JP2000050400A - 左，右両耳用のオーディオ信号を音像定位させるための処理方法 - Google Patents
左，右両耳用のオーディオ信号を音像定位させるための処理方法Info
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- JP2000050400A JP2000050400A JP10228520A JP22852098A JP2000050400A JP 2000050400 A JP2000050400 A JP 2000050400A JP 10228520 A JP10228520 A JP 10228520A JP 22852098 A JP22852098 A JP 22852098A JP 2000050400 A JP2000050400 A JP 2000050400A
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 従来のステレオ受聴における音像定位の
手法ではソフトウエアの量が膨大になり、また、ハード
ウエアの規模も大がかりになるという難点に鑑み、その
ような難点を解消できることは勿論、従来手法よりもは
るかに高精度な音像定位を可能とする適宜の音源から入
力するオーディオ信号の処理方法を提供すること。 【解決手段】 適宜の音源SSから発される音を、時系列
上で入力する順にオーディオ信号として処理するとき、
入力したオーディオ信号を人の左，右両耳用のオーディ
オ信号に形成すると共に、夫々のオーディオ信号を、少
なくとも２つの周波数帯域に分割し、かつ、分割した各
帯域のオーディオ信号に、人の聴覚にもたらす音源SSの
方向感の要素とその音源までの距離感の要素を制御する
処理を加えて出力させる。
手法ではソフトウエアの量が膨大になり、また、ハード
ウエアの規模も大がかりになるという難点に鑑み、その
ような難点を解消できることは勿論、従来手法よりもは
るかに高精度な音像定位を可能とする適宜の音源から入
力するオーディオ信号の処理方法を提供すること。 【解決手段】 適宜の音源SSから発される音を、時系列
上で入力する順にオーディオ信号として処理するとき、
入力したオーディオ信号を人の左，右両耳用のオーディ
オ信号に形成すると共に、夫々のオーディオ信号を、少
なくとも２つの周波数帯域に分割し、かつ、分割した各
帯域のオーディオ信号に、人の聴覚にもたらす音源SSの
方向感の要素とその音源までの距離感の要素を制御する
処理を加えて出力させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステレオイヤホ
ン，同ヘッドホン，据置タイプなどの各種スピーカなど
を始めとする左，右耳用の受聴器を用いて両耳受聴する
とき、受聴者が音源がある実音場空間に存在しなくて
も、あたかもその実音場空間にいるような聴感、つまり
音像定位感を得ることを容易に可能にするのみならず、
従来手法では得られなかった高精度な音像定位を実現で
きる入力オーディオ信号の処理方法に関する。
ン，同ヘッドホン，据置タイプなどの各種スピーカなど
を始めとする左，右耳用の受聴器を用いて両耳受聴する
とき、受聴者が音源がある実音場空間に存在しなくて
も、あたかもその実音場空間にいるような聴感、つまり
音像定位感を得ることを容易に可能にするのみならず、
従来手法では得られなかった高精度な音像定位を実現で
きる入力オーディオ信号の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えばステレオ受聴における
音像定位の手法としては、様々な手法が提案され、或
は、試みられて来た。そして、最近では次に述べるよう
な手法も提案さている。一般に人はその両耳によって音
を聴くことにより、聴いた音の音源の位置、つまり、聴
者からみた音源の上，下、左，右、前，後に関する位置
を知覚するといわれている。このため、例えば、スピー
カから発される再生音を、あたかも実音源からの音のよ
うに聴感させるには、所要の伝達関数により、任意に入
力する音源のオーディオ信号を実時間の畳み込み演算処
理して再生してやれば、再生される音によりその音源を
知覚上定位させることができる、とされている。
音像定位の手法としては、様々な手法が提案され、或
は、試みられて来た。そして、最近では次に述べるよう
な手法も提案さている。一般に人はその両耳によって音
を聴くことにより、聴いた音の音源の位置、つまり、聴
者からみた音源の上，下、左，右、前，後に関する位置
を知覚するといわれている。このため、例えば、スピー
カから発される再生音を、あたかも実音源からの音のよ
うに聴感させるには、所要の伝達関数により、任意に入
力する音源のオーディオ信号を実時間の畳み込み演算処
理して再生してやれば、再生される音によりその音源を
知覚上定位させることができる、とされている。
【０００３】上記のステレオ受聴における音像定位方式
は、擬似音源を入力する小型マイクの出力電気情報を示
す式と、イヤホンの出力信号を示す式から、あたかも実
音源がある場所において聴取しているような聴覚上の頭
外音像定位を得るための伝達関数を作り、この伝達関数
により任意の入力音信号を実時間の畳み込み演算処理を
して再生出力することによって、任意の場所において入
力された音源の音をステレオ受聴用の再生音によっても
知覚上で定位させることができるとする考え方に基づい
た方式であるが、この方式はその演算処理のためのソフ
トウエアの量やハードウエアの規模が膨大かつ大がかり
になるという問題がある。
は、擬似音源を入力する小型マイクの出力電気情報を示
す式と、イヤホンの出力信号を示す式から、あたかも実
音源がある場所において聴取しているような聴覚上の頭
外音像定位を得るための伝達関数を作り、この伝達関数
により任意の入力音信号を実時間の畳み込み演算処理を
して再生出力することによって、任意の場所において入
力された音源の音をステレオ受聴用の再生音によっても
知覚上で定位させることができるとする考え方に基づい
た方式であるが、この方式はその演算処理のためのソフ
トウエアの量やハードウエアの規模が膨大かつ大がかり
になるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来のステレオ受聴における音像定位の手法ではソフ
トウエアの量が膨大になり、また、ハードウエアの規模
も大がかりになるという難点に鑑み、そのような難点を
解消できることは勿論、従来手法よりもはるかに高精度
な音像定位を可能とする適宜の音源から入力するオーデ
ィオ信号の処理方法を提供することを、その課題とする
ものである。
な従来のステレオ受聴における音像定位の手法ではソフ
トウエアの量が膨大になり、また、ハードウエアの規模
も大がかりになるという難点に鑑み、そのような難点を
解消できることは勿論、従来手法よりもはるかに高精度
な音像定位を可能とする適宜の音源から入力するオーデ
ィオ信号の処理方法を提供することを、その課題とする
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明方法の第一の構成は、適宜
の音源から発される音を、時系列上で入力する順にオー
ディオ信号として処理するとき、入力したオーディオ信
号を人の左，右両耳用のオーディオ信号に形成すると共
に、夫々のオーディオ信号を、少なくとも２つの周波数
帯域に分割し、かつ、分割した各帯域のオーディオ信号
に、人の聴覚にもたらす音源の方向感の要素とその音源
までの距離感の要素を制御する処理を加えて出力させる
ことを特徴とするものである。
を目的としてなされた本発明方法の第一の構成は、適宜
の音源から発される音を、時系列上で入力する順にオー
ディオ信号として処理するとき、入力したオーディオ信
号を人の左，右両耳用のオーディオ信号に形成すると共
に、夫々のオーディオ信号を、少なくとも２つの周波数
帯域に分割し、かつ、分割した各帯域のオーディオ信号
に、人の聴覚にもたらす音源の方向感の要素とその音源
までの距離感の要素を制御する処理を加えて出力させる
ことを特徴とするものである。
【０００６】ここで、本発明において、制御する音源の
方向感の要素は、左，右両耳用のオーディオ信号の時間
差、又は、音量差、若しくは、時間差と音量差であり、
また、制御する音源までの距離感の要素は、左，右両耳
用のオーディオ信号の音量差、又は、時間差、若しく
は、音量差と時間差である。
方向感の要素は、左，右両耳用のオーディオ信号の時間
差、又は、音量差、若しくは、時間差と音量差であり、
また、制御する音源までの距離感の要素は、左，右両耳
用のオーディオ信号の音量差、又は、時間差、若しく
は、音量差と時間差である。
【０００７】また、上記課題を解決することができる本
発明方法のより具体的な構成は、適宜音源の音を入力し
たオーディオ音信号を、人の左，右両耳用の音に分ける
と共に、各耳用のオーディオ入力信号を、それぞれ低中
域と高域、又は、低域と中高域、若しくは、低域と中域
と高域の周波数帯域に分け、中域帯域については周波数
特性の頭部伝達関数によるシミュレートに従う制御を、
低域帯域については時間差、又は、時間差と音量差をパ
ラメータとする制御を、高域帯域については音量差、又
は、音量差とコムフィルタ処理を経た時間差をパラメー
タとする制御を、夫々に行うことにより、左右両耳用の
オーディオ信号を処理することを特徴とするものであ
る。
発明方法のより具体的な構成は、適宜音源の音を入力し
たオーディオ音信号を、人の左，右両耳用の音に分ける
と共に、各耳用のオーディオ入力信号を、それぞれ低中
域と高域、又は、低域と中高域、若しくは、低域と中域
と高域の周波数帯域に分け、中域帯域については周波数
特性の頭部伝達関数によるシミュレートに従う制御を、
低域帯域については時間差、又は、時間差と音量差をパ
ラメータとする制御を、高域帯域については音量差、又
は、音量差とコムフィルタ処理を経た時間差をパラメー
タとする制御を、夫々に行うことにより、左右両耳用の
オーディオ信号を処理することを特徴とするものであ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に本発明方法の実施の形態例に
ついて説明する。従来技術は、再生音の左，右両耳聴取
において音像定位を得るために様々な手法を講じていた
が、本発明は、実音源の音を例えばマイクロフォン（ス
テレオ，モノラルいずれでも可）で収録するとき、入力
するオーディオ信号を、再生時に制御系のハード，ソフ
トの構成が膨大でなくても、従来手法に比べより高精度
の音像定位が実現できるように処理することを要旨とす
るものである。
ついて説明する。従来技術は、再生音の左，右両耳聴取
において音像定位を得るために様々な手法を講じていた
が、本発明は、実音源の音を例えばマイクロフォン（ス
テレオ，モノラルいずれでも可）で収録するとき、入力
するオーディオ信号を、再生時に制御系のハード，ソフ
トの構成が膨大でなくても、従来手法に比べより高精度
の音像定位が実現できるように処理することを要旨とす
るものである。
【０００９】このため本発明では、音源から入力するオ
ーディオ信号を、ここでは一例として低，中，高周波数
の３つの帯域に分け、各帯域のオーディオ信号ごとに、
音像定位要素を制御するための処理を施すのであるが、
この趣旨は、任意の実音源に対して実際にそこに人が居
るという前提を考え、その音源から伝幡して来る音が、
その人の左，右の両耳に実際に入ったときの音となるよ
うに、入力するオーディオ信号を処理することにある。
本発明において、入力するオーディオ信号の帯域分け
は、上記例に限られず、中低域と高域，低域と中高域，
低域と高域、或は、これらを更に細分した帯域に分ける
など、２つ又は４つ以上の帯域に分けることもある。
ーディオ信号を、ここでは一例として低，中，高周波数
の３つの帯域に分け、各帯域のオーディオ信号ごとに、
音像定位要素を制御するための処理を施すのであるが、
この趣旨は、任意の実音源に対して実際にそこに人が居
るという前提を考え、その音源から伝幡して来る音が、
その人の左，右の両耳に実際に入ったときの音となるよ
うに、入力するオーディオ信号を処理することにある。
本発明において、入力するオーディオ信号の帯域分け
は、上記例に限られず、中低域と高域，低域と中高域，
低域と高域、或は、これらを更に細分した帯域に分ける
など、２つ又は４つ以上の帯域に分けることもある。
【００１０】従来より、人が任意の実音源の音をその人
の両耳で聴くとき、その人の頭部、その頭部の左右側面
に付いている両耳、その両耳におけるの音の伝達構造な
どの物理的要因が、音像定位に影響を与えることは知ら
れている。そこで、本発明では次に述べる手法により、
入力するオーディオ信号を制御する処理を行うようにし
た。
の両耳で聴くとき、その人の頭部、その頭部の左右側面
に付いている両耳、その両耳におけるの音の伝達構造な
どの物理的要因が、音像定位に影響を与えることは知ら
れている。そこで、本発明では次に述べる手法により、
入力するオーディオ信号を制御する処理を行うようにし
た。
【００１１】まず、人の頭部は、個人差はあるが、概ね
直径が150〜200mm程度の球体とみなすと、この直径を半
波長とする周波数（以下、aHzという）以下の周波数で
は、その半波長が、前記球体の直径を超えるので、前記
aHz以下の周波数の音は、人の頭部による影響は少ない
と判断し、これに基づいてaHz以下の入力オーディオ信
号を処理するようにした。即ち、前記aHz以下の音で
は、人の頭部による音の反射，回析を事実上無視し、
左，右の両耳に音源からの音が入る時間差とそのときの
音量差をパラメータとして制御することにより、音像定
位を図ることができるとの結論を得た。
直径が150〜200mm程度の球体とみなすと、この直径を半
波長とする周波数（以下、aHzという）以下の周波数で
は、その半波長が、前記球体の直径を超えるので、前記
aHz以下の周波数の音は、人の頭部による影響は少ない
と判断し、これに基づいてaHz以下の入力オーディオ信
号を処理するようにした。即ち、前記aHz以下の音で
は、人の頭部による音の反射，回析を事実上無視し、
左，右の両耳に音源からの音が入る時間差とそのときの
音量差をパラメータとして制御することにより、音像定
位を図ることができるとの結論を得た。
【００１２】一方、人の耳介については、これを円錐形
とみなし、その底面の直径を概ね35〜55mm程度とみなす
と、半波長が前記耳介の直径を超える周波数（以下、bH
zという）以上の周波数の音は、人の耳介を物理的要因
とする影響は少ないと判断し、これに基づいてbHz以上
の入力オーディオ信号を処理した。なお、発明者らがダ
ミーヘッドを使用して前記bHz以上の周波数帯域の音響
特性を測定したところ、その特性はコムフィルタを通し
た音の音響特性に酷似していることが確認できた。
とみなし、その底面の直径を概ね35〜55mm程度とみなす
と、半波長が前記耳介の直径を超える周波数（以下、bH
zという）以上の周波数の音は、人の耳介を物理的要因
とする影響は少ないと判断し、これに基づいてbHz以上
の入力オーディオ信号を処理した。なお、発明者らがダ
ミーヘッドを使用して前記bHz以上の周波数帯域の音響
特性を測定したところ、その特性はコムフィルタを通し
た音の音響特性に酷似していることが確認できた。
【００１３】これらのことから、上記bHzの前後の周波
数帯域において、要素の異なる音響特性を考慮しなけれ
ばならないことを知得した。そして、上記bHz以上の周
波数帯域の音像定位は、この帯域のオーディオ信号をコ
ムフィルタを通す処理を加えてから左右の耳に入る時間
差，音量差をパラメータとして制御することより、この
帯域の入力オーディオ信号について音像定位を実現でき
るとの結論が得られた。
数帯域において、要素の異なる音響特性を考慮しなけれ
ばならないことを知得した。そして、上記bHz以上の周
波数帯域の音像定位は、この帯域のオーディオ信号をコ
ムフィルタを通す処理を加えてから左右の耳に入る時間
差，音量差をパラメータとして制御することより、この
帯域の入力オーディオ信号について音像定位を実現でき
るとの結論が得られた。
【００１４】従って、上記で検討したの周波数帯域以外
に残ったaHz〜bHzまでの間の狭い帯域については、従来
より知見されている、頭部や耳介を物理的要因とした反
射や回析による周波数特性のシミュレートをした上で、
入力するオーディオ信号の制御をすれば足りるとの知見
を得て、本発明を完成した。
に残ったaHz〜bHzまでの間の狭い帯域については、従来
より知見されている、頭部や耳介を物理的要因とした反
射や回析による周波数特性のシミュレートをした上で、
入力するオーディオ信号の制御をすれば足りるとの知見
を得て、本発明を完成した。
【００１５】上記のような知見に基づいて、周波数aHz
以下、同bHz以上、同aHz〜bHzの間の各帯域について、
左，右の耳に入る音の時間差や音量差などの制御要素を
パラメータとして音像定位に関する試験を行った結果、
次のような結果が得られた。
以下、同bHz以上、同aHz〜bHzの間の各帯域について、
左，右の耳に入る音の時間差や音量差などの制御要素を
パラメータとして音像定位に関する試験を行った結果、
次のような結果が得られた。
【００１６】aHz以下の帯域の試験結果 この帯域のオーディオ信号は、左，右の耳に入る音の時
間差と音量差の２つのパラメータを制御するだけでも、
ある程度の音像定位は可能であるが、上下方向を含めた
任意の空間についての定位はこの要素の制御だけでは不
十分である。左，右の両耳で時間差を１/10-５秒単位
で、音量差をndB（nは１桁〜２桁の自然数）単位で制御
することにより水平面、垂直面、及び、距離における音
像定位の位置を任意に実現することが可能である。な
お、左，右耳に入る時間差をより大きくすると音像定位
の位置が聴取者の後方になる。
間差と音量差の２つのパラメータを制御するだけでも、
ある程度の音像定位は可能であるが、上下方向を含めた
任意の空間についての定位はこの要素の制御だけでは不
十分である。左，右の両耳で時間差を１/10-５秒単位
で、音量差をndB（nは１桁〜２桁の自然数）単位で制御
することにより水平面、垂直面、及び、距離における音
像定位の位置を任意に実現することが可能である。な
お、左，右耳に入る時間差をより大きくすると音像定位
の位置が聴取者の後方になる。
【００１７】aHz〜bHzの間の帯域の試験結果 時間差の影響 パラメトリックイコライザ（以下、ＰＥＱという）を無
効状態にして左，右両耳に入る音に時間差を与える制御
をしてみた。この結果は、上記aHz以下の帯域における
制御によるような音像定位は得られなかった。なお、こ
の制御によって、この帯域の音像は左右に直線的移動す
ることが判った。入力するオーディオ信号をＰＥＱを通
して処理を行った場合、左右両耳に入る時間差をパラメ
ータとする制御が重要になる。ここで、ＰＥＱにより補
正できる音響特性は、ｆｃ（中心周波数）、Ｑ（尖鋭
度）、Gain（利得）の三種類である。 音量差の影響 左，右両耳に対する音量差をndB（nは１桁の自然数）前
後で制御すると、音像定位の距離が長くなる。音量差は
大きくするほど音像定位の距離は短くなる。 ｆｃの影響 受聴者の前方45度の角度に音源を置き、その音源から入
力するオーディオ信号を受聴者の頭部伝達関数に従って
ＰＥＱ処理をするとき、この帯域のｆｃを高い方にシフ
トすると、音像定位位置の距離が長くなる傾向があるこ
とが判った。逆に、ｆｃを低い方にシフトすると、音像
定位位置の距離が短くなる傾向があることが判った。 Ｑの影響 上記ｆｃの場合と同じ条件でこの帯域のオーディオ信号
のＰＥＱ処理を行うとき、右耳用のオーディオ信号の１
kHz付近のＱを元の値から４倍程度に上げると、水平角
度は小さくなるが、逆に距離が大きくなり、垂直角度は
変らなかった。この結果、このａ〜bHzの帯域では１m前
後で音像を前方に定位させることが可能である。ＰＥＱ
のGainがマイナスのとき、補正するＱを上げると、音像
が広がり、距離も短くなる傾向にある。 Ｇａｉｎの影響 上記ｆｃの影響，Ｑの影響の場合と同じ条件でＰＥＱ処
理を行うとき、右耳用のオーディオ信号の１kHz付近の
ピーク部のGainを数dB下げると、水平角度が45度より小
さくなり、距離は大きくなる。前項のＱを上げた場合と
ほぼ同等の音像定位位置が実現された。なお、ＰＥＱに
よりＱとGainの効果を同時に得るように処理しても音像
定位の距離に変化は生じなかった。
効状態にして左，右両耳に入る音に時間差を与える制御
をしてみた。この結果は、上記aHz以下の帯域における
制御によるような音像定位は得られなかった。なお、こ
の制御によって、この帯域の音像は左右に直線的移動す
ることが判った。入力するオーディオ信号をＰＥＱを通
して処理を行った場合、左右両耳に入る時間差をパラメ
ータとする制御が重要になる。ここで、ＰＥＱにより補
正できる音響特性は、ｆｃ（中心周波数）、Ｑ（尖鋭
度）、Gain（利得）の三種類である。 音量差の影響 左，右両耳に対する音量差をndB（nは１桁の自然数）前
後で制御すると、音像定位の距離が長くなる。音量差は
大きくするほど音像定位の距離は短くなる。 ｆｃの影響 受聴者の前方45度の角度に音源を置き、その音源から入
力するオーディオ信号を受聴者の頭部伝達関数に従って
ＰＥＱ処理をするとき、この帯域のｆｃを高い方にシフ
トすると、音像定位位置の距離が長くなる傾向があるこ
とが判った。逆に、ｆｃを低い方にシフトすると、音像
定位位置の距離が短くなる傾向があることが判った。 Ｑの影響 上記ｆｃの場合と同じ条件でこの帯域のオーディオ信号
のＰＥＱ処理を行うとき、右耳用のオーディオ信号の１
kHz付近のＱを元の値から４倍程度に上げると、水平角
度は小さくなるが、逆に距離が大きくなり、垂直角度は
変らなかった。この結果、このａ〜bHzの帯域では１m前
後で音像を前方に定位させることが可能である。ＰＥＱ
のGainがマイナスのとき、補正するＱを上げると、音像
が広がり、距離も短くなる傾向にある。 Ｇａｉｎの影響 上記ｆｃの影響，Ｑの影響の場合と同じ条件でＰＥＱ処
理を行うとき、右耳用のオーディオ信号の１kHz付近の
ピーク部のGainを数dB下げると、水平角度が45度より小
さくなり、距離は大きくなる。前項のＱを上げた場合と
ほぼ同等の音像定位位置が実現された。なお、ＰＥＱに
よりＱとGainの効果を同時に得るように処理しても音像
定位の距離に変化は生じなかった。
【００１８】bHz以上の帯域の試験結果 時間差の影響 左，右の耳に入る時間差だけの制御では、音像定位は殆
んど実現できなかった。しかし、コムフィルタ処理を行
った後、左，右の耳に時間差を与える制御は音像定位に
有効であった。 音量差の影響 この帯域のオーディオ信号に左右の耳に対する音量差を
与えると、その影響は他の帯域に比較して、非常に効果
的であることが判った。即ち、この帯域の音を音像定位
させるには、相当レベル、例えば、10dB以上の音量差を
左右の耳に与えることが可能な制御が必要である。 コムフィルタの間隔の影響 コムフィルタの間隔を変えて試験してみると音像定位の
位置が顕著に変化した。また、左耳又は右耳の片チャン
ネルについてだけコムフィルタの間隔を可変にしてみた
が、この場合には左右の音像が分離し、音像定位を聴感
することは困難であった。従って、コムフィルタの間隔
は、左，右両耳に対する両チャンネルとも同時の可変す
ることが必要である。 コムフィルタの深さの影響 深さと垂直角度の関係は、左右が逆の特性であった。深
さと水平角度の関係も、左右が逆の特性であった。深さ
は音像定位の距離に比例していることが判った。
んど実現できなかった。しかし、コムフィルタ処理を行
った後、左，右の耳に時間差を与える制御は音像定位に
有効であった。 音量差の影響 この帯域のオーディオ信号に左右の耳に対する音量差を
与えると、その影響は他の帯域に比較して、非常に効果
的であることが判った。即ち、この帯域の音を音像定位
させるには、相当レベル、例えば、10dB以上の音量差を
左右の耳に与えることが可能な制御が必要である。 コムフィルタの間隔の影響 コムフィルタの間隔を変えて試験してみると音像定位の
位置が顕著に変化した。また、左耳又は右耳の片チャン
ネルについてだけコムフィルタの間隔を可変にしてみた
が、この場合には左右の音像が分離し、音像定位を聴感
することは困難であった。従って、コムフィルタの間隔
は、左，右両耳に対する両チャンネルとも同時の可変す
ることが必要である。 コムフィルタの深さの影響 深さと垂直角度の関係は、左右が逆の特性であった。深
さと水平角度の関係も、左右が逆の特性であった。深さ
は音像定位の距離に比例していることが判った。
【００１９】クロスオーバー帯域の試験結果 aHz以下の帯域とaHz〜bHzの中間帯域、およびこの中間
帯域とbHz以上の帯域のクロスオーバー部分には不連続
は認められず、逆位相感もなかった。そして、３つの帯
域をミックスした周波数特性は、ほぼフラットであっ
た。
帯域とbHz以上の帯域のクロスオーバー部分には不連続
は認められず、逆位相感もなかった。そして、３つの帯
域をミックスした周波数特性は、ほぼフラットであっ
た。
【００２０】以上により、音像定位は、入力するオーデ
ィオ信号における左右両耳用の複数に分けた周波数帯域
によって、異なる要素により制御可能であることを裏付
ける試験結果が得られた。即ち、例えば、左，右の耳に
入る音の時間差が音像定位に及ぼす影響はaHz以下の帯
域において顕著であり、bHz以上の高域においては、時
間差の影響は薄いということが、その一つである。ま
た、bHz以上の高域においては、コムフィルタの使用と
左，右の耳に対して音量差を付けることが音像定位に有
意であることが明らかとなった。なお、aHz〜bHzの中間
帯域においては、距離は短いが、前方定位する上記制御
要素以外のパラメータも見出せた。
ィオ信号における左右両耳用の複数に分けた周波数帯域
によって、異なる要素により制御可能であることを裏付
ける試験結果が得られた。即ち、例えば、左，右の耳に
入る音の時間差が音像定位に及ぼす影響はaHz以下の帯
域において顕著であり、bHz以上の高域においては、時
間差の影響は薄いということが、その一つである。ま
た、bHz以上の高域においては、コムフィルタの使用と
左，右の耳に対して音量差を付けることが音像定位に有
意であることが明らかとなった。なお、aHz〜bHzの中間
帯域においては、距離は短いが、前方定位する上記制御
要素以外のパラメータも見出せた。
【００２１】次に、本発明方法の実施の一例を図１によ
り説明する。図において、SSは任意の音源で、この音源
は１個又は複数個のいずれでもよい。1L，1Rはそれぞれ
左耳と右耳用のマイクロフォンであるが、このマイクロ
フォン1L，1Rも、ステレオマイクロフォン，モノラルマ
イクロフォンのいずれであってもよい。
り説明する。図において、SSは任意の音源で、この音源
は１個又は複数個のいずれでもよい。1L，1Rはそれぞれ
左耳と右耳用のマイクロフォンであるが、このマイクロ
フォン1L，1Rも、ステレオマイクロフォン，モノラルマ
イクロフォンのいずれであってもよい。
【００２２】音源SSに対するマイクロフォンが、１個の
モノラルマイクホンである場合には、そのマイクロフォ
ンの後に、そのマイクロフォンから入力するオーディオ
信号を右耳用と左耳用のそれぞれのオーディオ信号に分
けるディバイダが挿入されるが、図１の例では、マイク
ロフォンは左耳用1Lと右耳用1Rとが使用されるので、デ
ィバイダは用いなくてもよい。
モノラルマイクホンである場合には、そのマイクロフォ
ンの後に、そのマイクロフォンから入力するオーディオ
信号を右耳用と左耳用のそれぞれのオーディオ信号に分
けるディバイダが挿入されるが、図１の例では、マイク
ロフォンは左耳用1Lと右耳用1Rとが使用されるので、デ
ィバイダは用いなくてもよい。
【００２３】２は前記マイクロフォン1L，1Rの後に接続
された帯域分割フィルターで、ここでは入力するオーデ
ィオ信号を、左，右の耳用のチャンネルごとに、一例と
して、約1000Hz以下の低域、約1000〜約4000Hzの中域、
約4000Hz以上の高域の３つの帯域に分けて出力できるも
のを使用した。本発明においては、マイクロフォン1L，
1Rから入力するオーディオ信号の帯域分割は２以上であ
れば、任意である。
された帯域分割フィルターで、ここでは入力するオーデ
ィオ信号を、左，右の耳用のチャンネルごとに、一例と
して、約1000Hz以下の低域、約1000〜約4000Hzの中域、
約4000Hz以上の高域の３つの帯域に分けて出力できるも
のを使用した。本発明においては、マイクロフォン1L，
1Rから入力するオーディオ信号の帯域分割は２以上であ
れば、任意である。
【００２４】3L，3M，3Hは、前記フィルター２において
分割された左，右２つのチャンネルにおける各帯域のオ
ーディオ信号の信号処理部で、ここでは左，右のチャン
ネルごとに低域用処理部LLP，LRP、中域用処理部MLP，M
RP、高域用処理部HLP，HRPが形成されている。
分割された左，右２つのチャンネルにおける各帯域のオ
ーディオ信号の信号処理部で、ここでは左，右のチャン
ネルごとに低域用処理部LLP，LRP、中域用処理部MLP，M
RP、高域用処理部HLP，HRPが形成されている。
【００２５】４は、上記信号処理部３で処理される各帯
域における左，右のチャンネルのオーディオ信号に、音
像定位のための制御を加えるコントロール部で、図の例
では、各帯域ごとに３個のコントロール部CL，CM，CHを
使用して先に説明した左，右の耳に対する時間差，音量
差などをパラメータとする制御処理が、各帯域における
左，右チャンネルの信号ごとに加えられる。なお、上記
例において、少なくとも高域用の信号処理部3Hのコント
ロール部CHには、この処理部3Hをコムフィルタとして作
用させるための係数を与える機能を具備しているものと
する。
域における左，右のチャンネルのオーディオ信号に、音
像定位のための制御を加えるコントロール部で、図の例
では、各帯域ごとに３個のコントロール部CL，CM，CHを
使用して先に説明した左，右の耳に対する時間差，音量
差などをパラメータとする制御処理が、各帯域における
左，右チャンネルの信号ごとに加えられる。なお、上記
例において、少なくとも高域用の信号処理部3Hのコント
ロール部CHには、この処理部3Hをコムフィルタとして作
用させるための係数を与える機能を具備しているものと
する。
【００２６】５は、各帯域のコントロール部４から出力
される制御されたオーディオ信号を左，右耳用のチャン
ネルごとにクロスオーバフィルターを通して合成するミ
キサーで、このミキサー５において、先に各帯域ごとに
制御された左，右耳用の出力オーディオ信号であるＬ出
力とＲ出力が、例えば、図示しない通常のオーディオア
ンプ等を経て左，右のスピーカに供給されることによ
り、音像定位が明瞭な再生音として再生されるのであ
る。
される制御されたオーディオ信号を左，右耳用のチャン
ネルごとにクロスオーバフィルターを通して合成するミ
キサーで、このミキサー５において、先に各帯域ごとに
制御された左，右耳用の出力オーディオ信号であるＬ出
力とＲ出力が、例えば、図示しない通常のオーディオア
ンプ等を経て左，右のスピーカに供給されることによ
り、音像定位が明瞭な再生音として再生されるのであ
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明は以上の通りであって、従来の音
像定位の手法は、モノラル又はステレオマイクロフォン
から入力されたオーディオ信号を左，右の耳用に再生し
てステレオ聴受するとき、頭外音像定位のために頭部伝
達関数を用いた再生信号の制御処理を行うものであった
が、本発明はマイクロフォンから入力されるオーディオ
信号について、それを左、右両耳用のチャンネルに分け
ると共に、一例として、各チャンネルのオーディオ信号
を低，中，高域の３つの帯域に分け、各帯域ごとに左右
の耳における時間差，音量差などの音像定位要素をパラ
メータとして制御する処理を施すことにより、適宜の音
源から入力される左，右の耳用の入力オーディオ信号を
形成するので、従来の再生時に実行されている音像定位
のための制御処理を何ら行わずにそのまま再生しても、
音像定位に優れた再生音を得ることが可能になる。ま
た、前記手法に加えて再生時にも音像定位の制御を重畳
すれば、更に効果的、かつ、高精度の音像定位を、容易
に実現することができる。
像定位の手法は、モノラル又はステレオマイクロフォン
から入力されたオーディオ信号を左，右の耳用に再生し
てステレオ聴受するとき、頭外音像定位のために頭部伝
達関数を用いた再生信号の制御処理を行うものであった
が、本発明はマイクロフォンから入力されるオーディオ
信号について、それを左、右両耳用のチャンネルに分け
ると共に、一例として、各チャンネルのオーディオ信号
を低，中，高域の３つの帯域に分け、各帯域ごとに左右
の耳における時間差，音量差などの音像定位要素をパラ
メータとして制御する処理を施すことにより、適宜の音
源から入力される左，右の耳用の入力オーディオ信号を
形成するので、従来の再生時に実行されている音像定位
のための制御処理を何ら行わずにそのまま再生しても、
音像定位に優れた再生音を得ることが可能になる。ま
た、前記手法に加えて再生時にも音像定位の制御を重畳
すれば、更に効果的、かつ、高精度の音像定位を、容易
に実現することができる。
【図１】本発明方法を実施するための一例の機能ブロッ
ク図。
ク図。
SS 音源 1L，1R マイクロフォン ２ 帯域分割フィルター ３ 各帯域の信号処理部 ４ コントロール部 ５ ミキサー
Claims (7)
- 【請求項１】 適宜の音源から発される音を、時系列上
で入力する順にオーディオ信号として処理するとき、入
力したオーディオ信号を人の左，右両耳用のオーディオ
信号に形成すると共に、夫々のオーディオ信号を、少な
くとも２つの周波数帯域に分割し、かつ、分割した各帯
域のオーディオ信号に、人の聴覚にもたらす音源の方向
感の要素とその音源までの距離感の要素を制御する処理
を加えて出力させることを特徴とする左，右両耳用のオ
ーディオ信号を音像定位させるための処理方法。 - 【請求項２】 制御する音源の方向感の要素は、オーデ
ィオ信号の左，右両耳に対する時間差、又は、音量差、
若しくは、時間差と音量差である請求項１の左，右両耳
用のオーディオ信号を音像定位させるための処理方法。 - 【請求項３】 制御する音源までの距離感の要素は、オ
ーディオ信号の左，右両耳に対する音量差、又は、時間
差、若しくは、音量差と時間差である請求項１又は２の
左，右両耳用のオーディオ信号を音像定位させるための
処理方法。 - 【請求項４】 適宜音源の音を入力したオーディオ音信
号を、人の左，右両耳用の音に分けると共に、各耳用の
オーディオ入力信号を、それぞれ低中域と高域、又は、
低域と中高域、若しくは、低域と中域と高域の周波数帯
域に分け、中域帯域については周波数特性の頭部伝達関
数によるシミュレートに従う制御を、低域帯域について
は時間差、又は、時間差と音量差をパラメータとする制
御を、高域帯域については音量差、又は、音量差とコム
フィルタ処理を経た時間差をパラメータとする制御を、
夫々に行うことにより、左右両耳用のオーディオ信号を
処理することを特徴とする左，右両耳用のオーディオ信
号を音像定位させるための処理方法。 - 【請求項５】 中域帯域は、約1000〜4000Hzである請求
項４の左，右両耳用のオーディオ信号を音像定位させる
ための処理方法。 - 【請求項６】 低域帯域は、約1000Hz以下の帯域である
請求項４又は５の左，右両耳用のオーディオ信号を音像
定位させるための処理方法。 - 【請求項７】 高域帯域は、約4000Hz以上の帯域である
請求項４〜６のいずれかの左，右両耳用のオーディオ信
号を音像定位させるための処理方法。
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|---|---|---|---|
| JP22852098A JP3657120B2 (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | 左，右両耳用のオーディオ信号を音像定位させるための処理方法 |
| US09/360,456 US6763115B1 (en) | 1998-07-30 | 1999-07-26 | Processing method for localization of acoustic image for audio signals for the left and right ears |
| PT99114869T PT977463E (pt) | 1998-07-30 | 1999-07-29 | Metodo de processamento para a localizacao de imagem acustica para sinais audio para os ouvidos esquerdo e direito |
| DE69930447T DE69930447T2 (de) | 1998-07-30 | 1999-07-29 | Verarbeitungssystem zur Schallbildlocalisierung von Audiosignalen für linkes und rechtes Ohr |
| EP99114869A EP0977463B1 (en) | 1998-07-30 | 1999-07-29 | Processing method for localization of acoustic image for audio signals for the left and right ears |
| DK99114869T DK0977463T3 (da) | 1998-07-30 | 1999-07-29 | Behandlingsfremgangsmåde til lokalisering af et akustisk billede for lydsignaler til venstre og höjre öre |
| AT99114869T ATE321430T1 (de) | 1998-07-30 | 1999-07-29 | Verarbeitungssystem zur schallbildlocalisierung von audiosignalen für linkes und rechtes ohr |
| CA002279117A CA2279117C (en) | 1998-07-30 | 1999-07-29 | Processing method for localization of acoustic image for audio signals for the left and right ears |
| ES99114869T ES2258307T3 (es) | 1998-07-30 | 1999-07-29 | Metodo de procesamiento para la localizacion de imagenes acusticas para señales de audio para los oidos izquierdo y derecho. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=16877718
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| JP22852098A Expired - Fee Related JP3657120B2 (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | 左，右両耳用のオーディオ信号を音像定位させるための処理方法 |
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| DE (1) | DE69930447T2 (ja) |
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| ES (1) | ES2258307T3 (ja) |
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