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頭外音像定位装置 新技術説明会

国内特許コード P07P005756
掲載日 2007年8月31日
出願番号 特願2006-031651
公開番号 特開2007-214815
登録番号 特許第4691662号
出願日 平成18年2月8日(2006.2.8)
公開日 平成19年8月23日(2007.8.23)
登録日 平成23年3月4日(2011.3.4)
発明者
  • 島田 正治
  • 穂刈 治英
  • 工藤 彰洋
  • 久保 星哉
出願人
  • 国立大学法人長岡技術科学大学
発明の名称 頭外音像定位装置 新技術説明会
発明の概要 【課題】汎用の伝達関数を用いながら不特定多数の受聴者に良好な定位感が得られるステレオヘッドホンの頭外音像定位装置を提供する。
【解決手段】受聴者8の正面中心線から左右対称な円弧上のステレオ実音源位置L、Rに仮想音源Siを設定し、仮想音源Siをステレオ実音源位置L、Rから左右対称な円弧上の移動音源位置A、B間を一定のスイッチング時間Tで往復運動させてスイング音像を提示し、音像を受聴者8の頭外に定位させる。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


頭外音像定位は、ヘッドホン装着時の外耳道の音響伝播特性をデジタルフィルタで補正して受聴者に提示することにより、頭の外に開放感のある音像を再現するものである。
空間音響特性の付与は、図13に示すように、頭外音像定位伝達関数SLTF(Sound Localization Transfer Function)を音源信号S(ω)と複素乗算して行う。
図の添字L、Rはそれぞれ左耳、右耳のものであることを示している。
SLTFは、自由空間におけるスピーカ3から外耳道入口のマイクロホン2までの空間音響伝達関数SSTF(Spacial Sound Transfer Function)を求め、これをスピーカ3の伝達関数LSTF(Loud Speaker Transfer Function)で割ってスピーカ3の特性を補償したものをさらに受聴者8のヘッドホン4からマイクロホン2までの外耳道伝達関数ECTF(Ear Canal Transfer Function)で割って得られる。すなわちSLTF=SSTF/(LSTF・ECTF)となる。
このSLTFを音源信号S(ω)と複素乗算し、ヘッドホン4を介して受聴者8に提示することにより、頭外音像定位が実現する。



しかしながら、受聴者が音源位置を知覚するのに必要な両耳間の到達時間差、レベル差、周波数特性などの両耳特性や単耳特性は、頭部、胴体、耳介などの微妙な違いで変化することが知られている。
そのため人間の頭部、胴体、耳介には個人差があり、ダミーヘッドを用いて測定した汎用の伝達関数では本来は前方に知覚されるべき音像が後方に知覚される、いわゆる前後誤判定が生じ、音像定位は不正確になるか、もしくは最悪の場合、音像は頭の中に定位してしまう。

産業上の利用分野


本発明は、ステレオヘッドホン受聴時に頭外に音源の方位を知覚できるようにする頭外音像定位技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
方位角±Φを有する前方の2チャネルステレオ実音源位置L、Rの左右に角度差θ(スイング角度)を有する移動音源位置A、Bを設定して両耳の受聴点までの経路の伝達関数Ha(ω)、Hb(ω)を移動音源位置毎に求め、ステレオヘッドホンの各チャネルの音源信号s(t)に対し、
フレームの前後がオーバラップする波形切り出し関数w(t)を掛けて逐次フレームを切り出し、音源信号s(t)を複数のフレーム信号sn(t)に分割する切り出し手段と、
フレーム信号sn(t)に対し、交互に伝達関数Ha(ω)、Hb(ω)を畳み込んで移動音源位置A、Bの位置情報を含んだフレーム信号sa(t)、sb(t)を生成する畳み込み手段と、
フレーム信号sa(t)、sb(t)に対し、波形合成関数wを掛けて得られるフレーム信号sa´(t)、sb´(t)を交互にオーバラップ加算して、波形の不連続を平滑化するとともに、ステレオ実音源位置L、Rに設置した音源が移動音源位置A、B間を一定の周期T(スイッチング時間)で往復運動する移動情報を含んだ合成信号s´(t)を生成する加算手段と、
を備え、
これより受聴者の両耳に音像提示角度φ、スイング角度θ、スイッチング時間Tなるスイング音像を提示して音像を頭外に定位させることを特徴とする頭外音像定位装置。

【請求項2】
前記フレーム信号sn(t)に対し、畳み込む伝達関数Ha(ω)、Hb(ω)の順序を左右のチャネルで逆にしてスイング音像を左右に伸縮させることを特徴とする請求項1記載の頭外音像定位装置。

【請求項3】
前記フレーム信号sn(t)に対し、畳み込む伝達関数Ha(ω)、Hb(ω)の順序を左右のチャネルで同じにしてスイング音像を左右に揺動させることを特徴とする請求項1記載の頭外音像定位装置。

【請求項4】
前記波形切り出し関数w(t)と波形合成関数w(t)がそれぞれフェードイン/フェードアウト関数またはモディファイド・ハミング窓のいずれかであることを特徴とする請求項1記載の頭外音像定位装置。

【請求項5】
前記スイング角度θが3~10度であることを特徴とする請求項1記載の頭外音像定位装置。

【請求項6】
前記スイッチング時間Tが200m秒以上であることを特徴とする請求項1記載の頭外音像定位装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006031651thum.jpg
出願権利状態 登録
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