(57)【要約】【課題】劇場やホール等の空間において、複数のスピーカを用いた音像の定位設定を、従来と比較してより簡易な演算で行うことのできる技術を提供する。【解決手段】音響装置１には、複数のスピーカＳＰの各々の発音位置と、仮想音源の位置が入力される。音響装置１は、入力された各スピーカＳＰの位置と、仮想音源の位置との間の各々の距離を算出し、算出した各距離の合計に対する各距離の割合を、単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを算出する。次いで、音響装置１は、信号処理回路に対し、算出した音圧レベルに対応した音圧となるように、音圧パラメータを設定する。【選択図】図１
2010041190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカの各々の位置を入力するスピーカ位置入力手段と、
仮想音源の位置を入力する仮想音源位置入力手段と、
前記スピーカ位置入力手段が入力した前記各スピーカの位置と前記仮想音源位置入力手段が入力した前記仮想音源の位置との間の各々の距離を求める距離算出手段と、
前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合を、単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算する音圧レベル計算手段と、
前記各スピーカにオーディオ信号を供給する複数の信号処理回路と、
前記信号処理回路に対し、前記音圧レベル計算手段が計算した音圧レベルに対応した音圧となるように、前記各スピーカに対する音圧パラメータを設定する音圧パラメータ設定手段と
を具備することを特徴とする音響装置。
【請求項２】
前記音圧レベル計算手段は、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合の逆数を算出し、算出結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算する
ことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項３】
前記音圧レベル計算手段は、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合のべき乗の逆数を算出し、算出結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算する
ことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項４】
前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合を、それぞれ異なる複数のアルゴリズムの単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算する複数の音圧レベル算出手段と、
前記複数の音圧レベル算出手段のうちの少なくともいずれかをひとつを選択する選択手段と
を具備し、
前記音圧レベル計算手段は、前記選択手段により選択された音圧レベル算出手段を用いて前記音圧レベルを算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項５】
前記選択手段は、操作者によって操作される操作手段から供給される操作信号に応じて前記複数の音圧レベル算出手段のうちの少なくともいずれかひとつを選択する
ことを特徴とする請求項４に記載の音響装置。
【請求項６】
前記選択手段は、前記複数のスピーカの各々の位置及び前記仮想音源の位置の少なくともいずれかひとつに基づいて、前記複数の音圧レベル算出手段のうちの少なくともいずれかひとつを選択する
ことを特徴とする請求項４に記載の音響装置。
【請求項７】
前記仮想音源位置入力手段は、時刻と前記仮想音源の位置とを対応付けて入力し、
前記距離算出手段は、時刻の経過に伴って、前記各スピーカの位置と該時刻に対応する前記仮想音源の位置との間の各々の距離を時系列に算出し、
前記音圧レベル計算手段は、前記距離算出手段の算出結果に従って、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合を、単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における前記音圧レベルを時系列に計算する
ことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項８】
前記仮想音源位置入力手段は、前記仮想音源の軌跡を入力し、
前記距離算出手段は、前記入力された軌跡に従って、前記各スピーカの位置と前記仮想音源の軌跡の位置との間の距離を算出し、
前記音圧レベル計算手段は、前記距離算出手段の算出結果に従って、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合を、単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における前記音圧レベルを計算する
ことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項９】
前記音圧レベル計算手段は、前記複数のスピーカのうちの、前記距離算出手段によって算出された前記各スピーカの位置と前記仮想音源の位置との間の各々の距離が予め定められた閾値より小さいスピーカについて、各スピーカ位置における音圧レベルを計算する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の音響装置。
【請求項１０】
前記複数のスピーカの各々の指向性の内容を示す指向性データを記憶する記憶手段
を具備し、
前記音圧レベル計算手段は、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合を単調減少関数によって変換し、該変換結果に対して前記記憶手段に記憶された前記複数のスピーカの各々の指向性データに基づいた係数を乗算し、該乗算結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算する
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の音響装置。
【請求項１１】
コンピュータを、
複数のスピーカの各々の位置を入力するスピーカ位置入力手段と、
仮想音源の位置を入力する仮想音源位置入力手段と、
前記スピーカ位置入力手段が入力した前記各スピーカの位置と前記仮想音源位置入力手段が入力した前記仮想音源の位置との間の各々の距離を求める距離算出手段と、
前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合を、単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算する音圧レベル計算手段と、
前記各スピーカにオーディオ信号を供給する複数の信号処理回路と、
前記信号処理回路に対し、前記音圧レベル計算手段が計算した音圧レベルに対応した音圧となるように、前記各スピーカに対する音圧パラメータを設定する音圧パラメータ設定手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音像を定位または移動させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
劇場やホールといった施設においては、複数のスピーカを用いて演者の声や演奏音等の各種の音声を音像定位させる方法が提案されている（非特許文献１乃至４参照）。２つのスピーカで定位を設定する方法は例えば非特許文献１において提案されている。また、３つのスピーカで定位を設定する方法としては、スピーカ位置を頂点として三角形を想定し、物理的に重心位置が設定した定位位置になるように、各頂点の重さ（音圧・レベル）を算出する方法が提案されている。
【０００３】
一方、４つ以上のスピーカを用いて音像定位を行う場合、上述の（３つのスピーカを用いた）方法で各スピーカの位置を求めようとしても解は一意に求まらず、重複解となる場合がある。そこで、非特許文献２では、複数の仮想スピーカ位置等を配置して三角形のメッシュを作成し、各定位位置においてその位置を含む三角形で重心を求めることで定位作成用の各頂点の重さ（レベル）を算出する方法が提案されている。
【非特許文献１】“http://www.shonan.ne.jp/~hiro-s/pages/MSP2_Doc/tutorial_22.html”
【非特許文献２】“LCS:http://www.meyersound.com/products/lcs_series/matrix3/surround_panning.htm”
【非特許文献３】“http://www.acoustics.hut.fi/research/cat/vbap/”
【非特許文献４】“Audio Engineering Society Convention Paper Presented at the 117th Convention 2004 October 28-31 San Francisco, CA, USA”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献２に記載の技術では、どの位置にどのような複数のスピーカを配置するかは、サウンドデザイナ等の作業者が手作業で設計する必要があり、作業者が煩雑な作業を行う必要がある。また、非特許文献２に記載の技術では、専用のハードウェアやソフトウェアが必要であり、システムが大規模になるとともに、コストが高くなってしまうという問題がある。また、非特許文献１乃至４に記載の装置では、計算規模が大きく装置構成が複雑になってしまったり、処理時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、劇場やホール等の空間において、複数のスピーカを用いた音像の定位または移動の設定を、従来と比較してより簡易な演算で行うことのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の好適な態様である音響装置は、複数のスピーカの各々の位置を入力するスピーカ位置入力手段と、仮想音源の位置を入力する仮想音源位置入力手段と、前記スピーカ位置入力手段が入力した前記各スピーカの位置と前記仮想音源位置入力手段が入力した前記仮想音源の位置との間の各々の距離を求める距離算出手段と、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合を、単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算する音圧レベル計算手段と、前記各スピーカにオーディオ信号を供給する複数の信号処理回路と、前記信号処理回路に対し、前記音圧レベル計算手段が計算した音圧レベルに対応した音圧となるように、前記各スピーカに対する音圧パラメータを設定する音圧パラメータ設定手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
上述の態様において、前記音圧レベル計算手段は、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合の逆数を算出し、算出結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算してもよい。
【０００８】
また、上述の態様において、前記音圧レベル計算手段は、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合のべき乗の逆数を算出し、算出結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算してもよい。
【０００９】
また、上述の態様において、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合を、それぞれ異なる複数のアルゴリズムの単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算する複数の音圧レベル算出手段と、前記複数の音圧レベル算出手段のうちの少なくともいずれかをひとつを選択する選択手段とを具備し、前記音圧レベル計算手段は、前記選択手段により選択された音圧レベル算出手段を用いて前記音圧レベルを算出してもよい。
【００１０】
また、上述の態様において、前記選択手段は、操作者によって操作される操作手段から供給される操作信号に応じて前記複数の音圧レベル算出手段のうちの少なくともいずれかひとつを選択してもよい。
【００１１】
また、上述の態様において、前記選択手段は、前記複数のスピーカの各々の位置及び前記仮想音源の位置の少なくともいずれかひとつに基づいて、前記複数の音圧レベル算出手段のうちの少なくともいずれかひとつを選択してもよい。
【００１２】
また、上述の態様において、前記仮想音源位置入力手段は、時刻と前記仮想音源の位置とを対応付けて入力し、前記距離算出手段は、時刻の経過に伴って、前記各スピーカの位置と該時刻に対応する前記仮想音源の位置との間の各々の距離を時系列に算出し、前記音圧レベル計算手段は、前記距離算出手段の算出結果に従って、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合を、単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における前記音圧レベルを時系列に計算してもよい。
【００１３】
また、上述の態様において、前記仮想音源位置入力手段は、前記仮想音源の軌跡を入力し、前記距離算出手段は、前記入力された軌跡に従って、前記各スピーカの位置と前記仮想音源の軌跡の位置との間の距離を算出し、前記音圧レベル計算手段は、前記距離算出手段の算出結果に従って、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合を、単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における前記音圧レベルを計算してもよい。
【００１４】
また、上述の態様において、前記音圧レベル計算手段は、前記複数のスピーカのうちの、前記距離算出手段によって算出された前記各スピーカの位置と前記仮想音源の位置との間の各々の距離が予め定められた閾値より小さいスピーカについて、各スピーカ位置における音圧レベルを計算してもよい。
【００１５】
また、上述の態様において、前記複数のスピーカの各々の指向性の内容を示す指向性データを記憶する記憶手段を具備し、前記音圧レベル計算手段は、前記距離算出手段が算出した各距離の合計に対する前記各距離の割合を単調減少関数によって変換し、該変換結果に対して前記記憶手段に記憶された前記複数のスピーカの各々の指向性データに基づいた係数を乗算し、該乗算結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、劇場やホール等の空間において、複数のスピーカを用いた音像の定位または移動の設定を、従来と比較してより簡易な演算で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
＜Ａ：構成＞
図１は、この発明の一実施形態である音響装置１の構成を示すブロック図である。この音響装置１は、劇場やホール等の空間において、複数のスピーカの音圧レベルを制御することによって音像を定位させ、又は定位させた音像の位置を移動させるための装置である。音響装置１が音像を定位させた位置を空間内で移動させることによって、聴取者は、あたかも音源が空間内を移動しているかのように感じることができる。以下の説明では、複数のスピーカからの放音により、音像が定位する位置に仮想的に位置する音源を「仮想音源」と称して説明する。本発明は、２以上のスピーカに適用可能だが、本実施例ではスピーカの数を４として説明する。
【００１８】
図において、操作部１１は、例えばキーボードやマウス等を備え、舞台監督等の作業者による操作に応じた信号を音響装置１に出力する。作業者は、操作部１１を操作することによって、複数のスピーカの位置や所望する仮想音源の位置等の各種の情報を入力することができる。この入力は、例えば、作業者がマウスを用いてドラッグ＆ドロップ操作を行うことによって作業者がスピーカや仮想音源を配置するようにしてもよく、また、例えば、キーボードのテンキー等を用いてスピーカや仮想音源の座標の数値を直接入力するようにしてもよい。スピーカ座標入力部１２は、操作部１１から供給される信号に応じて、劇場やホール等の空間に実際に配置するスピーカの座標（発音位置）を出力ゲイン算出部１６に入力する。仮想音源座標入力部１３は、操作部１１から供給される信号に応じて、作業者が所望する仮想音源の位置を出力ゲイン算出部１６に入力する。音源入力部１４は、仮想音源で放音すべきオーディオ信号を、パワーアンプ１８−１，１８−２，…，１８−ｎに入力する。音源入力部１４は、例えば所定の記憶装置や記憶媒体（ＣＤ等）に記憶されたオーディオ信号を読み出してパワーアンプ１８−１，１８−２，…，１８−ｎに入力してもよく、また、例えば所定の装置から通信ネットワークを介して受信されるオーディオ信号をパワーアンプ１８−１，１８−２，…，１８−３に入力してもよい。
【００１９】
出力ゲイン算出部１６は、空間に設定される複数のスピーカの位置と仮想音源の位置とに基づいて、スピーカのそれぞれの出力ゲインを算出する。ここでは、出力ゲイン算出部１６は、まず、スピーカ座標入力部１２から入力される複数のスピーカの位置と、仮想音源座標入力部１３から入力される仮想音源の位置との間の各々の距離を算出する。次いで、出力ゲイン算出部１６は、算出した各距離の合計に対する各距離の割合を、単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて所定位置に仮想音源を生成するために必要な各スピーカに対する重み付け係数（各スピーカが再生すべき音圧レベルの相対関係を示す比率）を算出する。なお、この算出処理については後述するため、ここではその詳細な説明を省略する。スピーカ毎の前記重み付け係数を算出すると、出力ゲイン算出部１６は、パワーアンプ１８−１，１８−２，…１８−ｎに対し、前記算出した重み付け係数の相対関係を保ったまま、受音点（受音エリア）で所定の音圧レベルを得るために必要なアンプゲインを算出し、算出したアンプゲインをパワーアンプ１８−１，１８−２，…１８−ｎに供給する。
【００２０】
パワーアンプ１８−１，１８−２，…，１８−ｎは、複数のスピーカＳＰ−１，ＳＰ−２，…，ＳＰ−ｎにオーディオ信号を供給する複数の信号処理回路である。パワーアンプ１８−１，１８−２，…，１８−ｎは、音源入力部１４から入力されるオーディオ信号を、出力ゲイン算出部１６から供給される音圧パラメータに基づいて増幅する。以下の説明では、説明の便宜上、パワーアンプ１８−１，１８−２，…，１８−ｎを各々区別する必要がない場合には、これらを「パワーアンプ１８」と称して説明する。
【００２１】
スピーカＳＰ−１，ＳＰ−２，…，ＳＰ−ｎは、パワーアンプ１８から供給される音声信号に基づいて放音する放音手段である。以下の説明では、説明の便宜上、スピーカＳＰ−１，ＳＰ−２，…，ＳＰ−ｎを各々区別する必要がない場合には、これらを「スピーカＳＰ」と称して説明する。複数のスピーカＳＰは、空間内に設けられ、これらのスピーカＳＰから放音される音の音像が定位することによって仮想音源が実現する。ここでは、スピーカＳＰは無指向性を想定する。
【００２２】
次に、出力ゲイン算出部１６が行う出力ゲインの算出処理の内容について説明する。ここでは、４つのスピーカＳＰ−１，ＳＰ−２，ＳＰ−３，ＳＰ−４を用いて音像定位を行う場合について説明する。スピーカ座標入力部１２からは、複数のスピーカの座標が入力される。ここでは、スピーカ座標入力部１２から、４つのスピーカＳＰ−１，ＳＰ−２，ＳＰ−３，ＳＰ−４の座標sp1，sp2，sp3，sp4として以下のｘ，ｙ座標が入力される。
sp1=(x1, y1),
sp2=(x2, y2),
sp3=(x3, y3),
sp4=(x4, y4)
【００２３】
また、仮想音源座標入力部１３からは、仮想音源の座標として以下の座標psが入力される。
ps=(xps,yps)
【００２４】
まず、出力ゲイン算出部１６は、スピーカ座標入力部１２から入力された各スピーカの位置と、仮想音源座標入力部１３から入力された仮想音源の位置との間の各々の距離を求める。ここでは、出力ゲイン算出部１６は、スピーカＳＰ−１，ＳＰ−２，ＳＰ−３，ＳＰ−４のそれぞれと仮想音源との間の距離Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3，Ｄ4を以下の（１）〜（４）式を用いて算出する。
2010041190.tif 000003
【００２５】
次いで、出力ゲイン算出部１６は、算出した各距離の合計を算出する。ここでは、出力ゲイン算出部１６は、Ｄ1からＤ4の合計Dsumを、（５）式により算出する。
Dsum = (D1 + D2+ D3 + D4)  …（５）
【００２６】
次いで、出力ゲイン算出部１６は、算出した各距離の合計に対する各距離の割合を、単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを算出する。ここでは、出力ゲイン算出部１６は、仮想音源から各スピーカＳＰまでの距離が、全体合計距離に対してどれくらいの割合であるかを計算し、その逆数を各スピーカに対する重み付け係数とする。具体的には、出力ゲイン算出部１６は、距離の合計Dsumに対する各距離Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3，Ｄ4の割合の逆数R1，R2，R3，R4を、各スピーカに対する重み付け係数として（６）〜（９）式により算出する。
R1 = (D1 / Dsum)-1  …（６）
R2 = (D2 / Dsum)-1  …（７）
R3 = (D3 / Dsum)-1  …（８）
R4 = (D4 / Dsum)-1  …（９）
【００２７】
出力ゲイン算出部１６は、算出した音圧レベルR1，R2，R3，R4に対応した音圧となるような音圧パラメータｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４を、パワーアンプ１８に供給する。パワーアンプ１８は、供給される音圧パラメータに応じて、音源入力部１４から供給されるオーディオ信号の音圧レベルを調整し、スピーカＳＰに出力する。これにより、スピーカＳＰからは、それぞれの音圧パラメータに応じて調節された音圧レベルの音が放音され、それぞれのスピーカＳＰから放音される音の音圧レベルに応じた位置に仮想音源が実現される。
【００２８】
＜Ｂ：動作＞
次に、本実施形態の動作について説明する。まず、舞台監督等の作業者は、操作部１１を操作して、各スピーカＳＰの位置を示す座標を入力するとともに、所望する仮想音源の位置を示す座標を入力する。操作部１１は、操作した内容に応じた信号を出力する。スピーカ座標入力部１２は、操作部１１からの信号に応じて各スピーカＳＰの座標を出力ゲイン算出部１６に入力する。また、仮想音源スピーカ１３は、操作部１１からの操作信号に応じて仮想音源の座標を出力ゲイン算出部１６に入力する。出力ゲイン算出部１６は、入力されるスピーカＳＰの座標と仮想音源の座標とを用いて、上述した（１）〜（９）式を用いて、各スピーカ位置における音圧レベルを計算する。音圧レベルを計算すると、出力ゲイン算出部１６は、算出した音圧レベルに対応した音圧となるような音圧パラメータを、パワーアンプ１８に供給する。パワーアンプ１８は、出力ゲイン算出部１６から供給される音圧パラメータに基づいてオーディオ信号を増幅して各スピーカＳＰに供給する。スピーカＳＰは、供給されるオーディオ信号に応じて放音し、この放音される音の音像定位により所定の位置に仮想音源が実現する（生成される）。
【００２９】
ここで、作業者が所望する仮想音源（以下「仮想音源ＰＳ」という）の位置psと、複数のスピーカＳＰからの放音により実際に実現される仮想音源（以下「仮想音源ＰＳ´」という）の位置（以下「位置ps´」という）との関係について、図２及び図３を参照しつつ説明する。図２及び３は、４つのスピーカＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ４の座標sp1，sp2，sp3，sp4、仮想音源ＰＳの座標ps、及び仮想音源ＰＳ´の座標ps´の一例を示す図である。この動作例では、仮想音源ＰＳの重さ（音圧レベル）を「１．０」として説明する。
【００３０】
まず、図２に例示した４つのスピーカＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ４からの放音により実現される仮想音源ＰＳ´の位置ps´を、上述した（１）〜（９）式による算出結果及び以下の各式を用いて算出する。即ち、前記（６）〜（９）式で算出した各スピーカに対する重み付け係数R1〜R４の値に基づき、その重心を求めることで実際に生成される仮想音源ＰＳ´の位置ps´を算出し、該算出結果と当初想定した仮想音源ＰＳの位置psと比較する。
まず、各スピーカの音圧レベルの合計Rsumを（１０）式により計算する。
Rsum = (R1 + R2+ R3 + R4)  …（１０）
【００３１】
次いで、重さ（＝音のレベル）全体に対しての割合を、元の座標に乗算して新しい座標を算出する。
x1’ = (R1 / Rsum) * x1,        y1’ = (R1/ Rsum) * y1  …（１１）
x2’ = (R2 / Rsum) * x2,        y2’ = (R2/ Rsum) * y2  …（１２）
x3’ = (R3 / Rsum) * x3,        y3’ = (R3/ Rsum) * y3  …（１３）
x4’ = (R4 / Rsum) * x4,        y4’ = (R4/ Rsum) * y4  …（１４）
【００３２】
これらの新しい座標の合計を計算すれば、実際の仮想音源ＰＳ´の座標ps´が算出される。
xps’ = ( x1'+ x2'+ x3'+ x4'),  yps’ = ( y1'+y2'+ y3'+ y4' )  …（１５）
【００３３】
ここで、図３に例示したスピーカの座標と仮想音源の座標とを用いて、上述した（１）〜（１５）式を用いて実際の仮想音源ＰＳ´の位置ps´を求めると、
（xps', yps'）＝（0.1, 5.3）となる。図３に示すように、実現される仮想音源ＰＳ´の位置ps´は、作業者が所望する仮想音源ＰＳの位置psに近接した位置となる。
【００３４】
次に、図４及び図５を参照して、他の動作例について説明する。図４及び図５は、４つのスピーカＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ４の座標と、仮想音源ＰＳの座標の他の具体例を示す図である。これらのスピーカＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ４を用いて仮想音源ＳＰ´を実現した場合に、上述した（１）〜（１５）式を用いて実際の仮想音源ＳＰ´の位置ps´を求めると、
（xps',yps'）＝（8.0,-8.5）となる。
【００３５】
図３及び図５に示すように、（１）〜（９）式を用いて音圧レベルを算出した場合には、スピーカＳＰからの放音により実現される仮想音源ＰＳ´の位置ps´は、所望される仮想音源ＰＳの位置psに近接した位置となる。本来、各スピーカの重み付け係数が定まらないと、これらの複数スピーカにより生成される音像位置は算出できなかった。同時に、４つ以上のスピーカでは各スピーカの重み付け係数を一意に定めることは出来なかったという、矛盾する課題があった。しかし、本手法に基づき、想定する音像位置と各スピーカとの距離を基に、単調減少関数（本実施例では、逆数１／ｒ）で変換する重み付け係数を導入することにより、得られる音像位置は、当初想定する音像位置と近接した位置となることが確認された。
【００３６】
以上説明したように本実施形態によれば、距離比を利用したレベルパンにより複数スピーカでの定位設定を行うから、劇場内の定位設定を容易にすることができる。本実施形態による算出処理においては、多少の誤差はあるものの、聴取者に対してそれほど違和感を覚えさせるものではない。このように本実施形態では、複雑な演算を行うことなく、簡易な演算で、仮想音源を所望の位置に実現するための各スピーカＳＰの音圧レベルを算出することができる。これにより、音像定位に係る全体の計算時間を短くすることができ、スピーカの数が多くなっても、計算量が指数対数的に増大することがない。
【００３７】
また、作業者は、音響装置１に、スピーカの位置と仮想音源の位置を入力する作業を行うだけでよく、煩雑な作業を行う必要がない。特に、本実施形態によれば、鳴らすスピーカの数を規定する必要がなく、そのような設定をユーザが行う必要がない。
【００３８】
ところで、定位させる音像位置を移動させて一方のスピーカ位置に設定した場合、理論的にはその一方のスピーカだけが鳴ればよいことになる。しかし、そのスピーカの他方に座っている聴取者のことを考えてみると、その聴取者が聞いている音は、今まで近くのスピーカが一定の音量で鳴っていたのが突然鳴ら無くなって、一方のスピーカだけが鳴ることになる、という状況になってしまう。これは大変不自然であり、聴取者は違和感を持ち、音響上の演出効果を損なってしまう。
それに対し本実施形態では、空間内に設置された全てのスピーカの位置と仮想音源の位置との間の距離を算出し、算出した距離の合計に対する各距離の割合に応じて各スピーカに対する重み付け係数を算出するから、全てのスピーカついて重み付け係数を算出して算出した重み付け計数を用いて全てのスピーカから放音させることとなる。このように、空間内に設置された全てのスピーカを用いて仮想音源を実現するから、鳴らないスピーカが出ることがない。そのため、聴取者に違和感を覚えさせることなく、仮想音源を実現させることができ、また、仮想音源を移動させたりすることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、複数スピーカを使って音像定位を作る場合に、想定音像位置と鳴らす各スピーカとの距離（＝１／ｒ）を利用してレベル差を決定するから、これにより、簡易な演算でより精度の高い定位設定を行うことができる。
【００４０】
ところで、従来の装置では、受聴点を予め設定した場合（例えば、非特許文献１ではステレオ音源の中心線上、非特許文献３では複数スピーカから等距離の中心点）の制御が対象となっており、スピーカ近傍に受音点を設定した場合には、音像の定位が近傍のスピーカに片寄る制御となる。それに対しこの実施形態によれば、上述（段落番号００３８）の通り、全てのスピーカを用いて仮想音源を実現するため、スピーカの近傍も含めて広い範囲で受聴位置を設定することができる。
【００４１】
＜Ｃ：変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその例を示す。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
（１）上述の実施形態では、各スピーカの位置と仮想音源の位置との間の各々の距離の割合の逆数をとることによって、各スピーカ位置における音圧レベルを算出した。音圧レベルの算出方法はこれに限らず、例えば、距離の二乗の逆数を音圧レベルとして算出するようにしてもよい。具体的には、出力ゲイン算出部１６が、上述の実施形態で示した（６）〜（９）式に代えて、以下の（１６）〜（１９）式を用いて音圧レベルを算出してもよい。
R1 = (D1 / Dsum)-2  …（１６）
R2 = (D2 / Dsum)-2  …（１７）
R3 = (D3 / Dsum)-2  …（１８）
R4 = (D4 / Dsum)-2  …（１９）
【００４２】
（１６）〜（１９）式を用いて音圧レベルを算出した場合も、上述した実施形態と同様に、スピーカＳＰからの放音により実現される仮想音源ＰＳ´の位置は、所望される仮想音源ＳＰの位置に近似したものとなる。このように、この距離の二乗の逆数を用いて音圧レベルを算出する場合も、上述の実施形態と同様に、複雑な演算を行うことなく、仮想音源を所望の位置に実現するための各スピーカＳＰの音圧レベルを算出することができる。
【００４３】
また、音圧レベルの算出方法は上述したものに限らず、例えば、距離の累乗（べき乗）の逆数や、距離の指数の逆数や、距離の対数の逆数を用いるようにしてもよく、要は、出力ゲイン算出部１６が、各スピーカＳＰと所望する仮想音源ＰＳとの間の各距離（又は各距離の割合）を、単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを算出するようにすればよい。すなわち、出力ゲイン算出部１６が、各スピーカＳＰのそれぞれについて、各スピーカＳＰと仮想音源ＰＳとの間の距離が長いほど音圧レベルが低くなるように、音圧レベルを算出するようにすればよい。
【００４４】
（２）上述の実施形態では、出力ゲイン算出部１６は、距離の割合の逆数をとることによって各スピーカ位置における音圧レベルを算出したが、出力ゲイン算出部１６が、２以上の算出手段を備える構成とし、いずれかの算出方法を選択するようにしてもよい。すなわち、各スピーカと仮想音源との間の各距離の合計に対する各距離の割合を、それぞれ異なるアルゴリズムの単調減少関数によって変換し、変換結果に応じて各スピーカ位置における音圧レベルを計算する複数の音圧レベル算出手段と、複数の音圧レベル算出手段のうちの少なくともいずれか一つを選択する選択手段とを音響装置１に設ける構成とし、出力ゲイン算出部１６が、選択された音圧レベル算出手段を用いて各スピーカの音圧レベルを算出するようにしてもよい。
【００４５】
この場合は、より具体的には、例えば、音響装置１に、計算方法選択入力部１５（図１に鎖線で図示）を設ける構成とする。作業者が操作部１１を用いていずれかの計算方法を選択する操作を行うと、操作部１１は、操作れた内容に応じた操作信号を出力する。この選択は、例えば、操作者の操作によるボタンによる選択やエンコーダによる選択であってもよい。また、作業者がマウスを用いてドラッグ＆ドロップ操作を行うことにより計算方法を選択するようにしてもよく、また、テンキーで数値を入力することによって選択するようにしてもよい。計算方法選択入力部１５は、操作部１１からの信号に応じて、出力ゲイン算出部１６が２種類の算出方法のうちのいずれの方法で出力ゲインを算出するかを選択又は入力する。
【００４６】
出力ゲイン算出部１６は、上述の実施形態で示した距離の割合の逆数を用いて音圧レベルを算出する方法（以下「第１の算出方法」）と、上述の変形例（１）で示した距離の割合の二乗の逆数を用いて音圧レベルを算出する方法（以下「第２の算出方法」）との２種類の算出方法のいずれかを用いて音圧レベルを算出する。この場合は、出力ゲイン算出部１６は、計算方法選択入力部１５から供給される信号に基づいて、選択された算出方法を用いて音圧レベルを算出する。
【００４７】
また、計算方法選択入力部１５が、操作部１１からの信号に応じて計算方法を選択するに代えて、計算方法選択入力部１５が、スピーカＳＰの位置及び仮想音源の位置の少なくともいずれかひとつに基づいて、計算方法を選択するようにしてもよい。具体的には、例えば、計算方法選択入力部１５は、スピーカと仮想音源との距離の合計が予め定められた閾値以下である場合には、上記第１の算出方法を用いて音圧レベルを算出する一方、それ以外の場合には、上記第２の算出方法を用いて音圧レベルの算出を行うようにしてもよい。このように、スピーカや仮想音源の位置やその間の距離に応じて算出アルゴリズムを使い分けることによって、仮想音源を実現するための音圧レベルの算出処理の精度を高くすることができる。
【００４８】
（３）上述の実施形態において、図６に示すような、マトリクスミキサ１７を設ける構成としてもよい。図６において、マトリクスミキサ１７は、入力されるオーディオ信号を、各パワーアンプ１８に分配して供給するとともに、出力ゲイン算出部１６から供給されるパラメータに基づいて音圧調整を行う。
【００４９】
（４）上述の実施形態において、仮想音源の位置を時間の経過に伴って時系列に変化させるようにしてもよい。この場合は、作業者が、仮想音源の位置と時刻とを対応付けて入力するようにし、音響装置１の出力ゲイン算出部１６が、入力される位置と時刻との対応関係に基づいて、各スピーカの音圧レベルを時系列に算出するようにしてもよい。
また、仮想音源の軌跡を入力するようにしてもよい。この場合も、音響装置１の出力ゲイン算出部１６が、入力された仮想音源の軌跡に従って、各スピーカの音圧レベルを算出するようにすればよい。
また、仮想音源の移動状態（加速度や揺れ等）を入力するようにしてもよい。この場合は、この入力軌跡をプリセットしておき、必要なときに、タイムコードやＭＩＤＩ信号を使って起動すればよい。また、時間軸情報を入力するようにしてもよい。
【００５０】
このように、仮想音源の位置を時間の経過に伴って移動させる場合には、リアルタイム性が必要であるが、本発明によれば、複雑な計算を行うことなく、簡易な計算で各スピーカの音圧レベルを算出することができるので、よりスムーズに仮想音源の位置を移動させることが可能となる。
【００５１】
（５）上述の実施形態では、空間内に設置された全てのスピーカを用いて仮想音源を実現するようにしたが、これに代えて、音響装置１が用いるスピーカを選択するようにしてもよい。具体的には、例えば、仮想音源からの距離が予め定められた値以下のスピーカを用いて、それ以外のスピーカを用いないように、音源装置１が制御するようにしてもよい。
このようにすれば、複数スピーカの配置が、正多角形を大きく外れて歪（いびつ）な多角形を形成する場合に、特異な頂点に位置するスピーカを排除して計算を実行することが可能となり、計算の精度が向上する。
また、各スピーカの寄与率を示す情報を音響装置１の記憶部等に予め記憶させておき、記憶された各スピーカの寄与率と各スピーカに対する重み付け係数とを比較する処理に基づいて、使用するスピーカを選択するようにしてもよい。
【００５２】
（６）また、上述の実施形態では、無指向性のスピーカを想定したが、指向性のあるスピーカを用いてもよい。この場合は、音響装置１の記憶部等に、各スピーカの向きを示す情報を予め記憶させておき、各スピーカの向きとその位置、および仮想音源の位置とに基づいて、音響装置１が、用いるスピーカを選択するようにしてもよい。具体的には、例えば、スピーカの指向方向が仮想音源の位置の方向と逆方向である場合には、音響装置１が、そのスピーカを用いないように制御してもよい。
また、指向性を有するスピーカを用いる場合には、指向性を考慮した係数をかけて各スピーカの音圧レベルを算出するようにしてもよい。この場合は、例えば、上述の実施形態における距離Ｄ１〜Ｄ４１に各スピーカの指向係数を乗算して、Ｄ１´〜Ｄ４´とし、（１６）〜（１９）式で重み付け係数Ｒ１´〜Ｒ４´を算出するようにしてもよい。
【００５３】
（７）上述の実施形態において、音質（周波数特性）を調整するためのイコライザを各パワーアンプの前段に設ける構成としてもよい。この態様によれば、例えば音像の位置の変更や音像の移動があった場合に、対応するスピーカＳＰの放音される音の向きが変わることにより受音点での周波数特性が変化する場合であっても、音像定位装置３０の内部に搭載されたイコライザによって各スピーカの周波数特性及び各スピーカの時々刻々の周波数特性を調整（変更）することが可能となる。
【００５４】
（８）上述の実施形態におけるスピーカ座標入力部１２、仮想音源座標入力部１３、音源入力部１４等の音響装置１の各部は、専用のハードウェア回路によって実現される構成であってもよく、また、音響装置１の制御部（ＣＰＵ等）がＲＯＭやＨＤＤ等の記憶部に記憶されたコンピュータプログラムを実行することによってソフトウェアとして実現される構成であってもよい。また、音響装置１の各部がソフトウェアとして実現される場合において、音響装置１の制御部によって実行されるプログラムは、磁気テープ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光記録媒体、光磁気記録媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のコンピュータが読取可能な記録媒体に記録した状態で提供し得る。また、インターネットのようなネットワーク経由でコンピュータ装置にダウンロードさせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】音響装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】スピーカの座標と仮想音源の座標の一例を示す図である。
【図３】スピーカの座標と仮想音源の座標の一例を示す図である。
【図４】スピーカの座標と仮想音源の座標の一例を示す図である。
【図５】スピーカの座標と仮想音源の座標の一例を示す図である。
【図６】音響装置の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…音響装置、１１…操作部、１２…スピーカ座標入力部、１３…仮想音源座標入力部、１４…音源入力部、１５…計算方法選択入力部、１６…出力ゲイン算出部、１７…マトリクスミキサ、１８…パワーアンプ、ＳＰ…スピーカ。
【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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