JPH0747039Y2 - ヘッドホン受聴補正装置 - Google Patents

ヘッドホン受聴補正装置

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JPH0747039Y2
JPH0747039Y2 JP1989056285U JP5628589U JPH0747039Y2 JP H0747039 Y2 JPH0747039 Y2 JP H0747039Y2 JP 1989056285 U JP1989056285 U JP 1989056285U JP 5628589 U JP5628589 U JP 5628589U JP H0747039 Y2 JPH0747039 Y2 JP H0747039Y2
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headphones
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【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ステレオ信号をヘッドホンで受聴する際の
音像定位を補正するための装置に関し、補正操作を容易
化したものである。
〔従来の技術〕
通常のスピーカ再生用に製作されたステレオ信号をヘッ
ドホンで受聴すると、音像が正しく定位しない。特に、
頭の内部にサウンドステージが作り出されて不快にさえ
感じることがある。
バイノーラル録音は、ダミーヘッドを用いて録音するも
ので、人間の頭部伝達関数の効果が自然な形で録音信号
に含まれるので、比較的良好なヘッドホン再生を可能と
する。
しかし、ダミーヘッドの特性と、受聴者の頭部の微妙な
差異や受聴するヘッドホン特性の差異等から、特に音楽
再生において重要な前方定位に問題を生じやすい。ま
た、通常のスピーカ再生用のソースに対しては対応がで
きない。
そこで、通常のスピーカ再生用のステレオ信号に対し
て、ヘッドホンで受聴した場合にも、あたかもスピーカ
で再生したかのような聴感的印象を与えるための補正を
行なうこと、すなわちステレオ信号に対し例えば電気的
処理により両スピーカから両耳への伝達関数をそれぞれ
近似する方法が提案されている。これは、第2図に示す
ように、2チャンネルステレオ信号を補正用の伝達関数
HLL,HLR,HRL,HRRのフィルタ11〜14に通して、加算器16,
18で左右チャンネル信号を加算して、ヘッドホンの左右
各ユニット20,22に供給するようにしたものである。
〔考案が解決しようとする課題〕
前記第2図の電気的処理による近似方法では、伝達関数
HLL,HLR,HRL,HRRを平均的な値に設定した場合には、受
聴者の頭部の微妙な差異や受聴者の頭部の微妙な差異等
により受聴者の個々のケースに対しては、必ずしも良好
な結果が得られなかった。また、伝達関数HLL,HLR,HRL,
HRRの値を調整可能な場合でも、通常の音楽信号を用い
て個々のケースに応じた最適な特性に調整するのは難し
かった。
この考案は、前記従来の技術における欠点を解決して、
電気的処理による近似方法を用いる場合に、個々のケー
スに応じた最適な特性に容易に調整することができるヘ
ッドホン受聴補正装置を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
左右チャンネルステレオ信号の音像定位を補正してヘッ
ドホンの左右のユニットに供給するためのヘッドホン受
聴補正装置であって、左チャンネル信号に対し左側ヘッ
ドホンユニット供給用に補正を行なう第1の可変フィル
タと、左チャンネル信号に対し右側ヘッドホンユニット
供給用に補正を行なう第2の可変フィルタと、右チャン
ネル信号に対し左側ヘッドホンユニット供給用に補正を
行なう第3の可変フィルタと、右チャンネル信号に対し
右側ヘッドホンユニット供給用に補正を行なう第4の可
変フィルタと、前記第1、第3の可変フィルタの出力信
号どうしを加算して前記左側ヘッドホンユニットに供給
する第1の加算器と、前記第2、第4の可変フィルタの
出力信号どうしを加算して前記右側ヘッドホンユニット
に供給する第2の加算器と、左右2チャンネルステレオ
信号を前記ヘッドホンで受聴するときの音像定位を補正
するフィルタ特性を規定するパラメータとして、前記第
1〜第4の可変フィルタに設定すべきパラメータの組合
せを複数記憶した係数メモリと、ヘッドホン受聴者の選
択操作により、前記係数メモリに記憶された複数のパラ
メータの組合せの中からいずれかを選択して、前記第1
〜第4の可変フィルタの特性を当該選択されたパラメー
タによって規定するパラメータ選択操作手段と、ヘッド
ホン受聴者の操作により、通常のステレオ信号に代るテ
スト信号を発生して前記第1〜第4の可変フィルタに入
力するテスト信号発生器とを具え、ヘッドホン受聴者が
前記ヘッドホンで前記テスト信号を聴きながら前記パラ
メータ選択操作手段を操作して所望の音像定位状態を選
択できるようにしたことを特徴とするものである。
〔作用〕
この考案によれば、受聴者が通常の使用に先んじてテス
ト信号発生器からテスト信号を発生して第1〜第4の可
変フィルタに入力し、その出力をヘッドホンに供給して
受聴し、そのとき、パラメータ選択操作手段で係数メモ
リからパラメータの組合せを選択して第1〜第4の可変
フィルタの特性を規定することにより、自分に最も適し
た特性に設定することができる。
これによれば、メモリに記憶された複数のパラメータの
組合せの中から所望のパラメータの組合せをパラメータ
選択操作手段で選択して第1〜第4の可変フィルタの特
性を規定することができるので、第1〜第4の可変フィ
ルタの特性の調整を容易に行なうことができる。また、
専用のテスト信号を用いて調整を行なうので、通常の音
楽信号を用いる場合に比べて容易に最適特性に調整する
ことができる。
〔実施例〕
この考案の一実施例を第1図に示す。2チャンネルステ
レオ信号は、スイッチ24,26の接点aを介して第1〜第
4の可変フィルタ27〜30に入力され、ここで所望の特性
HLL〜HRRが付与された後加算器32,34で左右チャンネル
信号が加算されて、ヘッドホンの左右各ユニット36,38
に供給される。
テストトーン発生器40からは特性調整のためのテストト
ーンとして例えばピンクノイズ(連続雑音)が発生され
る。通常の音楽信号を特性調整のためのテストトーンと
して用いた場合には、音楽信号に瞬間的に含まれる周波
数成分は限られており、時々刻々変化するので、曲のあ
る瞬間にはある特性がよいと感じても、他の瞬間には別
の特性がよいと感じるなど、受聴者にとってどれが最適
であるのか判断がきわめて難しい。これに対し、ピンク
ノイズのように低域から高域までの周波数成分を含む信
号を用いれば、最適な特性を容易に選択することができ
る。
テストトーン発生器40から発生されるテストトーンはス
イッチ42,44を介してスイッチ24,26の接点bにそれぞれ
供給される。スイッチ24,26はテストキー49がオフされ
ると再生モードが選択されているときは接点aに接続し
て2チャンネルステレオ信号を入力して再生を行ない、
テストキー49がオンされているときは接点bに接続して
テストトーンを入力して特性調整を行なう。
スイッチ42,44はテストキー49がオンされると約3秒周
期で接点a→b→c→a→b→…と接続が自動的に切換
えられる。接点aに接続されたときは、テストトーンは
左チャンネルのみに供給され、接点bに接続されたとき
は、テストトーンは右チャンネルのみに供給され、接点
cに接続されたときは、テストトーンはアッテネータ4
5,47で3dB減衰されて両チャンネルに供給される。
係数メモリ46には、可変フィルタ27〜28の特性HLL〜HRR
を規定するパラメータが複数記憶されている。伝達特性
HLL〜HRRは、(イ)想定するスピーカの特性、(ロ)両
スピーカから両耳への室の空間的伝達特性、(ハ)頭部
伝達特性、(ニ)ヘッドホンの特性等を考慮して定めら
れる。このうち(イ),(ロ)は固定でもよく、好みに
応じて設定してもよいものである。(ハ),(ニ)は受
聴時に個別に調整する必要があるものである。特に
(ハ)は音像定位に重大な影響を与える。
パラメータは、これら条件(イ)〜(ニ)を様々に設定
して、実測により個々の条件の組合せごとに最適のパラ
メータの組合せを求めて、係数メモリ46に記憶しておく
ことができる。各条件は例えば次の中から選択すること
ができる。
(イ)スピーカ特性 各種スピーカ特性の中から選択 (ロ)室の空間的伝達特性 i) 広さ:小、大 (ハ)頭部伝達特性 i) 性別:男、女 ii) 老若:子供、若者、中年、老人 iii) 頭髪:坊主、短、長(右分け、左分け) iv) 頭部形状:丸、角 v) 耳介形状:大、中、小 (ニ)ヘッドホン特性 i) 形式:オープンタイプ、密着タイプ (ハ)の頭部伝達特性の特性近似は数ミリ秒のインパル
ス応答を再現すれば充分であり、高忠実度音楽信号の場
合、512点程度の畳み込みを例えばディジタル信号処理
等により行なえば良い。可変フィルタ27〜28の演算を信
号データ16ビット、係数データ16ビットの畳み込み器で
実行する場合、一つの実測データを再現するのに 512×4×2=4096バイト 程度のメモリ(ROM)容量があればよい。このようなデ
ータを数十とおり係数メモリ46に記憶させておくのは容
易である。
また、(ニ)のヘッドホンの特性補正も、インパルス応
答としては短く、数ミリ秒以下であり、同様の畳み込み
で行ない得る。
また、(ロ)の室の空間的伝達特性の設定は、厳密に行
なうためには再生室の残音時間に相当する比較的長い時
間(0.2〜1.5秒程度)のインパルス応答を畳み込む必要
がある。このためには、65536点程度の畳み込みを要す
る。しかし、通常の音楽再生において、再生音場の重畳
は必ずしも必要でなく、この効果を無視してもよい。あ
るいは室の拡がり感等を決定するのは、主として直接音
の直後150ミリ秒以内に到来する初期反射音であること
に着目して約16000点程度の畳み込みを行なえば実用上
充分である。
実測により求められた各条件下での最適パラメータの組
合せは、係数メモリ46に記憶され、パラメータ選択操作
子48の選択操作により読み出される。可変フィルタ27〜
30は係数メモリ46から読み出されたパラメータにより特
性が規定され、入力信号との畳み込み演算により、入力
信号に周波数特性を付与する。
可変フィルタ27〜30の構成例を第3図に示す。これはデ
ィジタルフィルタで構成したもので、係数メモリ46から
読み出されたパラメータhLL0〜hLLn,hLR0〜hLRn,hRL0〜
hRLn,hRR0〜hRRnに係数の値が設定される。
左右各チャンネル入力はA/D変換器50,52を介して入力さ
れ、可変フィルタ27〜30で畳み込み演算により、周波数
特性が付与されて、A/D変換器54,56を介して出力され
る。
第1図の補正装置を使用する場合は、まずテストトーン
を使って可変フィルタ27〜30の特性を設定する。すなわ
ち、受聴者はヘッドホンを頭にかけてヘッドホンユニッ
ト36,38を耳に当てた状態にし、テストキー49をオンす
る。これにより、スイッチ24,26は接点bに接続され
る。また、テストトーン発生器40からテストトーンが発
生される。このときスイッチ42,44は約3秒周期で自動
的に切り換えられて、左チャンネル→右チャンネル→中
央定位→左チャンネル→右チャンネル→…の順で順次テ
ストトーンが可変フィルタ27〜30に繰返し送り込まれ
る。可変フィルタ27〜30はパラメータ選択操作子48で選
択されて係数メモリ46から読み出されたパラメータによ
り特性が設定されて、畳み込み演算によりテストトーン
に周波数特性を付与する。受聴者はこのテストトーンを
聴きながらパラメータ選択操作子を切換えて、最も前方
定位が明確となるパラメータを選択する。
パラメータの選択が終了したらテストキー49をオフす
る。これにより、テストトーンの発生が停止するととも
に、スイッチ24,26は接点aに接続されて、2チャンネ
ルステレオ信号が入力されて、可変フィルタ27〜30にお
いて前記設定されたパラメータで畳み込み演算が行なわ
れ、受聴者は最適な音像定位で音楽を楽しみことができ
る。
〔変更例〕
前記実施例では、テストトーンとしてピンクノイズを用
いたが、再現性のある音であればテスト信号として用い
ることができる。例えば繰り返し再生可能なように波形
メモリに記憶された各種の実音を用いてもよい。定位の
確認が容易な音としては、周波数スペクトルが広い衝撃
音や擦過音が適しているが、快適性を考慮すると、立上
り部を含むフルート音やドラムの音などでもよい。
〔考案の効果〕
以上説明したように、この考案によれば、受聴者が通常
の使用に先んじてテスト信号発生器からテスト信号を発
生して第1〜第4の可変フィルタに入力し、その出力を
ヘッドホンに供給して受聴し、そのとき、パラメータ選
択操作手段で係数メモリからパラメータの組合せを選択
して第1〜第4の可変フィルタの特性を規定することに
より、自分に最も適した特性に設定することができる。
これによれば、メモリに記憶された複数のパラメータの
組合せの中から所望のパラメータの組合せをパラメータ
選択操作手段で選択して第1〜第4の可変フィルタの特
性を規定することができるので、第1〜第4の可変フィ
ルタの特性の調整を容易に行なうことができる。また、
専用のテスト信号を用いて調整を行なうので、通常の音
楽信号を用いる場合に比べて容易に最適特性に調整する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この考案の一実施例を示すブロック図であ
る。 第2図は、従来装置を示すブロック図である。 第3図は、第1図の可変フィルタ27〜30の具体例を示す
回路図である。 27〜30……第1〜第4の可変フィルタ、32,34……第
1、第2の加算器、36,38……ヘッドホンユニット、40
……テスト信号発生器、46……係数メモリ、48……パラ
メータ選択操作子(パラメータ選択操作手段)。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】左右チャンネルステレオ信号の音像定位を
    補正してヘッドホンの左右のユニットに供給するための
    ヘッドホン受聴補正装置であって、 左チャンネル信号に対し左側ヘッドホンユニット供給用
    に補正を行なう第1の可変フィルタと、 左チャンネル信号に対し右側ヘッドホンユニット供給用
    に補正を行なう第2の可変フィルタと、 右チャンネル信号に対し左側ヘッドホンユニット供給用
    に補正を行なう第3の可変フィルタと、 右チャンネル信号に対し右側ヘッドホンユニット供給用
    に補正を行なう第4の可変フィルタと、 前記第1、第3の可変フィルタの出力信号どうしを加算
    して前記左側ヘッドホンユニットに供給する第1の加算
    器と、 前記第2、第4の可変フィルタの出力信号どうしを加算
    して前記右側ヘッドホンユニットに供給する第2の加算
    器と、 左右2チャンネルステレオ信号を前記ヘッドホンで受聴
    するときの音像定位を補正するフィルタ特性を規定する
    パラメータとして、前記第1〜第4の可変フィルタに設
    定すべきパラメータの組合せを複数記憶した係数メモリ
    と、 ヘッドホン受聴者の選択操作により、前記係数メモリに
    記憶された複数のパラメータの組合せの中からいずれか
    を選択して、前記第1〜第4の可変フィルタの特性を当
    該選択されたパラメータによって規定するパラメータ選
    択操作手段と、 ヘッドホン受聴者の操作により、通常のステレオ信号に
    代るテスト信号を発生して前記第1〜第4の可変フィル
    タに入力するテスト信号発生器とを具え、 ヘッドホン受聴者が前記ヘッドホンで前記テスト信号を
    聴きながら前記パラメータ選択操作手段を操作して所望
    の音像定位状態を選択できるようにしたことを特徴とす
    るヘッドホン受聴補正装置。
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