JPH11243598A - ディジタルフィルタ処理方法、ディジタルフィルタ装置、記録媒体、ｆｉｒフィルタ処理方法、および音像定位装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路規模を増大させることなく、高品位な音
像定位効果を得る。 【解決手段】 ＣＰＵ１は、座標命令Ｐに基づいて、Ｈ
ＲＴＦ係数データメモリＭ２からＨＲＴＦ係数データｈ
を読み出すとともに、フレーム単位で波形バッファメモ
リＭ１から波形データを読み出す。波形データとＨＲＴ
Ｆ係数データｈは、バス２を介して単純ＦＩＲ計算機３
にフレーム周期毎にバースト転送される。単純ＦＩＲ計
算機３は間歇的に波形データを処理する。このため、１
フレームのサンプル数をｆ、ＦＩＲフィルタのタップ数
をｋとすれば、１フレーム当たりｆ＋ｋ以上の波形デー
タが転送される。これにより、ｋ個以上の波形データを
隣接するフレームで重複して転送することができるの
で、波形データを連続的に処理することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルフィル
タ演算を複数サンプル毎に間歇的に行なうようにしたデ
ィジタルフィルタ処理方法及び装置に関し、また、この
フィルタ処理方法を用いて、音波形データに高品質な音
像定位効果を付与するのに好適な音像定位装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、臨場感に溢れる音響を実現するた
めに、各種の音像定位装置が開発されている。例えば、
映画や音楽コンサートなどを想定したシステムとして、
５．１チャンネル方式が規格化されている。この方式に
あっては、視聴者の前方に３チャンネルのスピーカを配
置するとともに、その後方に２チャンネルのスピーカを
配置し、音源の移動に応じて各スピーカから発音される
音量および位相が調整される。

【０００３】また、他の方式として、音源から左右の耳
までの頭部伝達関数ＨＲＴＦ（HeadRelated Trausfer F
unction）を、音源の座標と対応付けて予め測定してお
き、音源の座標が変化するのに応じて、頭部伝達関数Ｈ
ＲＴＦの係数を動的に変化させる３次元サウンドポジシ
ョニングシステムが知られている。この３Ｄサウンドポ
ジショニングシステムにあっては、発音に用いるスピー
カやアンプが左右の耳に対応する２チャンネルで足りる
ので、システムを簡易に構成することができる。

【０００４】図７は、一般的な３次元サウンドポジショ
ニングシステムの機能ブロック図である。なお、この例
では３つの音源を用いている。図において、ＳＧ１〜Ｓ
Ｇ３は音源であって、波形データＷ１〜Ｗ３を各々生成
する。また、Ｆ１〜Ｆ３はＦＩＲ（有限インパルス応
答）フィルタであって、その特性は仮想音源から左右の
耳までの頭部伝達関数ＨＲＴＦを表している。ここで、
音源ＳＧ１〜ＳＧ３が仮想的に移動したとすれば、その
座標によって、ＦＩＲフィルタＦ１〜Ｆ３の係数は、動
的に変更されるようになっている。

【０００５】また、Ａ１，Ａ２は加算器であって、ＦＩ
ＲフィルタＦ１〜Ｆ３からの各データを加算する。これ
により、Ｌ，Ｒチャンネルの波形データを各々得ること
ができる。ところで、加算器Ａ１，Ａ２から出力される
波形データは、左右の耳に直接入力されることを前提と
した頭部伝達関数ＨＲＴＦによって生成される。したが
って、ヘッドホンのように発音手段が左右の耳に近接し
ており、一方の発音手段からの発音が、片方の耳だけで
聞かれる場合は問題ないが、ＬチャンネルとＲチャンネ
ルのスピーカを視聴者の前方に設置すると、片方のスピ
ーカの発音によって、両方の耳に音が入力されてしまい
クロストークが生じる。クロストーク処理部Ｃは、クロ
ストークを聴感上なくすように予め補正されたＬチャン
ネル波形データＤＬとＲチャンネル波形データＤＲを生
成するために用いられる。なお、加算器Ａ１，Ａ２まで
の処理は各音別の処理であり、一方、クロストーク処理
は、各音に共通した処理である。

【０００６】次に、図８は、ＦＩＲフィルタＦ１のブロ
ック図である。この装置が、例えばパーソナルコンピュ
ータ内に設けられているとすると、ＦＩＲフィルタＦ１
は、図示せぬホストドライバとＰＣＩバス等で接続され
ており、積和算の演算を行うＤＳＰ１００と、ＤＳＰ１
００を制御するＣＰＵ２００、ＣＰＵ２００に接続され
る作業メモリ２１０、ＨＲＴＦ係数データｈを記憶した
ＨＲＴＦ係数データメモリ１１０から構成される。以上
の構成により、ホストドライバから座標命令Ｐがバスを
介してＦＩＲフィルタＦ１に転送されると、ＣＰＵ２０
０は、作業メモリ２１０を用いて、フィルタの各タップ
係数に相当するＨＲＴＦ係数データｈの記憶領域を指示
するアドレスを演算し、当該アドレスをＤＳＰ１００に
送る。この後、ＤＳＰ１００は、転送されたアドレスに
基づいて、ＨＲＴＦ係数データメモリ１１０からＨＲＴ
Ｆ係数データｈを読み出し、こＨＲＴＦ係数データｈと
波形データＷ１との間で積和算の演算を行って、処理済
波形データＷ１’を生成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、音源を定位
させる方向精度は、ＨＲＴＦ係数データｈのデータ量に
依存する。このため、臨場感に溢れる発音を行うべく、
音像定位の精度を向上させると、ＦＩＲフィルタＦ１の
内部に大容量のＨＲＴＦ係数データメモリ１１０を設け
る必要がある。

【０００８】また、従来のシステムにあっては、ホスト
ドライバから転送される座標命令Ｐを解釈して、ＨＲＴ
Ｆ係数データｈを選択する必要があるため、ＣＰＵ２０
０をコントローラとして、ＦＩＲフィルタＦ１の内部に
設ける必要があった。

【０００９】一方、ホストドライバ側には、パーソナル
コンピュータの全体を制御するＣＰＵや、大容量のメイ
ンメモリ等が設けられていることが多い。このため、従
来のシステムでは、ホストドライバ側の回路構成を有効
に活用することができず、ＦＩＲフィルタの回路規模が
大きくなってしまうといった問題があった。

【００１０】本発明は、上述の点に鑑みなされたもの
で、その目的の１つは、コンピュータのバスに接続され
て動作するディジタルフィルタ処理方法及び装置であっ
て、その回路規模を増大させることなく、かつ効率的に
動作させることができるディジタルフィルタ処理方法及
び装置を提供しようとするものである。本発明の別の目
的は、間歇的なディジタルフィルタ処理を行なうことに
よって、回路規模を増大させることなく、かつ、高品質
な音像定位制御を行なうことができる音像定位装置を提
供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため
に、本発明に係るディジタルフィルタ処理方法は、フィ
ルタされるべきディジタルデータの複数サンプルを、コ
ンピュータのバス介して、まとめて転送する第１ステッ
プと、転送されてきた複数サンプルのディジタルデータ
に対して、所定のサンプリング周期よりも速い処理レー
トで、所定のフィルタ関数に従うフィルタ処理を施す第
２ステップと、フィルタ処理されたディジタルデータを
バッファし、前記所定のサンプリング周期に従って出力
する第３ステップとを具備している。

【００１２】フィルタされるべきディジタルデータの複
数サンプルをコンピュータのバスを介してまとめて転送
するので、コンピュータの側では、所定のサンプリング
周期に同期してディジタルデータを送り出す必要がな
く、時間的に拘束されない。従って、コンピュータ及び
そのバスを他の用途にも効率的に使用することができ
る。また、第２ステップにおけるフィルタ処理は、所定
のサンプリング周期よりも速い処理レートで、所定のフ
ィルタ関数に従うフィルタ演算処理を行なうので、例え
ば複数ｆ個のサンプル数のディジタルデータに対するフ
ィルタ処理を行なうために、通常必要とされるｆサンプ
リング周期分の時間をかけることなく、素早くフィルタ
演算が行なわれる。かくして、第１ステップでは、複数
サンプルからなるディジタルデータのかたまり毎に、フ
ィルタされるべきディジタルデータの複数サンプルをコ
ンピュータのバスを介して間歇的に転送することがで
き、これに伴い、第２ステップでは、複数サンプルから
なるディジタルデータの各かたまり毎に、間歇的にフィ
ルタ演算処理を行なうことができる。フィルタ演算処理
済みのデータは、第３ステップで次々にバッファ記憶さ
れ、所定のサンプリング周期に従って出力することで、
所定のサンプリング周期に従う通常のフィルタ演算処理
済みデータを得ることができる。

【００１３】第２ステップでは、間歇的なフィルタ演算
を行なうが故に、１チャンネルについてのフィルタ演算
のみならず、複数チャンネルについてのフィルタ演算を
それぞれ空き時間を利用して行なうことができ、回路規
模を大きくすることなく、多くのチャンネルについての
それぞれ独立のフィルタ演算処理を行なうことができ
る。

【００１４】前記第１ステップでは、フィルタされるべ
き一連のディジタルデータを複数の区間に分割し、各区
間毎の複数サンプル（例えばｆ個）からなるディジタル
データブロックを、間歇的に転送するものであり、１区
間分のディジタルデータを転送するときにそれに隣接す
る区間に属するディジタルデータの一部（例えばｎ個の
サンプル）を併せて転送することで、１区間分のサンプ
ル数（ｆ個）よりも多いサンプル数（ｆ＋ｎ個）からな
る時系列的なディジタルデータを転送する。これによ
り、前記第２ステップでは、１区間分のサンプル数より
も多いサンプル数からなる時系列的なディジタルデータ
を使用して、前記所定のフィルタ関数に従うフィルタ処
理を施すことで、少なくとも１区間分のサンプル数（ｆ
個）に相当するフィルタ処理済みデータを得る。こうし
て、間歇的なフィルタ演算処理を実行ならしめることが
できる。すなわち、通常、１組のフィルタ係数の数がｋ
個であるとすると、ｋ−１個の単位遅延を含む、いわゆ
るｋ−１次のフィルタ演算を行なうこととなり、k個分
の係数の積和により、１サンプル分のフィルタ処理済み
データを得る。よって、ｆサンプル分のフィルタ処理済
みデータを得るためには、フィルタされるべき時系列的
なディジタルデータは少なくともｆ＋ｋ個のサンプル分
入力されるべきである。しかして、上記で、余分に転送
される隣接区間のデータのサンプル数ｎを、ｎ≧ｋとす
ることで、少なくとも１区間分のサンプル数（ｆ個）に
相当するフィルタ処理済みデータを得ることができる。
余分に転送された隣接区間のデータのサンプル数ｎは、
次に当該区間についてのフィルタ演算処理を行なうとき
にも使用されるものである。そのために、第２ステップ
の段階でこれを適宜保存しておいてもよいが、そうせず
に、次に当該区間についての第１ステップでの転送処理
に際して、再送するようにするとよい。第２ステップの
フィルタ演算処理段階でこれを保存しておくことは、そ
の分のレジスタを必要とするので、回路規模を幾分大き
くしてしまうが、第１ステップでそのような再送処理を
行なうことは、コンピュータの処理として簡単に余分の
レジスタを必要とすることなく行なえる、という利点が
ある。

【００１５】前記第１ステップで転送される前記隣接す
る区間に属するディジタルデータの一部として、更に、
補間用の所定サンプル数（例えばｊ個）からなるディジ
タルデータが含まれていてよい。これにより、前記第２
ステップでは、１区間分のサンプル数と補間用の所定サ
ンプル数とを合計したサンプル数（例えばｆ＋ｊ個）か
らなるフィルタ処理済みデータを得る。そして、更に、
補間用の所定サンプル数（ｊ個）に相当するフィルタ処
理済みデータを次の区間のためにバッファする第４ステ
ップと、前の区間においてバッファされた補間用の所定
サンプル数（ｊ個）に相当するフィルタ処理済みデータ
と、今回の区間についての１区間分のサンプル数（ｆ
個）に相当するフィルタ処理済みデータとを用いて所定
の補間処理を行う第５ステップとを具備する。

【００１６】こうして、重複するｊ個のサンプル点につ
いて、前の区間で使用したフィルタ係数に従うフィルタ
演算結果と、今回の区間で使用したフィルタ係数に従う
フィルタ演算結果とが補間され、補間結果としてｊ個の
データが得られる。このｊ個の補間済みデータは、他の
ｋ−ｊ個のフィルタ済みデータと共に、合計ｋサンプル
分のフィルタ済み及び補間済みデータとして、第３ステ
ップを介して、出力される。これにより、前回の区間に
ついてのフィルタ演算で使用した係数組と今回の区間に
ついてのフィルタ演算で使用した係数組との内容が異な
っていても（つまり、フィルタ係数が時変動しても）、
両区間のフィルタ演算処理済みデータを補間によって滑
らかにつなげることができる。

【００１７】好ましくは、前記第１ステップでは、前記
フィルタ処理において使用される係数組をも前記コンピ
ュータのバスを介して転送するようにするとよい。前記
第２ステップでは、転送されてきた前記係数組を使用し
て前記フィルタ処理を施せばよい。これにより、第２ス
テップの側、つまりフィルタ演算用のプロセッサ（例え
ばＤＳＰ）の側において、複数組のフィルタ係数を予め
記憶しているメモリを準備しておく必要がなく、その回
路規模を大きくすることがない。例えば、フィルタ係数
を時変動させる場合は、大容量の係数メモリが必要であ
るが、必要な係数組のみをバスを介して転送する構成と
すれば、そのような大容量のメモリをフィルタ演算用の
プロセッサの側に設ける必要がなく、ホストコンピュー
タ側に設けておけばよいこととなる。また、フィルタ係
数を時変動させない場合でも、音像定位制御のように、
音像定位の座標位置を解析し、解析した座標位置に応じ
たフィルタ係数組を選択的に読み出すような処理を行な
う場合は、係数メモリをホストコンピュータ側に設けて
おけば、解析のための複雑なホストコンピュータ側で行
なうことが容易にでき、その点でも、フィルタ演算用の
プロセッサの側の構成を簡素化することができる。

【００１８】勿論、第２ステップにおけるフィルタ演算
処理のために使用する係数組は、フィルタ処理用のプロ
セッサの側においてメモリ等に記憶しておき、バスを介
して転送しなくてもよい場合もありうる。例えば、フィ
ルタ係数が時変動しない場合は、そのような係数は最低
１組記憶されていればよいのでそれほどのメモリ容量は
要求されないかもしれない。あるいは、音像定位のため
の複雑な座標解析が不要の場合は、そのような解析処理
が不要である。これらの場合、フィルタ演算処理のため
に使用する係数組を、フィルタ処理用のプロセッサの側
においてメモリ等に予め記憶しておくことができる。

【００１９】一実施例として、前記第１ステップは前記
コンピュータの汎用プロセッサ側のプログラムによって
実行し、前記第２及び第３ステップは前記バスに接続さ
れたフィルタ処理用プロセッサ側のプログラムによって
実行する。しかして、本発明は、高能力のホストコンピ
ュータをフィルタ処理のために無駄に拘束することがな
いので、その有効活用を図ることができると共に、フィ
ルタ処理用プロセッサの回路規模やソフトウェア規模を
大型化することなく、簡素化し、効率的にディジタルフ
ィルタ処理を行なわせることができる。

【００２０】別の観点に従えば、本発明に係る、コンピ
ュータのバスに接続されるディジタルフィルタ装置は、
前記バスを介して、所定の１フレーム期間における任意
の１又は複数の時点で、まとまった所定サンプル数のデ
ィジタルデータの転送を受けるインターフェース部と、
前記インターフェース部を介して受けたディジタルデー
タに対して所定のフィルタ演算処理を行なうフィルタ演
算部と、前記フィルタ演算部の出力をバッファし出力す
る出力部とを具備する。

【００２１】実施態様において、前記フィルタ演算部
は、所定のサンプリング周期とは非同期で、若しくは高
速で、フィルタ演算処理を行なう。一方、前記出力部
は、バッファしたフィルタ処理済みデータを所定のサン
プリング周期に同期して出力する。また、前記インター
フェース部では、前記１フレーム期間内の異なる時点
で、複数チャンネルのうちの個々のチャンネルについて
の所定サンプル数のディジタルデータの転送をそれぞれ
受け、前記フィルタ演算部では、各チャンネル毎のフィ
ルタ演算処理を前記１フレーム期間内で高速で行なう。
その場合、前記出力部では、各チャンネル毎のフィルタ
処理済みデータを同一サンプル時点毎に累算しつつバッ
ファする。更に、前記インターフェース部では、前記フ
ィルタ演算部において使用されるフィルタ係数組をも前
記コンピュータのバスを介して受取り、前記フィルタ演
算部では、受け取った前記フィルタ係数組を使用して前
記所定のフィルタ演算処理を行なう。

【００２２】本発明で提案するディジタルフィルタ処理
方法及び／又は装置は、ディジタル楽音信号の処理は勿
論のこと、汎ゆる分野で応用することができる。すなわ
ち、コンピュータに接続して効率的なフィルタ処理を行
なう方法及び／または装置として最適であり、コンピュ
ータの時間利用効率及びフィルタプロセッサ側の回路規
模の縮小の両面で、優れた効果を発揮する。なお、本発
明で、コンピュータとは、必ずしも、パーソナルコンピ
ュータや大型のホストコンピュータなどスタンドアロン
タイプのコンピュータ装置・機器・設備のみを示すので
はなく、各種応用装置・機器・設備の中に組み込まれた
ＣＰＵ等を主要構成要素とするマイクロコンピュータデ
バイスやチップをも包含する、広義の意味で使用する。
例えば、電子ゲーム装置や特定の応用装置・機器あるい
は或る種のマルチメディア機器などの中にマイクロコン
ピュータデバイスが組み込まれていて、そのバスにフィ
ルタ処理用のプロセッサ（例えばＤＳＰ）が接続され
る、といったような形態も、本発明の範囲に含まれる。

【００２３】例えば、本発明を音像定位制御に応用する
ことで、回路規模を増大させることなく、高品質な音像
定位効果を楽音信号に付与することができるようにな
る。すなわち、本発明に係る音像定位装置は、波形デー
タをｆサンプル毎のフレームに分割し、フレーム単位で
間歇的に音像の定位効果を前記波形データに付与する音
像定位装置であって、発音の位置情報に対応する係数デ
ータを予め格納した第１の記憶部と、前記波形データを
記憶した第２の記憶部と、前記係数データと前記波形デ
ータに基づいて、出力データを生成するｋタップのＦＩ
Ｒフィルタ演算部と、前記第１の記憶部、前記第２の記
憶部および前記ＦＩＲフィルタ演算部と接続され、バー
スト転送に対応するバスと、現在のフレームの前記位置
情報に対応するｋ個の前記係数データを前記第１の記憶
部から読み出し、隣接フレーム間でｋ個以上の前記波形
データが重なるように前記第２記憶部からｆ＋ｋ個以上
の前記波型データをフレーム単位毎に読み出し、読み出
された前記係数データと前記波形データを、前記バスを
介して前記ＦＩＲフィルタ演算部にバースト転送するよ
うに制御する制御部とを備えたことを特徴とする。ここ
で、前記制御部は、音原の移動が聴感上検知できないよ
うな短い周期で前記バースト転送を行うように制御して
よい。また、前記位置情報は、前記フレームの中央付近
のタイミングにおける発音の位置を示すものであってよ
い。

【００２４】この発明は、方法発明として構成し、実施
することができるのみならず、装置発明として構成し、
実施することもできる。また、この発明は、コンピュー
タプログラムまたはＤＳＰ等のためのマイクロプログラ
ムの形態で実施することができるし、そのようなコンピ
ュータプログラムまたはマイクロプログラムを記憶した
記録媒体の形態で実施することもできる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる音像定位装
置の一実施形態である３次元サウンドポジショニングシ
ステムのブロック図である。１はＣＰＵであって、装置
全体を制御する。また、ＭはＣＰＵ１に接続されている
当該システムのメインメモリであって、例えば、ＥＤＯ
ＤＲＡＭ（Extended Data Out DRAM）等によって構成
される。また、メインメモリＭのある記憶領域は、波形
バッファメモリＭ１やＨＲＴＦ係数データメモリＭ２と
して機能する。また、メインメモリＭの他の記憶領域に
は、ドライバプログラムやアプリケーションプログラム
が格納されており、これらのデータおよびプログラム
は、コンピュータシステムの起動時や特定の命令入力時
にハードディスク等の２次記憶装置から読み出され、メ
インメモリＭに格納されようになっている。

【００２６】また、波形バッファメモリＭ１には、複数
の音源によって生成された各波形データＷが記憶され
る。この波形データＷのサンプリングレートは、例えば
４８ＫＨｚである。ＨＲＴＦ係数データメモリＭ２に
は、音源の座標を指定する座標命令Ｐに対応づけられて
ＨＲＴＦ係数データｈが格納されており、ＣＰＵ１の読
出命令に従って、座標命令Ｐに対応するＨＲＴＦ係数デ
ータｈが読み出されるようになっている。

【００２７】このように波形バッファメモリＭ１とＨＲ
ＴＦ係数データメモリＭ２とは、当該システムのメイン
メモリＭの一部として構成される。したがって、このシ
ステムでは、波形データＷやＨＲＴＦ係数データｈを記
憶するために特別なメモリをディジタルフィルタ計算機
３の側に予め設けておく必要がない。

【００２８】ここで、波形データＷの一例を図２に示
す。この例にあっては、連続する波形データＷをｆサン
プルのフレームに分割し、フレーム単位で効果付与処理
を行なっている。なお、サンプリングレートを４８ＫＨ
ｚとし、１フレームを２５６サンプルで構成するとすれ
ば、１フレーム期間は、図示するように略５．３ｍｓと
なる。

【００２９】次に、２は高速のデータ転送が可能なバス
であり、例えば、ＰＣＩバスを用いるのが好適である。
ＰＣＩバスは、データ／アドレスとも３２ビット幅（あ
るいは６４ビット幅）の転送となっている。また、ＰＣ
Ｉバスの動作クロックは３３ＭＨｚであり、理論上の最
高データ転送速度は１３２Ｍバイト／秒（あるいは２６
４Ｍバイト／秒）である。さらに、サポートしているバ
スマスタ機能では、汎用ＤＭＡコントローラを使用しな
い高速なＤＭＡやＣＰＵにかかる負荷の軽減を実現する
ことができる。

【００３０】また、ＰＣＩバスは、ＩＳＡバスではサポ
ートされていないバースト転送モードを備えている。バ
ースト転送モードとは、1回のアドレス指定で複数のデ
ータをまとめて連続的に転送するモードであり、このバ
ースト転送モードを利用することにより、後述のバース
ト転送モードを備えたＤＲＡＭ（Dynamic RAM）からの
連続データの読み出しを高速化することができる。さら
に、ＰＣＩバスには、バスに接続するためのインタフェ
ースを安価に製造できるという利点もある。以上がＰＣ
Ｉバスを用いる理由であり、このような特性を有するの
であれば、ＰＣＩバス以外の拡張バスを用いてもよい。

【００３１】次に、３はバス２に接続されるディジタル
フィルタ計算機であって、積和算の高速演算を行うもの
で、例えば、単純ＦＩＲフィルタ演算を行う。このディ
ジタルフィルタ計算機３は、ＤＳＰ（Digital Signal P
rocessor）によって構成される。ディジタルフィルタ計
算機３の機能ブロックを図３に示す。図３に示されたデ
ィジタルフィルタ計算機３において、バスインターフェ
ース３０１を介してバス２との間でデータのやりとりを
行なう。ウェーブ入力バッファ３０２は、バス２を介し
てバースト転送されてくるデータのうち、一転送単位分
の波形サンプルデータ（例えば、ｆ＋ｋ＋ｊ個のサンプ
ル数からなる）をバッファ記憶する。係数入力バッファ
３０３は、バス２を介してバースト転送されてくるデー
タのうち、一転送単位分のフィルタ係数データ（例え
ば、ｋ個の係数データ）をバッファ記憶する。制御部３
０４は。ディジタルフィルタ計算機３における各部間の
データのやりとりの制御及びその他の制御を行うなもの
で、ウェーブ入力バッファ３０２及び係数入力バッファ
３０３にバッファ記憶したデータをフィルタ演算部３０
５に供給し、該供給した波形サンプルデータ及び係数デ
ータに基づき所定のアルゴリズムに従うフィルタ演算を
該フィルタ演算部３０５で高速で実行させる。

【００３２】図４は、フィルタ演算部３０５が実行する
フィルタ演算アルゴリズムの典型例を示す機能ブロック
図であり、単純ＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタ
演算を行う。この図において、３１1〜３１k-1は、Ｄフ
リップフロップであり、サンプルクロックに同期して、
動作するようになっている。また、３２0〜３２k-1は乗
算器であって、そこにはＨＲＴＦ係数データｈ0〜ｈk-1
がセットされるようになっており、波形データＷとの間
で乗算が行われる。３３は加算器であって、乗算器３２
0〜３２k-1の各出力データを加算する。以上の構成によ
り、タップ数ｋのＦＩＲフィルタが構成される。このＦ
ＩＲフィルタを左右それぞれに対応したＨＲＴＦ係数デ
ータに基づき２系統設けることによって、波形データＷ
に音響効果処理を施される。これにより、あたかも音源
が移動したような効果を波形データＷに付与して、立体
的な臨場感を演出することが可能となる。

【００３３】また、３４はクロスフェード処理部であ
り、加算器３３の出力データに対して、クロスフェード
処理を施す。クロスフェード処理については後述する。
クロスフェード処理部３４から出力されるフィルタ処理
済み（及びクロスフェード処理済み）のデータは、図３
に示されるダブルバッファからなる出力バッファ３０６
及び３０７の一方に累算的に取り込まれる。すなわち、
出力バッファ３０６及び３０７は、それぞれ１フレーム
分の波形データのサンプル数ｆに対応する数のアドレス
場所を有しており、各サンプル毎のフィルタ出力データ
を各アドレス場所に記憶する。ここで、ディジタルフィ
ルタ計算機３におけるフィルタ演算部３０５において
は、複数チャンネルについての１フレーム分のフィルタ
演算をそれぞれ独立にかつ高速で行なうようになってお
り、各チャンネルについての各サンプル毎のフィルタ出
力データを、ダブルバッファからなる出力バッファ３０
６及び３０７の一方における、対応する各アドレス場所
に足し込む（累算する）ようになっている。こうして、
全てのチャンネルについての１フレーム分の高速フィル
タ演算が終了したときには、書き込みモード中である出
力バッファ３０６及び３０７の一方における各アドレス
場所には、ｆサンプル数分の各チャンネルのフィルタ演
算結果を、同じサンプル時間同士で累算したものが蓄積
されたことになる。ダブルバッファからなる出力バッフ
ァ３０６及び３０７は、書き込みモードと読出モードが
１フレーム毎に交互に切り替わるように制御される。す
なわち、前回フレームの期間で書き込みモードであった
出力バッファ３０６及び３０７の一方は、今回フレーム
の期間では、読出モードとなり、ｆサンプル数分の各チ
ャンネルのフィルタ演算結果の累算データを、所定のサ
ンプリング周波数（例えば４８ｋＨｚ）に従って順次読
み出す。なお、左右２系統のフィルタ処理出力を生ずる
ために、ダブルバッファからなる出力バッファ３０６及
び３０７とは別に、もう１系統のダブルバッファからな
る出力バッファ３０８及び３０９が設けられる。フィル
タ演算部３０５は、左右２系統のフィルタ処理で共用す
るようにしてもよいし、別系統で設けてもよい。

【００３４】ここで、複数のチャンネルとは、それぞれ
で異なるフィルタ係数組を使用するチャンネル（いわば
フィルタ処理チャンネル）に相当する。例えば、３次元
サウンドポジショニングシステムで、３音源からの波形
データ（３チャンネルの波形データ）をそれぞれに対応
する頭部伝達関数ＨＲＴＦでフィルタ処理する場合、左
系統用に３チャンネル、右系統用に３チャンネル、のフ
ィルタ処理がそれぞれのＨＲＴＦ係数データを用いて行
なわれる。なお、各バッファ３０２，３０３，３０６〜
３０９は、それぞれ１チャンネルについての１フレーム
分のデータをバッファ記憶するのに必要なアドレス数だ
けあればよいので、全体として、極めて少容量で済む。
すなわち、複数チャンネル分のフィルタ処理を行なう場
合であっても、ディジタルフィルタ計算機３において
は、１フレーム時間内において各チャンネル毎に別々に
高速で（つまり出力サンプリング周波数よりも高速で）
フィルタ演算処理を行なうので、各入力バッファ３０
２，３０３は、そのときの１フレーム分のフィルタ演算
に必要な１チャンネル分のデータをバッファ記憶する容
量を有しているだけでよい。また、各出力バッファ３０
６〜３０９はそれぞれ１フレーム分のサンプル数（ｆ
個）のデータをバッファ記憶する容量を有しているだけ
でよい。

【００３５】ここで、メインメモリＭからディジタルフ
ィルタ計算機３に転送されるデータは、バス２を介して
間歇的に伝送される。図５（ａ）は、１音の処理に対応
するバースト転送の様子を示したものである。図に示す
ように１回のバースト転送において、ディジタルフィル
タ計算機３のタップ数ｋだけのＨＲＴＦ係数データｈ
と、ｋよりも多い所定サンプル数（ｆ＋ｋ＋ｊ個）の波
形データＷとがバス２を介してディジタルフィルタ計算
機３へ転送される。

【００３６】このように、本実施形態においては、バー
スト転送によってデータを転送しているので、音響効果
付与のためにバス２を常時占有することはない。また、
図５（ａ）に示す例は、１つの音源に対応する波形デー
タＷと１系統のＨＲＴＦ係数データｈ0〜ｈk-1とを転送
するものであったが、前述のように実際には１つの音源
に対して、波形データＷ（共通）と左右の耳に対応した
２系統のＨＲＴＦ係数データが転送される。さらに、バ
ス２はＰＣＩバスのように高速でデータ転送が可能であ
るから、複数の音に対して効果付与処理を行う場合に
は、転送データを時分割多重して転送することができ
る。これにより、複数の音源からの音に対して、音像定
位処理を行うことが可能となる。

【００３７】ところで、ＨＲＴＦ係数データｈ0〜ｈk-1
は、頭部伝達関数ＨＲＴＦによって定まるものであるか
ら、音源の移動に伴って連続的に変化する。したがっ
て、ＨＲＴＦ係数データｈ0〜ｈk-1の更新は、本来、１
サンプル周期毎に行うことが望ましい。しかし、１サン
プル周期毎の更新を行うには、短時間でＨＲＴＦ係数デ
ータｈ0〜ｈk-1をＨＲＴＦ係数データメモリＭ２から読
み出す必要があり、さらに読み出したデータをバス２を
介して転送する必要がある。この場合には、バス２を長
時間占有することになるので、ＨＲＴＦ係数データｈの
転送処理と他の処理との間でバス２の奪い合いが生じる
ことが多い。一方、人の聴覚には、短い時間間隔で音源
が不連続に移動したとしても、それを検知することがで
きず、音源が連続して移動したように感じられるといっ
た特性がある。換言すれば、人の耳は、ある程度の時間
をかけて音源が不連続に移動した場合に、不連続である
ことを始めて検知する。

【００３８】そこで、本実施形態においては、フィルタ
処理を一定の間隔（フレーム周期）に区切り、一定周期
内では頭部伝達関数ＨＲＴＦに変化がないものとして取
り扱うことにより、データ転送に必要な係数の個数を低
減し、バス２の占有時間を減らしている。すなわち、頭
部伝達関数ＨＲＴＦの更新を、聴感上の変化が認められ
ない程度の時間間隔で行っている。この時間間隔として
は、略１０ｍｓ以下が望ましい。

【００３９】この例にあっては、ディジタルフィルタ計
算機３におけるＨＲＴＦ係数データｈ0〜ｈk-1の更新周
期を、バースト転送周期（すなわち、フレーム周期）と
一致させ、１０ｍｓ以下に設定している。例えば、サン
プリング周波数を４８ＫＨｚ、１フレームのサンプル数
を２５６サンプルに設定すると、更新周期は略５．３ｍ
ｓとなる。なお、音源が高速で移動する場合には、頭部
伝達関数ＨＲＴＦの変化が大きくなるため、音源の移動
が不連続となるように人の耳で感じられる場合も起こり
得る。このため、本実施形態にあっては、後述するクロ
スフェード処理を行って、人の耳で音源が連続的に移動
するように感じられるようにしている。

【００４０】次に、図面を参照しつつ、本実施形態の動
作を説明する。まず、バースト転送処理について説明す
ると、図５（ｂ）に示すとおり、ｎ番目のフレームにお
いて、ドライバ側からバス２を介して伝送する転送デー
タ群Ｆｎは次のようになる。 Ｆｎ＝（ｈn,0、ｈn,1、…ｈn,k-1、ｄf(n-1)、ｄf(n-
1)+1、…ｄfn-1+k+j） ただし、ｆは１フレーム当たりのサンプル数、また、ｊ
はオーバラップ数である。

【００４１】この図に示すように、転送データＦｎは、
ｋ個のＨＴＲＦ係数データｈn,0〜ｈn,k-1と、ｆ＋ｋ＋
ｊ個の波形データｄf(n-1)〜ｄfn-1+k+jとから構成され
ている。ここで、転送する波形データ数を、１フレーム
のサンプル数ｆより多いｆ＋ｋ＋ｊ個としたのは、以下
の理由による。まず、ＦＩＲフィルタ処理にあっては、
フィルタのタップ数ｋだけの波形データＷとＨＲＴＦ係
数データｈとの積和算によって、あるサンプルの出力デ
ータを生成する。したがって、１フレーム期間（ｆサン
プル）分の出力データを生成するためには、ｆ＋ｋ個の
波形データＷが必要となり、さらに、クロスフェード処
理のためのオーバーラップ処理のためにｊ個の波形デー
タが必要となるので、転送する波形データ数は、ｆ＋ｋ
＋ｊ個となるのである。すなわち、この例にあっては、
１フレーム期間のサンプル数ｆ以上の波形データＷを再
送することによって、単純ＦＩＲフィルタ計算機３にお
いて、間歇的な処理を可能としている。

【００４２】次に、演算部３０５におけるＦＩＲフィル
タ処理例を説明する。演算部３０５では、あるフレーム
において、１フレームのサンプル数ｆとオーバーラップ
処理のためのサンプル数ｊを加えたｆ＋ｊ個を処理す
る。ここで、ｎ番目のフレームにおける、図に示す加算
器の各出力データを要素とするベクトルをＸｎとする
と、ベクトルＸｎは以下の式で表される。 Ｘｎ＝（Ｈｎ・Ｄ[f(n-1):f(n-1)+k-1]、Ｈｎ・Ｄ[f(n-1)+1:f(n-1)+k]、… Ｈｎ・Ｄ[fn+j:fn-1+k+j]） ＝（ｘn,0、ｘn,1、…ｘn,f+j-1） ただし、「・」はベクトルの内積を表すものとする。

【００４３】ここで、サンプルの順番とデータとの関係
について定義する。ｎ番目のフレームにおける、タップ
数ｋのＨＲＴＦ係数データｈ0〜ｈk-1を、（ｈn,0、ｈ
n,1、ｈn,2、…ｈn,k-1）で表すものとし、各係数デー
タを要素とする係数ベクトルをＨｎで表すものとする
と、係数ベクトルＨｎは次の式で与えられるものとす
る。 Ｈｎ＝（ｈn,0、ｈn,1、ｈn,2、…ｈn,k-1）

【００４４】また、連続するサンプルの波形データを要
素とするベクトルＤを次式で定義するものとする。ただ
し、ｄ0、ｄ1、ｄ2、…ｄmは、各サンプルにおける波形
データである。 Ｄ＝（ｄ0、ｄ1、ｄ2、…ｄm）

【００４５】また、ａ番目の波形データｄaのみを要素
とするベクトルをＤ[a]で表すものとし、ａ番目からｂ
番目までの波形データｄa〜ｄbを要素とするベクトルを
Ｄ[a:b]で表すものとすると、Ｄ[a]とＤ[a:b]は、以下
に示す式で与えられるものとする。 Ｄ[a]＝ｄa Ｄ[a:b]＝（ｄa、ｄa+1、…ｄb）

【００４６】以上の定義を用いて、ベクトルＸｎを具体
的に考察する。まず、図５（ｂ）に示す転送データが、
ｈn,0から順に単純ＦＩＲフィルタ３に供給されると、
ＨＲＴＦ係数データｈn,0、ｈn,1、…ｈn,k-1が、図４
に示す乗算器３２0〜３２k-1に順にセットされる。この
後、ｋ個の波形データｄf(n-1)〜ｄf(n-1)+k-1とＨＲＴ
Ｆ係数データｈn,0、ｈn,1、…ｈn,k-1との間で、内積
が演算され出力データｘn,0が生成される。したがっ
て、ｘn,0は、次式で与えられる。 ｘn,0=ｈn,0 ｄf(n-1)＋ｈn,1 ｄf(n-1)+1＋…＋ｈn,k-
1ｄf(n-1)+k-1

【００４７】そして、次のサンプル周期においては、波
形データを１サンプルずらして、演算が行われ、次式で
示される出力データｘn,1が生成される。 ｘn,1=ｈn,0 ｄf(n-1)+1＋ｈn,1 ｄf(n-1)+2＋…＋ｈn,
k-1ｄf(n-1)+k 以下、同様に波形データを順にずらしながら演算するこ
とによって、加算器３３から出力データｘn,0〜ｘn,f+j
-1が出力される。

【００４８】次に、ディジタルフィルタ計算機３のクロ
スフェード処理部３４で行われるクロスフェード処理に
ついて説明する。図６は、クロスフェード処理を説明す
るための概念図である。上述した第ｎフレームの出力デ
ータｘn,0〜ｘn,f+j-1と、第ｎ＋１フレームの出力デー
タｘn+1,0〜ｘn+1,f+j-1とは、図６に示すように波形デ
ータｄf(n-1)〜ｄf(n+1)-1+k+jに基づいて生成される。
この図から判るように、波形データｄfn〜ｄfn-1+k+j
は、第ｎフレームと第ｎ＋１フレームに重複して使用さ
れる。この結果、ｊ個の出力データｘn,f〜ｘn,f+j-1と
出力データｘn+1,0〜ｘn+1,j-1とが、異なるＨＲＴＦ係
数データに従ってオーバーラップして生成される。

【００４９】これらの出力データｘn,f〜ｘn,f+j-1と出
力データｘn+1,0〜ｘn+1,j-1とに基づいて、第ｎフレー
ムと第ｎ＋１フレームとの間のクロスフェード処理が行
われる。ここで、第ｎ＋１フレームにおけるクロスフェ
ード処理部３４の出力データを要素とするベクトルをＹ
ｎとすると、Ｙｎ+1は、以下の式で与えられる。 Ｙｎ+1＝（（１−ａβ）Ｘｎ[f+a-1]＋aβＸｎ+1[a-
1]、Ｘｎ+1[j:f]） ただし、β＝１／ｊである。また、ａはオバーラップす
るデータの順番を表しており、ｊ以下の自然数である。

【００５０】例えば、ｊ＝４、ｆ＝２５６であるとすれ
ば、第ｎ＋１フレームのオーバーラップ部分に対応する
出力データｙn+1,0〜出力データｙn+1,j-1は、図６に示
すように以下の式で表すことができる。 第１番目（ａ＝１）；ｙn+1,0＝０．８ｘn,256＋０．２ｘn+1,0 第２番目（ａ＝２）；ｙn+1,1＝０．６ｘn,257＋０．４ｘn+1,1 第３番目（ａ＝３）；ｙn+1,2＝０．４ｘn,258＋０．６ｘn+1,2 第４番目（ａ＝４）；ｙn+1,4＝０．２ｘn,259＋０．８ｘn+1,3

【００５１】すなわち、オバーラップ部分のデータの順
番が進むにつれて、第ｎフレームの出力データの影響が
少なくなり、逆に、第ｎ＋１フレームの出力データの影
響が大きくなる。これにより、音源が高速に移動した場
合であっても、聴感上、音源が自然に移動したように感
じられるようにすることができる。なお、クロスフェー
ド処理のためにオーバーラップして生成されるデータの
うち、先行フレームのオーバーラップ分データ（例えば
第ｎフレームのｊ個の前記フィルタ出力データｘn,f〜
ｘn,f+j-1）は、次フレーム期間において行なうクロス
フェード演算で利用できるようにするため、適宜バッフ
ァ記憶しておくものとする。そのためのバッファ記憶領
域を、クロスフェード処理部３４の内部に有していても
よいし、（「チャンネル数×ｊ」のバッファ領域があれ
ばよい）、あるいは、バス２を介してメインメモリＭに
一旦転送してメインメモリＭ内でバッファ記憶してお
き、次フレーム期間で他のデータと共にフィルタ計算機
３の側へバースト転送するようにしてもよい。すなわ
ち、第ｎフレームのときに求めたクロスフェード処理用
（つまりオーバーラップ分）のフィルタ出力データｘ
n，f〜ｘn,f+j-1は、次の第ｎ＋１フレームまで適切に
バッファ記憶され、該第ｎ＋１フレームの先頭のｊ個の
フィルタ出力データｘn+1，0〜ｘn+1,j-1とクロスフェ
ード合成される。このクロスフェード結果が第ｎ＋１フ
レームの先頭のｊ個分のフィルタ処理済み（及びクロス
フェード処理済み）出力データとなり、それに後続する
ｆ−ｊ個のフィルタ出力データｘn+1,j〜ｘn+1,f-1と共
に、当該第ｎ＋１フレームについての合計ｆ個のフィル
タ処理済み（及びクロスフェード処理済み）出力データ
として、出力バッファ３０６（又は３０７）に送られ、
ｆ個の各アドレス場所に足し込まれる。

【００５２】以上、説明したように本実施形態によれ
ば、波形データＷを所定のサンプル数に分割したフレー
ム単位で、フィルタ処理を行うために、フィルタのタッ
プ数Ｋ以上の波形データを次のフレームで再送するよう
にしたので、バス２を介してディジタルフィルタ計算機
３にデータをバースト転送するにも拘わらず、連続した
波形データに対してフィルタ処理を行うことができる。

【００５３】また、ドライバ側で波形データＷとＨＲＴ
Ｆ係数データｈを記憶保持しておき、これを小分けして
必要に応じて各フレーム毎にバス２を介して転送するよ
うにしたので、ディジタルフィルタ計算機３側におい
て、すべての波形データＷと時変動するすべてのＨＲＴ
Ｆ係数データｈを保持するメモリを予め具備しておく必
要がない。さらに、ディジタルフィルタ計算機３側で
は、フィルタ処理に伴う、積和算を所定のタイミングで
実行する通常のフィルタ処理だけを行なえばよいので、
音像定位制御用の座標命令を解釈して実行する制御手段
を特別に設ける必要がない。このため、例えば、ディジ
タルフィルタ計算機３を音源装置として、コンピュータ
の拡張用ボードに収納する場合には、この音源装置つま
り拡張用ボードの構成を簡素化し、製造コストを大幅に
低減することができる。

【００５４】また、上述した実施形態にあっては、波形
データＷとＨＲＴＦ係数データｈをフレーム周期毎にバ
ースト転送し、同一フレーム内は、同一のＨＲＴＦ係数
データｈを用いてＦＩＲフィルタ処理を行った。この場
合、ＨＲＴＦ係数データｈはバースト転送周期で更新さ
れることになるので、理論上、音源はバースト転送周期
で不連続に移動したことになる。しかし、人の耳では、
音源がある程度の速度で不連続に移動しても、連続して
移動したように検知される。したがって、上述したよう
にバースト転送周期（フレーム周期）を、音源が通常の
速度で移動した場合に、連続して移動したように感じら
れるように短い周期に設定することにより、違和感のな
い音像定位を得ることができる。

【００５５】さらに、上述した実施形態にあっては、バ
ースト転送において、１フレーム分の波形データ（ｆ
個）およびＦＩＲフィルタ処理のための再送用の波形デ
ータ（ｋ個）に加えて、オバーラップ処理用の波形デー
タ（ｊ個）をバースト転送するようにしたので、ｊ個の
波形データについては、隣接するフレームにおいて異な
るＨＲＴＦ係数データを用いたＦＩＲフィルタ処理が行
われる。そして、フィルタ処理済のデータにクロスフェ
ードを施すようにしたので、人の耳では音源がより連続
して移動したように感じられる。これにより、音源が高
速で移動した場合であっても、連続して移動したように
感じさせることができる。

【００５６】以上、本発明に係わる実施形態を説明した
が、本発明は上述した実施形態に限定されるものではな
く、以下に述べる各種の変形が可能である。上述した実
施形態では、ＨＲＴＦ係数データｈをフレーム単位でバ
ースト転送するようにして、単純ＦＩＲフィルタ計算機
３におけるＨＲＴＦ係数データｈの更新を、フレーム周
期で行うようにした。この場合、あるフレームにおける
ＨＲＴＦ係数データｈは、当該フレーム期間中のいずれ
かのタイミングで生成されたものであれば、当該フレー
ムの代表値として取り扱うことができる。

【００５７】ところで、ＨＲＴＦ係数データｈは、音源
の座標Ｐに基づいて生成されるものであるから、正確に
は各サンプルタイミング毎に変化している。ここで、フ
レーム期間の中央付近のタイミングで、当該フレームを
代表するＨＲＴＦ係数データｈを生成すると、誤差を最
小にすることができ、音源が高速で移動した場合にも、
聴感上、音源の移動がより連続的であると感じさせるこ
とができる。したがって、ＨＲＴＦ係数データｈは、フ
レーム期間中央付近における音源の座標Ｐに基づいて生
成されたものであることが望ましい。

【００５８】また、上述した実施形態では、連続した波
形データＷに対して音像定位の処理を間歇的に行なうた
めに、ＦＩＲフィルタのタップ数（つまり１組の係数の
数）ｋに相当するサンプル数の波形データを再送するよ
うにしているが、本発明はこれに限定されるものではな
い。すなわち、本発明は、一般的なディジタルフィルタ
における新規な間歇的フィルタ処理方式を提案するもの
である。従って、ディジタルフィルタの使用目的や、処
理対象とするディジタルデータの種類を問わず、本発明
を適用することができる。また、この場合、フィルタ係
数を時変動させずに固定してもよい。そのような場合
は、フィルタ係数をバス２を介してバースト転送せず
に、ディジタル計算機３の側で予め記憶保持させておく
ようにしてもよい。また、ＦＩＲフィルタに限らず、Ｉ
ＩＲ（無限インパルス応答）フィルタにおいても本発明
を適用してもよい。

【００５９】要は、入力データをｆサンプル毎のフレー
ムに分割し、この入力データをｋタップの（つまり、ｋ
個の係数を使用する）フィルタに転送して、間歇的にＦ
ＩＲフィルタ処理を行う場合に、一のフレーム期間中に
入力データをｆ＋ｎサンプルだけフィルタに転送し、次
のフレーム期間中に一のフレームにおいて転送したｆ＋
ｎサンプルの入力データのうち、後半のｎサンプルの入
力データが重なるようにｎ＋ｆ個の入力データをフィル
タに転送し、ｎ≧ｋとなるように設定すればよい。この
場合には、フィルタへ、そのタップ数ｋ以上の入力デー
タ（ｎ個）が再送されることになるので、処理を連続し
たものにすることができる。

【００６０】また、上述した実施形態においては、クロ
スフェード処理部３４において、クロスフェード処理を
行ったが、この処理は必要に応じて適宜省略してもよ
い。あるいは、フィルタ演算部３０５の内部にクロスフ
ェード処理部３４を設けずに、外部に、つまり、出力バ
ッファ出力側にクロスフェード合成処理部（補間部）を
設けるようにしてもよい。その場合は、所定のサンプリ
ング周期に同期したタイミングでクロスフェード（補
間）演算が行なわれることになる。

【００６１】また、上述した実施形態において、フィル
タの処理単位であるフレーム期間は、一定のものとして
取り扱ったが、これを可変するようにしてもよい。例え
ば、同時に処理する音数が４個の場合には、１フレーム
を２５６サンプルで構成し、同時に処理する音数が２個
の場合には、１フレームを１２８サンプルで構成すると
いったように、音数に応じて、フレームを構成するサン
プル数を可変してもよい。この場合には、音数が少なく
なると、バースト転送周期が短くなるので、ＨＲＴＦ係
数データｈの更新間隔を短くすることができ、音像定位
の方向精度を向上させることができる。また、上記実施
例では、１フレーム分のデータを１回のバースト転送で
送信するようにしているが、１回に限らず、１フレーム
分のデータを数回に小分けして、それぞれ一括転送する
ようにしてもよい。また、上記実施例では、出力バッフ
ァ３０６〜３０９は、複数チャンネルについてのフィル
タ処理済みデータをサンプリング毎に累算してバッファ
記憶する構成であるが、これに限らず、各チャンネル別
に出力バッファを設け、累算処理を伴わずに、単純に１
チャンネルのフィルタ処理済みデータをバッファ記憶す
るようにしてもよい。また、ディジタルフィルタ計算機
３の出力バッファ３０６〜３０９からのデータの読み出
しは、必ずしも、所定のサンプリング周期に同期して行
なわなくてもよい。例えば、ディジタルフィルタ計算機
３の出力バッファ３０６〜３０９からフィルタ処理済み
のデータを高速読み出しして、別途出力装置または利用
装置に転送し、これらの出力装置または利用装置の側
で、最終的に所定のサンプリング周期に同期してデータ
が出力されるようになっていてもよい。

【００６２】また、上述した実施形態において、ディジ
タルフィルタ計算機３のタップ数（つまり、１組の係数
の数）ｋは固定のものとして説明したが、これを可変す
るようにしてもよい。例えば、音数が４音の場合には、
上述したようにタップ数ｋを９０に設定し、音数が１４
音の場合には、タップ数を２５に設定するといったよう
に、音数に応じて、タップ数ｋを可変してもよい。この
場合には、音数が少なくなると、ＦＩＲフィルタのタッ
プ数ｋが増加するため、頭部伝達関数ＨＲＴＦをより忠
実に再現するフィルタを構成することができる。一方、
音数が多くなった場合には、転送するデータ数を減らす
ことができるので、１音当たりのバス２の占有時間を減
少させて、バス２の奪い合いを回避することができる。

【００６３】

【発明の効果】上述したように本発明に係る発明特定事
項によれば、隣接するフレームで重複する入力データを
ディジタルフィルタに転送するようにしたので、ディジ
タルフィルタを間歇的に動作させることができる。ま
た、間歇的にディジタルフィルタ処理を行うことによっ
て、回路規模を増大させることなく、高品位な音像定位
効果を付与する音像定位装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる音像定位装置の一実施形態で
ある３Ｄサウンドポジショニングシステムのブロック図
である。

【図２】 同実施形態に係わる波形データの一例を示す
図である。

【図３】 同実施形態に係わるディジタルフィルタ計算
機の機能ブロック図である。

【図４】 同実施形態に係わるフィルタ演算部が実行す
るフィルタ演算アルゴリズムの典型例を示す機能ブロッ
ク図である。

【図５】 同実施形態において、１音の処理に対応する
バースト転送の様子を示した図である。

【図６】 同実施形態に係わるクロスフェード処理を説
明するための概念図である。

【図７】 一般的な３Ｄサウンドポジショニングシステ
ムの機能ブロック図である。

【図８】 図７に示すＦＩＲフィルタＦ１のブロック図
である。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ（制御部）、２…バス、３…ディジタルフィ
ルタ計算機（演算部）、３４…クロスフェード処理部、
Ｗ…波形データ（入力データ）、Ｍ１…波形バッファメ
モリ（第１の記憶部）、Ｍ２…ＨＲＴＦ係数データメモ
リ（第２の記憶部）、ｈ…ＨＲＴＦ係数データ（係数デ
ータ）、Ｐ…座標命令（位置情報）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｇ１０Ｈ 1/00 Ｇ１０Ｋ 15/00 Ｂ

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルタされるべきディジタルデータの
   複数サンプルを、コンピュータのバスを介して、まとめ
   て転送する第１ステップと、 転送されてきた複数サンプルのディジタルデータに対し
   て、所定のサンプリング周期よりも速い処理レートで、
   所定のフィルタ関数に従うフィルタ処理を施す第２ステ
   ップと、 フィルタ処理されたディジタルデータをバッファし、前
   記所定のサンプリング周期に従って出力する第３ステッ
   プと、 を具備するディジタルフィルタ処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のディジタルフィルタ処
   理方法において、 前記第１ステップでは、フィルタされるべき一連のディ
   ジタルデータを複数の区間に分割し、各区間毎の複数サ
   ンプルからなるディジタルデータブロックを、間歇的に
   転送するものであり、１区間分のディジタルデータを転
   送するときにそれに隣接する区間に属するディジタルデ
   ータの一部を併せて転送することで、１区間分のサンプ
   ル数よりも多いサンプル数からなる時系列的なディジタ
   ルデータを転送し、 これにより、前記第２ステップでは、１区間分のサンプ
   ル数よりも多いサンプル数からなる時系列的なディジタ
   ルデータを使用して、前記所定のフィルタ関数に従うフ
   ィルタ処理を施すことで、少なくとも１区間分のサンプ
   ル数に相当するフィルタ処理済みデータを得ることを特
   徴とするディジタルフィルタ処理方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のディジタルフィルタ処
   理方法において、 前記第１ステップで転送される前記隣接する区間に属す
   るディジタルデータの一部は、少なくとも前記所定のフ
   ィルタ関数において使用される係数の数に相当するサン
   プル数からなることを特徴とするディジタルフィルタ処
   理方法。。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のディジタルフィルタ処
   理方法において、 前記第１ステップで転送される前記隣接する区間に属す
   るディジタルデータの一部として、更に、補間用の所定
   サンプル数からなるディジタルデータが含まれ、 これにより、前記第２ステップでは、１区間分のサンプ
   ル数と補間用の所定サンプル数とを合計したサンプル数
   からなるフィルタ処理済みデータを得て、 更に、 補間用の所定サンプル数に相当するフィルタ処理済みデ
   ータを次の区間のためにバッファする第４ステップと、 前の区間においてバッファされた補間用の所定サンプル
   数に相当するフィルタ処理済みデータと、今回の区間に
   ついての１区間分のサンプル数に相当するフィルタ処理
   済みデータとを用いて所定の補間処理を行なう第５ステ
   ップとを具備し、 前記第３ステップでは、１区間分のサンプル数に相当す
   る前記補間処理済みのデータをバッファし、前記所定の
   サンプリング周期に従って出力することを特徴とするデ
   ィジタルフィルタ処理方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のディジタルフィルタ処
   理方法において、 前記第１ステップでは、前記１区間分のフィルタ処理の
   ために使用される係数組をも前記コンピュータのバスを
   介して転送し、 前記第２ステップでは、転送されてきた前記係数組を使
   用して前記フィルタ処理を施し、各区間毎に異なる係数
   組を使用して特性が時変動するフィルタ処理が可能であ
   ることを特徴とするディジタルフィルタ処理方法。
6. 【請求項６】 請求項２に記載のディジタルフィルタ処
   理方法において、 前記第１のステップでは、或る第１の区間に対応して当
   該第１の区間の１区間分のサンプル数ｆとその次の第２
   の区間の始まり部分の所定のサンプル数ｎとを合計した
   サンプル数ｆ＋ｎの時系列的ディジタルデータを転送
   し、次の第２の区間に対応して前記第１の区間で転送済
   みの該第２の区間の始まり部分の前記所定のサンプル数
   ｎのディジタルデータを再送すると共にそれに続くサン
   プル数ｆのディジタルデータを転送し、 ここで、前記ｎは、フィルタ処理において使用される１
   組の係数の数ｋに対して、ｎ≧ｋであることを特徴とす
   るディジタルフィルタ処理方法。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のディジタルフィルタ処
   理方法において、 前記第１ステップでは、前記フィルタ処理において使用
   される係数組をも前記コンピュータのバスを介して転送
   し、 前記第２ステップでは、転送されてきた前記係数組を使
   用して前記フィルタ処理を施すことを特徴とするディジ
   タルフィルタ処理方法。
8. 【請求項８】 請求項１に記載のディジタルフィルタ処
   理方法において、 前記第２ステップは、転送されてきた複数サンプルのデ
   ィジタルデータをバッファするステップを含み、バッフ
   ァしたディジタルデータに対して前記所定のフィルタ関
   数に従うフィルタ処理を施すことを特徴とするディジタ
   ルフィルタ処理方法。
9. 【請求項９】 フィルタされるべきディジタルデータを
   複数のブロックに分割し、各ブロック毎の複数サンプル
   のディジタルデータを、コンピュータのバスを介して、
   間歇的に転送する第１ステップと、 転送されてきた複数のサンプルのディジタルデータに対
   して、各ブロック毎に独特のフィルタ係数組を使用し
   て、所定のフィルタ処理を施す第２ステップであって、
   このフィルタ処理は、間歇的な各ブロック毎の前記ディ
   ジタルデータの転送に対応して、各ブロック毎に間歇的
   に行われることと、 フィルタ処理されたディジタルデータをバッファし、出
   力する第３ステップとを具備するディジタルフィルタ処
   理方法。
10. 【請求項１０】 フィルタされるべきディジタルデータ
    を複数のブロックに分割し、各ブロック毎の複数サンプ
    ルのディジタルデータを、コンピュータのバスを介し
    て、間歇的に転送する第１ステップであって、隣接する
    ブロックでは一部重複するサンプルｓのディジタルデー
    タが転送されることと、 転送されてきた複数サンプルのディジタルデータに対し
    て、各ブロック毎に独特のフィルタ係数組を使用して、
    所定のフィルタ処理を施す第２ステップであって、この
    フィルタ処理は、間歇的な各ブロック毎の前記ディジタ
    ルデータの転送に対応して、各ブロック毎に間歇的に行
    われることと、 前記第２ステップでフィルタ処理済みのデータを、少な
    くとも２つの隣接ブロック間で、クロスフェード合成す
    る第３ステップと、 クロスフェード合成されたフィルタ処理済みディジタル
    データをバッファし、出力する第４ステップとを具備す
    るディジタルフィルタ処理方法。
11. 【請求項１１】 フィルタされるべきディジタルデータ
    の複数サンプルを、コンピュータのバスを介して、まと
    めて転送する第１手段と、 転送されてきた複数サンプルのディジタルデータに対し
    て、所定のサンプリング周期よりも速い処理レートで、
    所定のフィルタ関数に従うフィルタ処理を施す第２手段
    と、 フィルタ処理されたディジタルデータをバッファし、前
    記所定のサンプリング周期に従って出力する第３手段と
    を具備するディジタルフィルタ装置。
12. 【請求項１２】 機械読み取り可能な記録媒体であっ
    て、プロセッサによって実行されるフィルタ処理のため
    のプログラムの命令群を内容としており、前記プログラ
    ムが、 フィルタされるべきディジタルデータの複数サンプル
    を、コンピュータのバスを介して、まとめて転送する第
    １ステップと、 転送されてきた複数サンプルのディジタルデータに対し
    て、所定のサンプリング周期よりも速い処理レートで、
    所定のフィルタ関数に従うフィルタ処理を施す第２ステ
    ップと、 フィルタ処理されたディジタルデータをバッファし出力
    する第３ステップとを具備する記録媒体。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の記録媒体におい
    て、 前記第１ステップは前記コンピュータの汎用プロセッサ
    側のプログラムによって実行し、 前記第２及び第３ステップは前記バスに接続されたフィ
    ルタ処理用プロセッサ側のプログラムによって実行する
    ことを特徴とする記録媒体。
14. 【請求項１４】 フィルタされるべきディジタルデータ
    を複数のブロックに分割し、各ブロック毎の複数サンプ
    ルのディジタルデータを、コンピュータのバスを介し
    て、間歇的に転送する第１手段と、 転送されてきた複数サンプルのディジタルデータに対し
    て、各ブロック毎に独特のフィルタ係数組を使用して、
    所定のフィルタ処理を施す第２手段であって、このフィ
    ルタ処理は、間歇的な各ブロック毎の前記ディジタルデ
    ータの転送に対応して、各ブロック毎に間歇的に行われ
    るものと、 フィルタ処理されたディジタルデータをバッファし、出
    力する第３手段とを具備するディジタルフィルタ装置。
15. 【請求項１５】 フィルタされるべきディジタルデータ
    を複数のブロックに分割し、各ブロック毎の複数サンプ
    ルのディジタルデータを、コンピュータのバスを介し
    て、間歇的に転送する第１手段であって、隣接するブロ
    ックでは一部重複するサンプルｓのディジタルデータが
    転送されるものと、 転送されてきた複数サンプルのディジタルデータに対し
    て、各ブロック毎に独特のフィルタ係数組を使用して、
    所定のフィルタ処理を施す第２手段であって、このフィ
    ルタ処理は、間歇的な各ブロック毎の前記ディジタルデ
    ータの転送に対応して、各ブロック毎に間歇的に行われ
    るものと、 前記第２手段でフィルタ処理済みのデータを、少なくと
    も２つの隣接ブロック間で、クロスフェード合成する第
    ３手段と、 クロスフェード合成されたフィルタ処理済みディジタル
    データをバッファし、出力する第４手段とを具備するデ
    ィジタルフィルタ装置。
16. 【請求項１６】 機械読み取り可能な記録媒体であっ
    て、プロセッサによって実行されるフィルタ処理のため
    のプログラムの命令群を内容としており、前記プログラ
    ムは、 フィルタされるべきディジタルデータを複数のブロック
    に分割し、各ブロック毎の複数サンプルのディジタルデ
    ータを、コンピュータのバスを介して、間歇的に転送す
    る第１ステップと、 転送されてきた複数サンプルのディジタルデータに対し
    て、各ブロック毎に独特のフィルタ係数組を使用して、
    所定のフィルタ処理を施す第２ステップであって、この
    フィルタ処理は、間歇的な各ブロック毎の前記ディジタ
    ルデータの転送に対応して、各ブロック毎に間歇的に行
    われることと、 フィルタ処理されたディジタルデータをバッファし、出
    力する第３ステップとを具備する記録媒体。
17. 【請求項１７】 機械読み取り可能な記録媒体であっ
    て、プロセッサによって実行されるフィルタ処理のため
    のプログラムの命令群を内容としており、前記プログラ
    ムは、 フィルタされるべきディジタルデータを複数のブロック
    に分割し、各ブロック毎の複数サンプルのディジタルデ
    ータを、コンピュータのバスを介して、間歇的に転送す
    る第１ステップであって、隣接するブロックでは一部重
    複するサンプルのディジタルデータが転送されること
    と、 転送されてきた複数サンプルのディジタルデータに対し
    て、各ブロック毎に独特のフィルタ係数組を使用して、
    所定のフィルタ処理を施す第２ステップであって、この
    フィルタ処理は、間歇的な各ブロック毎の前記ディジタ
    ルデータの転送に対応して、各ブロック毎に間歇的に行
    われることと、 前記第２ステップでフィルタ処理済みのデータを、少な
    くとも２つの隣接ブロック間で、クロスフェード合成す
    る第３ステップと、 クロスフェード合成されたフィルタ処理済みディジタル
    データをバッファし、出力する第４ステップと、 を具備する記録媒体。
18. 【請求項１８】 コンピュータのバスに接続されるディ
    ジタルフィルタ装置であって、 バスを介して、所定の１フレーム期間における任意の１
    又は複数の時点で、まとまった所定サンプル数のディジ
    タルデータの転送を受けるインターフェース部と、 前記インターフェース部を介して受けた前記ディジタル
    データに対して所定のフィルタ演算処理を行うフィルタ
    演算部と、 前記フィルタ演算部の出力をバッファし出力する出力部
    とを具備するディジタルフィルタ装置。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載されたディジタルフ
    ィルタ装置において、 前記フィルタ演算部は、所定のサンプリング周期とは非
    周期でフィルタ演算処理を行なうことを特徴とするディ
    ジタルフィルタ装置。
20. 【請求項２０】 請求項１８に記載されたディジタルフ
    ィルタ装置において、 前記フィルタ演算部は、所定のサンプリング周期よりも
    高速でフィルタ演算処理を行なうことを特徴とするディ
    ジタルフィルタ装置。
21. 【請求項２１】 請求項１８に記載されたディジタルフ
    ィルタ装置において、 前記出力部は、バッファしたフィルタ処理済みデータを
    所定のサンプリング周期に同期して出力することを特徴
    とするディジタルフィルタ装置。
22. 【請求項２２】 請求項１８に記載されたディジタルフ
    ィルタ装置において、 前記インターフェース部では、前記１フレーム期間内の
    異なる時点で、複数チャンネルのうちの個々のチャンネ
    ルについての所定サンプル数のディジタルデータの転送
    をそれぞれ受け、 前記フィルタ演算部では、各チャンネル毎のフィルタ演
    算処理を前記１フレーム期間内で高速で行なうことを特
    徴とするディジタルフィルタ装置。
23. 【請求項２３】 請求項２２に記載されたディジタルフ
    ィルタ装置において、 前記出力部では、各チャンネル毎のフィルタ処理済みデ
    ータを同一サンプル時点毎に累算しつつバッファするこ
    とを特徴とするディジタルフィルタ装置。
24. 【請求項２４】 請求項１８に記載されたディジタル装
    置において、 前記インターフェース部では、前記フィルタ演算部にお
    いて使用されるフィルタ係数組をも前記コンピュータの
    バスを介して受取り、 前記フィルタ演算部では、受け取った前記フィルタ係数
    組を使用して前記所定のフィルタ演算処理を行なうこと
    を特徴とするディジタルフィルタ装置。
25. 【請求項２５】 請求項１８に記載されたディジタルフ
    ィルタ装置において、 前記コンピュータは、フィルタされるべき一連のディジ
    タルデータを複数のフレームに分割し、各フレーム毎の
    複数サンプルからなるディジタルデータブロックを、間
    歇的に前記バスを介して前記インターフェース部に転送
    するものであり、１フレーム分のディジタルデータを転
    送するときにそれに隣接するフレームに属するディジタ
    ルデータの一部を併せて転送することで、１フレーム分
    のサンプル数よりも多いサンプル数からなる時系列的な
    ディジタルデータを転送し、 前記フィルタ演算部は、前記インターフェース部を介し
    て前記コンピュータから受理した１フレーム分のサンプ
    ル数よりも多いサンプル数からなる時系列的なディジタ
    ルデータを使用して、前記所定のフィルタ演算処理を施
    すことで、少なくとも１フレーム分のサンプル数に相当
    するフィルタ処理済みのデータを得ることを特徴とする
    ディジタルフィルタ装置。
26. 【請求項２６】 請求項１８に記載されたディジタルフ
    ィルタ装置において、 前記フィルタ演算部は、各フレーム毎の特有のフィルタ
    係数組を使用してフィルタ演算処理を行い、 前記フィルタ演算部から出力されるフィルタ演算処理済
    みのデータを少なくとも２つの隣接するフレームの間で
    補間する補間部を更に備えることを特徴とするディジタ
    ルフィルタ装置。
27. 【請求項２７】 機械読み取り可能な記録媒体であっ
    て、コンピュータのバスに接続されたプロセッサによっ
    て実行されるフィルタ処理のためのプログラムの命令群
    を内容としており、前記コンピュータは、前記バスを介
    して、所定の１フレーム期間における任意の１又は複数
    の時点で、まとまった所定サンプル数のディジタルデー
    タを転送するものであり、前記プログラムは、 前記コンピュータから前記バスを介して転送される前記
    ディジタルデータを受けるステップと、 受けた前記ディジタルデータに対して少なくとも１フレ
    ーム期間分の所定のフィルタ演算処理を行なうステップ
    であって、ここで、該フィルタ演算処理は前記バスから
    のディジタルデータ受理に応じて間歇的に行われること
    と、 前記フィルタ演算処理済みのデータをバッファし出力す
    るステップとを具備する記録媒体。
28. 【請求項２８】 入力データをｆサンプル毎のフレーム
    に分割し、フレーム単位毎に前記入力データをｋタップ
    のＦＩＲフィルタに転送して、間歇的にＦＩＲフィルタ
    処理を行うＦＩＲフィルタ処理方法であって、 一のフレーム期間中に、前記入力データをｆ＋ｎサンプ
    ルだけ前記ＦＩＲフィルタに転送してＦＩＲフィルタ処
    理を行なうステップと、 次のフレーム期間中に、前記一のフレームにおいて転送
    したｆ＋ｎサンプルの前記入力データのうち、後半のｎ
    サンプルの前記入力データが重なるようにｎ＋ｆ個の前
    記入力データを前記ＦＩＲフィルタに転送してＦＩＲフ
    ィルタ処理を行なうステップとを備え、 ｎ≧ｋであることを特徴とするＦＩＲフィルタ処理方
    法。
29. 【請求項２９】 波形データをｆサンプル毎のフレーム
    に分割し、フレーム単位で間歇的に音像の定位効果を前
    記波形データに付与する音像定位装置であって、 発音の位置情報に対応する係数データを予め格納した第
    １の記憶部と、 前記波形データを記憶した第２の記憶部と、 前記係数データと前記波形データに基づいて、出力デー
    タを生成するｋタップのＦＩＲフィルタ演算部と、 前記第１の記憶部、前記第２の記憶部および前記ＦＩＲ
    フィルタ演算部と接続され、バースト転送に対応するバ
    スと、 現在のフレームの前記位置情報に対応するｋ個の前記係
    数データを前記第１の記憶部から読み出し、隣接フレー
    ム間でｋ個以上の前記波形データが重なるように前記第
    ２の記憶部からｆ＋ｋ個以上の前記波形データをフレー
    ム単位毎に読み出し、読み出された前記係数データと前
    記波形データを、前記バスを介して前記ＦＩＲフィルタ
    演算部にバースト転送するように制御する制御部とを備
    えたことを特徴とする音像定位装置。
30. 【請求項３０】 前記制御部は、音源の移動が聴感上検
    知できないような短い周期で前記バースト転送を行うよ
    うに制御することを特徴とする請求項２に記載の音像定
    位装置。
31. 【請求項３１】 波形データをｆサンプル毎のフレーム
    に分割し、フレーム単位で間歇的に音像の定位効果を前
    記波形データに付与する音像定位装置であって、 発音の位置情報に対応する係数データを予め格納した第
    １の記憶部と、 前記波形データを記憶した第２の記憶部と、 前記係数データと前記波形データに基づいて、出力デー
    タを生成するｋタップのＦＩＲフィルタ演算部と、 前記第１の記憶部、前記第２の記憶部および前記演算部
    と接続され、バースト転送に対応するバスと、 現在のフレームの前記位置情報に対応するｋ個の前記係
    数データを前記第１の記憶部から読み出し、前記フレー
    ム単位毎にｆ＋ｋ＋ｊ個の前記波形データを前記第２の
    記憶部から読み出し、読み出された前記係数データと前
    記波形データを、前記バスを介して前記演算部にバース
    ト転送するように制御する制御部と、 前記ＦＩＲフィルタによって、一のフレームで生成され
    るｆ＋ｊ個の前記出力データと、次のフレームで生成さ
    れるｆ＋ｊ個の前記出力データのうち、オ−バーラップ
    するｊ個の前記各出力データ間でクロスフェード処理を
    行うクロスフェード処理部とを備えたことを特徴とする
    音像定位装置。
32. 【請求項３２】 前記位置情報は、前記フレームの中央
    付近のタイミングにおける発音の位置を示すものである
    ことを特徴とする請求項２乃至４のうちいずれか１項に
    記載の音像定位装置。