KR100956265B1

KR100956265B1 - 음성재생장치

Info

Publication number: KR100956265B1
Application number: KR1020030016773A
Authority: KR
Inventors: 야마다유지; 오키모토코유루
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2010-05-07
Also published as: JP3874099B2; KR20030076332A; JP2003274493A; US20030215104A1; US20060126871A1; US7162047B2; US7043036B2

Abstract

본 발명의 음성재생장치에서는, 제 1 및 제 2 필터가, 음성신호에, 청취자의 좌우 귀에 각각 우측 음원을 정위시키는 전달함수에 대응한 임펄스응답을 콘벌루션하고, 제 3 및 제 4 필터가, 음성신호에, 청취자의 좌우 귀에 각각 좌측 음원을 정위시키는 전달함수에 대응한 임펄스응답을 콘벌루션한다. 제 5 및 제 6 필터는, 음성신호로부터 저역성분을 추출하고, 제 7 및 제 8 필터는 또 다른 음성신호로부터 저역성분을 추출한다. 제 1, 제 3, 제 5 및 제 7 필터의 출력신호가 가산되고, 제 2, 제 4, 제 6 및 제 8 필터의 출력신호가 가산된다.

음성재생장치, 헤드폰, 디지털필터, 임펄스응답, 콘벌루션, 음성신호

Description

음성재생장치{AUDIO REPRODUCING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 음성재생장치의 제 1 예의 블록도,

도 2는 임펄스응답의 예를 나타낸 도면,

도 3은 임펄스응답의 콘벌루션용 디지털필터의 일례를 도시한 도면,

도 4는 임펄스응답의 콘벌루션용 디지털필터의 다른 예를 나타낸 도면,

도 5는 일반적인 청취실에서 실측되는 임펄스응답의 주파수특성의 일례를 도시한 도면,

도 6은 임펄스응답의 콘벌루션용 디지털필터의 차수를 제한한 경우의 임펄스응답의 주파수특성의 일례를 도시한 도면,

도 7은 로우패스필터의 주파수특성의 일례를 도시한 도면,

도 8은 로우패스필터에 의한 보정후의 디지털음성신호의 주파수특성의 일례를 도시한 도면,

도 9는 제 1 실시예에 따른 음성재생장치의 제 2 예의 블록도,

도 10은 제 1 실시예에 따른 음성재생장치의 제 3 예의 블록도,

도 11은 제 1 실시예에 따른 음성재생장치의 제 4 예의 블록도,

도 12는 제 2 실시예에 따른 음성재생장치의 제 1 예의 블록도,

도 13은 잔향부가회로의 일례의 블록도,

도 14는 잔향부가회로의 다른 예의 블록도,

도 15는 잔향부가회로의 주파수특성의 일례를 도시한 도면,

도 16은 제 2 실시예에 따른 음성재생장치의 제 2 예의 블록도,

도 17은 제 3 실시예에 따른 음성재생장치의 제 1 예의 블록도,

도 18은 도 17의 음성재생장치의 필터부의 주파수특성의 일례를 도시한 도면,

도 19는 도 17의 음성재생장치의 필터부의 다른 예의 블록도,

도 20은 제 3 실시예의 음성재생장치의 제 2 예의 블록도,

도 21은 청취자의 임의의 위치에 음상을 정위시키는 경우의 원리를 도시한 도면,

도 22는 청취자의 임의의 위치에 음상을 정위시키는 경우의 원리를 도시한 도면,

도 23은 청취자 주변의 임의의 위치에 음상을 정위시키는 경우의 원리를 도시한 도면,

도 24는 종래의 음성재생장치의 일례의 블록도,

도 25는 종래의 음성재생장치의 다른 예의 블록도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

3 : 헤드폰 3L, 3R : 음향변환기

12L, 12R : A/D 컨버터 13L, 13R : D/A 컨버터

14L, 14R : 음성증폭회로 21LL, 21LR, 21RL, 21RR : 디지털필터

22L, 22R, 34L, 34R : 가산회로 31L, 31R : 지연회로

33L, 33LR, 33RL, 33RR : 로우패스필터

본 발명은, 청취자 또는 청취자 주변의 임의의 위치에 음상을 정위(localization)시켜 헤드폰 또는 스피커에 의해서 음성을 재생하는 장치에 관한 것이다.

최근, 영화 등의 영상에 수반되는 음성으로서는, 다채널 음성신호가 대부분 사용되고, 영상이 표시되는 스크린이나 디스플레이의 양측 및 센터에 놓인 스피커 및 청취자의 후방 또는 양옆에 놓인 스피커 등에 의해서 재생되는 것을 상정하여 기록되어 있다. 이것에 의해서, 영상중인 음원과 실제로 들려오는 음상위치가 일치함과 동시에, 일반적인 범위를 갖는 음장을 얻을 수 있다.

그러나, 이러한 음성을 헤드폰에 의해서 재생하는 경우, 입력음성신호에 의한 음상은 청취자의 머리 속에 정위하여 영상위치와 음상정위위치가 일치하지 않고, 대단히 부자연스러운 음상정위가 됨과 동시에, 각 채널의 음성신호의 음상정위위치를 분리 독립시킬 수 없다.

음악 등의 다채널 음성만을 감상하는 경우도 마찬가지로, 헤드폰에 의해서 재생하는 경우에는, 스피커에 의해서 재생하는 경우와 달리, 재생된 음상이 머리 속에 정위하고, 다채널 음성신호의 음상정위위치가 분리되지 않고, 대단히 부자연스런 음장이 얻어진다.

따라서, 헤드폰에 의해서 음성을 재생하는 경우에, 청취자의 임의의 위치에 음상을 정위시켜 그 위치에 스피커가 배치되어 있는 경우와 동등한 음장을 얻을 수 있도록 하는 것이 생각되고 있다.

도 22는, 그 원리를 나타내고, 스테레오의 2채널의 음성을, 각각의 음상을 청취자의 임의의 위치, 예를 들면 청취자 전방 중앙면에 대하여 대칭하는 좌우의 위치에 정위시켜 헤드폰에 의해서 재생하는 경우이다.

이 경우, 미리, 정위시키는 음원5L 및 5R의 위치에 좌우의 스피커를 배치하고, 여기로부터 출력된 좌우의 음성을 청취자(1)의 좌우의 귀1L 및 1R의 위치에서 측정에 의해서 또는 계산에 의해서, 음원5L로부터 청취자(1)의 좌우의 귀1L 및 1R에 이르는 전달함수 HLL 및 HLR 및 음원5R로부터 청취자(1)의 좌우의 귀1L 및 1R에 이르는 전달함수 HRL 및 HRR를 구하여 놓는다.

도 24는, 도 22의 경우의 종래의 음성재생장치를 나타내며, 단자11L 및 11R로부터 얻어지는, 도 22의 음원5L 및 5R의 신호에 해당하는 좌우의 아날로그음성신호 Al 및 Ar이, A/D 컨버터12L 및 12R에서 디지털음성신호 Dl 및 Dr로 변환되며, 한쪽의 디지털음성신호 Dl이, 디지털필터21LL 및 21LR에 공급되고, 다른 쪽의 디지털음성신호Dr가, 디지털필터21RL 및 21RR에 공급된다.

디지털필터21LL 및 21LR은, 각각 디지털음성신호 Dl에, 상기 전달함수 HLL 및 HLR을 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하고, 디지털필터21RL 및 21RR은, 각각 디지털음성신호Dr에, 상기한 전달함수 HRL 및 HRR를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션한다.

그리고, 가산회로22L에서는 디지털필터21LL 및 21RL의 출력신호 DLL 및 DRL이 가산되며, 가산회로22R에서는 디지털필터21LR 및 21RR의 출력신호 DLR 및 DRR이 가산되고, 가산회로22L 및 22R의 출력 디지털음성신호 DL 및 DR이, D/A 컨버터13L 및 13R에서 아날로그음성신호로 변환되어, 그 2개의 경로의 아날로그음성신호가, 음성증폭회로14L 및 14R로 증폭되어 헤드폰(3)의 좌우의 음향변환기3L 및 3R에 공급된다.

따라서, 도 24의 음성재생장치에서는, 전달함수 HLL 및 HLR이, 디지털필터21LL 및 21LR 경로를 통해 실현되고, 전달함수 HRL 및 HRR이, 디지털필터21RL 및 21RR 경로를 통해 실현되며, 좌우의 입력음성신호 Dl 및 Dr에 의한 음상이 음원5L 및 5R의 위치에 정위한다.

한편, 스피커에 의해서 음성을 재생하는 경우에는, 스피커 레이아웃의 제약이 있고, 다채널 음성을 재생하는 다수의 스피커를 청취실에 설치할 수 있는 청취자는 한정된다.

이 때문에, 스피커에 의해서 음성을 재생하는 경우에, 적은 스피커로, 예를 들면 2개의 스피커로, 다채널의 입력음성신호에 의한 다수의 음상을, 청취자 주변의 임의의 위치에 정위시키는 것이 생각되고 있다.

도 23은, 그 원리를 나타내며, 청취자 전방의 중앙면에 대하여 대칭인 좌우 의 위치에 스피커6L 및 6R을 배치하고, 입력음성신호 SO의 음상을 청취자 주변의 임의의 위치, 예를 들면 음원(7)으로 나타낸 좌후방 위치에 정위시키는 경우이다.

이 경우, 음원(7)의 신호인 입력음성신호 SO와 스피커6L 및 6R의 구동신호 SL 및 SR과의 관계는,

SL=HL×SO (1)

SR=HR×SO (2)로 나타낸다.

HL 및 HR은, 각각 스피커6L로부터 청취자(1)의 좌우의 귀1L 및 1R에 이르는 전달함수 HLL 및 HLR, 스피커6R로부터 청취자(1)의 좌우의 귀1L 및 1R에 이르는 전달함수 HRL 및 HRR, 및 음원(7)으로부터 청취자(1)의 좌우의 귀1L 및 1R에 이르는 전달함수 HOL 및 HOR의 함수로서, 도 23의 식 1 및 식 2 중 신호 SO에 곱해지는 항으로 나타내는 전달함수로, 스피커6L, 6R 사이의 누화를 제거하도록 고려된 것이다. 전달함수 HLL, HLR, HRL, HRR, HOL, HOR은, 미리 실측 또는 계산에 의해서 구해 놓는다.

도 25는, 도 23의 경우의 종래의 음성재생장치를 나타내며, 단자(11)로 얻을 수 있는 아날로그음성신호 Ai가, A/D 컨버터(12)에서 디지털음성신호 Di로 변환되고, 그 디지털음성신호 Di가 디지털필터21L 및 21R에 공급된다.

디지털필터21L 및 21R은, 각각 디지털음성신호 Di에, 상기한 전달함수 HL 및 HR을 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션한다.

그리고, 디지털필터21L 및 21R의 출력의 디지털음성신호 DHL 및 DHR이, D/A 컨버터13L 및 13R에서 아날로그음성신호로 변환되고, 그 2개의 경로의 아날로그음 성신호가, 음성증폭회로14L 및 14R에서 증폭되어 상기한 스피커6L 및 6R에 공급된다.

따라서, 도 25의 음성재생장치에서는, 전달함수 HL 및 HR이, 디지털필터21L 및 21R의 경로를 통해 실현되어 입력음성신호 SO(Di)에 의한 음상이 음원(7)의 위치에 정위한다.

도 25는, 1채널의 음성신호의 음상을 하나의 음원위치에 정위시키는 경우이지만, 도 25에 도시된 것과 같은 2개의 디지털필터21L 및 21R로 이루어진 음상정위용 신호처리부를, 다채널의 음성신호에 대하여 설치함으로써, 2개의 스피커6L 및 6R에서 다채널의 음성신호에 의한 다수의 음상을 청취자 주변의 임의의 위치에 정위시킬 수 있다.

도 24 및 도 25의 종래의 음성재생장치에서는, 디지털필터21LL, 21LR, 21RL, 21RR 또는 21L, 21R은, 각각 전달함수 HLL, HLR, HRL, HRR 또는 HL, HR을 시간축상으로 변환한, 각각 도 2에 나타낸 것과 같은 임펄스응답을 콘벌루션하는 것이고, 예를 들면, 각각 도 3에 나타낸 것과 같은 FIR(Finite-Impulse-Response)필터로 구성된다.

즉, 이 경우, 입력음성신호 Di(Dl 또는 Dr)가, 그 샘플링주기 τ의 지연시간의, 다단 접속된 지연회로(51)에 의해서 순차로 지연되고, 각 승산회로(52)에서, 입력음성신호 Di(Dl 또는 Dr) 및 각 지연회로(51)의 출력신호에 함수가 곱해지고, 각 가산회로(53)에서, 각 승산회로(52)의 출력신호가 순차로 가산되어, 필터링 후의 출력음성신호 DHL(DLL 또는 DLR) 또는 DHR(DRL 또는 DRR)을 얻을 수 있다.

또한, 디지털필터21LL 및 21LR, 디지털필터21RL 및 21RR, 또는 디지털필터21L 및 21R은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 지연회로(51)가 공용되어, 한쪽의 디지털필터를 구성하는 승산회로(52) 및 가산회로(53)와, 다른 쪽의 디지털필터를 구성하는 승산회로(54) 및 가산회로(55)가 설치된 구성으로 할 수도 있다.

그러나, 이 경우, 각 채널의 입력음성신호에 대하여, 도 2와 같은 임펄스응답을 충분히 연장하지 않으면, 특히 수백 Hz 이하의 저역주파수에서의 재현성이 열화하여 저역에서 명료한 음상 정위감을 얻을 수 없게 된다.

임펄스응답의 콘벌루션용 디지털필터의 차수(탭수)를 많게 하면, 예를 들면, 도 3 또는 도 4와 같은 FIR 필터의 지연회로(51)의 단수를 많게 하면, 임펄스응답을 길게 할 수 있다.

그러나, 그렇게 하면, 음상 정위용 신호처리부를 하드웨어회로로 구성하는 경우에는, 회로규모가 방대해지고, 음상 정위용 신호처리부를 DSP(Digital Signal Processor)와 같이 소프트웨어(프로그램)를 포함하여 구성하는 경우에는, 연산량이 막대해지는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 음상 정위용 신호처리부의 회로규모나 연산량을 억제하여도, 청취자 또는 청취자 주변의 임의의 위치에 명료하게 음상을 정위시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 국면에 따른 음성재생장치는, 입력음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 왼쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 1 필터수단과, 상기 입력음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 오른쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 2 필터수단과, 상기 입력음성신호의 저역성분을 추출하는 제 3 필터수단과, 상기 제 1 필터수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 1 출력음성신호를 얻는 제 1 가산수단과, 상기 제 2 필터수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 2 출력음성신호를 얻는 제 2 가산수단을 구비한다.

상기한 바와 같이 구성한 본 발명의 음성재생장치에서는, 제 3 필터수단의 출력신호인 입력음성신호의 저역성분이, 각각 제 1 및 제 2 필터수단의 출력신호에 가산됨으로써, 제 1 및 제 2 필터수단에 의한 임펄스응답의 주파수특성에서 저역주파수에서의 레벨차가 근소하게 되고, 저역에서 명료한 음상 정위감을 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 다른 국면에 따른 음성재생장치는, 입력음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 왼쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 1 필터수단과, 상기 제 1 필터수단의 출력신호에 대해 잔향부가 처리를 하는 제 1 잔향부가수단과, 상기 입력음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 오른쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변 환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 2 필터수단과, 상기 제 2 필터수단의 출력신호에 대해 잔향부가 처리를 하는 제 2 잔향부가수단과, 상기 입력음성신호의 저역성분을 추출하는 제 3 필터수단과, 상기 제 1 잔향부가수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 1 출력음성신호를 얻는 제 1 가산수단과, 상기 제 2 잔향부가수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 2 출력음성신호를 얻는 제 2 가산수단을 구비한다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 음성재생장치는, 디지털입력음성신호를 다운 샘플링하여, 디지털입력음성신호의 샘플링주파수보다 낮은 샘플링주파수를 갖는 디지털음성신호를 생성하는 다운샘플링수단과, 그 다운샘플링된 디지털음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 왼쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 1 필터수단과, 이 제 1 필터수단의 출력신호의 샘플링주파수를 디지털입력음성신호의 샘플링주파수로 변환하는 제 1 오버샘플링수단과, 상기 다운샘플링된 디지털음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 오른쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 2 필터수단과, 이 제 2 필터수단의 출력신호의 샘플링주파수를 디지털입력음성신호의 샘플링주파수로 변환하는 제 2 오버샘플링수단과, 상기 디지털입력음성신호로부터 적어도 저역성분을 추출하는 제 3 필터수단과, 상기 제 1 오버샘플링수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 1 출력음성신호를 얻는 제 1 가산수단과, 상기 제 2 오버샘플링수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 2 출력음성신호를 얻는 제 2 가산수단을 구비한다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 음성재생장치는, 입력음성신호로부터 소정주파수 이하의 주파수성분을 추출하는 대역제한필터와, 이 대역제한필터의 출력음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 왼쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 1 필터수단과, 상기 대역제한필터의 출력음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 오른쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 2 필터수단과, 상기 입력음성신호로부터 저역성분을 추출하는 제 3 필터수단과, 상기 제 1 필터수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 1 출력음성신호를 얻는 제 1 가산수단과, 상기 제 2 필터수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 2 출력음성신호를 얻는 제 2 가산수단을 구비한다.

[발명의 실시예]

[제 1 실시예: 도 1∼도 11]

제 1 실시예로서, 입력음성신호로부터 저역성분을 추출하여, 임펄스응답의 출력의 음성신호에 가산한 예를 나타낸다.

(헤드폰에 의한 단청(monaural) 재생의 경우: 도 1∼도 9)

도 1은, 도 21에 나타낸 바와 같이, 1채널의 음성을, 그 음상을 청취자의 임의의 위치, 예를 들면 청취자 전방의 중앙면상의 위치에 정위시켜 헤드폰에 의해서 재생하는 경우의 제 1 실시예에 따른 일례를 나타낸다.

이 경우, 미리, 정위시키는 음원(5)의 위치로부터 청취자(1)의 좌우의 귀1L 및 1R에 이르는 전달함수 HL 및 HR을, 실측 또는 계산에 의해서 구해 놓는다.

도 1의 예에서는, 단자(11)로 얻을 수 있는, 도 21에 도시된 음원(5)의 신호에 해당하는 아날로그음성신호Ai가, A/D 컨버터(12)에서 디지털음성신호 Di로 변환되고, 그 디지털음성신호 Di가 디지털필터21L 및 21R에 공급된다.

디지털필터21L 및 21R은, 각각 디지털음성신호 Di에, 상기한 전달함수 HL 및 HR을 시간축상으로 변환한, 각각 도 2에 나타낸 것과 같은 임펄스응답을 콘벌루션하는 것이다.

구체적으로, 디지털필터21L 및 21R은, 각각 도 3에 나타낸 것 같은 FIR 필터로 구성할 수 있다.

즉, 이 경우, 입력음성신호 Di가, 그 샘플링주기τ의 지연시간을 각각 갖는 다단 접속된 지연회로(51)에 의해서 순차 지연되고, 각 승산회로(52)에서, 입력음성신호 Di 및 각 지연회로(51)의 출력신호에 함수가 곱해지고, 각 가산회로(53)에서, 각 승산회로(52)의 출력신호가 순차 가산되어 필터링 후의 출력음성신호 DHL 또는 DHR을 얻을 수 있다.

또한, 디지털필터21L 및 21R은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 지연회로(51)가 공용되어, 디지털필터21L을 구성하는 승산회로(52) 및 가산회로(53)와 디지털필터21R을 구성하는 승산회로(54) 및 가산회로(55)가 설치된 구성으로 할 수도 있다.

단, 도 3 및 도 4에서는, 디지털필터21L 및 21R을, 기능 블록적으로, 하드웨 어회로처럼 나타내고 있지만, 디지털필터21L 및 21R은, 음상 정위용 신호처리부로서, DSP와 같이 소프트웨어(프로그램)를 포함하는 것으로서 구성할 수 있다.

그리고, 도 1의 예에서는, 이 디지털필터21L 및 21R에 의한 임펄스응답이 충분히 길지 않아도, 즉 디지털필터21L 및 21R의 차수(탭수)를 많이 하지 않아도, 저역주파수에서의 재현성이 향상되고, 저역에서 명료한 음상 정위감을 얻을 수 있다.

이 때문에, 도 1의 예에서는, A/D 컨버터(12)의 출력의 디지털음성신호 Di가, 지연회로(31)에 의해서, 디지털필터21L 및 21R의 출력신호 DHL 및 DHR과의 시간을 맞추는데에 따라 지연된 후, 로우패스필터(32)에 공급되어, 로우패스필터(32)로부터 디지털음성신호 Di의 후술하는 것과 같은 저역성분이 추출된다.

그리고, 가산회로22L에서, 디지털필터21L의 출력신호 DHL에 로우패스필터(32)의 출력신호가 가산되고, 가산회로22R에서, 디지털필터21R의 출력신호 DHR에 로우패스필터(32)의 출력신호가 가산되며, 가산회로22L 및 22R의 출력의 디지털음성신호 DL 및 DR이, D/A 컨버터13L 및 13R에서 아날로그음성신호로 변환되어, 그 2개의 경로의 아날로그음성신호가, 음성증폭회로14L 및 14R에서 증폭되어 헤드폰(3) 좌우의 음향변환기3L 및 3R에 공급된다.

일반적인 청취실에서 실측되는, 실제의 음원으로부터 청취자의 좌우의 귀에 이르는 임펄스응답의 주파수특성은, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 특히 수백 Hz 이하의 저역주파수에서는, 음원으로부터 왼쪽 귀에 이르는 임펄스응답과 음원으로부터 오른쪽 귀에 이르는 임펄스응답과의 사이에서 큰 레벨차가 생기지 않는다.

이에 대하여, 상술한 것처럼, 디지털필터21L 및 21R의 차수를 제한하면, 디지털필터21L 및 21R에 의한 임펄스응답의 주파수특성은, 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 특히 수백Hz 이하의 저역주파수에 있어서, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 실제의 것과는 다르고, 디지털필터21L에 의한 좌측의 임펄스응답과 디지털필터21R에 의한 우측의 임펄스응답과의 사이에 큰 레벨차가 생기는 경우가 있다.

그 때문에, 디지털필터21L 및 21R의 출력신호 DHL 및 DHR을, 그대로, D/A 컨버터 13L 및 13R에 의해서 아날로그음성신호로 변환하여, 헤드폰(3)의 좌우의 음향변환기3L 및 3R에 공급하면, 특히 수백Hz 이하의 저역주파수에서의 재현성이 열화하여 저역에서 명료한 음상 정위감을 얻을 수 없게된다.

이에 대하여, 도 1의 예에서는, 로우패스필터(32)의 주파수특성이, 도 7에 나타낸 바와 같이, 수백Hz 이하의 저역성분을 일정 레벨로 추출하게 되어, 이 로우패스필터(32)의 출력신호가 디지털필터21L 및 21R의 출력신호 DHL 및 DHR에 가산된다.

따라서, 로우패스필터(32)의 출력신호레벨을 디지털필터21L 및 21R의 출력신호레벨보다 상대적으로 높게 설정함으로써, 가산회로22L 및 22R의 출력신호 DL 및 DR의 주파수특성은, 도 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같이, 수백Hz 이하의 저역주파수에서는, 로우패스필터(32)의 출력신호가 지배적으로 되어 가산회로22L의 출력신호 DL과 가산회로22R의 출력신호 DR과의 사이의 레벨차가 근소하게 되고, 저역에서 명료한 음상 정위감을 얻을 수 있게 된다.

이와 동시에, 디지털필터21L 및 21R의 차수의 제한에 의해서 생기거나 또는 입력음성신호 Di에 포함되는, 저역에서의 감쇠가, 로우패스필터(32)의 출력신호에 의해서 경감되어 저역에서의 음질의 열화가 감소된다.

도 1에 도시된 경우는, 로우패스필터(32)가 왼쪽 귀 경로와 오른쪽 귀 경로에 공용되는 경우이지만, 도 9의 예에 나타낸 바와 같이, 지연회로(31)에서 지연된 입력음성신호 Di가, 로우패스필터32L 및 32R에 공급되어, 가산회로22L에서, 디지털필터21L의 출력신호 DHL에 로우패스필터32L의 출력신호가 가산되며, 가산회로22R에서, 디지털필터21R의 출력신호 DHR에 로우패스필터32R의 출력신호가 가산되는 구성으로 하여도 된다.

이 경우, 로우패스필터32L 및 32R의 출력신호레벨을 조정함으로써, 가산회로22L 및 22R의 출력신호 DL 및 DR의 주파수특성에서 저역에서의 레벨차를 보다 작게 할 수 있다.

(헤드폰에 의한 스테레오재생의 경우: 도 10 및 도 11)

도 10은, 도 22에 도시한 바와 같이, 스테레오의 2채널의 음성을, 각각의 음상을 청취자의 임의의 위치, 예를 들면 청취자 전방의 중앙면에 대하여 대칭인 좌우의 위치에 정위시켜 헤드폰에 의해서 재생하는 경우인 제 1 실시예에 따른 일례를 나타낸다.

이 경우, 미리, 정위시키는 음원5L의 위치로부터 청취자(1)의 좌우의 귀1L 및 1R에 이르는 전달함수 HLL 및 HLR, 및 정위시키는 음원5R의 위치로부터 청취자(1)의 좌우의 귀1L 및 1R에 이르는 전달함수 HRL 및 HRR을 실측 또는 계산에 의해서 구해 놓는다.

도 10의 예에서는, 단자11L 및 11R에 얻어진 도 22의 음원5L 및 5R의 신호에 해당하는 좌우의 아날로그음성신호 Al 및 Ar가, A/D 컨버터12L 및 12R에서 디지털음성신호 Dl 및 Dr로 변환되어 한쪽의 디지털음성신호Dl가, 디지털필터21LL 및 21LR에 공급되고, 다른 쪽의 디지털음성신호Dr가, 디지털필터21RL 및 21RR에 공급된다.

디지털필터21LL 및 21LR은, 각각 디지털음성신호 Dl에, 상기한 전달함수 HLL 및 HLR을 시간축상으로 변환한 각각 도 2에 나타낸 것과 같은 임펄스응답을 콘벌루션하고, 디지털필터21RL 및 21RR는, 각각 디지털음성신호Dr에, 상기한 전달함수 HRL 및 HRR을 시간축상으로 변환한 각각 도 2에 나타낸 것과 같은 임펄스응답을 콘벌루션한다.

도 1 및 도 9에 도시된 경우와 마찬가지로, 디지털필터21LL, 21LR, 21RL, 21RR는, 각각 도 3에 나타낸 것과 같은 FIR 필터로 구성할 수 있고, 또는, 디지털필터21LL 및 21LR, 또는 디지털필터21RL 및 21RR은, 각각 도 4에 나타낸 것과 같은 지연회로(51)가 공용된 것으로서 구성할 수 있다.

또한, 도 1 및 도 9에 도시된 경우와 마찬가지로, 디지털필터21LL, 21LR, 21RL, 21RR은, 음상 정위용 신호처리부로서, DSP와 같이 소프트웨어(프로그램)를 포함하여 구성할 수 있다.

도 10의 경우에는, A/D 컨버터12L 및 12R의 출력의 디지털음성신호 Dl 및 Dr가, 지연회로31L 및 31R에 의해서, 디지털필터21LL, 21LR, 21RL, 21RR의 출력신호 DLL, DLR, DRL, DRR과의 시간맞춤으로 지연된 후, 로우패스필터33L 및 33R에 공급 되고, 로우패스필터33L 및 33R에서, 디지털음성신호 Dl 및 Dr의 후술하는 것 같은 저역성분이 추출된다.

그리고, 가산회로22L에서, 디지털필터21LL 및 21RL의 출력신호 DLL 및 DRL과, 로우패스필터33L의 출력신호가 가산되고, 가산회로22R에서, 디지털필터21LR 및 21RR의 출력신호 DLR 및 DRR과, 로우패스필터33R의 출력신호가 가산되며, 가산회로22L 및 22R의 출력의 디지털음성신호 DL 및 DR가, D/A 컨버터 13L 및 13R에서 아날로그음성신호로 변환되고, 그 2개의 경로의 아날로그음성신호가, 음성증폭회로14L 및 14R에서 증폭되어, 헤드폰(3) 좌우의 음향변환기3L 및 3R에 공급된다.

로우패스필터33L 및 33R의 주파수특성은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 수백Hz 이하의 저역성분을 일정레벨로 추출하는 것이 된다.

따라서, 도 10의 경우에서도, 로우패스필터33L 및 33R의 출력신호레벨을 디지털필터21LL, 21RL 및 21LR, 21RR의 출력신호레벨보다 상대적으로 높게 설정함으로써, 가산회로22L 및 22R의 출력신호 DL 및 DR의 주파수특성은, 수백 Hz 이하의 저역주파수에서는, 로우패스필터33L 및 33R의 출력신호가 지배적이 되고, 가산회로22L의 출력신호 DL과 가산회로22R의 출력신호 DR과의 사이의 레벨차가 근소하게 되어 저역에서 명료한 음상 정위감을 얻을 수 있게 된다.

도 11의 예에 나타낸 바와 같이, 지연회로31L에서 지연된 입력음성신호 Dl가, 로우패스필터33LL 및 33LR에 공급되고, 지연회로31R에서 지연된 입력음성신호 Dr가, 로우패스필터33RL 및 33RR에 공급되며, 가산회로34L에서, 로우패스필터33LL 및 33RL의 출력신호가 가산되고, 가산회로34R에서, 로우패스필터33LR 및 33RR의 출력신호가 가산되며, 가산회로22L에서, 디지털필터21LL 및 21RL의 출력신호 DLL 및 DRL과, 가산회로34L의 출력신호가 가산되고, 가산회로22R에서, 디지털필터21LR 및 21RR의 출력신호 DLR 및 DRR와, 가산회로34R의 출력신호가 가산되는 구성으로 하여도 된다.

또한, 도 11에 도시된 경우에서, 로우패스필터33LL 및 33LR, 33RL 및 33RR이 같은 특성이면, 이것을 공용해도 된다. 게다가, 지연회로31L 및 31R의 지연시간이 동일하면, 이것을 공용하여, 입력음성신호 Dl 및 Dr를 가산한 신호를, 이 지연회로 및 로우패스필터를 통한 후에, 각각 가산회로22L 및 22R에서 가산하는 구성으로서, 보다 회로규모를 삭감할 수도 있다.

(스피커에 의한 재생의 경우)

도 23에 도시한 바와 같이, 청취자 주변의 임의의 위치에 음상을 정위시켜 스피커에 의해서 음성을 재생하는 경우에도, 상기한 제 1 실시예와 마찬가지로 구성할 수 있다.

이 경우에는, 도 25의 구성에 덧붙여, 로우패스필터에 의해서 A/D 컨버터(12)의 출력음성신호 Di의 저역성분이 추출되며, 그 저역성분의 신호가, 디지털필터21L 및 21R의 출력신호 DHL 및 DHR에 가산되고, 그 가산후의 신호가 2개의 경로의 디지털음성신호로서, D/A 컨버터13L 및 13R에서 아날로그음성신호로 변환되어, 스피커6L 및 6R에 공급되는 구성으로 한다.

[제 2 실시예: 도 12∼도 16]

제 2 실시예로서, 임펄스응답의 출력의 음성신호에, 잔향특성을 부가하고, 또한 입력음성신호의 저역성분을 가산하는 예를 나타낸다.

(헤드폰에 의한 단청 재생의 경우: 도 12∼도 15)

도 12는, 도 21에 도시한 바와 같이, 1채널의 음성을, 그 음상을 청취자의 임의의 위치에 정위시켜 헤드폰에 의해서 재생하는 경우인 제 2 실시예의 일례를 나타낸다.

도 12의 예에서는, 디지털필터21L 및 21R의 출력신호 DHL 및 DHR이, 잔향부가회로23L 및 23R에 공급되어 출력신호 DHL 및 DHR에 잔향특성이 부가되고, 가산회로22L에서, 잔향부가회로23L의 출력신호에, 도 9의 예와 같은 로우패스필터32L의 출력신호가 가산되고, 가산회로22R에서, 잔향부가회로23R의 출력신호에 도 9의 예와 같은 로우패스필터32R의 출력신호가 가산되어 2개의 경로의 디지털음성신호 DL 및 DR을 얻을 수 있다. 그 외는, 도 9의 예와 동일하다.

잔향부가회로23L 및 23R은, 예를 들면, 도 13에 나타낸 바와 같이, 입력데이터가, 지연용 메모리(71)에 기록되고, 지연용 메모리(71)로부터 판독됨으로써, 소정 시간 지연되고, 각 승산회로(72)에서, 입력데이터 및 지연데이터에, 각각 계수가 곱해지고, 가산회로(73)에서, 각 승산회로(72)의 출력데이터가 가산되는 구성으로 한다.

또는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 지연용 메모리(71)로부터 지연시간이 다른 2개의 지연데이터가 판독되고, 각 승산회로(72)에서, 입력데이터 및 2개의 지연데이터에, 각각 계수가 곱해지고, 각 가산회로(73)에서, 각 승산회로(72)의 출력데이 터가 순차 가산되는 구성으로 한다.

단, 잔향부가회로23L 및 23R도, 디지털필터21L 및 21R과 함께, 음상 정위용 신호처리부로서, DSP와 같이 소프트웨어(프로그램)를 포함하는 것으로 하여 구성할 수 있다.

이 잔향부가회로23L 및 23R에 의해서, 디지털필터21L 및 21R의 출력신호 DHL 및 DHR에 잔향특성이 부가됨으로써, 디지털필터21L 및 21R의 차수(탭수)를 제한한 경우에서도, 디지털필터21L 및 21R에 의한 임펄스응답을 실질적으로 시간상 길게 할 수 있고, 헤드폰재생의 경우에서도 충분한 거리감을 얻을 수 있으며, 실제로 청취자 주변에 음원이 존재하는 경우와 동등한 음상 정위감을 얻을 수 있다.

또한, 잔향부가회로23L 및 23R의 주파수특성은, 도 15에 나타낸 것과 같은 코움 투스(comb-tooth) 주파수 특성이 된다. 잔향부가회로23L, 23R의 출력신호의 주파수특성은, 디지털필터21L, 21R의 주파수특성과 잔향부가회로23L, 23R의 주파수특성과의 합성특성이 되지만, 거기서도 상기한 코움 투스 주파수 특성이 잔존한다.

이에 대하여, 도 12의 예에서는, 로우패스필터32L 및 32R의 주파수특성이, 도 7에 나타낸 바와 같이 수백Hz 이하의 저역성분을 일정레벨로 추출하게 되고, 이 로우패스필터32L 및 32R의 출력신호가 잔향부가회로23L 및 23R의 출력신호에 가산된다.

따라서, 상기한 코움 투스 주파수 특성에서의 도 15에 점선으로 나타낸 저역에서의 감쇠가 경감되어, 저역에서의 음질의 열화가 적어짐과 동시에, 도 1 및 도 9의 경우와 마찬가지로, 수백Hz 이하의 저역 주파수에서는, 가산회로22L의 출력신 호DL과 가산회로22R의 출력신호 DR과의 사이의 레벨차가 근소해져 저역에서 명료한 음상 정위감을 얻을 수 있게 된다.

(헤드폰에 의한 스테레오재생의 경우: 도 16)

도 16은, 도 22에 도시한 바와 같이, 스테레오의 2채널의 음성을, 각각의 음상을 청취자의 임의의 위치에 정위시켜 헤드폰에 의해서 재생하는 경우인 제 2 실시예의 일례를 나타낸다.

도 16의 경우에는, 디지털필터21LL, 21LR, 21RL, 21RR의 출력신호 DLL, DLR, DRL, DRR이, 각각 잔향부가회로23LL, 23LR, 23RL, 23RR에 공급되어, 출력신호 DLL, DLR, DRL, DRR에, 각각 잔향특성이 부가되고, 가산회로22L에서, 잔향부가회로23LL 및 23RL의 출력신호와, 도 11의 경우와 같은 가산회로34L의 출력신호가 가산되고, 가산회로22R에서, 잔향부가회로23LR 및 23RR의 출력신호와, 도 11의 경우와 같은 가산회로34R의 출력신호가 가산되어, 2개의 경로의 디지털음성신호 DL 및 DR을 얻을 수 있다.

그 외의 구성은, 도 11의 경우와 동일하다. 단, 이 경우에도, 상술한 바와 같이, 로우패스필터나 지연회로를 공용하여 회로규모를 삭감할 수 있다.

따라서, 도 16의 예에서도, 도 12의 예와 마찬가지로, 디지털필터21LL, 21LR, 21RL, 21RR에 의한 임펄스응답을 실질적으로 시간상 길게 할 수 있고, 헤드폰재생의 경우에서도 충분한 거리감을 얻을 수 있음과 동시에, 저역에서 명료한 음상 정위감을 얻을 수 있게 된다.

(스피커에 의한 재생의 경우)

도 23에 도시한 바와 같이, 청취자 주변의 임의의 위치에 음상을 정위시켜 스피커에 의해서 음성을 재생하는 경우에도, 상기한 제 2 실시예와 마찬가지로 구성할 수 있다.

[제 3 실시예: 도 17∼도 20]

제 3 실시예로서, 입력음성신호를 다운샘플링 또는 대역제한하여 임펄스응답을 콘벌루션하는 예를 나타낸다.

(다운샘플링하는 경우: 도 17∼도 19)

도 17은, 도 21에 도시한 바와 같이, 1채널의 음성을, 그 음상을 청취자의 임의의 위치에 정위시켜 헤드폰에 의해서 재생하는 경우에, 입력음성신호를 다운샘플링하여 임펄스응답을 콘벌루션하는 예를 나타낸다.

도 17의 예에서는, A/D 컨버터(12)의 출력의 디지털음성신호 Di가, 다운샘플링필터(15)에 공급되어 그 샘플링주파수가, 예를 들면 44.1kHz에서 22.05kHz로 변환되고, 즉 원래의 주파수의 반으로 감소되고, 그 다운샘플링후의 디지털음성신호가 디지털필터21L 및 21R에 공급된다.

디지털필터21L 및 21R은, 각각 다운샘플링후의 디지털음성신호에, 상기한 전달함수 HL 및 HR를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 것이다.

이 디지털필터21L 및 21R의 출력의 디지털음성신호는, 오버샘플링필터24L 및 24R에 공급되고, 각각의 샘플링주파수가, 예를 들면 22.05kHz에서 44.1kHz로 변환되어 원래의 주파수로 되돌아간다.

또한, A/D 컨버터(12)의 출력의 디지털음성신호 Di가, 지연회로(31)에 의해 서, 오버샘플링필터24L 및 24R의 출력신호와의 시간맞춤으로 지연된 후, 필터부(35)에 공급된다.

필터부(35)는, 이 예에서는, 지연회로(31)의 출력음성신호의 저역성분을 추출하는 로우패스필터(36)와 각각 지연회로(31)의 출력음성신호의 고역성분을 추출하는 하이패스필터37L 및 37R로 구성되고, 가산회로38L에서, 로우패스필터(36) 및 하이패스필터37L의 출력신호가 가산되고, 가산회로38R에서, 로우패스필터(36) 및 하이패스필터37R의 출력신호가 가산된다.

그리고, 가산회로22L에서, 오버샘플링필터24L의 출력신호에 가산회로38L의 출력신호가 가산되고, 가산회로22R에서, 오버샘플링필터24R의 출력신호에 가산회로38R의 출력신호가 가산되어, 가산회로22L 및 22R의 출력의 디지털음성신호 DL 및 DR이 D/A 컨버터13L 및 13R에서 아날로그음성신호로 변환되고, 그 2개의 경로의 아날로그음성신호가, 음성증폭회로14L 및 14R에서 증폭되어, 헤드폰(3) 좌우의 음향변환기3L 및 3R에 공급된다.

이 예에서는, 디지털필터21L 및 21R에 입력되는 디지털음성신호의 샘플링주파수가, 원래의 디지털음성신호 Di의 샘플링주파수보다 낮기 때문에, 등가적으로 디지털필터21L 및 21R에 의한 임펄스응답을 시간상 길게 할 수 있다.

예를 들면, 상기한 바와 같이 샘플링주파수를 반으로 감소하는 경우, 디지털필터21L 및 21R의 차수를, 도 1 및 도 9의 예와 마찬가지로 하였을 때에는, 디지털필터21L 및 21R에 의한 임펄스응답의 시간길이를, 도 1 및 도 9의 예의 2배로 할 수 있고, 반대로 디지털필터21L 및 21R의 차수를 도 1 및 도 9의 예의 반으로 하였 을 때에는, 디지털필터21L 및 21R에 의한 임펄스응답의 시간길이를, 도 1 및 도 9의 예와 같게 할 수 있다.

그 때문에, 디지털필터21L 및 21R의 차수를 제한한 경우라도, 디지털필터21L 및 21R에 의한 임펄스응답을 시간상 길게 할 수 있고, 헤드폰재생의 경우라도 충분한 거리감을 얻을 수 있어, 실제로 청취자 주변에 음원이 존재하는 경우와 동등한 음상 정위감을 얻을 수 있다.

이와 같이 샘플링주파수를 감소하는 경우, 다운샘플링필터(15)에 있어서 에일리어싱으로 인한 왜곡을 제거하기 때문에, 입력음성신호의 대역이 제한된다. 예를 들면, 샘플링주파수를 반으로 감소하는 경우에는, 입력음성신호의 대역이 0∼20kHz에서 0∼10kHz으로 제한된다.

그 때문에, 도 17의 예에서는, 가산회로22L 및 22R에서, 지연회로(31)로 지연된 음성신호 Di의 저역성분 및 고역성분이, 오버샘플링필터24L 및 24R의 출력의 음성신호에 가산된다.

이 경우, 로우패스필터(36)는, 도 18의 주파수특성(36a)에 나타낸 바와 같이, 지연회로(31)에서 지연된 음성신호 Di의 수백Hz 이하의 저역성분을 일정레벨로 추출하게 되고, 하이패스필터37L 및 37R은, 도 18의 주파수특성(37a)에 나타낸 바와 같이, 지연회로(31)에서 지연된 음성신호 Di의 10kHz 이상의 고역성분을 추출하게 된다.

단, 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 일반적인 청취실에서 실측되는, 실제의 음원에서부터 청취자의 좌우의 귀에 이르는 임펄스응답의 주파수특성은, 수백Hz 이하의 저역주파수에서는, 음원에서부터 왼쪽 귀에 이르는 임펄스응답과 음원에서부터 오른쪽 귀에 이르는 임펄스응답과의 사이에 큰 레벨차가 생기지 않지만, 10kHz 이상이라는 고역주파수에서는, 음원에서부터 왼쪽 귀에 이르는 임펄스응답과 음원에서부터 오른쪽 귀에 이르는 임펄스응답과의 사이에 큰 레벨차가 생긴다.

그 때문에, 필터부(35)에서는, 도 17의 예와 마찬가지로, 하이패스필터를 좌측용 하이패스필터37L과 우측용 하이패스필터37R로 분리하여, 양자의 출력신호레벨을 바꾸는 것이 바람직하다.

이것에 의해서, 다운샘플링필터(15)에서의 대역제한에 의해서 제거된 고역성분이 보상됨과 동시에, 도 1의 예와 마찬가지로, 수백Hz 이하의 저역주파수에서는, 로우패스필터(36)의 출력신호가 지배적이 되고, 가산회로22L의 출력신호 DL과 가산회로22R의 출력신호 DR와의 사이의 레벨차가 근소해져 저역에서 명료한 음상 정위감을 얻을 수 있게 됨과 동시에, 저역에서의 감쇠가 경감되어, 저역에서의 음질의 열화가 적어진다.

도 17의 필터부(35)는, 도 19에 나타낸 바와 같이, 좌측의 필터부35L과 우측의 필터부35R로 분리되고, 각각이 로우패스필터36L 또는 36R 및 하이패스필터37L 또는 37R을 가지는 구성으로 하여도 된다.

이것에 의하면, 로우패스필터36L 및 36R의 출력신호레벨을 조정함으로써, 도 9 또는 도 12의 예와 마찬가지로, 가산회로22L 및 22R의 출력신호 DL 및 DR의 주파수특성에서 저역에서의 레벨차를 보다 작게 할 수 있다.

이때, 이러한 저역성분 및 고역성분을 추출하는 필터는, 도 3에 나타낸 것과 같은 FIR 필터나, IIR(Infinite Impulse Response)필터 등으로 구성할 수 있다.

상기한 예는, 다운샘플링필터(15)에서의 대역제한에 의해서 제거된 고역성분을 보상하는 경우이지만, 10kHz 이상이라는 고역성분이 불필요한 경우에는, 필터부(35)를, 로우패스필터36 또는 로우패스필터36L 및 36R으로만 구성할 수 있다.

도 22에 도시한 바와 같이, 스테레오의 2채널의 음성을, 각각의 음상을 청취자의 임의의 위치에 정위시켜 헤드폰에 의해서 재생하는 경우, 또는, 도 23에 도시한 바와 같이, 청취자 주변의 임의의 위치에 음상을 정위시켜 스피커에 의해서 음성을 재생하는 경우에도, 상술한 예와 같이 구성할 수 있다.

(대역 제한하는 경우: 도 20)

도 20은, 도 21에 도시한 바와 같이, 1채널의 음성을, 그 음상을 청취자의 임의의 위치에 정위시켜 헤드폰에 의해서 재생하는 경우에, 입력음성신호를 대역 제한하여 임펄스응답을 콘벌루션하는 예를 나타낸다.

도 20의 예에서는, 단자(11)에서 얻어진 아날로그음성신호 Ai가, 대역제한필터(로우패스필터)(16)에 공급되어 음성신호 Ai의 10kHz 이하의 주파수성분만이 추출되고, 그 0∼10kHz의 대역으로 제한된 아날로그음성신호가, A/D 컨버터(12)에 의해 디지털음성신호으로 변환되고, 그 디지털음성신호가 디지털필터21L 및 21R에 공급된다.

디지털필터21L 및 21R은, 각각 대역 제한된 디지털음성신호에, 상기한 전달 함수 HL 및 HR를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 것이다.

따라서, 디지털필터21L 및 21R의 차수(탭수)를 제한한 경우라도, 등가적으로 디지털필터21L 및 21R에 의한 임펄스응답을 시간상 길게 할 수 있고, 헤드폰 재생의 경우라도 충분한 거리감을 얻을 수 있어, 실제로 청취자 주변에 음원이 존재하는 경우와 동등한 음상 정위감을 얻을 수 있다.

그리고, 이 예에서는, 디지털필터21L 및 21R의 출력의 디지털음성신호가, D/A 컨버터13L 및 13R에서 아날로그음성신호로 변환되고, 단자(11)에서 얻어진 아날로그음성신호 Ai가, 지연회로(41)에 의해서 D/A 컨버터13L 및 13R의 출력의 아날로그음성신호와의 시간맞춤으로 지연된 후, 로우패스필터(42)에 공급되고, 로우패스필터(42)로부터 아날로그음성신호 Ai의 수백Hz 이하의 저역성분이 추출되고, 가산회로17L에서, D/A 컨버터13L의 출력신호에 로우패스필터(42)의 출력신호가 가산되고, 가산회로17R에서, D/A 컨버터13R의 출력신호에 로우패스필터(42)의 출력신호가 가산되고, 가산회로17L 및 17R의 출력의 아날로그음성신호가, 음성증폭회로14L 및 14R에서 증폭되어 헤드폰(3) 좌우의 음향변환기3L 및 3R에 공급된다.

따라서, 가산회로17L 및 17R의 출력신호의 주파수특성은, 수백Hz 이하의 저역주파수에서는, 로우패스필터(42)의 출력신호가 지배적이 되고, 가산회로17L의 출력신호와 가산회로17R의 출력신호와의 사이의 레벨차가 근소해져 저역에서 명료한 음상 정위감을 얻을 수 있게 됨과 동시에, 저역에서의 감쇠가 경감되어, 저역에서의 음질의 열화가 적어진다.

이때, 이 예에서, 아날로그음성신호 Ai가 지연회로(41)에 공급되는 대신에, 대역제한필터(16)의 출력신호가 지연회로(41)에 공급되는 구성으로 하여도 된다.

[다른 실시예]

상술한 각 실시예의 각 예는, 디지털입력음성신호에 임펄스응답을 콘벌루션하는 경우지만, 도 17의 예와 같이 디지털입력음성신호를 다운샘플링하는 경우를 제외하고, 본 발명은, 아날로그입력음성신호에 임펄스응답을 콘벌루션하는 경우에도 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기한 예들의 경우에서 사용된 로우패스필터의 회로규모 및 연산량을, IIR필터를 사용하여 더욱 억제할 수 있다. 본 발명을 아날로그신호에적용할 경우, 간단한 CR필터를 사용할 수 있다.

Claims

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입력음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 왼쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 1 필터수단과,

상기 제 1 필터수단의 출력신호에 대해 잔향부가처리를 하는 제 1 잔향부가수단과,

상기 입력음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 오른쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 2 필터수단과,

상기 제 2 필터수단의 출력신호에 대해 잔향부가처리를 하는 제 2 잔향부가수단과,

상기 입력음성신호로부터 저역성분을 추출하는 제 3 필터수단과,

상기 제 1 잔향부가수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 1 출력음성신호를 얻는 제 1 가산수단과,

상기 제 2 잔향부가수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 2 출력음성신호를 얻는 제 2 가산수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성재생장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제 3 필터수단은, 제 1 로우패스필터와 제 2 로우패스필터를 구비하고, 상기 제 1 로우패스필터의 출력신호를 제 1 가산수단에 보내고, 상기 제 2 로우패스필터의 출력신호를 제 2 가산수단에 보내는 것을 특징으로 하는 음성재생장치.
디지털입력음성신호를 다운샘플링하여, 디지털입력음성신호의 샘플링주파수보다 낮은 샘플링주파수를 갖는 디지털음성신호를 생성하는 다운샘플링수단과,

상기 다운샘플링된 디지털음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 왼쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 1 필터수단과,

상기 제 1 필터수단의 출력신호의 샘플링주파수를 디지털입력음성신호의 샘플링주파수로 변환하는 제 1 오버샘플링수단과,

상기 다운샘플링된 디지털음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 오른쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 2 필터수단과,

상기 제 2 필터수단의 출력신호의 샘플링주파수를 디지털입력음성신호의 샘플링주파수로 변환하는 제 2 오버샘플링수단과,

상기 디지털입력음성신호로부터 적어도 저역성분을 추출하는 제 3 필터수단과,

상기 제 1 오버샘플링수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 1 출력음성신호를 얻는 제 1 가산수단과,

상기 제 2 오버샘플링수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 2 출력음성신호를 얻는 제 2 가산수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성재생장치.
제 5 항에 있어서,

상기 제 3 필터수단은, 상기 디지털입력음성신호의 저역성분 및 고역성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 음성재생장치.
제 6 항에 있어서,

상기 제 3 필터수단은, 적어도 저역성분 추출필터로서 제 1 로우패스필터와 제 2 로우패스필터를 구비하고,

상기 제 3 필터수단은, 상기 제 1 로우패스필터의 출력신호를 제 1 가산수단에 보내고, 상기 제 2 로우패스필터의 출력신호를 제 2 가산수단에 보내는 것을 특징으로 하는 음성재생장치.
제 6 항에 있어서,

상기 제 3 필터수단은, 적어도 고역성분 추출필터로서 제 1 하이패스필터와 제 2 하이패스필터를 구비하고,

상기 제 3 필터수단은, 상기 제 1 하이패스필터의 출력신호를 제 1 가산수단에 보내고, 상기 제 2 하이패스필터의 출력신호를 제 2 가산수단에 보내는 것을 특징으로 하는 음성재생장치.
입력음성신호로부터 소정 주파수 이하의 주파수성분을 추출하는 대역제한필터와,

상기 대역제한필터의 출력음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 왼쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 1 필터수단과,

상기 대역제한필터의 출력음성신호에, 그 음상을 정위시키는 위치로부터 청취자의 오른쪽 귀에 이르는 전달함수를 시간축상으로 변환한 임펄스응답을 콘벌루션하는 제 2 필터수단과,

상기 입력음성신호로부터 저역성분을 추출하는 제 3 필터수단과,

상기 제 1 필터수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 1 출력음성신호를 얻는 제 1 가산수단과,

상기 제 2 필터수단의 출력신호에 상기 제 3 필터수단의 출력신호를 가산하여, 제 2 출력음성신호를 얻는 제 2 가산수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음성재생장치.