(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号を含むステレオオーディオ信号を取得する取得部と、
（ｉ）取得された前記Ｌチャネル信号および前記Ｒチャネル信号を用いて、受聴空間の上方に配置されたスピーカ用の第１オーディオ信号と、前記受聴空間の下方に配置されたスピーカ用の第２オーディオ信号とを生成し、（ｉｉ）前記Ｌチャネル信号、前記Ｒチャネル信号、および、前記Ｌチャネル信号と前記Ｒチャネル信号との相関度に基づいてゲイン係数を決定し、前記第１オーディオ信号および前記第２オーディオ信号のうち少なくとも一方に対して決定したゲイン係数を乗算することにより、前記第１オーディオ信号の再生音のエネルギと、前記第２オーディオ信号の再生音のエネルギとの比率が所定の値に近づくように制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記Ｌチャネル信号と前記Ｒチャネル信号とを合成することにより、前記第１オーディオ信号および前記第２オーディオ信号の少なくとも一方を生成する
オーディオ再生装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１オーディオ信号の信号エネルギの総和、および、前記第２オーディオ信号の信号エネルギの総和のうち一方を他方によって除算し、かつ、除算後の値の平方根をとる演算を少なくとも行って前記ゲイン係数を決定する
請求項１に記載のオーディオ再生装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ゲイン係数を所定の時間ごとに更新し、前記第１オーディオ信号および前記第２オーディオ信号のうち少なくとも一方に対して更新したゲイン係数を乗算する
請求項１または２に記載のオーディオ再生装置。
【請求項４】
前記制御部は、
正の係数が乗算された前記Ｌチャネル信号と正の係数が乗算された前記Ｒチャネル信号とを加算する前記合成によって前記第１オーディオ信号を生成し、
前記Ｌチャネル信号と前記Ｒチャネル信号とを２つの前記第２オーディオ信号として生成する
請求項１〜３のいずれか１項に記載のオーディオ再生装置。
【請求項５】
前記制御部は、
正の係数が乗算された前記Ｌチャネル信号と正の係数が乗算された前記Ｒチャネル信号とを加算する前記合成によって前記第１オーディオ信号を生成し、
正の係数が乗算された前記Ｌチャネル信号と負の係数が乗算された前記Ｒチャネル信号とを加算する前記合成が行われた信号、および、正の係数が乗算された前記Ｒチャネル信号と負の係数が乗算された前記Ｌチャネル信号とを加算する前記合成が行われた信号を２つの前記第２オーディオ信号として生成する
請求項１〜４のいずれか１項に記載のオーディオ再生装置。
【請求項６】
Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号を含むステレオオーディオ信号を取得する取得ステップと、
取得された前記Ｌチャネル信号および前記Ｒチャネル信号を用いて、受聴空間の上方に配置されたスピーカ用の第１オーディオ信号と、前記受聴空間の下方に配置されたスピーカ用の第２オーディオ信号とを生成する生成ステップと、
前記Ｌチャネル信号、前記Ｒチャネル信号、および、前記Ｌチャネル信号と前記Ｒチャネル信号との相関度に基づいてゲイン係数を決定する決定ステップと、
前記第１オーディオ信号および前記第２オーディオ信号のうち少なくとも一方に対して決定したゲイン係数を乗算することにより、前記第１オーディオ信号の再生音のエネルギと、前記第２オーディオ信号の再生音のエネルギとの比率が所定の値になるように制御する制御ステップとを含み、
前記生成ステップにおいては、前記Ｌチャネル信号と前記Ｒチャネル信号とを合成することにより、前記第１オーディオ信号および前記第２オーディオ信号の少なくとも一方を生成する
オーディオ再生方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、オーディオ再生装置に関し、特に、オーディオ信号を視聴者の上方および下方の双方から再生することにより、拡散音場を形成するオーディオ再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、オーディオ装置（スピーカ装置）を開示する。このオーディオ装置は、車室内の上下方向に互いに離れた位置に取り付けられた第１スピーカおよび第２スピーカと、第１スピーカおよび第２スピーカから音を出力させる駆動制御部とを有する。駆動制御部は、第１スピーカおよび第２スピーカのうち聴取者との距離が短い方のスピーカから出力される音に所定の時間遅延を行う。
【０００３】
これにより、音の拡がり感を向上させると共に、受聴者が感ずる音像の位置を上昇させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０５１３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、部屋の上方および下方のそれぞれに配置されたスピーカから、ステレオオーディオ信号を用いて生成された信号の再生音を出力する場合に、拡散音場の分布の変化を抑制することができるオーディオ再生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示におけるオーディオ再生装置は、Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号を含むステレオオーディオ信号を取得する取得部と、（ｉ）取得された前記Ｌチャネル信号および前記Ｒチャネル信号を用いて、受聴空間の上方に配置されたスピーカ用の第１オーディオ信号と、前記受聴空間の下方に配置されたスピーカ用の第２オーディオ信号とを生成し、（ｉｉ）前記Ｌチャネル信号と前記Ｒチャネル信号との相関度に応じてゲイン係数を決定し、前記第１オーディオ信号および前記第２オーディオ信号のうち少なくとも一方に対して決定したゲイン係数を乗算することにより、前記第１オーディオ信号の再生音のエネルギと、前記第２オーディオ信号の再生音のエネルギとの比率が所定の値に近づくように制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記Ｌチャネル信号と前記Ｒチャネル信号とを合成することにより、前記第１オーディオ信号および前記第２オーディオ信号の少なくとも一方を生成する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示におけるオーディオ再生装置は、部屋の上方および下方のそれぞれに配置されたスピーカから、ステレオオーディオ信号を用いて生成された信号の再生音を出力する場合に、拡散音場の分布の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、スピーカが上方に配置される受聴空間の構成を示す図である。
【図２】図２は、上方スピーカが用いられる受聴空間のシンプルな構成を説明するための図である。
【図３】図３は、図２に示されるような構成の受聴空間において生じる課題を説明するための図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係るオーディオ再生装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係るオーディオ再生装置の動作のフローチャートである。
【図６】図６は、実施の形態１に係るオーディオ再生装置の音場分布の変化の抑制効果を説明するための図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係るオーディオ再生装置の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
従来、スピーカ付の照明装置（照明器具）など、天井に配置することができるスピーカが知られている。このようにスピーカを天井に配置することで、部屋の上方からも音を出力させることができる。図１は、スピーカが上方に配置される受聴空間の構成を示す図である。
【００１０】
図１に示される受聴空間では、受聴者２０１ａおよび２０１ｂの周囲（受聴空間の下方）に下方スピーカ１０６ａ〜１０６ｄが配置されている。そして、受聴者２０１ａおよび２０１ｂの上方（受聴空間の上方）には、上方スピーカ１０５が配置されている。
【００１１】
このような構成の受聴空間においては、受聴者２０１ａおよび２０１ｂを包むような音場を形成することが可能となる。
【００１２】
ここで、上方スピーカ１０５が用いられる受聴空間は、シンプルには、図２のように構成される。図２は、上方スピーカ１０５が用いられる受聴空間のシンプルな構成を説明するための図である。
【００１３】
図２に示される構成の受聴空間では、部屋の天井２０７には上方スピーカ１０５が設けられる。また、部屋の床面２０６には、Ｌチャネルスピーカ１０６ＬおよびＲチャネルスピーカ１０６Ｒが設けられている。
【００１４】
ここで、典型的には、ステレオオーディオ信号（Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号）の再生音が、従来通りＬチャネルスピーカ１０６ＬおよびＲチャネルスピーカ１０６Ｒから出力され、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号とを合成した信号の再生音が上方スピーカ１０５から出力される構成が考えられる。これにより、受聴者２０１を包むような音場２０５を形成することが可能となる。なお、図２に示される音場２０５は、上方スピーカ１０５、Ｌチャネルスピーカ１０６Ｌ、および、Ｒチャネルスピーカ１０６Ｒからの再生音により形成される音場を視覚的に表現したものである。
【００１５】
このような構成の受聴空間において、発明者は、以下のような課題が生じることを見出した。図３は、図２に示されるような構成の受聴空間において生じる課題を説明するための図である。
【００１６】
図２に示されるような構成の受聴空間においては、再生音によって形成される音場は、図３の（ａ）に示される音場３０１のように、上方または下方に偏ることなく、所望の位置に定位することが理想的である。
【００１７】
しかしながら、図２のような構成の受聴空間においては、音の再生中に音場の分布の変化が生じる。具体的には、不定期に、図３の（ｂ）に示される音場３０２のように音場の分布が上方に偏ったり、図３の（ｃ）に示される音場３０３のように、音場の分布が下方に偏ったりする現象が生じ、受聴者２０１に多大な違和感を与えてしまう。
【００１８】
この現象に近い現象は、図２に示されるＬチャネルスピーカ１０６Ｌ、Ｒチャネルスピーカ１０６Ｒ、および上方スピーカ１０５の全てが、受聴者２０１の周囲（ほぼ同じ高さ）に配置される構成においても同様に発生するものと考えられる。
【００１９】
しかしながら、各スピーカが受聴者２０１の周囲にのみ配置される場合は、音場の分布の変化は、受聴者２０１の前後方向や左右方向において生じるため、受聴者２０１が知覚する違和感は小さい。また、このような平面的な音場の変化を積極的に利用する技術等も知られており、上方スピーカ１０５を用いない受聴空間においては音場の偏りは問題となりにくい。
【００２０】
そこで、本開示は、部屋の上方および下方のそれぞれに配置されたスピーカからステレオオーディオ信号を用いて生成された信号の再生音を出力する場合に、受聴者２０１に顕著に知覚されてしまう音場の分布の変化を抑制するオーディオ再生装置を提供する。本開示のオーディオ再生装置によれば、受聴者２０１に対して安定した心地よい音場空間を提供することができ、その有用性は非常に高い。
【００２１】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００２２】
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１に係るオーディオ再生装置の機能構成および動作について説明する。図４は、実施の形態１に係るオーディオ再生装置の機能構成を示すブロック図である。図５は、実施の形態１に係るオーディオ再生装置の動作のフローチャートである。
【００２４】
なお、図４に示されるオーディオ再生装置１０は、図２に示される受聴空間に対応する装置である。以下の説明においては、図２に示されるように受聴者２０１の上方（部屋の天井２０７）に上方スピーカ１０５が配置されているものとする。また、上方スピーカ１０５よりも下方に下方スピーカ１０６（Ｌチャネルスピーカ１０６ＬおよびＲチャネルスピーカ１０６Ｒ）が配置されているものとする。なお、上方スピーカ１０５は、Ｌチャネルスピーカ１０６ＬおよびＲチャネルスピーカ１０６Ｒよりも上方に配置されていれば、必ずしも天井２０７に配置される必要はない。
【００２５】
図４に示されるオーディオ再生装置１０は、取得部１００と、制御部１０７（オーディオ信号生成部１０１、信号相関算出部１０２、ゲイン係数算出部１０３、および、ゲイン補正部１０４）と、上方スピーカ１０５と、下方スピーカ１０６とを備える。
【００２６】
取得部１００は、Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号を含むステレオオーディオ信号を取得する（図５のＳ１０１）。取得部１００は、具体的には、音声入力端子（音声入力コネクタ）などの入力インターフェースである。
【００２７】
オーディオ信号生成部１０１は、取得部１００によって取得されたステレオオーディオ信号１１０を用いて、上方スピーカ信号１１３（第１オーディオ信号）と、下方スピーカ信号１１４（第２オーディオ信号）とを生成する（図５のＳ１０２）。上方スピーカ信号１１３は、受聴空間の上方に配置された上方スピーカ１０５用の信号であり、下方スピーカ信号１１４は、受聴空間の下方に配置された下方スピーカ１０６用の信号である。
【００２８】
オーディオ信号生成部１０１は、具体的には、Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号を補間する信号を上方スピーカ信号１１３として生成する。つまり、上方スピーカ信号１１３は、Ｌチャネル信号の再生音とＲチャネル信号の再生音とによって生成される音場空間における音の隙間を埋めるための信号となる。
【００２９】
オーディオ信号生成部１０１は、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号とを滑らかに補間することで上方スピーカ信号１１３を生成する。例えば、オーディオ信号生成部１０１は、次式に基づいてＬチャネル信号およびＲチャネル信号を合成することにより上方スピーカ信号１１３を生成する。
【００３０】
【数１】
0005591423.tif 000002
【００３１】
ここで、Ｃｅは、上方スピーカ信号１１３を示す。また、Ｌは、Ｌチャネル信号を示し、Ｒは、Ｒチャネル信号を示す。そして、ｍおよびｎはそれぞれＬチャネル信号およびＲチャネル信号に対する寄与度を示す。なお、実施の形態１では、ｍおよびｎについては、ｍ＋ｎが１となる制約が課せられる。
【００３２】
なお、本明細書中における「Ｌチャネル信号とＲチャネル信号とを合成する」は、係数（０以外の実数）が乗算されたＬチャネル信号と係数（０以外の実数）が乗算されたＲチャネル信号とを加算することを意味する。
【００３３】
例えば、上方スピーカ信号１１３の再生音がＬチャネルスピーカ１０６Ｌの位置とＲチャネルスピーカ１０６Ｒの位置の中間位置に定位するように上方スピーカ信号１１３を生成する場合は、オーディオ信号生成部１０１は、次式に基づいて上方スピーカ信号１１３を生成する。
【００３４】
【数２】
0005591423.tif 000003
【００３５】
つまり、オーディオ信号生成部１０１は、正の係数が乗算されたＬチャネル信号と正の係数が乗算されたＲチャネル信号とを加算することによって上方スピーカ信号１１３を生成する。
【００３６】
上記のように、オーディオ信号生成部１０１が上方スピーカ信号１１３を生成することにより、オーディオ再生装置１０は、受聴者２０１を包み込むような立体的な音場２０５を生成することができる。これにより、例えば、音楽に包み込まれるような快適な音場空間を受聴者２０１に提供することが可能となる。
【００３７】
一方、オーディオ信号生成部１０１は、ステレオオーディオ信号１１０に含まれるＬチャネル信号およびＲチャネル信号をそのまま下方スピーカ信号１１４として出力（生成）する。具体的には、オーディオ信号生成部１０１は、Ｌチャネル信号をＬチャネルスピーカ１０６Ｌ用の下方スピーカ信号１１４として生成し、Ｒチャネル信号をＲチャネルスピーカ１０６Ｒ用の下方スピーカ信号１１４として生成する。
【００３８】
なお、この場合、オーディオ信号生成部１０１は、Ｌチャネル信号を、Ｌチャネルスピーカ１０６ＬおよびＲチャネルスピーカ１０６Ｒのうちいずれか一方のスピーカ用の下方スピーカ信号１１４として生成し、Ｒチャネル信号を他方のスピーカ用の下方スピーカ信号１１４として生成してもよい。
【００３９】
信号相関算出部１０２は、ステレオオーディオ信号１１０に含まれるＬチャネル信号およびＲチャネル信号間の信号相関１１１を算出する。そして、信号相関算出部１０２は、算出した信号相関１１１をゲイン係数算出部１０３に出力する。
【００４０】
信号相関１１１の算出においては、信号相関算出部１０２は、相互相関関数を利用するなど、Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号の２つの信号の相関を示す情報を算出できるどのような方法を利用しても構わない。
【００４１】
ゲイン係数算出部１０３は、少なくとも信号相関１１１および下方スピーカ信号１１４に基づいて、上方スピーカ信号１１３をゲイン補正するためのゲイン係数を算出する（図５のＳ１０３）。言い換えれば、ゲイン係数算出部１０３は、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号との相関度に応じてゲイン係数を決定する。
【００４２】
以下、ゲイン係数算出部１０３のゲイン係数の算出方法について具体的に説明する。なお、上方スピーカ信号１１３は、上記の式２に基づいて生成されているものとする。また、以下ゲイン係数の算出方法の説明では、上方スピーカ信号１１３の信号エネルギの総和をＥＣｅと記載し、下方スピーカ信号１１４の信号エネルギの総和をＥｓと記載する。
【００４３】
また、ゲイン係数αは、所定時間（例えば、５０ｍｓ）ごとに算出（更新）されるものであり、以下の式における、ＬおよびＲは、それぞれ所定時間におけるサンプル数の要素からなるベクトルで表される。この場合、各要素は、信号レベルのサンプル値となる。
【００４４】
ゲイン係数αは、ＥＣｅとＥｓとをあらかじめ定めた比率ｋ（任意の定数）に保つための係数である。ゲイン係数αと、ｋ、ＥＣｅ、およびＥｓとは、以下の式で表される関係となる。なお、ｋの値を変更することにより、音場の定位位置を上下させることができる。ｋの値は、具体的には、部屋の形状等に応じて適宜設定される。
【００４５】
【数３】
0005591423.tif 000004
【００４６】
ここで、ＥＣｅおよびＥｓはそれぞれ以下の式で算出される。
【００４７】
【数４】
0005591423.tif 000005
【数５】
0005591423.tif 000006
【００４８】
式４および式５を式３に代入すると以下の式６が得られ、これを変形することにより、ゲイン係数αは、式７のように算出される。
【００４９】
【数６】
0005591423.tif 000007
【数７】
0005591423.tif 000008
【００５０】
ここで、式７において、Ｌ２の項およびＲ２の項は、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号との相関度に依存しない値となるが、（Ｌ・Ｒ）の項は、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号と相関度によって値が変化する。つまり、ゲイン係数αは、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号との相関度に応じて定まるパラメータである。なお、上述のように、ＬおよびＲは、ベクトルであり、Ｌ・Ｒの項はいわゆる内積である。
【００５１】
このように、ゲイン係数算出部１０３は、式７および信号相関１１１に基づいてゲイン係数α（ゲイン係数１１２）を算出する。そして、ゲイン係数算出部１０３は、算出したゲイン係数１１２をゲイン補正部１０４に出力する。
【００５２】
ゲイン補正部１０４は、ゲイン係数算出部１０３から出力されたゲイン係数１１２を用いて上方スピーカ信号１１３を補正する（図５のＳ１０４）。具体的には、ゲイン補正部１０４は、上方スピーカ信号１１３に対してゲイン係数１１２を乗算し、乗算して得られる補正された上方スピーカ信号１１５を上方スピーカ１０５に出力する。
【００５３】
なお、上述のように、ゲイン係数算出部１０３のゲイン係数１１２の算出と、ゲイン補正部１０４の補正（ゲイン係数）とは、所定の時間ごとに行われる。言い換えれば、制御部１０７（ゲイン係数算出部１０３およびゲイン補正部１０４）は、ゲイン係数１１２を所定の時間ごとに更新して上方スピーカ信号１１３に乗算する。
【００５４】
最後に、補正された上方スピーカ信号１１５と、下方スピーカ信号１１４とが再生される（図５のＳ１０５）。
【００５５】
上方スピーカ１０５は、受聴者２０１の上方に配置されるスピーカである。上方スピーカ１０５は、ゲイン補正部１０４から出力される補正された上方スピーカ信号１１５を再生する。
【００５６】
下方スピーカ１０６（Ｌチャネルスピーカ１０６ＬおよびＲチャネルスピーカ１０６Ｒ）は、上方スピーカ１０５よりも下方に配置されるスピーカである。下方スピーカ１０６は、オーディオ信号生成部１０１から入力される下方スピーカ信号１１４を再生する（図５のＳ１０５）。
【００５７】
以上のようなゲイン係数１１２を用いた補正により、音場分布の変化を抑制することができる。
【００５８】
上述の式１および式２に示されるように、上方スピーカ信号１１３は、係数が乗算されたＬチャネル信号と係数が乗算されたＲチャネル信号とを加算することにより生成されている。このため、上方スピーカ１０５から出力される再生音のエネルギは、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号との相関度、つまり、（Ｌ・Ｒ）の項の大きさに応じて変動する。これに起因して、上方スピーカ１０５から出力される再生音のエネルギと、下方スピーカ１０６から出力される再生音のエネルギとの比率が変動するため、音場分布の変化が生じる。
【００５９】
ここで、上方スピーカ信号１１３を相関度に応じたゲイン係数１１２で事前に補正することで、上方スピーカ１０５から出力される再生音のエネルギと下方スピーカ１０６から出力される再生音のエネルギとの比率が、所定の値になるように（所定の値に近づくように）制御され、音場分布の変化を抑制することができる。
【００６０】
図６は、オーディオ再生装置１０の音場分布の変化の抑制効果を説明するための図である。図６に示される図の縦軸は、上方スピーカ１０５から出力される音と下方スピーカ１０６から出力される音とのエネルギの比率のｄＢ値であり、図６の例では、０が目標値であるものとする。図６に示される図の横軸は、時間である。
【００６１】
図６に示される「補正なし」のグラフ（細線のグラフ）は、ゲイン係数１１２を用いた補正を行わない場合のグラフである。一方。図６に示される「補正あり」のグラフ（太線のグラフ）は、上述のゲイン係数１１２を用いた補正を行った場合のグラフである。
【００６２】
図６のグラフでは、縦軸方向のグラフの変動が大きいほど、音場分布の変化が大きくなることを意味する。図６に示されるように、オーディオ再生装置１０がゲイン係数１１２を用いた補正を行うことで、上方スピーカ１０５から出力される音のエネルギと下方スピーカ１０６から出力される音のエネルギとの比率は目標値に近づき、かつ、縦軸方向のグラフの変動が抑制されている。つまり、図６からオーディオ再生装置１０のゲイン係数１１２を用いた補正により、音場が所望の位置付近に定位され、かつ、音場分布の変化が抑制されている。
【００６３】
なお、「補正なし」のグラフと「補正あり」のグラフとが重なっている部分（「補正あり」のグラフが目標値から大きく外れている部分）は、出力される音が微小であるために、ゲイン係数１１２を用いた補正があえて行われていない部分である。出力される音が微小であるときにゲイン係数１１２を用いた補正を行うと悪影響が生じる場合があるからである。
【００６４】
以上説明したように、実施の形態１に係るオーディオ再生装置１０によれば、拡散音場の分布の変化を抑制し、かつ、拡散音場を所望の位置付近に定位させることができ、受聴者に与える違和感を軽減することができる。
【００６５】
なお、上記実施の形態１では、ゲイン係数算出部１０３は、上方スピーカ信号１１３にゲイン係数１１２を乗算している。ここで、オーディオ再生装置１０の目的は、上方スピーカ１０５から出力される再生音のエネルギと、下方スピーカ１０６から出力される再生音のエネルギとの比率をなるべく一定に保つことである。
【００６６】
したがって、ゲイン係数算出部１０３は、下方スピーカ信号１１４に対するゲイン係数１１２を算出し、ゲイン補正部１０４は、算出したゲイン係数１１２を下方スピーカ信号１１４に乗算することによって下方スピーカ信号１１４を補正してもよい。
【００６７】
また、ゲイン係数算出部１０３は、上方スピーカ信号１１３および下方スピーカ信号１１４の両方に対してのゲイン係数１１２をそれぞれ算出し、ゲイン補正部１０４は、上方スピーカ信号１１３および下方スピーカ信号１１４の両方を補正してもよい。
【００６８】
なお、上方スピーカ１０５の数や、下方スピーカ１０６の数は、図１や、図２に示される構成に限定されるものではない。例えば、上方スピーカ１０５が複数配置され、かつ、下方スピーカ１０６が複数配置されてもよい。
【００６９】
このような場合、上述のように、ゲイン係数１１２の算出においては、複数の上方スピーカ信号１１３の信号エネルギの総和、および、複数の下方スピーカ信号１１４の信号エネルギの総和のうち一方を他方によって除算し、かつ、除算後の値の平方根をとる演算が少なくとも行われる。そして、算出されたゲイン係数１１２は、例えば、複数の上方スピーカ信号１１３のそれぞれ（または、複数の下方スピーカ信号１１４のそれぞれ）に乗算される。
【００７０】
なお、本明細書中における「相関度」について、以下、補足する。Ｌチャネル信号とＲチャネル信号との相関度が高い（相関が大きい）ときは、Ｌチャネルスピーカの位置とＲチャネルスピーカの位置との中間点に強い音像（仮想音源）が存在することを意味する。
【００７１】
逆に、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号の相関度が低い（相関が小さい）ときは、Ｌチャネルスピーカの位置とＲチャネルスピーカの位置との中間点に弱い音像（仮想音源）が存在する、もしくは音像が存在しないことを意味する。
【００７２】
（実施の形態２）
上記実施の形態１では、オーディオ信号生成部１０１は、ステレオオーディオ信号１１０に含まれるＬチャネル信号およびＲチャネル信号をそのまま下方スピーカ信号１１４として生成した。
【００７３】
ここで、オーディオ信号生成部１０１は、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号とを合成した信号を下方スピーカ信号１１４として生成してもよい。このように、オーディオ再生装置１０においては、係数が乗算されたＬチャネル信号と係数が乗算されたＲチャネル信号とを加算することにより、上方スピーカ信号１１３および下方スピーカ信号１１４の少なくとも一方が生成されればよい。
【００７４】
実施の形態２では、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号とを合成した信号を下方スピーカ信号１１４として生成するオーディオ再生装置について説明する。図７は、実施の形態２に係るオーディオ再生装置の機能構成を示すブロック図である。
【００７５】
図７に示されるオーディオ再生装置４０は、オーディオ再生装置１０と比較して、オーディオ信号生成部１０１およびゲイン係数算出部１０３に代えて、オーディオ信号生成部４０１およびゲイン係数算出部４０３をそれぞれ備える点が異なる。つまり、オーディオ再生装置４０では、制御部４０７のうちオーディオ信号生成部４０１およびゲイン係数算出部４０３の動作がオーディオ再生装置１０と異なる。
【００７６】
以下、オーディオ信号生成部４０１およびゲイン係数算出部４０３の動作について詳細に説明する。なお、実施の形態１と実質的に同一である構成要素等についての詳細な説明は省略される。
【００７７】
また、実施の形態１と同様に、使用する上方スピーカ１０５および下方スピーカ１０６の数は任意であるが、以下の説明では、１つの上方スピーカ１０５と２つの下方スピーカ１０６とが用いられるものとする。
【００７８】
オーディオ信号生成部４０１は、ステレオオーディオ信号１１０に含まれるＬチャネル信号とＲチャネル信号とをあらかじめ定められた割合で合成（混合）した下方スピーカ信号４１４を生成する。そして、オーディオ信号生成部４０１は、下方スピーカ１０６に対して下方スピーカ信号４１４を出力する。
【００７９】
ここで、オーディオ信号生成部４０１が生成する下方スピーカ信号４１４である新たなＬチャネルスピーカ１０６Ｌ用の信号Ｌ’と、新たなＲチャネルスピーカ１０６Ｒ用の信号Ｒ’とは、次式を用いて算出される。
【００８０】
【数８】
0005591423.tif 000009
【００８１】
ここでｂは、任意の定数（ｂ＞０）である。このように、ステレオオーディオ信号１１０を構成する各チャネル信号に対して、対となるチャネル信号に負のゲイン（負の係数）を掛けた信号（逆相信号）を混合することによって、音場空間の広がり感を強調することができる。
【００８２】
また、オーディオ信号生成部４０１は、上記実施の形態１と同様に、式２に基づいて上方スピーカ信号１１３を生成し、ゲイン補正部１０４に出力する。
【００８３】
一方、ゲイン係数算出部４０３は、少なくとも信号相関１１１および下方スピーカ信号４１４に基づいて、上方スピーカ信号１１３をゲイン補正するためのゲイン係数を算出する。
【００８４】
以下、ゲイン係数算出部４０３のゲイン係数の算出方法について具体的に説明する。なお、上方スピーカ信号１１３は、上記の式２に基づいて生成されているものとする。また、下方スピーカ信号４１４（Ｌ’およびＲ’）は、上記の式８に基づいて生成されているものとする。
【００８５】
下方スピーカ信号４１４の信号エネルギの総和Ｅｓ’は、次式で表される。
【００８６】
【数９】
0005591423.tif 000010
【００８７】
式４および式９を次の式１０に代入することにより、式１１が得られ、これを変形することによりゲイン係数α（ゲイン係数４１２）は、式１２のように算出される。
【００８８】
【数１０】
0005591423.tif 000011
【数１１】
0005591423.tif 000012
【数１２】
0005591423.tif 000013
【００８９】
ゲイン補正部１０４は、ゲイン係数算出部４０３が生成および出力したゲイン係数４１２を用いて上方スピーカ信号１１３を補正する。具体的には、ゲイン補正部１０４は、上方スピーカ信号１１３に対してゲイン係数４１２を乗算し、乗算して得られる補正された上方スピーカ信号１１５を上方スピーカ１０５に出力する。
【００９０】
以上説明したように、オーディオ再生装置４０によれば、Ｌチャネル信号とＲチャネル信号とを合成した信号が下方スピーカ信号１１４として生成される場合にも、適切なゲイン係数４１２が算出され、音場分布の変化を抑制することができる。
【００９１】
（その他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１および２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１および２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００９２】
例えば、上記式７や上記式１２のｋの値は、受聴者２０１によって設定されてもよい。この場合、オーディオ再生装置は、さらに、受聴者２０１のｋの値の設定を受け付ける入力受付部を備え、ゲイン係数αは、入力受付部が受け付けたｋの値に応じて変更される。これにより、受聴者２０１は、音場の上下方向の定位位置を所望の位置に調整することができる。
【００９３】
また、本開示における技術の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよい。また、本開示における技術の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００９４】
また、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。具体的には、上記実施の形態で説明した制御部は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）や、ＤＳＰの一機能として実現されてもよい。
【００９５】
（まとめ）
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００９６】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００９７】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本開示は、音場の分布の変動が発生するようにスピーカが配置された再生環境において利用されるオーディオ再生装置に適用可能である。具体的には、ＡＶアンプなどに、本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１０、４０  オーディオ再生装置
１００  取得部
１０１、４０１  オーディオ信号生成部
１０２  信号相関算出部
１０３、４０３  ゲイン係数算出部
１０４  ゲイン補正部
１０５  上方スピーカ
１０６、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ  下方スピーカ
１０６Ｌ  Ｌチャネルスピーカ
１０６Ｒ  Ｒチャネルスピーカ
１０７、４０７  制御部
１１０  ステレオオーディオ信号
１１１  信号相関
１１２、４１２  ゲイン係数
１１３  上方スピーカ信号
１１４、４１４  下方スピーカ信号
１１５  補正された上方スピーカ信号
２０１、２０１ａ、２０１ｂ  受聴者
２０５、３０１、３０２、３０３  音場
２０６  床面
２０７  天井
【要約】
オーディオ再生装置（１０）は、Ｌチャネル信号およびＲチャネル信号を含むステレオオーディオ信号を取得する取得部（１００）と、（ｉ）取得されたＬチャネル信号およびＲチャネル信号を用いて、受聴空間の上方に配置されたスピーカ用の第１オーディオ信号と、受聴空間の下方に配置されたスピーカ用の第２オーディオ信号とを生成し、（ｉｉ）Ｌチャネル信号とＲチャネル信号との相関度に応じてゲイン係数を決定し、第１オーディオ信号および第２オーディオ信号のうち少なくとも一方に対して決定したゲイン係数を乗算することにより、第１オーディオ信号の再生音のエネルギと、第２オーディオ信号の再生音のエネルギとの比率が所定の値に近づくように制御する制御部（１０７）とを備える。【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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