KR20090092721A - 두부 전달 함수 컨볼루션 방법 및 두부 전달 함수 컨볼루션장치 - Google Patents

두부 전달 함수 컨볼루션 방법 및 두부 전달 함수 컨볼루션장치

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KR20090092721A
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transfer function
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convolution
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wave
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다까오 후꾸이
아야따까 니시오
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은 원하는 임의의 시청 환경이나 방 환경에 따른 두부 전달 함수의 컨볼루션을 하기 위한 것으로, 리스너의 양 귀의 근방의 위치에 설치되는 전기 음향 변환 수단에 의해 음성 신호가 음향 재생되었을 때에, 상정되는 가상 음상 정위 위치에 음상이 정위하도록 청취되도록 하기 위한 두부 전달 함수를, 상기 음성 신호에 컨볼루션하도록 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법이다. 가상 음상 정위 위치에 음원을 설치하고, 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단을 설치하였을 때에, 음원으로부터 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 직접파 방향 두부 전달 함수와, 음원으로부터 수음 수단에의 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 반사파 방향 두부 전달 함수를, 미리 따로따로 측정하여 구해 둔다. 구해진 직접파 방향 두부 전달 함수와, 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 반사파 방향 두부 전달 함수를, 음성 신호에 컨볼루션한다.

Description

두부 전달 함수 컨볼루션 방법 및 두부 전달 함수 컨볼루션 장치{HEAD-RELATED TRANSFER FUNCTION CONVOLUTION METHOD AND HEAD-RELATED TRANSFER FUNCTION CONVOLUTION DEVICE}
본 발명은, 리스너의 귀의 근방에 배치되는, 예를 들면 헤드폰의 음향 재생용 드라이버 등의 전기 음향 변환 수단에 의해 음향 재생하였을 때에, 리스너의 전방 위치 등, 미리 상정된 위치에 음원이 가상적으로 존재하는 것처럼 청취할 수 있도록 하기 위한 두부 전달 함수(Head Related Transfer Function, 이하 HRTF라고 기재함)의 음성 신호에의 컨볼루션 방법 및 컨볼루션 장치에 대한 것이다.
예를 들면, 리스너가 헤드폰을 두부에 장착하고, 양 귀에서 음향 재생 신호를 청취하는 경우에, 헤드폰에서 재생하는 음성 신호가, 리스너의 전방 좌우에 설치되는 스피커에 공급되는 통상의 음성 신호인 경우에는, 재생되는 음상이 리스너의 머리 속에 머무는, 소위 두내 정위의 현상이 발생한다.
이 두내 정위의 현상의 문제를 해결한 것으로서, 예를 들면 특허 문헌 1(WO95/13690호 공보)이나 특허 문헌 2(일본 특허 공개 평성 03-214897호 공보)에는, 가상 음상 정위라고 불리는 기술이 개시되어 있다.
이 가상 음상 정위는, 헤드폰 등에서 재생하였을 때에, 마치 리스너의 전방의 좌우 위치 등, 미리 상정된 위치에 음원, 예를 들면 스피커가 존재하는 것처럼 재생되도록(가상적으로 해당 위치에 음상을 정위시키도록) 하는 것으로, 다음과 같이 하여 실현된다.
도 30은, 좌우 2채널 스테레오 신호를, 예를 들면 2채널 스테레오용 헤드폰에서 재생하는 경우에서의 가상 음상 정위의 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 30에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 2채널 스테레오용 헤드폰 등의 2개의 음향 재생용 드라이버(전기 음향 변환 수단의 예)가 설치된다고 상정되는 리스너의 양 귀의 근방의 위치(측정점 위치)에, 마이크로폰(음향 전기 변환 수단의 예) ML 및 MR을 설치함과 함께, 가상 음상 정위시키고자 하는 위치에 스피커 SPL 및 SPR을 배치한다.
그리고, 더미 헤드(1)(또는 인간 즉 리스너 자체라도 됨)가 존재하는 상태에서, 우선 한 쪽의 채널, 예를 들면 좌측 채널의 스피커 SPL에서, 예를 들면 임펄스를 음향 재생하고, 그 재생에 의해 발생된 임펄스를 상기 마이크로폰 ML 및 MR의 각각에서 픽업하여, 좌측 채널용의 두부 전달 함수를 측정한다. 이 예의 경우, 두부 전달 함수는, 임펄스 레스펀스로서 측정한다.
이 경우, 이 좌측 채널용의 두부 전달 함수로서의 임펄스 레스펀스에는, 도 30에 도시하는 바와 같이, 마이크로폰 ML에서 픽업한 좌측 채널용의 스피커 SPL로부터의 음파의 임펄스 레스펀스(이하, 좌측 주성분의 임펄스 레스펀스라고 함) HLd와, 마이크로폰 MR에서 픽업한 좌측 채널용의 스피커 SPL로부터의 음파의 임펄스 레스펀스(이하, 좌측 크로스토크 성분의 임펄스 레스펀스라고 함) HLc를 포함한다.
다음으로, 우측 채널의 스피커 SPR에서 마찬가지로 임펄스를 음향 재생하고, 그 재생에 의해 발하여진 임펄스를 상기 마이크로폰 ML 및 MR의 각각에서 픽업하여, 우측 채널용의 두부 전달 함수, 즉, 우측 채널용의 임펄스 레스펀스를 측정한다.
이 경우, 우측 채널용의 두부 전달 함수로서의 임펄스 레스펀스에는, 마이크로폰 MR에서 픽업한 우측 채널용의 스피커 SPR로부터의 음파의 임펄스 레스펀스(이하, 우측 주성분의 임펄스 레스펀스라고 함) HRd와, 마이크로폰 ML에서 픽업한 우측 채널용의 스피커 SPR로부터의 음파의 임펄스 레스펀스(이하, 좌측 크로스토크 성분의 임펄스 레스펀스라고 함) HRc를 포함한다.
그리고, 측정하여 얻은, 좌측 채널용의 두부 전달 함수 및 우측 채널용의 두부 전달 함수의 임펄스 레스펀스를, 헤드폰의 좌우 채널용의 음향 재생용 드라이버의 각각에 공급하는 음성 신호에, 그대로 컨볼루션하도록 한다. 즉, 좌측 채널의 음성 신호에 대하여, 측정하여 얻은 좌측 채널용의 두부 전달 함수로서의 좌측 주성분의 임펄스 레스펀스 및 좌측 크로스토크 성분의 임펄스 레스펀스를, 그대로 컨볼루션하고, 또한, 우측 채널의 음성 신호에 대하여, 측정하여 얻은 우측 채널용의 두부 전달 함수로서의 우측 주성분의 임펄스 레스펀스 및 우측 크로스토크 성분의 임펄스 레스펀스를, 그대로 컨볼루션하도록 한다.
이와 같이 하면, 헤드폰의 2개의 음향 재생용 드라이버 등에서, 리스너의 귀의 근방에서 음향 재생되고 있음에도 불구하고, 예를 들면 좌우 2채널 스테레오 음성의 경우이면, 마치 리스너의 전방에 설치된 좌우의 스피커에서 음향 재생되고 있는 것처럼 음상 정위(가상 음상 정위)시킬 수 있다.
이상은, 2채널의 경우이지만, 3채널 이상의 다채널의 경우에는, 마찬가지로 하여, 각각의 채널의 가상 음상 정위 위치에 스피커를 배치하여, 예를 들면 임펄스를 재생하고, 각각의 채널용의 두부 전달 함수를 측정하고, 측정하여 얻은 두부 전달 함수의 임펄스 레스펀스를, 헤드폰의 좌우 2채널의 음향 재생용의 드라이버에 공급하는 음성 신호에 컨볼루션하도록 하면 된다.
상기한 특허 문헌은, 다음과 같다.
[특허 문헌 1] WO95/13690호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평성 03-214897호 공보
그런데, 두부 전달 함수의 측정을 행하는 장소가 반사가 없는 무향실이 아닐 때에는, 측정된 두부 전달 함수에는, 상정된 음원 위치(가상 음상 정위 위치에 대응)로부터의 직접파뿐만 아니라, 도 30에서 점선으로 도시한 바와 같은 반사파의 성분도 포함되게(분리할 수 없어 포함되게) 된다. 이 때문에, 종래의 측정한 두부 전달 함수는, 반사파에 의한 성분 때문에, 측정을 행한 방이나 장소 등의 형상이나, 음파를 반사하는 벽이나 천장, 마루 등의 재질에 따른 해당 측정 장소의 특성이 포함된 것으로 되어 있다.
방이나 장소의 특성을 제거하기 위해서는, 마루, 천장, 벽면 등으로부터의 음파의 반사가 없는 무향실에서, 두부 전달 함수를 측정하는 것이 생각된다.
그러나, 무향실에서 측정한 두부 전달 함수를 그대로 음성 신호에 컨볼루션하여, 가상 음상 정위시키고자 한 경우, 반사파가 존재하지 않기 때문에, 가상 음상 정위 위치나 방향성이 흐려진다고 하는 문제가 있다.
그 때문에, 종래는, 음성 신호에 그대로 컨볼루션하는 두부 전달 함수의 측정은, 무향실에서는 행하지 않고, 어느 정도의 울림이 존재하지만, 특성이 좋게 되어 있는 방이나 장소에서 행하도록 하고 있는 것이다. 그리고, 예를 들면, 스튜디오, 홀, 라지 룸 등, 두부 전달 함수를 측정한 방이나 장소의 메뉴를 유저에게 제시하여, 가상 음상 정위를 수반하는 음향 재생을 즐기고 싶은 유저에게, 원하는 방이나 장소의 두부 전달 함수를, 상기 메뉴 중으로부터 선택하게 하는 등의 방책이 채용되거나 하였다.
그러나, 상술한 바와 같이, 종래는, 상정된 음원 위치의 음원으로부터의 직접파뿐만 아니라, 반드시, 반사파를 수반하는 것으로서, 직접파와 반사파의 임펄스 레스펀스를 분리할 수 없어 양자를 포함하는 두부 전달 함수를 측정하여 얻도록 하고 있으므로, 측정된 장소나 방에 따른 두부 전달 함수밖에 얻어지지 않아, 기대하는 주위 환경이나 방 환경에 따른 두부 전달 함수를 얻어, 그것을 음성 신호에 컨볼루션한다는 것이 곤란하였다.
예를 들면, 주위에 벽이나 장해물이 없는 대평원에서, 전방에 스피커가 배치된 것처럼 상정된 시청 환경에 따른 두부 전달 함수를 음성 신호에 컨볼루션하는 것은 곤란하였다.
또한, 상정된 소정의 형상이나 용적, 또한, 소정의 흡음률(음파의 감쇠율에 대응)의 벽을 구비하는 방에서의 두부 전달 함수를 얻자고 하는 경우에는, 종래에는, 그러한 방을 찾거나, 또한, 제작하거나 하여, 그 방에서 두부 전달 함수를 측정하여 얻도록 하는 것 이외에 방법이 없었다. 그러나, 실제적으로는, 그러한 원하는 시청 환경이나 방을 찾아내거나, 제작하거나 하는 것은 곤란하며, 원하는 임의의 시청 환경이나 방 환경에 따른 두부 전달 함수를, 음성 신호에 컨볼루션할 수는 없다고 하는 것이 현상이다.
본 발명은, 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 원하는 임의의 시청 환경이나 방 환경에 따른 두부 전달 함수의 컨볼루션을 할 수 있어, 원하는 가상 음상 정위감이 얻어지도록 한 두부 전달 함수 컨볼루션 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1의 발명은,
리스너의 양 귀의 근방의 위치에 설치되는 전기 음향 변환 수단에 의해 음성 신호가 음향 재생되었을 때에, 상정되는 가상 음상 정위 위치에 음상이 정위하도록 청취되도록 하기 위한 두부 전달 함수를, 상기 음성 신호에 컨볼루션하도록 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법으로서, 상기 가상 음상 정위 위치에 음원을 설치하고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단을 설치하였을 때에, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 직접파 방향 두부 전달 함수와, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의, 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 반사파 방향 두부 전달 함수를, 미리 따로따로 측정하여 구해 두는 두부 전달 함수 측정 공정과,
상기 구해진, 상기 직접파 방향 두부 전달 함수와, 상기 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 반사파 방향 두부 전달 함수를, 상기 음성 신호에 컨볼루션하는 공정
을 갖는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법을 제공한다.
종래에는, 전술한 바와 같이, 직접파 방향 두부 전달 함수와 반사파 방향 두부 전달 함수의 양자가 포함되는 종합적인 두부 전달 함수가 측정되고, 그대로 음성 신호에 컨볼루션되는 것에 대해서, 청구항 1의 발명에서는, 두부 전달 함수 측정 공정에서, 직접파 방향 두부 전달 함수와 반사파 방향 두부 전달 함수는 미리 따로따로 측정되어 구해진다. 그리고, 구해진 직접파 방향 두부 전달 함수와 반사파 방향 두부 전달 함수가, 음성 신호에 컨볼루션된다.
여기서, 직접파 방향 두부 전달 함수는, 상정되는 가상 음상 정위 위치에 설치된 음원으로부터 수음 수단에 직접 입사하는 측정용 음파만으로부터 구해진 두부 전달 함수로서, 반사파의 성분은 포함되어 있지 않다.
또한, 반사파 방향 두부 전달 함수는, 상정되는 반사파의 방향으로부터 수음 수단에 직접 입사하는 측정용 음파만으로부터 구해진 두부 전달 함수로서, 해당 반사파의 방향의 음원으로부터, 어느 한쪽에 반사하여 수음 수단에 입사하는 성분은 포함되어 있지 않다.
그리고, 청구항 1의 두부 전달 함수 측정 공정에서는, 상기한 바와 같이, 가상 음상 정위 위치를 음원으로 하였을 때의 직접파의 두부 전달 함수와 반사파의 두부 전달 함수를 분리하여 구하는 것이지만, 이 때, 반사파 방향 두부 전달 함수를 구하는 반사파의 방향은, 상정되는 시청 환경이나 방 환경에 따라서, 1 또는 복수의 반사파 방향이 선택된다.
예를 들면, 시청 환경이 대평원을 상정한 경우에는, 주위의 벽이나 천장은 없고, 가상 음상 정위 위치에 상정된 음원으로부터의 직접파와, 상기 음원으로부터 지면 혹은 마루에서 반사되는 음파만이 존재하므로, 직접파 방향 두부 전달 함수와, 지면 또는 마루로부터의 반사파의 방향의 반사파 방향 두부 전달 함수가 구해지고, 그들 두부 전달 함수가 음성 신호에 컨볼루션된다.
또한, 시청 환경이 직방체 형상의 통상의 방이 상정된 경우에는, 반사파로서는, 리스너의 주위의 벽, 천장 및 마루에서 반사되는 음파가 존재하므로, 각각의 반사파의 방향의 반사파 방향 두부 전달 함수가 구해지고, 해당 반사파 방향 두부 전달 함수와 직접파 방향 두부 전달 함수가 음성 신호에 컨볼루션된다.
청구항 2의 발명에서는, 청구항 1에 기재된 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에 있어서,
상기 컨볼루션 공정에서는,
상기 음성 신호의 시계열 신호에 대하여, 상기 직접파 및 상기 반사파의 상기 가상 음상 정위 위치로부터 상기 전기 음향 변환 수단의 위치까지의 음파의 행로 길이에 따라서 정해진, 상기 직접파 방향 두부 전달 함수의 컨볼루션 처리를 개시하는 개시 시점, 및 상기 1 또는 복수의 반사파 방향 두부 전달 함수의 각각의 컨볼루션 처리를 개시하는 개시 시점의 각각으로부터, 대응하는 상기 직접파 방향 두부 전달 함수 및 상기 반사파 방향 두부 전달 함수의 컨볼루션을 실행하는 것을 특징으로 한다.
청구항 2의 발명에서는, 직접파 방향 두부 전달 함수의 컨볼루션 처리를 개시하는 개시 시점, 및 1 또는 복수의 반사파 방향 두부 전달 함수의 각각의 컨볼루션 처리를 개시하는 개시 시점이, 직접파 및 반사파의 가상 음상 정위 위치로부터 전기 음향 변환 수단까지의 음파의 행로 길이에 따라서 정해진다. 이 경우, 반사파에 대한 행로 길이는, 상정되는 시청 환경이나 방 환경에 따라서 정해진다.
환언하면, 상정되는 시청 환경이나 방 환경에 따라서, 상기 직접파나 반사파에 대한 행로 길이에 따른 각각의 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 시점을 설정함으로써, 상정되는 시청 환경이나 방 환경에 따른 적절한 두부 전달 함수를 음성 신호에 컨볼루션할 수 있다.
또한, 청구항 3의 발명은, 청구항 1에 기재된 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에 있어서,
상기 반사파 방향 두부 전달 함수는, 상정되는 반사부에서의 음파의 감쇠율에 따라서 게인 조정되어 상기 컨볼루션이 실행되는 것을 특징으로 한다.
이 청구항 3에서는, 상정되는 시청 환경이나 방 환경에서, 음파를 반사하는 반사부의 방향으로부터의 반사파 방향 두부 전달 함수는, 해당 반사부의 재질 등에 의해 정해지는 감쇠율에 따른 게인분만큼 조정되어, 음성 신호에 컨볼루션된다. 이에 의해, 청구항 3의 발명에 따르면, 상정되는 시청 환경이나 방 환경에서의 음파의 반사부에서의 흡음 등에 의한 감쇠율을 고려한 두부 전달 함수를 음성 신호에 매립할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상정한 시청 환경이나 방 환경에 따른 적절한 두부 전달 함수를 음성 신호에 컨볼루션할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 두부 전달 함수 측정 방법의 실시예를 적용하는 시스템 구성예를 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 두부 전달 함수 측정 방법의 실시예에서의 두부 전달 함수 및 그 상태의 전달 특성의 측정 위치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 두부 전달 함수 측정 방법의 실시예에서의 두부 전달 함수의 측정 위치를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 두부 전달 함수 측정 방법의 실시예에서의 두부 전달 함수의 측정 위치를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 두부 전달 함수 컨볼루션 방법의 실시예가 적용된 재생 장치의 구성예를 도시하는 블록도.
도 6은 본 발명의 실시예에서, 두부 전달 함수 측정 수단 및 그 상태의 전달 특성 측정 수단에서 얻어지는 측정 결과 데이터의 특성예를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 의해 얻어지는 정규화 두부 전달 함수의 특성의 예를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 의해 얻어지는 정규화 두부 전달 함수의 특성과 비교하는 특성예를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 의해 얻어지는 정규화 두부 전달 함수의 특성과 비교하는 특성예를 도시하는 도면.
도 10은 종래의 일반적인 두부 전달 함수의 컨볼루션 프로세스 구간을 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에서의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 프로세스의 제1 예를 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에서의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 프로세스의 제1 예를 실시하기 위한 하드웨어 구성예를 도시하는 블록도.
도 13은 본 발명의 실시예에서의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 프로세스의 제2 예를 설명하기 위한 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에서의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 프로세스의 제2 예를 실시하기 위한 하드웨어 구성예를 도시하는 블록도.
도 15는 7.1채널 멀티 서라운드의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 16은 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법을 적용한 음향 재생 시스템의 일부를 도시하는 블록도.
도 17은 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법을 적용한 음향 재생 시스템의 일부를 도시하는 블록도.
도 18은 도 16의 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부의 내부 구성예를 도시하는 블록도.
도 19는 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에서, 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션하는 음파의 방향의 예를 설명하기 위한 도면.
도 20은 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에서, 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍의 예를 설명하기 위한 도면.
도 21은 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에서, 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션하는 음파의 방향의 예를 설명하기 위한 도면.
도 22는 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에서, 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍의 예를 설명하기 위한 도면.
도 23은 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에서, 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션하는 음파의 방향의 예를 설명하기 위한 도면.
도 24는 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에서, 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍의 예를 설명하기 위한 도면.
도 25는 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에서, 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션하는 음파의 방향의 예를 설명하기 위한 도면.
도 26은 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에서, 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍의 예를 설명하기 위한 도면.
도 27은 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에서, 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍의 예를 설명하기 위한 도면.
도 28은 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에서, 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션하는 음파의 방향의 예를 설명하기 위한 도면.
도 29는 본 발명의 실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법을 적용한 음향 재생 시스템의 다른 예의 일부를 도시하는 블록도.
도 30은 두부 전달 함수를 설명하기 위해서 이용하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 두부 전달 함수 측정 수단
20 : 소의 상태의 전달 특성 측정 수단
33, 34 : FFT부
35, 36 : 극좌표 변환부
37 : 정규화 및 X-Y 좌표 변환부
38 : 역FFT부
40 : 정규화 두부 전달 함수 메모리
54, 57, 64, 67 : 두부 전달 함수 컨볼루션 회로
[본 발명의 실시예의 개요]
상술한 바와 같이, 종래의 두부 전달 함수의 컨볼루션 방법에서는, 가상 음상 정위시키고자 하는 것으로서 상정된 음원 위치에 스피커를 설치하여, 그 상정된 음원 위치로부터의 직접파에 의한 임펄스 레스펀스뿐만 아니라, 반드시, 반사파에 의한 임펄스 레스펀스를 수반하는 것으로서(직접파와 반사파의 임펄스 레스펀스를 분리할 수 없어 양자를 포함하는 것으로서) 두부 전달 함수를 측정하고, 그 측정하여 얻은 두부 전달 함수를 그대로 음성 신호에 컨볼루션하도록 하고 있었다.
즉, 종래에는, 가상 음상 정위시키고자 하는 것으로 상정된 음원 위치로부터의 직접파의 두부 전달 함수와 반사파의 두부 전달 함수를 분리하여 측정하지 않고, 양자가 포함되는 종합적인 두부 전달 함수로서 측정하고 있었다.
이에 대하여, 본 발명의 실시예에서는, 가상 음상 정위시키고자 하는 것으로서 상정된 음원 위치로부터의 직접파의 두부 전달 함수와 반사파의 두부 전달 함수를 분리하여 측정해 두도록 한다.
이 때문에, 본 실시예에서는, 측정점 위치로부터 보아, 특정한 방향에 상정되는 상정 음원 위치로부터의 직접파(즉, 반사파를 포함하지 않는 직접 측정점 위치에 도달하는 음파)에 대한 두부 전달 함수를 얻도록 한다. 반사파의 두부 전달 함수는, 벽 등에서 반사한 후의 음파의 방향을 음원 방향으로 하여, 그 음원 방향으로부터의 직접파로서 측정하도록 한다. 즉, 소정의 벽에 반사하여 측정점 위치에 입사하는 반사파를 생각한 경우, 벽에서 반사한 후의 벽으로부터의 반사 음파는, 해당 벽에서의 반사 위치 방향에 상정한 음원으로부터의 음파의 직접파로서 생각할 수 있기 때문이다.
따라서, 본 실시예에서는, 가상 음상 정위시키고자 하는 것으로서 상정된 음원 위치로부터의 직접파의 두부 전달 함수를 측정할 때에는, 해당 가상 음상 정위시키고자 하는 것으로서 상정된 음원 위치에 측정용 음파의 발생 수단으로서의 전기 음향 변환기, 예를 들면 스피커를 배치하지만, 가상 음상 정위시키고자 하는 것으로서 상정된 음원 위치로부터의 반사파의 두부 전달 함수를 측정할 때에는, 측정하고자 하는 반사파의 측정점 위치에의 입사 방향에, 측정용 음파의 발생 수단으로서의 전기 음향 변환기, 예를 들면 스피커를 배치하도록 한다.
따라서, 여러 가지의 방향으로부터의 반사파에 대한 두부 전달 함수는, 각각의 반사파의 측정점 위치에의 입사에, 측정용 음파의 발생 수단으로서의 전기 음향 변환기를 설치하여 측정하도록 한다.
그리고, 본 실시예에서는, 이상과 같이 하여 측정한 직접파 및 반사파에 대한 두부 전달 함수를 음성 신호에 컨볼루션함으로써, 목적으로 하는 재생 음향 공간에서의 가상 음상 정위를 얻도록 하는 것이지만, 반사파의 두부 전달 함수는, 목적으로 하는 재생 음향 공간에 따라서 선택한 방향의 반사파에 대해서만, 음성 신호에 컨볼루션하도록 한다.
또한, 본 실시예에서는, 직접파 및 반사파에 대한 두부 전달 함수는, 측정용 음원 위치로부터 측정점 위치까지의 음파의 경로 길이에 따른 전파 지연분은 제거하여 측정하도록 하고, 음성 신호에, 각각의 두부 전달 함수를 컨볼루션 처리할 때에, 측정용 음원 위치(가상 음상 정위 위치)로부터 측정점 위치(재생용 음향 재생 수단 위치)까지의 음파의 경로 길이에 따른 전파 지연분을 고려하도록 한다.
이에 의해, 방의 크기 등에 따라서 임의로 설정한 가상 음상 정위 위치에 대한 두부 전달 함수를, 음성 신호에 컨볼루션하는 것이 가능하게 된다.
그리고, 반사 음파의 감쇠율에 관련되는 벽의 재질 등에 의한 반사율 혹은 흡음률 등의 특성은, 해당 벽으로부터의 직접파의 이득으로서 상정하도록 한다. 즉, 본 실시예에서는, 예를 들면 상정 음원 위치로부터의 측정점 위치에의 직접파에 의한 두부 전달 함수를, 감쇠 없이, 음성 신호에 컨볼루션함과 함께, 벽으로부터의 반사 음파 성분에 대해서는, 그 벽의 반사 위치 방향에 상정된 음원으로부터의 직접파에 의한 두부 전달 함수를, 벽의 특성에 따른 반사율 혹은 흡음률에 따른 감쇠율로 컨볼루션하도록 한다.
이와 같이 두부 전달 함수를 컨볼루션한 음성 신호의 재생음을 청취하도록 하면, 벽의 특성에 따른 반사율 혹은 흡음률에 의해, 어떠한 가상 음상 정위의 상태로 되는지를 검증할 수 있다.
또한, 직접파의 두부 전달 함수와, 선택한 반사파에 대한 두부 전달 함수를, 감쇠율을 고려하면서, 음성 신호에 컨볼루션하여 음향 재생함으로써, 다양한 방 환경, 장소 환경에서의 가상 음상 정위를 시뮤레이션할 수도 있다. 이것은, 상정 음원 위치로부터의 직접파와 반사파를 분리하여, 두부 전달 함수로서 측정함으로써 실현이 가능하게 된 것이다.
[두부 전달 함수 측정 방법의 실시예]
전술한 바와 같이, 특정한 음원으로부터의 반사파 성분을 제거한 직접파만에 대한 두부 전달 함수는, 예를 들면 무향실에서 측정함으로써 얻을 수 있다. 따라서, 무향실에서, 희망하는 가상 음상 정위 위치로부터의 직접파와, 상정되는 복수의 반사파에 대해서, 두부 전달 함수를 측정하여, 컨볼루션에 이용하도록 한다.
즉, 무향실에서, 리스너의 양 귀 근방의 측정점 위치에, 측정용 음파를 수음하는 음향 전기 변환 수단으로서의 마이크로폰을 설치함과 함께, 상기 직접파 및 상기 복수의 반사파의 방향의 위치에 측정용 음파를 발생하는 음원을 설치하여, 두부 전달 함수의 측정을 하도록 한다.
그런데, 무향실에서 두부 전달 함수를 얻었다고 해도, 두부 전달 함수를 측정하는 측정계의 스피커와 마이크로폰의 특성은 배제할 수 없고, 그 때문에, 측정하여 얻은 두부 전달 함수는, 측정에 이용한 스피커나 마이크로폰의 특성의 영향을 받게 된다고 하는 문제가 있다.
마이크로폰이나 스피커의 특성의 영향을 제거하기 위해서는, 두부 전달 함수의 측정에 이용하는 마이크로폰 및 스피커로서, 주파수 특성이 평탄한, 특성이 좋은 고가의 마이크로폰 및 스피커를 이용하는 것이 생각된다. 그러나, 고가의 마이크로폰이나 스피커라도, 이상적인 평탄한 주파수 특성은 얻어지지 않고, 이들 마이크로폰이나 스피커의 특성의 영향을 완전하게 제거할 수 없어, 재생 음성의 음질의 열화를 초래하게 되는 경우가 있었다.
또한, 측정계의 마이크로폰이나 스피커의 역특성을 이용하여, 두부 전달 함수를 컨볼루션한 후의 음성 신호에 대하여 보정을 함으로써, 마이크로폰이나 스피커의 특성의 영향을 제거하도록 하는 것도 생각되지만, 그 경우에는, 음성 신호 재생 회로에, 해당 보정 회로를 설치하지 않으면 안되어, 구성이 복잡하게 됨과 함께, 측정계의 영향을 완전하게 제거하는 보정은 곤란하다는 문제가 있다.
이상의 문제점을 고려하여, 측정하는 방이나 장소의 영향을 제거하기 위해서, 본 실시예에서는, 무향실에서 두부 전달 함수를 측정함과 함께, 측정에 이용하는 마이크로폰이나 스피커의 특성의 영향을 제거하기 위해서, 이하에 설명하는 정규화 처리를, 측정하여 얻은 두부 전달 함수에 실시하도록 한다. 처음에, 본 실시예에서의 두부 전달 함수 측정 방법의 실시예를, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시예에서의 두부 전달 함수 측정 방법에 이용하는 정규화 두부 전달 함수의 데이터를 취득하기 위한 처리 수순을 실행하는 시스템의 구성예를 도시하는 블록도이다.
두부 전달 함수 측정 수단(10)에서는, 직접파만의 두부 전달 특성을 측정하기 위해서, 이 예에서는, 무향실에서 두부 전달 함수의 측정을 행한다. 그리고, 두부 전달 함수 측정 수단(10)에서는, 무향실에서, 상술한 도 30과 같이, 리스너 위치에 더미 헤드 또는 리스너로서의 인간 그 자체를 배치함과 함께, 그 더미 헤드 또는 인간의 양 귀의 근방으로서, 두부 전달 함수를 컨볼루션한 음성 신호를 음향 재생하는 전기 음향 변환 수단이 배치되는 위치(측정점 위치)에, 측정용 음파를 수음하는 음향 전기 변환 수단으로서의 마이크로폰을 설치한다.
두부 전달 함수를 컨볼루션한 음성 신호를 음향 재생하는 전기 음향 변환 수단이, 예를 들면 좌우 2채널의 헤드폰인 경우에는, 좌측 채널의 헤드폰 드라이버의 위치에 좌측 채널용의 마이크로폰이, 우측 채널의 헤드폰 드라이버의 위치에 우측 채널용의 마이크로폰이 각각 설치된다.
그리고, 리스너 혹은 측정점 위치인 마이크로폰 위치를 기점으로 하여, 두부 전달 함수를 측정하고자 하는 방향에, 측정용 음파를 발생하는 음원의 예로서의 스피커를 설치한다. 이 상태에서, 이 스피커에 의해 두부 전달 함수의 측정용 음파, 이 예에서는 임펄스를 재생하여, 2개의 마이크로폰에서, 그 임펄스 레스펀스를 픽업한다. 또한, 측정용 음원으로서의 스피커가 설치되는, 두부 전달 함수를 측정하고자 하는 방향의 위치를, 이하의 설명에서는 상정 음원 위치라고 칭하기로 한다.
이 두부 전달 함수 측정 수단(10)에서, 2개의 마이크로폰으로부터 얻어지는 임펄스 레스펀스는, 두부 전달 함수를 나타내는 것으로 되어 있다.
소의 상태의 전달 특성 측정 수단(20)에서는, 두부 전달 함수 측정 수단(10)과 동일 환경에서, 리스너 위치에 상기 더미 헤드 또는 상기 인간이 존재하지 않는, 즉, 측정용 음원 위치와 측정점 위치 사이에 장해물이 존재하지 않는 소의 상태의 전달 특성의 측정을 행한다.
즉, 소의 상태의 전달 특성 측정 수단(20)에서는, 무향실에서, 두부 전달 함수 측정 수단(10)에서는 설치되어 있던 더미 헤드 또는 인간을 제거하여, 상정 음원 위치의 스피커와 마이크로폰 사이에 장해물이 없는 소의 상태로 하고, 그리고, 상정 음원 위치의 스피커나 마이크로폰의 배치는, 두부 전달 함수 측정 수단(10)에서의 상태와 완전히 동일한 상태로 하여, 그 상태에서, 상정 음원 위치의 스피커에 의해 측정용 음파, 이 예에서는 임펄스를 재생하여, 2개의 마이크로폰에서, 그 임펄스 레스펀스를 픽업한다.
이 소의 상태의 전달 특성 측정 수단(20)에서 2개의 마이크로폰으로부터 얻어지는 임펄스 레스펀스는, 더미 헤드나 인간 등의 장해물이 존재하지 않는 소의 상태에서의 전달 특성을 나타내는 것으로 되어 있다.
또한, 두부 전달 함수 측정 수단(10) 및 소의 상태의 전달 특성 측정 수단(20)에서는, 직접파에 대해서, 2개의 마이크로폰의 각각으로부터 전술한 좌측, 우측 주성분의 두부 전달 함수 및 소의 상태의 전달 특성과, 좌우의 크로스토크 성분의 두부 전달 함수 및 소의 상태의 전달 특성이 얻어진다. 그리고, 주성분과, 좌우의 크로스토크 성분의 각각에 대해서, 후술하는 정규화 처리가 마찬가지로 이루어지는 것이다. 이하의 설명에서는, 간단히 하기 위해, 예를 들면 주성분만에 대한 정규화 처리에 대해서 설명하고, 크로스토크 성분에 대한 정규화 처리에 대한 설명은 생략한다. 또한, 크로스토크 성분에 대해서도, 마찬가지로 하여 정규화 처리가 행하여지는 것은 물론이다.
두부 전달 함수 측정 수단(10) 및 소의 상태의 전달 특성 측정 수단(20)에서 취득한 임펄스 레스펀스는, 이 예에서는, 샘플링 주파수가 96㎑이고, 8192샘플의 디지털 데이터로서 출력된다.
여기서, 두부 전달 함수 측정 수단(10)로부터 얻어지는 두부 전달 함수의 데이터는, X(m), 단, m=0, 1, 2…, M-1(M=8192)로 표시하고, 또한, 소의 상태의 전달 특성 측정 수단(20)으로부터 얻어지는 소의 상태의 전달 특성의 데이터는, Xref(m), 단, m=0, 1, 2…, M-1(M=8192)로 표시하는 것으로 한다.
두부 전달 함수 측정 수단(10)으로부터의 두부 전달 함수의 데이터 X(m) 및 소의 상태의 전달 특성 측정 수단(20)으로부터의 소의 상태의 전달 특성의 데이터 Xref(m)는, 각각 지연 제거 선두 채움부(31 및 32)에서, 상정 음원 위치의 스피커로부터의 음파의 임펄스 레스펀스 취득용의 마이크로폰에의 도달 시간에 상당하는 지연 시간분만큼, 상기 스피커에서 임펄스가 재생 개시된 시점으로부터의 선두의 부분의 데이터가 제거되며, 또한, 지연 제거 선두 채움부(31 및 32)에서는, 다음단(다음 공정)에서의 시간축 데이터로부터 주파수축 데이터로의 직교 변환의 처리가 가능하도록, 데이터수가 2의 누승의 데이터수로 삭감된다.
다음으로, 지연 선두 채움부(31 및 32)에서 데이터수가 삭감된 두부 전달 함수의 데이터 X(m) 및 소의 상태의 전달 특성의 데이터 Xref(m)는, 각각 FFT(Fast Fourier Transform)부(33 및 34)에 공급되어, 시간축 데이터로부터 주파수축 데이터로 변환된다. 또한, 본 실시예에서는, FFT부(33 및 34)에서는, 위상을 고려한 복소 고속 푸리에 변환(복소 FFT) 처리를 행하는 것이다.
FFT부(33)에서의 복소 FFT 처리에 의해, 두부 전달 함수의 데이터 X(m)는, 실부 R(m) 및 허부 jI(m)로 이루어지는 FFT 데이터, 즉, R(m)+jI(m)로 변환된다.
또한, FFT부(34)에서의 복소 FFT 처리에 의해, 소의 상태의 전달 특성의 데이터 Xref(m)는, 실부 Rref(m) 및 허부 jIref(m)로 이루어지는 FFT 데이터, 즉, Rref(m)+jIref(m)로 변환된다.
FFT부(33 및 34)에서 얻어지는 FFT 데이터는, X-Y 좌표 데이터이지만, 본 실시예에서는, 이 FFT 데이터는, 또한, 극좌표 변환부(35 및 36)에서, 극좌표의 데이터로 변환된다. 즉, 두부 전달 함수의 FFT 데이터 R(m)+jI(m)는, 극좌표 변환부(35)에 의해, 크기 성분인 동경 γ(m)와, 각도 성분인 편각 θ(m)로 변환된다. 그리고, 이 극좌표 데이터인 동경 γ(m)과, 편각 θ(m)가, 정규화 및 X-Y 좌표 변환부(37)에 보내어진다.
또한, 소의 상태의 전달 특성의 FFT 데이터 Rref(m)+jIref(m)는, 극좌표 변환부(35)에 의해, 동경 γref(m)와, 편각 θref(m)로 변환된다. 그리고, 이 극좌표 데이터인 동경 γref(m)와, 편각 θref(m)가, 정규화 및 X-Y 좌표 변환부(37)에 보내어진다.
정규화 및 X-Y 좌표 변환부(37)에서는, 우선, 더미 헤드 또는 인간을 포함하여 측정된 두부 전달 함수를, 더미 헤드 등의 장해물이 없는 소의 상태의 전달 특성을 이용하여 정규화한다. 여기서, 정규화 처리의 구체적인 연산은, 다음과 같다.
즉, 정규화 처리 후의 동경을 γn(m), 정규화 처리 후의 편각을 θn(m)으로 하면,
로 된다.
그리고, 정규화 및 X-Y 좌표 변환부(37)에서는, 정규화 처리 후의 극좌표계의 데이터, 즉, 동경 γn(m) 및 편각 θn(m)을, X-Y 좌표계의 실부 Rn(m) 및 허부 jIn(m)(m=0, 1…M/4-1)으로 이루어지는 주파수축 데이터의 정규화 두부 전달 함수 데이터로 변환한다.
이 X-Y 좌표계의 주파수축 데이터의 정규화 두부 전달 함수 데이터는, 역FFT부(38)에서, 시간축의 정규화 두부 전달 함수 데이터인 임펄스 레스펀스 Xn(m)으로 변환한다. 이 역FFT부(38)에서는, 복소 역고속 푸리에 변환(복소 역FFT) 처리를 행한다.
즉,
Xn(m)=IFFT(Rn(m)+jIn(m))
단, m=0, 1, 2…, M/2-1인 연산이 역FFT(IFFT(Inverse Fast Fourier Transform))부(38)에서 행하여져, 시간축의 정규화 두부 전달 함수 데이터인 임펄스 레스펀스 Xn(m)이 얻어진다.
이 역FFT부(38)로부터의 정규화 두부 전달 함수의 데이터 Xn(m)은, IR(임펄스 레스펀스) 간략화부(39)에서, 처리 가능(후술하는 컨볼루션 가능)한 임펄스 특성의 탭 길이로 간략화한다. 본 실시예에서는, 600탭(역FFT부(38)로부터의 데이터의 선두로부터 600개의 데이터)으로 간략화한다.
이 IR 간략화부(39)에서 간략화된 정규화 두부 전달 함수의 데이터 Xn(m)(m=0, 1…599)은, 후술하는 컨볼루션 처리를 위해, 정규화 두부 전달 함수 메모리(40)에 기입된다. 또한, 이 정규화 두부 전달 함수 메모리(40)에 기입되는 정규화 두부 전달 함수는, 각 상정 음원 위치(가상 음상 정위 위치)마다의 각각에서, 주성분의 정규화 두부 전달 함수와, 크로스토크 성분의 정규화 두부 전달 함수를 포함하는 것은 전술한 바와 같다.
이상의 설명은, 리스너 위치에 대하여 특정한 1방향에서, 측정점 위치인 마이크로폰 위치로부터 소정 거리만큼 떨어진 1개소의 상정 음원 위치에, 측정용 음파의 예로서의 임펄스를 재생하는 스피커를 설치한 경우에, 그 스피커 위치에 대한 정규화 두부 전달 함수를 취득하는 처리의 설명이다.
본 실시예에서는, 측정용 음파의 예로서의 임펄스를 재생하는 스피커의 설치 위치인 상정 음원 위치를, 측정점 위치에 대하여 상이한 방향으로 다양하게 변경하여, 이상과 마찬가지로 하여, 각 상정 음원 위치에 대한 정규화 두부 전달 함수를 취득하도록 한다.
즉, 본 실시예에서는, 가상 음상 정위 위치로부터의 직접파뿐만 아니라, 반사파에 대한 두부 전달 함수를 취득하도록 하기 위해서, 반사파의 측정점 위치에의 입사 방향을 고려하여, 복수개의 위치에 상정 음원 위치를 설정하고, 그 정규화 두부 전달 함수를 구하도록 한다.
여기서, 스피커 설치 위치인 상정 음원 위치는, 리스너의 좌우의 벽으로부터의 반사파에 대한 정규화 두부 전달 함수를 구하기 위해서, 수평면 내에서, 측정점 위치인 마이크로폰 위치 혹은 리스너를 중심으로 한 360도 또는 180도의 각 범위를, 얻고자 하는 반사파의 방향에 대한 필요한 분해능을 고려하여, 예를 들면 10도 각 간격마다 변화시켜 설정하도록 한다.
마찬가지로, 스피커 설치 위치인 상정 음원 위치는, 천장 또는 마루로부터의 반사파에 대한 정규화 두부 전달 함수를 구하기 위해서, 수직면 내에서, 측정점 위치인 마이크로폰 위치 혹은 리스너를 중심으로 한 360도 또는 180도의 각 범위를, 얻고자 하는 반사파의 방향에 대한 필요한 분해능을 고려하여, 예를 들면 10도 각 간격마다 변화시켜 설정하도록 한다.
360도의 각 범위를 고려하는 경우에는, 직접파로서의 가상 음상 정위 위치가 리스너의 후방에도 존재하는, 예를 들면 5.1채널, 6.1채널, 7.1채널 등의 멀티 채널 서라운드 음성을 재생하는 경우를 상정한 경우, 또한, 리스너의 후방의 벽으로부터의 반사파를 고려하는 경우이다. 180도의 각 범위를 고려하는 경우는, 직접파로서의 가상 음상 정위 위치가 리스너의 전방에만 존재하며, 또한, 리스너의 후방의 벽으로부터의 반사파를 고려하지 않아도 되는 상태를 상정한 경우이다.
또한, 본 실시예에서는, 리스너에게 실제로 재생음을 공급하는 헤드폰의 드라이버 등의 음향 재생 드라이버의 위치에 따라서, 두부 전달 함수 및 소의 상태의 전달 특성의 측정 수단(10 및 20)에서의 마이크로폰의 설치 위치를 변화시키도록 한다.
도 2는, 리스너에게 실제로 재생음을 공급하는 전기 음향 변환 수단으로서의 음향 재생 수단이 이너 헤드폰인 경우에서의 두부 전달 함수 및 소의 상태의 전달 특성의 측정 위치(상정 음원 위치) 및 측정점 위치로서의 마이크로폰 설치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
즉, 도 2의 (A)는, 리스너에 재생음을 공급하는 음향 재생 수단이 이너 헤드폰인 경우에서의 두부 전달 함수 측정 수단(10)에서의 측정 상태를 도시하는 것으로, 리스너 위치에는 더미 헤드 또는 인간 OB를 배치한다. 그리고, 상정 음원 위치에서 임펄스를 재생하는 스피커는, 동그라미 표시 P1, P2, P3, …으로 나타내는 바와 같이, 이 예에서는, 리스너 위치 또는 이너 헤드폰의 2개의 드라이버 위치의 중심 위치를 중심으로 하여, 10도 각 간격마다의 두부 전달 함수를 측정하고자 하는 방향의 소정 위치에 배치한다.
또한, 이 이너 헤드폰의 경우의 예에서는, 2개의 마이크로폰 ML, MR은, 도 2의 (A)에 도시하는 바와 같이, 더미 헤드 또는 인간의 귀의 귓바퀴 내 위치에 설치하도록 한다.
도 2의 (B)는, 리스너에게 재생음을 공급하는 음향 재생 수단이 이너 헤드폰인 경우에서의 소의 상태의 전달 특성 측정 수단(20)에서의 측정 상태를 도시하는 것으로, 도 2의 (A)에서의 더미 헤드 또는 인간 OB를 제거한 측정 환경의 상태를 도시하고 있다.
상술한 정규화 처리는, 도 2 (A)에서, 동그라미 표시 P1, P2, P3, …으로 나타내는 상정 음원 위치의 각각에서 측정한 두부 전달 함수를, 도 2의 (B)에서, 동일한 상정 음원 위치 P1, P2, P3, …의 각각에서 측정한 소의 상태의 전달 특성으로 각각 정규화함으로써 이루어진다. 즉, 예를 들면, 상정 음원 위치 P1에서 측정한 두부 전달 함수는, 동일한 상정 음원 위치 P1에서 측정한 소의 상태의 전달 특성으로 정규화하도록 한다.
다음으로, 도 3은, 리스너에게 실제로 재생음을 공급하는 음향 재생 수단이 오버 헤드폰인 경우에서의 두부 전달 함수 및 소의 상태의 전달 특성을 측정할 때의 상정 음원 위치 및 마이크로폰 설치 위치를 설명하기 위한 것인다. 이 도 3의 예의 오버 헤드폰에서는, 좌우의 귀용으로서 각각 헤드폰 드라이버가 1개씩으로 되어 있다.
즉, 도 3은, 리스너에게 재생음을 공급하는 음향 재생 수단이 오버 헤드폰인 경우에서의 두부 전달 함수 측정 수단(10)에서의 측정 상태를 나타내는 것으로, 리스너 위치에는 더미 헤드 또는 인간 OB를 배치한다. 그리고, 임펄스를 재생하는 스피커는, 동그라미 표시 P1, P2, P3, …으로 나타내는 바와 같이, 리스너 위치 또는 오버 헤드폰의 2개의 드라이버 위치의 중심 위치를 중심으로 하여, 예를 들면 10도 각 간격마다의 두부 전달 함수를 측정하고자 하는 방향의 상정 음원 위치에 배치한다. 또한, 2개의 마이크로폰 ML, MR은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 더미 헤드 또는 인간의 귀의 귓바퀴에 대향한 귀의 근방 위치에 설치하도록 한다.
이 음향 재생 수단이 오버 헤드폰인 경우에서의 소의 상태의 전달 특성의 측정 수단(20)에서의 측정 상태는, 도 3에서의 더미 헤드 또는 인간 OB를 제거한 측정 환경으로 된다. 이 경우에도, 두부 전달 함수 및 소의 상태에서의 전달 특성의 측정 및 상기 정규화 처리는, 도 2의 경우와 마찬가지로 하여 이루어지는 것은 물론이다.
다음으로, 도 4는, 예를 들면 리스너가 앉는 의자의 헤드레스트 부분에, 리스너에게 재생음을 공급하는 음향 재생 수단으로서의 전기 음향 변환 수단, 예를 들면 스피커를 배치하는 경우에서의 두부 전달 함수 및 소의 상태의 전달 특성을 측정할 때의 상정 음원 위치 및 마이크로폰 설치 위치를 설명하는 도면이다.
도 4의 예에서는, 리스너의 두부 후방의 좌우에 2개의 스피커를 배치하여 음향 재생하는 경우에서의 두부 전달 함수 및 소의 상태의 전달 특성을 측정하도록 한다.
즉, 도 4는, 리스너에게 재생음을 공급하는 음향 재생 수단이, 의자의 헤드레스트 부분의 좌우에 설치된 2개의 스피커인 경우에서의 두부 전달 함수 측정 수단(10)에서의 측정 상태를 나타내는 것이다. 리스너 위치에는 더미 헤드 또는 인간 OB를 배치한다. 그리고, 임펄스를 재생하는 스피커는, 동그라미 표시 P1, P2, P3, …으로 나타내는 바와 같이, 리스너 위치 또는 의자의 헤드레스트 부분에 설치된 2개 스피커 위치의 중심 위치를 중심으로 하여, 예를 들면 10도 각 간격마다의 두부 전달 함수를 측정하고자 하는 방향의 상정 음원 위치에 배치한다.
또한, 2개의 마이크로폰 ML, MR은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 의자의 헤드레스트에 부착되는 2개의 스피커의 설치 위치에 상당하는, 더미 헤드 또는 인간의 두부 후방으로써 리스너의 귀의 근방 위치에 설치하도록 한다.
이 음향 재생 수단이, 의자의 헤드레스트에 부착되는 전기 음향 변환 드라이버인 경우에서의 소의 상태의 전달 특성의 측정 수단(20)에서의 측정 상태는, 도 4에서의 더미 헤드 또는 인간 OB를 제거한 측정 환경으로 된다. 이 경우에도, 두부 전달 함수 및 소의 상태에서의 전달 특성의 측정 및 상기 정규화 처리는, 도 2의 경우와 마찬가지로 하여 이루어지는 것은 물론이다.
다음으로, 도 5는, 리스너에게 재생음을 공급하는 음향 재생 수단이 오버 헤드폰으로, 7.1채널 멀티 서라운드용으로서, 좌우의 귀의 각각에 대하여, 7개씩의 헤드폰 드라이버 유닛이 배치되는 오버 헤드폰인 경우에서의 두부 전달 함수 및 소의 상태의 전달 특성을 측정할 때의 상정 음원 위치 및 마이크로폰 설치 위치를 설명하는 도면이다.
도 5의 예에서는, 좌우의 귀용의 7개씩의 헤드폰 드라이버에 대응하는 위치에, 7개씩의 마이크로폰 ML1, ML2, ML3, ML4, ML5, ML6, ML7 및 MR1, MR2, MR3, MR4, MR5, MR6, MR7이, 각각 리스너의 좌측, 우측의 귀에 대향하여 배치된다.
그리고, 임펄스를 재생하는 스피커는, 상술한 경우와 마찬가지로, 동그라미 표시 P1, P2, P3, …으로 도시하는 바와 같이, 리스너 위치 또는 7개의 마이크로폰 위치의 중심 위치를 중심으로 하여, 예를 들면 10도 각 간격마다의 두부 전달 함수를 측정하고자 하는 방향의 상정 음원 위치에 배치한다.
그리고, 각 상정 음원 위치에서 스피커에서 재생된 측정용 음파로서의 임펄스가, 마이크로폰 ML1∼ML7 및 MR1∼MR7의 각각에서 수음된다. 그리고, 리스너 위치에 더미 헤드나 인간이 존재하는 상태에서는, 마이크로폰 ML1∼ML7 및 MR1∼MR7의 각각의 출력 음성 신호로부터, 두부 전달 함수가 얻어진다. 또한, 리스너 위치에 더미 헤드나 인간이 존재하지 않는 소의 상태에서는, 마이크로폰 ML1∼ML7 및 MR1∼MR7의 각각의 출력 음성 신호로부터, 소의 상태의 전달 특성이 얻어진다. 그리고, 상술한 바와 같이 하여, 두부 전달 함수와 소의 상태의 전달 특성으로부터, 정규화 두부 전달 함수가 각각 구해져, 정규화 두부 전달 함수 메모리(40)에 기억된다.
이 도 5의 예의 경우, 마이크로폰 ML1∼ML7 및 MR1∼MR7의 각각의 출력 음성 신호로부터는, 각 상정 음원 방향 위치에 가상 음상 정위시키도록 할 때에, 각각의 마이크로폰이 대응하는 헤드폰 드라이버 유닛에 공급하는 음성 신호에 컨볼류션할 정규화 두부 전달 함수가 얻어지게 된다.
이상에 의해, 정규화 두부 전달 함수 메모리(40)에 기입된 정규화 두부 전달 함수로서는, 무향실에서, 도 2∼도 5에 도시한 바와 같은, 리스너 두부의 중심 위치나, 재생 시에 리스너에게 음성을 공급하는 전기 음향 변환 수단의 중심 위치를 중심으로 하여, 예를 들면 10도 각 간격씩 떨어진 가상 음원 위치로부터의 임펄스 레스펀스를 측정하였으므로, 각각의 가상 음원 위치로부터의 반사파를 제거한 직접파만에 대한 두부 전달 함수를 얻을 수 있다.
그리고, 취득된 정규화 두부 전달 함수는, 임펄스를 발생한 스피커의 특성이나, 임펄스를 픽업한 마이크로폰의 특성이, 정규화 처리에 의해 배제된 것으로 된다.
또한, 취득된 정규화 두부 전달 함수는, 이 예에서는, 지연 제거 선두 채움부(31, 32)에서, 임펄스를 발생하는 스피커 위치(상정 음원 위치)와, 임펄스를 픽업하는 마이크로폰 위치(상정 드라이버 위치)의 거리에 대응하는 지연이 제거된 것이므로, 임펄스를 발생하는 스피커 위치(상정 음원 위치)와, 임펄스를 픽업하는 마이크로폰 위치(상정 드라이버 위치)의 거리와 무관계로 된다. 즉, 취득된 정규화 두부 전달 함수는, 임펄스를 픽업하는 마이크로폰 위치(상정 드라이버 위치)로부터 보아, 임펄스를 발생하는 스피커 위치(상정 음원 위치)의 방향에만 따른 두부 전달 함수로 된다.
따라서, 직접파에 대해서, 정규화 두부 전달 함수를, 음성 신호에 컨볼루션할 때에는, 음성 신호에 대하여, 가상 음상 정위 위치와 상정 드라이버 위치의 거리에 따른 지연을 부여함으로써, 상정 드라이버 위치에 대한 상정 음원 위치의 방향의, 상기 지연에 따른 거리 위치를 가상 음상 정위 위치로서 음향 재생시킬 수 있다. 또한, 상정 음원 위치 방향으로부터의 반사파에 대해서는, 가상 음상 정위시키고자 하는 위치로부터 벽 등의 반사부에서 반사되어, 상기 상정 음원 위치 방향으로부터 상정 드라이버 위치에 입사할 때까지의 음파의 경로 길이에 따른 지연을 음성 신호에 실시하여, 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션하도록 하면 된다.
즉, 직접파 및 반사파에 대해서, 정규화 두부 전달 함수를 음성 신호에 컨볼루션할 때에는, 음성 신호에 대하여, 가상 음상 정위시키고자 하는 위치로부터, 상정 드라이버 위치에 입사할 때까지의 음파의 경로 길이에 따른 지연을 음성 신호에 실시하도록 하는 것이다.
또한, 두부 전달 함수 측정 방법의 실시예를 설명하기 위한 도 1의 블록도에서의 신호 처리는, 모두 DSP(Digital Signal Processor)에서 행할 수 있다. 그 경우에서, 두부 전달 함수 측정 수단(10) 및 소의 상태의 전달 특성 측정 수단(20)에서의 두부 전달 함수의 데이터 X(m) 및 소의 상태의 전달 특성의 데이터 Xref(m)의 취득부와, 지연 제거 선두 채움부(31, 32), FFT부(33, 34), 극좌표 변환부(35, 36), 정규화 및 X-Y 좌표 변환부(37), 역FFT부(38) 및 IR 간략부(39)는, 각각을 DSP로 구성해도 되고, 전체의 신호 처리를, 통합하여 1개 혹은 복수개의 DSP로 구성하도록 해도 된다.
또한, 상술한 도 1의 예에서는, 두부 전달 함수의 후술하는 컨볼루션의 처리량을 삭감하기 위해서, 정규화 두부 전달 함수나 소의 상태에서의 전달 특성의 데이터에 대해서는, 지연 제거 선두 채움부(31, 32)에서, 상정 음원 위치와 마이크로폰 위치 사이의 거리에 대응하는 지연 시간분의 선두 데이터를 제거하여, 선두 채움하도록 하고 있으며, 이 데이터의 제거 처리를, 예를 들면 DSP의 내부 메모리를 이용하여 행하도록 한다. 그러나, 이 지연 제거 선두 채움 처리는 행하지 않아도 되는 경우에는, DSP에서는, 원래의 데이터를 그대로 8192샘플의 데이터로 처리를 행하도록 한다.
또한, IR 간략부(39)는, 두부 전달 함수를 후술하는 컨볼루션 처리할 때에서의 컨볼루션 처리량을 삭감하기 위한 것으로, 이것은 생략할 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서, FFT부(33, 34)로부터의 X-Y 좌표계의 주파수축 데이터를, 극좌표계의 주파수 데이터로 변환한 것은, X-Y 좌표계의 주파수 데이터 상태 그대로에서는, 정규화 처리를 할 수 없었던 경우가 있는 것을 고려한 것이며, 이상적인 구성이면, X-Y 좌표계의 주파수 데이터 상태 그대로라도 정규화 처리는 가능하다.
또한, 상술한 예에서는, 여러 가지의 가상 음상 정위 위치 및 그 반사파의 상정 드라이버 위치에의 입사 방향을 상정하여, 다수의 상정 음원 위치에 대한 정규화 두부 전달 함수를 구하도록 하였다. 이와 같이 다수의 상정 음원 위치에 대한 정규화 두부 전달 함수를 구한 것은, 나중에 필요한 상정 음원 위치의 방향의 두부 전달 함수를, 그 중으로부터 선택할 수 있도록 하기 위해서이다. 그러나, 미리 가상 음상 정위 위치가 고정되어 있으며, 또한, 반사파의 입사 방향도 정해져 있는 경우에는, 그 고정된 가상 음상 정위 위치나 반사파의 입사 방향의 상정 음원 위치만에 대한 정규화 두부 전달 함수를 구하도록 해도 물론 된다.
또한, 복수의 상정 음원 위치로부터의 직접파만에 대한 두부 전달 함수 및 소의 상태의 전달 특성을 측정하기 위해서, 상술한 실시예에서는 무향실에서 측정을 행하도록 하였지만, 무향실이 아니라, 반사파가 포함되는 방이나 장소라도, 해당 반사파가 직접파에 대하여 크게 지연되어 있는 경우에는, 직접파 성분만을 시간 윈도우를 걸어 추출하도록 할 수도 있다.
또한, 상정 음원 위치에서 스피커에서 발생하는 두부 전달 함수의 측정용 음파를, 임펄스가 아니라, TSP(Time Stretched Pulse) 신호로 함으로써, 무향실이 아니어도, 반사파를 제거하여, 직접파만에 대한 두부 전달 함수 및 소의 상태의 전달 특성을 측정할 수 있다.
[정규화 두부 전달 함수를 이용하는 것에 의한 효과의 검증]
실제로 두부 전달 함수의 측정에 이용한 스피커 및 마이크로폰을 포함하는 측정계의 특성을, 도 6에 도시한다. 즉, 도 6의 (A)는, 더미 헤드나 인간 등의 장해물을 넣지 않은 상태에서, 스피커에 의해 0부터 20㎑까지의 주파수 신호의 음을 동일한 일정 레벨로 재생하고, 마이크로폰에서 픽업하였을 때의 해당 마이크로폰으로부터의 출력 신호의 주파수 특성이다.
여기서 사용한 스피커는, 업무용의 상당히 특성이 좋다고 여겨지는 스피커이지만, 그래도, 도 6의 (A)에 도시하는 특성을 갖고, 평탄한 주파수 특성으로 되지 않는다. 또한, 실제로도, 이 도 6의 (A)의 특성은 일반적인 스피커 중에서는 상당히 플랫한 부류에 속해지는 우수한 특성으로 되어 있다.
종래에는, 이 스피커 및 마이크로폰의 시스템의 특성이, 두부 전달 함수에 부가된 상태이고, 그것이 제거되지 않으므로, 두부 전달 함수를 컨볼루션하여 얻어지는 음의 특성이나 음질이, 그 스피커 및 마이크로폰의 시스템의 특성에 좌우되게 된다.
도 6의 (B)는, 동일한 조건에서, 더미 헤드나 인간 등의 장해물을 넣은 상태에서의 마이크로폰으로부터의 출력 신호의 주파수 특성이다. 1200㎐ 부근이나 10㎑ 부근에서 큰 디프가 발생하여, 상당히 변동하는 주파수 특성으로 되는 것을 알 수 있다.
도 7의 (A)는, 도 6 (A)의 주파수 특성과, 도 6의 (B)의 주파수 특성을 겹쳐서 도시한 주파수 특성도이다.
이에 대하여 도 7의 (B)는, 상술한 바와 같은 실시예에 의해, 정규화한 두부 전달 함수의 특성을 도시하는 것이다. 이 도 7의 (B)로부터, 정규화한 두부 전달 함수의 특성에서는, 저역에서도 게인은 떨어지는 않는 특성으로 되어 있는 것을 알 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에서는, 복소 FFT 처리를 행하여, 위상 성분을 고려한 정규화 두부 전달 함수를 이용하도록 하고 있으므로, 위상을 고려하지 않고, 진폭 성분만을 이용하여 정규화한 두부 전달 함수를 이용한 경우에 비해, 정규화 두부 전달 함수의 충실도가 높다고 하는 특징이 있다.
즉, 위상을 고려하지 않고 진폭만을 정규화하는 처리를 행하여, 최종적으로 이용하는 임펄스 특성을 재차 FFT하여 특성을 취한 것을 도 8에 도시한다. 이 도 8과, 본 실시예의 정규화 두부 전달 함수의 특성인 도 7의 (B)를 비교 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 두부 전달 함수 X(m)와, 소의 상태의 전달 특성 Xref(m)의 특성의 차분이, 본 실시예의 복소 FFT에서는, 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이 올바르게 얻어지지만, 위상을 고려하지 않은 경우에는, 도 8에 도시하는 바와 같이 본래의 것으로부터 어긋나게 된다.
또한, 상술한 도 1의 처리 수순에서는, IR 간략화부(39)에 의해, 정규화 두부 전달 함수의 간략화를 마지막으로 행하고 있으므로, 처음부터 데이터수를 적게 하여 처리하는 경우에 비해, 특성의 어긋남이 적다고 하는 특징이 있다.
즉, 두부 전달 함수 측정 수단(10) 및 소의 상태의 전달 특성 측정 수단(20)에서 얻어진 데이터에 대해서, 처음에 데이터수를 적게 하는 간략화를 행한 경우(최종적으로 필요한 임펄스수 이후를 0으로 하여 정규화를 행하는 경우)에는, 정규화 두부 전달 함수의 특성은, 도 9에 도시하는 바와 같은 것으로 되고, 특히 저역의 특성에 어긋남이 생겨 나게 된다. 이에 대하여, 상술한 실시예의 구성에서 얻은 정규화 두부 전달 함수의 특성은 도 7의 (B)와 같이 되어, 저역에서도 특성의 어긋남이 적다.
[정규화 두부 전달 함수 컨볼루션 방법의 실시예]
도 10은, 종래의 측정 방법에 의해 구해진 두부 전달 함수의 예로서의 임펄스 레스펀스를 도시하는 것으로, 직접파뿐만 아니라, 모든 반사파의 성분을 포함한 종합적인 것으로 되어 있다. 종래에는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 이 직접파 및 반사파 모두를 포함하는 종합적인 임펄스 레스펀스의 전체를, 1개의 컨볼루션 프로세스 구간에서 음성 신호에 컨볼루션하도록 한다.
반사파로서 고차의 것도 포함하며, 또한, 가상 음상 정위 위치로부터 측정점 위치까지의 경로 길이가 긴 반사파를 포함하기 때문에, 종래의 컨볼루션 프로세스 구간은, 도 10에 도시하는 바와 같이, 비교적 긴 구간으로 된다. 또한, 컨볼루션 프로세스 구간의 선두의 구간 DL0은, 가상 음상 정위 위치로부터의 직접파가 측정점 위치까지 도달하는 시간에 상당하는 지연분을 나타내고 있다.
도 10과 같은 종래의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에 대하여, 본 실시예에서는, 상술한 바와 같이 하여 구한 직접파의 정규화 두부 전달 함수와, 선택된 반사파의 정규화 두부 전달 함수를, 음성 신호에 컨볼루션하도록 한다.
여기서, 본 실시예에서는, 가상 음상 정위 위치를 정했을 때, 측정점 위치(음향 재생 드라이버 설치 위치)와의 사이에서의 직접파의 정규화 두부 전달 함수는, 반드시 음성 신호에 컨볼루션한다. 그러나, 반사파의 정규화 두부 전달 함수에 대해서는, 상정한 청취 환경이나 방 구조 등에 따라서 선택한 것만을 음성 신호에 컨볼루션하도록 한다.
예를 들면, 전술한 대평원과 같은 청취 환경을 상정한 경우에는, 반사파로서는, 가상 음상 정위 위치로부터 지면(마루)에서의 반사파만을 선택하고, 그 반사파가 측정점 위치에 입사하는 방향에 대해서 구해진 정규화 두부 전달 함수를 음성 신호에 컨볼루션하도록 한다. 또한, 예를 들면, 통상의 직방체 형상의 방인 경우에는, 천장, 마루, 리스너의 좌우의 벽, 리스너의 전방 및 후방의 벽 모두로부터의 반사파를 선택하여, 그들 반사파가 측정점 위치에 입사하는 방향에 대해서 구해진 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션하도록 한다.
또한, 후자의 방과 같은 경우, 반사파로서는, 1차 반사뿐만 아니라, 2차 반사, 3차 반사 등이 발생하지만, 예를 들면 1차 반사만을 선택한다. 실험에 따르면, 1차 반사파만에 대한 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션한 음성 신호라도, 그 음성 신호를 음향 재생함으로써, 양호한 가상 음상 정위감이 얻어지고 있다. 또한, 2차 이후의 반사파에 대한 정규화 두부 전달 함수를 다시 음성 신호에 컨볼루션하도록 하면, 그 음성 신호를 음향 재생하였을 때에는, 더욱 양호한 가상 음상 정위감이 얻어지는 경우도 있다.
직접파에 대한 정규화 두부 전달 함수는, 기본적으로는, 그 상태 그대로의 이득(게인)으로 음성 신호에 컨볼루션하도록 하지만, 반사파에 대해서는, 1차 반사인지, 2차 반사인지, 또한 고차의 반사인지에 따른 이득으로, 정규화 두부 전달 함수를 음성 신호에 컨볼루션하도록 한다. 이것은, 본 실시예에서 얻어지는 정규화 두부 전달 함수는, 각각 소정의 방향에 설정한 상정 음원 위치로부터의 직접파에 대해서 측정한 것이며, 해당 소정의 방향으로부터의 반사파에 대한 정규화 두부 전달 함수는, 직접파에 대하여 감쇠한 것으로 되기 때문이다. 또한, 반사파에 대한 정규화 두부 전달 함수의 직접파에 대한 감쇠량은, 고차로 될수록 커진다.
또한, 전술도 한 바와 같이, 반사파의 두부 전달 함수에 대해서는, 본 실시예에서는, 또한, 상정하는 반사 부위의 표면 형상, 표면 구조, 재질 등에 따른 흡음률(음파의 감쇠율)을 고려한 이득을 설정할 수 있도록 하고 있다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 두부 전달 함수를 컨볼루션하는 반사파를 선택하며, 또한, 각각의 반사파의 두부 전달 함수의 이득을 조정하도록 하므로, 임의의 상정한 방 환경이나 청취 환경에 따른 두부 전달 함수의 음성 신호에 대한 컨볼루션이 가능하게 된다. 즉, 종래와 같이, 양호한 음장 공간을 제공하는 방이나 스페이스에서, 두부 전달 함수의 측정을 행하지 않고, 양호한 음장 공간을 제공한다고 상정되는 방이나 스페이스에서의 두부 전달 함수를 음성 신호에 컨볼루션하는 것이 가능하게 된다.
[컨볼루션 방법의 제1 예(복수 처리);도 11, 도 12]
본 실시예에서는, 직접파의 정규화 두부 전달 함수(직접파 방향 두부 전달 함수)와, 각각의 반사파의 정규화 두부 전달 함수(반사파 방향 두부 전달 함수)는, 상술한 바와 같이, 각각 독립적으로 구해지므로, 제1 예에서는, 직접파 및 선택한 각각의 반사파의 정규화 두부 전달 함수는, 음성 신호에 대해서 독립적으로 컨볼루션 처리하도록 한다.
예를 들면, 직접파(직접파의 방향) 이외에, 3개의 반사파(반사파의 방향)가 선택되어, 각각에 대응하는 정규화 두부 전달 함수(직접파 방향 두부 전달 함수 및 반사파 방향 두부 전달 함수)가 컨볼루션되는 경우에 대해서 설명한다.
직접파 및 반사파의 각각에 대해서는, 가상 음상 정위 위치로부터 측정점 위치까지 도달하는 경로 길이에 따른 지연 시간이 미리 구해진다. 이 지연 시간은, 측정점 위치(음향 재생 드라이버 위치)와 가상 음상 정위 위치가 정해지고, 반사 부위가 정해지면, 계산에 의해 구해진다. 그리고, 반사파에 대해서는, 정규화 두부 전달 함수에 대한 감쇠량(게인)도 미리 정해진다.
도 11에, 직접파 및 3개의 반사파에 대한 지연 시간 및 게인, 또한, 컨볼루션 처리 구간의 예를 도시한다.
도 11의 예에서는, 직접파의 정규화 두부 전달 함수(직접파 방향 두부 전달 함수)에 대해서는, 음성 신호에 대하여, 가상 음상 정위 위치로부터 측정점 위치까지 도달하는 시간에 상당하는 지연 DL0이 고려된다. 즉, 직접파의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 시점은, 도 11의 최하단란에 나타내는 바와 같이, 상기 지연 DL0만큼 음성 신호를 지연한 시점 t0으로 된다.
그리고, 전술한 바와 같이 하여 구해져 있는 해당 직접파의 방향에 대한 정규화 두부 전달 함수가, 상기 시점 t0으로부터 개시하는, 해당 정규화 두부 전달 함수의 데이터 길이분(상술한 예에서는, 600개의 데이터분)의 컨볼루션 프로세스 구간 CP0에서, 음성 신호에 대하여 컨볼루션 처리가 이루어진다.
다음으로, 3개의 반사파 중, 제1 반사파1의 정규화 두부 전달 함수(반사파 방향 두부 전달 함수)에 대해서는, 음성 신호에 대하여, 가상 음상 정위 위치로부터 측정점 위치까지 도달하는 경로 길이에 대응하는 지연 DL1이 고려된다. 즉, 제1 반사파1의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 시점은, 도 11의 최하단란에 나타내는, 상기 지연 DL1만큼 음성 신호를 지연한 시점 t1로 된다.
그리고, 전술한 바와 같이 하여 구해져 있는 제1 반사파1의 방향에 대한 정규화 두부 전달 함수(반사파 방향 두부 전달 함수)가, 상기 시점 t1로부터 개시하는, 해당 정규화 두부 전달 함수의 데이터 길이(상술한 예에서는, 600개의 데이터분)의 컨볼루션 프로세스 구간 CP1에서, 음성 신호에 대하여 컨볼루션 처리가 이루어진다. 이 컨볼루션 처리 시에, 상기 정규화 두부 전달 함수는, 제1 반사파1이 제몇차의 반사파인지와, 반사 부위에서의 흡음률(또는 반사율)이 고려된 게인 G1(G1 <1)배된다.
또한, 마찬가지로 하여, 제2 반사파2 및 제3 반사파3의 정규화 두부 전달 함수(반사파 방향 두부 전달 함수)에 대해서는, 음성 신호에 대하여, 가상 음상 정위 위치로부터 측정점 위치까지 도달하는 경로 길이에 대응하는 지연 DL2 및 DL3이 각각 고려된다. 즉, 도 11의 최하단란에 도시하는 바와 같이, 제2 반사파2의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 시점은, 상기 지연 DL2만큼 음성 신호를 지연한 시점 t2로 되고, 제3 반사파3의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 시점은, 상기 지연 DL3만큼 음성 신호를 지연한 시점 t3으로 된다.
그리고, 전술한 바와 같이 하여 구해져 있는 제2 반사파2의 방향에 대한 정규화 두부 전달 함수(반사파 방향 두부 전달 함수)가, 상기 시점 t2로부터 개시하는, 해당 정규화 두부 전달 함수의 데이터 길이(상술한 예에서는, 600개의 데이터분)의 컨볼루션 프로세스 구간 CP2에서, 또한, 제3 반사파3의 방향에 대한 정규화 두부 전달 함수(반사파 방향 두부 전달 함수)가, 상기 시점 t3으로부터 개시하는, 해당 정규화 두부 전달 함수의 데이터 길이(상술한 예에서는, 600개의 데이터분)의 컨볼루션 프로세스 구간 CP3에서, 각각 음성 신호에 대하여 컨볼루션 처리가 이루어진다.
이 컨볼루션 처리 시에, 상기 정규화 두부 전달 함수는, 제2 반사파2 및 제3 반사파3의 각각이 제몇차의 반사파인지와, 반사 부위에서의 흡음률(또는 반사율)이 고려된 게인 G2 및 G3(G2<1 및 G3<1)배된다.
이상 설명한 도 11의 예의 컨볼루션 처리를 실행하는 정규화 두부 전달 함수 컨볼루션부의 하드웨어 구성예를, 도 12에 도시한다.
이 도 12의 예는, 직접파용의 컨볼루션 처리부(51)와, 제1∼제3 반사파1, 2, 3용의 컨볼루션 처리부(52, 53, 54)와, 가산부(55)로 이루어진다. 이들 컨볼루션 처리부(51∼54)의 각각은 완전히 동일한 구성을 구비하고, 이 예에서는, 지연부(511, 521, 531, 541)와, 두부 전달 함수 컨볼루션 회로(512, 522, 532, 542)와, 정규화 두부 전달 함수 메모리(513, 523, 533, 543)와, 게인 조정부(514, 524, 534, 544)와, 게인 메모리(515, 525, 535, 545)를 구비하여 구성되어 있다.
이 예에서는, 지연부(511, 521, 531, 541)의 각각에는, 두부 전달 함수를 컨볼루션할 입력 음성 신호 Si가 공급된다. 지연부(511, 521, 531, 541)의 각각은, 직접파 및 제1∼제3 반사파의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션의 개시 시점 t0, t1, t2, t3까지, 두부 전달 함수를 컨볼루션할 입력 음성 신호 Si를 지연시키는 것이다. 따라서, 이 예에서는, 도시와 같이, 지연부(511, 521, 531, 541)의 각각의 지연량은 DL0, DL1, DL2, DL3으로 된다.
두부 전달 함수 컨볼루션 회로(512, 522, 532, 542)의 각각은, 정규화 두부 전달 함수를 음성 신호에 컨볼루션하는 처리를 실행하는 부분으로, 이 예에서는, 600탭의 IIR(Infinite Inpulse Response) 필터 혹은 FIR(Finite Inpulse Response) 필터로 구성된다.
정규화 두부 전달 함수 메모리(513, 523, 533, 543)는, 두부 전달 함수 컨볼루션 회로(512, 522, 532, 542)의 각각에서 컨볼루션하는 정규화 두부 전달 함수를 기억 유지하는 것이다. 정규화 두부 전달 함수 메모리(513)에는, 직접파의 방향의 정규화 두부 전달 함수가, 정규화 두부 전달 함수 메모리(523)에는, 제1 반사파의 방향의 정규화 두부 전달 함수가, 정규화 두부 전달 함수 메모리(533)에는, 제2 반사파의 방향의 정규화 두부 전달 함수가, 정규화 두부 전달 함수 메모리(543)에는, 제3 반사파의 방향의 정규화 두부 전달 함수가 각각 기억 유지된다.
여기서, 기억 유지되는 직접파의 방향의 정규화 두부 전달 함수, 제1 반사파의 방향의 정규화 두부 전달 함수, 제2 반사파의 방향의 정규화 두부 전달 함수, 및 제3 반사파의 방향의 정규화 두부 전달 함수는, 예를 들면, 전술한 정규화 두부 전달 함수 메모리(41)로부터 선택되어 읽어내어져, 대응하는 정규화 두부 전달 함수 메모리(513, 523, 533, 543)의 각각에 기입된다.
게인 조정부(514, 524, 534, 544)는, 컨볼루션하는 정규화 두부 전달 함수의 게인을 조정하기 위한 것인다. 이 게인 조정부(514, 524, 534, 544)는, 게인 메모리(515, 525, 535, 545)에 기억되어 있는 게인값(<1)을, 정규화 전달 함수 메모리(513, 523, 533, 534)로부터의 정규화 두부 전달 함수에 승산하고, 그 승산 결과를 두부 전달 함수 컨볼루션 회로(512, 522, 532, 542)에 공급한다.
이 예에서는, 게인 메모리(515)에는, 직접파에 대한 게인값 G0(≤1)이 기억되고, 게인 메모리(525)에는, 제1 반사파에 대한 게인값 G1(<1)이 기억되며, 게인 메모리(535)에는, 제2 반사파에 대한 게인값 G2(<1)가 기억되고, 게인 메모리(545)에는, 제3 반사파에 대한 게인값 G3(<1)이 기억된다.
가산부(55)는, 직접파용의 컨볼루션 처리부(51)와, 제1∼제3 반사파1, 2, 3용의 컨볼루션 처리부(52, 53, 54)로부터의 각각 정규화 두부 전달 함수가 컨볼루션된 음성 신호를 가산하여 합성하고, 출력 음성 신호 So를 출력한다.
이상과 같은 구성에서, 두부 전달 함수를 컨볼루션할 입력 음성 신호 Si가, 지연부(511, 521, 531, 541)의 각각에 공급되어 각각 직접파 및 제1∼제3 반사파의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션의 개시 시점 t0, t1, t2, t3까지 지연시켜진다. 지연부(511, 521, 531, 541)의 각각에서, 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션의 개시 시점 t0, t1, t2, t3까지 지연시켜진 입력 음성 신호 Si는, 두부 전달 함수 컨볼루션 회로(512, 522, 532, 542)에 공급된다.
한편, 정규화 두부 전달 함수 메모리(513, 523, 533, 543)의 각각으로부터는, 각각 컨볼루션의 개시 시점 t0, t1, t2, t3으로부터, 순차적으로 기억 유지되어 있는 정규화 두부 전달 함수 데이터가 읽어내어진다. 정규화 두부 전달 함수 메모리(513, 523, 533, 543)의 각각으로부터의 정규화 두부 전달 함수 데이터의 읽어내기 타이밍 제어에 관해서는, 여기서는 생략한다.
읽어내어진 정규화 두부 전달 함수 데이터는, 게인 조정부(514, 524, 534, 544)의 각각에서, 게인 메모리(515, 525, 535, 545)로부터의 게인 G0, G1, G2, G3배되어, 게인 조정된 후, 두부 전달 함수 컨볼루션 회로(512, 522, 532, 542)의 각각에 공급된다.
두부 전달 함수 컨볼루션 회로(512, 522, 532, 542)의 각각에서는, 도 11에 도시한 컨볼루션 프로세스 구간 CP0, CP1, CP2, CP3의 각각에서, 게인 조정된 정규화 두부 전달 함수 데이터를 컨볼루션 처리한다.
그리고, 이들 두부 전달 함수 컨볼루션 회로(512, 522, 532, 542)의 각각에서의 정규화 두부 전달 함수 데이터의 컨볼루션 처리 결과가 가산부(55)에서 가산되고, 그 가산 결과가 출력 음성 신호 So로서 출력된다.
이 제1 예의 경우에서는, 직접파 및 복수의 반사파에 대한 정규화 두부 전달 함수의 각각을 음성 신호에 독립적으로 컨볼루션 처리할 수 있으므로, 지연부(511, 521, 531, 541)에서의 지연량 및 게인 메모리(515, 525, 535, 545)에 기억하는 게인을 조정함으로써, 또한, 정규화 두부 전달 함수 메모리(513, 523, 533, 543)에 기억하여 컨볼루션하는 정규화 전달 함수를 변화시킴으로써, 옥내나 옥외 등의 청취 환경 스페이스의 종류의 차이나, 방의 형상, 크기, 반사 부위의 재질(흡음률이나 반사율)의 차이 등, 청취 환경의 차이에 따른 두부 전달 함수의 컨볼루션을 용이하게 할 수 있다.
지연부(511, 521, 531, 541)를, 외부로부터의 오퍼레이터 등의 조작 입력에 따라서 지연량을 가변할 수 있는 가변 지연 수단으로 구성하고, 정규화 두부 전달 함수 메모리(513, 523, 533, 543)에 대하여, 오퍼레이터가 정규화 두부 전달 함수 메모리(40)로부터 선택한 임의의 정규화 두부 전달 함수를 기입하도록 하는 수단과, 또한, 게인 메모리(515, 525, 535, 545)에 대하여, 오퍼레이터가 임의의 게인을 입력하여 기억할 수 있는 수단을 설치한 경우에는, 오퍼레이터가 임의로 설정한 청취 환경 스페이스나 방 환경 등의 청취 환경에 따른 두부 전달 함수의 컨볼루션을 할 수 있다.
예를 들면, 방 형상이 완전히 동일한 청취 환경에서, 벽의 재질(흡음률이나 반사율)에 따라서 게인을 변경하는 것을 용이하게 할 수 있어, 벽의 재질을 여러 가지로 변경한 상황에서의 가상 음상 정위 상태를 시뮬레이트할 수 있다.
또한, 도 11의 예의 구성에서, 직접파용의 컨볼루션 처리부(51) 및 제1∼제3 반사파1, 2, 3용의 컨볼루션 처리부(52, 53, 54)의 각각에 정규화 두부 전달 함수 메모리(513, 523, 533, 543)를 설치하는 대신에, 그들 컨볼루션 처리부(51∼54)에 공통으로 정규화 두부 전달 함수 메모리(40)를 설치함과 함께, 컨볼루션 처리부(51∼54)의 각각에, 정규화 두부 전달 함수 메모리(40)로부터, 컨볼루션 처리부(51∼54)의 각각에서 필요로 하는 정규화 두부 전달 함수를 선택적으로 읽어내는 수단을 설치하도록 구성해도 된다.
또한, 상술한 제1 예는, 직접파 이외에, 3개의 반사파를 선택하고, 그들의 정규화 두부 전달 함수를 음성 신호에 컨볼루션하도록 한 경우에 대한 설명이지만, 선택되는 반사파의 정규화 두부 전달 함수가 3개 이상인 경우에는, 도 12의 구성에서, 반사파용의 컨볼루션 처리부(52, 53, 54)와 마찬가지의 컨볼루션 처리부를, 필요한 수만큼 설치함으로써, 완전히 마찬가지로 하여, 그들의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션을 행할 수 있다.
또한, 도 11의 예에서는, 지연부(511, 521, 531, 541)는, 각각 입력 음성 신호 Si를, 컨볼루션 개시 시점까지 지연하도록 구성했으므로, 각각의 지연량은, DL0, DL1, DL2, DL3으로 되어 있다. 그러나, 지연부(511)의 출력단을 지연부(521)의 입력단에 접속하고, 지연부(521)의 출력단을 지연부(531)의 입력단에 접속하고, 지연부(531)의 출력단을 지연부(541)의 입력단에 접속하도록 구성하면, 지연부(521, 532, 542)에서의 지연량은, 각각 DL1-DL0, DL2-DL1, DL3-DL2로 할 수 있어, 작게 할 수 있다.
또한, 컨볼루션 프로세스 구간 CP0, CP1, CP2, CP3이 서로 겹치지 않는 경우에는, 컨볼루션 프로세스 구간 CP0, CP1, CP2, CP3의 시간 길이를 고려하면서, 직렬적으로, 지연 회로와 컨볼루션 회로를 접속 구성할 수도 있다. 그 경우에는, 컨볼루션 프로세스 구간 CP0, CP1, CP2, CP3의 시간 길이를 TP0, TP1, TP2, TP3으로 하면, 지연부(521, 532, 542)에서의 지연량은, 각각 DL1-DL0-TP0, DL2-DL1-TP1, DL3-DL2-TP2로 할 수 있어, 더욱 작게 할 수 있다.
[컨볼루션 방법의 제2 예(계수 합성 처리);도 13, 도 14]
이 제2 예는, 미리 정해진 청취 환경에 대한 두부 전달 함수를 컨볼루션 처리하는 경우에 이용된다. 즉, 청취 환경 스페이스의 종류나, 방의 형상, 크기, 반사 부위의 재질(흡음률이나 반사율) 등, 청취 환경이 미리 정해져 있는 경우에는, 직접파 및 선택되는 반사파의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션의 개시 시점은 정해진 것으로 되고, 또한, 각각의 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션할 때의 감쇠량(게인)도 정해진 것으로 된다.
예를 들면 상술한 직접파 및 3개의 반사파의 두부 전달 함수를 예로 취하면, 도 13에 도시하는 바와 같이, 직접파 및 제1∼제3 반사파의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션의 개시 시점은, 각각 전술한 개시 시점 t0, t1, t2, t3으로 되고, 음성 신호에 대한 지연량은, DL0, DL1, DL2, DL3으로 된다. 그리고, 직접파 및 제1∼제3 반사파의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 시의 게인은, 각각 G0, G1, G2, G3으로 정할 수 있다.
따라서, 제2 예에서는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 이들 정규화 두부 전달 함수를 시계열적으로 합성하여 합성 정규화 두부 전달 함수로 하고, 컨볼루션 프로세스 구간을, 음성 신호에 대하여, 이들 복수개의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션을 완료할 때까지의 기간으로 한다.
여기서, 도 13에 도시하는 바와 같이, 각각의 정규화 두부 전달 함수의 실질적인 컨볼루션 구간은, CP0, CP1, CP2, CP3이며, 이들의 컨볼루션 구간 CP0, CP1, CP2, CP3 이외의 구간에서는, 두부 전달 함수의 데이터는 존재하지 않으므로, 그 구간에서는, 데이터 0(제로)을 두부 전달 함수로서 이용하도록 한다.
이 제2 예의 경우에는, 정규화 두부 전달 함수 컨볼루션부의 하드웨어 구성예는, 도 14에 도시하는 바와 같은 것으로 된다.
즉, 이 제2 예에서는, 두부 전달 함수를 컨볼루션할 입력 음성 신호 Si는, 직접파의 두부 전달 함수에 대한 지연부(61)에서, 직접파에 대한 소정의 지연량 DL0만큼 지연된 후, 두부 전달 함수 컨볼루션 회로(62)에 공급된다.
이 두부 전달 함수 컨볼루션 회로(62)에는, 합성 정규화 두부 전달 함수 메모리(63)로부터의 합성 정규화 두부 전달 함수가 공급되어, 음성 신호에 컨볼루션된다. 합성 정규화 두부 전달 함수 메모리(63)에 기억되는 합성 정규화 두부 전달 함수는, 전술한 도 13을 이용하여 설명한 합성 정규화 두부 전달 함수이다.
이 제2 예는, 지연량을 변경하거나, 게인을 변경하거나 하는 경우에도, 합성 정규화 두부 전달 함수 모두를 재기입할 필요가 있지만, 도 14에 도시하는 바와 같이, 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션하는 회로의 하드웨어 구성을 간단히 할 수 있다고 하는 메리트가 있다.
[컨볼루션 방법의 다른 예]
상술한 제1 및 제2 예에서는, 모두, 직접파 및 선택한 반사파에 대해서는, 컨볼루션 프로세스 구간 CP0, CP1, CP2, CP3의 각각에서, 미리 측정해 둔 대응하는 방향에 대한 정규화 두부 전달 함수를 음성 신호에 컨볼루션하도록 하였다.
그러나, 중요한 것은, 선택한 반사파에 대한 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 시점 및 컨볼루션 프로세스 구간 CP1, CP2, CP3이며, 실제로 컨볼루션하는 신호는, 대응하는 두부 전달 함수가 아니어도 된다.
즉, 예를 들면, 상술한 제1 및 제2 예에서, 직접파의 컨볼루션 프로세스 구간 CP0에서는, 직접파에 대한 정규화 두부 전달 함수(직접파 방향 두부 전달 함수)를 컨볼루션하도록 하지만, 반사파의 컨볼루션 프로세스 구간 CP1, CP2, CP3에서는, 간이하게 컨볼루션 프로세스 구간 CP0과 동일한 직접파 방향 두부 전달 함수를, 필요한 게인 G1, G2, G3배 함으로써 감쇠시킨 것을, 각각 컨볼루션하도록 해도 된다.
즉, 제1 예의 경우이면, 정규화 두부 전달 함수 메모리(523, 533, 543)에는, 정규화 두부 전달 함수 메모리(513)와 동일한 직접파에 대한 정규화 두부 전달 함수를 기억해 두도록 한다. 혹은, 정규화 두부 전달 함수 메모리(523, 533, 543)는 생략하고, 정규화 두부 전달 함수 메모리(513)만을 설치하고, 그 정규화 두부 전달 함수 메모리(513)로부터 게인 조정부(514)뿐만 아니라, 게인 조정부(524, 534, 544)에도, 각각의 컨볼루션 프로세스 구간 CP1, CP2, CP3에서, 직접파의 정규화 두부 전달 함수를 읽어내어 공급하도록 해도 된다.
또한, 마찬가지로, 상술한 제1 및 제2 예에서, 직접파의 컨볼루션 프로세스 구간 CP0에서는, 직접파에 대한 정규화 두부 전달 함수(직접파 방향 두부 전달 함수)를 컨볼루션하도록 하지만, 반사파의 컨볼루션 프로세스 구간 CP1, CP2, CP3에서는, 간이하게 컨볼루션 대상인 음성 신호를, 각각 대응하는 지연량 DL1, DL2, DL3만큼 지연한 것을 각각 컨볼루션하도록 해도 된다. 즉, 컨볼루션 대상의 음성 신호를 상기 지연량 DL1, DL2, DL3만큼 유지하는 유지 수단을 설치하고, 그들 유지 수단에서 유지한 음성 신호를 반사파의 컨볼루션 프로세스 구간 CP1, CP2, CP3에서 컨볼루션하도록 한다.
[실시예의 두부 전달 함수 컨볼루션 방법을 이용한 음향 재생 시스템의 예;도 16∼도 18]
다음으로, 본 발명에 따른 두부 전달 함수 컨볼루션 방법의 실시예를, 헤드폰을 이용하여 멀티 서라운드 음성 신호를 재생하는 경우에 적용함으로써, 가상 음상 정위를 이용한 재생을 행할 수 있도록 한 재생 장치에 적용한 경우를 예로 설명한다.
이하에 설명하는 예는, ITU(국제 전기 통신 연합)-R에 의한 7.1채널 멀티 서라운드의 경우의 스피커 배치를 상정하여, 오버 헤드폰에 의해, 이 7.1채널 멀티 서라운드의 스피커 배치 위치에 각 채널의 음성 성분이 가상 음상 정위하도록, 두부 전달 함수를 컨볼루션하도록 하는 경우이다.
도 15에, ITU-R의 7.1채널 멀티 서라운드의 스피커 배치예를 도시하는 것으로, 리스너 위치 Pn을 중심으로 한 원주 상에, 각 채널의 스피커가 위치하도록 정해진다.
도 15에서, 리스너의 정면 위치인 C는, 센터 채널의 스피커 위치이다. 센터 채널의 스피커 위치 C를 중심으로 하여, 그 양측에서, 서로 60도의 각 범위만큼 떨어진 위치인 LF 및 RF는, 각각 좌측 전방 채널 및 우측 전방 채널의 스피커 위치를 나타내고 있다.
그리고, 리스너의 정면 위치 C의 좌우 60도 내지 150도의 범위에서, 좌측 및 우측에 2개씩의 스피커 위치 LS, LB 및 RS, RB가 설정된다. 이들 스피커 위치 LS, LB와 RS, RB는, 리스너에 대하여 좌우 대칭의 위치에 설정되는 것이다. 스피커 위치 LS 및 RS는, 좌측 측방 채널 및 우측 측방 채널의 스피커 위치이며, 스피커 위치 LB 및 RB는, 좌측 후방 채널 및 우측 후방 채널의 스피커 위치이다.
이 음향 재생 시스템의 예에서는, 오버 헤드폰으로서, 전술한 도 5에서 설명한 좌우의 귀용의 각각에 대하여, 7개씩의 헤드폰 드라이버가 배치되는 것을 사용한다.
따라서, 이 예에서는, 전술한 도 5에 도시한 바와 같이 하여, 리스너에 대하여 수평 방향 및 수직 방향의 각각에서, 예를 들면 10도 각 간격마다 등의 소정의 분해능으로 정한 다수의 상정 음원 위치를 정하고, 그 다수의 상정 음원 위치의 각각에 대해서, 7개씩의 헤드폰 드라이버의 각각에 대한 정규화 두부 전달 함수를 구하도록 한다.
그리고, 7.1채널의 멀티 서라운드 음성 신호를, 이 예의 오버 헤드폰에서 음향 재생하였을 때, 도 15의 각 스피커 위치 C, LF, RF, LS, RS, LB, RB의 방향을 가상 음상 정위 방향으로서 음향 재생되게 하도록, 후술하는 바와 같이 하여, 7.1채널의 멀티 서라운드 음성 신호의 각 채널의 음성 신호에, 선택된 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션하도록 한다.
도 16 및 도 17은, 음향 재생 시스템의 하드웨어 구성예를 도시하는 것이다. 도 16과 도 17로 나눈 것은, 지면의 크기의 형편상, 이 예의 음향 재생 시스템을 하나의 지면 내에 수용하여 도시하는 것이 곤란하였기 때문이며, 도 16의 계속이 도 17로 되어 있다.
또한, 이 도 16 및 도 17에서는, 도 15의 스피커 위치 C, LF, RF, LS, RS, LB, RB에 공급할 각 채널의 음성 신호는, 동일한 기호 C, LF, RF, LS, RS, LB, RB를 이용하여 나타내고 있다. 여기서, 도 16 및 도 17에서, LFE(Loｗ Frequency Effect) 채널은 저역 효과 채널이며, 이것은, 통상적으로 음상 정위 방향이 정해지지 않는 음성이므로, 이 예에서는, 두부 전달 함수의 컨볼루션 대상으로는 하지 않는 음성 채널로 하고 있다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 7.1채널의 신호, 즉, LF, LS, RF, RS, LB, RB, C 및 LFE의 8채널의 음성 신호는 각각 레벨 조정부(71LF, 71LS, 71RF, 71RS, 71LB, 71RB, 71C 및 71LFE), 또한, 앰프(72LF, 72LS, 72RF, 72RS, 72LB, 72RB, 72C 및 72LFE)를 통해서, A/D 컨버터(73LF, 73LS, 73RF, 73RS, 73LB, 73RB, 73C 및 73LFE)에 공급되어, 디지털 음성 신호로 변환된다.
도 17에 도시하는 바와 같이, 이 예에서는, 좌측 귀용의 7개의 헤드폰 드라이버(90L1, 90L2, 90L3, 90L4, 90L5, 90L6, 90L7)의 각각은, 우측 전방 채널의 크로스토크 채널 xRF용, 좌측 측방 채널 LS용, 좌측 전방 채널 LF용, 좌측 후방 채널 LB용, 센터 채널 C용, 저역 효과 채널 LFE용, 우측 측방 채널의 크로스토크 채널 xRS용의 각각으로 된다.
또한, 우측 귀용의 7개의 헤드폰 드라이버(90R1, 90R2, 90R3, 90R4, 90R5, 90R6, 90R7)의 각각은, 좌측 전방 채널의 크로스토크 채널 xLF용, 우측 측방 채널 RS용, 우측 전방 채널 RF용, 우측 후방 채널 RB용, 센터 채널 C용, 저역 효과 채널 LFE용, 좌측 측방 채널의 크로스토크 채널 xLS용의 각각으로 된다.
여기서, 이 예에서는, 센터 채널 C용의 음성 신호와, 저역 효과 채널 LFE용의 음성 신호는, 좌우의 헤드폰 드라이버(90L5, 90R5)와, 헤드폰 드라이버(90L6, 90R6)에, 각각 공통으로 생성되어 공급되는 구성으로 되어 있다. 이상의 점으로부터, 도 16 및 도 17에 도시하는 음향 재생 시스템에서는, 오버 헤드폰의 좌우의 귀용의 각 헤드폰 드라이버에 공급하는 음성 신호로서, 12채널분이 생성된다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 이 예에서는, 12채널분의 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRF, 74LS, 74LF, 74LB, 74xRS, 74LFE, 74C, 74xLS, 74RB, 74RF, 74RS, 74xLF)가 설치된다.
두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRF)는, 우측 전방 채널의 크로스토크 채널 xRF용, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74LS)는, 좌측 측방 채널 LS용, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74LF)는, 좌측 전방 채널 LF용, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74LB)는, 좌측 후방 채널 LB용, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRS)는, 우측 측방 채널의 크로스토크 채널 xRS용, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74LFE)는, 저역 효과 채널 LFE용, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74C)는, 센터 채널 C용, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xLS)는, 좌측 측방 채널의 크로스토크 채널 xLS용, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74RB)는, 우측 후방 채널 RB용, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74RF)는, 우측 전방 채널 RF용, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74RS)는, 우측 측방 채널 RS용, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xLF)는, 좌측 측방 채널의 크로스토크 채널 xLF용이다.
이 예에서는, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRF, 74LS, 74LF, 74LB, 74xRS, 74LFE, 74C, 74xLS, 74RB, 74RF, 74RS, 74xLF)의 각각은, 동일한 하드웨어 구성을 갖는 것으로, 도 18에 도시하는 바와 같은 것으로 된다.
이 예의 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 1개의 상정 음원 위치 방향으로부터의 측정용 음파에 대해서, 7개의 헤드폰 드라이버에 대응하는 7개의 마이크로폰에서 각각 두부 전달 함수를 측정하고, 각각을 전술한 바와 같이 정규화하여 7개의 정규화 두부 전달 함수를 얻고 있다. 그리고, 취득한 7개의 정규화 두부 전달 함수는, 측정용 마이크로폰의 각각에 대응하는 헤드폰 드라이버에 공급하는 7개의 음성 신호에 각각 컨볼루션하도록 하는 것이다.
그 때문에, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRF, 74LS, 74LF, 74LB, 74xRS, 74LFE, 74C, 74xLS, 74RB, 74RF, 74RS, 74xLF)의 각각은, 도 18에 도시하는 바와 같이, LFE 채널을 제외한 7채널의 음성 신호에 대한 7개의 정규화 두부 전달 함수 컨볼루션부(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)와, 그들 7개의 정규화 두부 전달 함수 컨볼루션부(101∼107)의 출력을 가산하는 가산부(108)로 구성된다.
7개의 정규화 두부 전달 함수 컨볼루션부(101∼107)의 각각은, 그 입력 음성 신호에 대한 필요한 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 처리를 실행한다. 이 7개의 정규화 두부 전달 함수 컨볼루션부(101∼107)의 각각의 하드웨어 구성으로서는, 전술한 도 12의 제1 예의 하드웨어 구성을 채용할 수도 있고, 도 14의 제2 예의 하드웨어 구성을 채용하도록 할 수도 있다.
두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRF, 74LS, 74LF, 74LB, 74xRS, 74LFE, 74C, 74xLS, 74RB, 74RF, 74RS, 74xLF)의 각각에서는, 7.1채널의 멀티 서라운드의 재생 음장으로서 가상 음상 정위시키도록 하기 위해서 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수로서 선택된 것(직접파 및 반사파에 대한 정규화 두부 전달 함수)이 각각 컨볼루션 처리된다.
또한, 이 예에서, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74LFE)에서는, 두부 전달 함수의 컨볼루션 처리는 행하지 않고, 저역 효과 채널 LFE의 음성 신호가 입력되어, 그대로 출력되도록 되어 있다.
이들 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRF, 74LS, 74LF, 74LB, 74xRS, 74LFE, 74C, 74xLS, 74RB, 74RF, 74RS, 74xLF)의 각각의 출력 음성 신호는, 레벨 조정부(75xRF, 75LS, 75LF, 75LB, 75xRS, 75LFE, 75C, 75xLS, 75RB, 75RF, 75RS, 75xLF)의 각각을 통해서, 도 17에 도시하는 바와 같이, D/A 컨버터(76xRF, 76LS, 76LF, 76LB, 76xRS, 76LFE, 76C, 76xLS, 76RB, 76RF, 76RS, 76xLF)의 각각에 공급되어, 아날로그 음성 신호로 변환된다.
D/A 컨버터(76xRF, 76LS, 76LF, 76LB, 76xRS, 76LFE, 76C, 76xLS, 76RB, 76RF, 76RS, 76xLF)의 각각으로부터의 아날로그 음성 신호는, 전류 전압 변환부(77xRF, 77LS, 77LF, 77LB, 77xRS, 77LFE, 77C, 77xLS, 77RB, 77RF, 77RS, 77xLF)의 각각에 공급되어, 전류 신호로부터 전압 신호로 변환된다.
그리고, 전류 전압 변환부(77xRF, 77LS, 77LF, 77LB, 77xRS, 77LFE, 77C, 77xLS, 77RB, 77RF, 77RS, 77xLF)의 각각으로부터의 전압 신호로 된 음성 신호는, 레벨 조정부(78xRF, 78LS, 78LF, 78LB, 78xRS, 78LFE, 78C, 78xLS, 78RB, 78RF, 78RS, 78xLF)의 각각에서 레벨 조정된 후, 이득 조정부(79xRF, 79LS, 79LF, 79LB, 79xRS, 79LFE, 79C, 79xLS, 79RB, 79RF, 79RS, 79xLF)의 각각에 공급되어 이득 조정된다.
그리고, 이득 조정부(79xRF, 79LS, 79LF, 79LB, 79xRS)의 출력 음성 신호는, 앰프(80L1, 80L2, 80L3, 80L4, 80L7)를 각각 통해서 좌측 귀용의 헤드폰 드라이버(90L1, 90L2, 90L3, 90L4, 90L7)에 공급된다.
또한, 이득 조정부(79xLS, 79RB, 79RF, 79RS, 79xLF)의 출력 음성 신호는, 앰프(80R7, 80R4, 80R3, 80R2, 80R1)를 각각 통해서 우측 귀용의 헤드폰 드라이버(90R7, 90R4, 90R3, 90R2, 90R1)에 공급된다.
또한, 이득 조정부(79C)의 출력 음성 신호는, 앰프(80L5)를 통해서 헤드폰 드라이버(90L5)에 공급됨과 함께, 앰프(80R5)를 통해서 헤드폰 드라이버(90R5)에 공급된다. 또한, 이득 조정부(79LFE)의 출력 음성 신호는, 앰프(80L6)를 통해서 헤드폰 드라이버(90L6)에 공급됨과 함께, 앰프(80R6)를 통해서 헤드폰 드라이버(90R6)에 공급된다.
[실시예의 음향 재생 시스템에서의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍의 예(도 19∼도 27)]
다음으로, 도 16의 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRF, 74LS, 74LF, 74LB, 74xRS, 74LFE, 74C, 74xLS, 74RB, 74RF, 74RS, 74xLF)에서 컨볼루션되는 정규화 두부 전달 함수 및 그 컨볼루션 개시 타이밍에 대해서 설명한다.
예를 들면, 세로×가로=4550㎜×3620㎜의 직방체 형상의 10첩 다다미의 방을 상정하고, 또한, 좌측 전방 스피커 위치 LF와, 우측 전방 스피커 위치 RF의 거리를 1600㎜으로 하여, ITU-R의 7.1채널 멀티 서라운드의 재생 음향 공간을 상정하였을 때의 두부 전달 함수의 컨볼루션에 대해서 설명한다. 또한, 여기서는, 설명을 간단히 하기 위해, 반사파에 대해서는, 천장 반사와 마루 반사는 생략하고, 벽 반사에 대해서만 설명하는 것으로 한다.
본 실시예에서는, 직접파에 대한 정규화 두부 전달 함수, 그 크로스토크 성분에 대한 정규화 두부 전달 함수, 일차 반사파에 대한 정규화 두부 전달 함수, 및 그 크로스토크 성분에 대한 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션하도록 한다.
우선, 우측 전방 스피커 위치 RF를 가상 음상 정위 위치로 하기 위해서, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수에 대해서 음파의 방향은, 도 19에 도시하는 바와 같은 것으로 할 수 있다.
즉, 도 19에서, RFd는, 위치 RF로부터의 직접파를 나타내고 있고, 또한, xRFd는 그 좌측 채널에의 크로스토크를 나타내고 있다. 또한, 기호 x는, 크로스토크인 것을 나타내고 있다. 이하 마찬가지이다.
또한, RFsR은, 위치 RF로부터 우측 측벽에 1차 반사한 반사파를 나타내고 있고, xRFsR은, 그 좌측 채널에의 크로스토크를 나타내고 있다. 또한, RFfR은, 위치 RF로부터 전방 벽에 1차 반사한 반사파를 나타내고 있고, xRFfR은, 그 좌측 채널에의 크로스토크를 나타내고 있다. 또한, RFsL은, 위치 RF로부터 좌측 측벽에 1차 반사한 반사파를 나타내고 있고, xRFsL은, 그 좌측 채널에의 크로스토크를 나타내고 있다. 또한, RFbR은, 위치 RF로부터 후방 벽에 1차 반사한 반사파를 나타내고 있고, xRFbR은, 그 좌측 채널에의 크로스토크를 나타내고 있다.
직접파 및 그 크로스토크, 또한, 반사파 및 그 크로스토크의 각각에 대해서, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수는, 그들 음파가 리스너 위치 Pn에 마지막으로 입사하는 방향에 대해서 측정한 정규화 두부 전달 함수로 된다. 즉, 1개의 방향의 음파에 대하여, 7개의 헤드폰 드라이버의 각각에 대응하여 측정되는 7개의 정규화 두부 전달 함수이다. 그리고, 그들 7개의 정규화 두부 전달 함수는, 각각 대응하는 헤드폰 드라이버에 공급될 채널의 음성 신호에 컨볼루션되는 것이다.
그리고, 직접파 RFd 및 그 크로스토크 xRFd, 반사파 RFsR, RFfR, RFsL, RFbR 및 그들 크로스토크 xRFsR, xRFfR, xRFsL, xRFbR의 정규화 두부 전달 함수를, 우측 전방 채널 RF의 음성 신호에 컨볼루션 개시할 시점은, 그들 음파의 경로 길이로부터 계산되어, 도 20에 도시하는 바와 같은 것으로 된다.
그리고, 컨볼루션하는 정규화 두부 전달 함수의 게인은, 직접파에 대해서는, 감쇠량 0으로 된다. 또한, 반사파에 대해서는, 상정되는 흡음률에 따른 감쇠량으로 된다.
또한, 도 20은, 직접파 RFd 및 그 크로스토크 xRFd, 반사파 RFsR, RFfR, RFsL, RFbR 및 그들 크로스토크 xRFsR, xRFfR, xRFsL, xRFbR의 정규화 두부 전달 함수를, 음성 신호에 컨볼루션 개시할 시점을 나타내고 있을 뿐이며, 1개의 채널용의 헤드폰 드라이버에 공급하는 음성 신호에 컨볼루션하는 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시점을 나타내고 있는 것은 아니다.
즉, 직접파 RFd 및 그 크로스토크 xRFd, 반사파 RFsR, RFfR, RFsL, RFbR 및 그들 크로스토크 xRFsR, xRFfR, xRFsL, xRFbR의 정규화 두부 전달 함수의 각각은, 상기 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRF, 74LS, 74LF, 74LB, 74xRS, 74LFE, 74C, 74xLS, 74RB, 74RF, 74RS, 74xLF) 중으로부터 미리 선정된 채널용의 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부에서 컨볼루션된다.
이것은, 우측 전방 스피커 위치 RF를 가상 음상 정위 위치로 하기 위해서 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수뿐만 아니라, 다른 채널의 스피커 위치를 가상 음상 정위 위치로 하기 위해서 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수와 컨볼루션 대상의 음성 신호의 관계에서도 마찬가지이다.
다음으로, 좌측 전방 스피커 위치 LF를 가상 음상 정위 위치로 하기 위해서, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수에 대해서 음파의 방향은, 도 19에 도시한 것을 좌우 대칭으로 좌측으로 이동한 것으로 할 수 있고, 도시는 생략하지만, 직접파 LFd, 그 크로스토크 xLFd, 또한, 좌측 측벽으로부터의 반사파 LFsL, 그 크로스토크 xLFsL, 전방 벽으로부터의 반사파 LFfL, 그 크로스토크 xLFfL, 우측 측벽으로부터의 반사파 LFsR, 그 크로스토크 xLFsR, 후방 벽으로부터의 반사파 LFbL, 그 크로스토크 xLFbL로 된다. 그리고, 그들의 리스너 위치 Pn에의 입사 방향에 의해, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수가 정해지고, 그 컨볼루션 개시 타이밍 시점은, 도 20에 도시한 것과 마찬가지로 된다.
또한, 마찬가지로 하여, 센터 스피커 위치 C를 가상 음상 정위 위치로 하기 위해서, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수에 대해서 음파의 방향은, 도 21에 도시하는 바와 같은 것으로 할 수 있다.
즉, 직접파 Cd, 우측 측벽으로부터의 반사파 CsR, 그 크로스토크 xCsR, 후방 벽으로부터의 반사파 CbR로 된다. 도 21에는, 우측의 반사파에 대해서만 도시하였지만, 좌측에 대해서도 마찬가지로 설정할 수 있고, 좌측 측벽으로부터의 반사파 CsL, 그 크로스토크 xCsL, 후방 벽으로부터의 반사파 CbL로 된다.
그리고, 그들의 직접파 및 반사파, 그 크로스토크의 리스너 위치 Pn에의 입사 방향에 의해, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수가 정해지고, 그 컨볼루션 개시 타이밍 시점은, 도 22에 도시하는 바와 같은 것으로 된다.
다음으로, 우측 측방 스피커 위치 RS를 가상 음상 정위 위치로 하기 위해서, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수에 대해서 음파의 방향은, 도 23에 도시하는 바와 같은 것으로 할 수 있다.
즉, 직접파 RSd, 그 크로스토크 xRSd, 또한, 우측 측벽으로부터의 반사파 RSsR, 그 크로스토크 xRSsR, 전방 벽으로부터의 반사파 RSfR, 그 크로스토크 xRSfR, 좌측 측벽으로부터의 반사파 RSsL, 그 크로스토크 xRSsL, 후방 벽으로부터의 반사파 RSbR, 그 크로스토크 xRSbR로 된다. 그리고, 그들의 리스너 위치 Pn에의 입사 방향에 의해, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수가 정해지고, 그 컨볼루션 개시 타이밍 시점은, 도 24에 도시하는 바와 같은 것으로 된다.
좌측 측방 스피커 위치 LS를 가상 음상 정위 위치로 하기 위해서, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수에 대해서 음파의 방향은, 도 23에 도시한 것을 좌우 대칭으로 좌측으로 이동한 것으로 할 수 있고, 도시는 생략하지만, 직접파 LSd, 그 크로스토크 xLSd, 또한, 좌측 측벽으로부터의 반사파 LSsL, 그 크로스토크 xLSsL, 전방 벽으로부터의 반사파 LSfL, 그 크로스토크 xLSfL, 우측 측벽으로부터의 반사파 LSsR, 그 크로스토크 xLSsR, 후방 벽으로부터의 반사파 LSbL, 그 크로스토크 xLSbL로 된다. 그리고, 그들의 리스너 위치 Pn에의 입사 방향에 의해, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수가 정해지고, 그 컨볼루션 개시 타이밍 시점은, 도 24에 도시한 것과 마찬가지로 된다.
또한, 우측 후방 스피커 위치 RB를 가상 음상 정위 위치로 하기 위해서, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수에 대해서 음파의 방향은, 도 25에 도시하는 바와 같은 것으로 할 수 있다.
즉, 직접파 RBd, 그 크로스토크 xRBd, 또한, 우측 측벽으로부터의 반사파 RBsR, 그 크로스토크 xRBsR, 전방 벽으로부터의 반사파 RBfR, 그 크로스토크 xRBfR, 좌측 측벽으로부터의 반사파 RBsL, 그 크로스토크 xRBsL, 후방 벽으로부터의 반사파 RBbR, 그 크로스토크 xRBbR로 된다. 그리고, 그들의 리스너 위치 Pn에의 입사 방향에 의해, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수가 정해지고, 그 컨볼루션 개시 타이밍 시점은, 도 26에 도시하는 바와 같은 것으로 된다.
좌측 후방 스피커 위치 LB를 가상 음상 정위 위치로 하기 위해서, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수에 대해서 음파의 방향은, 도 25에 도시한 것을 좌우 대칭으로 좌측으로 이동한 것으로 할 수 있고, 도시는 생략하지만, 직접파 LBd, 그 크로스토크 xLBd, 또한, 좌측 측벽으로부터의 반사파 LBsL, 그 크로스토크 xLBsL, 전방 벽으로부터의 반사파 LBfL, 그 크로스토크 xLBfL, 우측 측벽으로부터의 반사파 LBsR, 그 크로스토크 xLBsR, 후방 벽으로부터의 반사파 LBbL, 그 크로스토크 xLBbL로 된다. 그리고, 그들의 리스너 위치 Pn에의 입사 방향에 의해, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수가 정해지고, 그 컨볼루션 개시 타이밍 시점은, 도 26에 도시한 것과 마찬가지로 된다.
이상은, 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션할 직접파 및 반사파의 방향 및 그 컨볼루션 개시 타이밍을 설명한 것이지만, 이들의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 처리를, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRF, 74LS, 74LF, 74LB, 74xRS, 74LFE, 74C, 74xLS, 74RB, 74RF, 74RS, 74xLF) 중 어느 채널에서 실행할지의 일례를, 도 27에 도시한다.
도 27의 (A)는, 이 예에서, 우측 전방 채널의 크로스토크 채널 xRF용인 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRF)에서 컨볼루션되는 직접파 및 반사파, 또한, 이들의 크로스토크에 대한 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍을 도시하고 있다.
좌측 전방 채널의 크로스토크 채널 xLF용인 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xLF)에서 컨볼루션되는 직접파 및 반사파, 또한, 이들의 크로스토크에 대한 정규화 두부 전달 함수에 대해서는, 도시는 생략하지만, 도 27의 (A)에 도시한 직접파 및 반사파, 또한, 이들의 크로스토크란, 좌우를 반대로 한 것에 대한 정규화 두부 전달 함수가, 도 27의 (A)에 도시한 컨볼루션 개시 타이밍과 마찬가지의 개시 타이밍으로부터 컨볼루션되는 것이다.
도 27의 (B)는, 센터 채널 C용인 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74C)에서 컨볼루션되는 직접파 Cd에 대한 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍을 도시하고 있다. 즉, 이 예에서는, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74C)에서는, 센터 채널의 직접파 Cd에 대한 정규화 두부 전달 함수만이 컨볼루션된다.
도 27의 (C)는, 좌측 전방 채널 LF용인 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74LF)에서 컨볼루션되는 직접파 LFd에 대한 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍을 도시하고 있다. 즉, 이 예에서는, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74LF)에서는, 좌측 전방 채널에 대한 직접파 LFd에 대한 정규화 두부 전달 함수만이 컨볼루션된다.
도시는 생략하지만, 우측 전방 채널 RF용인 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74RF)에서도, 우측 전방 채널에 대한 직접파 RFd에 대한 정규화 두부 전달 함수만이 컨볼루션된다.
도 27의 (D)는, 좌측 후방 채널 LB용인 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74LB)에서 컨볼루션되는 직접파 및 반사파에 대한 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍을 도시하고 있다.
도시는 생략하지만, 우측 후방 채널 RB용인 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74RB)에서는, 도 27의 (D)에 도시한 직접파 및 반사파란, 좌우를 반대로 한 직접파 및 반사파에 대한 정규화 두부 전달 함수가, 도 27의 (D)에 도시한 컨볼루션 개시 타이밍과 마찬가지의 개시 타이밍으로부터 컨볼루션되는 것이다.
도 27의 (E)는, 좌측 측방 채널 LS용인 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74LS)에서 컨볼루션되는 직접파 LSd에 대한 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍을 도시하고 있다. 즉, 이 예에서는, 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74LS)에서는, 좌측 측방 채널에 대한 직접파 LSd에 대한 정규화 두부 전달 함수만이 컨볼루션된다.
도시는 생략하지만, 우측 측방 채널 RS용인 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74RS)에서도, 우측 측방 채널에 대한 직접파 RSd에 대한 정규화 두부 전달 함수만이 컨볼루션된다.
도 27의 (F)는, 우측 측방 채널의 크로스토크 채널 xRS용인 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xRS)에서 컨볼루션되는 직접파 및 반사파, 또한, 이들의 크로스토크에 대한 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍을 도시하고 있다.
좌측 측방 채널의 크로스토크 채널 xLS용인 두부 전달 함수 컨볼루션 처리부(74xLS)에서 컨볼루션되는 직접파 및 반사파, 또한, 이들 크로스토크에 대한 정규화 두부 전달 함수에 대해서는, 도시는 생략하지만, 도 27의 (F)에 도시한 직접파 및 반사파, 또한, 이들의 크로스토크란 좌우를 반대로 한 것에 대한 정규화 두부 전달 함수가, 도 27의 (A)에 도시한 컨볼루션 개시 타이밍과 마찬가지의 개시 타이밍으로부터 컨볼루션되는 것이다.
또한, 전술한 바와 같이, 이상의 설명에서는, 직접파 및 반사파의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션에 대한 설명은 벽 반사에 대해서만 행하였지만, 천장 반사 및 마루 반사에 대해서도 완전히 마찬가지로 하여 고려할 수 있다.
즉, 도 28은, 예를 들면 우측 전방 스피커 RF를 가상 음상 정위 위치로 하기 위해서 두부 전달 함수를 컨볼루션할 때에, 고려하는 천장 반사 및 마루 반사를 나타내는 것이다. 즉, 천장에 반사하여 우측 귀 위치에 입사하는 반사파 RFcR과, 마찬가지로 천장에 반사하여 좌측 귀 위치에 입사하는 반사파 RFcL과, 마루에 반사하여 우측 귀 위치에 입사하는 반사파 RFgR과, 마찬가지로 마루에 반사하여 좌측 귀 위치에 입사하는 반사파 RFgL을 생각할 수 있다. 또한, 이들 반사파에 대해서는, 도시는 생략했지만, 크로스토크를 고려할 수도 있다.
이들 반사파 및 크로스토크에 대해서도, 컨볼루션할 정규화 두부 전달 함수는, 그들의 음파가 리스너 위치 Pn에 마지막으로 입사하는 방향에 대해서 측정한 정규화 두부 전달 함수로 된다. 그리고, 각각의 반사파에 대한 경로 길이를 계산하여, 각각의 정규화 두부 전달 함수의 컨볼루션 개시 타이밍을 정한다.
그리고, 컨볼루션하는 정규화 두부 전달 함수의 게인은, 천장 및 마루의 재질이나 표면 형상 등으로부터 상정되는 흡음률에 따른 감쇠량으로 된다.
[음향 재생 시스템의 제2 예의 구성예;도 29]
도 16 및 도 17에 도시한 음향 재생 시스템에서는, 헤드폰 드라이버를 7개씩 좌우의 귀용으로서 구비하는 오버 헤드폰에 의해, 7.1채널 멀티 서라운드 음성 신호를 음향 재생하도록 한 경우이다.
이에 대하여, 이하에 설명하는 다른 예는, 헤드폰 드라이버가 좌우의 귀용으로서 1개씩인 일반적인 오버 헤드폰에 의해, 7.1채널 멀티 서라운드 음성 신호를 음향 재생하도록 한 경우이다.
이하에 설명하는 예에서는, 정규화 두부 전달 함수는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 7.1채널 멀티 서라운드용으로서, 좌우의 귀의 근방에 각각 7개씩의 마이크로폰을 설치하여 측정한 것을 사용하는 것으로 한다. 그 때문에, 정규화 두부 전달 함수를 컨볼루션 처리할 때까지의 처리는, 상술한 음향 재생 시스템과 완전히 마찬가지로 할 수 있다. 즉, 도 16에 도시한 하드웨어 구성은, 이 예의 음향 재생 시스템에서도 마찬가지로 한다.
이 예의 음향 재생 시스템에서는, 도 29에 도시하는 바와 같이, 레벨 조정부(75xRF, 75LS, 75LF, 75LB, 75xRS, 75LFE, 75C)로부터의 음성 신호는, 좌측 채널용의 가산부(110L)에 공급되어 가산된다.
또한, 레벨 조정부(75LFE, 75C, 75xLS, 75RB, 75RF, 75RS, 75xLF)로부터의 음성 신호는, 우측 채널용의 가산부(110R)에 공급되어 가산된다.
그리고, 가산부(110L 및 110R)의 출력 신호가, 각각 D/A 컨버터(111L 및 111R)에 공급되어 아날로그 음성 신호로 변환된다. 이 D/A 컨버터(111L 및 111R)로부터의 아날로그 음성 신호는, 전류 전압 변환부(112L 및 112R)의 각각에 공급되어, 전류 신호로부터 전압 신호로 변환된다.
그리고, 전류 전압 변환부(112L 및 112R)의 각각으로부터의 전압 신호로 된 음성 신호는, 레벨 조정부(113L 및 113R)의 각각에서 레벨 조정된 후, 이득 조정부(114L 및 114R)의 각각에 공급되어 이득 조정된다.
그리고, 이득 조정부(114L 및 114R)의 출력 음성 신호는, 앰프(115L 및 115R)를 각각 통해서 좌측 귀용의 헤드폰 드라이버(120L) 및 우측 귀용의 헤드폰 드라이버(12R)에 각각 공급되어, 음향 재생된다.
이 음향 재생 시스템의 제2 예에 따르면, 헤드폰 드라이버가 좌우의 귀용으로서 1개씩의 헤드폰에 의해, 7.1채널의 멀티 서라운드의 음장을 가상 음상 정위에 의해 양호하게 재생할 수 있다.
[실시예의 효과]
종래에는, 두부 전달 특성을 이용하여 신호 처리를 행하는 경우에는, 그 측정계의 특성을 제거할 수 없기 때문에, 특성이 좋고, 음이 좋은 고가의 스피커 및 마이크로폰을 이용하여 측정을 하지 않으면, 최종적인 컨볼루션 처리 후의 음질이 열화하게 되었다. 이에 대하여, 본 실시예에서의 정규화 두부 전달 함수는, 측정계의 특성을 제거할 수 있기 때문에, 특성이 플랫하지 않은 저렴한 스피커나 마이크로폰을 사용한 측정계를 이용해도, 음질을 열화시키지 않는 두부 전달 함수의 컨볼루션 처리가 가능하게 된다.
또한, 아무리 고가의 특성이 좋은 스피커나 마이크로폰을 이용해도 이상적인 특성(전부에서 플랫)은 얻어지지 않지만, 본 실시예에 따르면, 종래의 어떠한 특성보다 이상적인 두부 전달 특성을 추출할 수 있다.
그리고, 반사파를 제거한 직접파만에 대한 두부 전달 함수를, 예를 들면 리스너에 대하여 여러 가지의 방향을 가상 음원 위치로서 구하고 있으므로, 각각의 방향으로부터의 음파에 대한 두부 전달 함수를 음성 신호에 용이하게 컨볼루션할 수 있고, 각각의 방향의 음파에 대한 두부 전달 함수를 컨볼루션하였을 때의 재생 음장을 용이하게 검증하는 것이 가능하다.
즉, 상술한 바와 같이, 가상 음상 정위 위치를, 임의의 특정한 위치로 정하고자 하는 경우에서, 그 가상 음상 정위 위치로부터의 직접파에 대한 두부 전달 함수뿐만 아니라, 그 가상 음상 정위 위치로부터의 반사파라고 상정할 수 있는 방향의 음파에 대한 두부 전달 함수를 컨볼루션하고, 그 재생 음장을 검증할 수 있어, 어느 쪽 방향의 반사파가 가상 음상 정위에 유효한지 등을 검증할 수 있다.
[그 밖의 변형예]
상술한 설명은, 주로 헤드폰을 재생 음성 신호를 음향 재생하는 전기 음향 변환 수단으로 한 경우에 대해서 설명하였지만, 측정 방법, 처리 내용을 고려하면 프론트 서라운드 등의 스피커를 출력계로 한 어플리케이션에도 응용이 가능하다.
음향 재생 시스템은, 멀티 서라운드 방식의 경우에 대해서 설명하였지만, 통상의 2채널 스테레오에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 7.1채널에 한하지 않고, 5.1채널이나, 9.1채널 등, 그 밖의 멀티 서라운드의 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 7.1채널의 멀티 서라운드의 스피커 배치는, ITU-R 스피커 배치의 경우를 예로 설명하였지만, THX사가 추천하는 스피커 배치의 경우에도 적용할 수 있는 것은 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. 리스너의 양 귀의 근방의 위치에 설치되는 전기 음향 변환 수단에 의해 음성 신호가 음향 재생되었을 때에, 상정되는 가상 음상 정위 위치에 음상이 정위하도록 청취되도록 하기 위한 두부 전달 함수를, 상기 음성 신호에 컨볼루션하도록 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법으로서,
    상기 가상 음상 정위 위치에 음원을 설치하고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단을 설치하였을 때에, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 직접파 방향 두부 전달 함수와, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의, 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 반사파 방향 두부 전달 함수를, 미리 따로따로 측정하여 구해 두는 두부 전달 함수 측정 공정과,
    상기 구해진, 상기 직접파 방향 두부 전달 함수와, 상기 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 반사파 방향 두부 전달 함수를, 상기 음성 신호에 컨볼루션하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨볼루션 공정에서는,
    상기 음성 신호의 시계열 신호에 대하여, 상기 직접파 및 상기 반사파의 상기 가상 음상 정위 위치로부터 상기 전기 음향 변환 수단의 위치까지의 음파의 행로 길이에 따라서 정해진, 상기 직접파 방향 두부 전달 함수의 컨볼루션 처리를 개시하는 개시 시점, 및 상기 1 또는 복수의 반사파 방향 두부 전달 함수의 각각의 컨볼루션 처리를 개시하는 개시 시점의 각각으로부터, 대응하는 상기 직접파 방향 두부 전달 함수 및 상기 반사파 방향 두부 전달 함수의 컨볼루션을 실행하는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사파 방향 두부 전달 함수는, 상정되는 반사부에서의 음파의 감쇠율에 따라서 게인 조정되어 상기 컨볼루션이 실행되는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 두부 전달 함수 측정 공정은,
    상기 전기 음향 변환 수단이 설치된다고 상정되는 리스너의 양 귀의 근방의 위치에, 상기 수음 수단으로서의 음향 전기 변환 수단을 설치하고, 상기 리스너의 위치에 더미 헤드 또는 인간이 존재하는 상태에서, 상정되는 음원 위치에서 발생된 측정용 음파를 상기 음향 전기 변환 수단에서 픽업하고, 상기 음향 전기 변환 수단에 직접 도달한 측정용 음파로부터만 두부 전달 함수를 측정하는 제1 공정과,
    상기 더미 헤드 또는 상기 인간이 존재하지 않는 소의 상태에서, 상기 상정되는 음원 위치에서 발하여진 측정용 음파를 상기 음향 전기 변환 수단에서 픽업하고, 상기 음향 전기 변환 수단에 직접 도달한 측정용 음파로부터만 소의 상태의 전달 특성을 측정하는 제2 공정과,
    상기 제1 공정에서 측정된 상기 두부 전달 함수를, 상기 제2 공정에서 측정된 상기 소의 상태의 전달 특성에 의해 정규화하여, 정규화 두부 전달 함수를 얻는 제3 공정을 갖고,
    상기 직접파 방향 두부 전달 함수 및 상기 반사파 방향 두부 전달 함수는, 상기 정규화 두부 전달 함수인 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 두부 전달 함수 측정 공정의 상기 제3 공정에서는,
    상기 제1 공정 및 상기 제2 공정에서 측정된 상기 두부 전달 함수 및 상기 소의 상태의 전달 특성의 데이터로부터, 상기 상정되는 상기 음원 위치에서 발생된 상기 측정용 음파가 상기 음향 전기 변환 수단에 직접 도달하는 시간에 상당하는 데이터 분을 제거하여, 상기 정규화의 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 두부 전달 함수 측정 공정의 상기 제3 공정에서는,
    상기 제1 및 제2 공정에서 상기 음향 전기 변환 수단에 직접 도달한 음파의 시간축 데이터의 각각을 직교 변환하여, X-Y 좌표계의 주파수축 데이터로 변환하는 공정과,
    상기 X-Y 좌표계의 주파수축 데이터의 각각을, 극좌표계의 데이터로 변환하는 공정과,
    상기 극좌표계의 데이터의 상태에서, 상기 정규화 처리를 행하여, 상기 정규화 두부 전달 함수의 데이터를 얻고, 이 정규화 두부 전달 함수의 극좌표계의 데이터를 상기 X-Y 좌표계의 데이터로 복귀시키는 공정과,
    상기 X-Y 좌표계로 복귀된 상기 정규화 두부 전달 함수의 데이터를 역직교 변환하여, 시간축 데이터로 변환하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 역직교 변환되어 얻어진 시간축 데이터의 데이터 길이를 삭감하는 간략화 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법.
  8. 리스너의 양 귀의 근방의 위치에 설치되는 전기 음향 변환 수단에 의해 음성 신호가 음향 재생되었을 때에, 상정되는 가상 음원 위치에 음상이 정위하도록, 상기 음성 신호에 두부 전달 함수를 컨볼루션하도록 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 장치에 있어서,
    상기 가상 음상 정위 위치에 음원을 설치하고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단을 설치하여 측정한, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 직접파 방향 두부 전달 함수와, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 반사파 방향 두부 전달 함수가 기억되는 기억부와,
    상기 직접파 방향 두부 전달 함수와, 상기 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 반사파 방향 두부 전달 함수를 상기 기억부로부터 읽어내어, 상기 음성 신호에 컨볼루션하는 컨볼루션 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컨볼루션 수단에서는,
    상기 음성 신호의 시계열 신호에 대하여, 상기 직접파 및 상기 반사파의 상기 가상 음원 위치로부터 상기 전기 음향 변환 수단의 위치까지의 음파의 행로 길이에 따라서 정해진, 상기 직접파 방향 두부 전달 함수의 컨볼루션 처리를 개시하는 개시 시점, 및 상기 1 또는 복수의 반사파 방향 두부 전달 함수의 각각의 컨볼루션 처리를 개시하는 개시 시점의 각각으로부터, 대응하는 상기 직접파 방향 두부 전달 함수 및 상기 반사파 방향 두부 전달 함수의 컨볼루션을 실행하는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 컨볼루션 수단에서는,
    상기 반사파 방향 두부 전달 함수는, 상정되는 반사부에서의 음파의 감쇠율에 따라서 게인 조정되어 상기 컨볼루션이 실행되는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 직접파 방향 두부 전달 함수 및 상기 반사파 방향 두부 전달 함수는, 상기 전기 음향 변환 수단이 설치된다고 상정되는 리스너의 귀의 근방의 위치에, 음향 전기 변환 수단을 설치하고, 상기 리스너의 위치에 더미 헤드 또는 인간이 존재하는 상태에서, 상정되는 음원 위치에서 발생된 음파를 상기 음향 전기 변환 수단에서 픽업하여 측정한 두부 전달 함수를, 상기 더미 헤드 또는 상기 인간이 존재하지 않는 소의 상태에서, 상기 상정되는 음원 위치에서 발생된 음파를 상기 음향 전기 변환 수단에서 픽업하여 측정한 소의 상태의 전달 특성에 의해 정규화한 정규화 두부 전달 함수인 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 장치.
  12. 리스너의 양 귀의 근방의 위치에 설치되는 전기 음향 변환 수단에 의해 음성 신호가 음향 재생되었을 때에, 상정되는 가상 음상 정위 위치에 음상이 정위하도록 청취되도록 하기 위한 두부 전달 함수를, 상기 음성 신호에 컨볼루션하도록 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법에 있어서,
    상기 가상 음상 정위 위치에 음원이 설치되며, 또한, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단이 설치되어 측정되는, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 두부 전달 함수를, 상기 음성 신호에 대하여 컨볼루션 개시할 직접파 컨볼루션 개시 시점과, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 두부 전달 함수를, 상기 음성 신호에 대하여 컨볼루션 개시할 1 또는 복수의 반사파 컨볼루션 개시 시점을 미리 구하고,
    상기 직접파 컨볼루션 개시 시점 및 상기 1 또는 복수의 반사파 컨볼루션 개시 시점으로부터 상기 음성 신호에 컨볼루션하는 데이터를 유지해 두고,
    상기 유지된 상기 데이터의 각각을, 대응하는 상기 직접파 컨볼루션 개시 시점으로부터, 및, 상기 1 또는 복수의 반사파 컨볼루션 개시 시점으로부터, 상기 음성 신호에 컨볼루션 처리하는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가상 음상 정위 위치에 음원을 설치하고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단을 설치하여, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 직접파 방향 두부 전달 함수와, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 반사파 방향 두부 전달 함수를, 미리 구해 두는 두부 전달 함수 측정 공정을 갖고,
    상기 유지되는 데이터는, 상기 두부 전달 함수 측정 공정에서 측정한 상기 직접파 방향 두부 전달 함수 및 1 또는 복수의 상기 반사파 방향 두부 전달 함수인 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 가상 음상 정위 위치에 음원을 설치하고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단을 설치하여, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 직접파 방향 두부 전달 함수를, 미리 구해 두는 두부 전달 함수 측정 공정을 갖고,
    상기 직접파 컨볼루션 개시 시점으로부터 컨볼루션을 개시하는 데이터로서 상기 직접파 방향 두부 전달 함수를 유지하고, 상기 1 또는 복수의 반사파 컨볼루션 개시 시점으로부터 컨볼루션을 개시하는 데이터로서 상기 직접파 방향 두부 전달 함수를, 상기 1 또는 복수의 반사파 컨볼루션 개시 시점에 따라서 감쇠시킨 데이터를 유지하는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 가상 음상 정위 위치에 음원을 설치하고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단을 설치하여, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 직접파 방향 두부 전달 함수를, 미리 구해 두는 두부 전달 함수 측정 공정을 갖고,
    상기 직접파 컨볼루션 개시 시점으로부터 컨볼루션을 개시하는 데이터로서 상기 직접파 방향 두부 전달 함수를 유지하고, 상기 1 또는 복수의 반사파 컨볼루션 개시 시점으로부터 컨볼루션을 개시하는 데이터로서, 상기 음성 신호를, 상기 1 또는 복수의 반사파 컨볼루션 개시 시점에 따라서 지연시킨 데이터를 유지하는 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 방법.
  16. 리스너의 양 귀의 근방의 위치에 설치되는 전기 음향 변환 수단에 의해 음성 신호가 음향 재생되었을 때에, 상정되는 가상 음상 정위 위치에 음상이 정위하도록 청취되도록 하기 위한 두부 전달 함수를, 상기 음성 신호에 컨볼루션하도록 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 장치에 있어서,
    상기 가상 음상 정위 위치에 음원이 설치되고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단이 설치되어 측정되는, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 두부 전달 함수를, 상기 음성 신호에 대하여 컨볼루션 개시할 것으로 미리 설정된 직접파 컨볼루션 개시 시점으로부터, 직접파컨볼루션용 데이터를 상기 음성 신호에 대하여 컨볼루션 처리하는 수단과,
    상기 가상 음상 정위 위치에 음원이 설치되고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단이 설치되어 측정되는, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 두부 전달 함수를, 상기 음성 신호에 대하여 컨볼루션 개시할 것으로 미리 설정된 1 또는 복수의 반사파 컨볼루션 개시 시점으로부터, 반사파 컨볼루션용 데이터를 상기 음성 신호에 대하여 컨볼루션 처리하는 수단을 구비하는 두부 전달 함수 컨볼루션 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 직접파 컨볼루션용 데이터는, 상기 가상 음상 정위 위치에 음원을 설치하고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단을 설치하여 측정한, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 직접파 방향 두부 전달 함수이며,
    상기 반사파 컨볼루션용 데이터는, 상기 가상 음상 정위 위치에 음원을 설치하고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단을 설치하여 측정한, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 선택된 1 또는 복수의 반사파의 방향에 대한 반사파 방향 두부 전달 함수인 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 직접파 컨볼루션용 데이터는, 상기 가상 음상 정위 위치에 음원을 설치하고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단을 설치하여 측정한, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 직접파 방향 두부 전달 함수이며,
    상기 반사파 컨볼루션용 데이터는, 상기 직접파 방향 두부 전달 함수를, 상기 1 또는 복수의 반사파 컨볼루션 개시 시점에 따라서 감쇠시킨 데이터인 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 직접파 컨볼루션용 데이터는, 상기 가상 음상 정위 위치에 음원을 설치하고, 상기 전기 음향 변환 수단의 위치에 수음 수단을 설치하여 측정한, 상기 음원으로부터 상기 수음 수단에의 직접파의 방향에 대한 직접파 방향 두부 전달 함수이며,
    상기 반사파 컨볼루션용 데이터는, 상기 음성 신호를, 상기 1 또는 복수의 반사파 컨볼루션 개시 시점에 따라서 지연시킨 데이터인 것을 특징으로 하는 두부 전달 함수 컨볼루션 장치.
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