JP2019050445A - バイノーラル再生用の係数行列算出装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
まず、音源90を再生するスピーカ94から聴取者92の耳93−1,93−2までの間の音場を状態空間モデルで表す場合について説明する。図19を参照して音源90を再生するスピーカ94の位置を入力端とし、聴取者92の耳93−1,93−2である受音点位置を出力端とし、入力端から出力端までの音の伝搬特性を音場とする。
次に、本発明の実施形態による係数行列算出装置のハードウェア構成について説明する。図5は、本発明の実施形態による係数行列算出装置のハードウェア構成を示す概略図である。この係数行列算出装置1は、音場を図4に示した状態空間モデルで表した場合に、状態空間モデルのパラメータである係数行列A,B,Cを算出する装置である。
次に、図5に示した制御部10の処理の概要について説明する。図6は、制御部10の処理例を示すフローチャートである。制御部10は、後述する係数行列算出部30に相当する。
次に、図5に示した制御部10の構成について説明する。図7は、制御部10の構成例を示すブロック図である。この制御部10は、次数決定部20、ブロックハンケル行列生成部21、特異値分解部22、入出力行列決定部23及びシステム行列決定部24を備えている。前述のとおり、制御部10は、後述する係数行列算出部30に相当する。
が成り立つ。
次に、図7に示した制御部10である係数行列算出部30の適用例について説明する。図8は、係数行列算出部30をm入力2出力の音響システムに適用した場合の例を説明するブロック図である。信号処理装置40は、係数行列算出部30及び信号演算部42を備えている。
次に、制御部10(係数行列算出部30)の他の構成例について説明する。以下に説明する第1構成例は、BRIR行列g(k)を複数の周波数帯域に分割した場合の帯域毎に、係数行列算出プログラムの処理にて係数行列A,B,Cを決定する例である。第2構成例は、BRIR行列g(k)を複数の周波数帯域に分割し、さらに、BRIR行列g(k)のサンプルの間引きを行った場合の帯域毎に、係数行列算出プログラムの処理にて係数行列A,B,Cを決定する例である。
まず、第1構成例について説明する。前述のとおり、第1構成例は、BRIR行列g(k)を複数の周波数帯域に分割した場合の帯域毎に、係数行列算出プログラムの処理にて係数行列A,B,Cを決定する例である。
次に、第2構成例について説明する。前述のとおり、第2構成例は、BRIR行列g(k)を複数の周波数帯域に分割し、さらに、BRIR行列g(k)のサンプルの間引きを行った場合の帯域毎に、係数行列算出プログラムの処理にて係数行列A,B,Cを決定する例である。
次に、第3構成例について説明する。前述のとおり、第3構成例は、BRIR行列g(k)を複数の周波数帯域に分割して間引きし、さらに、BRIR行列g(k)のむだ時間を分離した場合の帯域毎に、係数行列算出プログラムの処理にて係数行列A,B,Cを決定する例である。
次に、第4構成例について説明する。前述のとおり、第4構成例は、BRIR行列g(k)のむだ時間を分離し、係数行列算出プログラムの処理にて係数行列A,B,Cを決定する例である。
10 制御部
11 CPU
12 記憶部
13 記憶装置
14 操作/入力部
15 表示出力インタフェース部
16 通信部
17 システムバス
20 次数決定部
21 ブロックハンケル行列生成部
22 特異値分解部
23 入出力行列決定部
24 システム行列決定部
30,30’ 係数行列算出部
31,41 帯域分割部
32,44 間引き部
33 むだ時間分離部
40,40’ 信号処理装置
42,42’ 信号演算部
43,95 信号合成部
45 補間部
46−1 LPF(ローパスフィルタ)
46−2 BPF(バンドパスフィルタ)
47 遅延時間補償部
50,53,54 乗算器
51 加算器
52 遅延器
90 音源
91 フィルタ
92 聴取者
93 耳
94 スピーカ
96 ヘッドホン
Claims (6)
- 所定数の音源を再生するスピーカから聴取者へ音響信号が提示される音場を状態空間モデルで表した場合の、当該状態空間モデルのバイノーラル再生用の係数行列を算出する係数行列算出装置において、
前記音場の特性を表すインパルス応答を入力し、当該インパルス応答を用いてブロックハンケル行列を生成するブロックハンケル行列生成部と、
前記ブロックハンケル行列生成部により生成された前記ブロックハンケル行列を特異値分解し、所定次数の直行行列を第1行列、特異値行列を第2行列、及び直行行列の転置行列を第3行列として生成し、前記所定次数の前記第1行列、前記第2行列及び前記第3行列に基づいて、前記ブロックハンケル行列を第4行列及び第5行列の積で表した場合の前記所定次数の前記第4行列及び前記第5行列を生成し、前記所定次数よりも1つ高い次数の前記第4行列を生成する特異値分解部と、
前記特異値分解部により生成された前記所定次数の前記第4行列及び前記第5行列、並びに前記所定次数よりも1つ高い次数の前記第4行列に基づいて、前記係数行列を決定する係数行列決定部と、
を備えたことを特徴とする係数行列算出装置。 - 請求項1に記載の係数行列算出装置において、
さらに、前記音場の特性を表すインパルス応答を入力し、当該インパルス応答を複数の帯域に分割するための所定のカットオフ周波数にて帯域通過フィルタ処理を行う帯域分割部を備え、
前記ブロックハンケル行列生成部は、
前記帯域分割部により帯域通過フィルタ処理が行われた前記インパルス応答を入力し、当該インパルス応答を用いて前記ブロックハンケル行列を生成する、ことを特徴とする係数行列算出装置。 - 請求項2に記載の係数行列算出装置において、
さらに、前記帯域分割部により帯域通過フィルタ処理が行われた前記インパルス応答に対し、サンプルの間引きを行う間引き部を備え、
前記ブロックハンケル行列生成部は、
前記間引き部により間引きされた前記インパルス応答を入力し、当該インパルス応答を用いて前記ブロックハンケル行列を生成する、ことを特徴とする係数行列算出装置。 - 請求項3に記載の係数行列算出装置において、
さらに、前記間引き部により間引きされた前記インパルス応答からそのピーク位置を求め、当該ピーク位置の時間をむだ時間として求め、前記インパルス応答から前記むだ時間を分離するむだ時間分離部を備え、
前記ブロックハンケル行列生成部は、
前記むだ時間分離部により前記むだ時間が分離された前記インパルス応答を入力し、当該インパルス応答を用いて前記ブロックハンケル行列を生成する、ことを特徴とする係数行列算出装置。 - 請求項1に記載の係数行列算出装置において、
さらに、前記音場の特性を表すインパルス応答を入力し、当該インパルス応答からそのピーク位置を求め、当該ピーク位置の時間をむだ時間として求め、前記インパルス応答から前記むだ時間を分離するむだ時間分離部を備え、
前記ブロックハンケル行列生成部は、
前記むだ時間分離部により前記むだ時間が分離された前記インパルス応答を入力し、当該インパルス応答を用いて前記ブロックハンケル行列を生成する、ことを特徴とする係数行列算出装置。 - コンピュータを、請求項1から5までのいずれか一項に記載の係数行列算出装置として機能させるプログラム。
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