JPH1070796A - 立体音響処理装置 - Google Patents
立体音響処理装置Info
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- JPH1070796A JPH1070796A JP8227933A JP22793396A JPH1070796A JP H1070796 A JPH1070796 A JP H1070796A JP 8227933 A JP8227933 A JP 8227933A JP 22793396 A JP22793396 A JP 22793396A JP H1070796 A JPH1070796 A JP H1070796A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S1/00—Two-channel systems
- H04S1/007—Two-channel systems in which the audio signals are in digital form
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S1/00—Two-channel systems
- H04S1/002—Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
- H04S1/005—For headphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
- H04S2420/01—Enhancing the perception of the sound image or of the spatial distribution using head related transfer functions [HRTF's] or equivalents thereof, e.g. interaural time difference [ITD] or interaural level difference [ILD]
Abstract
(57)【要約】
【課題】 音像を定位させて立体的な音響効果を提供す
る立体音響処理装置に関し、音像の定位特性を向上させ
ることを課題とする。 【解決手段】 強調手段１が、原音場における両耳のイ
ンパルスレスポンスを基に、それらの差を強調する。強
調された２つのインパルスレスポンスを基にして、音源
の位置毎に、音像定位フィルタ３において使用される係
数値群を決定して、音源の位置毎に、記憶手段２に記憶
しておく。音像定位フィルタ３では、音像位置に応じて
記憶手段２から係数値群を読み出して、自己の各係数と
して設定して原音に原音場の音響特性の付加を行う。ま
た、これとは別に、再生音場の音響特性の逆特性に基づ
いた係数設定を行い、原音から再生音場の音響特性の除
去を行う。
る立体音響処理装置に関し、音像の定位特性を向上させ
ることを課題とする。 【解決手段】 強調手段１が、原音場における両耳のイ
ンパルスレスポンスを基に、それらの差を強調する。強
調された２つのインパルスレスポンスを基にして、音源
の位置毎に、音像定位フィルタ３において使用される係
数値群を決定して、音源の位置毎に、記憶手段２に記憶
しておく。音像定位フィルタ３では、音像位置に応じて
記憶手段２から係数値群を読み出して、自己の各係数と
して設定して原音に原音場の音響特性の付加を行う。ま
た、これとは別に、再生音場の音響特性の逆特性に基づ
いた係数設定を行い、原音から再生音場の音響特性の除
去を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、立体音響処理装置
に関し、特に、音像を定位させて立体的な音響効果を提
供する立体音響処理装置に関する。
に関し、特に、音像を定位させて立体的な音響効果を提
供する立体音響処理装置に関する。
【０００２】一般に、音像を正確に再現し若しくは定位
させるには、まず、原音場における音源から聴取者まで
の頭部伝達関数（ＨＲＴＦ; Head-Related Transfer Fu
nction）で示される音響特性と、再生音場におけるスピ
ーカやヘッドホン等の音響出力機器から聴取者までの音
響特性とを、測定等により求める必要がある。そして再
生音場において、原音にそうした原音場の音響特性を付
加し、かつ原音から再生音場の音響特性を除去し、こう
して得られた信号を、スピーカやヘッドホン等を用いて
聴取者に聴かせる。これによって、再生音場において、
原音場の音源位置に音像を定位させることができる。
させるには、まず、原音場における音源から聴取者まで
の頭部伝達関数（ＨＲＴＦ; Head-Related Transfer Fu
nction）で示される音響特性と、再生音場におけるスピ
ーカやヘッドホン等の音響出力機器から聴取者までの音
響特性とを、測定等により求める必要がある。そして再
生音場において、原音にそうした原音場の音響特性を付
加し、かつ原音から再生音場の音響特性を除去し、こう
して得られた信号を、スピーカやヘッドホン等を用いて
聴取者に聴かせる。これによって、再生音場において、
原音場の音源位置に音像を定位させることができる。
【０００３】
【従来の技術】図１４は音源と聴取者とからなる原音場
の一例を示す図である。図中、音源（Ｓ）１０１から聴
取者１０２の左右の耳（Ｌ，Ｒ）の各鼓膜に至る２つの
音響空間経路が存在し、それらの音響特性が頭部伝達関
数ＳL ，ＳR でそれぞれ表されるとする。
の一例を示す図である。図中、音源（Ｓ）１０１から聴
取者１０２の左右の耳（Ｌ，Ｒ）の各鼓膜に至る２つの
音響空間経路が存在し、それらの音響特性が頭部伝達関
数ＳL ，ＳR でそれぞれ表されるとする。
【０００４】図１５は、ヘッドホンを用いた再生音場の
従来の一例を示す図である。フィルタ（ＳL ，ＳR ）１
０３，１０４は、原音場における音源１０１から聴取者
１０２までの音響特性を付加し、フィルタ（ｈ-1，
ｈ-1）１０５，１０６は、再生音場におけるヘッドホン
１０７ａ，１０７ｂから聴取者１０８の耳までの音響特
性を除去する。音源１０１の原音と同一である入力信号
を左右に分けて、こうしたフィルタ１０３〜１０６を通
過させた上で、ヘッドホン１０７ａ，１０７ｂから出力
した場合、これを聴いた聴取者１０８は、図１４の音源
１０１に相当する位置に音像１０９を得ることができ
る。
従来の一例を示す図である。フィルタ（ＳL ，ＳR ）１
０３，１０４は、原音場における音源１０１から聴取者
１０２までの音響特性を付加し、フィルタ（ｈ-1，
ｈ-1）１０５，１０６は、再生音場におけるヘッドホン
１０７ａ，１０７ｂから聴取者１０８の耳までの音響特
性を除去する。音源１０１の原音と同一である入力信号
を左右に分けて、こうしたフィルタ１０３〜１０６を通
過させた上で、ヘッドホン１０７ａ，１０７ｂから出力
した場合、これを聴いた聴取者１０８は、図１４の音源
１０１に相当する位置に音像１０９を得ることができ
る。
【０００５】フィルタ１０３〜１０６には、図１６に示
すようなＦＩＲ（Finite Impulse Response)フィルタが
用いられる。ＦＩＲフィルタは、フリップフロップ等か
らなる遅延器１１０〜１１２、乗算器１１３〜１１６、
合算器１１７、加算器１１８から構成される。乗算器１
１３〜１１６で乗算される係数ａ０〜ａｎには、下記の
ようにして得られるインパルスレスポンスの値が使用さ
れる。すなわち、このＦＩＲフィルタがフィルタ
（ＳL ，ＳR ）１０３，１０４に使用される場合には、
図１４の原音場の２つの音響空間経路の音響特性を測定
することにより得られるインパルスレスポンスの値を用
いる。また、このＦＩＲフィルタがフィルタ（ｈ-1，ｈ
-1）１０５，１０６に使用される場合には、図１５に示
すヘッドホン１０７ａ，１０７ｂから聴取者１０８の左
右の耳の各鼓膜までの各音響空間経路の音響特性（伝達
関数ｈ，ｈで表される）を測定し、それらの逆特性
ｈ-1，ｈ-1を求め、それらを表すインパルスレスポンス
の値を用いる。つまり、図１５に示すヘッドホン１０７
ａ，１０７ｂから聴取者１０８の左右の耳の各鼓膜まで
の各音響空間経路の音響特性を測定することによって得
られるインパルスレスポンスを、周波数領域に変換し
て、ここで逆特性を求め、それを時間領域に逆変換する
ことによって得られる。
すようなＦＩＲ（Finite Impulse Response)フィルタが
用いられる。ＦＩＲフィルタは、フリップフロップ等か
らなる遅延器１１０〜１１２、乗算器１１３〜１１６、
合算器１１７、加算器１１８から構成される。乗算器１
１３〜１１６で乗算される係数ａ０〜ａｎには、下記の
ようにして得られるインパルスレスポンスの値が使用さ
れる。すなわち、このＦＩＲフィルタがフィルタ
（ＳL ，ＳR ）１０３，１０４に使用される場合には、
図１４の原音場の２つの音響空間経路の音響特性を測定
することにより得られるインパルスレスポンスの値を用
いる。また、このＦＩＲフィルタがフィルタ（ｈ-1，ｈ
-1）１０５，１０６に使用される場合には、図１５に示
すヘッドホン１０７ａ，１０７ｂから聴取者１０８の左
右の耳の各鼓膜までの各音響空間経路の音響特性（伝達
関数ｈ，ｈで表される）を測定し、それらの逆特性
ｈ-1，ｈ-1を求め、それらを表すインパルスレスポンス
の値を用いる。つまり、図１５に示すヘッドホン１０７
ａ，１０７ｂから聴取者１０８の左右の耳の各鼓膜まで
の各音響空間経路の音響特性を測定することによって得
られるインパルスレスポンスを、周波数領域に変換し
て、ここで逆特性を求め、それを時間領域に逆変換する
ことによって得られる。
【０００６】ところで、音像の距離感を制御するには、
従来、音の大きさと響きとを調整している。響きを調整
するには、響きを表すインパルスレスポンスを係数とす
るＦＩＲフィルタが用いられる。
従来、音の大きさと響きとを調整している。響きを調整
するには、響きを表すインパルスレスポンスを係数とす
るＦＩＲフィルタが用いられる。
【０００７】また、音像の移動感を制御するには、従
来、音の大きさと高さとを調整している。すなわち、音
の高さを調整してドップラ効果を表し、例えば音を高く
することにより音源が近づいてくることを表し、音を低
くすることにより音源が遠ざかっていることを表す。具
体的には、図１７に示すような所定のメモリ容量からな
るリングバッファ１１９が使用され、音声データがリン
グバッファ１１９内に、動作速度一定の書き込みポイン
タのアドレス指示に従い、書き込まれる。一方、読み出
しポインタは、音を高くしたいときには速く、音を低く
したいときには遅く動作するように制御され、この読み
出しポインタのアドレス指示に従い、音声データが読み
出される。
来、音の大きさと高さとを調整している。すなわち、音
の高さを調整してドップラ効果を表し、例えば音を高く
することにより音源が近づいてくることを表し、音を低
くすることにより音源が遠ざかっていることを表す。具
体的には、図１７に示すような所定のメモリ容量からな
るリングバッファ１１９が使用され、音声データがリン
グバッファ１１９内に、動作速度一定の書き込みポイン
タのアドレス指示に従い、書き込まれる。一方、読み出
しポインタは、音を高くしたいときには速く、音を低く
したいときには遅く動作するように制御され、この読み
出しポインタのアドレス指示に従い、音声データが読み
出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした音像
定位を行う従来の立体音響処理装置では音像定位特性に
問題があった。
定位を行う従来の立体音響処理装置では音像定位特性に
問題があった。
【０００９】一般に、音源位置を特定する人間の能力
は、左右に対しては優れているが、前後や上下に対して
は鈍感である。そのため、特に、音源が前後方向のどこ
に位置するかが不明な場合、通常、音源を視覚に頼って
探したり、頭を左右に捩じることによって得られる音響
特性の違いから判断をするようにしている。
は、左右に対しては優れているが、前後や上下に対して
は鈍感である。そのため、特に、音源が前後方向のどこ
に位置するかが不明な場合、通常、音源を視覚に頼って
探したり、頭を左右に捩じることによって得られる音響
特性の違いから判断をするようにしている。
【００１０】ところが、再生音場には音源が実際に存在
する訳ではないので視覚に頼ることはできず、また、再
生音場でヘッドホンを使用した場合には、頭を捩じって
も音響特性の違いは発生しない。なお、再生音場でスピ
ーカを使用している場合でも、頭を２つのスピーカに対
して所定角度に置くことを条件に音像定位が行われるの
であるから、頭を捩じる方法は、そうした条件を満たさ
ないことになり、これも前後の音像定位には使用できな
い。
する訳ではないので視覚に頼ることはできず、また、再
生音場でヘッドホンを使用した場合には、頭を捩じって
も音響特性の違いは発生しない。なお、再生音場でスピ
ーカを使用している場合でも、頭を２つのスピーカに対
して所定角度に置くことを条件に音像定位が行われるの
であるから、頭を捩じる方法は、そうした条件を満たさ
ないことになり、これも前後の音像定位には使用できな
い。
【００１１】したがって、従来の立体音響処理装置で
は、前後の音像定位が難しいという問題があった。ま
た、本願と同一の出願人による特願平７−２３１７０５
号の明細書に示されるように、原音場の音響特性を表す
インパルスレスポンスの周波数特性の１つである振幅ス
ペクトルの極（山）と零点（谷）とを近似的に表す係数
を求め、これらの係数を持ったタップ数の少ないＩＩＲ
（Infinite Impulse Response)フィルタおよびＦＩＲフ
ィルタを用いて、原音場の音響特性の付加を行い、これ
により、従来の原音場の音響特性を付加するためののＦ
ＩＲフィルタのデータ処理量を減らし、またフィルタの
メモリを小型化している。しかし、こうしたタップ数を
減らした装置では、前後の音像定位特性が低下すること
がある。
は、前後の音像定位が難しいという問題があった。ま
た、本願と同一の出願人による特願平７−２３１７０５
号の明細書に示されるように、原音場の音響特性を表す
インパルスレスポンスの周波数特性の１つである振幅ス
ペクトルの極（山）と零点（谷）とを近似的に表す係数
を求め、これらの係数を持ったタップ数の少ないＩＩＲ
（Infinite Impulse Response)フィルタおよびＦＩＲフ
ィルタを用いて、原音場の音響特性の付加を行い、これ
により、従来の原音場の音響特性を付加するためののＦ
ＩＲフィルタのデータ処理量を減らし、またフィルタの
メモリを小型化している。しかし、こうしたタップ数を
減らした装置では、前後の音像定位特性が低下すること
がある。
【００１２】さらに、音像の距離感を制御するために、
従来、音の大きさと響きとを調整しているが、特に響き
を調整するには、響きを表すインパルスレスポンスを係
数とするＦＩＲフィルタが用いられる。このＦＩＲフィ
ルタは多くのデータ処理量と大きなメモリ量を必要とす
るという問題点があった。
従来、音の大きさと響きとを調整しているが、特に響き
を調整するには、響きを表すインパルスレスポンスを係
数とするＦＩＲフィルタが用いられる。このＦＩＲフィ
ルタは多くのデータ処理量と大きなメモリ量を必要とす
るという問題点があった。
【００１３】さらにまた、音像の移動感を制御するため
に、従来、図１７のリングバッファ１１９が使用される
が、音像の移動が速い場合には、読み出しポインタの動
作速度が、書き込みポインタの動作速度に比べ、非常に
速くなるか（音像が近づく場合）、または非常に遅くな
る（音像が遠ざかる場合）。その場合、読み出しポイン
タが書き込みポインタに追いつくことや、書き込みポイ
ンタが読み出しポインタに追いつくことが発生する。こ
れを防ぐためにリングバッファ１１９のメモリ容量を大
きくしなければならないという問題点があった。
に、従来、図１７のリングバッファ１１９が使用される
が、音像の移動が速い場合には、読み出しポインタの動
作速度が、書き込みポインタの動作速度に比べ、非常に
速くなるか（音像が近づく場合）、または非常に遅くな
る（音像が遠ざかる場合）。その場合、読み出しポイン
タが書き込みポインタに追いつくことや、書き込みポイ
ンタが読み出しポインタに追いつくことが発生する。こ
れを防ぐためにリングバッファ１１９のメモリ容量を大
きくしなければならないという問題点があった。
【００１４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、音像の定位特性を向上させた立体音響処理装
置を提供することを第１の目的とする。また、少ないデ
ータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の距離感お
よび移動感の制御を行うことを可能とする立体音響処理
装置を提供することを第２の目的とする。
のであり、音像の定位特性を向上させた立体音響処理装
置を提供することを第１の目的とする。また、少ないデ
ータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の距離感お
よび移動感の制御を行うことを可能とする立体音響処理
装置を提供することを第２の目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明では上記第１の目
的を達成するために、図１に示すように、原音場におけ
る音源から聴取者の左右の耳の鼓膜までの、インパルス
レスポンスで示される２つの音響特性を基に、これらの
両特性の差を強調した２つのインパルスレスポンスを作
成する強調手段１と、音源の位置毎に、強調手段１で作
成された２つのインパルスレスポンスを基にして係数値
群を決定して、音源の位置毎に、当該決定された係数値
群を記憶する記憶手段２と、音像位置に応じて記憶手段
２から係数値群を読み出して、自己の各係数として設定
して原音に原音場の音響特性の付加を行うとともに、原
音から再生音場の音響特性の除去を行う音像定位フィル
タ３とを有することを特徴とする立体音響処理装置が提
供される。
的を達成するために、図１に示すように、原音場におけ
る音源から聴取者の左右の耳の鼓膜までの、インパルス
レスポンスで示される２つの音響特性を基に、これらの
両特性の差を強調した２つのインパルスレスポンスを作
成する強調手段１と、音源の位置毎に、強調手段１で作
成された２つのインパルスレスポンスを基にして係数値
群を決定して、音源の位置毎に、当該決定された係数値
群を記憶する記憶手段２と、音像位置に応じて記憶手段
２から係数値群を読み出して、自己の各係数として設定
して原音に原音場の音響特性の付加を行うとともに、原
音から再生音場の音響特性の除去を行う音像定位フィル
タ３とを有することを特徴とする立体音響処理装置が提
供される。
【００１６】また、上記第２の目的を達成するために、
図１に示すように、再生音場における聴取者と音像との
距離を算出する距離算出手段４と、距離算出手段４で算
出された距離に応じて係数値を決定する係数値決定手段
５と、係数値決定手段５で決定された係数値を係数と
し、原音の高い周波数成分を抑制するローパスフィルタ
６とを有することを特徴とする立体音響処理装置が提供
される。
図１に示すように、再生音場における聴取者と音像との
距離を算出する距離算出手段４と、距離算出手段４で算
出された距離に応じて係数値を決定する係数値決定手段
５と、係数値決定手段５で決定された係数値を係数と
し、原音の高い周波数成分を抑制するローパスフィルタ
６とを有することを特徴とする立体音響処理装置が提供
される。
【００１７】さらにまた、上記第２の目的を達成するた
めに、図１に示すように、距離算出手段４で算出される
距離の時間的変化を基に、音像の移動速度および移動方
向を算出する速度方向算出手段７と、速度方向算出手段
７で算出された移動速度および移動方向に応じて係数値
を決定する係数値決定手段８と、係数値決定手段８で決
定された係数値を係数とし、原音の低いまたは高い周波
数成分を抑制するフィルタ９とを有することを特徴とす
る立体音響処理装置が提供される。
めに、図１に示すように、距離算出手段４で算出される
距離の時間的変化を基に、音像の移動速度および移動方
向を算出する速度方向算出手段７と、速度方向算出手段
７で算出された移動速度および移動方向に応じて係数値
を決定する係数値決定手段８と、係数値決定手段８で決
定された係数値を係数とし、原音の低いまたは高い周波
数成分を抑制するフィルタ９とを有することを特徴とす
る立体音響処理装置が提供される。
【００１８】以上のような構成において、原音場におけ
る音源から聴取者の左右の耳の鼓膜までの、予めの測定
等によって得られたインパルスレスポンスを基にして、
強調手段１が、これらのインパルスレスポンスの差を強
調する。この強調によって結果的に音像の前後の定位特
性が向上する。こうした強調を、音源の位置毎に行い、
強調された２つのインパルスレスポンスを基にして、音
源の位置毎に、音像定位フィルタ３において使用される
係数値群を決定して、音源の位置毎に、記憶手段２に記
憶しておく。
る音源から聴取者の左右の耳の鼓膜までの、予めの測定
等によって得られたインパルスレスポンスを基にして、
強調手段１が、これらのインパルスレスポンスの差を強
調する。この強調によって結果的に音像の前後の定位特
性が向上する。こうした強調を、音源の位置毎に行い、
強調された２つのインパルスレスポンスを基にして、音
源の位置毎に、音像定位フィルタ３において使用される
係数値群を決定して、音源の位置毎に、記憶手段２に記
憶しておく。
【００１９】音像定位フィルタ３では、音像位置に応じ
て記憶手段２から係数値群を読み出して、自己の各係数
として設定して原音に原音場の音響特性の付加を行う。
また、これとは別に、再生音場の音響特性の逆特性に基
づいた係数設定を行い、原音から再生音場の音響特性の
除去を行う。
て記憶手段２から係数値群を読み出して、自己の各係数
として設定して原音に原音場の音響特性の付加を行う。
また、これとは別に、再生音場の音響特性の逆特性に基
づいた係数設定を行い、原音から再生音場の音響特性の
除去を行う。
【００２０】このように、強調手段１が、原音場におけ
る両耳に至る経路のインパルスレスポンスの差を強調す
ることにより、音像の前後の定位特性を向上させること
が可能となる。
る両耳に至る経路のインパルスレスポンスの差を強調す
ることにより、音像の前後の定位特性を向上させること
が可能となる。
【００２１】また、距離算出手段４が、再生音場におけ
る聴取者と音像との距離を算出し、係数値決定手段５
が、距離算出手段４で算出された距離に応じてローパス
フィルタ６の係数値を決定する。
る聴取者と音像との距離を算出し、係数値決定手段５
が、距離算出手段４で算出された距離に応じてローパス
フィルタ６の係数値を決定する。
【００２２】一般に、空気中を音が伝播する場合、周波
数が高い程、振幅が速く減衰する性質がある。つまり、
音像が遠くにあればある程、高い周波数成分が抑制され
て籠もった音が聞こえることになる。これを模擬するた
めに、ローパスフィルタ６を使用するとともに、再生音
場における音像から聴取者までの距離に応じて、ローパ
スフィルタ６の高周波成分の抑制の度合いを変化させる
ようにする。その距離が遠くなる程、高周波成分の抑制
の度合いを深めるように、ローパスフィルタ６の係数値
を決定する。ここで使用されるローパスフィルタ６は１
次のＩＩＲフィルタで十分である。
数が高い程、振幅が速く減衰する性質がある。つまり、
音像が遠くにあればある程、高い周波数成分が抑制され
て籠もった音が聞こえることになる。これを模擬するた
めに、ローパスフィルタ６を使用するとともに、再生音
場における音像から聴取者までの距離に応じて、ローパ
スフィルタ６の高周波成分の抑制の度合いを変化させる
ようにする。その距離が遠くなる程、高周波成分の抑制
の度合いを深めるように、ローパスフィルタ６の係数値
を決定する。ここで使用されるローパスフィルタ６は１
次のＩＩＲフィルタで十分である。
【００２３】かくして、少ないデータ処理量および小さ
なメモリ容量で、音像の距離感の制御を行うことが可能
となる。さらにまた、速度方向算出手段７が、距離算出
手段４で算出される距離の時間的変化を基に、音像の移
動速度および移動方向を算出し、係数値決定手段８が、
算出された移動速度および移動方向に応じてフィルタ９
の係数値を決定する。
なメモリ容量で、音像の距離感の制御を行うことが可能
となる。さらにまた、速度方向算出手段７が、距離算出
手段４で算出される距離の時間的変化を基に、音像の移
動速度および移動方向を算出し、係数値決定手段８が、
算出された移動速度および移動方向に応じてフィルタ９
の係数値を決定する。
【００２４】一般に、音源が近づくときには、対数表示
の音の周波数スペクトルが高域へシフトし、音源が遠ざ
かるときには、対数表示の音の周波数スペクトルが低域
へシフトする。これを近似的に模擬するために、音像が
近づくときには、フィルタ９をハイパスフィルタとして
使用して低い周波数成分を抑制し、音像が遠ざかるとき
には、フィルタ９をローパスフィルタとして使用して高
い周波数成分を抑制するようにする。しかも、音像の移
動速度に応じて、フィルタ９の抑制の度合いを変化させ
るようにする。その移動速度が速くなる程、抑制の度合
いを深めるように、フィルタ９の係数値を決定する。こ
こで使用されるフィルタ９は１次のＩＩＲフィルタで十
分である。
の音の周波数スペクトルが高域へシフトし、音源が遠ざ
かるときには、対数表示の音の周波数スペクトルが低域
へシフトする。これを近似的に模擬するために、音像が
近づくときには、フィルタ９をハイパスフィルタとして
使用して低い周波数成分を抑制し、音像が遠ざかるとき
には、フィルタ９をローパスフィルタとして使用して高
い周波数成分を抑制するようにする。しかも、音像の移
動速度に応じて、フィルタ９の抑制の度合いを変化させ
るようにする。その移動速度が速くなる程、抑制の度合
いを深めるように、フィルタ９の係数値を決定する。こ
こで使用されるフィルタ９は１次のＩＩＲフィルタで十
分である。
【００２５】かくして、少ないデータ処理量および小さ
なメモリ容量で、音像の移動感の制御を行うことが可能
となる。
なメモリ容量で、音像の移動感の制御を行うことが可能
となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。まず、第１の実施の形態の原理構
成を、図１を参照して説明する。第１の実施の形態は、
原音場における音源から聴取者の左右の耳の鼓膜まで
の、インパルスレスポンスで示される２つの音響特性を
基に、これらの両特性の差を強調した２つのインパルス
レスポンスを作成する強調手段１と、音源の位置毎に、
強調手段１で作成された２つのインパルスレスポンスを
基にして係数値群を決定して、音源の位置毎に、当該決
定された係数値群を記憶する記憶手段２と、音像位置に
応じて記憶手段２から係数値群を読み出して、自己の各
係数として設定して原音に原音場の音響特性の付加を行
うとともに、原音から再生音場の音響特性の除去を行う
音像定位フィルタ３とから構成される。
を参照して説明する。まず、第１の実施の形態の原理構
成を、図１を参照して説明する。第１の実施の形態は、
原音場における音源から聴取者の左右の耳の鼓膜まで
の、インパルスレスポンスで示される２つの音響特性を
基に、これらの両特性の差を強調した２つのインパルス
レスポンスを作成する強調手段１と、音源の位置毎に、
強調手段１で作成された２つのインパルスレスポンスを
基にして係数値群を決定して、音源の位置毎に、当該決
定された係数値群を記憶する記憶手段２と、音像位置に
応じて記憶手段２から係数値群を読み出して、自己の各
係数として設定して原音に原音場の音響特性の付加を行
うとともに、原音から再生音場の音響特性の除去を行う
音像定位フィルタ３とから構成される。
【００２７】さらに、第１の実施の形態は、再生音場に
おける聴取者と音像との距離を算出する距離算出手段４
と、距離算出手段４で算出された距離に応じて係数値を
決定する係数値決定手段５と、係数値決定手段５で決定
された係数値を係数とし、原音の高い周波数成分を抑制
するローパスフィルタ６とを含む。
おける聴取者と音像との距離を算出する距離算出手段４
と、距離算出手段４で算出された距離に応じて係数値を
決定する係数値決定手段５と、係数値決定手段５で決定
された係数値を係数とし、原音の高い周波数成分を抑制
するローパスフィルタ６とを含む。
【００２８】さらにまた、第１の実施の形態は、距離算
出手段４で算出される距離の時間的変化を基に、音像の
移動速度および移動方向を算出する速度方向算出手段７
と、速度方向算出手段７で算出された移動速度および移
動方向に応じて係数値を決定する係数値決定手段８と、
係数値決定手段８で決定された係数値を係数とし、原音
の低いまたは高い周波数成分を抑制するフィルタ９とを
含む。
出手段４で算出される距離の時間的変化を基に、音像の
移動速度および移動方向を算出する速度方向算出手段７
と、速度方向算出手段７で算出された移動速度および移
動方向に応じて係数値を決定する係数値決定手段８と、
係数値決定手段８で決定された係数値を係数とし、原音
の低いまたは高い周波数成分を抑制するフィルタ９とを
含む。
【００２９】こうした第１の実施の形態の具体的構成
を、図２〜図６を参照して説明する。なお、図１に示し
た構成と図２〜図６に示す構成との対応関係について
は、具体的構成を説明した後に説明する。
を、図２〜図６を参照して説明する。なお、図１に示し
た構成と図２〜図６に示す構成との対応関係について
は、具体的構成を説明した後に説明する。
【００３０】図２は第１の実施の形態に係る立体音響処
理装置の全体構成図である。図中、音源の原音と同一の
音が、再生音場において、距離感制御フィルタ１１、移
動感制御フィルタ１２、可変増幅部１３、音像定位フィ
ルタ１４を経由して、左右のヘッドホン１５ａ，１５ｂ
から聴取者１６へ送られる。距離感制御フィルタ１１に
は距離感制御フィルタ係数計算部１７が接続され、距離
感制御フィルタ係数計算部１７には距離計算部１８が接
続される。距離計算部１８は音像位置に関する情報を貰
うと、音像位置と聴取者１６との距離lengthを算出す
る。距離感制御フィルタ係数計算部１７は、算出された
距離lengthを基に、後述する手順により係数 coeff- le
ngthを算出し、距離感制御フィルタ１１に送る。距離感
制御フィルタ１１は、図４に示す内部構成となってお
り、後述するようにローパスフィルタとしての動作を行
い、音像の距離感を制御する。
理装置の全体構成図である。図中、音源の原音と同一の
音が、再生音場において、距離感制御フィルタ１１、移
動感制御フィルタ１２、可変増幅部１３、音像定位フィ
ルタ１４を経由して、左右のヘッドホン１５ａ，１５ｂ
から聴取者１６へ送られる。距離感制御フィルタ１１に
は距離感制御フィルタ係数計算部１７が接続され、距離
感制御フィルタ係数計算部１７には距離計算部１８が接
続される。距離計算部１８は音像位置に関する情報を貰
うと、音像位置と聴取者１６との距離lengthを算出す
る。距離感制御フィルタ係数計算部１７は、算出された
距離lengthを基に、後述する手順により係数 coeff- le
ngthを算出し、距離感制御フィルタ１１に送る。距離感
制御フィルタ１１は、図４に示す内部構成となってお
り、後述するようにローパスフィルタとしての動作を行
い、音像の距離感を制御する。
【００３１】移動感制御フィルタ１２には移動感制御フ
ィルタ係数計算部１９が接続され、移動感制御フィルタ
係数計算部１９には距離計算部１８が接続される。移動
感制御フィルタ係数計算部１９は、距離計算部１８で算
出された距離lengthの時間的変化を基に、後述する手順
により係数 coeff- moveを算出し、移動感制御フィルタ
１２に送る。移動感制御フィルタ１２は、図５に示す内
部構成となっており、後述するようにローパスフィルタ
またはハイパスフィルタとしての動作を行い、音像の移
動感を制御する。
ィルタ係数計算部１９が接続され、移動感制御フィルタ
係数計算部１９には距離計算部１８が接続される。移動
感制御フィルタ係数計算部１９は、距離計算部１８で算
出された距離lengthの時間的変化を基に、後述する手順
により係数 coeff- moveを算出し、移動感制御フィルタ
１２に送る。移動感制御フィルタ１２は、図５に示す内
部構成となっており、後述するようにローパスフィルタ
またはハイパスフィルタとしての動作を行い、音像の移
動感を制御する。
【００３２】可変増幅部１３にはゲイン計算部２０が接
続され、ゲイン計算部２０には距離計算部１８が接続さ
れる。ゲイン計算部２０は、距離計算部１８で算出され
た距離lengthを基に下記式（１）に従い、増幅度ｇ（ゲ
イン）を算出し、可変増幅部１３へ送る。
続され、ゲイン計算部２０には距離計算部１８が接続さ
れる。ゲイン計算部２０は、距離計算部１８で算出され
た距離lengthを基に下記式（１）に従い、増幅度ｇ（ゲ
イン）を算出し、可変増幅部１３へ送る。
【００３３】
【数１】 ｇ＝ａ／（１＋ｂ* length） ・・(1) ここで、ａ，ｂは正の定数である。
【００３４】増幅度ｇは、距離lengthが大きくなる程、
小さくなるように設定され、可変増幅部１３は、この増
幅度ｇに従って増幅を行って、先の距離感制御フィルタ
１１とともに、音像の距離感の制御を行う。
小さくなるように設定され、可変増幅部１３は、この増
幅度ｇに従って増幅を行って、先の距離感制御フィルタ
１１とともに、音像の距離感の制御を行う。
【００３５】音像定位フィルタ１４は、原音場の音響特
性を付加するためのフィルタ（ＳL,ＳR ）１４ａ，１４
ｂと、再生音場のヘッドホン１５ａ，１５ｂに係る音響
特性を除去するためのフィルタ（ｈ-1 , ｈ-1）１４ｃ，
１４ｄとから構成され、それぞれＦＩＲフィルタからな
る。フィルタ１４ｃ，１４ｄの係数は、予め測定等によ
り求められたインパルスレスポンスを基に逆特性に相当
するインパルスレスポンスを算出し、それに基づき設定
されるもので、固定値である。一方、フィルタ１４ａ，
１４ｂの係数には、係数記憶部２２に格納された複数の
係数値群から、音像位置に応じて選択された係数値群が
使用される。それらの係数値群は音像位置に応じて各値
が変化する。係数記憶部２２には、後述する手順により
予め得られた音源位置毎の複数の係数値群が格納されて
いる。格納に際しては、音源位置毎の係数値が纏められ
て、連続するアドレスが与えられる。したがって、ポイ
ンタ計算部２１が、音像位置に応じて、連続するアドレ
スの先頭アドレスを指定するだけで、音源位置毎の係数
値群が纏まって読み出される。
性を付加するためのフィルタ（ＳL,ＳR ）１４ａ，１４
ｂと、再生音場のヘッドホン１５ａ，１５ｂに係る音響
特性を除去するためのフィルタ（ｈ-1 , ｈ-1）１４ｃ，
１４ｄとから構成され、それぞれＦＩＲフィルタからな
る。フィルタ１４ｃ，１４ｄの係数は、予め測定等によ
り求められたインパルスレスポンスを基に逆特性に相当
するインパルスレスポンスを算出し、それに基づき設定
されるもので、固定値である。一方、フィルタ１４ａ，
１４ｂの係数には、係数記憶部２２に格納された複数の
係数値群から、音像位置に応じて選択された係数値群が
使用される。それらの係数値群は音像位置に応じて各値
が変化する。係数記憶部２２には、後述する手順により
予め得られた音源位置毎の複数の係数値群が格納されて
いる。格納に際しては、音源位置毎の係数値が纏められ
て、連続するアドレスが与えられる。したがって、ポイ
ンタ計算部２１が、音像位置に応じて、連続するアドレ
スの先頭アドレスを指定するだけで、音源位置毎の係数
値群が纏まって読み出される。
【００３６】図３は、係数記憶部２２に格納される複数
の係数値群を作成するためのフィルタ係数強調装置を示
す図である。フィルタ係数強調装置は、左耳用の高速フ
ーリエ変換装置（ＦＦＴ）２３、高速フーリエ逆変換装
置（ＩＦＦＴ）２４、右耳用の高速フーリエ変換装置
（ＦＦＴ）２５、高速フーリエ逆変換装置（ＩＦＦＴ）
２６、および両耳間差強調部２７から構成される。
の係数値群を作成するためのフィルタ係数強調装置を示
す図である。フィルタ係数強調装置は、左耳用の高速フ
ーリエ変換装置（ＦＦＴ）２３、高速フーリエ逆変換装
置（ＩＦＦＴ）２４、右耳用の高速フーリエ変換装置
（ＦＦＴ）２５、高速フーリエ逆変換装置（ＩＦＦＴ）
２６、および両耳間差強調部２７から構成される。
【００３７】予め、原音場において、音源の各位置毎
に、音源から聴取者の左右の耳の鼓膜に至る各経路の音
響特性を表すインパルスレスポンスが測定される。それ
らのうちの左耳のインパルスレスポンスが左耳用の高速
フーリエ変換装置２３に入力され、高速フーリエ変換装
置２３が、周波数特性としての位相スペクトルと振幅ス
ペクトルとを作成する。同様に、右耳のインパルスレス
ポンスが右耳用の高速フーリエ変換装置２５に入力さ
れ、高速フーリエ変換装置２５が、周波数特性としての
位相スペクトルと振幅スペクトルとを作成する。
に、音源から聴取者の左右の耳の鼓膜に至る各経路の音
響特性を表すインパルスレスポンスが測定される。それ
らのうちの左耳のインパルスレスポンスが左耳用の高速
フーリエ変換装置２３に入力され、高速フーリエ変換装
置２３が、周波数特性としての位相スペクトルと振幅ス
ペクトルとを作成する。同様に、右耳のインパルスレス
ポンスが右耳用の高速フーリエ変換装置２５に入力さ
れ、高速フーリエ変換装置２５が、周波数特性としての
位相スペクトルと振幅スペクトルとを作成する。
【００３８】両耳間差強調部２７には、同一音源位置に
係わる左耳の振幅スペクトルと右耳の振幅スペクトルと
が入力される。ここで左耳の振幅スペクトルをＡＬ
（ω）、右耳の振幅スペクトルをＡＲ（ω）とする。ω
は角速度であり、その値の範囲は０≦ω≦πである。両
耳間差強調部２７は、下記式（２）に従い、振幅スペク
トルＡＲ（ω）を基準にして、振幅スペクトルＡＬ
（ω）を、振幅スペクトルＡＬ（ω）と振幅スペクトル
ＡＲ（ω）との差分だけ対数軸において強調した第１の
振幅スペクトルＡＬ1 ( ω）を算出する。
係わる左耳の振幅スペクトルと右耳の振幅スペクトルと
が入力される。ここで左耳の振幅スペクトルをＡＬ
（ω）、右耳の振幅スペクトルをＡＲ（ω）とする。ω
は角速度であり、その値の範囲は０≦ω≦πである。両
耳間差強調部２７は、下記式（２）に従い、振幅スペク
トルＡＲ（ω）を基準にして、振幅スペクトルＡＬ
（ω）を、振幅スペクトルＡＬ（ω）と振幅スペクトル
ＡＲ（ω）との差分だけ対数軸において強調した第１の
振幅スペクトルＡＬ1 ( ω）を算出する。
【００３９】
【数２】 log AL1(ω) ＝log AL(ω) +α｜log AL( ω) -log AR(ω) ｜・・(2) ここで、αは正の定数である。
【００４０】このlog AL1(ω) を、下記式（３）により
線形軸に変換する。
線形軸に変換する。
【００４１】
【数３】 AL1(ω) ＝exp(log AL1(ω) ) ・・・(3) さらに、第１の振幅スペクトルＡＬ1 ( ω）のレベル調
整を下記式（４）により行い、第２の振幅スペクトルＡ
Ｌ2 ( ω）を得て高速フーリエ逆変換装置２４へ出力す
る。また、このレベル調整は、高速フーリエ逆変換後、
時間領域で行なってもよい。
整を下記式（４）により行い、第２の振幅スペクトルＡ
Ｌ2 ( ω）を得て高速フーリエ逆変換装置２４へ出力す
る。また、このレベル調整は、高速フーリエ逆変換後、
時間領域で行なってもよい。
【００４２】
【数４】 AL2(ω) ＝AL1(ω) * (MAX AL(ω) / MAX AL1(ω) ) ・・・(4) ここで、関数 MAX AL(ω) は、AL( ω) の０≦ω≦πに
おける最大値を示し、関数MAX AL1(ω) は、AL1(ω) の
０≦ω≦πにおける最大値を示す。
おける最大値を示し、関数MAX AL1(ω) は、AL1(ω) の
０≦ω≦πにおける最大値を示す。
【００４３】振幅スペクトルＡＲ（ω）に関しては、下
記式（５）に従い、そのまま両耳間差強調部２７から高
速フーリエ逆変換装置２６へ第２の振幅スペクトルＡＲ
2 (ω）として出力される。
記式（５）に従い、そのまま両耳間差強調部２７から高
速フーリエ逆変換装置２６へ第２の振幅スペクトルＡＲ
2 (ω）として出力される。
【００４４】
【数５】 AR2(ω) ＝AR( ω) ・・・(5) 高速フーリエ逆変換装置２４は、高速フーリエ変換装置
２３から送られた位相スペクトルと両耳間差強調部２７
から送られた第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）とを基
にして時間軸へのフーリエ逆変換を行う。同様に、高速
フーリエ逆変換装置２６は、高速フーリエ変換装置２５
から送られた位相スペクトルと両耳間差強調部２７から
送られた第２の振幅スペクトルＡＲ2 ( ω）とを基にし
て時間軸へのフーリエ逆変換を行う。
２３から送られた位相スペクトルと両耳間差強調部２７
から送られた第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）とを基
にして時間軸へのフーリエ逆変換を行う。同様に、高速
フーリエ逆変換装置２６は、高速フーリエ変換装置２５
から送られた位相スペクトルと両耳間差強調部２７から
送られた第２の振幅スペクトルＡＲ2 ( ω）とを基にし
て時間軸へのフーリエ逆変換を行う。
【００４５】こうした強調の処理を音源位置毎に行い、
得られた強調後のインパルスレスポンスが図２の係数記
憶部２２へ送られ、音源位置毎に格納される。以上の両
耳間差強調部２７による振幅スペクトルの差の強調を、
図７および図８を参照して別の観点から説明する。
得られた強調後のインパルスレスポンスが図２の係数記
憶部２２へ送られ、音源位置毎に格納される。以上の両
耳間差強調部２７による振幅スペクトルの差の強調を、
図７および図８を参照して別の観点から説明する。
【００４６】図７は、例えば前方左６０°の位置に音源
がある場合に得られる振幅スペクトルＡＬ（ω），ＡＲ
（ω）を示す。これらの振幅スペクトルＡＬ（ω），Ａ
Ｒ（ω）を使用して両耳間差強調部２７が上述の手順に
より第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）を算出した場
合、第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）は図８に示すよ
うになる。図８には、比較のために強調前の振幅スペク
トルＡＬ（ω）も示す。図８で分かるように、特に角速
度の高い領域において、強調後の第２の振幅スペクトル
ＡＬ2 ( ω）が強調前の振幅スペクトルＡＬ（ω）より
も大きくなっている。これは、一般に、高い周波数の音
が、音の前後の方向感に大きな影響を与える性質があ
り、そうした性質に合致した強調となっている。こうし
た強調により、結果的に前後の定位特性が向上してい
る。
がある場合に得られる振幅スペクトルＡＬ（ω），ＡＲ
（ω）を示す。これらの振幅スペクトルＡＬ（ω），Ａ
Ｒ（ω）を使用して両耳間差強調部２７が上述の手順に
より第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）を算出した場
合、第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）は図８に示すよ
うになる。図８には、比較のために強調前の振幅スペク
トルＡＬ（ω）も示す。図８で分かるように、特に角速
度の高い領域において、強調後の第２の振幅スペクトル
ＡＬ2 ( ω）が強調前の振幅スペクトルＡＬ（ω）より
も大きくなっている。これは、一般に、高い周波数の音
が、音の前後の方向感に大きな影響を与える性質があ
り、そうした性質に合致した強調となっている。こうし
た強調により、結果的に前後の定位特性が向上してい
る。
【００４７】なお、両耳間差強調部２７は、振幅スペク
トルＡＲ（ω）を基準にして、振幅スペクトルＡＬ
（ω）を、振幅スペクトルＡＬ（ω）と振幅スペクトル
ＡＲ（ω）との差分だけ対数軸において強調するように
しているが、これに代わって、振幅スペクトルＡＬ
（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）とを入れ替えて、振
幅スペクトルＡＬ（ω）を基準にして、振幅スペクトル
ＡＲ（ω）を、振幅スペクトルＡＲ（ω）と振幅スペク
トルＡＬ（ω）との差分だけ対数軸において強調するよ
うにしてもよい。さらには、角速度ω毎に、振幅スペク
トルＡＬ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との平均値
を算出し、この平均値を基準にして、振幅スペクトルＡ
Ｌ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との両方の値を変
更するようにしてもよい。
トルＡＲ（ω）を基準にして、振幅スペクトルＡＬ
（ω）を、振幅スペクトルＡＬ（ω）と振幅スペクトル
ＡＲ（ω）との差分だけ対数軸において強調するように
しているが、これに代わって、振幅スペクトルＡＬ
（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）とを入れ替えて、振
幅スペクトルＡＬ（ω）を基準にして、振幅スペクトル
ＡＲ（ω）を、振幅スペクトルＡＲ（ω）と振幅スペク
トルＡＬ（ω）との差分だけ対数軸において強調するよ
うにしてもよい。さらには、角速度ω毎に、振幅スペク
トルＡＬ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との平均値
を算出し、この平均値を基準にして、振幅スペクトルＡ
Ｌ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との両方の値を変
更するようにしてもよい。
【００４８】さらにまた、前述と同じように、上記式
（２）〜（５）に基づき、振幅スペクトルＡＲ（ω）を
基準にして、振幅スペクトルＡＬ（ω）を、振幅スペク
トルＡＬ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との差分だ
け対数軸において強調するが、その際、上記式（２）の
αを定数にはせず、例えば図９に示すように、角速度ω
に応じて変化する値α（ω）とする。こうした値α
（ω）を上記式（２）に使用した場合に得られる強調後
の第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）を図１０に示す。
（２）〜（５）に基づき、振幅スペクトルＡＲ（ω）を
基準にして、振幅スペクトルＡＬ（ω）を、振幅スペク
トルＡＬ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との差分だ
け対数軸において強調するが、その際、上記式（２）の
αを定数にはせず、例えば図９に示すように、角速度ω
に応じて変化する値α（ω）とする。こうした値α
（ω）を上記式（２）に使用した場合に得られる強調後
の第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）を図１０に示す。
【００４９】図６は係数記憶部２２の内部のメモリ配置
状態を示す図である。例えば、聴取者の真正面を０°と
し、後正面を１８０°として、音源が３０°ずつ移動し
て、各音源位置で音響特性の測定が行われたとする。こ
の場合、係数記憶部２２には、０°用係数群の格納場所
２２ａ、３０°用係数群の格納場所２２ｂ、・・１８０
°用係数群の格納場所２２ｃが設けられる。各格納場所
には連続するアドレスが付され、各格納場所の先頭アド
レス２２ｄ，２２ｅ，２２ｆをポインタにより指定する
ことにより、対応の格納場所の係数群が読み出され、図
２のフィルタ１４ａ，１４ｂへ送られる。これにより、
音像定位フィルタ１４は定位特性の優れた音像定位を行
うことが可能となる。
状態を示す図である。例えば、聴取者の真正面を０°と
し、後正面を１８０°として、音源が３０°ずつ移動し
て、各音源位置で音響特性の測定が行われたとする。こ
の場合、係数記憶部２２には、０°用係数群の格納場所
２２ａ、３０°用係数群の格納場所２２ｂ、・・１８０
°用係数群の格納場所２２ｃが設けられる。各格納場所
には連続するアドレスが付され、各格納場所の先頭アド
レス２２ｄ，２２ｅ，２２ｆをポインタにより指定する
ことにより、対応の格納場所の係数群が読み出され、図
２のフィルタ１４ａ，１４ｂへ送られる。これにより、
音像定位フィルタ１４は定位特性の優れた音像定位を行
うことが可能となる。
【００５０】つぎに、距離感制御フィルタ係数計算部１
７の処理内容について説明する。距離感制御フィルタ係
数計算部１７には、距離計算部１８から距離lengthが送
られる。これを使用して下記式（６）に基づき、係数 c
oeff- lengthを算出する。
７の処理内容について説明する。距離感制御フィルタ係
数計算部１７には、距離計算部１８から距離lengthが送
られる。これを使用して下記式（６）に基づき、係数 c
oeff- lengthを算出する。
【００５１】
【数６】 coeff- length＝α1 * 1.0-1.0/(1.0+β1* length) ・・(6) ここで、α1 およびβ1 は定数であり、0.0 ＜α1 ＜1.
0, 0.0 ＜β1 である。
0, 0.0 ＜β1 である。
【００５２】この式では、距離lengthの値が大きくなる
と係数 coeff- lengthが値α1 に近づき、また、距離le
ngthの値が小さくなると係数 coeff- lengthが値０に近
づく。こうした係数 coeff- lengthが距離感制御フィル
タ１１へ送られる。
と係数 coeff- lengthが値α1 に近づき、また、距離le
ngthの値が小さくなると係数 coeff- lengthが値０に近
づく。こうした係数 coeff- lengthが距離感制御フィル
タ１１へ送られる。
【００５３】図４は距離感制御フィルタ１１の内部構成
を示す図である。距離感制御フィルタ１１は、係数補間
用フィルタ１１ａおよび距離感付加用フィルタ１１ｂか
ら構成される。係数補間用フィルタ１１ａおよび距離感
付加用フィルタ１１ｂはいずれも、１次のＩＩＲ形ロー
パスフィルタである。係数補間用フィルタ１１ａは、係
数 coeff- lengthの急峻な変化を滑らかな変化に変える
ためのものである。すなわち、立体音響処理装置が、例
えばコンピュータグラフィック処理を行うパーソナルコ
ンピュータと連動して使用された場合などは、コンピュ
ータグラフィック処理での処理量が多いために、音像位
置データが立体音響処理装置へ送られる頻度が少なく、
その結果、距離感制御フィルタ係数計算部１７から出力
される係数 coeff- lengthの値が、時間的に不連続に変
化することがあり得る。係数補間用フィルタ１１ａは、
こうした係数 coeff- lengthを受け取って、ローパスフ
ィルタによってその値の変化を滑らかにするものであ
る。乗算器１１ａａは、高周波成分の抑制の程度を決め
る定数γ（０＜γ＜１．０）を乗算する。乗算器１１ａ
ｂは、このフィルタがゲインを持ってしまうことを避け
るために、値（１−γ）を乗算している。このように出
力補間を行った係数補間用フィルタ１１ａの出力を係数
coeff- length' とする。
を示す図である。距離感制御フィルタ１１は、係数補間
用フィルタ１１ａおよび距離感付加用フィルタ１１ｂか
ら構成される。係数補間用フィルタ１１ａおよび距離感
付加用フィルタ１１ｂはいずれも、１次のＩＩＲ形ロー
パスフィルタである。係数補間用フィルタ１１ａは、係
数 coeff- lengthの急峻な変化を滑らかな変化に変える
ためのものである。すなわち、立体音響処理装置が、例
えばコンピュータグラフィック処理を行うパーソナルコ
ンピュータと連動して使用された場合などは、コンピュ
ータグラフィック処理での処理量が多いために、音像位
置データが立体音響処理装置へ送られる頻度が少なく、
その結果、距離感制御フィルタ係数計算部１７から出力
される係数 coeff- lengthの値が、時間的に不連続に変
化することがあり得る。係数補間用フィルタ１１ａは、
こうした係数 coeff- lengthを受け取って、ローパスフ
ィルタによってその値の変化を滑らかにするものであ
る。乗算器１１ａａは、高周波成分の抑制の程度を決め
る定数γ（０＜γ＜１．０）を乗算する。乗算器１１ａ
ｂは、このフィルタがゲインを持ってしまうことを避け
るために、値（１−γ）を乗算している。このように出
力補間を行った係数補間用フィルタ１１ａの出力を係数
coeff- length' とする。
【００５４】距離感付加用フィルタ１１ｂでは係数 coe
ff- length' を受けて、乗算器１１ｂａが係数 coeff-
length' の乗算を行い、入力した原音に対して、この係
数 coeff- length' の値に応じた高周波成分の抑制を行
う。すなわち、前述のように距離lengthが大きくなる
と、係数 coeff- lengthの値が値α1 に近づき、入力原
音に対する高周波成分の抑制の程度が大きくなる。反対
に、距離lengthが小さくなると、係数 coeff- lengthの
値が値０に近づき、入力原音に対する高周波成分の抑制
の程度が小さくなる。一般に、空気中を音が伝播する場
合、周波数が高い程、振幅が速く減衰する性質がある。
つまり、音像が遠くにあればある程、高い周波数成分が
抑制されて音が聞こえることになる。距離感付加用フィ
ルタ１１ｂは、この性質を模擬していることになる。
ff- length' を受けて、乗算器１１ｂａが係数 coeff-
length' の乗算を行い、入力した原音に対して、この係
数 coeff- length' の値に応じた高周波成分の抑制を行
う。すなわち、前述のように距離lengthが大きくなる
と、係数 coeff- lengthの値が値α1 に近づき、入力原
音に対する高周波成分の抑制の程度が大きくなる。反対
に、距離lengthが小さくなると、係数 coeff- lengthの
値が値０に近づき、入力原音に対する高周波成分の抑制
の程度が小さくなる。一般に、空気中を音が伝播する場
合、周波数が高い程、振幅が速く減衰する性質がある。
つまり、音像が遠くにあればある程、高い周波数成分が
抑制されて音が聞こえることになる。距離感付加用フィ
ルタ１１ｂは、この性質を模擬していることになる。
【００５５】なお、乗算器１１ｂｂは、このフィルタが
ゲインを持ってしまうことを避けるために、値（１− c
oeff- length' ）を乗算している。距離感制御フィルタ
１１は１次のＩＩＲフィルタで十分であり、そのため、
少ないデータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の
距離感の制御を行うことが可能となる。
ゲインを持ってしまうことを避けるために、値（１− c
oeff- length' ）を乗算している。距離感制御フィルタ
１１は１次のＩＩＲフィルタで十分であり、そのため、
少ないデータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の
距離感の制御を行うことが可能となる。
【００５６】つぎに、移動感制御フィルタ係数計算部１
９の処理内容について説明する。移動感制御フィルタ係
数計算部１９には、距離計算部１８から距離lengthが送
られる。まず、今回送られた距離lengthと、前回送られ
た距離（length- old)との差、つまり音像の移動速度を
算出し、この移動速度の正負に従い、下記式（７ａ），
（７ｂ）に基づき、係数 coeff- moveを算出する。
９の処理内容について説明する。移動感制御フィルタ係
数計算部１９には、距離計算部１８から距離lengthが送
られる。まず、今回送られた距離lengthと、前回送られ
た距離（length- old)との差、つまり音像の移動速度を
算出し、この移動速度の正負に従い、下記式（７ａ），
（７ｂ）に基づき、係数 coeff- moveを算出する。
【００５７】
【数７】length- length- old ＞0 ならば coeff- move＝α2 * 1.0-1.0/(1.0+β2* length- length -old ) ・・(7a) length- length- old ＜0 ならば coeff- move＝−α2 * 1.0-1.0/(1.0+β2* length -old -length ) ・(7b) ここで、α2 およびβ2 は定数であり、0.0 ＜α2 ＜1.
0, 0.0 ＜β2 である。
0, 0.0 ＜β2 である。
【００５８】これらの式では、移動速度（length- leng
th -old ）の絶対値が大きくなると、length- length-
old ＞0 ならば（音像が遠ざかっている場合）、係数 c
oeff - moveが値α2 に近づき、length- length- old ＜
0 ならば（音像が近づいている場合）、係数 coeff- mo
veが値（−α2 ）に近づき、また、移動速度（length-
length -old ）の絶対値が小さくなると係数 coeff- mo
veが値０に近づく。こうした係数 coeff- moveが移動感
制御フィルタ１２へ送られる。
th -old ）の絶対値が大きくなると、length- length-
old ＞0 ならば（音像が遠ざかっている場合）、係数 c
oeff - moveが値α2 に近づき、length- length- old ＜
0 ならば（音像が近づいている場合）、係数 coeff- mo
veが値（−α2 ）に近づき、また、移動速度（length-
length -old ）の絶対値が小さくなると係数 coeff- mo
veが値０に近づく。こうした係数 coeff- moveが移動感
制御フィルタ１２へ送られる。
【００５９】図５は移動感制御フィルタ１２の内部構成
を示す図である。移動感制御フィルタ１２は、係数補間
用フィルタ１２ａおよび移動感付加用フィルタ１２ｂか
ら構成される。係数補間用フィルタ１２ａは１次のＩＩ
Ｒ形ローパスフィルタであり、移動感付加用フィルタ１
２ｂは、１次のＩＩＲ形ハイパスフィルタまたはローパ
スフィルタである。移動感付加用フィルタ１２ｂのＩＩ
Ｒ形フィルタは、与えられる係数の値が正ならばローパ
スフィルタとして機能し、負ならばハイパスフィルタと
して機能する。係数補間用フィルタ１２ａは、係数 coe
ff- moveの急峻な変化を滑らかな変化に変えるためのも
のである。すなわち、図４の係数補間用フィルタ１１ａ
と同様に、移動感制御フィルタ係数計算部１９から出力
される係数 coeff- moveの値が、時間的に不連続に変化
することがあり得るので、係数補間用フィルタ１２ａ
は、こうした係数 coeff- moveを受け取って、ローパス
フィルタ（乗算器１２ａａで乗算される係数γ’の値が
０＜γ’＜１．０）によってその値の変化を滑らかに
し、係数 coeff- move' を出力する。
を示す図である。移動感制御フィルタ１２は、係数補間
用フィルタ１２ａおよび移動感付加用フィルタ１２ｂか
ら構成される。係数補間用フィルタ１２ａは１次のＩＩ
Ｒ形ローパスフィルタであり、移動感付加用フィルタ１
２ｂは、１次のＩＩＲ形ハイパスフィルタまたはローパ
スフィルタである。移動感付加用フィルタ１２ｂのＩＩ
Ｒ形フィルタは、与えられる係数の値が正ならばローパ
スフィルタとして機能し、負ならばハイパスフィルタと
して機能する。係数補間用フィルタ１２ａは、係数 coe
ff- moveの急峻な変化を滑らかな変化に変えるためのも
のである。すなわち、図４の係数補間用フィルタ１１ａ
と同様に、移動感制御フィルタ係数計算部１９から出力
される係数 coeff- moveの値が、時間的に不連続に変化
することがあり得るので、係数補間用フィルタ１２ａ
は、こうした係数 coeff- moveを受け取って、ローパス
フィルタ（乗算器１２ａａで乗算される係数γ’の値が
０＜γ’＜１．０）によってその値の変化を滑らかに
し、係数 coeff- move' を出力する。
【００６０】移動感付加用フィルタ１２ｂでは係数 coe
ff- move' を受けて、乗算器１２ｂａが係数 coeff- mo
ve' の乗算を行い、入力した原音に対して、この係数 c
oeff - move' の値に応じた高周波成分または低周波成分
の抑制を行う。すなわち、前述のように、移動速度（le
ngth- length -old ）の絶対値が大きくなり、しかもle
ngth- length- old ＞0 ならば（音像が遠ざかっている
場合）、係数 coeff-moveが値α2 に近づき、このとき
は、入力原音に対する高周波成分の抑制の程度が大きく
なる。また、移動速度（length- length -old ）の絶対
値が大きくなり、しかもlength- length- old ＜0 なら
ば（音像が近づいている場合）、係数 coeff- moveが値
（−α2 ）に近づき、このときは、入力した原音に対す
る低周波成分の抑制の程度が大きくなる。反対に、移動
速度（length- length -old ）の絶対値が小さくなる
と、係数 coeff- moveの値が値０に近づき、入力した原
音に対する高周波成分または低周波成分の抑制の程度が
小さくなる。言い換えれば、移動感付加用フィルタ１２
ｂは、音像が遠ざかっている場合には、高周波成分の抑
制を行い、しかもその抑制程度を、音像の移動速度が大
きい程大きくしている。反対に、音像が近づいている場
合には、低周波成分の抑制を行い、しかもその抑制程度
を、音像の移動速度が大きい程大きくしている。
ff- move' を受けて、乗算器１２ｂａが係数 coeff- mo
ve' の乗算を行い、入力した原音に対して、この係数 c
oeff - move' の値に応じた高周波成分または低周波成分
の抑制を行う。すなわち、前述のように、移動速度（le
ngth- length -old ）の絶対値が大きくなり、しかもle
ngth- length- old ＞0 ならば（音像が遠ざかっている
場合）、係数 coeff-moveが値α2 に近づき、このとき
は、入力原音に対する高周波成分の抑制の程度が大きく
なる。また、移動速度（length- length -old ）の絶対
値が大きくなり、しかもlength- length- old ＜0 なら
ば（音像が近づいている場合）、係数 coeff- moveが値
（−α2 ）に近づき、このときは、入力した原音に対す
る低周波成分の抑制の程度が大きくなる。反対に、移動
速度（length- length -old ）の絶対値が小さくなる
と、係数 coeff- moveの値が値０に近づき、入力した原
音に対する高周波成分または低周波成分の抑制の程度が
小さくなる。言い換えれば、移動感付加用フィルタ１２
ｂは、音像が遠ざかっている場合には、高周波成分の抑
制を行い、しかもその抑制程度を、音像の移動速度が大
きい程大きくしている。反対に、音像が近づいている場
合には、低周波成分の抑制を行い、しかもその抑制程度
を、音像の移動速度が大きい程大きくしている。
【００６１】一般に、音源が遠ざかるときには、対数表
示の音の周波数スペクトルが低域へシフトし、音源が近
づくときには、対数表示の音の周波数スペクトルが高域
へシフトする。移動感付加用フィルタ１２ｂは、この性
質を模擬していることになる。
示の音の周波数スペクトルが低域へシフトし、音源が近
づくときには、対数表示の音の周波数スペクトルが高域
へシフトする。移動感付加用フィルタ１２ｂは、この性
質を模擬していることになる。
【００６２】なお、乗算器１２ｂｂも、このフィルタが
ゲインを持ってしまうことを避けるために、値（１− c
oeff- move' ）を乗算している。移動感制御フィルタ１
２は１次のＩＩＲフィルタで十分であり、そのため、少
ないデータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の移
動感の制御を行うことが可能となる。
ゲインを持ってしまうことを避けるために、値（１− c
oeff- move' ）を乗算している。移動感制御フィルタ１
２は１次のＩＩＲフィルタで十分であり、そのため、少
ないデータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の移
動感の制御を行うことが可能となる。
【００６３】なお、図１に示した強調手段１は図３に示
したフィルタ係数強調装置に対応し、図１に示した記憶
手段２は図２の係数記憶部２２に対応し、図１に示した
音像定位フィルタ３は図２の音像定位フィルタ１４に対
応し、図１に示した距離算出手段４は図２の距離計算部
１８に対応し、図１に示した係数値決定手段５は図２の
距離感制御フィルタ係数計算部１７に対応し、図１に示
したローパスフィルタ６は図２の距離感制御フィルタ１
１に対応し、図１に示した速度方向算出手段７は図２の
移動感制御フィルタ係数計算部１９に対応し、図１に示
した係数値決定手段８は図２の移動感制御フィルタ係数
計算部１９に対応し、図１に示したフィルタ９は図２の
移動感制御フィルタ１２に対応する。
したフィルタ係数強調装置に対応し、図１に示した記憶
手段２は図２の係数記憶部２２に対応し、図１に示した
音像定位フィルタ３は図２の音像定位フィルタ１４に対
応し、図１に示した距離算出手段４は図２の距離計算部
１８に対応し、図１に示した係数値決定手段５は図２の
距離感制御フィルタ係数計算部１７に対応し、図１に示
したローパスフィルタ６は図２の距離感制御フィルタ１
１に対応し、図１に示した速度方向算出手段７は図２の
移動感制御フィルタ係数計算部１９に対応し、図１に示
した係数値決定手段８は図２の移動感制御フィルタ係数
計算部１９に対応し、図１に示したフィルタ９は図２の
移動感制御フィルタ１２に対応する。
【００６４】つぎに、第２の実施の形態を説明する。第
２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の
構成と同じであるので、第２の実施の形態の説明では第
１の実施の形態の構成を流用し、異なる部分だけを以下
に説明する。
２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の
構成と同じであるので、第２の実施の形態の説明では第
１の実施の形態の構成を流用し、異なる部分だけを以下
に説明する。
【００６５】第２の実施の形態では、第１の実施の形態
のフィルタ係数強調装置のあとに、図１１に示すフィル
タ係数計算装置を付加する。また、図２に示したフィル
タ１４ａ，１４ｂの内部構成が異なる。
のフィルタ係数強調装置のあとに、図１１に示すフィル
タ係数計算装置を付加する。また、図２に示したフィル
タ１４ａ，１４ｂの内部構成が異なる。
【００６６】図１１は第２の実施の形態のフィルタ係数
計算装置を示す図である。このフィルタ係数計算装置
は、図３のフィルタ係数強調装置の出力である２つのイ
ンパルスレスポンスを個々に処理する装置である。図
中、線形予測解析部２８には、予め測定等により求めら
れた原音場における左右の耳に係る２つのインパルスレ
スポンスのうちのいずれか一方が入力される。線形予測
解析部２８は、インパルスレスポンスに対して自己相関
関数値の計算を行い、それを用いて線形予測係数bp1, b
p2, ・・bpm を算出する。線形予測係数の計算は、例え
ばLevinson-Durbin法を使用する。この算出された線形
予測係数bp1, bp2, ・・bpm は、インパルスレスポンス
の振幅スペクトルの極（山）を表すものである。
計算装置を示す図である。このフィルタ係数計算装置
は、図３のフィルタ係数強調装置の出力である２つのイ
ンパルスレスポンスを個々に処理する装置である。図
中、線形予測解析部２８には、予め測定等により求めら
れた原音場における左右の耳に係る２つのインパルスレ
スポンスのうちのいずれか一方が入力される。線形予測
解析部２８は、インパルスレスポンスに対して自己相関
関数値の計算を行い、それを用いて線形予測係数bp1, b
p2, ・・bpm を算出する。線形予測係数の計算は、例え
ばLevinson-Durbin法を使用する。この算出された線形
予測係数bp1, bp2, ・・bpm は、インパルスレスポンス
の振幅スペクトルの極（山）を表すものである。
【００６７】つぎに、ＩＩＲ形の合成フィルタ２９を用
意し、この合成フィルタ２９の係数に、線形予測解析部
２８により求められた線形予測係数bp1, bp2, ・・bpm
を設定する。そして、合成フィルタ２９にインパルスを
印加すると、合成フィルタ２９からは、極の特性を付加
されたインパルスレスポンスが出力される。このインパ
ルスレスポンスｘと、線形予測解析部２８に入力された
インパルスレスポンスａとを、誤差最小二乗法解析部３
０へ入力する。
意し、この合成フィルタ２９の係数に、線形予測解析部
２８により求められた線形予測係数bp1, bp2, ・・bpm
を設定する。そして、合成フィルタ２９にインパルスを
印加すると、合成フィルタ２９からは、極の特性を付加
されたインパルスレスポンスが出力される。このインパ
ルスレスポンスｘと、線形予測解析部２８に入力された
インパルスレスポンスａとを、誤差最小二乗法解析部３
０へ入力する。
【００６８】誤差最小二乗法解析部３０は、線形予測解
析部２８に入力されたインパルスレスポンスの振幅スペ
クトルの零点（谷）を表すＦＩＲフィルタの係数bz0, b
z1,・・bzk を算出するものである。
析部２８に入力されたインパルスレスポンスの振幅スペ
クトルの零点（谷）を表すＦＩＲフィルタの係数bz0, b
z1,・・bzk を算出するものである。
【００６９】インパルスレスポンスｘ（要素ｘ０，ｘ
１，・・ｘｑで表す。ただしｑ≧１）と、インパルスレ
スポンスａ（要素ａ０，ａ１，・・ａｑで表す）と、係
数bz0,bz1, ・・bzk との間には下記式（８）で示す関
係がある。
１，・・ｘｑで表す。ただしｑ≧１）と、インパルスレ
スポンスａ（要素ａ０，ａ１，・・ａｑで表す）と、係
数bz0,bz1, ・・bzk との間には下記式（８）で示す関
係がある。
【００７０】
【数８】
【００７１】この式（８）の左辺のインパルスレスポン
スｘの行列をＸ、係数bz0, bz1, ・・bzk のベクトルを
Ｂ、右辺のベクトルをＡとすると、式（８）は次のよう
になる。
スｘの行列をＸ、係数bz0, bz1, ・・bzk のベクトルを
Ｂ、右辺のベクトルをＡとすると、式（８）は次のよう
になる。
【００７２】
【数９】 ＸＢ＝Ａ ・・・(9) 両辺にＸT を乗算して
【００７３】
【数１０】 ＸT ＸＢ＝ＸT Ａ ・・・(10) したがって、
【００７４】
【数１１】 Ｂ＝（ＸT Ｘ）-1ＸT Ａ ・・・(11) 誤差最小二乗法解析部３０では、上記式（１１）に基づ
き、係数bz0, bz1, ・・bzk を算出する。また、誤差最
小二乗法解析部３０で、最急降下法によって係数bz0, b
z1, ・・bzk を算出するようにしてもよい。
き、係数bz0, bz1, ・・bzk を算出する。また、誤差最
小二乗法解析部３０で、最急降下法によって係数bz0, b
z1, ・・bzk を算出するようにしてもよい。
【００７５】フィルタ係数計算装置は、図３のフィルタ
係数強調装置の出力である２つのインパルスレスポンス
のうちの残りの一方に対しても上記の処理を行い、線形
予測係数bp1, bp2, ・・bpm および係数bz0, bz1, ・・
bzk を算出する。
係数強調装置の出力である２つのインパルスレスポンス
のうちの残りの一方に対しても上記の処理を行い、線形
予測係数bp1, bp2, ・・bpm および係数bz0, bz1, ・・
bzk を算出する。
【００７６】図１２は、第１の実施の形態のフィルタ１
４ａ，１４ｂに代わってそれぞれに使用する、第２の実
施の形態のフィルタの内部構成を示す図である。両方と
も同一の構成であるので、一方のみを示す。
４ａ，１４ｂに代わってそれぞれに使用する、第２の実
施の形態のフィルタの内部構成を示す図である。両方と
も同一の構成であるので、一方のみを示す。
【００７７】すなわち、ＩＩＲ形のフィルタ３１とＦＩ
Ｒ形のフィルタ３２との直列回路からなり、フィルタ３
１の係数に、線形予測解析部２８で求められた線形予測
係数bp1, bp2, ・・bpm が設定され、フィルタ３２の係
数に、誤差最小二乗法解析部３０で求められた係数bz0,
bz1, ・・bzk が設定される。
Ｒ形のフィルタ３２との直列回路からなり、フィルタ３
１の係数に、線形予測解析部２８で求められた線形予測
係数bp1, bp2, ・・bpm が設定され、フィルタ３２の係
数に、誤差最小二乗法解析部３０で求められた係数bz0,
bz1, ・・bzk が設定される。
【００７８】以上のように、第１の実施の形態のフィル
タ１４ａ，１４ｂに代わって、図１２で示すフィルタを
それぞれ使用することにより、フィルタのタップ数を数
百〜数千から大幅に減少させることができる。なお、こ
の第２の実施の形態は、第１の実施の形態に、本願と同
一の出願人による特願平７−２３１７０５号の発明を組
み合わせたものとなる。
タ１４ａ，１４ｂに代わって、図１２で示すフィルタを
それぞれ使用することにより、フィルタのタップ数を数
百〜数千から大幅に減少させることができる。なお、こ
の第２の実施の形態は、第１の実施の形態に、本願と同
一の出願人による特願平７−２３１７０５号の発明を組
み合わせたものとなる。
【００７９】つぎに、第３の実施の形態を説明する。図
１３は、第３の実施の形態に係る立体音響処理装置の全
体構成図である。第３の実施の形態の構成は、基本的に
は第１の実施の形態の構成と同じであるので、同一構成
部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略す
る。
１３は、第３の実施の形態に係る立体音響処理装置の全
体構成図である。第３の実施の形態の構成は、基本的に
は第１の実施の形態の構成と同じであるので、同一構成
部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略す
る。
【００８０】第３の実施の形態では、再生音場において
スピーカ３３，３４を使用する。この場合、音像定位フ
ィルタ３６は２つのフィルタ３６ａ，３６ｂから構成さ
れ、それらの各伝達関数ＴL ，ＴR は下記式（１２
ａ），（１２ｂ）で表される。ただし、２つのスピーカ
３３，３４が聴取者３５に対して対称な位置にあるとす
る。
スピーカ３３，３４を使用する。この場合、音像定位フ
ィルタ３６は２つのフィルタ３６ａ，３６ｂから構成さ
れ、それらの各伝達関数ＴL ，ＴR は下記式（１２
ａ），（１２ｂ）で表される。ただし、２つのスピーカ
３３，３４が聴取者３５に対して対称な位置にあるとす
る。
【００８１】
【数１２】 ＴL ＝（ＳL ＬL −ＳR ＬR ）／（ＬL 2 −ＬR 2 ） ・・・（12a) ＴR ＝（ＳR ＬL −ＳL ＬR ）／（ＬL 2 −ＬR 2 ） ・・・（12b) ここで、ＳL ，ＳR は、第１の実施の形態と同様に、原
音場における音源から左右の耳の鼓膜までの各経路の音
響特性を表す頭部伝達関数である。また、ＬL，Ｌ
R は、Ｌｃｈスピーカ３３から聴取者３５の左右の耳の
鼓膜までの各経路の音響特性を表す頭部伝達関数であ
る。
音場における音源から左右の耳の鼓膜までの各経路の音
響特性を表す頭部伝達関数である。また、ＬL，Ｌ
R は、Ｌｃｈスピーカ３３から聴取者３５の左右の耳の
鼓膜までの各経路の音響特性を表す頭部伝達関数であ
る。
【００８２】伝達関数ＴL ，ＴR の中の頭部伝達関数Ｓ
L ，ＳR に対して、第１の実施の形態と同じフィルタ係
数強調装置で作成された係数群が、音像位置に応じて係
数記憶部２２から読み出されて設定される。
L ，ＳR に対して、第１の実施の形態と同じフィルタ係
数強調装置で作成された係数群が、音像位置に応じて係
数記憶部２２から読み出されて設定される。
【００８３】第３の実施の形態のような、スピーカ３
３，３４を使用した再生音場でも、フィルタ係数強調装
置で作成された係数群がフィルタ３６ａ，３６ｂに設定
されることにより、第１の実施の形態と同じように、音
像の前後の定位特性を向上させることができる。
３，３４を使用した再生音場でも、フィルタ係数強調装
置で作成された係数群がフィルタ３６ａ，３６ｂに設定
されることにより、第１の実施の形態と同じように、音
像の前後の定位特性を向上させることができる。
【００８４】また、第１〜３の実施の形態で、頭部伝達
関数の両耳間差の強調の程度を音像定位の位置によって
変えるようにしてもよい。例えば、図９のｄMAX の値を
音像位置によって変化させればよい。
関数の両耳間差の強調の程度を音像定位の位置によって
変えるようにしてもよい。例えば、図９のｄMAX の値を
音像位置によって変化させればよい。
【００８５】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、強調手
段が、原音場における両耳に至る経路のインパルスレス
ポンスの差を強調する。これにより、音像の前後の定位
特性を向上させることが可能となる。
段が、原音場における両耳に至る経路のインパルスレス
ポンスの差を強調する。これにより、音像の前後の定位
特性を向上させることが可能となる。
【００８６】また、係数値決定手段が、再生音場におけ
る聴取者と音像との距離に応じてローパスフィルタの係
数値を決定する。つまり、音像が遠くにあればある程、
高い周波数成分が抑制されて音が聞こえるので、これを
模擬するために、ローパスフィルタを使用するととも
に、音像から聴取者までの距離に応じて、ローパスフィ
ルタの高周波成分の抑制の度合いを変化させるようにす
る。ここで使用されるローパスフィルタは１次のＩＩＲ
フィルタで十分である。かくして、少ないデータ処理量
および小さなメモリ容量で、音像の距離感の制御を行う
ことが可能となる。
る聴取者と音像との距離に応じてローパスフィルタの係
数値を決定する。つまり、音像が遠くにあればある程、
高い周波数成分が抑制されて音が聞こえるので、これを
模擬するために、ローパスフィルタを使用するととも
に、音像から聴取者までの距離に応じて、ローパスフィ
ルタの高周波成分の抑制の度合いを変化させるようにす
る。ここで使用されるローパスフィルタは１次のＩＩＲ
フィルタで十分である。かくして、少ないデータ処理量
および小さなメモリ容量で、音像の距離感の制御を行う
ことが可能となる。
【００８７】さらにまた、係数値決定手段が、音像の移
動速度および移動方向に応じてフィルタの係数値を決定
する。音像が近づくときには、このフィルタをハイパス
フィルタとして使用して低い周波数成分を抑制し、音像
が遠ざかるときには、このフィルタをローパスフィルタ
として使用して高い周波数成分を抑制するようにする。
しかも、音像の移動速度が速くなる程、抑制の度合いを
深めるように、フィルタの係数値を決定する。ここで使
用されるフィルタは１次のＩＩＲフィルタで十分であ
る。かくして、少ないデータ処理量および小さなメモリ
容量で、音像の移動感の制御を行うことが可能となる。
動速度および移動方向に応じてフィルタの係数値を決定
する。音像が近づくときには、このフィルタをハイパス
フィルタとして使用して低い周波数成分を抑制し、音像
が遠ざかるときには、このフィルタをローパスフィルタ
として使用して高い周波数成分を抑制するようにする。
しかも、音像の移動速度が速くなる程、抑制の度合いを
深めるように、フィルタの係数値を決定する。ここで使
用されるフィルタは１次のＩＩＲフィルタで十分であ
る。かくして、少ないデータ処理量および小さなメモリ
容量で、音像の移動感の制御を行うことが可能となる。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】第１の実施の形態に係る立体音響処理装置の全
体構成図である。
体構成図である。
【図３】係数記憶部に格納される複数の係数値群を作成
するためのフィルタ係数強調装置を示す図である。
するためのフィルタ係数強調装置を示す図である。
【図４】距離感制御フィルタの内部構成を示す図であ
る。
る。
【図５】移動感制御フィルタの内部構成を示す図であ
る。
る。
【図６】係数記憶部の内部のメモリ配置状態を示す図で
ある。
ある。
【図７】前方左６０°に音源がある場合の振幅スペクト
ルＡＬ（ω），ＡＲ（ω）を示す図である。
ルＡＬ（ω），ＡＲ（ω）を示す図である。
【図８】強調された第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）
を示す図である。
を示す図である。
【図９】角速度ωに応じて変化する値α（ω）を示す図
である。
である。
【図１０】変数α（ω）を使用した場合に得られる強調
後の第２の振幅スペクトルＡＬ2( ω）を示す図であ
る。
後の第２の振幅スペクトルＡＬ2( ω）を示す図であ
る。
【図１１】第２の実施の形態のフィルタ係数計算装置を
示す図である。
示す図である。
【図１２】原音場の音響特性を付加するための第２の実
施の形態のフィルタの内部構成を示す図である。
施の形態のフィルタの内部構成を示す図である。
【図１３】第３の実施の形態に係る立体音響処理装置の
全体構成図である。
全体構成図である。
【図１４】音源と聴取者とからなる原音場の一例を示す
図である。
図である。
【図１５】ヘッドホンを用いた再生音場の従来の一例を
示す図である。
示す図である。
【図１６】ＦＩＲ形フィルタの構成を示す図である。
【図１７】音声データを記憶するリングバッファを示す
図である。
図である。
１ 強調手段 ２ 記憶手段 ３ 音像定位フィルタ ４ 距離算出手段 ５ 係数値決定手段 ６ ローパスフィルタ ７ 速度方向算出手段 ８ 係数値決定手段 ９ フィルタ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年４月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 立体音響処理装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、立体音響処理装置
に関し、特に、音像を定位させて立体的な音響効果を提
供する立体音響処理装置に関する。
に関し、特に、音像を定位させて立体的な音響効果を提
供する立体音響処理装置に関する。
【０００２】一般に、音像を正確に再現し若しくは定位
させるには、まず、原音場における音源から聴取者まで
の頭部伝達関数（ＨＲＴＦ; Head-Related Transfer Fu
nction）で示される音響特性と、再生音場におけるスピ
ーカやヘッドホン等の音響出力機器から聴取者までの音
響特性とを、測定等により求める必要がある。そして再
生音場において、原音にそうした原音場の音響特性を付
加し、かつ原音から再生音場の音響特性を除去し、こう
して得られた信号を、スピーカやヘッドホン等を用いて
聴取者に聴かせる。これによって、再生音場において、
原音場の音源位置に音像を定位させることができる。
させるには、まず、原音場における音源から聴取者まで
の頭部伝達関数（ＨＲＴＦ; Head-Related Transfer Fu
nction）で示される音響特性と、再生音場におけるスピ
ーカやヘッドホン等の音響出力機器から聴取者までの音
響特性とを、測定等により求める必要がある。そして再
生音場において、原音にそうした原音場の音響特性を付
加し、かつ原音から再生音場の音響特性を除去し、こう
して得られた信号を、スピーカやヘッドホン等を用いて
聴取者に聴かせる。これによって、再生音場において、
原音場の音源位置に音像を定位させることができる。
【０００３】
【従来の技術】図１４は音源と聴取者とからなる原音場
の一例を示す図である。図中、音源（Ｓ）１０１から聴
取者１０２の左右の耳（Ｌ，Ｒ）の各鼓膜に至る２つの
音響空間経路が存在し、それらの音響特性が頭部伝達関
数ＳL ，ＳR でそれぞれ表されるとする。
の一例を示す図である。図中、音源（Ｓ）１０１から聴
取者１０２の左右の耳（Ｌ，Ｒ）の各鼓膜に至る２つの
音響空間経路が存在し、それらの音響特性が頭部伝達関
数ＳL ，ＳR でそれぞれ表されるとする。
【０００４】図１５は、ヘッドホンを用いた再生音場の
従来の一例を示す図である。フィルタ（ＳL ，ＳR ）１
０３，１０４は、原音場における音源１０１から聴取者
１０２までの音響特性を付加し、フィルタ（ｈ-1，
ｈ-1）１０５，１０６は、再生音場におけるヘッドホン
１０７ａ，１０７ｂから聴取者１０８の耳までの音響特
性を除去する。音源１０１の原音と同一である入力信号
を左右に分けて、こうしたフィルタ１０３〜１０６を通
過させた上で、ヘッドホン１０７ａ，１０７ｂから出力
した場合、これを聴いた聴取者１０８は、図１４の音源
１０１に相当する位置に音像１０９を得ることができ
る。
従来の一例を示す図である。フィルタ（ＳL ，ＳR ）１
０３，１０４は、原音場における音源１０１から聴取者
１０２までの音響特性を付加し、フィルタ（ｈ-1，
ｈ-1）１０５，１０６は、再生音場におけるヘッドホン
１０７ａ，１０７ｂから聴取者１０８の耳までの音響特
性を除去する。音源１０１の原音と同一である入力信号
を左右に分けて、こうしたフィルタ１０３〜１０６を通
過させた上で、ヘッドホン１０７ａ，１０７ｂから出力
した場合、これを聴いた聴取者１０８は、図１４の音源
１０１に相当する位置に音像１０９を得ることができ
る。
【０００５】フィルタ１０３〜１０６には、図１６に示
すようなＦＩＲ（Finite Impulse Response)フィルタが
用いられる。ＦＩＲフィルタは、フリップフロップ等か
らなる遅延器１１０〜１１２、乗算器１１３〜１１６、
合算器１１７、加算器１１８から構成される。乗算器１
１３〜１１６で乗算される係数ａ０〜ａｎには、下記の
ようにして得られるインパルスレスポンスの値が使用さ
れる。すなわち、このＦＩＲフィルタがフィルタ
（ＳL ，ＳR ）１０３，１０４に使用される場合には、
図１４の原音場の２つの音響空間経路の音響特性を測定
することにより得られるインパルスレスポンスの値を用
いる。また、このＦＩＲフィルタがフィルタ（ｈ-1，ｈ
-1）１０５，１０６に使用される場合には、図１５に示
すヘッドホン１０７ａ，１０７ｂから聴取者１０８の左
右の耳の各鼓膜までの各音響空間経路の音響特性（伝達
関数ｈ，ｈで表される）を測定し、それらの逆特性
ｈ-1，ｈ-1を求め、それらを表すインパルスレスポンス
の値を用いる。つまり、図１５に示すヘッドホン１０７
ａ，１０７ｂから聴取者１０８の左右の耳の各鼓膜まで
の各音響空間経路の音響特性を測定することによって得
られるインパルスレスポンスを、周波数領域に変換し
て、ここで逆特性を求め、それを時間領域に逆変換する
ことによって得られる。
すようなＦＩＲ（Finite Impulse Response)フィルタが
用いられる。ＦＩＲフィルタは、フリップフロップ等か
らなる遅延器１１０〜１１２、乗算器１１３〜１１６、
合算器１１７、加算器１１８から構成される。乗算器１
１３〜１１６で乗算される係数ａ０〜ａｎには、下記の
ようにして得られるインパルスレスポンスの値が使用さ
れる。すなわち、このＦＩＲフィルタがフィルタ
（ＳL ，ＳR ）１０３，１０４に使用される場合には、
図１４の原音場の２つの音響空間経路の音響特性を測定
することにより得られるインパルスレスポンスの値を用
いる。また、このＦＩＲフィルタがフィルタ（ｈ-1，ｈ
-1）１０５，１０６に使用される場合には、図１５に示
すヘッドホン１０７ａ，１０７ｂから聴取者１０８の左
右の耳の各鼓膜までの各音響空間経路の音響特性（伝達
関数ｈ，ｈで表される）を測定し、それらの逆特性
ｈ-1，ｈ-1を求め、それらを表すインパルスレスポンス
の値を用いる。つまり、図１５に示すヘッドホン１０７
ａ，１０７ｂから聴取者１０８の左右の耳の各鼓膜まで
の各音響空間経路の音響特性を測定することによって得
られるインパルスレスポンスを、周波数領域に変換し
て、ここで逆特性を求め、それを時間領域に逆変換する
ことによって得られる。
【０００６】ところで、音像の距離感を制御するには、
従来、音の大きさと響きとを調整している。響きを調整
するには、響きを表すインパルスレスポンスを係数とす
るＦＩＲフィルタが用いられる。
従来、音の大きさと響きとを調整している。響きを調整
するには、響きを表すインパルスレスポンスを係数とす
るＦＩＲフィルタが用いられる。
【０００７】また、音像の移動感を制御するには、従
来、音の大きさと高さとを調整している。すなわち、音
の高さを調整してドップラ効果を表し、例えば音を高く
することにより音源が近づいてくることを表し、音を低
くすることにより音源が遠ざかっていることを表す。具
体的には、図１７に示すような所定のメモリ容量からな
るリングバッファ１１９が使用され、音声データがリン
グバッファ１１９内に、動作速度一定の書き込みポイン
タのアドレス指示に従い、書き込まれる。一方、読み出
しポインタは、音を高くしたいときには速く、音を低く
したいときには遅く動作するように制御され、この読み
出しポインタのアドレス指示に従い、音声データが読み
出される。
来、音の大きさと高さとを調整している。すなわち、音
の高さを調整してドップラ効果を表し、例えば音を高く
することにより音源が近づいてくることを表し、音を低
くすることにより音源が遠ざかっていることを表す。具
体的には、図１７に示すような所定のメモリ容量からな
るリングバッファ１１９が使用され、音声データがリン
グバッファ１１９内に、動作速度一定の書き込みポイン
タのアドレス指示に従い、書き込まれる。一方、読み出
しポインタは、音を高くしたいときには速く、音を低く
したいときには遅く動作するように制御され、この読み
出しポインタのアドレス指示に従い、音声データが読み
出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした音像
定位を行う従来の立体音響処理装置では音像定位特性に
問題があった。
定位を行う従来の立体音響処理装置では音像定位特性に
問題があった。
【０００９】一般に、音源位置を特定する人間の能力
は、左右に対しては優れているが、前後や上下に対して
は鈍感である。そのため、特に、音源が前後方向のどこ
に位置するかが不明な場合、通常、音源を視覚に頼って
探したり、頭を左右に捩じることによって得られる音響
特性の違いから判断をするようにしている。
は、左右に対しては優れているが、前後や上下に対して
は鈍感である。そのため、特に、音源が前後方向のどこ
に位置するかが不明な場合、通常、音源を視覚に頼って
探したり、頭を左右に捩じることによって得られる音響
特性の違いから判断をするようにしている。
【００１０】ところが、再生音場には音源が実際に存在
する訳ではないので視覚に頼ることはできず、また、再
生音場でヘッドホンを使用した場合には、頭を捩じって
も音響特性の違いは発生しない。なお、再生音場でスピ
ーカを使用している場合でも、頭を２つのスピーカに対
して所定角度に置くことを条件に音像定位が行われるの
であるから、頭を捩じる方法は、そうした条件を満たさ
ないことになり、これも前後の音像定位には使用できな
い。
する訳ではないので視覚に頼ることはできず、また、再
生音場でヘッドホンを使用した場合には、頭を捩じって
も音響特性の違いは発生しない。なお、再生音場でスピ
ーカを使用している場合でも、頭を２つのスピーカに対
して所定角度に置くことを条件に音像定位が行われるの
であるから、頭を捩じる方法は、そうした条件を満たさ
ないことになり、これも前後の音像定位には使用できな
い。
【００１１】したがって、従来の立体音響処理装置で
は、前後の音像定位が難しいという問題があった。ま
た、本願と同一の出願人による特願平７−２３１７０５
号の明細書に示されるように、原音場の音響特性を表す
インパルスレスポンスの周波数特性の１つである振幅ス
ペクトルの極（山）と零点（谷）とを近似的に表す係数
を求め、これらの係数を持ったタップ数の少ないＩＩＲ
（Infinite Impulse Response)フィルタおよびＦＩＲフ
ィルタを用いて、原音場の音響特性の付加を行い、これ
により、従来の原音場の音響特性を付加するためののＦ
ＩＲフィルタのデータ処理量を減らし、またフィルタの
メモリを小型化している。しかし、こうしたタップ数を
減らした装置では、前後の音像定位特性が低下すること
がある。
は、前後の音像定位が難しいという問題があった。ま
た、本願と同一の出願人による特願平７−２３１７０５
号の明細書に示されるように、原音場の音響特性を表す
インパルスレスポンスの周波数特性の１つである振幅ス
ペクトルの極（山）と零点（谷）とを近似的に表す係数
を求め、これらの係数を持ったタップ数の少ないＩＩＲ
（Infinite Impulse Response)フィルタおよびＦＩＲフ
ィルタを用いて、原音場の音響特性の付加を行い、これ
により、従来の原音場の音響特性を付加するためののＦ
ＩＲフィルタのデータ処理量を減らし、またフィルタの
メモリを小型化している。しかし、こうしたタップ数を
減らした装置では、前後の音像定位特性が低下すること
がある。
【００１２】さらに、音像の距離感を制御するために、
従来、音の大きさと響きとを調整しているが、特に響き
を調整するには、響きを表すインパルスレスポンスを係
数とするＦＩＲフィルタが用いられる。このＦＩＲフィ
ルタは多くのデータ処理量と大きなメモリ量を必要とす
るという問題点があった。
従来、音の大きさと響きとを調整しているが、特に響き
を調整するには、響きを表すインパルスレスポンスを係
数とするＦＩＲフィルタが用いられる。このＦＩＲフィ
ルタは多くのデータ処理量と大きなメモリ量を必要とす
るという問題点があった。
【００１３】さらにまた、音像の移動感を制御するため
に、従来、図１７のリングバッファ１１９が使用される
が、音像の移動が速い場合には、読み出しポインタの動
作速度が、書き込みポインタの動作速度に比べ、非常に
速くなるか（音像が近づく場合）、または非常に遅くな
る（音像が遠ざかる場合）。その場合、読み出しポイン
タが書き込みポインタに追いつくことや、書き込みポイ
ンタが読み出しポインタに追いつくことが発生する。こ
れを防ぐためにリングバッファ１１９のメモリ容量を大
きくしなければならないという問題点があった。
に、従来、図１７のリングバッファ１１９が使用される
が、音像の移動が速い場合には、読み出しポインタの動
作速度が、書き込みポインタの動作速度に比べ、非常に
速くなるか（音像が近づく場合）、または非常に遅くな
る（音像が遠ざかる場合）。その場合、読み出しポイン
タが書き込みポインタに追いつくことや、書き込みポイ
ンタが読み出しポインタに追いつくことが発生する。こ
れを防ぐためにリングバッファ１１９のメモリ容量を大
きくしなければならないという問題点があった。
【００１４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、音像の定位特性を向上させた立体音響処理装
置を提供することを第１の目的とする。また、少ないデ
ータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の距離感お
よび移動感の制御を行うことを可能とする立体音響処理
装置を提供することを第２の目的とする。
のであり、音像の定位特性を向上させた立体音響処理装
置を提供することを第１の目的とする。また、少ないデ
ータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の距離感お
よび移動感の制御を行うことを可能とする立体音響処理
装置を提供することを第２の目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明では上記第１の目
的を達成するために、図１に示すように、原音場におけ
る音源から聴取者の左右の耳の鼓膜までの、インパルス
レスポンスで示される２つの音響特性を基に、これらの
両特性の差を強調した２つのインパルスレスポンスを作
成する強調手段１と、音源の位置毎に、強調手段１で作
成された２つのインパルスレスポンスを基にして係数値
群を決定して、音源の位置毎に、当該決定された係数値
群を記憶する記憶手段２と、音像位置に応じて記憶手段
２から係数値群を読み出して、自己の各係数として設定
して原音に原音場の音響特性の付加を行うとともに、原
音から再生音場の音響特性の除去を行う音像定位フィル
タ３とを有することを特徴とする立体音響処理装置が提
供される。
的を達成するために、図１に示すように、原音場におけ
る音源から聴取者の左右の耳の鼓膜までの、インパルス
レスポンスで示される２つの音響特性を基に、これらの
両特性の差を強調した２つのインパルスレスポンスを作
成する強調手段１と、音源の位置毎に、強調手段１で作
成された２つのインパルスレスポンスを基にして係数値
群を決定して、音源の位置毎に、当該決定された係数値
群を記憶する記憶手段２と、音像位置に応じて記憶手段
２から係数値群を読み出して、自己の各係数として設定
して原音に原音場の音響特性の付加を行うとともに、原
音から再生音場の音響特性の除去を行う音像定位フィル
タ３とを有することを特徴とする立体音響処理装置が提
供される。
【００１６】また、上記第２の目的を達成するために、
図１に示すように、再生音場における聴取者と音像との
距離を算出する距離算出手段４と、距離算出手段４で算
出された距離に応じて係数値を決定する係数値決定手段
５と、係数値決定手段５で決定された係数値を係数と
し、原音の高い周波数成分を抑制するローパスフィルタ
６とを有することを特徴とする立体音響処理装置が提供
される。
図１に示すように、再生音場における聴取者と音像との
距離を算出する距離算出手段４と、距離算出手段４で算
出された距離に応じて係数値を決定する係数値決定手段
５と、係数値決定手段５で決定された係数値を係数と
し、原音の高い周波数成分を抑制するローパスフィルタ
６とを有することを特徴とする立体音響処理装置が提供
される。
【００１７】さらにまた、上記第２の目的を達成するた
めに、図１に示すように、距離算出手段４で算出される
距離の時間的変化を基に、音像の移動速度および移動方
向を算出する速度方向算出手段７と、速度方向算出手段
７で算出された移動速度および移動方向に応じて係数値
を決定する係数値決定手段８と、係数値決定手段８で決
定された係数値を係数とし、原音の低いまたは高い周波
数成分を抑制するフィルタ９とを有することを特徴とす
る立体音響処理装置が提供される。
めに、図１に示すように、距離算出手段４で算出される
距離の時間的変化を基に、音像の移動速度および移動方
向を算出する速度方向算出手段７と、速度方向算出手段
７で算出された移動速度および移動方向に応じて係数値
を決定する係数値決定手段８と、係数値決定手段８で決
定された係数値を係数とし、原音の低いまたは高い周波
数成分を抑制するフィルタ９とを有することを特徴とす
る立体音響処理装置が提供される。
【００１８】以上のような構成において、原音場におけ
る音源から聴取者の左右の耳の鼓膜までの、予めの測定
等によって得られたインパルスレスポンスを基にして、
強調手段１が、これらのインパルスレスポンスの差を強
調する。この強調によって結果的に音像の前後の定位特
性が向上する。こうした強調を、音源の位置毎に行い、
強調された２つのインパルスレスポンスを基にして、音
源の位置毎に、音像定位フィルタ３において使用される
係数値群を決定して、音源の位置毎に、記憶手段２に記
憶しておく。
る音源から聴取者の左右の耳の鼓膜までの、予めの測定
等によって得られたインパルスレスポンスを基にして、
強調手段１が、これらのインパルスレスポンスの差を強
調する。この強調によって結果的に音像の前後の定位特
性が向上する。こうした強調を、音源の位置毎に行い、
強調された２つのインパルスレスポンスを基にして、音
源の位置毎に、音像定位フィルタ３において使用される
係数値群を決定して、音源の位置毎に、記憶手段２に記
憶しておく。
【００１９】音像定位フィルタ３では、音像位置に応じ
て記憶手段２から係数値群を読み出して、自己の各係数
として設定して原音に原音場の音響特性の付加を行う。
また、これとは別に、再生音場の音響特性の逆特性に基
づいた係数設定を行い、原音から再生音場の音響特性の
除去を行う。
て記憶手段２から係数値群を読み出して、自己の各係数
として設定して原音に原音場の音響特性の付加を行う。
また、これとは別に、再生音場の音響特性の逆特性に基
づいた係数設定を行い、原音から再生音場の音響特性の
除去を行う。
【００２０】このように、強調手段１が、原音場におけ
る両耳に至る経路のインパルスレスポンスの差を強調す
ることにより、音像の前後の定位特性を向上させること
が可能となる。
る両耳に至る経路のインパルスレスポンスの差を強調す
ることにより、音像の前後の定位特性を向上させること
が可能となる。
【００２１】また、距離算出手段４が、再生音場におけ
る聴取者と音像との距離を算出し、係数値決定手段５
が、距離算出手段４で算出された距離に応じてローパス
フィルタ６の係数値を決定する。
る聴取者と音像との距離を算出し、係数値決定手段５
が、距離算出手段４で算出された距離に応じてローパス
フィルタ６の係数値を決定する。
【００２２】一般に、空気中を音が伝播する場合、周波
数が高い程、振幅が速く減衰する性質がある。つまり、
音像が遠くにあればある程、高い周波数成分が抑制され
て籠もった音が聞こえることになる。これを模擬するた
めに、ローパスフィルタ６を使用するとともに、再生音
場における音像から聴取者までの距離に応じて、ローパ
スフィルタ６の高周波成分の抑制の度合いを変化させる
ようにする。その距離が遠くなる程、高周波成分の抑制
の度合いを深めるように、ローパスフィルタ６の係数値
を決定する。ここで使用されるローパスフィルタ６は１
次のＩＩＲフィルタで十分である。
数が高い程、振幅が速く減衰する性質がある。つまり、
音像が遠くにあればある程、高い周波数成分が抑制され
て籠もった音が聞こえることになる。これを模擬するた
めに、ローパスフィルタ６を使用するとともに、再生音
場における音像から聴取者までの距離に応じて、ローパ
スフィルタ６の高周波成分の抑制の度合いを変化させる
ようにする。その距離が遠くなる程、高周波成分の抑制
の度合いを深めるように、ローパスフィルタ６の係数値
を決定する。ここで使用されるローパスフィルタ６は１
次のＩＩＲフィルタで十分である。
【００２３】かくして、少ないデータ処理量および小さ
なメモリ容量で、音像の距離感の制御を行うことが可能
となる。さらにまた、速度方向算出手段７が、距離算出
手段４で算出される距離の時間的変化を基に、音像の移
動速度および移動方向を算出し、係数値決定手段８が、
算出された移動速度および移動方向に応じてフィルタ９
の係数値を決定する。
なメモリ容量で、音像の距離感の制御を行うことが可能
となる。さらにまた、速度方向算出手段７が、距離算出
手段４で算出される距離の時間的変化を基に、音像の移
動速度および移動方向を算出し、係数値決定手段８が、
算出された移動速度および移動方向に応じてフィルタ９
の係数値を決定する。
【００２４】一般に、音源が近づくときには、対数表示
の音の周波数スペクトルが高域へシフトし、音源が遠ざ
かるときには、対数表示の音の周波数スペクトルが低域
へシフトする。これを近似的に模擬するために、音像が
近づくときには、フィルタ９をハイパスフィルタとして
使用して低い周波数成分を抑制し、音像が遠ざかるとき
には、フィルタ９をローパスフィルタとして使用して高
い周波数成分を抑制するようにする。しかも、音像の移
動速度に応じて、フィルタ９の抑制の度合いを変化させ
るようにする。その移動速度が速くなる程、抑制の度合
いを深めるように、フィルタ９の係数値を決定する。こ
こで使用されるフィルタ９は１次のＩＩＲフィルタで十
分である。
の音の周波数スペクトルが高域へシフトし、音源が遠ざ
かるときには、対数表示の音の周波数スペクトルが低域
へシフトする。これを近似的に模擬するために、音像が
近づくときには、フィルタ９をハイパスフィルタとして
使用して低い周波数成分を抑制し、音像が遠ざかるとき
には、フィルタ９をローパスフィルタとして使用して高
い周波数成分を抑制するようにする。しかも、音像の移
動速度に応じて、フィルタ９の抑制の度合いを変化させ
るようにする。その移動速度が速くなる程、抑制の度合
いを深めるように、フィルタ９の係数値を決定する。こ
こで使用されるフィルタ９は１次のＩＩＲフィルタで十
分である。
【００２５】かくして、少ないデータ処理量および小さ
なメモリ容量で、音像の移動感の制御を行うことが可能
となる。
なメモリ容量で、音像の移動感の制御を行うことが可能
となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。まず、第１の実施の形態の原理構
成を、図１を参照して説明する。第１の実施の形態は、
原音場における音源から聴取者の左右の耳の鼓膜まで
の、インパルスレスポンスで示される２つの音響特性を
基に、これらの両特性の差を強調した２つのインパルス
レスポンスを作成する強調手段１と、音源の位置毎に、
強調手段１で作成された２つのインパルスレスポンスを
基にして係数値群を決定して、音源の位置毎に、当該決
定された係数値群を記憶する記憶手段２と、音像位置に
応じて記憶手段２から係数値群を読み出して、自己の各
係数として設定して原音に原音場の音響特性の付加を行
うとともに、原音から再生音場の音響特性の除去を行う
音像定位フィルタ３とから構成される。
を参照して説明する。まず、第１の実施の形態の原理構
成を、図１を参照して説明する。第１の実施の形態は、
原音場における音源から聴取者の左右の耳の鼓膜まで
の、インパルスレスポンスで示される２つの音響特性を
基に、これらの両特性の差を強調した２つのインパルス
レスポンスを作成する強調手段１と、音源の位置毎に、
強調手段１で作成された２つのインパルスレスポンスを
基にして係数値群を決定して、音源の位置毎に、当該決
定された係数値群を記憶する記憶手段２と、音像位置に
応じて記憶手段２から係数値群を読み出して、自己の各
係数として設定して原音に原音場の音響特性の付加を行
うとともに、原音から再生音場の音響特性の除去を行う
音像定位フィルタ３とから構成される。
【００２７】さらに、第１の実施の形態は、再生音場に
おける聴取者と音像との距離を算出する距離算出手段４
と、距離算出手段４で算出された距離に応じて係数値を
決定する係数値決定手段５と、係数値決定手段５で決定
された係数値を係数とし、原音の高い周波数成分を抑制
するローパスフィルタ６とを含む。
おける聴取者と音像との距離を算出する距離算出手段４
と、距離算出手段４で算出された距離に応じて係数値を
決定する係数値決定手段５と、係数値決定手段５で決定
された係数値を係数とし、原音の高い周波数成分を抑制
するローパスフィルタ６とを含む。
【００２８】さらにまた、第１の実施の形態は、距離算
出手段４で算出される距離の時間的変化を基に、音像の
移動速度および移動方向を算出する速度方向算出手段７
と、速度方向算出手段７で算出された移動速度および移
動方向に応じて係数値を決定する係数値決定手段８と、
係数値決定手段８で決定された係数値を係数とし、原音
の低いまたは高い周波数成分を抑制するフィルタ９とを
含む。
出手段４で算出される距離の時間的変化を基に、音像の
移動速度および移動方向を算出する速度方向算出手段７
と、速度方向算出手段７で算出された移動速度および移
動方向に応じて係数値を決定する係数値決定手段８と、
係数値決定手段８で決定された係数値を係数とし、原音
の低いまたは高い周波数成分を抑制するフィルタ９とを
含む。
【００２９】こうした第１の実施の形態の具体的構成
を、図２〜図６を参照して説明する。なお、図１に示し
た構成と図２〜図６に示す構成との対応関係について
は、具体的構成を説明した後に説明する。
を、図２〜図６を参照して説明する。なお、図１に示し
た構成と図２〜図６に示す構成との対応関係について
は、具体的構成を説明した後に説明する。
【００３０】図２は第１の実施の形態に係る立体音響処
理装置の全体構成図である。図中、音源の原音と同一の
音が、再生音場において、距離感制御フィルタ１１、移
動感制御フィルタ１２、可変増幅部１３、音像定位フィ
ルタ１４を経由して、左右のヘッドホン１５ａ，１５ｂ
から聴取者１６へ送られる。距離感制御フィルタ１１に
は距離感制御フィルタ係数計算部１７が接続され、距離
感制御フィルタ係数計算部１７には距離計算部１８が接
続される。距離計算部１８は音像位置に関する情報を貰
うと、音像位置と聴取者１６との距離lengthを算出す
る。距離感制御フィルタ係数計算部１７は、算出された
距離lengthを基に、後述する手順により係数 coeff- le
ngthを算出し、距離感制御フィルタ１１に送る。距離感
制御フィルタ１１は、図４に示す内部構成となってお
り、後述するようにローパスフィルタとしての動作を行
い、音像の距離感を制御する。
理装置の全体構成図である。図中、音源の原音と同一の
音が、再生音場において、距離感制御フィルタ１１、移
動感制御フィルタ１２、可変増幅部１３、音像定位フィ
ルタ１４を経由して、左右のヘッドホン１５ａ，１５ｂ
から聴取者１６へ送られる。距離感制御フィルタ１１に
は距離感制御フィルタ係数計算部１７が接続され、距離
感制御フィルタ係数計算部１７には距離計算部１８が接
続される。距離計算部１８は音像位置に関する情報を貰
うと、音像位置と聴取者１６との距離lengthを算出す
る。距離感制御フィルタ係数計算部１７は、算出された
距離lengthを基に、後述する手順により係数 coeff- le
ngthを算出し、距離感制御フィルタ１１に送る。距離感
制御フィルタ１１は、図４に示す内部構成となってお
り、後述するようにローパスフィルタとしての動作を行
い、音像の距離感を制御する。
【００３１】移動感制御フィルタ１２には移動感制御フ
ィルタ係数計算部１９が接続され、移動感制御フィルタ
係数計算部１９には距離計算部１８が接続される。移動
感制御フィルタ係数計算部１９は、距離計算部１８で算
出された距離lengthの時間的変化を基に、後述する手順
により係数 coeff- moveを算出し、移動感制御フィルタ
１２に送る。移動感制御フィルタ１２は、図５に示す内
部構成となっており、後述するようにローパスフィルタ
またはハイパスフィルタとしての動作を行い、音像の移
動感を制御する。
ィルタ係数計算部１９が接続され、移動感制御フィルタ
係数計算部１９には距離計算部１８が接続される。移動
感制御フィルタ係数計算部１９は、距離計算部１８で算
出された距離lengthの時間的変化を基に、後述する手順
により係数 coeff- moveを算出し、移動感制御フィルタ
１２に送る。移動感制御フィルタ１２は、図５に示す内
部構成となっており、後述するようにローパスフィルタ
またはハイパスフィルタとしての動作を行い、音像の移
動感を制御する。
【００３２】可変増幅部１３にはゲイン計算部２０が接
続され、ゲイン計算部２０には距離計算部１８が接続さ
れる。ゲイン計算部２０は、距離計算部１８で算出され
た距離lengthを基に下記式（１）に従い、増幅度ｇ（ゲ
イン）を算出し、可変増幅部１３へ送る。
続され、ゲイン計算部２０には距離計算部１８が接続さ
れる。ゲイン計算部２０は、距離計算部１８で算出され
た距離lengthを基に下記式（１）に従い、増幅度ｇ（ゲ
イン）を算出し、可変増幅部１３へ送る。
【００３３】
【数１】 ｇ＝ａ／（１＋ｂ* length） ・・(1) ここで、ａ，ｂは正の定数である。
【００３４】増幅度ｇは、距離lengthが大きくなる程、
小さくなるように設定され、可変増幅部１３は、この増
幅度ｇに従って増幅を行って、先の距離感制御フィルタ
１１とともに、音像の距離感の制御を行う。
小さくなるように設定され、可変増幅部１３は、この増
幅度ｇに従って増幅を行って、先の距離感制御フィルタ
１１とともに、音像の距離感の制御を行う。
【００３５】音像定位フィルタ１４は、原音場の音響特
性を付加するためのフィルタ（ＳL,ＳR ）１４ａ，１４
ｂと、再生音場のヘッドホン１５ａ，１５ｂに係る音響
特性を除去するためのフィルタ（ｈ-1 , ｈ-1）１４ｃ，
１４ｄとから構成され、それぞれＦＩＲフィルタからな
る。フィルタ１４ｃ，１４ｄの係数は、予め測定等によ
り求められたインパルスレスポンスを基に逆特性に相当
するインパルスレスポンスを算出し、それに基づき設定
されるもので、固定値である。一方、フィルタ１４ａ，
１４ｂの係数には、係数記憶部２２に格納された複数の
係数値群から、音像位置に応じて選択された係数値群が
使用される。それらの係数値群は音像位置に応じて各値
が変化する。係数記憶部２２には、後述する手順により
予め得られた音源位置毎の複数の係数値群が格納されて
いる。格納に際しては、音源位置毎の係数値が纏められ
て、連続するアドレスが与えられる。したがって、ポイ
ンタ計算部２１が、音像位置に応じて、連続するアドレ
スの先頭アドレスを指定するだけで、音源位置毎の係数
値群が纏まって読み出される。
性を付加するためのフィルタ（ＳL,ＳR ）１４ａ，１４
ｂと、再生音場のヘッドホン１５ａ，１５ｂに係る音響
特性を除去するためのフィルタ（ｈ-1 , ｈ-1）１４ｃ，
１４ｄとから構成され、それぞれＦＩＲフィルタからな
る。フィルタ１４ｃ，１４ｄの係数は、予め測定等によ
り求められたインパルスレスポンスを基に逆特性に相当
するインパルスレスポンスを算出し、それに基づき設定
されるもので、固定値である。一方、フィルタ１４ａ，
１４ｂの係数には、係数記憶部２２に格納された複数の
係数値群から、音像位置に応じて選択された係数値群が
使用される。それらの係数値群は音像位置に応じて各値
が変化する。係数記憶部２２には、後述する手順により
予め得られた音源位置毎の複数の係数値群が格納されて
いる。格納に際しては、音源位置毎の係数値が纏められ
て、連続するアドレスが与えられる。したがって、ポイ
ンタ計算部２１が、音像位置に応じて、連続するアドレ
スの先頭アドレスを指定するだけで、音源位置毎の係数
値群が纏まって読み出される。
【００３６】図３は、係数記憶部２２に格納される複数
の係数値群を作成するためのフィルタ係数強調装置を示
す図である。フィルタ係数強調装置は、左耳用の高速フ
ーリエ変換装置（ＦＦＴ）２３、高速フーリエ逆変換装
置（ＩＦＦＴ）２４、右耳用の高速フーリエ変換装置
（ＦＦＴ）２５、高速フーリエ逆変換装置（ＩＦＦＴ）
２６、および両耳間差強調部２７から構成される。
の係数値群を作成するためのフィルタ係数強調装置を示
す図である。フィルタ係数強調装置は、左耳用の高速フ
ーリエ変換装置（ＦＦＴ）２３、高速フーリエ逆変換装
置（ＩＦＦＴ）２４、右耳用の高速フーリエ変換装置
（ＦＦＴ）２５、高速フーリエ逆変換装置（ＩＦＦＴ）
２６、および両耳間差強調部２７から構成される。
【００３７】予め、原音場において、音源の各位置毎
に、音源から聴取者の左右の耳の鼓膜に至る各経路の音
響特性を表すインパルスレスポンスが測定される。それ
らのうちの左耳のインパルスレスポンスが左耳用の高速
フーリエ変換装置２３に入力され、高速フーリエ変換装
置２３が、周波数特性としての位相スペクトルと振幅ス
ペクトルとを作成する。同様に、右耳のインパルスレス
ポンスが右耳用の高速フーリエ変換装置２５に入力さ
れ、高速フーリエ変換装置２５が、周波数特性としての
位相スペクトルと振幅スペクトルとを作成する。
に、音源から聴取者の左右の耳の鼓膜に至る各経路の音
響特性を表すインパルスレスポンスが測定される。それ
らのうちの左耳のインパルスレスポンスが左耳用の高速
フーリエ変換装置２３に入力され、高速フーリエ変換装
置２３が、周波数特性としての位相スペクトルと振幅ス
ペクトルとを作成する。同様に、右耳のインパルスレス
ポンスが右耳用の高速フーリエ変換装置２５に入力さ
れ、高速フーリエ変換装置２５が、周波数特性としての
位相スペクトルと振幅スペクトルとを作成する。
【００３８】両耳間差強調部２７には、同一音源位置に
係わる左耳の振幅スペクトルと右耳の振幅スペクトルと
が入力される。ここで左耳の振幅スペクトルをＡＬ
（ω）、右耳の振幅スペクトルをＡＲ（ω）とする。ω
は角速度であり、その値の範囲は０≦ω≦πである。両
耳間差強調部２７は、下記式（２）に従い、振幅スペク
トルＡＲ（ω）を基準にして、振幅スペクトルＡＬ
（ω）を、振幅スペクトルＡＬ（ω）と振幅スペクトル
ＡＲ（ω）との差分だけ対数軸において強調した第１の
振幅スペクトルＡＬ1 ( ω）を算出する。
係わる左耳の振幅スペクトルと右耳の振幅スペクトルと
が入力される。ここで左耳の振幅スペクトルをＡＬ
（ω）、右耳の振幅スペクトルをＡＲ（ω）とする。ω
は角速度であり、その値の範囲は０≦ω≦πである。両
耳間差強調部２７は、下記式（２）に従い、振幅スペク
トルＡＲ（ω）を基準にして、振幅スペクトルＡＬ
（ω）を、振幅スペクトルＡＬ（ω）と振幅スペクトル
ＡＲ（ω）との差分だけ対数軸において強調した第１の
振幅スペクトルＡＬ1 ( ω）を算出する。
【００３９】
【数２】 log［AL1(ω)］＝log［AL(ω)］ +α｜log［AL(ω)］-log［AR(ω)］｜ ・・・(2) ここで、αは正の定数である。
【００４０】このlog AL1(ω) を、下記式（３）により
線形軸に変換する。
線形軸に変換する。
【００４１】
【数３】 AL1(ω) ＝exp(log［AL1(ω) ］) ・・・(3) さらに、第１の振幅スペクトルＡＬ1 ( ω）のレベル調
整を下記式（４）により行い、第２の振幅スペクトルＡ
Ｌ2 ( ω）を得て高速フーリエ逆変換装置２４へ出力す
る。また、このレベル調整は、高速フーリエ逆変換後、
時間領域で行なってもよい。
整を下記式（４）により行い、第２の振幅スペクトルＡ
Ｌ2 ( ω）を得て高速フーリエ逆変換装置２４へ出力す
る。また、このレベル調整は、高速フーリエ逆変換後、
時間領域で行なってもよい。
【００４２】
【数４】
AL2(ω) ＝AL1(ω) * (MAX［AL(ω)］/ MAX［AL1(ω)］) ・・・(4) ここで、関数 MAX AL(ω) は、AL( ω) の０≦ω≦πに
おける最大値を示し、関数MAX AL1(ω) は、AL1(ω) の
０≦ω≦πにおける最大値を示す。
AL2(ω) ＝AL1(ω) * (MAX［AL(ω)］/ MAX［AL1(ω)］) ・・・(4) ここで、関数 MAX AL(ω) は、AL( ω) の０≦ω≦πに
おける最大値を示し、関数MAX AL1(ω) は、AL1(ω) の
０≦ω≦πにおける最大値を示す。
【００４３】振幅スペクトルＡＲ（ω）に関しては、下
記式（５）に従い、そのまま両耳間差強調部２７から高
速フーリエ逆変換装置２６へ第２の振幅スペクトルＡＲ
2 (ω）として出力される。
記式（５）に従い、そのまま両耳間差強調部２７から高
速フーリエ逆変換装置２６へ第２の振幅スペクトルＡＲ
2 (ω）として出力される。
【００４４】
【数５】 AR2(ω) ＝AR( ω) ・・・(5) 高速フーリエ逆変換装置２４は、高速フーリエ変換装置
２３から送られた位相スペクトルと両耳間差強調部２７
から送られた第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）とを基
にして時間軸へのフーリエ逆変換を行う。同様に、高速
フーリエ逆変換装置２６は、高速フーリエ変換装置２５
から送られた位相スペクトルと両耳間差強調部２７から
送られた第２の振幅スペクトルＡＲ2 ( ω）とを基にし
て時間軸へのフーリエ逆変換を行う。
２３から送られた位相スペクトルと両耳間差強調部２７
から送られた第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）とを基
にして時間軸へのフーリエ逆変換を行う。同様に、高速
フーリエ逆変換装置２６は、高速フーリエ変換装置２５
から送られた位相スペクトルと両耳間差強調部２７から
送られた第２の振幅スペクトルＡＲ2 ( ω）とを基にし
て時間軸へのフーリエ逆変換を行う。
【００４５】こうした強調の処理を音源位置毎に行い、
得られた強調後のインパルスレスポンスが図２の係数記
憶部２２へ送られ、音源位置毎に格納される。以上の両
耳間差強調部２７による振幅スペクトルの差の強調を、
図７および図８を参照して別の観点から説明する。
得られた強調後のインパルスレスポンスが図２の係数記
憶部２２へ送られ、音源位置毎に格納される。以上の両
耳間差強調部２７による振幅スペクトルの差の強調を、
図７および図８を参照して別の観点から説明する。
【００４６】図７は、例えば前方左６０°の位置に音源
がある場合に得られる振幅スペクトルＡＬ（ω），ＡＲ
（ω）を示す。これらの振幅スペクトルＡＬ（ω），Ａ
Ｒ（ω）を使用して両耳間差強調部２７が上述の手順に
より第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）を算出した場
合、第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）は図８に示すよ
うになる。図８には、比較のために強調前の振幅スペク
トルＡＬ（ω）も示す。図８で分かるように、特に角速
度の高い領域において、強調後の第２の振幅スペクトル
ＡＬ2 ( ω）が強調前の振幅スペクトルＡＬ（ω）より
も大きくなっている。これは、一般に、高い周波数の音
が、音の前後の方向感に大きな影響を与える性質があ
り、そうした性質に合致した強調となっている。こうし
た強調により、結果的に前後の定位特性が向上してい
る。
がある場合に得られる振幅スペクトルＡＬ（ω），ＡＲ
（ω）を示す。これらの振幅スペクトルＡＬ（ω），Ａ
Ｒ（ω）を使用して両耳間差強調部２７が上述の手順に
より第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）を算出した場
合、第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）は図８に示すよ
うになる。図８には、比較のために強調前の振幅スペク
トルＡＬ（ω）も示す。図８で分かるように、特に角速
度の高い領域において、強調後の第２の振幅スペクトル
ＡＬ2 ( ω）が強調前の振幅スペクトルＡＬ（ω）より
も大きくなっている。これは、一般に、高い周波数の音
が、音の前後の方向感に大きな影響を与える性質があ
り、そうした性質に合致した強調となっている。こうし
た強調により、結果的に前後の定位特性が向上してい
る。
【００４７】なお、両耳間差強調部２７は、振幅スペク
トルＡＲ（ω）を基準にして、振幅スペクトルＡＬ
（ω）を、振幅スペクトルＡＬ（ω）と振幅スペクトル
ＡＲ（ω）との差分だけ対数軸において強調するように
しているが、これに代わって、振幅スペクトルＡＬ
（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）とを入れ替えて、振
幅スペクトルＡＬ（ω）を基準にして、振幅スペクトル
ＡＲ（ω）を、振幅スペクトルＡＲ（ω）と振幅スペク
トルＡＬ（ω）との差分だけ対数軸において強調するよ
うにしてもよい。さらには、角速度ω毎に、振幅スペク
トルＡＬ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との平均値
を算出し、この平均値を基準にして、振幅スペクトルＡ
Ｌ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との両方の値を変
更するようにしてもよい。
トルＡＲ（ω）を基準にして、振幅スペクトルＡＬ
（ω）を、振幅スペクトルＡＬ（ω）と振幅スペクトル
ＡＲ（ω）との差分だけ対数軸において強調するように
しているが、これに代わって、振幅スペクトルＡＬ
（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）とを入れ替えて、振
幅スペクトルＡＬ（ω）を基準にして、振幅スペクトル
ＡＲ（ω）を、振幅スペクトルＡＲ（ω）と振幅スペク
トルＡＬ（ω）との差分だけ対数軸において強調するよ
うにしてもよい。さらには、角速度ω毎に、振幅スペク
トルＡＬ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との平均値
を算出し、この平均値を基準にして、振幅スペクトルＡ
Ｌ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との両方の値を変
更するようにしてもよい。
【００４８】さらにまた、前述と同じように、上記式
（２）〜（５）に基づき、振幅スペクトルＡＲ（ω）を
基準にして、振幅スペクトルＡＬ（ω）を、振幅スペク
トルＡＬ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との差分だ
け対数軸において強調するが、その際、上記式（２）の
αを定数にはせず、例えば図９に示すように、角速度ω
に応じて変化する値α（ω）とする。こうした値α
（ω）を上記式（２）に使用した場合に得られる強調後
の第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）を図１０に示す。
（２）〜（５）に基づき、振幅スペクトルＡＲ（ω）を
基準にして、振幅スペクトルＡＬ（ω）を、振幅スペク
トルＡＬ（ω）と振幅スペクトルＡＲ（ω）との差分だ
け対数軸において強調するが、その際、上記式（２）の
αを定数にはせず、例えば図９に示すように、角速度ω
に応じて変化する値α（ω）とする。こうした値α
（ω）を上記式（２）に使用した場合に得られる強調後
の第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）を図１０に示す。
【００４９】図６は係数記憶部２２の内部のメモリ配置
状態を示す図である。例えば、聴取者の真正面を０°と
し、後正面を１８０°として、音源が３０°ずつ移動し
て、各音源位置で音響特性の測定が行われたとする。こ
の場合、係数記憶部２２には、０°用係数群の格納場所
２２ａ、３０°用係数群の格納場所２２ｂ、・・１８０
°用係数群の格納場所２２ｃが設けられる。各格納場所
には連続するアドレスが付され、各格納場所の先頭アド
レス２２ｄ，２２ｅ，２２ｆをポインタにより指定する
ことにより、対応の格納場所の係数群が読み出され、図
２のフィルタ１４ａ，１４ｂへ送られる。これにより、
音像定位フィルタ１４は定位特性の優れた音像定位を行
うことが可能となる。
状態を示す図である。例えば、聴取者の真正面を０°と
し、後正面を１８０°として、音源が３０°ずつ移動し
て、各音源位置で音響特性の測定が行われたとする。こ
の場合、係数記憶部２２には、０°用係数群の格納場所
２２ａ、３０°用係数群の格納場所２２ｂ、・・１８０
°用係数群の格納場所２２ｃが設けられる。各格納場所
には連続するアドレスが付され、各格納場所の先頭アド
レス２２ｄ，２２ｅ，２２ｆをポインタにより指定する
ことにより、対応の格納場所の係数群が読み出され、図
２のフィルタ１４ａ，１４ｂへ送られる。これにより、
音像定位フィルタ１４は定位特性の優れた音像定位を行
うことが可能となる。
【００５０】つぎに、距離感制御フィルタ係数計算部１
７の処理内容について説明する。距離感制御フィルタ係
数計算部１７には、距離計算部１８から距離lengthが送
られる。これを使用して下記式（６）に基づき、係数 c
oeff- lengthを算出する。
７の処理内容について説明する。距離感制御フィルタ係
数計算部１７には、距離計算部１８から距離lengthが送
られる。これを使用して下記式（６）に基づき、係数 c
oeff- lengthを算出する。
【００５１】
【数６】 coeff- length＝α1 * ［1.0-1/(1.0+ β1* length)］ ・・・(6) ここで、α1 およびβ1 は定数であり、0.0 ＜α1 ＜1.
0, 0.0 ＜β1 である。
0, 0.0 ＜β1 である。
【００５２】この式では、距離lengthの値が大きくなる
と係数 coeff- lengthが値α1 に近づき、また、距離le
ngthの値が小さくなると係数 coeff- lengthが値０に近
づく。こうした係数 coeff- lengthが距離感制御フィル
タ１１へ送られる。
と係数 coeff- lengthが値α1 に近づき、また、距離le
ngthの値が小さくなると係数 coeff- lengthが値０に近
づく。こうした係数 coeff- lengthが距離感制御フィル
タ１１へ送られる。
【００５３】図４は距離感制御フィルタ１１の内部構成
を示す図である。距離感制御フィルタ１１は、係数補間
用フィルタ１１ａおよび距離感付加用フィルタ１１ｂか
ら構成される。係数補間用フィルタ１１ａおよび距離感
付加用フィルタ１１ｂはいずれも、１次のＩＩＲ形ロー
パスフィルタである。係数補間用フィルタ１１ａは、係
数 coeff- lengthの急峻な変化を滑らかな変化に変える
ためのものである。すなわち、立体音響処理装置が、例
えばコンピュータグラフィック処理を行うパーソナルコ
ンピュータと連動して使用された場合などは、コンピュ
ータグラフィック処理での処理量が多いために、音像位
置データが立体音響処理装置へ送られる頻度が少なく、
その結果、距離感制御フィルタ係数計算部１７から出力
される係数 coeff- lengthの値が、時間的に不連続に変
化することがあり得る。係数補間用フィルタ１１ａは、
こうした係数 coeff- lengthを受け取って、ローパスフ
ィルタによってその値の変化を滑らかにするものであ
る。乗算器１１ａａは、高周波成分の抑制の程度を決め
る定数γ（０＜γ＜１．０）を乗算する。乗算器１１ａ
ｂは、このフィルタがゲインを持ってしまうことを避け
るために、値（１−γ）を乗算している。このように出
力補間を行った係数補間用フィルタ１１ａの出力を係数
coeff- length' とする。
を示す図である。距離感制御フィルタ１１は、係数補間
用フィルタ１１ａおよび距離感付加用フィルタ１１ｂか
ら構成される。係数補間用フィルタ１１ａおよび距離感
付加用フィルタ１１ｂはいずれも、１次のＩＩＲ形ロー
パスフィルタである。係数補間用フィルタ１１ａは、係
数 coeff- lengthの急峻な変化を滑らかな変化に変える
ためのものである。すなわち、立体音響処理装置が、例
えばコンピュータグラフィック処理を行うパーソナルコ
ンピュータと連動して使用された場合などは、コンピュ
ータグラフィック処理での処理量が多いために、音像位
置データが立体音響処理装置へ送られる頻度が少なく、
その結果、距離感制御フィルタ係数計算部１７から出力
される係数 coeff- lengthの値が、時間的に不連続に変
化することがあり得る。係数補間用フィルタ１１ａは、
こうした係数 coeff- lengthを受け取って、ローパスフ
ィルタによってその値の変化を滑らかにするものであ
る。乗算器１１ａａは、高周波成分の抑制の程度を決め
る定数γ（０＜γ＜１．０）を乗算する。乗算器１１ａ
ｂは、このフィルタがゲインを持ってしまうことを避け
るために、値（１−γ）を乗算している。このように出
力補間を行った係数補間用フィルタ１１ａの出力を係数
coeff- length' とする。
【００５４】距離感付加用フィルタ１１ｂでは係数 coe
ff- length' を受けて、乗算器１１ｂａが係数 coeff-
length' の乗算を行い、入力した原音に対して、この係
数 coeff- length' の値に応じた高周波成分の抑制を行
う。すなわち、前述のように距離lengthが大きくなる
と、係数 coeff- lengthの値が値α1 に近づき、入力原
音に対する高周波成分の抑制の程度が大きくなる。反対
に、距離lengthが小さくなると、係数 coeff- lengthの
値が値０に近づき、入力原音に対する高周波成分の抑制
の程度が小さくなる。一般に、空気中を音が伝播する場
合、周波数が高い程、振幅が速く減衰する性質がある。
つまり、音像が遠くにあればある程、高い周波数成分が
抑制されて音が聞こえることになる。距離感付加用フィ
ルタ１１ｂは、この性質を模擬していることになる。
ff- length' を受けて、乗算器１１ｂａが係数 coeff-
length' の乗算を行い、入力した原音に対して、この係
数 coeff- length' の値に応じた高周波成分の抑制を行
う。すなわち、前述のように距離lengthが大きくなる
と、係数 coeff- lengthの値が値α1 に近づき、入力原
音に対する高周波成分の抑制の程度が大きくなる。反対
に、距離lengthが小さくなると、係数 coeff- lengthの
値が値０に近づき、入力原音に対する高周波成分の抑制
の程度が小さくなる。一般に、空気中を音が伝播する場
合、周波数が高い程、振幅が速く減衰する性質がある。
つまり、音像が遠くにあればある程、高い周波数成分が
抑制されて音が聞こえることになる。距離感付加用フィ
ルタ１１ｂは、この性質を模擬していることになる。
【００５５】なお、乗算器１１ｂｂは、このフィルタが
ゲインを持ってしまうことを避けるために、値（１− c
oeff- length' ）を乗算している。距離感制御フィルタ
１１は１次のＩＩＲフィルタで十分であり、そのため、
少ないデータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の
距離感の制御を行うことが可能となる。
ゲインを持ってしまうことを避けるために、値（１− c
oeff- length' ）を乗算している。距離感制御フィルタ
１１は１次のＩＩＲフィルタで十分であり、そのため、
少ないデータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の
距離感の制御を行うことが可能となる。
【００５６】つぎに、移動感制御フィルタ係数計算部１
９の処理内容について説明する。移動感制御フィルタ係
数計算部１９には、距離計算部１８から距離lengthが送
られる。まず、今回送られた距離lengthと、前回送られ
た距離（length- old)との差、つまり音像の移動速度を
算出し、この移動速度の正負に従い、下記式（７ａ），
（７ｂ）に基づき、係数 coeff- moveを算出する。
９の処理内容について説明する。移動感制御フィルタ係
数計算部１９には、距離計算部１８から距離lengthが送
られる。まず、今回送られた距離lengthと、前回送られ
た距離（length- old)との差、つまり音像の移動速度を
算出し、この移動速度の正負に従い、下記式（７ａ），
（７ｂ）に基づき、係数 coeff- moveを算出する。
【００５７】
【数７】 (length- length - old )＞0 ならば coeff- move＝α2 * ［1.0-1/(1.0+β2*［length- length -old］)］ ・・・(7a) (length- length - old ) ＜0 ならば coeff- move＝−α2 *［1.0-1/(1.0+ β2*［length -old -length］) ］ ・・・(7b) ここで、α2 およびβ2 は定数であり、0.0 ＜α2 ＜1.
0, 0.0 ＜β2 である。
0, 0.0 ＜β2 である。
【００５８】これらの式では、移動速度（length- leng
th -old ）の絶対値が大きくなると、length- length-
old ＞0 ならば（音像が遠ざかっている場合）、係数 c
oeff - moveが値α2 に近づき、length- length- old ＜
0 ならば（音像が近づいている場合）、係数 coeff- mo
veが値（−α2 ）に近づき、また、移動速度（length-
length -old ）の絶対値が小さくなると係数 coeff- mo
veが値０に近づく。こうした係数 coeff- moveが移動感
制御フィルタ１２へ送られる。図５は移動感制御フィル
タ１２の内部構成を示す図である。移動感制御フィルタ
１２は、係数補間用フィルタ１２ａおよび移動感付加用
フィルタ１２ｂから構成される。係数補間用フィルタ１
２ａは１次のＩＩＲ形ローパスフィルタであり、移動感
付加用フィルタ１２ｂは、１次のＩＩＲ形ハイパスフィ
ルタまたはローパスフィルタである。移動感付加用フィ
ルタ１２ｂのＩＩＲ形フィルタは、与えられる係数の値
が正ならばローパスフィルタとして機能し、負ならばハ
イパスフィルタとして機能する。係数補間用フィルタ１
２ａは、係数 coeff- moveの急峻な変化を滑らかな変化
に変えるためのものである。すなわち、図４の係数補間
用フィルタ１１ａと同様に、移動感制御フィルタ係数計
算部１９から出力される係数 coeff- moveの値が、時間
的に不連続に変化することがあり得るので、係数補間用
フィルタ１２ａは、こうした係数 coeff- moveを受け取
って、ローパスフィルタ（乗算器１２ａａで乗算される
係数γ’の値が０＜γ’＜１．０）によってその値の変
化を滑らかにし、係数 coeff- move' を出力する。
th -old ）の絶対値が大きくなると、length- length-
old ＞0 ならば（音像が遠ざかっている場合）、係数 c
oeff - moveが値α2 に近づき、length- length- old ＜
0 ならば（音像が近づいている場合）、係数 coeff- mo
veが値（−α2 ）に近づき、また、移動速度（length-
length -old ）の絶対値が小さくなると係数 coeff- mo
veが値０に近づく。こうした係数 coeff- moveが移動感
制御フィルタ１２へ送られる。図５は移動感制御フィル
タ１２の内部構成を示す図である。移動感制御フィルタ
１２は、係数補間用フィルタ１２ａおよび移動感付加用
フィルタ１２ｂから構成される。係数補間用フィルタ１
２ａは１次のＩＩＲ形ローパスフィルタであり、移動感
付加用フィルタ１２ｂは、１次のＩＩＲ形ハイパスフィ
ルタまたはローパスフィルタである。移動感付加用フィ
ルタ１２ｂのＩＩＲ形フィルタは、与えられる係数の値
が正ならばローパスフィルタとして機能し、負ならばハ
イパスフィルタとして機能する。係数補間用フィルタ１
２ａは、係数 coeff- moveの急峻な変化を滑らかな変化
に変えるためのものである。すなわち、図４の係数補間
用フィルタ１１ａと同様に、移動感制御フィルタ係数計
算部１９から出力される係数 coeff- moveの値が、時間
的に不連続に変化することがあり得るので、係数補間用
フィルタ１２ａは、こうした係数 coeff- moveを受け取
って、ローパスフィルタ（乗算器１２ａａで乗算される
係数γ’の値が０＜γ’＜１．０）によってその値の変
化を滑らかにし、係数 coeff- move' を出力する。
【００５９】移動感付加用フィルタ１２ｂでは係数 coe
ff- move' を受けて、乗算器１２ｂａが係数 coeff- mo
ve' の乗算を行い、入力した原音に対して、この係数 c
oeff - move' の値に応じた高周波成分または低周波成分
の抑制を行う。すなわち、前述のように、移動速度（le
ngth- length -old ）の絶対値が大きくなり、しかもle
ngth- length- old ＞0 ならば（音像が遠ざかっている
場合）、係数 coeff-moveが値α2 に近づき、このとき
は、入力原音に対する高周波成分の抑制の程度が大きく
なる。また、移動速度（length- length -old ）の絶対
値が大きくなり、しかもlength- length- old ＜0 なら
ば（音像が近づいている場合）、係数 coeff- moveが値
（−α2 ）に近づき、このときは、入力した原音に対す
る低周波成分の抑制の程度が大きくなる。反対に、移動
速度（length- length -old ）の絶対値が小さくなる
と、係数 coeff- moveの値が値０に近づき、入力した原
音に対する高周波成分または低周波成分の抑制の程度が
小さくなる。言い換えれば、移動感付加用フィルタ１２
ｂは、音像が遠ざかっている場合には、高周波成分の抑
制を行い、しかもその抑制程度を、音像の移動速度が大
きい程大きくしている。反対に、音像が近づいている場
合には、低周波成分の抑制を行い、しかもその抑制程度
を、音像の移動速度が大きい程大きくしている。
ff- move' を受けて、乗算器１２ｂａが係数 coeff- mo
ve' の乗算を行い、入力した原音に対して、この係数 c
oeff - move' の値に応じた高周波成分または低周波成分
の抑制を行う。すなわち、前述のように、移動速度（le
ngth- length -old ）の絶対値が大きくなり、しかもle
ngth- length- old ＞0 ならば（音像が遠ざかっている
場合）、係数 coeff-moveが値α2 に近づき、このとき
は、入力原音に対する高周波成分の抑制の程度が大きく
なる。また、移動速度（length- length -old ）の絶対
値が大きくなり、しかもlength- length- old ＜0 なら
ば（音像が近づいている場合）、係数 coeff- moveが値
（−α2 ）に近づき、このときは、入力した原音に対す
る低周波成分の抑制の程度が大きくなる。反対に、移動
速度（length- length -old ）の絶対値が小さくなる
と、係数 coeff- moveの値が値０に近づき、入力した原
音に対する高周波成分または低周波成分の抑制の程度が
小さくなる。言い換えれば、移動感付加用フィルタ１２
ｂは、音像が遠ざかっている場合には、高周波成分の抑
制を行い、しかもその抑制程度を、音像の移動速度が大
きい程大きくしている。反対に、音像が近づいている場
合には、低周波成分の抑制を行い、しかもその抑制程度
を、音像の移動速度が大きい程大きくしている。
【００６０】一般に、音源が遠ざかるときには、対数表
示の音の周波数スペクトルが低域へシフトし、音源が近
づくときには、対数表示の音の周波数スペクトルが高域
へシフトする。移動感付加用フィルタ１２ｂは、この性
質を模擬していることになる。
示の音の周波数スペクトルが低域へシフトし、音源が近
づくときには、対数表示の音の周波数スペクトルが高域
へシフトする。移動感付加用フィルタ１２ｂは、この性
質を模擬していることになる。
【００６１】なお、乗算器１２ｂｂも、このフィルタが
ゲインを持ってしまうことを避けるために、値（１− c
oeff- move' ）を乗算している。移動感制御フィルタ１
２は１次のＩＩＲフィルタで十分であり、そのため、少
ないデータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の移
動感の制御を行うことが可能となる。
ゲインを持ってしまうことを避けるために、値（１− c
oeff- move' ）を乗算している。移動感制御フィルタ１
２は１次のＩＩＲフィルタで十分であり、そのため、少
ないデータ処理量および小さなメモリ容量で、音像の移
動感の制御を行うことが可能となる。
【００６２】なお、図１に示した強調手段１は図３に示
したフィルタ係数強調装置に対応し、図１に示した記憶
手段２は図２の係数記憶部２２に対応し、図１に示した
音像定位フィルタ３は図２の音像定位フィルタ１４に対
応し、図１に示した距離算出手段４は図２の距離計算部
１８に対応し、図１に示した係数値決定手段５は図２の
距離感制御フィルタ係数計算部１７に対応し、図１に示
したローパスフィルタ６は図２の距離感制御フィルタ１
１に対応し、図１に示した速度方向算出手段７は図２の
移動感制御フィルタ係数計算部１９に対応し、図１に示
した係数値決定手段８は図２の移動感制御フィルタ係数
計算部１９に対応し、図１に示したフィルタ９は図２の
移動感制御フィルタ１２に対応する。
したフィルタ係数強調装置に対応し、図１に示した記憶
手段２は図２の係数記憶部２２に対応し、図１に示した
音像定位フィルタ３は図２の音像定位フィルタ１４に対
応し、図１に示した距離算出手段４は図２の距離計算部
１８に対応し、図１に示した係数値決定手段５は図２の
距離感制御フィルタ係数計算部１７に対応し、図１に示
したローパスフィルタ６は図２の距離感制御フィルタ１
１に対応し、図１に示した速度方向算出手段７は図２の
移動感制御フィルタ係数計算部１９に対応し、図１に示
した係数値決定手段８は図２の移動感制御フィルタ係数
計算部１９に対応し、図１に示したフィルタ９は図２の
移動感制御フィルタ１２に対応する。
【００６３】つぎに、第２の実施の形態を説明する。第
２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の
構成と同じであるので、第２の実施の形態の説明では第
１の実施の形態の構成を流用し、異なる部分だけを以下
に説明する。
２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の
構成と同じであるので、第２の実施の形態の説明では第
１の実施の形態の構成を流用し、異なる部分だけを以下
に説明する。
【００６４】第２の実施の形態では、第１の実施の形態
のフィルタ係数強調装置のあとに、図１１に示すフィル
タ係数計算装置を付加する。また、図２に示したフィル
タ１４ａ，１４ｂの内部構成が異なる。
のフィルタ係数強調装置のあとに、図１１に示すフィル
タ係数計算装置を付加する。また、図２に示したフィル
タ１４ａ，１４ｂの内部構成が異なる。
【００６５】図１１は第２の実施の形態のフィルタ係数
計算装置を示す図である。このフィルタ係数計算装置
は、図３のフィルタ係数強調装置の出力である２つのイ
ンパルスレスポンスを個々に処理する装置である。図
中、線形予測解析部２８には、予め測定等により求めら
れた原音場における左右の耳に係る２つのインパルスレ
スポンスのうちのいずれか一方が入力される。線形予測
解析部２８は、インパルスレスポンスに対して自己相関
関数値の計算を行い、それを用いて線形予測係数bp1, b
p2, ・・bpm を算出する。線形予測係数の計算は、例え
ばLevinson-Durbin法を使用する。この算出された線形
予測係数bp1, bp2, ・・bpm は、インパルスレスポンス
の振幅スペクトルの極（山）を表すものである。
計算装置を示す図である。このフィルタ係数計算装置
は、図３のフィルタ係数強調装置の出力である２つのイ
ンパルスレスポンスを個々に処理する装置である。図
中、線形予測解析部２８には、予め測定等により求めら
れた原音場における左右の耳に係る２つのインパルスレ
スポンスのうちのいずれか一方が入力される。線形予測
解析部２８は、インパルスレスポンスに対して自己相関
関数値の計算を行い、それを用いて線形予測係数bp1, b
p2, ・・bpm を算出する。線形予測係数の計算は、例え
ばLevinson-Durbin法を使用する。この算出された線形
予測係数bp1, bp2, ・・bpm は、インパルスレスポンス
の振幅スペクトルの極（山）を表すものである。
【００６６】つぎに、ＩＩＲ形の合成フィルタ２９を用
意し、この合成フィルタ２９の係数に、線形予測解析部
２８により求められた線形予測係数bp1, bp2, ・・bpm
を設定する。そして、合成フィルタ２９にインパルスを
印加すると、合成フィルタ２９からは、極の特性を付加
されたインパルスレスポンスが出力される。このインパ
ルスレスポンスｘと、線形予測解析部２８に入力された
インパルスレスポンスａとを、誤差最小二乗法解析部３
０へ入力する。
意し、この合成フィルタ２９の係数に、線形予測解析部
２８により求められた線形予測係数bp1, bp2, ・・bpm
を設定する。そして、合成フィルタ２９にインパルスを
印加すると、合成フィルタ２９からは、極の特性を付加
されたインパルスレスポンスが出力される。このインパ
ルスレスポンスｘと、線形予測解析部２８に入力された
インパルスレスポンスａとを、誤差最小二乗法解析部３
０へ入力する。
【００６７】誤差最小二乗法解析部３０は、線形予測解
析部２８に入力されたインパルスレスポンスの振幅スペ
クトルの零点（谷）を表すＦＩＲフィルタの係数bz0, b
z1,・・bzk を算出するものである。
析部２８に入力されたインパルスレスポンスの振幅スペ
クトルの零点（谷）を表すＦＩＲフィルタの係数bz0, b
z1,・・bzk を算出するものである。
【００６８】インパルスレスポンスｘ（要素ｘ０，ｘ
１，・・ｘｑで表す。ただしｑ≧１）と、インパルスレ
スポンスａ（要素ａ０，ａ１，・・ａｑで表す）と、係
数bz0,bz1, ・・bzk との間には下記式（８）で示す関
係がある。
１，・・ｘｑで表す。ただしｑ≧１）と、インパルスレ
スポンスａ（要素ａ０，ａ１，・・ａｑで表す）と、係
数bz0,bz1, ・・bzk との間には下記式（８）で示す関
係がある。
【００６９】
【数８】
【００７０】この式（８）の左辺のインパルスレスポン
スｘの行列をＸ、係数bz0, bz1, ・・bzk のベクトルを
ｂ、右辺のベクトルをａとすると、式（８）は次のよう
になる。
スｘの行列をＸ、係数bz0, bz1, ・・bzk のベクトルを
ｂ、右辺のベクトルをａとすると、式（８）は次のよう
になる。
【００７１】
【数９】 ＸＢ＝ａ ・・・(9) 両辺にＸT を乗算して
【００７２】
【数１０】 ＸT Ｘｂ＝ＸT ａ ・・・(10) したがって、
【００７３】
【数１１】 ｂ＝（ＸT Ｘ）-1ＸT ａ ・・・(11) 誤差最小二乗法解析部３０では、上記式（１１）に基づ
き、係数bz0, bz1, ・・bzk を算出する。また、誤差最
小二乗法解析部３０で、最急降下法によって係数bz0, b
z1, ・・bzk を算出するようにしてもよい。
き、係数bz0, bz1, ・・bzk を算出する。また、誤差最
小二乗法解析部３０で、最急降下法によって係数bz0, b
z1, ・・bzk を算出するようにしてもよい。
【００７４】フィルタ係数計算装置は、図３のフィルタ
係数強調装置の出力である２つのインパルスレスポンス
のうちの残りの一方に対しても上記の処理を行い、線形
予測係数bp1, bp2, ・・bpm および係数bz0, bz1, ・・
bzk を算出する。
係数強調装置の出力である２つのインパルスレスポンス
のうちの残りの一方に対しても上記の処理を行い、線形
予測係数bp1, bp2, ・・bpm および係数bz0, bz1, ・・
bzk を算出する。
【００７５】図１２は、第１の実施の形態のフィルタ１
４ａ，１４ｂに代わってそれぞれに使用する、第２の実
施の形態のフィルタの内部構成を示す図である。両方と
も同一の構成であるので、一方のみを示す。
４ａ，１４ｂに代わってそれぞれに使用する、第２の実
施の形態のフィルタの内部構成を示す図である。両方と
も同一の構成であるので、一方のみを示す。
【００７６】すなわち、ＩＩＲ形のフィルタ３１とＦＩ
Ｒ形のフィルタ３２との直列回路からなり、フィルタ３
１の係数に、線形予測解析部２８で求められた線形予測
係数bp1, bp2, ・・bpm が設定され、フィルタ３２の係
数に、誤差最小二乗法解析部３０で求められた係数bz0,
bz1, ・・bzk が設定される。
Ｒ形のフィルタ３２との直列回路からなり、フィルタ３
１の係数に、線形予測解析部２８で求められた線形予測
係数bp1, bp2, ・・bpm が設定され、フィルタ３２の係
数に、誤差最小二乗法解析部３０で求められた係数bz0,
bz1, ・・bzk が設定される。
【００７７】以上のように、第１の実施の形態のフィル
タ１４ａ，１４ｂに代わって、図１２で示すフィルタを
それぞれ使用することにより、フィルタのタップ数を数
百〜数千から大幅に減少させることができる。なお、こ
の第２の実施の形態は、第１の実施の形態に、本願と同
一の出願人による特願平７−２３１７０５号の発明を組
み合わせたものとなる。
タ１４ａ，１４ｂに代わって、図１２で示すフィルタを
それぞれ使用することにより、フィルタのタップ数を数
百〜数千から大幅に減少させることができる。なお、こ
の第２の実施の形態は、第１の実施の形態に、本願と同
一の出願人による特願平７−２３１７０５号の発明を組
み合わせたものとなる。
【００７８】つぎに、第３の実施の形態を説明する。図
１３は、第３の実施の形態に係る立体音響処理装置の全
体構成図である。第３の実施の形態の構成は、基本的に
は第１の実施の形態の構成と同じであるので、同一構成
部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略す
る。
１３は、第３の実施の形態に係る立体音響処理装置の全
体構成図である。第３の実施の形態の構成は、基本的に
は第１の実施の形態の構成と同じであるので、同一構成
部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略す
る。
【００７９】第３の実施の形態では、再生音場において
スピーカ３３，３４を使用する。この場合、音像定位フ
ィルタ３６は２つのフィルタ３６ａ，３６ｂから構成さ
れ、それらの各伝達関数ＴL ，ＴR は下記式（１２
ａ），（１２ｂ）で表される。ただし、２つのスピーカ
３３，３４が聴取者３５に対して対称な位置にあるとす
る。
スピーカ３３，３４を使用する。この場合、音像定位フ
ィルタ３６は２つのフィルタ３６ａ，３６ｂから構成さ
れ、それらの各伝達関数ＴL ，ＴR は下記式（１２
ａ），（１２ｂ）で表される。ただし、２つのスピーカ
３３，３４が聴取者３５に対して対称な位置にあるとす
る。
【００８０】
【数１２】 ＴL ＝（ＳL ＬL −ＳR ＬR ）／（ＬL 2 −ＬR 2 ） ・・・（12a) ＴR ＝（ＳR ＬL −ＳL ＬR ）／（ＬL 2 −ＬR 2 ） ・・・（12b) ここで、ＳL ，ＳR は、第１の実施の形態と同様に、原
音場における音源から左右の耳の鼓膜までの各経路の音
響特性を表す頭部伝達関数である。また、ＬL，Ｌ
R は、Ｌｃｈスピーカ３３から聴取者３５の左右の耳の
鼓膜までの各経路の音響特性を表す頭部伝達関数であ
る。
音場における音源から左右の耳の鼓膜までの各経路の音
響特性を表す頭部伝達関数である。また、ＬL，Ｌ
R は、Ｌｃｈスピーカ３３から聴取者３５の左右の耳の
鼓膜までの各経路の音響特性を表す頭部伝達関数であ
る。
【００８１】伝達関数ＴL ，ＴR の中の頭部伝達関数Ｓ
L ，ＳR に対して、第１の実施の形態と同じフィルタ係
数強調装置で作成された係数群が、音像位置に応じて係
数記憶部２２から読み出されて設定される。
L ，ＳR に対して、第１の実施の形態と同じフィルタ係
数強調装置で作成された係数群が、音像位置に応じて係
数記憶部２２から読み出されて設定される。
【００８２】第３の実施の形態のような、スピーカ３
３，３４を使用した再生音場でも、フィルタ係数強調装
置で作成された係数群がフィルタ３６ａ，３６ｂに設定
されることにより、第１の実施の形態と同じように、音
像の前後の定位特性を向上させることができる。
３，３４を使用した再生音場でも、フィルタ係数強調装
置で作成された係数群がフィルタ３６ａ，３６ｂに設定
されることにより、第１の実施の形態と同じように、音
像の前後の定位特性を向上させることができる。
【００８３】また、第１〜３の実施の形態で、頭部伝達
関数の両耳間差の強調の程度を音像定位の位置によって
変えるようにしてもよい。例えば、図９のαMAX の値を
音像位置によって変化させればよい。
関数の両耳間差の強調の程度を音像定位の位置によって
変えるようにしてもよい。例えば、図９のαMAX の値を
音像位置によって変化させればよい。
【００８４】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、強調手
段が、原音場における両耳に至る経路のインパルスレス
ポンスの差を強調する。これにより、音像の前後の定位
特性を向上させることが可能となる。
段が、原音場における両耳に至る経路のインパルスレス
ポンスの差を強調する。これにより、音像の前後の定位
特性を向上させることが可能となる。
【００８５】また、係数値決定手段が、再生音場におけ
る聴取者と音像との距離に応じてローパスフィルタの係
数値を決定する。つまり、音像が遠くにあればある程、
高い周波数成分が抑制されて音が聞こえるので、これを
模擬するために、ローパスフィルタを使用するととも
に、音像から聴取者までの距離に応じて、ローパスフィ
ルタの高周波成分の抑制の度合いを変化させるようにす
る。ここで使用されるローパスフィルタは１次のＩＩＲ
フィルタで十分である。かくして、少ないデータ処理量
および小さなメモリ容量で、音像の距離感の制御を行う
ことが可能となる。
る聴取者と音像との距離に応じてローパスフィルタの係
数値を決定する。つまり、音像が遠くにあればある程、
高い周波数成分が抑制されて音が聞こえるので、これを
模擬するために、ローパスフィルタを使用するととも
に、音像から聴取者までの距離に応じて、ローパスフィ
ルタの高周波成分の抑制の度合いを変化させるようにす
る。ここで使用されるローパスフィルタは１次のＩＩＲ
フィルタで十分である。かくして、少ないデータ処理量
および小さなメモリ容量で、音像の距離感の制御を行う
ことが可能となる。
【００８６】さらにまた、係数値決定手段が、音像の移
動速度および移動方向に応じてフィルタの係数値を決定
する。音像が近づくときには、このフィルタをハイパス
フィルタとして使用して低い周波数成分を抑制し、音像
が遠ざかるときには、このフィルタをローパスフィルタ
として使用して高い周波数成分を抑制するようにする。
しかも、音像の移動速度が速くなる程、抑制の度合いを
深めるように、フィルタの係数値を決定する。ここで使
用されるフィルタは１次のＩＩＲフィルタで十分であ
る。かくして、少ないデータ処理量および小さなメモリ
容量で、音像の移動感の制御を行うことが可能となる。
動速度および移動方向に応じてフィルタの係数値を決定
する。音像が近づくときには、このフィルタをハイパス
フィルタとして使用して低い周波数成分を抑制し、音像
が遠ざかるときには、このフィルタをローパスフィルタ
として使用して高い周波数成分を抑制するようにする。
しかも、音像の移動速度が速くなる程、抑制の度合いを
深めるように、フィルタの係数値を決定する。ここで使
用されるフィルタは１次のＩＩＲフィルタで十分であ
る。かくして、少ないデータ処理量および小さなメモリ
容量で、音像の移動感の制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】第１の実施の形態に係る立体音響処理装置の全
体構成図である。
体構成図である。
【図３】係数記憶部に格納される複数の係数値群を作成
するためのフィルタ係数強調装置を示す図である。
するためのフィルタ係数強調装置を示す図である。
【図４】距離感制御フィルタの内部構成を示す図であ
る。
る。
【図５】移動感制御フィルタの内部構成を示す図であ
る。
る。
【図６】係数記憶部の内部のメモリ配置状態を示す図で
ある。
ある。
【図７】前方左６０°に音源がある場合の振幅スペクト
ルＡＬ（ω），ＡＲ（ω）を示す図である。
ルＡＬ（ω），ＡＲ（ω）を示す図である。
【図８】強調された第２の振幅スペクトルＡＬ2 ( ω）
を示す図である。
を示す図である。
【図９】角速度ωに応じて変化する値α（ω）を示す図
である。
である。
【図１０】変数α（ω）を使用した場合に得られる強調
後の第２の振幅スペクトルＡＬ2( ω）を示す図であ
る。
後の第２の振幅スペクトルＡＬ2( ω）を示す図であ
る。
【図１１】第２の実施の形態のフィルタ係数計算装置を
示す図である。
示す図である。
【図１２】原音場の音響特性を付加するための第２の実
施の形態のフィルタの内部構成を示す図である。
施の形態のフィルタの内部構成を示す図である。
【図１３】第３の実施の形態に係る立体音響処理装置の
全体構成図である。
全体構成図である。
【図１４】音源と聴取者とからなる原音場の一例を示す
図である。
図である。
【図１５】ヘッドホンを用いた再生音場の従来の一例を
示す図である。
示す図である。
【図１６】ＦＩＲ形フィルタの構成を示す図である。
【図１７】音声データを記憶するリングバッファを示す
図である。
図である。
【符号の説明】 １ 強調手段 ２ 記憶手段 ３ 音像定位フィルタ ４ 距離算出手段 ５ 係数値決定手段 ６ ローパスフィルタ ７ 速度方向算出手段 ８ 係数値決定手段 ９ フィルタ
Claims (12)
- 【請求項１】 音像を定位させて立体的な音響効果を提
供する立体音響処理装置において、 原音場における音源から聴取者の左右の耳の鼓膜まで
の、インパルスレスポンスで示される２つの音響特性を
基に、これらの両特性の差を強調した２つのインパルス
レスポンスを作成する強調手段と、 音源の位置毎に、前記強調手段で作成された２つのイン
パルスレスポンスを基にして係数値群を決定して、音源
の位置毎に、当該決定された係数値群を記憶する記憶手
段と、 音像位置に応じて前記記憶手段から係数値群を読み出し
て、自己の各係数として設定して原音に原音場の音響特
性の付加を行うとともに、原音から再生音場の音響特性
の除去を行う音像定位フィルタと、 を有することを特徴とする立体音響処理装置。 - 【請求項２】 前記強調手段は、原音場における音源か
ら聴取者の左右の耳の鼓膜までの各経路に係る２つのイ
ンパルスレスポンスの各振幅スペクトルの差に応じた強
調を行うことを特徴とする請求項１記載の立体音響処理
装置。 - 【請求項３】 前記音像定位フィルタは、 前記強調手段で作成された２つのインパルスレスポンス
を基にして、線形予測解析を用いて決定された極を表す
線形予測係数値を係数とするＩＩＲフィルタと、誤差最
小二乗法を用いて決定された零点を表す係数値を係数と
するＦＩＲフィルタとの直列回路を含み、 当該直列回路により、原音に原音場の音響特性の付加を
行うことを特徴とする請求項１記載の立体音響処理装
置。 - 【請求項４】 再生音場における聴取者と音像との距離
を算出する距離算出手段と、 前記距離算出手段で算出された距離に応じて係数値を決
定する係数値決定手段と、 前記係数値決定手段で決定された係数値を係数とし、原
音の高い周波数成分を抑制するローパスフィルタと、 を更に有することを特徴とする請求項１記載の立体音響
処理装置。 - 【請求項５】 前記係数値決定手段は、前記距離算出手
段で算出された距離が長い程、前記ローパスフィルタに
よる高域抑制の程度が大きくなるように、前記係数値を
決定することを特徴とする請求項４記載の立体音響処理
装置。 - 【請求項６】 再生音場における聴取者と音像との距離
を算出する距離算出手段と、 前記距離算出手段で算出される距離の時間的変化を基
に、前記音像の移動速度および移動方向を算出する速度
方向算出手段と、 前記速度方向算出手段で算出された移動速度および移動
方向に応じて係数値を決定する係数値決定手段と、 前記係数値決定手段で決定された係数値を係数とし、原
音の低いまたは高い周波数成分を抑制するフィルタと、 を更に有することを特徴とする請求項１記載の立体音響
処理装置。 - 【請求項７】 前記係数値決定手段は、前記速度方向算
出手段で算出された移動方向が、音像が聴取者に近づく
方向である場合には、前記フィルタが原音の低い周波数
成分を抑制するように、前記係数値を決定することを特
徴とする請求項６記載の立体音響処理装置。 - 【請求項８】 前記係数値決定手段は、前記速度方向算
出手段で算出された移動方向が、音像が聴取者から遠ざ
かる方向である場合には、前記フィルタが原音の高い周
波数成分を抑制するように、前記係数値を決定すること
を特徴とする請求項６記載の立体音響処理装置。 - 【請求項９】 前記係数値決定手段は、前記速度方向算
出手段で算出された移動速度が速い程、前記フィルタに
よる抑制の程度を大きくすることを特徴とする請求項６
記載の立体音響処理装置。 - 【請求項１０】 音像を定位させて立体的な音響効果を
提供する立体音響処理装置において、 再生音場における聴取者と音像との距離を算出する距離
算出手段と、 前記距離算出手段で算出された距離に応じて係数値を決
定する係数値決定手段と、 前記係数値決定手段で決定された係数値を係数とし、原
音の高い周波数成分を抑制するローパスフィルタと、 を有することを特徴とする立体音響処理装置。 - 【請求項１１】 音像を定位させて立体的な音響効果を
提供する立体音響処理装置において、 再生音場における聴取者と音像との距離を算出する距離
算出手段と、 前記距離算出手段で算出される距離の時間的変化を基
に、前記音像の移動速度および移動方向を算出する速度
方向算出手段と、 前記速度方向算出手段で算出された移動速度および移動
方向に応じて係数値を決定する係数値決定手段と、 前記係数値決定手段で決定された係数値を係数とし、原
音の低いまたは高い周波数成分を抑制するフィルタと、 を有することを特徴とする立体音響処理装置。 - 【請求項１２】 音像を定位させて立体的な音響効果を
提供する立体音響処理装置において、 音源の位置毎に、所定の係数値群を記憶する記憶手段
と、 音像位置に応じて前記記憶手段から係数値群を読み出し
て、自己の各係数として設定して原音に原音場の音響特
性の付加を行うとともに、原音から再生音場の音響特性
の除去を行う音像定位フィルタと、 を有することを特徴とする立体音響処理装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22793396A JP3976360B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 立体音響処理装置 |
| US08/808,648 US5946400A (en) | 1996-08-29 | 1997-02-28 | Three-dimensional sound processing system |
| EP97103428A EP0827361A3 (en) | 1996-08-29 | 1997-03-03 | Three-dimensional sound processing system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22793396A JP3976360B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 立体音響処理装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070796A true JPH1070796A (ja) | 1998-03-10 |
| JP3976360B2 JP3976360B2 (ja) | 2007-09-19 |
Family
ID=16868564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22793396A Expired - Fee Related JP3976360B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 立体音響処理装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5946400A (ja) |
| EP (1) | EP0827361A3 (ja) |
| JP (1) | JP3976360B2 (ja) |
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