(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のチャンネル、第２のチャンネル、第３のチャンネル、第４のチャンネル及び第５のチャンネルを有する入力オーディオ信号が入力される信号処理装置において、
上記第１のチャンネルが入力される有限タップ長の第１及び第２のＦＩＲフィルタと、
上記第２のチャンネルが入力される有限タップ長の第３及び第４のＦＩＲフィルタと、
上記第３のチャンネルが入力される有限タップ長の第５及び第６のＦＩＲフィルタと、
上記第４のチャンネルが入力される有限タップ長の第７及び第８のＦＩＲフィルタと、
上記第５のチャンネルが入力される有限タップ長の第９及び第１０のＦＩＲフィルタと、
上記第１のＦＩＲフィルタからの出力、上記第３のＦＩＲフィルタからの出力、上記第５のＦＩＲフィルタからの出力、上記第７のＦＩＲフィルタからの出力及び上記第９のＦＩＲフィルタからの出力を合成して第１の出力信号とする第１の合成部と、
上記第２のＦＩＲフィルタからの出力、上記第４のＦＩＲフィルタからの出力、上記第６のＦＩＲフィルタからの出力、上記第８のＦＩＲフィルタからの出力及び上記第１０のＦＩＲフィルタからの出力を合成して第２の出力信号とする第２の合成部と、
を備え、
上記第１のＦＩＲフィルタは、タップ途中に設けた加算点において、上記第５のＦＩＲフィルタからのタップ終端の遅延出力信号を所定乗算係数により乗算した後に加算され、
上記第２のＦＩＲフィルタは、タップ途中に設けた加算点において、上記第６のＦＩＲフィルタからのタップ終端の遅延出力信号を所定乗算係数により乗算した後に加算され、
上記第３のＦＩＲフィルタは、タップ途中に設けた加算点において、上記第７のＦＩＲフィルタからのタップ終端の遅延出力信号を所定乗算係数により乗算した後に加算され、
上記第４のＦＩＲフィルタは、タップ途中に設けた加算点において、上記第８のＦＩＲフィルタからのタップ終端の遅延出力信号を所定乗算係数により乗算した後に加算され、
上記第１の合成部は、上記第１のＦＩＲフィルタからの出力と上記第３のＦＩＲフィルタからの出力とが加算された後に第１の残響付加部によって残響付加され、当該残響付加された信号に上記第５のＦＩＲフィルタからの出力、上記第７のＦＩＲフィルタからの出力及び上記第９のＦＩＲフィルタからの出力が加算され、
上記第２の合成部は、上記第２のＦＩＲフィルタからの出力と上記第４のＦＩＲフィルタからの出力とが加算された後に第２の残響付加部によって残響付加され、当該残響付加された信号に上記第６のＦＩＲフィルタからの出力、上記第８のＦＩＲフィルタからの出力及び上記第１０のＦＩＲフィルタからの出力が加算される
信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、予め測定あるいは計算により算出された伝送系の２点間の伝達特性を表すインパルス応答を再現する信号処理装置およびそれを使用したヘッドホン装置並びにスピーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、受聴者の左前方音源ＬＦ、右前方音源ＲＦ、左後方音源ＬＢ、および右後方音源ＲＢを入力オーディオ信号とし、各入力オーディオ信号による音像を頭外に定位させるようにした頭外音像定位型ヘッドホン装置が提案されている。
【０００３】
図６は、従来の頭外音像定位型ヘッドホン装置の構成を示す図である。この頭外音像定位型ヘッドホン装置は、図６において、上述した左前方音源ＬＦ、右前方音源ＲＦ、左後方音源ＬＢ、および右後方音源ＲＢの４チャンネルオーディオ信号が供給される入力端子１０１〜１０４と、入力オーディオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ（ＡＤ１〜ＡＤ４）１０５〜１０８と、ディジタル信号に変換された入力オーディオ信号に対して所定の信号処理を行う信号処理装置１０９と、信号処理装置１０９の出力をそれぞれアナログ信号に変換するＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ａｎａｌｏｇ）コンバータ（ＤＡ１〜ＤＡ２）１１０〜１１１と、アナログ信号に変換されたオーディオ信号をそれぞれ増幅する増幅器（ＡＭ１〜ＡＭ２）１１２〜１１３と、増幅されたオーディオ信号がぞれぞれ供給されるヘッドホン１１４とを有して構成される。
【０００４】
図７は、従来の信号処理装置の構成を示すブロック図である。図７において、上記信号処理装置１０９は、ディジタル信号に変換されて入力端子１２１〜１２４に供給される入力オーディオ信号ＤＬＦ，ＤＲＦ，ＤＬＢ，ＤＲＢに対して、予め測定あるいは計算により算出された上記４チャンネル音源から受聴者の左耳および右耳までの各インパルス応答を畳み込むディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１〜Ｆ８）１２５〜１３２と、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１〜Ｆ８）１２５〜１３２の出力を左チャンネル同士および右チャンネル同士それぞれ加算する１対の加算回路１３３〜１３８と、加算回路１３３〜１３８の出力を出力信号として出力する出力端子１３９〜１４０とを有して構成される。
【０００５】
このような従来のヘッドホン装置により、４チャンネルの入力オーディオ信号をスピーカで再生した再生音を受聴している場合と同じ音場を受聴者の頭外に生成させようとしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のヘッドホン装置によると、スピーカで再生した再生音を受聴しているのと同じ様な音場を受聴者の頭外に生成しようとした場合に、上記ヘッドホン装置内部の各ディジタルＦＩＲフィルタで畳み込むインパルス応答の長さを膨大にする必要があった。そのため、各ディジタルＦＩＲフィルタをディジタル信号処理用ＩＣ（集積回路）を用いて構成しようとすると、高速の積和演算回路や多数のメモリを搭載したディジタル信号処理用ＩＣが必要になり、従って、回路規模が大きくなってしまうと共に、極めて高価なシステムになってしまうという不都合があった。
【０００７】
この発明は、上述した課題を解決して、回路規模を小さくして構成を簡略化すると共に、コストを低下させて、スピーカで再生した再生音を受聴しているのと同様の音場を受聴者の頭外に生成させることができる信号処理装置およびそれを使用したヘッドホン装置並びにスピーカ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
具体的には、インパルス応答を畳み込むためのＦＩＲフィルタを構成したディジタル信号処理装置で、比較的タップ長の短いＦＩＲフィルタを用いて実際のインパルス応答に近似した長さ及び特徴をもつインパルス応答の畳み込みを行えることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数チャンネルの入力オーディオ信号に、予め測定あるいは計算により算出された発音源から測定点までのインパルス応答を畳み込んで出力するようにした信号処理手段により所定の信号処理を行う信号処理装置において適用されるものである。
【００１０】
そして、上記信号処理手段は、第１のチャンネル、第２のチャンネル、第３のチャンネル、第４のチャンネル及び第５のチャンネルを有する入力オーディオ信号が入力される信号処理装置において、第１のチャンネルが入力される有限タップ長の第１及び第２のＦＩＲフィルタと、第２のチャンネルが入力される有限タップ長の第３及び第４のＦＩＲフィルタと、第３のチャンネルが入力される有限タップ長の第５及び第６のＦＩＲフィルタと、第４のチャンネルが入力される有限タップ長の第７及び第８のＦＩＲフィルタと、第５のチャンネルが入力される有限タップ長の第９及び第１０のＦＩＲフィルタと、第１のＦＩＲフィルタからの出力、第３のＦＩＲフィルタからの出力、第５のＦＩＲフィルタからの出力、第７のＦＩＲフィルタからの出力及び第９のＦＩＲフィルタからの出力を合成して第１の出力信号とする第１の合成部と、第２のＦＩＲフィルタからの出力、第４のＦＩＲフィルタからの出力、第６のＦＩＲフィルタからの出力、第８のＦＩＲフィルタからの出力及び第１０のＦＩＲフィルタからの出力を合成して第２の出力信号とする第２の合成部と、を備え、第１のＦＩＲフィルタは、タップ途中に設けた加算点において、第５のＦＩＲフィルタからのタップ終端の遅延出力信号を所定乗算係数により乗算した後に加算され、第２のＦＩＲフィルタは、タップ途中に設けた加算点において、第６のＦＩＲフィルタからのタップ終端の遅延出力信号を所定乗算係数により乗算した後に加算され、第３のＦＩＲフィルタは、タップ途中に設けた加算点において、第７のＦＩＲフィルタからのタップ終端の遅延出力信号を所定乗算係数により乗算した後に加算され、第４のＦＩＲフィルタは、タップ途中に設けた加算点において、第８のＦＩＲフィルタからのタップ終端の遅延出力信号を所定乗算係数により乗算した後に加算され、第１の合成部は、第１のＦＩＲフィルタからの出力と第３のＦＩＲフィルタからの出力とが加算された後に第１の残響付加部によって残響付加され、当該残響付加された信号に第５のＦＩＲフィルタからの出力、第７のＦＩＲフィルタからの出力及び第９のＦＩＲフィルタからの出力が加算され、第２の合成部は、第２のＦＩＲフィルタからの出力と第４のＦＩＲフィルタからの出力とが加算された後に第２の残響付加部によって残響付加され、当該残響付加された信号に第６のＦＩＲフィルタからの出力、第８のＦＩＲフィルタからの出力及び第１０のＦＩＲフィルタからの出力が加算されるようにしたものである。
【００１３】
この発明によれば以下の作用をする。所定乗算係数により乗算された遅延出力信号が入力される、第１の系統および第２の系統のあるチャンネルのディジタルＦＩＲフィルタのタップの位置を適切に選ぶことにより、第１の系統および第２の系統の他のチャンネルのディジタルＦＩＲフィルタで畳み込まれるインパルス応答の長さが第１の系統および第２の系統のあるチャンネルのディジタルＦＩＲフィルタで畳み込まれるインパルス応答の長さより短くても、これら第１の系統および第２の系統のあるチャンネルのディジタルＦＩＲフィルタと、第１の系統および第２の系統の他のチャンネルのディジタルＦＩＲフィルタと、残響付加回路とにより再現されるインパルス応答の長さを増大させるように作用する。
【００１４】
また、再現しようとするインパルス応答の性質を表す主たる部分は、第１の系統および第２の系統の他のチャンネルのディジタルＦＩＲフィルタにより畳み込まれ、さらにその出力が第１の系統および第２の系統のあるチャンネルのディジタルＦＩＲフィルタに対する残響付加回路の残響出力と加算されるため、第１の系統および第２の系統の他のチャンネルのディジタルＦＩＲフィルタのタップ終端からの遅延信号に対して処理される部分の信号成分の性質が再現しようとするインパルス応答の性質と異なっているとしても、再現されるインパルス応答の性質は、所望のインパルス応答の性質とほぼ変わらない性質のものとなるように作用する。
【００１５】
これにより、上述した入力オーディオ信号をその音源の位置に置いたスピーカで再生したものを受聴しているのと同じ様な音場を受聴者の頭外に生成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明のヘッドホン装置の一実施の形態の構成を示すもので、図５に示すように受聴者Ｌの左前方音源ＬＦ、右前方音源ＲＦ、左後方音源ＬＢ、右後方音源ＲＢおよび中央音源ＣＥを入力オーディオ信号とし、各入力オーディオ信号による音像を頭外に定位させるようにした頭外音像定位型ヘッドホン装置である。
【００１７】
図１において、本実施の形態のヘッドホン装置は、上述した左前方音源ＬＦ、右前方音源ＲＦ、左後方音源ＬＢ、右後方音源ＲＢ、および中央音源ＣＥの５チャンネルオーディオ信号が供給される入力端子１〜５と、入力オーディオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ（ＡＤ１〜ＡＤ５）７〜１１と、ディジタル信号に変換された入力オーディオ信号に対して所定の信号処理を行う、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により構成された信号処理装置１２と、信号処理装置１２の出力信号をそれぞれアナログ信号に変換するＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ａｎａｌｏｇ）コンバータ（ＤＡ１〜ＤＡ２）１３〜１４と、アナログ信号に変換されたオーディオ信号をそれぞれ増幅する増幅器（ＡＭ１〜ＡＭ２）１５〜１６と、増幅されたオーディオ信号がぞれぞれ供給されて再生音を出力するヘッドホン１７とを有して構成される。
【００１８】
上述した信号処理装置１２は、その詳細な構成については後述するが、本実施の形態では、特に、この信号処理装置１２により変換されたオーディオ信号をヘッドホン１７で再生した場合に、オーディオ信号をスピーカで再生した再生音を受聴しているのと同じような音場を受聴者の頭外に生成することができるように信号処理を施すものである。また、さらに、上述した信号処理装置１２は、構成が簡略化され、信号処理速度が増大することにより、信号処理量が大幅に増大するため、上述したヘッドホン装置内部の各ディジタルＦＩＲフィルタで畳み込むインパルス応答の長さは、従来よりも大幅に長くすることができ、これにより、安価なディジタル信号処理用ＩＣを用いて上述した信号処理装置１２を実現することができる。
【００１９】
図２は、本実施の形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
図２において、上記信号処理装置１２は、ディジタル信号に変換されて入力端子２１〜２５に供給される入力オーディオ信号ＤＬＦ，ＤＲＦ，ＤＬＢ，ＤＲＢ，ＤＣＥに対して、予め測定あるいは計算により算出された上記５チャンネル音源から受聴者の左耳および右耳までの各インパルス応答を畳み込むディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１〜Ｆ１０）２６〜３５と、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１〜Ｆ１０）２６〜３５の出力を左チャンネル同士および右チャンネル同士それぞれ加算する１対の加算回路３６〜３９と、加算回路３６〜３７の出力を入力信号とする残響付加回路４０〜４１と、残響付加回路４０〜４１の出力と加算回路３８〜３９の出力を左チャンネル同士および右チャンネル同士それぞれ加算する１対の加算回路４２〜４３と、加算回路４２〜４３の出力を出力信号として出力する出力端子４４〜４５とを有して構成される。
【００２０】
上述のように構成された信号処理装置は、ＦＩＲフィルタ２６〜３５および残響付加回路４０〜４１に対して、ＦＩＲフィルタ２６〜２９のタップ途中に設けた加算点において、ＦＩＲフィルタ３０〜３３からのタップ終端の遅延出力信号を、後述するように所定乗算係数により乗算した後に加算し、ＦＩＲフィルタ２６〜２９の左チャンネル同士および右チャンネル同士の出力に残響付加回路４０〜４１により残響付加処理をした後にＦＩＲフィルタ３０〜３５の出力を左チャンネル同士および右チャンネル同士それぞれ加算して出力信号とする。
【００２１】
このようなヘッドホン装置により、５チャンネルの入力オーディオ信号をスピーカで再生した再生音を受聴している場合と同じ音場を受聴者の頭外に生成させるものである。
ここで、図３および図４を参照しながら、上述の信号処理装置１２の詳細な信号処理の構成について説明する。
【００２２】
図３は、本実施の形態の信号処理装置のディジタルＦＩＲフィルタの構成図である。図３は、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６とディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０との関係を示す。なお、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ２）２７とディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ６）３１、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ３）２８とディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ７）３２、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ４）２９とディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ８）３３との関係は、それぞれ上述したディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６とディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０との関係と同様である。よって、以下に、上述した信号処理装置の詳細な信号処理の動作については、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６とディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０との関係を用いて説明する。
【００２３】
上述したディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６は、ディジタル信号ＤＬＦが入力される入力端子５１からそれぞれ複数の遅延器５２が５２−１〜５２−ｎまで直列に接続されており、各遅延器５２−１〜５２−ｎにはディジタル信号ＤＬＦの入力オーディオ信号の遅延処理をするためのタップ付き遅延線が設けられていて、この遅延線の各タップの信号に係数を乗算する複数の乗算器５３が５３−１〜５３−ｎ＋１まで並列に設けられ、この複数の乗算器５３−１〜５３−ｎ＋１の出力信号を順次加算する加算器５４が５４−１〜５４−ｎまで直列に接続して設けられ、出力端子５５から出力信号を出力するように構成されている。
【００２４】
また、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０も同様に、ディジタル信号ＤＬＢが入力される入力端子５６からそれぞれ複数の遅延器５７が５７−１〜５７−ｎまで直列に接続されており、各遅延器５７−１〜５７−ｎにはディジタル信号ＤＬＢの入力オーディオ信号の遅延処理をするためのタップ付き遅延線が設けられていて、この遅延線の各タップの信号に係数を乗算する複数の乗算器５８が５８−１〜５８−ｎ＋１まで並列に設けられ、この複数の乗算器５８−１〜５８−ｎ＋１の出力信号を順次加算する加算器５９が５９−１〜５９−ｎまで直列に接続して設けられ、出力端子６１から出力信号を出力するように構成されている。
【００２５】
図４は、本実施の形態の信号処理装置の残響付加回路の構成図である。
残響付加回路（Ｒ１）４０および残響付加回路（Ｒ２）４１は同様の構成であるので、ここでは残響付加回路（Ｒ１）４０の構成のみを説明する。
【００２６】
上述した残響付加回路（Ｒ１）４０は、入力端子７１に対して複数の遅延器７２が並列に７２−１〜７２−ｎまで設けられ、各複数の遅延器７２−１〜７２−ｎの遅延出力に対して所定の係数を乗算する複数の乗算器７３が並列に７３−１〜７３−ｎまで設けられ、各複数の乗算器７３−１〜７３−ｎの乗算出力を加算する加算器７４が設けられ、加算器７４の加算出力が出力端子７５に供給されるように構成されている。
【００２７】
次に、図３および図４を参照しながら、上述の信号処理装置１２の詳細な信号処理の動作について説明する。
このように構成された有限長ディジタルフィルタであるディジタルＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ（Ｆ１）２６においては、まず、ディジタル信号ＤＬＦに対して、遅延器５２により遅延させて、乗算器５３により所定の係数を乗算した後に、加算器５４により加算する操作、いわゆる畳み込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）演算を行う。このようにして所定のインパルス応答が畳み込まれたディジタル信号は残響付加回路（Ｒ１）４０に供給される。
【００２８】
残響付加回路（Ｒ１）４０においては、複数の遅延器７２で遅延処理され、それぞれの遅延器７２の遅延素子の数およびそれぞれの乗算器７３の乗算係数に、入力オーディオ信号ＤＬＦの音源の位置に合わせた適切な値を選ぶことにより、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６で畳み込まれるインパルス応答の長さが短くても、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６と残響付加回路（Ｒ１）４０とにより再現されるインパルス応答の長さは増大する。これにより上述した入力オーディオ信号をその音源の位置に置いたスピーカで再生した再生音を受聴しているのと同じ様な音場を受聴者の頭外に生成することができる。
【００２９】
次に、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０において、入力オーディオ信号ＤＬＢに対して、同様に、遅延器５７により遅延させて、乗算器５８により所定の係数を乗算した後に、加算器５９により加算する操作、いわゆる畳み込み演算を行う。
【００３０】
ここで、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０の遅延器５７−ｎの後段の遅延線のタップに接続される遅延器出力端子６０から出力される遅延信号に、乗算器６２により所定の係数を乗算して、上述したディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６の所定位置の遅延器５２−ｍ（ｎ＞ｍ）の前段の遅延線のタップに設けられた加算器６３に供給される遅延信号に乗算器６２の乗算出力を加算する。
【００３１】
また、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０の出力端子６１からの出力と残響付加回路（Ｒ１）４０の出力とを加算回路４２により加算して出力端子４４から出力信号が出力される。
【００３２】
ここで、上述した乗算器６２による乗算係数および乗算器６２の出力を加算する遅延信号が入力されるディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６の遅延器５２−ｍ（ｎ＞ｍ）の前段の遅延線のタップの位置を適切に選ぶことにより、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０で畳み込まれるインパルス応答の長さがディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６で畳み込まれるインパルス応答の長さより短くても、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０と、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６と、残響付加回路（Ｒ１）４０と、加算回路４２とにより再現されるインパルス応答の長さを増大させることができる。
【００３３】
また、再現しようとするインパルス応答の性質を表す主たる部分はディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０により畳み込まれ、その出力が最終段の加算回路４２によりディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６で畳み込まれるインパルス応答に対する残響付加回路（Ｒ１）４０の残響出力と加算されるため、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０の遅延器出力端子６０から出力される遅延信号に対して処理される部分の信号成分の性質が再現しようとするインパルス応答の性質と異なっているとしても、再現されるインパルス応答の性質は、所望のインパルス応答の性質とほぼ変わらない性質のものとすることができる。
【００３４】
これにより、上述した入力オーディオ信号を図５に示すような左前方音源ＬＦ、右前方音源ＲＦ、左後方音源ＬＢ、右後方音源ＲＢ、および中央音源ＣＥの位置に置いたスピーカで再生したものを受聴者Ｌが受聴しているのと同じ様な音場を受聴者Ｌの頭外に生成することができる。
【００３５】
上述した本実施の形態の信号処理装置におけるディジタルＦＩＲフィルタの動作により、入力オーディオ信号に基づく所定のインパルス応答の初期反射音を生成し、残響付加回路の動作により主残響音および副残響音を生成するようにすればよい。これにより、再現される初期反射音のインパルス応答の長さを増大させることにより音源の定位をより効果的に実現し、主残響音および副残響音のインパルス応答の長さを増大させることによりインパルス応答の密度を密にすることができ、これにより臨場感のある高品質の再生音を生成することができる。
【００３６】
なお、上述した本実施の形態の信号処理装置におけるディジタルＦＩＲフィルタの動作における、ディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ５）３０の遅延器５７−ｎの後段の遅延線のタップの位置、およびディジタルＦＩＲフィルタ（Ｆ１）２６の遅延器５２−ｍ（ｎ＞ｍ）の前段の遅延線のタップの位置は、例えば、１００タップ出力を５０タップ出力に加えても良いし、２５６タップ出力を１２８タップ出力に加えても良い。これにより、従来は、例えば、４ｋタップ必要であったのに対してタップ数を減らすことができ、処理量を少なくすることができる。
【００３７】
これにさらに、残響付加回路により処理量の少ないオーディオ信号に対して容易に重み付けとして残響付加処理をすることができ、これにより、簡単な処理でインパルス応答の収束部分に擬似的残響音を付加することにより、元のインパルス応答に近くすることができる。
【００３８】
なお、上述した本実施の形態において、左前方音源ＬＦ、右前方音源ＲＦ、左後方音源ＬＢ、右後方音源ＲＢ、および中央音源ＣＥの５チャンネルオーディオ信号が供給される例を示したが、これに限らず、上述した５チャンネルの位置から少しずらしたりまたは同じ位置に、スーパーウーハーやサブウーハーなどのサブチャンネルを増設して、Ｎチャンネルに拡張しても上述と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
上述した本実施の形態の信号処理装置における信号処理動作により、従来の技術に比べて、同様の音場を得るために必要なディジタルＦＩＲフィルタによるインパルス応答の畳み込み演算の量を大幅に削減することができ、後段の残響付加回路の演算処理を含めても、全体の演算量および必要なメモリの数を減少させることができる。
【００４０】
従って、本実施の形態の信号処理装置をヘッドホン装置に適用するにより、オーディオ信号をその音源の位置に置いたスピーカで再生した再生音を受聴しているのと同じような音場をヘッドホンによる再生によって再現するための信号処理が、従来の技術で不可能であった、演算能力が低く搭載メモリの数も少ない安価で規模の小さいディジタル信号処理用ＩＣを用いて実現することができる。
【００４１】
また、これに限らず、本実施の形態の信号処理装置を多チャンネルのオーディオ信号を受聴者の前方に配置された２個のスピーカで再生するスピーカ装置に適用することにより、出力左オーディオ信号および出力右オーディオ信号により２個のスピーカを駆動して所定のオーディオ信号による音像を２個のスピーカ以外の場所に定位させるようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、予め測定あるいは計算により算出された伝送系の２点間の伝達特性を表すインパルス応答を再現する信号処理装置およびそれを使用したヘッドホン装置並びにスピーカ装置において、タップ長の短いＦＩＲフィルタを用いても長いインパルス応答を再現できるようになるので、従来と比較して所望のインパルス応答を再現するのに必要なＦＩＲフィルタを構成する遅延器の個数及び乗算器の個数を大幅に削減でき、信号処理装置を実現するために使用するＩＣの規模を大幅に少なくでき、これをディジタル信号処理用ＩＣ等で構成する場合使用ＩＣの個数を大幅に低減できる。従って当然実装面積を少なくし、消費電力を低減しなおかつ安価にシステムを構成できるという大きな効果を奏する。
【００４３】
また本発明を頭外定位型のヘッドホンシステムに用い、発音源から両耳までのインパルス応答を畳み込むためのフィルタを本発明による信号処理装置を用いて構成すれば、初期反射音および残響音をサンプリング時間毎に分布する密なパルスで再現することができるので、再生された音像の頭外感あるいは前方定位感が遅延信号を加えない従来のＦＩＲフィルタだけで構成した場合に比べて大幅に改善されるという効果を奏する。
【００４４】
また、ヘッドホン再生で頭外感を得るシステムに限らず、この部分をスピーカ再生とし２個のスピーカの外側まで音像が定位するようにしたシステムでのＦＩＲ処理の置き換えとしても同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態のヘッドホン装置の構成を示す図である。
【図２】  本実施の形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】  ディジタルＦＩＲフィルタの構成図である。
【図４】  残響回路の構成図である。
【図５】  音源の定位を示す図である。
【図６】  従来のヘッドホン装置の構成を示す図である。
【図７】  従来の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１〜５……入力端子、７〜１１……Ａ／Ｄコンバータ、１２……信号処理装置、１３〜１４……Ｄ／Ａコンバータ、１５〜１６……増幅器、１７……ヘッドホン、２１〜２５……入力端子、２６〜３６……ディジタルＦＩＲフィルタ、３６〜３９……加算回路、４０〜４１……残響付加回路、４２〜４３……加算回路、４４〜４５……出力端子、５１、５６……入力端子、５２、５７……遅延器、５３、５８……乗算器、５４、５９……加算器、５５、６１……出力端子、６０……遅延器出力端子、６２……乗算器、６３……加算器、７１……入力端子、７２……遅延器、７３……乗算器、７４……加算器、７５……出力端子
【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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