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WO2002069670A1 - Headphone-use stereophonic device and voice signal processing program - Google Patents

Headphone-use stereophonic device and voice signal processing program Download PDF

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WO2002069670A1
WO2002069670A1 PCT/JP2002/001679 JP0201679W WO02069670A1 WO 2002069670 A1 WO2002069670 A1 WO 2002069670A1 JP 0201679 W JP0201679 W JP 0201679W WO 02069670 A1 WO02069670 A1 WO 02069670A1
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WO
WIPO (PCT)
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signal
sound
image localization
sound image
processing
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2002/001679
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English (en)
French (fr)
Inventor
Seiji Kawano
Makoto Yamanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Priority to KR10-2003-7011217A priority patent/KR20030080040A/ko
Priority to EP02700757A priority patent/EP1365629A4/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S5/00—Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation 
    • H04S5/02—Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation  of the pseudo four-channel type, e.g. in which rear channel signals are derived from two-channel stereo signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S1/00—Two-channel systems
    • H04S1/002—Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
    • H04S1/005—For headphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2420/01—Enhancing the perception of the sound image or of the spatial distribution using head related transfer functions [HRTF's] or equivalents thereof, e.g. interaural time difference [ITD] or interaural level difference [ILD]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S3/00—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
    • H04S3/002—Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
    • H04S3/004—For headphones

Definitions

  • the present invention relates to a stereophonic audio device for a headphone and a sound signal processing program for reproducing a natural and spacious sound field using the headphone.
  • a first stereophonic audio device for a headphone is a stereophonic audio device for a headphone to which a monaural signal or a stereo signal is input.
  • the stereophonic audio device for a headphone receives two signals or a stereo input signal in which a monaural input signal is divided into two channels. It has a decorrelation processing unit that reduces the correlation between the two constituent signals, a reflection sound addition processing unit that adds reflected sound, and a sound image localization processing unit that controls the sound image localization position. .
  • a first audio signal processing program is an audio signal processing program used for a stereophonic audio device for a headphone to which a monaural signal or a stereo signal is input, wherein the monaural input signal is divided into two channels.
  • De-correlation processing to reduce the correlation between two signals or two signals constituting a stereo input signal, reflection sound addition processing to add reflection sound, and sound image localization to control the sound image localization position The processing is performed by a computer.
  • a second stereophonic audio device for a headphone is a stereophonic audio device for a headphone to which a front signal of two or more channels and a surround signal of two or more channels are input, wherein a front input signal and a surround signal are input.
  • a decorrelation processing unit to reduce the correlation of the signal a reflected sound addition processing unit to add the reflected sound
  • a sound image localization processing unit to control the sound image localization position
  • a second audio signal processing program is an audio signal processing program used for a stereophonic sound device for headphones to which a front signal of at least two channels and a surround signal of at least two channels are inputted.
  • a program for executing decorrelation processing to reduce signal correlation, front-end input signal, reflection sound addition processing to add reflection sound, and sound image localization processing to control sound image localization position The computer performs decorrelation processing to reduce the signal correlation with the surround input signal, reflection sound addition processing to add reflected sound, and sound image localization processing to control the sound image localization position.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a headphone stereophonic sound apparatus to which a monaural signal or a stereo signal is input.
  • FIGS. 2a and 2b show the filter characteristics of the first FIR digital filter constituting the left signal decorrelation processing section 3a and the second FIR digital filter decorrelation processing section 3b.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating filter characteristics of an FIR digital filter of FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a conventional basic sound image localization processing circuit.
  • Fig. 4 shows the method for calculating the sound image localization filter using the HRTF. It is a schematic diagram.
  • FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a configuration of a stereophonic sound device for headphones to which front signals of three or more channels and surround signals of two channels are input.
  • FIG. 1 shows a configuration of a stereophonic sound device for a headphone to which a monolane signal or a stereo signal is input.
  • the stereophonic sound device for headphones outputs a left output signal Lout and a right output signal Rout.
  • the decorrelation processing unit 3 reduces the correlation between two input signals, and is conventionally used when two pseudo stereo signals are generated from one monaural signal.
  • the decorrelation processing unit 3 in FIG. 1 adopts the area division method, and is provided with the left signal decorrelation processing unit 3a provided after the switching switch 1 and the switching signal 2 after the switching switch 2. And a write signal decorrelation processing section 3b. '
  • the input signal is delayed by the delay unit DL ai. Together with the cast, it is delayed by the delay unit DLa 2. Is different from the delay time of the delay device DL a 2 and the delay time of the delay device DLa.
  • Multipliers ML ai, MLa 2 , and ML as are provided for the input signal and the output signals of the delay units DL at and DLa 2 , respectively, and the input signal and the delay units DL ai and DLa are provided.
  • the output signal of 2 is input to the corresponding multiplier ML ai, ML a 2 ML a 3 and multiplied by a coefficient.
  • These multipliers ML ai, the output signals of the ML a 2, ML a 3 are added together by adder AL a, is output as left signal L1.
  • the configuration of the decorrelation processing unit 3b for the right signal is the same as that of the decorrelation processing unit 3a for the left signal, and the delay units DR ai , DRa 2 , the multipliers MR a ⁇ , MRa 2 , MRa 3 and the adder Container AR a. Then, the addition result of the adder ARa is output as the write signal R1.
  • the left signal decorrelation processing section 3a is composed of a first FIR digital filter
  • the right signal decorrelation processing section 3b is composed of a second FIR digital filter.
  • Figure 2a shows the filter characteristics of the first FIR digital filter
  • Figure 2b shows the filter characteristics of the second FIR digital filter.
  • the filter characteristics of each FIR digital filter are such that the frequency band is divided into a plurality of bands, and a pass band and a stop band appear alternately. Then, between the first FIR digital filter and the second FIR digital filter, even if the input signal is the same as a monaural signal, the filter outputs L 1 and R 1 are uncorrelated with each other. Thus, the characteristic is such that the pass band and the stop band are opposite to each other.
  • the reflected sound addition processing unit 4 generates a reflected sound or a reverberant sound in the room even when listening to music through headphones, and gives the listener a sense of spaciousness of the sound.
  • the reflected sound addition processing unit 4 includes an adder 4a for calculating a difference between the output signal L1 of the left signal decorrelation processing unit 3a and the output signal R1 of the right signal decorrelation processing unit 3b.
  • the input signal L1 is, by each of the plurality of delay devices DLbi ⁇ DLb n connected in series, will be delayed by a predetermined time. It is provided with a multiplier ML ⁇ ML b n for the output signal each of the delay units DLbi ⁇ DLb n, the output signals of the delay devices DLbi ⁇ DLb n are input to the corresponding multipliers MLbi ⁇ MLb n coefficients Is multiplied. As a result, multiple types of reflected sounds are generated.
  • each multiplier ML ⁇ MLb n is Te adder ALbi ⁇ ALb n Niyotsu, is added to the input signal L1, and output as a left signal L2. Thereby, a plurality of types of reflected sounds are added to the input signal L1.
  • Configuration of the write signal reflected sound adding section 4 c is also a left signal reflected sound adding section 4 b the same way, a plurality of delay devices DRbi ⁇ DRb n, a plurality of multipliers MR b L ⁇ MRb and more ARbi ⁇ ARb n . Then, the addition result of the adder ARb n is output as a write signal R2.
  • the sound image localization processing unit 5 controls a position where a sound image is localized. Before describing the sound image localization processing unit 5 of FIG. 1, a conventional basic sound image localization processing circuit will be described.
  • FIG. 3 shows a conventional basic sound image localization processing circuit.
  • the left signal input to the input terminal P1 is sent to the first sound image localization filter 301 and the second sound image localization filter 302, and a filtering process is performed according to the filter coefficients of the filters 301 and 302. .
  • the write signal input to the input terminal P 2 is sent to a third sound image localization filter 303 and a fourth sound image localization filter 304, and a filter process is performed according to the filter coefficients of the filters 303 and 304.
  • the characteristics and the characteristics of the fourth sound image localization filter 304 are the same, and the characteristics of the second sound image localization filter 302 and the characteristics of the third sound image localization filter 303 are the same.
  • the output of the first sound image localization filter 301 and the output of the third sound image localization filter 303 are added by the adder 311 and then output as Lout.
  • the output of the second sound image localization filter 302 and the output of the fourth sound image localization filter 304 are added by the adder 312 and then output as Rout.
  • Each sound image localization filter is obtained by the following head-related transfer function.
  • a FI Finite Impulse Response
  • a method for calculating the sound image localization filter using the head-related transfer function will be described.
  • the transfer functions for each of the transmission paths from the actual speech force L; arranged on the left and right in front of the listener 300 to the left and right ears of the listener 300 are represented by H, respectively.
  • L H LR H R H RR are represented by H, respectively.
  • the input signal should be X, and the sound from the real speaker LR should be If the output signal is Lout Rout,
  • the signal Lout Rout output from the real speaker LR is obtained as in the following equation (2). Furthermore, assuming that the real speakers L and R are installed symmetrically to the listener, the symmetric transfer functions are the same, and the following equations (3) and (4) hold. These same transfer functions are referred to as H THR and H CRS.
  • the first sound image localization filter 301 and the fourth sound image localization filter 3 in FIG. 04 corresponds to Hi in the above equation (5)
  • the frequency characteristics of the second sound image localization filter 302 and the third sound image localization filter 303 correspond to Hi in the above equation (5). corresponds to H 2.
  • the sound image localization processing unit 5 of FIG. 1 will be described.
  • the sound image localization processing unit 5 in FIG. 1 includes two delay units D Lc and D Rc, two multipliers ML c and MR c, and two adders A L c and AR c.
  • the left signal L2 input from the left signal reflection sound adding unit 4b is sent to the adder A Lo and also sent to the first processing circuit including the delay unit DLc and the multiplier MLc.
  • the write signal R2 input from the reflected light adding unit for write signal 4c is sent to the adder ARo and also sent to the second processing circuit including the delay unit DRc and the multiplier MRc.
  • the adder A Lc adds the left signal L2 and the output signal of the second processing circuit and outputs the result as a left output signal Lout.
  • the adder ARc adds the write signal R2 and the output signal of the first processing circuit and outputs the result as a write output signal Rout.
  • the sound image localization processing unit 5 shown in FIG. 1 is a kind of filter processing in which the first sound image localization filter 301 and the fourth sound image localization filter 304 of the conventional basic sound image localization processing circuit shown in FIG. In addition to replacing it with a certain through processing, the second sound image localization filter 302 and the third sound image localization filter 304 of the conventional basic sound image localization processing circuit are each composed of a delay unit and a multiplier. It is replaced with a circuit.
  • the sound image is adjusted. Is located outside the head. That is, the sound image is not localized in the head.
  • FIG. 5 shows the configuration of a headphone stereophonic sound apparatus to which a front signal of three channels or more and a surround signal of two channels are input.
  • the center input signal Center is multiplied by a coefficient by a multiplier MC.
  • the output signal of the multiplier MC is added to the front left input signal Lin by the adder AL1.
  • the output signal of the multiplier MC is added to the front light input signal Rin by the adder AR1.
  • a decorrelation processing unit 103 similar to that shown in FIG. 04 and a sound image localization processing unit 105 are provided.
  • the decorrelation processing section 203 the reflected sound addition processing section 204, and the sound image localization processing section, which are the same as in FIG. 205 is provided.
  • the surround left signal obtained from the sound image localization processing unit 205 is added to the front left signal obtained from the sound image localization processing unit 105 by the adder A L2, and the result is output as a left output signal Lout.
  • the surround light signal obtained from the sound image localization processing unit 205 is added to the front light signal obtained from the sound image localization processing unit 105 by the adder AR2, and is output as a light output signal Rout.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)

Description

へッドホン用立体音響装置および音声信号処理プログラム <技術分野 >
この発明は、 へッドホンを用いて自然で広がり感のある音場再生を行なうため のへッドホン用立体音響装置および音声信号処理プログラムに関する。
明
<背景技術 >
書
通常のへッドホンを用いて音楽再生を行なった場合、 聴取者の頭部の中に音像 が定位 （頭内定位） するため、 広がり感のある音場再生を行なえないという問題 がある。
この発明は、 広がり感のある音場再生が行なえるようになるへッドホン用立体 音響装置および音声信号処理プログラムを提供することを目的とする。 く発明の開示 >
この発明による第 1のへッドホン用立体音響装置は、 モノラル信号またはステ レオ信号が入力されるへッドホン用立体音響装置において、 モノラル入力信号が 2チヤンネルに分けられた 2つの信号またはステレオ入力信号を構成する 2つの 信号の相関性を減少させる無相関化処理部、 反射音を付加するためめ反射音付加 処理部、 および音像定位位置を制御する音像定位処理部を備えていることを特徴 とする。
この発明による第 1の音声信号処理プログラムは、 モノラル信号またはステレ ォ信号が入力されるへッドホン用立体音響装置に用いられる音声信号処理プログ ラムであって、 モノラル入力信号が 2チャンネルに分けられた 2つの信号または ステレオ入力信号を構成する 2つの信号の相関性を減少させる無相関化処理、 反 射音を付加するための反射音付加処理、 およぴ音像定位位置を制御する音像定位 処理、 をコンピュータに実行させるためのものであることを特徴とする。
この発明による第 2のへッドホン用立体音響装置は、 2チャンネル以上のフロ ント信号および 2チャンネル以上のサラウンド信号が入力されるへッドホン用立 体音響装置において、 フロント入力信号およぴサラウンド信号のそれぞれに対し て、 信号の相関性を減少させる無相関化処理部、 反射音を付加するための反射音 付加処理部、 および音像定位位置を制御する音像定位処理部が設けられているこ とを特徴とする。
この発明による第 2の音声信号処理プログラムは、 2チャンネル以上のフロン ト信号おょぴ 2チヤンネル以上のサラゥンド信号が入力されるヘッドホン用立体 音響装置に用いられる音声信号処理プログラムであって、 コンピュータによって、 フロント入力信号に対して、 信号の相関性を減少させる無相関化処理、 反射音を 付加するための反射音付加処理およぴ音像定位位置を制御する音像定位処理を実 行させるためのプログラムと、 コンピュータによって、 サラウンド入力信号に対 して、 信号の相関性を減少させる無相関化処理、 反射音を付加するための反射音 付加処理おょぴ音像定位位置を制御する音像定位処理を実行させるためのプログ ラムとを備えていることを特徴とする。
この発明によれば、 広がり感のある音場再生が行なえるようになるへッドホン 用立体音響装置およぴ音声信号処理プログラムが得られる。 く図面の簡単な説明 >
図 1は、 モノラル信号またはステレオ信号が入力されるへッドホン用立体音響 装置の構成を示すプロック図である。
図 2 aおよぴ図 2 bは、 レフト信号用無相関化処理部 3 aを構成する第 1の F I Rデジタルフィルタのフィルタ特性と、 ライト信号用無相関化処理部 3 bを構 成する第 2の F I Rデジタルフィルタのフィルタ特性を示す模式図である。
図 3は、 従来の基本的な音像定位処理回路を示すプロック図である。
図 4は、 頭部伝達関数を用いた音像定位フィルタの算出方法を説明するための 模式図である。
図 5は、 3チヤンネル以上のフロント信号おょぴ 2チヤンネルのサラウンド信 号が入力されるヘッドホン用立体音響装置の構成を示す電気回路図である。 く発明を実施するための最良の形態 >
以下、 図面を参照して、 この発明の実施の形態について説明する。
〔1〕 第 1の実施の形態の説明
図 1は、 モノラノレ信号またはステレオ信号が入力されるへッドホン用立体音響 装置の構成を示している。
モノラル信号 Monoと、 ステレオ信号 （レフト入力信号 Lin ， ライト入カ信号
Rin ) を切り替えるための 2つの切替スィッチ 1、 2、 各切替スィッチ 1、 2か ら入力される信号に対して無相関化処理を行なう無相関化処理部 3、 無相関化処 理部 3の後段に設けられた反射音付加処理部 および反射音付加処理部 の後段 に設けられた音像定位処理部 5を備えている。
ステレオ信号入力時またはモノラル信号入力時のいずれにおいても、 ヘッドホ ン用立体音響装置からは、 レフト出力信号 Loutとライト出力信号 Routとが出力 される。
以下、 無相関化処理部 3、 反射音付加処理部 4および音像定位処理部 5それぞ れについて説明する。
〔2〕 無相関化処理部 3の説明
無相関化処理部 3は、 2つの入力信号の相関性を減少させるものであり、 従来 においてはモノラル信号である 1つの信号から 2つの擬似ステレオ信号を生成す る場合に用いられている。
図 1の無相関化処理部 3は、 ^域分割方式を採用したものであり、 切替スイツ チ 1の後段に設けられたレフト信号用無相関化処理部 3 aと、 切替スィッチ 2の 後段に設けられたライト信号用無相関化処理部 3 bとからなる。 '
レフト信号用無相関化処理部 3 aでは、 入力信号が遅延器 D L a i によって遅 延されるとともに、 遅延器 DLa2 によって遅延される。 遅延器 DLa の遅延 時間と遅延器 D L a 2 の遅延時間とは異なっている。
入力信号およぴ各遅延器 DL a t 、 DLa2 の出力信号それぞれに対して、 乗 算器 ML a i 、 MLa2、 ML as が設けられており、 入力信号およぴ各遅延器 DLa i 、 DLa2 の出力信号は、 対応する乗算器 ML a i , ML a 2 ML a 3 に入力されて係数が乗算される。 これらの乗算器 ML a i 、 ML a2 、 ML a 3 の出力信号は、 加算器 AL aによって互いに加算され、 レフト信号 L1として 出力される。
ライト信号用無相関化処理部 3 bの構成も、 レフト信号用無相関化処理部 3 a と同様であり、 遅延器 DRa i 、 DRa2 、 乗算器 MR a丄 、 MRa2 、 MRa 3 および加算器 AR aからなる。 そして加算器 AR aの加算結果がライト信号 R 1として出力される。
レフト信号用無相関化処理部 3 aは第 1の F I Rデジタルフィルタで構成され、 ライト信号用無相関化処理部 3 bは第 2の F I Rデジタルフィルタで構成されて いる。 第 1の F I Rデジタルフィルタのフィルタ特性を図 2 aに、 第 2の F I R デジタルフィルタのフィルタ特性を図 2 bに示す。
各 F I Rデジタルフィルタのフィルタ特性は、 図 2 aおよび図 2 bに示すよう に、 周波数帯域が複数の帯域に分割され、 通過帯域と阻止帯域とが交互に表れる ような特性となっている。 そして、 第 1の F I Rデジタルフィルタと第 2の F I Rデジタルフィルタとの間では、 入力信号がモノラル信号のように同じ信号であ つても、 それらのフィルタ出力 L 1、 R1とが互いに無相関となるように、 通過 帯域と阻止帯域とが互いに逆となるような特性となっている。
〔3〕 反射音付加処理部 4の説明
人は、 視聴する場所の天井や壁で発生する反射音や残響音により、 音の広がり 感を感じる。 したがって、 部屋の反射音や残響音が発生しないヘッドホンでは、 広がり感がない。 反射音付加処理部 4は、 ヘッドホンで音楽を視聴する場合でも、 部屋の反射音や残響音を発生させて、 音の広がり感を聴取者に与えるものである。 反射音付加処理部 4は、 レフト信号用無相関化処理部 3 aの出力信号 L1とラ ィト信号用無相関化処理部 3 bの出力信号 R1との差分を算出する加算器 4 aと、 レフト信号用反射音付加部 4 bと、 ライト信号用反射音付加部 4 cとからなる。 レフト信号用反射音付加部 4 bでは、 入力信号 L1が、 直列に接続された複数 の遅延器 DLbi 〜DLbn のそれぞれによって、 所定時間ずつ遅延されていく。 各遅延器 DLbi 〜DLbn の出力信号それぞれに対して乗算器 ML 〜ML bn が設けられており、 各遅延器 DLbi 〜DLbn の出力信号は対応する乗算 器 MLbi 〜MLbn に入力され係数が乗算される。 これにより、 複数種類の反 射音が生成される。
各乗算器 ML 〜MLbnの出力信号は、 加算器 ALbi 〜ALbn によつ て、 入力信号 L1に加算され、 レフト信号 L2として出力される。 これにより、 複 数種類の反射音が入力信号 L1に付加される。
ライト信号用反射音付加部 4 cの構成も、 レフト信号用反射音付加部 4 bと同 様であり、 複数の遅延器 DRbi 〜DRbn、 複数の乗算器 MR b L 〜MRb および複数の ARbi 〜ARbn からなる。 そして加算器 ARbn の加算結果が ライト信号 R2として出力される。
〔4〕 音像定位処理部 5の説明
音像定位処理部 5は、 音像が定位する位置を制御するものである。 図 1の音像 定位処理部 5を説明する前に、 従来の基本的な音像定位処理回路について説明す る。
図 3は、 従来の基本的な音像定位処理回路を示している。
入力端子 P 1に入力されたレフト信号は、 第 1の音像定位フィルタ 301およ ぴ第 2の音像定位フィルタ 302に送られ、 各フィルタ 301、 302のフィル タ係数に応じたフィルタ処理が行なわれる。
入力端子 P 2に入力されたライト信号は、 第 3の音像定位フィルタ 303およ ぴ第 4の音像定位フィルタ 304に送られ、 各フィルタ 303、 304のフィル タ係数に応じたフィルタ処理が行なわれる。 第 1の音像定位フィルタ 301の特 性と第 4の音像定位フィルタ 3 0 4の特性とは同じであり、 第 2の音像定位フィ ルタ 3 0 2の特性と第 3の音像定位フィルタ 3 0 3の特性とは同じである。 第 1の音像定位フィルタ 3 0 1の出力と第 3の音像定位フィルタ 3 0 3の出力 とは、 加算器 3 1 1で加算された後、 Loutとして出力される。 第 2の音像定位 フィルタ 3 0 2の出力と第 4の音像定位フィルタ 3 0 4の出力とは、 加算器 3 1 2で加算された後、 Routとして出力される。
各音像定位フィルタは以下に示す頭部伝達関数により求められる。 各音像定位 フィルタとしては、 通常、 数百タップの F I ( Finite Impulse Response)ディ ジタルフィルタが用いられる。
頭部伝達関数を用いた音像定位フィルタの算出方法について説明する。 図 4に 示すように、 聴取者 3 0 0の前方の左右に配置した実スピー力 L ； のそれぞれ から、 聴取者 3 0 0の左右の各耳までの伝達経路別の伝達関数を、 それぞれ HL HLR HR HRRとする。 また、 音を定位させたい仮想音源位置 Pから聴取者 1 0 0の左右の各耳までの伝達関数を、 W WR とする。 これらの伝達関数は すべて周波数軸上での記述である。
実スピーカ L Rから音声が出力されているにも係わらず、 あたかも仮想音源 位置から音声が出力されているように聴取者に聞こえるようにするためには、 入 力信号を X、 実スピーカ L Rからの出力信号を Lout Routとすると、 次式
( 1 ) が成立する必要がある。
Figure imgf000008_0001
したがって、 実スピーカ L Rから出力される信号 Lout Routは、 次式 ( 2 ) のように求められる。
Figure imgf000009_0001
さらに、 聴取者から見て左右対称に実スピーカ L、 Rが設置されていると仮定 すると、 左右対称の伝達関数が同一となるため、 次式 （3 ) 、 （4 ) が成立する。 これらの同一の伝達関数を H THR 、 H CRS とおく。
THR LL H RR … (3)
H^ CRDSC H L TRD = Jn RL … (4) したがって、 上記式 （2 ) は、 次式 （5 ) のように書き換えることができる,
Figure imgf000009_0002
上記式 （5 ) における Hi 、 H2 を時間軸に変換したフィルタとして、 数百タ ップの F I Rディジタルフィルタを使用する。
図 3における第 1の音像定位フィルタ 3 0 1およぴ第 4の音像定位フィルタ 3 0 4の周波数特性が上記式 （5 ) の中の Hi にあたり、 第 2の音像定位フィルタ 3 0 2およぴ第 3の音像定位フィルタ 3 0 3の周波数特性が上記式 （5 ) の中の H2 にあたる。
図 1の音像定位処理部 5について説明する。 図 1の音像定位処理部 5は、 2つ の遅延器 D L c、 D R c、 2つの乗算器 ML c、 MR cおよび 2つの加算器 A L c、 AR cとを備えている。
レフト信号用反射音付加部 4 bから入力されたレフト信号 L 2は、 加算器 A L o に送られるとともに、 遅延器 D L cと乗算器 ML cとからなる第 1処理回路に 送られる。
ライト信号用反射音付加部 4 cから入力されたライト信号 R 2は、 加算器 AR o に送られるとともに、 遅延器 D R cと乗算器 MR cとからなる第 2処理回路に 送られる。
加算器 A L cでは、 レフト信号 L 2と第 2処理回路の出力信号とが加算され、 レフト出力信号 Loutとして出力される。 加算器 AR cでは、 ライト信号 R 2と 第 1処理回路の出力信号とが加算され、 ライト出力信号 Routとして出力される。 図 1の音像定位処理部 5は、 図 3の従来の基本的な音像定位処理回路の第 1の 音像定位フィルタ 3 0 1およぴ第 4の音像定位フィルタ 3 0 4をフィルタ処理の 一種であるスルー処理に置き換えるとともに、 従来の基本的な音像定位処理回路 の第 2の音像定位フィルタ 3 0 2および第 3の音像定位フィルタ 3 0 4を、 それ ぞれ遅延器と乗算器とからなる処理回路に置き換えたものである。
遅延器 D L cと乗算器 M L cとからなる第 1処理回路のフィルタ特性およぴ遅 延器 D R cと乗算器 MR cとからなる第 2処理回路のフィルタ特性を調整するこ とにより、 音像を頭外に定位させる。 つまり、 頭内に音像が定位しないようにす る。
〔2〕 第 2の実施の形態の説明
図 5は、 3チヤンネル以上のフロント信号おょぴ 2チヤンネルのサラゥンド信 号が入力されるへッドホン用立体音響装置の構成を示している。 センター入力信号 Centerは、 乗算器 MCによって係数が乗算される。 フロン トレフト入力信号 Lin には、 加算器 A L 1によって乗算器 MCの出力信号が加 算される。 フロントライト入力信号 Rin には、 加算器 AR 1によって乗算器 M Cの出力信号が加算される。
加算器 A L 1によって得られたフロントレフト信号および加算器 A R 1によつ て得られたフロントライト信号に対して、 図 1と同様な無相関化処理部 1 0 3、 反射音付加処理部 1 0 4および音像定位処理部 1 0 5が設けられている。
また、 サラウンドレフト入力信号 Surround Linおよぴサラウンドライト入力 信号 Surround Rinに対しても、 図 1と同様な無相関化処理部 2 0 3、 反射音付 加処理部 2 0 4および音像定位処理部 2 0 5が設けられている。
加算器 A L 2によって、 音像定位処理部 1 0 5から得られるフロントレフト信 号に、 音像定位処理部 2 0 5から得られるサラウンドレフト信号が加算され、 レ フト出力信号 Lout として出力される。
加算器 AR 2によって、 音像定位処理部 1 0 5から得られるフロントライト信 号に、 音像定位処理部 2 0 5から得られるサラウンドライト信号が加算され、 ラ ィト出力信号 Routとして出力される。

Claims

請 求 の 範 囲
( 1 ) モノラル信号またはステレオ信号が入力されるへッドホン用立体音響装
¾J fciレヽ飞、
モノラル入力信号が 2チヤンネルに分けられた 2つの信号またはステレオ入力 信号を構成する 2つの信号の相関性を減少させる無相関化処理部、
反射音を付加するための反射音付加処理部、 および
音像定位位置を制御する音像定位処理部を備えているへッドホン用立体音響装
( 2 ) モノラル信号またはステレオ信号が入力されるへッドホン用立体音響装 置に用いられる音声信号処理プログラムであって、
モノラル入力信号が 2チャンネルに分けられた 2つの信号またはステレオ入力 信号を構成する 2つの信号の相関性を減少させる無相関化処理、
反射音を付加するための反射音付加処理、 および
音像定位位置を制御する音像定位処理、
をコンピュータに実行させるための音声信号処理プログラム。
( 3 ) 2チヤンネル以上のフロント信号および 2チヤンネノレ以上のサラゥンド 信号が入力されるへッドホン用立体音響装置において、
フロント入力信号およぴサラウンド信号のそれぞれに対して、 信号の相関性を 減少させる無相関化処理部、 反射音を付加するための反射音付加処理部、 および 音像定位位置を制御する音像定位処理部が設けられていることを特徴とするへッ ドホン用立体音響装置。
( 4 ) 2チヤンネル以上のフロント信号おょぴ 2チヤンネル以上のサラゥンド 信号が入力されるへッドホン用立体音響装置に用いられる音声信号処理プロダラ ムであって、
コンピュータによって、 フロント入力信号に対して、 信号の相関性を減少させ る無相関化処理、 反射音を付加するための反射音付加処理およぴ音像定位位置を 制御する音像定位処理を実行させるためのプログラムと、
コンピュータによって、 サラウンド入力信号に対して、 信号の相関性を減少さ せる無相関化処理、 反射音を付加するための反射音付加処理および音像定位位置 を制御する音像定位処理を実行させるためのプログラムと、
を備えている音声信号処理プログラム。
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