(57)【要約】【課題】  人間の頭の形態を球体に単純化し、このような球体上にマイクを配置して３次元オーディオ信号を獲得するための、球体を用いた３次元オーディオ信号処理システム及びその方法を提供することにある。【解決手段】  球体を用いた３次元オーディオ信号処理システムにおいて、前記球体上に配置した所定個数のマイクを用いて、オーディオ信号を獲得するための３次元オーディオ信号の獲得手段と、前記３次元オーディオ信号の獲得手段で獲得したオーディオ信号をヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境のような互いに異なる再生環境で再生するために、オーディオ信号を変換させる３次元オーディオ信号の後処理手段とを備える。【選択図】  図１
2005198251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球体を用いた３次元オーディオ信号処理システムにおいて、
前記球体上に配置した所定個数のマイクを用いて、オーディオ信号を獲得するための３次元オーディオ信号の獲得手段と、
前記３次元オーディオ信号の獲得手段で獲得したオーディオ信号をヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境のような互いに異なる再生環境で再生するために変換させる３次元オーディオ信号の後処理手段と
を備えることを特徴とする３次元オーディオ信号処理システム。
【請求項２】
前記所定個数のマイクは、
前面の音イメージを増加させるための前面マイク、人間の頭の動きを補償するための左/右それぞれ２個ずつの側面マイクとを備えることを特徴とする請求項１に記載の３次元オーディオ信号処理システム。
【請求項３】
前記３次元オーディオ信号の後処理手段は、
５.１チャネル再生システムにおいて、ＬＦＥ(Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｅｆｆｅｃｔ)チャネルを除外した５個のチャネルを用いて再生するための５Ｘ５クロストーク除去フィルタリングと、
５個のチャネルの内、中央チャネルを除外した左側、右側スピーカと左側サラウンド、右側サラウンドスピーカを通し、４個のチャネルを用いて再生するための４Ｘ４クロストーク除去フィルタリングと、
マルチチャネル信号をヘッドフォン再生のための２チャネル信号に変換するためのフィルタリング及び、ヘッドフォン再生のための２チャネル信号をステレオ及びステレオダイポール再生環境で再生するための２Ｘ２クロストーク除去フィルタリングと
を行うことを特徴とする請求項２に記載の３次元オーディオ信号処理システム。
【請求項４】
前記５Ｘ５クロストーク除去フィルタリングは、
５チャネル再生信号の生成のための逆フィルタを、５チャネルのスピーカから球体のターゲットポイントまでの伝達関数を用いて、求めることができることを特徴とする請求項３に記載の３次元オーディオ信号処理システム。
【請求項５】
前記４Ｘ４クロストーク除去フィルタリングは、
４チャネル再生信号の生成のため、前記所定個数のマイクの内、中央マイクを除外した左/右の側面マイクを用いて３次元オーディオ信号を獲得し、４チャネル再生信号の生成のために、４個のスピーカから球体のターゲットポイントまでの伝達関数を用いて、逆フィルタを求めることを特徴とする請求項３に記載の３次元オーディオ信号処理システム。
【請求項６】
前記マルチチャネル信号を、ヘッドフォン再生のための２チャネル信号に変換するためのフィルタリングは、
クロストーク除去のための逆フィルタを通過した５チャネルスピーカの入力信号間のコンボルーションと、５チャネル再生システムの各スピーカから中央に位置した球体の左/右９０°の位置までの伝達関数を用いて、２チャネル再生信号に変換することを特徴とする請求項３に記載の３次元オーディオ信号処理システム。
【請求項７】
前記マルチチャネル信号を、ヘッドフォン再生のための２チャネル信号に変換するためのフィルタリングは、
５個のマイク出力信号を上記球体の左/右側９０°の位置まで変更し、ヘッドフォン再生のための２チャネル信号を生成することを特徴とする請求項３に記載の３次元オーディオ信号処理システム。
【請求項８】
前記２Ｘ２クロストーク除去フィルタリングは、
ステレオ再生のための２チャネル再生信号の生成のため、前記３次元オーディオ信号の獲得手段の出力信号である５チャネルオーディオ信号を、ヘッドフォン再生のために変換した信号をステレオスピーカから球体上のターゲットまでの伝達関数の逆フィルタを用いて変換し、ステレオダイポール再生のための２チャネル再生信号の生成のために、前記３次元オーディオ信号の獲得手段の出力信号である５チャネルオーディオ信号を、ヘッドフォン再生のために変換した信号をステレオダイポールスピーカから球体上のターゲットまでの伝達関数の逆フィルタを用いて変換することを特徴とする請求項３に記載の３次元オーディオ信号処理システム。
【請求項９】
前記３次元オーディオ信号の後処理手段で変換したオーディオ信号をヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境のような互いに異なる多様な再生環境で再生するための３次元オーディオ信号再生手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項８の何れか一項に記載の３次元オーディオ信号処理システム。
【請求項１０】
球体を用いた３次元オーディオ信号処理方法において、
球体上に配置した所定個数のマイクを用いて、オーディオ信号を獲得する３次元オーディオ信号の獲得ステップと、
前記３次元オーディオ信号の獲得ステップで獲得したオーディオ信号を、ヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境のような互いに異なる再生環境で再生するために変換する３次元オーディオ信号の後処理ステップと
を備えることを特徴とする３次元オーディオ信号処理方法。
【請求項１１】
前記所定個数のマイクは、
前面の音イメージを増加させるための前面マイク、人間の頭の動きを補償するための左/右それぞれ２個ずつの側面マイクを備えることを特徴とする請求項１０に記載の３次元オーディオ信号処理方法。
【請求項１２】
前記３次元オーディオ信号の後処理ステップは、
５.１チャネル再生システムにおいてＬＦＥチャネルを除外した５個のチャネルを用いて再生するための５Ｘ５クロストーク除去フィルタリングと、
５個のチャネルの内、中央チャネルを除外した左側、右側スピーカと左側サラウンド、右側サラウンドスピーカを通し、４個のチャネルを用いて再生するための４Ｘ４クロストーク除去フィルタリングと、
マルチチャネル信号をヘッドフォン再生のための２チャネル信号に変換するためのフィルタリングと、
ヘッドフォン再生のための２チャネル信号をステレオ及びステレオダイポール再生環境で再生するための２Ｘ２クロストーク除去フィルタリングと
を行うことを特徴とする請求項１０に記載の３次元オーディオ信号処理方法。
【請求項１３】
前記３次元オーディオ信号の後処理ステップで変換したオーディオ信号をヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境のような互いに異なる多様な再生環境で再生する３次元オーディオ信号再生ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１０ないし請求項１２の何れか一項に記載の３次元オーディオ信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は球体上に配置したマイクを用いて３次元オーディオ信号を獲得し、多様な環境で再生するための球体を用いた３次元オーディオ信号処理システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の３次元オーディオ信号の獲得システムは、人間の形態をしたダミーヘッドの耳にマイクを設置してオーディオ信号を獲得した後、これをヘッドフォンを通し再生するバイノーラル(Ｂｉｎａｕｒａｌ)技術が主であった。
【０００３】
このような技術は、実際人間の形態をしたダミーヘッドの耳にマイクを設置してオーディオ信号を獲得するため、ヘッドフォンを通して聞く場合、音を獲得した場所にいるような感じを与える。
【０００４】
ところが、前記ダミーヘッドを用いて獲得したバイノーラル信号をスピーカで再生する場合、ヘッドフォン再生とは異なり左側(Ｌｅｆｔ)スピーカの出力が右側(Ｒｉｇｈｔ)耳に聞こえ、右側スピーカの出力が左側耳に聞こえるクロストーク現象が発生する。このようなクロストークを除去するために、多様な方法を通しクロストーク除去のための逆フィルタを設計する方法が提案された。
【０００５】
最近、人間の形態をしたダミーヘッドを球体に単純化した後、３次元オーディオ信号を獲得するシステムに対する研究が盛んに行われているが、この技術は球体の特性上、信号の形態に対する予測が可能なため、球体を用いて３次元オーディオ信号を獲得し信号処理を通しダミーヘッドのような感じを与える技術である。
【０００６】
従来のダミーヘッドを用いた３次元オーディオ信号の獲得技術は、実際の人間の形態をしたダミーヘッドを用いてオーディオ信号を獲得するため、かなり自然な音を得ることができる。しかし、このような従来技術は人間ごとに頭の大きさ及び形状が少しずつ異なるため、特定形状のダミーヘッドを用いて獲得したオーディオ信号が全ての人に満足した結果を与えることはできない。
【０００７】
また、前記のような従来技術はバイノーラル信号をスピーカを通し再生する場合に、ダミーヘッドの耳に設置したマイクを用いて獲得した信号が聴取者の耳を通し伝えられるので、信号の歪みの程度がひどくなる。
【０００８】
また、従来の人間の形態のダミーヘッドは大きさ及び形状のため公共場所での録音には多くの制約が伴なうという問題点があった。
【０００９】
一方、人間は方向を判断する時、頭を左/右に少しずつ回転する。しかし、ダミーヘッドを用いて録音した信号はダミーヘッドの固定された耳の位置のせいで方向判断が難しく、前方の信号を後方の信号と判断したり、後方の信号を前方の信号と判断する前/後方混同が発生する。
【００１０】
また、基本的にダミーヘッドの出力は２チャネル信号であるためマルチチャネルに拡張するのは難しいという問題点があった。
【特許文献１】特開２０００-１５２３７２号公報
【特許文献２】特開２０００-３５４３００号公報
【特許文献３】米国特許第５,７７８,０８３号明細書
【特許文献４】韓国特開２００２-０８７５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、人間の頭の形態を球体に単純化し、このような球体上にマイクを配置して３次元オーディオ信号を獲得するための、球体を用いた３次元オーディオ信号処理システム及びその方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、人間の頭の形態を球体に単純化し、このような球体上にマイクを配置して３次元オーディオ信号を獲得し、獲得した３次元オーディオ信号を従来の多様な再生システムに適用するための、球体を用いた３次元オーディオ信号処理システム及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明によれば、球体を用いた３次元オーディオ信号処理システムにおいて、前記球体上に配置した所定個数のマイクを用いて、オーディオ信号を獲得するための３次元オーディオ信号の獲得手段と、前記３次元オーディオ信号の獲得手段で獲得したオーディオ信号をヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境のような互いに異なる再生環境で再生するために、オーディオ信号を変換させる３次元オーディオ信号の後処理手段とを備えることを特徴とすることを特徴とする。
【００１４】
また、前記３次元オーディオ信号の後処理手段で変換したオーディオ信号をヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境のような互いに異なる多様な再生環境で再生するための３次元オーディオ信号再生手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
一方、本発明の方法は、球体を用いた３次元オーディオ信号処理方法において、球体上に配置した所定個数のマイクを用いて、オーディオ信号を獲得する３次元オーディオ信号の獲得ステップと、前記３次元オーディオ信号の獲得ステップで獲得したオーディオ信号を、ヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境のような互いに異なる再生環境で再生するために、オーディオ信号を変換する３次元オーディオ信号の後処理ステップとを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、前記本発明の方法は、前記３次元オーディオ信号の後処理ステップで変換したオーディオ信号をヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境のような互いに異なる多様な再生環境で再生する３次元オーディオ信号再生ステップをさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、球体上に配置した５個のマイクを用いて３次元オーディオ信号を獲得でき、後処理を通し５チャネル、４チャネル、ヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポールなどのような多様な再生環境で再生が可能で、球体に配置したマイクは従来のダミーヘッドとは異なり形状に非常に慣れているため、音楽会などの公共場所で３次元オーディオ信号の獲得に使用できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明のもっとも好ましい実施の形態を添付する図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る球体を用いた３次元オーディオ信号処理システムの実施の形態の構成図である。
【００２０】
まず、従来の球体の両側９０°の位置に設置したマイクを用いた３次元オーディオ信号の獲得技術は、人間が方向を感知するのに使用する２つの耳間の時間差及びレベル差をある程度描写できるため、３次元オーディオ効果を奏し得る。しかし、球体の特性のため、前面と後面の同じ角から入射する信号は同じ特性を持つため、前面から入る信号と後面から入る信号とを区別することが難しい前/後方混同現象が相当発生する。
【００２１】
本発明では、このような球体を用いて獲得した信号の前/後方混同現象を減少させるために、球体上にマイクをいくつか配置し前/後方信号に差を与え前/後方混同現象を減少させ、追加で前記いくつかのマイクを用いて獲得した信号を５チャネル、４チャネル、ヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール再生環境などの多様な再生環境で再生するためのシステム及び方法を提示する。
【００２２】
図１に示すように、本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムは、球体上に配置したいくつかの(例:５個)のマイクを用いてオーディオ信号を獲得するための３次元オーディオ信号の獲得部１１０、及び前記３次元オーディオ信号の獲得部１１０で獲得したオーディオ信号をヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境など多様な再生環境に合うように変換するための３次元オーディオ信号の後処理部１２０を備える。また、前記３次元オーディオ信号の後処理部１２０で変換したオーディオ信号をヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境など多様な再生環境で再生するための３次元オーディオ信号再生部１３０をさらに備える。
【００２３】
前記３次元オーディオ信号の獲得部１１０は、人間の頭を簡略化した球体上に５個のマイクを配置し３次元オーディオ信号を獲得する。球体上のマイク配置は、前面のイメージを増加させるための中央マイク、人間の頭の動きを補償するための左/右側それぞれ２個ずつの側面マイクからなる。
【００２４】
前記３次元オーディオ信号の後処理部１２０は、前記３次元オーディオ信号の獲得部１１０で球体上に配置した５個のマイクを用いて獲得した３次元オーディオ信号を多様な再生環境で再生するための後処理を行う。ここで、後処理は従来の５.１チャネル再生システムにおいてＬＦＥチャネルを除外した５個のチャネルを用いて再生するための５Ｘ５クロストーク除去フィルタリング、５個のチャネルの内、中央チャネルを除外した左側/右側スピーカと左側サラウンド/右側サラウンドスピーカを通し再生するための４Ｘ４クロストーク除去フィルタリング、マルチチャネル信号をヘッドフォン再生のための２チャネル信号に変換するためのフィルタリング及びヘッドフォン再生のための２チャネル信号をステレオ及びステレオダイポール再生環境で再生するための２Ｘ２クロストーク除去フィルタリングを含む。
【００２５】
前記３次元オーディオ信号再生部１３０は、３次元オーディオ信号の後処理部１２０で再生環境に合うように変換した３次元オーディオ信号をヘッドフォン、ステレオ、ステレオダイポール、４チャネル、５チャネル再生環境などの多様な再生環境で３次元オーディオ信号の再生を行う。
【００２６】
上述の本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムに対し、下記の図２ないし図１０Ｅを参照しさらに詳細に説明する。
【００２７】
図２は、本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムのマイク配置を説明するための実施の形態の説明図である。
【００２８】
前記３次元オーディオ信号の獲得部１１０では、図２のような球体の水平面上に５個のマイクを配置しオーディオ信号を獲得する。
【００２９】
図２に示すように、第１マイクは球体の真中央に位置し正面のオーディオ信号を獲得するためのもので、側面マイクは人間が方向を判断する時、頭を左/右に振ることを補償するために左/右側それぞれ前/後１５°ずつの角度で２個ずつ配置する。
【００３０】
前面のマイクを第１、左側のマイクを第２及び第４、右側のマイクを第３及び第５マイクとし、それぞれのマイクを用いて獲得したオーディオ信号をｕ１、ｕ２、ｕ３、ｕ４、ｕ５とする。
【００３１】
前記３次元オーディオ信号の後処理部１２０は、前記３次元オーディオ信号の獲得部１１０からの５個のマイク出力信号ｕ１、ｕ２、ｕ３、ｕ４、ｕ５を多様な再生システムにおいて再生するための後処理を行う。
【００３２】
図３は、本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムの内、３次元オーディオ信号の後処理部の実施の形態の詳細構成図である。
【００３３】
前記３次元オーディオ信号の後処理部１２０の動作は以下の通りである。
【００３４】
まず、５チャネル再生システムのスピーカ入力信号
【数１】
2005198251.tif 000003
は３次元オーディオ信号の獲得部１１０の出力信号ｕ１、ｕ２、ｕ３、ｕ４、ｕ５と５個のスピーカと５個のターゲットポイントとの間のクロストークを除去するための５Ｘ５逆フィルタ３１０のコンボルーション演算によって生成する。ここで
【数２】
2005198251.tif 000004
は中央スピーカ入力信号、
【数３】
2005198251.tif 000005
は左側スピーカ入力信号、
【数４】
2005198251.tif 000006
は右側スピーカ入力信号、
【数５】
2005198251.tif 000007
は左側サラウンドスピーカ入力信号、
【数６】
2005198251.tif 000008
は右側サラウンドスピーカ入力信号を示す。
【００３５】
５個のターゲットポイントは、図４のように球体上の水平面５個の点を意味する。
【００３６】
図４は、本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいて５チャネル再生時、球体上のターゲットを示す実施の形態の説明図である。
【００３７】
５チャネル再生である場合、中央スピーカの出力信号は第１ターゲットポイント、左側スピーカの出力信号は第２ターゲットポイント、右側スピーカの出力信号は第３ターゲットポイント、左側サラウンドスピーカの出力信号は第４ターゲットポイント、右側サラウンドスピーカの出力信号は第５ターゲットポイントでだけで観察されるように、それぞれのスピーカとターゲットポイントとの間のクロストークを除去する逆フィルタを使用する。
【００３８】
このような５Ｘ５逆フィルタを設計するために５個のスピーカ中央に球体をおき、５個のスピーカそれぞれでインパルスを発生させた後、球体上の５個のターゲットポイントでの応答を測定し、５個のスピーカと５個のターゲットポイントとの間のインパルス応答を求める。
【００３９】
前記インパルス応答の逆関数が５チャネル再生システムと５個のターゲットポイントとの間のクロストークを除去する５Ｘ５逆フィルタである。
【００４０】
前記５Ｘ５逆フィルタ３１０と３次元オーディオ信号の獲得部１１０の出力信号ｕ１、ｕ２、ｕ３、ｕ４、ｕ５とのコンボルーション演算によって、５チャネル再生システムのスピーカ入力信号
【数７】
2005198251.tif 000009
を生成する。
【００４１】
一方、４チャネル再生信号を生成するためには、３次元オーディオ信号の獲得部１１０の５個の出力信号ｕ１、ｕ２、ｕ３、ｕ４、ｕ５の内、第１マイク出力信号ｕ１を除外した４個のマイク出力信号ｕ２、ｕ３、ｕ４、ｕ５を用いて、５.１チャネルスピーカ構成の内、ＬＦＥチャネルと中央チャネルとを除外した４個のスピーカ入力信号を生成する。
【００４２】
４チャネル再生システムのスピーカ入力信号
【数８】
2005198251.tif 000010
は、３次元オーディオ信号の獲得部１１０の出力信号ｕ２、ｕ３、ｕ４、ｕ５と４個のスピーカと４個のターゲットポイントとの間のクロストークを除去するための４Ｘ４逆フィルタ３２０のコンボルーション演算によって生成する。ここで
【数９】
2005198251.tif 000011
は左側スピーカ入力信号、
【数１０】
2005198251.tif 000012
は右側スピーカ入力信号、
【数１１】
2005198251.tif 000013
は左側サラウンドスピーカ入力信号、
【数１２】
2005198251.tif 000014
は右側サラウンドスピーカ入力信号を示す。
【００４３】
４個のターゲットポイントは、図５のように球体上の水平面上の４個の点を意味する。
【００４４】
図５は、本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいて４チャネル再生時、球体上のターゲットを示す実施の形態の説明図である。
【００４５】
４チャネル再生である場合、左側スピーカの出力信号は第２ターゲットポイント、右側スピーカの出力信号は第３ターゲットポイント、左側サラウンドスピーカの出力信号は第４ターゲットポイント、右側サラウンドスピーカの出力信号は第５ターゲットポイントでだけで観察されるように、それぞれのスピーカとターゲットポイントとの間のクロストークを除去する逆フィルタを使用する。
【００４６】
このような４Ｘ４逆フィルタを設計するために、４個のスピーカ中央に球体をおき、４個のスピーカそれぞれでインパルスを発生させた後、球体上の４個のターゲットポイントでの応答を測定し、４個のスピーカと４個のターゲットポイントとの間のインパルス応答を求める。
【００４７】
前記インパルス応答の逆関数が、４チャネル再生システムと４個のターゲットポイントとの間のクロストークを除去する４Ｘ４逆フィルタである。
【００４８】
前記４Ｘ４逆フィルタ３２０と３次元オーディオ信号の獲得部１１０の出力信号ｕ２、ｕ３、ｕ４、ｕ５とのコンボルーション演算によって、４チャネル再生システムのスピーカ入力信号
【数１３】
2005198251.tif 000015
を生成する。
【００４９】
一方、ヘッドフォン再生信号は２つの方法によって生成する。
【００５０】
１番目の方法は、図６に示すように５チャネル再生システムの中央に球体をおき、５個のスピーカと球体の左/右９０°の位置までのインパルス応答を用いて、５チャネルスピーカの入力信号を５Ｘ２フィルタＡ３３０で２チャネルヘッドフォン再生信号に変換する。
【００５１】
図６は、本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいて、ヘッドフォン再生信号の生成のためのスピーカと球体を示す実施の形態の説明図である。
【００５２】
図６でＳＩＲは、球体のインパルス応答を意味し、「ＬＴ」は球体の左側９０°ポイント、「ＲＴ」は球体の右側９０°ポイントを示す。すなわち、ＳＩＲＣ-ＬＴは中央スピーカからＬＴまでのインパルス応答を意味する。
【００５３】
５個のスピーカの中央に位置した球体の左/右９０°の位置のＬＴ、ＲＴまでの伝達関数を求めた後、この伝達関数と５チャネル再生のための信号
【数１４】
2005198251.tif 000016
を下記[数式１]のようなコンボルーション演算を用いて、左/右ヘッドフォン再生信号
【数１５】
2005198251.tif 000017
を生成する。ここで
【数１６】
2005198251.tif 000018
は左側ヘッドフォン信号、
【数１７】
2005198251.tif 000019
は右側ヘッドフォン信号で、「ｃｏｎｖ」はコンボルーション演算を示す。
【数１８】
2005198251.tif 000020
【００５４】
次に、ヘッドフォン再生のための２チャネル信号生成の２番目方法は、球体のインパルス応答を変換した５Ｘ２フィルタＢ３４０を使用するものである。
【００５５】
図７は、本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいてヘッドフォン信号の生成のためのフィルタを示す実施の形態の説明図であり、図８は本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいてヘッドフォン信号の生成過程を説明するための実施の形態の説明図である。
【００５６】
球体のインパルス応答は、図７に示すように球体の水平面０°の位置にマイクを設置した後、水平面でスピーカの方向を５°ずつ変えていきながらインパルスを発生させて測定する。
【００５７】
測定したインパルス応答の内、マイクとスピーカとが平行になる０°の応答の逆関数を求め、下記[数式２]のようにそれぞれのインパルス応答とコンボルーションを行って、求めたフィルタを用いてヘッドフォン再生信号を生成する。
【数１９】
2005198251.tif 000021
【００５８】
ここで、
【数２０】
2005198251.tif 000022
は０°のインパルス応答の逆関数を意味し、
【数２１】
2005198251.tif 000023
はそれぞれの角度別球体のインパルス応答、「ｃｏｎｖ」はコンボルーション演算を意味する。
【００５９】
このような方法により求めたフィルタと３次元オーディオ信号の獲得部１１０の出力信号ｕ１、ｕ２、ｕ３、ｕ４、ｕ５を下記[数式３]のようなコンボルーション演算を通しヘッドフォン再生信号を生成する。
【数２２】
2005198251.tif 000024
【００６０】
一方、ステレオ再生のための左側、右側スピーカ入力信号
【数２３】
2005198251.tif 000025
を生成するために図１０Ｄに示されるステレオスピーカと図９のように球体の左、右側９０°のＬＴ、ＲＴとの間の伝達関数を用いて、２Ｘ２フィルタ３５０からクロストークを除去しなければならない。
【００６１】
図９は、本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいて２チャネル再生時、球体上のターゲットを示す実施の形態の説明図である。
【００６２】
図１０Ｄのステレオ再生システムの左側、右側スピーカでインパルスを発生させた後、中央に位置した球体の左/右側９０であるＬＴ、ＲＴでインパルスを測定した値がステレオスピーカと球体のＬＴ、ＲＴとの間のインパルス応答である。
【００６３】
前記インパルス応答の逆関数が、ステレオスピーカと球体のターゲットポイント(ＬＴ及びＲＴ)との間のクロストークを除去する逆フィルタとなる。
【００６４】
２チャネルヘッドフォン再生信号ＡやＢの内、ひとつを選択して２Ｘ２逆フィルタ３５０とのコンボルーション演算を通しステレオ再生システムの左側、右側スピーカ入力信号
【数２４】
2005198251.tif 000026
を生成する。
【００６５】
ステレオダイポール再生のための左側、右側スピーカ入力信号
【数２５】
2005198251.tif 000027
を生成するために、図１０Ｅに示されるステレオダイポール再生システムと図９のような球体の左、右側９０°のＬＴ、ＲＴとの間の伝達関数を用いて、クロストークを除去しなければならない。
【００６６】
図１０Ｅのステレオダイポール再生システムの左側、右側スピーカでインパルスを発生させた後、中央に位置した球体の左/右側９０であるＬＴ、ＲＴでインパルスを測定した値がステレオダイポール再生システムのスピーカと球体のＬＴ、ＲＴとの間のインパルス応答である。
【００６７】
前記インパルス応答の逆関数が、ステレオダイポール再生システムのスピーカと球体のターゲットポイント(ＬＴ及びＲＴ)との間のクロストークを除去する逆フィルタとなる。
【００６８】
２チャネルヘッドフォン再生信号ＡやＢの内、ひとつを選択して２Ｘ２逆フィルタ３６０とのコンボルーション演算を通しステレオダイポール再生システムの左側、右側スピーカ入力信号
【数２６】
2005198251.tif 000028
を生成する。
【００６９】
図１０Ａないし図１０Ｅは、本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムの内、３次元オーディオ信号再生部の実施の形態の詳細構成図である。
【００７０】
３次元オーディオ信号再生部１３０は、３次元オーディオ信号の後処理部１２０で再生環境に合う変換フィルタを通し変換した信号をそれぞれの再生環境で再生する。
【００７１】
３次元オーディオ信号の後処理部１２０の５チャネル再生信号は、図１０Ａに示される５チャネル再生システムの入力で、４チャネル再生信号は、図１０Ｂに示される４チャネル再生システムの入力である。
【００７２】
ヘッドフォン再生信号Ａ、Ｂは、図１０Ｃに示されるヘッドフォンの入力信号である。
【００７３】
ステレオ再生信号は、図１０Ｄのステレオ再生システムの入力信号で、ステレオダイポール再生信号は、図１０Ｅのステレオダイポール再生システムの入力信号である。
【００７４】
図１１は、本発明に係る３次元オーディオ信号処理方法に対する実施の形態のフローチャートである。
【００７５】
図１１に示すように、まず球体上に配置した５個のマイクを用いてオーディオ信号を獲得し(１１０１)、獲得したオーディオ信号を５チャネル、４チャネル、ステレオ、ステレオダイポール、ヘッドフォンなどの再生環境で再生するための後処理を行う(１１０２)。
【００７６】
次に、後処理して変換したオーディオ信号を実際の再生環境で再生する(１１０３)。
【００７７】
上述のように、本発明の方法はプログラムで具現されてコンピュータで読み取ることができる形態で、記録媒体(ＣＤ ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディスク、光磁気ディスクなど)に保存される。
【００７８】
尚、本発明は、上記した本実施の形態に限られるものではなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で多様に変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る球体を用いた３次元オーディオ信号処理システムの実施の形態の構成図である。
【図２】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムのマイク配置を説明するための実施の形態の説明図であるｄ。
【図３】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムの内、３次元オーディオ信号の後処理部の実施の形態の詳細構成図である。
【図４】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいて５チャネル再生時、球体上のターゲットを示す実施の形態の説明図である。
【図５】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいて４チャネル再生時、球体上のターゲットを示す実施の形態の説明図である。
【図６】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいてヘッドフォン再生信号の生成のためのスピーカと球体とを示す実施の形態の説明図である。
【図７】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいてヘッドフォン信号の生成のためのフィルタを示す実施の形態の説明図である。
【図８】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいてヘッドフォン信号の生成過程を説明するための実施の形態の説明図である。
【図９】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムにおいて２チャネル再生時、球体上のターゲットを示す実施の形態の説明図である。
【図１０Ａ】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムの内、３次元オーディオ信号再生部の実施の形態の詳細構成図である。
【図１０Ｂ】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムの内、３次元オーディオ信号再生部の実施の形態の詳細構成図である。
【図１０Ｃ】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムの内、３次元オーディオ信号再生部の実施の形態の詳細構成図である。
【図１０Ｄ】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムの内、３次元オーディオ信号再生部の実施の形態の詳細構成図である。
【図１０Ｅ】本発明に係る３次元オーディオ信号処理システムの内、３次元オーディオ信号再生部の実施の形態の詳細構成図である。
【図１１】本発明に係る３次元オーディオ信号処理方法に対する実施の形態のフローチャート図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１１】
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