結果が常に
一定値（例えば「１」）となるように各係数値が選択さ
れる。このクロスフェードミキシングにより、遅延係数
が変化しても、入力信号は、緩やかに変化する遅延量で
遅延されて出力されるので信号の不連続点は発生せず、
従ってノイズは発生しない。

【００１８】なお、本遅延量制御装置は、ソフトウェア
処理によって構成するものとしたがハードウェアによっ
て構成してもよいことは勿論である。

【００１９】本発明の音像制御装置は、上記第２の目的
を達成するために、（Ａ）第１チャンネル信号と第２チ
ャンネル信号とに基づいて音を発生させることにより音
像を定位させる音像制御装置であって、（Ｂ）外部から
の入力信号を、音像定位方向に応じた両耳間時間差を表
す遅延係数に基づいて遅延させて出力する遅延量制御手
段と、（Ｃ）該入力信号を第１の頭部音響伝達関数に従
って処理し、以て第１チャンネル信号として出力する第
１の頭部音響伝達関数処理手段と、（Ｄ）該遅延量制御
手段からの信号を第２の頭部音響伝達関数に従って処理
し、以て第２チャンネル信号として出力する第２の頭部
音響伝達関数処理手段、とを備え、該遅延量制御手段
は、（ａ）該遅延係数の変化の有無を検出する遅延量変
化検出手段と、（ｂ）該遅延量変化検出手段によって該
遅延係数が変化したことが検出された場合に、変化前の
遅延係数を保持する遅延量保持手段と、（ｃ）外部から
の入力信号を、該遅延量保持手段に保持されている変化
前の遅延係数で指定された遅延量だけ遅延させた第１の
信号と、変化後の遅延係数で指定された遅延量だけ遅延
させた第２の信号とを出力する遅延手段と、（ｄ）該遅
延手段からの第１の信号と第２の信号とをクロスフェー
ドさせてミキシングするクロスフェードミキシング手
段、とで構成されている。

【００２０】ここで、両耳間時間差とは、音源からの音
が受聴者の左右各々の耳に到達する時間差をいう。この
両耳間時間差は、受聴者に対する音源の方向、換言すれ
ば音像定位方向によって異なる。この両耳間時間差は、
遅延係数として遅延量制御手段に供給される。

【００２１】上記第１の頭部音響伝達関数処理手段及び
第２の頭部音響伝達関数処理手段はそれぞれ、入力され
た信号を帯域毎にフィルタリングする複数の固定フィル
タと、各固定フィルタからの信号を増幅する複数の増幅
器と、該複数の増幅器からの信号を加算する加算器を有
し、該複数の増幅器の各々のゲインを制御することによ
り頭部音響伝達関数をシミュレートするように構成でき
る。この場合、固定フィルタとしては、例えば２次のＩ
ＩＲ型フィルタを用いることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の遅延量制御装置及
び音像制御装置の実施の形態につき図面を参照しながら
詳細に説明する。

【００２３】先ず、本発明の遅延量制御装置の実施の形
態について説明する。図１は本発明の遅延量制御装置の
実施の形態を示すブロック図である。この遅延量制御装
置は、ＤＳＰに内蔵されているメモリ及びＤＳＰによる
ソフトウェア処理によって構成されるものとする。この
ＤＳＰはサンプリング周期Ｔ、例えばＴ＝１／４８００
０秒を１処理サイクルとして動作する。なお、上記メモ
リは、ＤＳＰの外部に接続されたメモリであってもよ
い。

【００２４】本遅延量制御装置は、外部からの入力信号
に、遅延量が変化する遅延処理を施して出力する。入力
信号はサンプリングデータ列で構成されている。このサ
ンプリングデータ列は、サンプリング周期毎に外部から
遅延器１０に供給される。

【００２５】遅延器１０は本発明の遅延手段に対応し、
ＤＳＰに内蔵又は接続されたメモリで構成されている。
このメモリは、例えば図２に示すように、ｎ＋１個の記
憶領域を有し、各記憶領域にはサンプリングデータが記
憶される。このメモリの記憶容量は、本遅延量制御装置
が取り扱う最大遅延量によって決定される。外部からの
サンプリングデータは書込アドレスで指定される記憶領
域に書き込まれる。本発明の遅延係数は読出アドレスに
よって構成されている。この読出アドレスによって指定
された領域から読み出されたサンプリングデータは、第
１の信号及び第２の信号としてクロスフェードミキシン
グ手段１３に供給される（図１参照）。

【００２６】以上の構成において、遅延器１０の動作に
ついて説明する。書込アドレスは常に一定（０番地）で
ある。外部から１つのサンプリングデータが送られてく
ると、該サンプリングデータをメモリに書き込むに先立
って、既にメモリに記憶されている各サンプリングデー
タがアドレス上位の方に１サンプリングデータ分だけシ
フトされる。その結果、０番地が空くことになるので、
この空いた０番地に外部からのサンプリングデータが書
き込まれる。従って、メモリの０番地に最も新しいサン
プリングデータが記憶され、以下アドレスが増加するに
つれて、順次古いサンプリングデータが記憶されること
になる。

【００２７】次に、遅延係数としての読出アドレスで指
定されるメモリの領域からサンプリングデータが読み出
される。遅延量と読出アドレスの関係は次の通りであ
る。即ち、入力信号をｉサンプリング周期だけ遅延させ
て出力する場合は、読出アドレスとしてｉが指定され
る。ｉ番地の内容はｉサンプリング周期前のデータであ
るので、当該処理サイクルでｉ番地の内容が読み出され
るということは、ｉサンプリング周期だけ遅延されたサ
ンプリングデータがメモリから読み出されることを意味
する。以下、メモリの内容は処理サイクル毎に新しくな
るので、処理サイクル毎にｉ番地の内容を読み出せば、
常にｉサンプリング周期だけ遅延されたサンプリングデ
ータがメモリから順次読み出される。換言すれば、遅延
器１０は、入力信号を遅延係数に応じた遅延量だけ遅延
させた信号を出力する。

【００２８】次に、遅延量変化検出手段１１の具体的な
構成について、図３を参照しながら説明する。この遅延
量変化検出手段１１は、外部からの遅延係数が１サンプ
リング周期前の遅延係数から変化したかどうかを調べ、
その結果を、遅延量変化検出信号Ａとして出力する。こ
の遅延量変化検出信号Ａは、外部からの遅延係数が変化
しなかった場合に「０」、変化した場合に「１」にな
る。

【００２９】図３において、単位遅延器１１０は、外部
からの遅延係数を１サンプリング周期だけ遅延させる。
この単位遅延器１１０からの１サンプリング周期前の遅
延係数は、減算器１１１の入力端子（−）及び後述する
遅延量保持手段１２（図１参照）に供給される。

【００３０】減算器１１１は、外部からの遅延係数から
１サンプリング周期前の遅延係数を減算する。この減算
器１１１の出力は絶対値化器１１２に供給される。絶対
値化器１１２は、減算器１１１からのデータを絶対値に
変換する。この絶対値化器１１２の出力は２値化器１１
３に供給される。２値化器１１３は、絶対値化器１１２
からのデータを「０」又は「１」に２値化する。この２
値化器１１３は、例えば絶対値化器１１２からのデータ
に大きな値を乗算し、この乗算結果を所定値でクリップ
することにより実現できる。

【００３１】従って、この遅延量変化検出手段１１から
の遅延量変化検出信号Ａは、外部からの遅延係数が１サ
ンプリング周期前の遅延係数から変化した場合に、１サ
ンプリング周期の間だけ「１」になり、その他の場合は
「０」になる。以上の様子を図６の（Ａ）及び（Ｂ）に
示す。同図（Ａ）は外部からの遅延係数であり、任意の
タイミングでその値が変化している様子を示している。
同図（Ｂ）は遅延量変化検出信号Ａであり、外部からの
遅延係数が立ち下がり及び立ち上がりの変化をする都
度、１サンプリング周期の間だけ「１」になる。この遅
延量変化検出手段１１からの遅延量変化検出信号Ａは、
後述する遅延量保持手段１２及びクロスフェードミキシ
ング手段１３（図１参照）に供給される。

【００３２】次に、遅延量保持手段１２について説明す
る。この遅延量保持手段１２は、外部からの遅延係数が
変化した場合に、その変化前の遅延係数を保持する。こ
の遅延量保持手段１２は、図４に示すように、乗算器１
２０、加算器１２１、単位遅延器１２２及び乗算器１２
３で構成されている。

【００３３】乗算器１２０は、遅延量変化検出手段１１
から送られてくる１サンプリング周期前の遅延係数と、
同じく遅延量変化検出手段１１から送られてくる遅延量
変化検出信号Ａとを乗算する。従って、この乗算器１２
０は、遅延量変化検出信号Ａが「０」、つまり外部から
の遅延係数が変化しない場合はゼロを出力し、遅延量変
化検出信号Ａが「１」、つまり外部からの遅延係数が変
化した場合は１サンプリング周期前の遅延係数を出力す
る。この乗算器１２０の出力は、加算器１２１に供給さ
れる。

【００３４】加算器１２１は、乗算器１２０からのデー
タと乗算器１２３からのデータとを加算する。この加算
結果は、変化前の遅延係数として、遅延器１０（図１参
照）及び単位遅延器１２２に供給される。単位遅延器１
２２は、加算器１２１の出力、つまり変化前の遅延係数
を１サンプリング周期だけ遅延させる。この単位遅延器
１２２の出力は乗算器１２３に供給される。乗算器１２
３は、単位遅延器１２２からのデータと信号１−Ａとを
乗算する。信号１−Ａは、図示しない減算器により値
「１」から遅延量変化検出信号Ａを減算することにより
得られる。この乗算器１２３の出力は加算器１２１に供
給される。

【００３５】以上の構成において、遅延量保持手段１２
の動作を説明する。初期状態においては、図示しない制
御部によって、遅延量変化検出信号Ａは「０」に、単位
遅延器１２２の出力はゼロに初期設定されるものとす
る。従って、初期状態では、変化前の遅延係数はゼロと
なる。この状態で外部から遅延係数が与えられることに
より遅延量変化検出信号Ａが「１」に変化すると、１サ
ンプリング周期前の遅延係数は乗算器１２０を通過し、
加算器１２１に供給される。一方、乗算器１２３からは
ゼロが出力されるので、１サンプリング周期前の遅延係
数は、この加算器１２１を通過し、変化前の遅延係数と
して外部に出力される。

【００３６】遅延量変化検出信号Ａは、次のサンプリン
グ周期で「０」に変化する。これにより、単位遅延器１
２２の出力は変化前の遅延係数となる。この変化前の遅
延係数は乗算器１２３に供給される。乗算器１２３は、
この変化前の遅延係数を通過させて加算器１２１に供給
する。一方、乗算器１２０からはゼロが加算器１２１に
供給されるので、加算器１２１は、単位遅延器１２２か
らの変化前の遅延係数をそのまま出力する。従って、遅
延量変化検出信号Ａが「０」である限り、即ち外部から
の遅延係数が変化しない限り、上記変化前の遅延係数
が、この遅延量保持手段１２に保持される。この状態
で、外部から新たな遅延係数が供給されて遅延量変化検
出信号Ａが「１」に変化すると、この遅延量保持手段１
２は、上述したと同様の動作により、それまで外部から
供給されていた遅延係数を、変化前の遅延係数として保
持すると共に外部に出力する。

【００３７】以上の様子を図６（Ｃ）に示す。この図に
は、遅延量変化検出信号Ａが「１」になる度に、それま
で外部から供給されていた遅延係数を変化前の遅延係数
として出力する様子が示されている。

【００３８】次に、クロスフェードミキシング手段１３
について説明する。このクロスフェードミキシング手段
１３は、入力信号を、変化する遅延量に応じて遅延させ
て出力する。遅延量の変化は、変化前の遅延係数で指定
された遅延量から、外部からの遅延係数で指定された新
たな遅延量までの範囲である。このクロスフェードミキ
シング手段１３は、図５（Ａ）に示すクロスフェード係
数生成部と、図５（Ｂ）に示すミキシング部とで構成さ
れている。

【００３９】クロスフェード係数生成部は、図６（Ｄ）
に示すように、時間の経過に連れてデクリーズする第１
のクロスフェード係数Ｂを生成する。このクロスフェー
ド係数生成部は、図５（Ａ）に示すように、減算器１３
１、加算器１３２、単位遅延器１３３及び加算器１３４
で構成されている。

【００４０】減算器１３１は、単位遅延器１３３からの
データから固定値Ｘを減算する。固定値Ｘは、０＜Ｘ＜
１の範囲の値から適宜選択される。この固定値Ｘは、減
衰率（図６（Ｄ）における波形の傾き）を決定する。ま
た、減算器１３１は、リミッタ機能付の減算器であり、
減算結果が［−１」より小さくなった場合は、「−１」
を出力する。この減算結果は加算器１３２に供給され
る。

【００４１】加算器１３２は、減算器１３１からのデー
タと遅延量変化検出信号Ａとを加算する。この加算結果
は、単位遅延器１３３及び加算器１３４に供給される。
単位遅延器１３３は、上記加算器１３２の出力を１サン
プリング周期だけ遅延させて減算器１３１に供給する。
また、加算器１３４は、加算器１３２の出力と固定値
「１」とを加算する。この加算結果が第１のクロスフェ
ード係数Ｂとして用いられる。

【００４２】次に、このクロスフェード係数生成部の動
作について説明する。初期状態においては、図示しない
制御部により、単位遅延器１３３はゼロを出力し、遅延
量変化検出信号Ａは「０」にセットされるものとする。
この初期状態では、減算器１３１は、ゼロから固定値Ｘ
を減算する。この減算結果は、加算器１３２を通過して
単位遅延器１３３及び加算器１３４に供給される。これ
らの動作は、サンプリング周期毎に繰り返される。これ
により、加算器１３２は、ゼロから「−１」まで直線的
にデクリーズするデータを出力し、「−１」に至ったら
その値を出力し続ける。

【００４３】減算器１３１が「−１」を出力している状
態で、遅延量変化検出信号Ａが「１」に変化すると加算
器１３２はゼロを出力する。従って、クロスフェード係
数生成部は上述した初期状態と同じ状態となる。従っ
て、加算器１３２は、再度ゼロから「−１」まで直線的
にデクリーズするデータを出力し、「−１」に至ったら
その値を出力し続ける。以下、この動作が遅延量変化検
出信号Ａが「１」になる度、換言すれば外部から新たな
遅延係数が与えられる度に繰り返される。

【００４４】加算器１３２の出力（「０」から「−１」
まで変化するデータ）には、加算器１３４において
「１」が加算される。これにより、図６（Ｄ）に示すよ
うに、「１」からゼロまで直線的にデクリーズするデー
タが得られ、ゼロに至ったらその値が出力され続ける。
この加算器１３４の出力が第１のクロスフェード係数Ｂ
として用いられる。なお、図６（Ｅ）に示した第２のク
ロスフェード係数１−Ｂは、図示しない減算器におい
て、値「１」から第１のクロスフェード係数Ｂを減算す
ることにより得られる。

【００４５】ミキシング部は、乗算器１３５、乗算器１
３６及び加算器１３７で構成されている。乗算器１３５
は、外部からの遅延係数によって指定された遅延器１０
（メモリ）の位置から読み出されたサンプリングデータ
と第２のクロスフェード係数１−Ｂとを乗算する。ま
た、乗算器１３６は、変化前の遅延係数によって指定さ
れた遅延器１０（メモリ）の位置から読み出されたサン
プリングデータと第１のクロスフェード係数Ｂとを乗算
する。加算器１３７は、乗算器１３５からのデータと乗
算器１３６からのデータとを加算する。この加算結果
が、本遅延量制御装置からの出力信号として外部に出力
される。その結果、出力信号は、変化前の遅延係数で指
定された遅延量を有する信号から新たに外部からの遅延
係数で指定された遅延量を有する信号に徐々に変化す
る。そして、最終的には、出力信号は、新たに外部から
の遅延係数で指定された遅延量だけ入力信号を遅延させ
た信号となる。

【００４６】以上のように、本遅延量制御装置によれ
ば、外部のＣＰＵ等からの指示がなくても、ＤＳＰ内部
で入力信号をそれぞれ異なる遅延量で遅延させた２つの
信号のクロスフェードを行うので、遅延量を離散的に変
化させてもノイズを発生させることなく、少ない処理量
で遅延量を変化させることができる。

【００４７】なお、クロスフェード係数Ｂがゼロになる
前に外部からの遅延係数が変化するとノイズが発生する
可能性がある。しかし、この問題は、ＤＳＰへの転送時
間の最小値を考慮に入れて固定値Ｘを適当に選ぶことに
より解消できる。

【００４８】次に、本発明の音像制御装置の実施の形態
について説明する。図７は本発明の音像制御装置の実施
の形態を示すブロック図である。この音像制御装置は、
ＤＳＰの処理によって実現されている。

【００４９】図７において、データメモリ２０は、遅延
係数及び増幅係数を１セットとし、これを受聴者に対す
る音源の方向、換言すれば音像を定位させる方向（角
度）毎に記憶している。例えば、１０度おきに音像定位
方向を制御する音像定位装置では、３６個の係数セット
が記憶される。何れの係数セットが読み出されるかは、
外部から供給される音像定位方向データによって決定さ
れる。そして、読み出された遅延係数は遅延量制御手段
２１に、増幅係数は左用頭部音響伝達関数処理器２２及
び右用頭部音響伝達関数処理器２３にそれぞれ供給され
る。

【００５０】遅延量制御手段２１としては、上述した実
施の形態の遅延量制御装置が用いられる。この遅延量制
御手段２１には、例えば外部からのモノラルの入力信号
とデータメモリ２０からの遅延係数とが入力される。

【００５１】ここで、受聴者に対する音源の方向、即ち
音像定位方向（角度）は、受聴者の正面を０度とし、反
時計回りに増加する値（度）で定義する。両耳間時間差
は、一般に、音源が０度方向で最小になり、この０度か
ら９０度方向に変化するに連れて増大し、９０度方向で
最大になる。更に、この９０度から１８０度方向に変化
するに連れて減少し、１８０度の方向で最小になる。同
様に、両耳間時間差は、１８０度から２７０度方向に変
化するに連れて増大し、２７０度の方向で最大になる。
この２７０度から０度方向に変化するに連れて減少し、
０度方向で最小になる。遅延量制御手段２１に供給され
る遅延係数は、上記各角度に応じた値を有する。

【００５２】遅延量制御手段２１から出力される信号
は、音像が定位している場合は入力信号から遅延係数に
応じた両耳間時間差だけ遅れた信号である。一方、音像
が移動する場合は、変化前の遅延係数で指定された遅延
量を有する信号から新たに外部からの遅延係数で指定さ
れた遅延量を有する信号に徐々に変化する。この遅延量
制御手段２１からの信号は右耳頭部音響伝達関数処理器
２３に供給される。

【００５３】左用頭部音響伝達関数処理器２２は、左耳
に入る音の頭部音響伝達関数をシミュレートする。この
左用頭部音響伝達関数処理器２２には、入力信号及び左
用の増幅係数が入力される。この左用の増幅係数は、左
用の頭部音響伝達関数をシミュレートするために使用さ
れる。この左用頭部音響伝達関数処理器２２からの信号
は左チャンネル信号として外部に出力される。

【００５４】右用頭部音響伝達関数処理器２３は、右耳
に入る音の頭部音響伝達関数をシミュレートする。この
右用頭部音響伝達関数処理器２３には、遅延量制御手段
２１からの信号及び右耳用の増幅係数が入力される。こ
の右用の増幅係数は、右用の頭部音響伝達関数をシミュ
レートするために使用される。この右用頭部音響伝達関
数処理器２３からの信号は右チャンネル信号として外部
に出力される。

【００５５】上記左用頭部音響伝達関数処理器２２及び
右用頭部音響伝達関数処理器２３は同一の構成であるの
で、以下、左用頭部音響伝達関数処理器２２についての
み説明する。左用頭部音響伝達関数処理器２２は、例え
ば図８に示すように、フィルタ２１０〜２１３、レベル
制御部２１４〜２１８及び加算器２１９で構成されてい
る。

【００５６】図８において、第１フィルタ２１０は中心
周波数１．５ＫＨｚ程度のバンドパスフィルタ、第２フ
ィルタ２１１は中心周波数５ＫＨｚ程度のバンドパスフ
ィルタ、第３フィルタ２１２は中心周波数８ＫＨｚ程度
のバンドパスフィルタで構成されている。また、第４フ
ィルタ２１３はカットオフ周波数１０ＫＨｚ程度のハイ
パスフィルタで構成されている。各フィルタは２次のＩ
ＩＲ型フィルタで構成されている。これらのフィルタ２
１０〜２１３は、固定フィルタで構成されている。従っ
て、フィルタ係数を入れ替える必要がないので、フィル
タ係数を入れ替えることに伴うノイズが発生することも
ない。これらのフィルタ２１０〜２１３には外部からの
入力信号が入力される。なお、右用頭部音響伝達関数処
理器２３の場合は、遅延量制御手段２１からの信号が入
力される。

【００５７】レベル制御部２１４は第１フィルタ２１０
からの信号のレベルを、レベル制御部２１５は第２フィ
ルタ２１１からの信号のレベルを、レベル制御部２１６
は第３フィルタ２１２からの信号のレベルを、レベル制
御部２１７は第４フィルタ２１３からの信号のレベル
を、それぞれ増幅係数に従って調整する。また、レベル
制御部２１８は入力信号のレベルを増幅係数に従って調
整する。各レベル制御部２１４〜２１８は本発明の複数
の増幅器に対応し、例えば乗算器で構成されている。

【００５８】加算器２１９は、レベル制御部２１４〜２
１８からの各信号を加算する。この加算結果は、左チャ
ンネル信号として外部に出力される。

【００５９】以上のように、左用頭部音響伝達関数処理
器２２は、４つのフィルタ２１０〜２１３からの各信号
のレベルを音像定位方向に応じた増幅係数で各々制御す
ることにより、頭部音響伝達関数をシミュレートする。

【００６０】本実施の形態によれば、１サンプリング周
期（４０ｋＨｚのサンプリング周波数で２１μｓ）毎に
クロスフェード係数を変更できる。従って、例えば１０
度おきに音像制御用のパラメータを記憶しておき、それ
ぞれ１００分割でクロスフェードさせて音像を移動する
場合、音像を一周させるために必要な時間は、３６×１
００×２１μ秒＝０．０７５６秒となり、従来に比べて
高速な音像移動が可能となる。

【００６１】なお、本実施の形態では、４つのフィルタ
を用いて頭部音響伝達関数をシミュレートしているが、
フィルタの数は４つに限定されず任意の数とすることが
できる。また、上記実施の形態では、入力信号を左用頭
部音響伝達関数処理器２２に供給し、遅延量制御手段２
１の出力を右用頭部音響伝達関数処理器２３に供給する
ように構成したが、これらは逆であってもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノイズを発生させることなく高速で遅延量を変化させる
ことのできる遅延量制御装置を提供できる。この遅延量
制御装置（ＤＳＰ）では、その内部で遅延量データのク
ロスフェードが行われるので、制御用マイクロコンピュ
ータは、１つの遅延量データを該遅延量制御装置に送る
だけでよく、遅延量に応じた複数のクロスフェード係数
を順次送る必要はない。従って、制御用マイクロコンピ
ュータにおける制御手順が単純になると共に負荷が軽減
される。

【００６３】また、本発明によれば、ノイズを発生させ
ることなく遅延量を変化させ、以て音像をスムーズ且つ
高速に移動させることのできる音像制御装置を提供でき
る。この音像制御装置（ＤＳＰ）においても、上記遅延
量制御装置と同様に、制御用マイクロコンピュータにお
ける制御手順が単純になると共に負荷が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の遅延量制御装置の実施の形態の構成を
示すブロック図である。

【図２】図１に示した遅延量制御装置の遅延器の構成を
示す図である。

【図３】図１に示した遅延量制御装置の遅延量変化検出
手段の構成を示す図である。

【図４】図１に示した遅延量制御装置の遅延量保持手段
の構成を示す図である。

【図５】図１に示した遅延量制御装置のクロスフェード
ミキシング手段の構成を示す図である。

【図６】図１に示した遅延量制御装置の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。

【図７】本発明の音像制御装置の実施の形態の構成を示
すブロック図である。

【図８】図７に示した音像制御装置の左用頭部音響伝達
関数処理器の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０…遅延器 １１…遅延量変化検出手段 １２…遅延量保持手段 １３…クロスフェードミキシング手段 ２０…データメモリ ２１…遅延量制御手段 ２２…左用頭部音響伝達関数処理器 ２３…右用頭部音響伝達関数処理器 １１０、１２２、１３３…単位遅延器 １１１、１３１…減算器 １１２…絶対値化器 １１３…２値化器 １２０、１２３、１３５、１３６…乗算器 １２１、１３２、１３４、１３７、２１９…加算器 ２１０〜２１３…フィルタ ２１４〜２１８…レベル制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部からの入力信号を、外部からの遅延係
   数に基づいて遅延させて出力する遅延量制御装置であっ
   て、 該遅延係数の変化の有無を検出する遅延量変化検出手段
   と、 該遅延量変化検出手段によって該遅延係数が変化したこ
   とが検出された場合に、変化前の遅延係数を保持する遅
   延量保持手段と、 外部からの入力信号を、該遅延量保持手段に保持されて
   いる変化前の遅延係数で指定された遅延量だけ遅延させ
   た第１の信号と、変化後の遅延係数で指定された遅延量
   だけ遅延させた第２の信号とを出力する遅延手段と、 該遅延手段からの第１の信号と第２の信号とをクロスフ
   ェードさせてミキシングするクロスフェードミキシング
   手段、とを備えた遅延量制御装置。
2. 【請求項２】前記クロスフェードミキシング手段は、所
   定時間の範囲内でデクリーズされる前記第１の信号とイ
   ンクリーズされる前記第２の信号とを加算する請求項１
   に記載の遅延量制御装置。
3. 【請求項３】（Ａ）第１チャンネル信号と第２チャンネ
   ル信号とに基づいて音を発生させることにより音像を定
   位させる音像制御装置であって、（Ｂ）外部からの入力
   信号を、音像定位方向に応じた両耳間時間差を表す遅延
   係数に基づいて遅延させて出力する遅延量制御手段と、
   （Ｃ）該入力信号を第１の頭部音響伝達関数に従って処
   理し、以て第１チャンネル信号として出力する第１の頭
   部音響伝達関数処理手段と、（Ｄ）該遅延量制御手段か
   らの信号を第２の頭部音響伝達関数に従って処理し、以
   て第２チャンネル信号として出力する第２の頭部音響伝
   達関数処理手段、とを備え、 該遅延量制御手段は、（ａ）該遅延係数の変化の有無を
   検出する遅延量変化検出手段と、（ｂ）該遅延量変化検
   出手段によって該遅延係数が変化したことが検出された
   場合に、変化前の遅延係数を保持する遅延量保持手段
   と、（ｃ）外部からの入力信号を、該遅延量保持手段に
   保持されている変化前の遅延係数で指定された遅延量だ
   け遅延させた第１の信号と、変化後の遅延係数で指定さ
   れた遅延量だけ遅延させた第２の信号とを出力する遅延
   手段と、（ｄ）該遅延手段からの第１の信号と第２の信
   号とをクロスフェードさせてミキシングするクロスフェ
   ードミキシング手段、とで成る音像制御装置。
4. 【請求項４】前記第１の頭部音響伝達関数処理手段及び
   第２の頭部音響伝達関数処理手段はそれぞれ、 入力された信号を帯域毎にフィルタリングする複数の固
   定フィルタと、 各固定フィルタからの信号を増幅する複数の増幅器と、 該複数の増幅器からの信号を加算する加算器を有し、 該複数の増幅器の各々のゲインを制御することにより頭
   部音響伝達関数をシミュレートする請求項３に記載の音
   像定位装置。