JP2932801B2 - 立体音場シミュレーション方法 - Google Patents

立体音場シミュレーション方法

Info

Publication number
JP2932801B2
JP2932801B2 JP3301171A JP30117191A JP2932801B2 JP 2932801 B2 JP2932801 B2 JP 2932801B2 JP 3301171 A JP3301171 A JP 3301171A JP 30117191 A JP30117191 A JP 30117191A JP 2932801 B2 JP2932801 B2 JP 2932801B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sound field
sound
channel
impulse response
receiving point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3301171A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05115098A (ja
Inventor
滋 平野
政義 坪井
好人 縄岡
充敏 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OOBAYASHIGUMI KK
Original Assignee
OOBAYASHIGUMI KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OOBAYASHIGUMI KK filed Critical OOBAYASHIGUMI KK
Priority to JP3301171A priority Critical patent/JP2932801B2/ja
Publication of JPH05115098A publication Critical patent/JPH05115098A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2932801B2 publication Critical patent/JP2932801B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Stereophonic System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、設計段階の音場を模擬
的に創出する立体音場シミュレーション方法に係わり、
まだ建設されていない設計段階の音場の音響特性を、立
体角を用いた数値演算処理によって、試聴者位置での方
向別のインパルス応答として得るようにし、さらに仮想
音場で得られる音を正確に受聴者の左右両耳に入力する
ために、このインパルス応答に対し試聴者の音響特性に
より当該試聴者の両耳に入力すべき応答を決定する処理
施すようにして、左右それぞれの耳における応答まで
の情報を数値シミュレーションから直接算出することと
し、すなわち数値シミュレーションの段階で左右の耳で
の応答を算出することまで実行し、この数値演算結果に
基づいて左チャネルと右チャネルの二系統で音場を創出
するようにした立体音場シミュレーション方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】周知のように、音楽ホール等では設計の
段階で音場についての解析が重要であり、このため音場
を解析する技術として幾何学的手法の虚像法などが知ら
れている。虚像法は、自然界の現象は最短距離を通って
進行するというフェルマの定理に基づくものであり、受
音点に到達する音を幾何学的に追跡することで音の応答
を得ている。計算された応答より音場を再現する技術と
して、不用の反射音が発生しない無響室などの空間に複
数のスピーカを適宜に配置し、室の中央で試聴(受音)
することが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、虚像法
に代表される幾何学的シミュレーションでは、音を幾何
学的に取扱うため音の回析を表現できないという問題点
があった。すなわち、幾何学的シミュレーションでは、
音の回析を無視できるという限定された条件下において
のみ音響シミュレーションを適切になしうるが、それは
特別であって音の回析は無視できないことの方が多いた
めシミュレーション精度がよくなく、高精度に行うこと
が困難であった。また、実際の受音点には音源からの直
接音はもちろん、あるゆる方向から反射音が到来するこ
とになるが、これをシミュレートするためのスピーカ
は、無響室などの空間には無限に配設できるものではな
く、すなわちスピーカの配設数の制限からシミュレーシ
ョン精度に限界があった。しかも無響室などに多数のス
ピーカを配置するのは、装置の設置場所に制限を受け設
備コスト面でも望ましくない。
【0004】なお、左チャネルと右チャネルの二系統で
立体音場を再現する技術として、図2に示されるような
HATS(Head And Torso Simul
ator)と呼ばれているもの、すなわち人間の頭部お
よび胴体を模した人形の左耳および右耳に各々マイクを
配設したもので録音し、これを再生する際には、左右チ
ャネルのクロストークのキャンセル,スピーカ特性の補
正およびHATSの形状等に関する特性を試聴者のそれ
にフィットさせる正面補正を施すことが知られている
が、それは既設音場における録音・再生の技法であっ
て、一般的に言うシミュレーション技法として確立して
はいない。
【0005】本発明は、前記の事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、現実には存在しない設計段階の
音場の音響特性を、立体角を用いた数値演算処理によっ
て、試聴者位置での方向別のインパルス応答として得る
ようにし、さらに仮想音場で得られる音を正確に受聴者
の左右両耳に入力するために、このインパルス応答に対
し試聴者の音響特性により当該試聴者の両耳に入力すべ
き応答を決定する処理を施すようにして、左右それぞれ
の耳における応答までの情報を数値シミュレーションか
ら直接算出することによって、すなわち数値シミュレー
ションの段階で左右の耳での応答を算出することまで実
行することによって、この数値演算結果に基づいて左チ
ャネルと右チャネルの二系統により立体音場を創出する
ことができ、音場シミュレーションを高精度に行え、か
つそのシミュレーション形態の自由度が大きく設備コス
ト面に有利性がある立体音場シミュレーション方法を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、まだ建設されていない設計段階のホール等の
現実には存在しない音場を模擬的に創出する立体音場シ
ミュレーション方法であって、前記音場における1つの
受音点について、当該受音点に到達する音の到来方向の
立体角に対応するインパルス応答を計算し、算出された
各インパルス応答に対し左右の耳での音響特性を与える
処理を行い、次いでそれらのインパルス応答を左チャネ
ルと右チャネルとに振り分け合成する処理を行うことで
計算された音場の全ての演算結果を左チャネルと右チャ
ネルの二系統のみに集約した後、左チャネルと右チャネ
ルの二系統で音場を模擬的に創出することを特徴とす
る。
【0007】
【作用】本発明の作用について述べると、まず、例えば
新たに建設されるホールなどの設計段階において、現実
には存在しない当該ホールの音響特性を数値的に解析し
て、これをインパルス応答として得る。具体的には、対
象となっている音場における1つの受音点について、当
該受音点に到達する音の到来方向の立体角に対応するイ
ンパルス応答を計算するという形で数値解析を行う。こ
のように数値解析によって得られた設計段階の音場の音
響特性を示すインパルス応答は、当該音場の特定の受音
点における特定の音の到来方向の音響特性を予測したも
のとなり、音場を模擬的に創出する上での基礎的なデー
タとなる。その後、算出した各インパルス応答に対し左
右の耳での音響特性を与えるという処理を利用すること
によって、各インパルス応答を試聴者の左右の耳に対応
したものに変換することができる。次いで、これらのイ
ンパルス応答を左チャンネルと右チャンネルに振り分け
合成することで、計算された音場の全ての演算結果を左
チャネルと右チャネルの二系統のみに集約し、その受音
点における試聴者の左右の耳に入力すべき左右2チャン
ネルのインパルス応答を生成することができる。要する
に、数値シミュレーションの段階で左右それぞれの耳に
おける応答までの情報を当該数値シミュレーションから
直接算出することまで実行し、この数値演算結果に基づ
いて左チャネルと右チャネルの二系統で音場を創出する
ようにしている。そして、これらのインパルス応答に基
づき、左チャネルと右チャネルの二系統できわめてリア
ルな立体音場を模擬的に創出することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例につき、添付図面を参
照して説明する。図1は本発明の一実施例を示す。本発
明は、設計段階の音場を模擬的に創出する立体音場シミ
ュレーション方法であって、本実施例ではまず、音場に
おける1つの受音点について、当該受音点に到達する
の到来方向の立体角に対応するインパルス応答を計算
し、この数値解析によってまだ実際には存在しない音場
の音響特性を予測する。この計算で算出されるインパル
ス応答は、波動方程式の積分表示であるkirchho
ffの積分方程式を基礎式とし、離散化する要素を波面
の同位相要素として相対的に要素数を抑えて実時間域で
計算できることにする。音場における受音点についての
立体角は、その受音点を中心にあらゆる方向に張り、受
音点に対する音の到来方向を示す。受音点について具体
的には、立体角を変数に適宜に分割してインパルス応答
を求める。したがって、インパルス応答が方向別に求め
られ、これは受音点に関した空間すなわち音場の音響特
性を予測したものとなる。
【0009】次に、算出した各インパルス応答に左右の
耳での音響特性を与える処理を適用する。人間はある方
向から来る音を左右の耳でとらえ、その到来方向を、左
右の耳での音響特性つまり左右の耳での音のレベル差,
時間差,周波数特性の違い,位相差等により経験的に特
定しているので、方向別と言える各インパルス応答に左
右の耳での音響特性の補正を方向に応じて与えるのであ
る。この処理によって、各インパルス応答を試聴者の左
右の耳に対応したものに変換することができる。すなわ
ち、仮想音場で得られる音を正確に受聴者の左右両耳に
入力するために、左右それぞれの耳における応答までの
情報を、数値シミュレーションから直接算出するように
している。
【0010】その後、左右の両耳でのインパルス応答を
左チャネルと右チャネルとに振り分け合成する。この合
成により、受音点における試聴者の左右の耳に対応する
音響特性を得ることができる。この合成処理を行うこと
で、計算された音場の全ての演算結果を左チャネルと右
チャネルの二系統のみに集約するようにしていて、これ
により数値シミュレーションの段階で、左右の耳での応
答を算出することまで実行する。そして、左右に振り分
けたインパルス応答に基づき、左チャンネルと右チャン
ネルの二系統で音場を創出することで、現実には存在し
ない設計段階の音場をシミュレーションすることができ
る。ここで二系統の左右2つのスピーカを用いる。図1
に示すように、左右チャネルのクロストークのキャンセ
ル(CLCR)を行う必要があり、すなわち右スピーカ
1から左耳にまわり込む音を左スピーカ2から出す音で
キャンセルし、その逆についても同様逆に処理する。さ
らに、正面補正(EL,ER)各チャネルについてスピ
ーカを含む再生系の補正(TL,TR)も行う。この再
生技術自体は、特開平2−86399号公報ですでに知
られている。なお、右スピーカ1および左スピーカ2
は、床面等に接地する固定型や試聴者が頭部にセットす
るヘッドフォン型など、適宜である。
【0011】このように、設計段階の音場の音響特性を
数値的に解析し、具体的には立体角を用いた数値演算処
理により音場のある受音点における特定の方向に対応し
たインパルス応答を計算し、さらに仮想音場で得られる
音を正確に受聴者の左右両耳に入力するために、各イン
パルス応答に対し試聴者の左右の耳に対応した音響特性
の補正を施し、これらのインパルス応答を左チャネルと
右チャネルとに振り分け合成するようにして、左右それ
ぞれの耳における応答までの情報を数値シミュレーショ
ンから直接算出することとし、すなわち数値シミュレー
ションの段階で左右の耳での応答を算出することまで実
行し、この数値演算結果に基づいてその受音点における
試聴者の左右の耳に入力すべき左右2チャンネルのイン
パルス応答を生成でき、これらのインパルス応答に基づ
き、左チャネルと右チャネルの二系統できわめてリアル
な立体音場を模擬的に創出することができる。特に、こ
のインパルス応答は立体角に関していわば方向別に求め
るので、左右2チャンネルであるものの創出される定位
はまさに立体的となり、臨場感あふれるきわめてリアル
な立体音場を創出することができる。したがって、立体
角の分散数つまりインパルス応答の演算数を増すことに
より音場シミュレーションを高精度に行えるものであ
り、理論的にはシミュレーション精度に限界がない。ま
た、左チャネルと右チャネルの二系統によるものなの
で、設備コスト面に有利性がある。
【0012】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる立体音場シミュレーション方法によれば、設計段階
の音場における1つの受音点について、当該受音点に到
達する音の到来方向の立体角に対応するインパルス応答
を計算し、算出された各インパルス応答に対し左右の耳
での音響特性を与える処理を行って試聴者の左右の耳に
対応したインパルス応答に変換した後、さらに、それら
のインパルス応答を左チャンネルと右チャンネルとに振
り分け合成する処理を行うことによって計算された音場
の全ての演算結果を左チャネルと右チャネルの二系統の
みに集約することで、試聴者の左右両耳に対応した2チ
ャンネルのインパルス応答を得て左チャネルと右チャネ
ルの二系統で音場を創出するようにしていて、このよう
に左右それぞれの耳における応答までの情報を数値シミ
ュレーションから直接算出することによって、すなわち
数値シミュレーションの段階で左右の耳での応答を算出
することまで実行することによって、この数値演算結果
に基づいて仮想音場で得られる音を正確に受聴者の左右
両耳に入力することができて、左チャネルと右チャネル
の二系統により立体音場を創出することができ、音場シ
ミュレーションを高精度に行え、かつそのシミュレーシ
ョン形態の自由度が大きく設備コスト面に有利性がある
立体音場シミュレーション方法を提供することにある。
きわめてリアルな立体音場を模擬的に創出することがで
きる。そして、インパルス応答はある受音点における立
体角に関して方向別に求めるので、左右2チャネルであ
るものの創出される定位はまさに立体的となり、立体音
場を得ることができる。しかも、インパルス応答の立体
角の分割数を増すに応じて音場シミュレーションを高精
度に行えるものであり、また単に二系統によるものなの
で、シミュレーション形態の自由度が大きく、設備コス
ト面に有利性がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の再生系を示す構成図であ
る。
【図2】本発明と関連する従来のHATS技術を示す構
成図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 充敏 東京都清瀬市下清戸4丁目640番地 株 式会社大林組技術研究所内 (56)参考文献 特開 平1−135222(JP,A) 特開 平3−254298(JP,A) 特開 平2−224600(JP,A) 特開 平2−86399(JP,A) 音響技術 1984 vol.13,no1 (no45)PP13−19 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04S 1/00 H04S 7/00 G10K 15/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 まだ建設されていない設計段階のホール
    等の現実には存在しない音場を模擬的に創出する立体音
    場シミュレーション方法であって、 前記音場における1つの受音点について、当該受音点に
    到達する音の到来方向の立体角に対応するインパルス応
    答を計算し、算出された各インパルス応答に対し左右の
    耳での音響特性を与える処理を行い、次いでそれらのイ
    ンパルス応答を左チャネルと右チャネルとに振り分け合
    成する処理を行うことで計算された音場の全ての演算結
    果を左チャネルと右チャネルの二系統のみに集約した
    後、左チャネルと右チャネルの二系統で音場を模擬的に
    創出することを特徴とする立体音場シミュレーション方
    法。
JP3301171A 1991-10-22 1991-10-22 立体音場シミュレーション方法 Expired - Fee Related JP2932801B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3301171A JP2932801B2 (ja) 1991-10-22 1991-10-22 立体音場シミュレーション方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3301171A JP2932801B2 (ja) 1991-10-22 1991-10-22 立体音場シミュレーション方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05115098A JPH05115098A (ja) 1993-05-07
JP2932801B2 true JP2932801B2 (ja) 1999-08-09

Family

ID=17893650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3301171A Expired - Fee Related JP2932801B2 (ja) 1991-10-22 1991-10-22 立体音場シミュレーション方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2932801B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005223713A (ja) 2004-02-06 2005-08-18 Sony Corp 音響再生装置、音響再生方法
KR100739762B1 (ko) * 2005-09-26 2007-07-13 삼성전자주식회사 크로스토크 제거 장치 및 그를 적용한 입체 음향 생성 시스템
JPWO2018047805A1 (ja) * 2016-09-09 2019-06-24 日本電気株式会社 移動音源速度推定装置、速度監視システム、移動音源速度推定方法、および移動音源速度推定用プログラム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0286399A (ja) * 1988-09-22 1990-03-27 Koken Co Ltd 基準的音響伝送システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
音響技術 1984 vol.13,no1(no45)PP13−19

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05115098A (ja) 1993-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Davis et al. High order spatial audio capture and its binaural head-tracked playback over headphones with HRTF cues
US7215782B2 (en) Apparatus and method for producing virtual acoustic sound
US9560439B2 (en) Methods, systems, and computer readable media for source and listener directivity for interactive wave-based sound propagation
JP2569872B2 (ja) 音場制御装置
JP5024792B2 (ja) 全方位周波数指向性音響装置
WO1986002791A1 (en) Spatial reverberation
JPH08502867A (ja) 指向性音を作る方法及び装置
CN108632709B (zh) 一种沉浸式宽带3d声场重放方法
Novo Auditory virtual environments
Sakamoto et al. 3d sound-space sensing method based on numerous symmetrically arranged microphones
JP4886242B2 (ja) ダウンミックス装置およびダウンミックスプログラム
JP2013201577A (ja) 立体音響計算方法、装置、プログラム、記録媒体および立体音響提示システムならびに仮想現実空間提示システム
JP2932801B2 (ja) 立体音場シミュレーション方法
Kahana et al. A multiple microphone recording technique for the generation of virtual acoustic images
Blommer et al. Realistic 3d sound simulation in the virttex driving simulator
JPH09191500A (ja) 仮想音像定位用伝達関数表作成方法、その伝達関数表を記録した記憶媒体及びそれを用いた音響信号編集方法
Tang et al. Dynamic sound field synthesis for speech and music optimization
JP4407467B2 (ja) 音響シミュレーション装置、音響シミュレーション方法、および音響シミュレーションプログラム
Jin A tutorial on immersive three-dimensional sound technologies
JP3799619B2 (ja) 音響装置
US20220312144A1 (en) Sound signal generation circuitry and sound signal generation method
Lee et al. A study on the auralization system using flexible rendering for virtual reality-based acoustic simulation
US20240163624A1 (en) Information processing device, information processing method, and program
Palenda et al. Setup for choir recordings in virtual churches
Heidet et al. A cost effective architecture for realistic sound rendering in the SCANeR II driving simulator

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080528

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090528

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100528

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100528

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110528

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees