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OUT-OF-HEAD SOUND IMAGE LOCALIZATION DEVICE meetings

Patent code P07P005756
Posted date Aug 31, 2007
Application number P2006-031651
Publication number P2007-214815A
Patent number P4691662
Date of filing Feb 8, 2006
Date of publication of application Aug 23, 2007
Date of registration Mar 4, 2011
Inventor
  • (In Japanese)島田 正治
  • (In Japanese)穂刈 治英
  • (In Japanese)工藤 彰洋
  • (In Japanese)久保 星哉
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人長岡技術科学大学
Title OUT-OF-HEAD SOUND IMAGE LOCALIZATION DEVICE meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an out-of-head sound image localization device of stereo headphones for allowing an unspecified number of listeners to obtain satisfactory localization feelings while using a general purpose transfer function.
SOLUTION: Virtual sound sources Si are set at stereo real sound source positions L and R on an arc left-right symmetrical with respect to a front center line of a listener 8, the virtual sound sources Si are subjected to reciprocating movement between movable sound source positions A and B on the left-right symmetrical arc from the stereo real sound source positions L and R at a constant switching time T to present a swing sound image, localizing the sound image to the out-of-head of the listener 8.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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。

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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w1(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w2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w1(t)と波形合成関数w2(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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006031651thum.jpg
State of application right Registered
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