(57)【要約】【課題】マルチチャネルサラウンド再生環境において、実際に配置されたスピーカ位置に拘わらず、音量バランスのとれた自然なサラウンド音場を得る。【解決手段】実スピーカの配置位置情報を取得する。この配置位置情報に基づいて、実スピーカの理想配置領域またはその近傍に、実スピーカに対応した仮想スピーカが配置されるように、仮想スピーカの目標位置を設定する。実スピーカの理想配置領域とは、音源作成時におけるそのスピーカの配置位置に対応した領域である。仮想スピーカの目標位置に基づいて、仮想スピーカの配置を制御する。【選択図】図１
2014022959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実スピーカの配置位置情報を取得する配置位置情報取得部と、
上記取得された配置位置情報に基づいて、上記実スピーカの理想配置領域またはその近傍に、上記実スピーカに対応した仮想スピーカが配置されるように、該仮想スピーカの目標位置を設定する目標位置設定部と、
上記設定された仮想スピーカの目標位置に基づいて、上記仮想スピーカの配置を制御する配置制御部とを備える
信号処理装置。
【請求項２】
上記目標位置設定部は、
上記実スピーカの理想目標角度と上記実スピーカの実際の角度との差分に基づいて、上記仮想スピーカの目標角度を設定する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
上記実スピーカは、サラウンドスピーカであり、
上記目標位置設定部は、
上記実スピーカの理想目標角度より大きく上記仮想スピーカの目標角度の最大値より小さな第１の閾値と、上記仮想スピーカの目標角度の最大値より大きな第２の閾値とを用い、
上記実スピーカの実際の角度が上記第１の閾値以下のとき、上記実スピーカの理想目標角度を、上記仮想スピーカの目標角度として設定し、
上記実スピーカの実際の角度が上記第２の閾値より大きいとき、上記仮想スピーカの目標角度の最大値を、上記仮想スピーカの目標角度として設定し、
上記実スピーカの実際の角度が上記第１の閾値より大きく上記第２の閾値以下の範囲にあるとき、上記実スピーカの理想目標角度より大きく上記仮想スピーカの目標角度の最大値以下の範囲の対応する角度を、上記仮想スピーカの目標角度として設定する
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
上記実スピーカは、フロントスピーカであり、
上記目標位置設定部は、
上記実スピーカの理想目標角度より小さく上記仮想スピーカの目標角度の最小値より大きな第１の閾値と、上記仮想スピーカの目標角度の最小値より小さな第２の閾値とを用い、
上記実スピーカの実際の角度が上記第１の閾値以上のとき、上記実スピーカの理想目標角度を、上記仮想スピーカの目標角度として設定し、
上記実スピーカの実際の角度が上記第２の閾値より小さいとき、上記仮想スピーカの目標角度の最小値を、上記仮想スピーカの目標角度として設定し、
上記実スピーカの実際の角度が上記第１の閾値より小さく上記第２の閾値以上の範囲にあるとき、上記実スピーカの理想目標角度より小さく上記仮想スピーカの目標角度の最小値以上の範囲の対応する角度を、上記仮想スピーカの目標角度として設定する
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項５】
上記配置制御部は、
上記実スピーカと該実スピーカに隣接するスピーカに、上記設定された仮想スピーカの目標角度に応じて、該実スピーカに対応したチャネルの音声信号を分配供給することで、上記仮想スピーカの配置を制御する
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項６】
上記配置位置情報取得部は、
上記実スピーカから出力されるテスト信号を一定の間隔をもって配置された２個のマイクロホンで収音して処理することで、該実スピーカの配置位置情報を取得する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項７】
実スピーカの配置位置情報を取得するステップと、
上記取得された配置位置情報に基づいて、上記実スピーカの理想配置領域またはその近傍に、上記実スピーカに対応した仮想スピーカが配置されるように、該仮想スピーカの目標位置を設定するステップと、
上記設定された仮想スピーカの目標位置に基づいて、上記仮想スピーカの配置を制御するステップとを備える
信号処理方法。
【請求項８】
コンピュータを、
実スピーカの配置位置情報を取得する配置位置情報取得手段と、
上記取得された配置位置情報に基づいて、上記実スピーカの理想配置領域またはその近傍に、上記実スピーカに対応した仮想スピーカが配置されるように、該仮想スピーカの目標位置を設定する目標位置設定手段と、
上記設定された仮想スピーカの目標位置に基づいて、上記仮想スピーカの配置を制御する配置制御手段と
して機能させるプログラム。
【請求項９】
実スピーカの実際の角度を取得する配置位置情報取得部と、
上記実スピーカの理想目標角度と上記取得された実スピーカの実際の角度との差分に基づいて、上記実スピーカに対応した仮想スピーカの目標角度を設定する目標位置設定部と、
上記設定された仮想スピーカの目標角度に基づいて、上記仮想スピーカの配置を制御する配置制御部とを備える
信号処理装置。
【請求項１０】
複数のチャネルの音声信号をそれぞれ対応するチャネルのスピーカおよび隣接するチャネルのスピーカに分配供給する信号分配部と、
上記複数のスピーカに供給される音声信号に遅延を付加する遅延付加部と、
上記複数のスピーカの実際の配置位置の情報に基づいて、上記信号分配部および上記遅延付加部の動作を制御する制御部とを備える
信号処理装置。
【請求項１１】
上記制御部は、
所定チャネルのスピーカの理想目標角度と該所定チャネルのスピーカの実際の角度との差分に基づいて、該所定チャネルのスピーカに対応した仮想スピーカの目標角度を設定し、
該設定された目標角度に応じて、該所定チャネルのスピーカに対応したチャネルの音声信号の該所定チャネルのスピーカおよび隣接するチャネルのスピーカへの分配供給を制御する
請求項１０に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
上記複数のスピーカから出力されるテスト信号を一定の間隔をもって配置された２個のマイクロホンで収音して処理することで、上記複数のスピーカの実際の配置位置の情報を取得する配置位置情報取得部をさらに備える
請求項１０に記載の信号処理装置。
【請求項１３】
複数のチャネルの音声信号をそれぞれ対応するチャネルのスピーカおよび隣接するチャネルのスピーカに分配供給し、
上記複数のスピーカに供給される音声信号に遅延を付加し、
上記複数のスピーカの実際の配置位置の情報に基づいて、上記信号分配および上記遅延付加の動作を制御する
信号処理方法。
【請求項１４】
複数のチャネルにそれぞれ対応した複数のスピーカと、
上記複数のチャネルの音声信号をそれぞれ対応するチャネルのスピーカおよび隣接するチャネルのスピーカに分配供給する信号分配部と、
上記複数のスピーカに供給される音声信号に遅延を付加する遅延付加部と、
上記複数のスピーカの実際の配置位置の情報に基づいて、上記信号分配部および上記遅延付加部の動作を制御する制御部とを備える
スピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、信号処理装置、信号処理方法、プログラムおよびスピーカシステムに関し、特に、複数のスピーカから出力されるマルチチャネル音声信号の音響特性を調整する信号処理装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチチャンネル音声信号によるサラウンド効果を正確に再現するためには、受聴位置から各スピーカへの距離は全て等距離であることが望まれる。また、各スピーカの推奨角度（以下、適宜、「理想角度」という）としてITU-R BS775-1が規定されている。しかし、一般家庭において複数のスピーカを配置する際、家屋の形状や家具類の配置による物理的な制限が生じ、必ずしも、受聴位置から等距離の位置に理想的な角度で配置できるとは限らない。
【０００３】
例えば、特許文献１には、各スピーカからテスト信号を発音し、受聴位置に設置された複数のマイクで応答信号を収音することで各スピーカまでの距離と角度の算出を行うことが記載されている。また、この特許文献１には、各スピーカまでの距離に応じた遅延調整を行うことで距離補正をすること、単一の出力信号を隣接する複数のスピーカへ振り分けることで当該信号が所定の角度から発音されるようにすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０１２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に記載される技術では、スピーカ設置角度と当該スピーカの理想角度との差に応じて、当該スピーカ信号を隣接するスピーカへ適切に分配し、当該信号の音像定位を理想角度に一致させることで、当該スピーカの角度補正が可能となる。サラウンドスピーカの理想角度は、ＩＴＵ−ＲＢＳ７７５−１で規定された１１０度から１３０度の間の値、例えば中間値の１２０度とする場合が多く、その値は固定とされることが多い。
【０００６】
しかし、上述の特許文献１に記載されているような単純な信号配分処理では、２つのスピーカを結んだ軸上付近に仮想スピーカが配置されてしまい、この軸上より遠くの位置には仮想スピーカを配置することはできない。
【０００７】
例えば、図１７は、サラウンド左スピーカとサラウンド右スピーカの２つのサラウンドスピーカを受聴位置のほぼ後方に配置した場合を示している。等距離にあるフロントＬスピーカ（ａ）とサラウンドＬスピーカ（ｂ）に対して、上述の信号配分処理を適用してサラウンドＬ理想目標位置（ｃ）へ仮想スピーカを配置しようとした場合を考える。この場合、仮想スピーカは、サラウンドＬ理想目標位置（ｃ）ではなく、フロントＬスピーカ（ａ）とサラウンドＬスピーカ（ｂ）の軸上の位置（ｄ）に配置される。
【０００８】
そのため、理想の音場（ｅ）にはならず、横幅の狭い音場（ｆ）となってしまう。このような音場（ｆ）でサラウンドコンテンツを受聴すると、当然横方向の空間の狭さが知覚される。後方に設置した２つのサラウンドスピーカよりも、多くの信号成分が前方３つのスピーカから再生されるため、前後の音量バランスの不自然さが知覚される重大な欠点がある。
【０００９】
本技術の目的は、マルチチャネルサラウンド再生環境において、実際に配置されたスピーカ位置に拘わらず、音量バランスのとれた自然なサラウンド音場を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術の概念は、
実スピーカの配置位置情報を取得する配置位置情報取得部と、
上記取得された配置位置情報に基づいて、上記実スピーカの理想配置領域またはその近傍に、上記実スピーカに対応した仮想スピーカが配置されるように、該仮想スピーカの目標位置を設定する目標位置設定部と、
上記設定された仮想スピーカの目標位置に基づいて、上記仮想スピーカの配置を制御する配置制御部とを備える
信号処理装置にある。
【００１１】
本技術において、配置位置情報取得部により、実スピーカの配置位置情報が取得される。この配置位置情報には、実スピーカの角度を示す情報などが含まれる。例えば、配置情報取得部は、実スピーカから出力されるテスト信号を一定の間隔をもって配置された２個のマイクロホン（マイク）で収音して処理することで、この実スピーカの配置位置情報を取得する、ようにされてもよい。
【００１２】
また、例えば、配置情報取得部は、実スピーカの配置位置情報が記憶されているメモリから、この配置位置情報を読み出して取得する、ようにされてもよい。さらに、例えば、配置情報取得部は、ユーザの入力操作により実スピーカの配置位置情報を取得する、ようにされてもよい。
【００１３】
目標位置設定部により、取得された実スピーカの配置位置情報に基づいて、実スピーカの理想配置領域またはその近傍に、実スピーカに対応した仮想スピーカが配置されるように、この仮想スピーカの目標位置が設定される。ここで、実スピーカの理想配置領域とは、音源作成時におけるそのスピーカの配置位置に対応した領域である。例えば、目標位置設定部は、実スピーカの理想目標角度と実スピーカの実際の角度との差分に基づいて、仮想スピーカの目標角度を設定する、ようにされてもよい。
【００１４】
この場合、例えば、実スピーカは、サラウンドスピーカであり、目標位置設定部は、実スピーカの理想角度より大きく仮想スピーカの目標角度の最大値より小さな第１の閾値と、仮想スピーカの目標角度の最大値より大きな第２の閾値とを用い、実スピーカの実際の角度が第１の閾値以下のとき、実スピーカの理想目標角度を、仮想スピーカの目標角度として設定し、実スピーカの実際の角度が第２の閾値より大きいとき、仮想スピーカの目標角度の最大値を、仮想スピーカの目標角度として設定し、実スピーカの実際の角度が第１の閾値より大きく第２の閾値以下の範囲にあるとき、実スピーカの理想目標角度より大きく仮想スピーカの目標角度の最大値以下の範囲の対応する角度を、仮想スピーカの目標角度として設定する、ようにされてもよい。
【００１５】
また、この場合、例えば、実スピーカは、フロントスピーカであり、目標位置設定部は、実スピーカの理想角度より小さく仮想スピーカの目標角度の最小値より大きな第１の閾値と、仮想スピーカの目標角度の最小値より小さな第２の閾値とを用い、実スピーカの実際の角度が第１の閾値以上のとき、実スピーカの理想目標角度を、仮想スピーカの目標角度として設定し、実スピーカの実際の角度が第２の閾値より小さいとき、仮想スピーカの目標角度の最小値を、仮想スピーカの目標角度として設定し、実スピーカの実際の角度が第１の閾値より小さく第２の閾値以上の範囲にあるとき、実スピーカの理想目標角度より小さく仮想スピーカの目標角度の最小角度以上の範囲の対応する角度を、仮想スピーカの目標角度として設定する、ようにされてもよい。
【００１６】
配置制御部により、設定された仮想スピーカの目標位置に基づいて、仮想スピーカの配置が制御される。例えば、配置制御部は、実スピーカとこの実スピーカに隣接するスピーカに、設定された仮想スピーカの目標角度に応じて、この実スピーカに対応したチャネルの音声信号を分配供給することで、仮想スピーカの配置を制御する、ようにされてもよい。
【００１７】
このように本技術においては、実スピーカの配置位置情報に基づいて仮想スピーカの目標位置を設定し、この目標位置に基づいて仮想スピーカの配置を制御するものである。そのため、マルチチャネルサラウンド再生環境において、実際に配置されたスピーカ位置に拘わらず、音量バランスのとれた自然なサラウンド音場を得ることが可能となる。
【００１８】
また、本技術の他の概念は、
複数のチャネルにそれぞれ対応した複数のスピーカと、
上記複数のチャネルの音声信号をそれぞれ対応するチャネルのスピーカおよび隣接するチャネルのスピーカに分配供給する信号分配部と、
上記複数のスピーカに供給される音声信号に遅延を付加する遅延付加部と、
上記複数のスピーカの実際の配置位置の情報に基づいて、上記信号分配部および上記遅延付加部の動作を制御する制御部とを備える
スピーカシステムにある。
【００１９】
本技術において、複数のチャネルにそれぞれ対応した複数のスピーカが備えられる。信号分配部により、複数のチャネルの音声信号がそれぞれ対応するチャネルのスピーカおよび隣接するチャネルのスピーカに分配供給される。遅延付加部により、複数のスピーカに供給される音声信号に遅延が付加される。
【００２０】
制御部により、複数のスピーカの実際の配置位置の情報に基づいて、信号分配部および遅延付加部の動作が制御される。この場合、信号分配部の動作制御により、各スピーカの理想配置領域またはその近傍に、各スピーカに対応した仮想スピーカが配置される。また、遅延付加部の動作制御により、全てのスピーカの受聴位置に対する距離が等化される。例えば、複数のスピーカから出力されるテスト信号を一定の間隔をもって配置された２個のマイクロホンで収音して処理することで、複数のスピーカの実際の配置位置の情報を取得する配置位置情報取得部をさらに備える、ようにされてもよい。
【００２１】
例えば、制御部は、所定チャネルのスピーカの理想目標角度とこの所定チャネルのスピーカの実際の角度との差分に基づいて、この所定チャネルのスピーカに対応した仮想スピーカの目標角度を設定し、この設定された目標角度に応じて、この所定チャネルのスピーカに対応したチャネルの音声信号の該所定チャネルのスピーカおよび隣接するチャネルのスピーカへの分配供給を制御する、ようにされてもよい。
【００２２】
このように本技術においては、複数のスピーカの実際の配置位置の情報に基づいて、信号分配部および遅延付加部の動作が制御されるものであり、良好なマルチチャネルサラウンド再生環境を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本技術によれば、マルチチャネルサラウンド再生環境において、実際に配置されたスピーカ位置に拘わらず、音量バランスのとれた自然なサラウンド音場を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本技術の実施の形態としてのマルチチャネル再生システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】音響装置が解析フェーズにあるときにＤＳＰで構成される音響解析ブロックの構成例を示す図である。
【図３】音響解析ブロックを構成するコントローラにおける音響解析処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】２個のマイクによる配置位置情報の取得処理を説明するための図である。
【図５】遅延パラメータ（遅延時間）によるスピーカ距離補正の具体例を示す図である。
【図６】サラウンド目標角度（サラウンドスピーカに対応した仮想スピーカの目標角度）の設定手順を説明するための図である。
【図７】信号分配パラメータ（分配乗数）の算出を説明するための図である。
【図８】音響装置が再生フェーズにあるときにＤＳＰで構成される音響調整ブロックの構成例を示す図である。
【図９】本技術においてサラウンドスピーカが後方に置かれた場合を説明するための図である。
【図１０】従来技術においてサラウンド左スピーカおよびサラウンド右スピーカのいずれかが後方にあって非対称である場合を説明するための図である。
【図１１】本技術においてサラウンド左スピーカおよびサラウンド右スピーカのいずれかが後方にあって非対称である場合を説明するための図である。
【図１２】従来技術においてセンタースピーカ無しでフロント左スピーカおよびフロント右スピーカが中央寄りに配置された場合を説明するための図である。
【図１３】本技術においてセンタースピーカ無しでフロント左スピーカおよびフロント右スピーカが中央寄りに配置された場合を説明するための図である。
【図１４】従来技術においてフロントハイスピーカが上方寄りに配置された場合を説明するための図である。
【図１５】本技術においてフロントハイスピーカが上方寄りに配置された場合を説明するための図である。
【図１６】本技術を複数のスピーカを群として扱う場合にも適用できることを説明するための図である。
【図１７】従来技術においてサラウンドスピーカが後方に置かれた場合を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明を以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例
【００２６】
＜１．実施の形態＞
［マルチチャネル再生システムの構成例］
図１は、実施の形態としてのマルチチャネル再生システム１０の構成例を示している。このマルチチャネル再生システム１０は、音声信号出力装置１００と、音響装置２００と、スピーカ３００と、マイク４００-1，４００-2とを有している。音声信号出力装置１００は、例えば、ＤＶＤ再生装置等であり、ＡＣ３（Audio Code number 3）方式の５．１チャネルの圧縮音声信号を出力する。
【００２７】
音響装置２００は、復号器２１０と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２２０と、増幅器２３０と、増幅器２４０-1，２４０-2を有している。復号器２１０は、音声信号出力装置１００から出力されるＡＣ３方式の圧縮音声信号に対して復号処理を施し、５．１チャネルの各チャネルの音声信号を出力する。ここで、各チャネルの音声信号とは、フロント左信号、フロント右信号、センター信号、サラウンド左（リア左）信号、サラウンド右（リア右）信号、およびサブウーハー信号である。なお、この実施の形態においては、サブウーハー信号は使用しないものとする。
【００２８】
ＤＳＰ２２０は、音響装置２００が解析フェーズにあるときは、音響解析ブロックを構成する。この音響解析ブロックは、各スピーカに出力する音声信号に対して位相調整、振幅調整の処理を行うための補償フィルタの係数値であるフィルタパラメータを求める。また、音響解析ブロックは、各チャネルの音声信号の分配処理を行うための信号分配パラメータを求める。さらに、各スピーカに出力する音声信号に遅延付加処理を行うための遅延パラメータを求める。この音響解析ブロックの詳細構成については、後述する。
【００２９】
また、ＤＳＰ２２０は、音響装置２００が再生フェーズにあるときは、音響調整ブロックを構成する。この音響調整ブロックは、上述の音響解析ブロックで求められたフィルタパラメータを用いて、各スピーカに出力する音声信号に対して位相調整、振幅調整の処理を行って、各スピーカの出力音響特性を合わせる。
【００３０】
また、この音響調整ブロックは、上述の音響解析ブロックで求められた信号分配パラメータに基づいて、各チャネルの音声信号をそのチャネルに対応したスピーカおよびそれに隣接するスピーカに分配する処理を行って、各チャネルのスピーカに対応した仮想スピーカの配置を制御する。この場合、所定のスピーカに対応した仮想スピーカがその所定のスピーカの理想配置領域またはその近傍に配置されるように制御し、実際に配置されたスピーカ位置に拘わらず、音量バランスのとれた自然なサラウンド音場が得られるようにする。
【００３１】
また、この音響調整ブロックは、上述の音響解析ブロックで求められた遅延パラメータに基づいて、各スピーカに出力する音声信号に対して遅延を付加する処理を行って、全てのスピーカの受聴位置に対する距離の等化を図る。この音響調整ブロックの詳細構成については、後述する。
【００３２】
増幅器２３０は、ＤＳＰ２２０から出力されるスピーカ３００への信号を増幅する。すなわち、音響装置２００が解析フェーズにあるときは、音響解析ブロックとしてのＤＳＰ２２０から出力されるテスト信号を増幅してスピーカ３００に供給する。また、音響装置２００が再生フェーズにあるときは、音響調整ブロックとしてのＤＳＰ２２０から出力される音声信号を増幅してスピーカ３００に供給する。また、増幅器２４０-1，２４０-2は、後述するようにマイク４００-1，４００-2で収音されるスピーカ３００からの応答信号を増幅してＤＳＰ２２０に供給する。
【００３３】
スピーカ３００は、フロント左スピーカ、フロント右スピーカ、センタースピーカ、サラウンド左（リア左）スピーカおよびサラウンド右（リア右）スピーカにより構成されている。ＤＳＰ２２０は、上述したように、音響解析ブロックを構成するとき、信号分配パラメータ、フィルタパラメータおよび遅延パラメータを求める。また、ＤＳＰ２２０は、上述したように、音響調整ブロックを構成するとき、フィルタパラメータに基づいて位相調整、振幅調整の処理を行うと共に、信号分配パラメータ、遅延パラメータに基づいて信号分配、遅延付加の処理を行う。
【００３４】
マイク４００-1，４００-2は、音響装置２００が解析フェーズにある場合に、受聴位置に配置されて使用される。このマイク４００-1，４００-2は、スピーカ３００からの応答信号を収音して、音響解析ブロックとしてのＤＳＰ２２０に供給する。
【００３５】
図１に示すマルチチャネル再生システム１０は、音響装置２００が解析フェーズにあり、ＤＳＰ２２０が音響解析ブロックを構成する場合には、以下のように動作する。この場合、ＤＳＰ２２０からテスト信号が出力される。このテスト信号は、増幅器２３０で増幅された後にスピーカ３００から出力される。また、受聴位置に配置されたマイク４００-1，４００-2によりスピーカ３００からの応答信号が収音され、この応答信号はＤＳＰ２２０に供給される。
【００３６】
ＤＳＰ２２０では、この応答信号に基づいて、各スピーカに出力する音声信号に対して位相調整、振幅調整の処理を行うためのフィルタパラメータが求められる。また、音響解析ブロックは、この応答信号に基づいて、各スピーカに対応した音声信号の分配処理、各スピーカに出力する音声信号に対する遅延付加処理を行うための信号分配パラメータ、遅延パラメータが求められる。
【００３７】
また、図１に示すマルチチャネル再生システム１０は、音響装置２００が再生フェーズにあり、ＤＳＰ２２０が音響調整ブロックを構成する場合には、以下のように動作する。この場合、音声信号出力装置１００から再生コンテンツのＡＣ３方式の圧縮音声信号が出力され、この圧縮音声信号が音響装置２００の復号器２１０に入力される。
【００３８】
復号器２１０では、ＡＣ３方式の圧縮音声信号に対して復号処理が施され、５．１チャネルの各チャネルの音声信号が得られる。この音声信号はＤＳＰ２２０に供給される。ＤＳＰ２２０では、この音声信号に対して、フィルタパラメータに基づいて位相調整、振幅調整の処理が行われ、信号分配パラメータ、遅延パラメータに基づいて信号分配、遅延付加の処理が行われる。ＤＳＰ２２０で処理された音声信号は、増幅器２３０で増幅された後にスピーカ３００から出力される。
【００３９】
［ＤＳＰ：音響解析ブロックの説明］
音響装置２００が解析フェーズにあるとき、上述したように、ＤＳＰ２２０は音響解析ブロックを構成する。図２は、その場合におけるＤＳＰ２２０の構成例を示している。この図２において、図１と対応する部分には同一符号を付して示している。
【００４０】
この場合、ＤＳＰ２２０は、コントローラ５０１、テスト信号メモリ５０２、音響調整パラメータメモリ５０３、応答信号メモリ５０４および内部データバス５０５を備えている。コントローラ５０１、テスト信号メモリ５０２、音響調整パラメータメモリ５０３および応答信号メモリ５０４は、内部データバス５０５に接続されている。
【００４１】
コントローラ５０１は、音響解析ブロックとしてのＤＳＰ２２０の各部の動作を制御する。テスト信号メモリ５０２は、スピーカ３００から出力すべきテスト信号（インパルス信号）を記憶している。応答信号メモリ５０４は、マイク４００-1，４００-2で収音されたスピーカ３００からの応答信号を記憶する。
【００４２】
音響調整パラメータメモリ５０３は、解析フェーズで求められる各パラメータ、すなわち信号分配パラメータ、フィルタパラメータおよび遅延パラメータを記憶する。
【００４３】
音響解析ブロック内のコントローラ５０１は、テスト信号メモリ５０２よりテスト信号を順次読み出し、対象スピーカより出力する。これと同時に、受聴位置に設置されたマイク４００-1，４００-2により収音された当該スピーカからの応答信号を応答信号メモリ５０４に記憶する。以降、全てのスピーカからテスト信号を順次出力し、その応答信号を応答信号メモリ５０４に順次記憶する。その後、コントローラ５０１は、応答信号メモリ５０４に記憶された各応答信号に基づいて、信号分配パラメータ、フィルタパラメータおよび遅延パラメータを順次算出して、音響調整パラメータメモリ５０３に記憶する。
【００４４】
図３のフローチャートは、コントローラ５０１における音響解析処理の手順を示している。コントローラ５０１は、ステップＳＴ１において、解析処理を開始し、その後に、ステップＳＴ２の処理に移る。このステップＳＴ２において、コントローラ５０１は、テスト信号メモリ５０２からテスト信号を読み出し、このテスト信号を内部データバス５０５から増幅器２３０を通じて対象スピーカに出力する。
【００４５】
次に、コントローラ５０１は、ステップＳＴ３において、マイク４００-1，４００-2で収音される対象スピーカからの応答信号を、内部データバス５０５を通じて受け取り、応答信号メモリ５０４に記憶する。この際、後述するように、この対象スピーカの配置位置情報の算出のために、各マイクへの到達時間も合わせて記憶しておく。
【００４６】
次に、コントローラ５０１は、ステップＳＴ４において、全てのスピーカの応答信号を記憶したか否かを判定する。全てのスピーカの応答信号を記憶していないと判定するとき、コントローラ５０１は、ステップＳＴ２の処理に戻り、次のスピーカを対象スピーカとして、上述したと同様の処理を繰り返す。ここで、全てのスピーカとは、スピーカ３００に含まれるセンタースピーカ、フロント左スピーカ、フロント右スピーカ、サラウンド左スピーカおよびサラウンド右スピーカである。
【００４７】
ステップＳＴ４で全てのスピーカの応答信号を記憶していると判定するとき、コントローラ５０１は、ステップＳＴ５において、各スピーカの配置位置情報、周波数特性の算出を行う。コントローラ５０１は、各スピーカを順次対象スピーカとして、対象スピーカからの応答信号のＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析によって、その周波数特性（位相特性、振幅特性）を算出する。
【００４８】
また、コントローラ５０１は、各スピーカを順次対象スピーカとして、その配置位置情報を算出する。この場合、コントローラ５０１は、対象スピーカから２個のマイク４００-1，４００-2で収音された応答信号を処理して、その対象スピーカの配置位置情報（各スピーカの角度、各スピーカと受聴位置との距離）を取得する。この際に、コントローラ５０１は、上述のステップＳＴ３で記憶した２個のマイクへの対象スピーカからの応答信号の到達時間を使用する。
【００４９】
図４を参照して、２個のマイクによる配置位置情報の取得処理について説明する。既知のマイク間距離（ｍ１−ｍ２）を隔てて、マイク１とマイク２が、受聴位置ｘに設置される。この場合、マイクの正面方向（ｘ−ｚ）と受聴者の正面方向（ｘ−ｙ）が一致する様にマイク設置角度は調整される。
【００５０】
スピーカＳＰよりテスト信号を放音し、マイク１、マイク２におけるテスト信号の到達時間を求めることで、スピーカＳＰとマイク１との距離（ｍ１−ｓ）とスピーカＳＰとマイク２との距離（ｍ２−ｓ）が算出される。３辺が確定された三角形（ｓ−ｍ１−ｍ２）は唯一同定され、この三角形を構成する３つの角度は全て決定される。
【００５１】
受聴位置ｘは、マイク間距離（ｍ１−ｍ２）の中間点であり、辺（ｍ１−ｓ）と辺（ｍ１−ｘ）とその間の角度が確定されることで三角形（ｓ−ｍ１−ｘ）も唯一同定され、受聴位置とスピーカとの距離（ｘ−ｓ）が算出される。同時にスピーカの角度（Ａ）も算出される。
【００５２】
図３に戻って、ステップＳＴ５の処理の後、コントローラ５０１は、ステップＳＴ６の処理に移る。このステップＳＴ６において、コントローラ５０１は、遅延パラメータを算出する。この場合、コントローラ５０１は、各スピーカを順次対象スピーカとして、その対象スピーカに出力する音声信号に遅延付加するための遅延パラメータを算出する。この際、コントローラ５０１は、ステップＳＴ５で算出した各スピーカと受聴位置との距離に基づいて、各スピーカの遅延パラメータを算出する。
【００５３】
正確なサラウンド効果を得るには各スピーカと受聴位置との距離は全て同じ距離であることが望ましい。マルチチャンネルオーディオ再生に必要な全てのスピーカを等距離に設置することは部屋の物理的な制約から一般家庭では困難な場合が多い。その場合、受聴位置に近い距離のスピーカに供給される信号に対して適切な遅延を与えることで、受聴位置での各信号の時間整合を取り、全てのスピーカ距離を等化させることが可能となる。
【００５４】
図５は、スピーカ距離補正の具体例を示している。補正前の各スピーカ配置は実線で示され、補正後の各スピーカ位置は破線で示されている。上述のステップＳＴ５の各スピーカの配置位置情報の算出処理により、受聴位置ｘからセンタースピーカ、フロントＬスピーカ、フロントＲスピーカ、サラウンドＬスピーカ、サラウンドＲスピーカの各スピーカまでの距離Ｃｄ、ＦＬｄ、ＦＲｄ、ＳＬｄ、ＳＲｄがそれぞれ算出されている。
【００５５】
コントローラ５０１は、各スピーカに出力する音声信号に付加すべき遅延時間（遅延パラメータ）を、各スピーカの距離の中で最大のものをMAXdとして、以下のように算出する。なお、音速は概ね３４０ｍ／秒である。
【００５６】
センタースピーカ信号遅延時間    ＝ (MAXd - Cd)／音速
フロントＬスピーカ信号遅延時間  ＝ (MAXd -FLd)／音速
フロントＲスピーカ信号遅延時間  ＝ (MAXd -FRd)／音速
サラウンドＬスピーカ信号遅延時間＝ (MAXd -SLd)／音速
サラウンドＲスピーカ信号遅延時間＝ (MAXd -SRd)／音速
【００５７】
図５において、ＦＬｄが最大の距離であるのでフロントＬスピーカへ供給される信号の遅延時間は０となる。上述の遅延時間（遅延パラメータ）の設定により、各スピーカから発せられた信号は同時刻に受聴位置ｘへ到達する。これは、距離ＦＬｄを半径とする円周上に各スピーカが配置され、全てのスピーカ距離が等化されたことを意味する。
【００５８】
図３に戻って、ステップＳＴ６の処理の後、コントローラ５０１は、ステップＳＴ７の処理に移る。このステップＳＴ７において、コントローラ５０１は、フィルタパラメータ（位相フィルタパラメータ、振幅フィルタパラメータ）を算出する。この場合、コントローラ５０１は、各スピーカを順次対象スピーカとして、そのフィルタパラメータを算出する。
【００５９】
正確なサラウンド効果を得るには、各スピーカの周波数特性、ゲインが全て等しいものであることが望ましい。異なる種類のスピーカが混在する場合や壁からの反射音等、再生環境の影響を大きく受ける場合、各スピーカの周波数特性、ゲインは異なるものとなる。その場合は適切なフィルタを適用し、全てのスピーカの周波数特性、ゲインを等化させることが必要となる。
【００６０】
コントローラ５０１は、ステップＳＴ７において、基準周波数特性と対象スピーカからの応答信号のＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析による周波数特性との差分を算出する。そして、その差分を補償する特性を持つ補償フィルタの係数値を、フィルタパラメータとして算出する。
【００６１】
基準となる周波数特性として平坦な周波数特性、特定のスピーカの周波数特性、またはフロントスピーカの周波数特性などを用いることができる。各スピーカからの応答信号は２個のマイクで収音されるため、それぞれ２つの応答信号が得られるが、どちらか一方の応答信号、または両者の平均化された応答信号を当該スピーカの周波数特性算出に用いる。
【００６２】
図３に戻って、ステップＳＴ７の処理の後、コントローラ５０１は、ステップＳＴ８の処理に移る。このステップＳＴ８において、コントローラ５０１は、ステップＳＴ５で算出されたサラウンドＬスピーカおよびサラウンドＲスピーカの角度のうち、大きい方の値を、サラウンドスピーカの実際の角度「iMeasure」とする。
【００６３】
次に、コントローラ５０１は、ステップＳＴ９において、サラウンド目標角度、つまりサラウンドスピーカに対応した仮想スピーカの目標角度を設定する。この場合、コントローラ５０１は、サラウンドスピーカの理想目標角度とサラウンドスピーカの実際の角度との差分に基づいて、仮想スピーカの目標角度を設定する。図６を参照して、この目標角度の設定手順について説明する。ここで、サラウンド理想目標角度(ITU-Rに基づく)を「iTgt_Min」、サラウンド目標角度の最大値を「iTgt_Max」、閾値下限を「iThresh_Min」、閾値上限を「iThresh_Max」、サラウンドスピーカの実際の角度を「iMeasure」とする。
【００６４】
サラウンド理想目標角度「iTgt_Min」は、例えば、「ITU-R BS775-1」に基づく場合、１００度から１２０度の間の値である。サラウンド目標角度の最大値「iTgt_Max」は、サラウンドスピーカの配置として極端な不自然さを与えない角度のうち最大の角度であり、例えば、サラウンド理想目標角度「iTgt_Min」に３０度を加えた１３０度から１５０度の間の値等である。
【００６５】
閾値下限「iThresh_Min」は、サラウンド理想目標角度「iTgt_Min」からサラウンド目標角度の最大値「iTgt_Max」の間の値である。サラウンドスピーカの実際の角度「iMeasure」がこの値以下の場合、後述するように、サラウンド目標角度「iTgt」は、「iTgt_Min」とされる。また、サラウンドスピーカの実際の角度「iMeasure」がこの値を超えた場合、後述するように、サラウンド目標角度「iTgt」は、「iTgt_Min」から「iTgt_Max」の間の値とされる。
【００６６】
閾値上限「iThresh_Max」は、サラウンド目標角度の最大値「iTgt_Max」より大きな値である。サラウンドスピーカの実際の角度「iMeasure」がこの値を超えた場合、後述するように、サラウンド目標角度「iTgt」は、「iTgt_Max」とされる。また、サラウンドスピーカの実際の角度「iMeasure」がこの値以下の場合、後述するように、サラウンド目標角度「iTgt」は、「iTgt_Min」から「iTgt_Max」の間の値とされる。
【００６７】
コントローラ５０１は、サラウンド目標角度を設定する乗数「fk」を算出する。まず、この「fk」の最大値「fmax」を、以下の数式（１）に示すように、サラウンド目標角度の最大値「iTgt_Max」とサラウンド理想目標角度「iTgt_Min」を用いて算出する。
fmax= iTgt_Max/iTgt_Min      ・・・（１）
【００６８】
コントローラ５０１は、サラウンドスピーカの実際の角度「iMeasure」に応じて、乗数「fk」を、以下のように算出する。すなわち、「iMesure <= iThresh_Min」であるとき、以下の数式（２）に示すように、「fk」を「1.0」とする。
fk= 1.0      ・・・（２）
【００６９】
また、「iMesure > iThresh_Max」であるとき、以下の数式（３）で示すように、「fk」を「fmax」とする。
fk= fmax      ・・・（３）
【００７０】
さらに、「iThresh_Min < iMesure <= iThresh_Max」であるとき、以下の数式（４）で示すように、「fk」を「fa * iMesure + fb 」とする。
fk= fa * iMesure + fb      ・・・（４）
【００７１】
ここで、「fa」は、以下の数式（５）で表される。また、「fb」は、以下の数式（６）で表される。
fa= (fmax - 1.0)/(iThresh_Max - iThresh_Min)      ・・・（５）
fb= 1.0 - fa * iThresh_Min      ・・・（６）
【００７２】
コントローラ５０１は、以下の数式（７）に示すように、サラウンド理想目標角度「iTgt_Min」に対して「fk」を乗算したものをサラウンド目標角度「iTgt」として設定する。
iTgt= iTgt_Min * fk      ・・・（７）
【００７３】
このように、コントローラ５０１は、サラウンドスピーカの実際の角度「iMeasure」が閾値下限「iThresh_Min」以下のとき、サラウンド理想目標角度「iTgt_Min」を、サラウンド目標角度「iTgt」として設定する。また、コントローラ５０１は、サラウンドスピーカの実際の角度「iMeasure」が閾値上限「iThresh_Max」より大きいとき、サラウンド目標角度の最大値「iTgt_Max」を、サラウンド目標角度「iTgt」として設定する。
【００７４】
さらに、コントローラ５０１は、サラウンドスピーカの実際の角度「iMeasure」が閾値下限「iThresh_Min」より大きく閾値上限「iThresh_Max」以下の範囲にあるとき、サラウンド目標角度「iTgt」を、以下のように設定する。すなわち、このとき、コントローラ５０１は、サラウンド理想目標角度「iTgt_Min」より大きくサラウンド目標角度の最大値「iTgt_Max」以下の範囲の対応する角度を、サラウンド目標角度「iTgt」として設定する。
【００７５】
このようにサラウンド目標角度「iTgt」が設定されることで、サラウンドスピーカが後方に置かれた場合でも、サラウンド目標角度が適切に設定されるため、自然な音場を得ることが可能となる。
【００７６】
図３に戻って、ステップＳＴ９の処理の後、コントローラ５０１は、ステップＳＴ１０の処理に移る。このステップＳＴ１０において、コントローラ５０１は、ステップＳＴ５で算出されたフロントＬスピーカおよびフロントＲスピーカの角度のうち、大きい方の値を、フロントスピーカの実際の角度「iMeasure」とする。
【００７７】
次に、コントローラ５０１は、ステップＳＴ１１において、フロント目標角度、つまりフロントスピーカに対応した仮想スピーカの目標角度を設定する。この場合、コントローラ５０１は、フロントスピーカの理想目標角度とフロントスピーカの実際の角度との差分に基づいて、仮想スピーカの目標角度を設定する。ここで、フロント理想目標角度(ITU-Rに基づく)を「iTgt_Max」、フロント目標角度の最小値を「iTgt_Min」、閾値下限を「iThresh_Min」、閾値上限を「iThresh_Max」、フロントスピーカの実際の角度を「iMeasure」とする。
【００７８】
フロント理想目標角度「iTgt_Max」は、例えば、「ITU-R BS775-1」に基づく場合、３０度である。フロント目標角度の最小値「iTgt_Min」は、フロントスピーカの配置として極端な不自然さを与えない角度のうち最小の角度であり、例えば、２４度である。
【００７９】
閾値下限「iThresh_Min」は、フロント目標角度の最小値「iTgt_Min」より小さな値である。フロントスピーカの実際の角度「iMeasure」がこの値以下の場合、後述するように、フロント目標角度「iTgt」は、「iTgt_Min」とされる。また、フロントスピーカの実際の角度「iMeasure」がこの値を超えた場合、後述するように、フロント目標角度「iTgt」は、「iTgt_Min」から「iTgt_Max」の間の値とされる。
【００８０】
閾値上限「iThresh_Max」は、フロント目標角度の最小値「iTgt_Min」からフロント理想目標角度「iTgt_Max」の間の値である。フロントスピーカの実際の角度「iMeasure」がこの値を超えた場合、後述するように、フロント目標角度「iTgt」は、「iTgt_Max」とされる。また、フロントスピーカの実際の角度「iMeasure」がこの値以下の場合、後述するように、フロント目標角度「iTgt」は、「iTgt_Min」から「iTgt_Max」の間の値とされる。
【００８１】
コントローラ５０１は、フロント目標角度を設定する乗数「fk」を算出する。まず、この「fk」の最小値「fmin」を、以下の数式（８）に示すように、フロント目標角度の最小値「iTgt_Min」とフロント理想目標角度「iTgt_Max」を用いて算出する。
fmin= iTgt_Min/iTgt_Max      ・・・（８）
【００８２】
コントローラ５０１は、フロントスピーカの実際の角度「iMeasure」に応じて、乗数「fk」を、以下のように算出する。すなわち、「iMesure <= iThresh_Min」であるとき、以下の数式（９）に示すように、「fk」を「fmin」とする。
fk= fmin      ・・・（９）
【００８３】
また、「iMesure > iThresh_Max」であるとき、以下の数式（１０）で示すように、「fk」を「1.0」とする。
fk= 1.0      ・・・（１０）
【００８４】
さらに、「iThresh_Min < iMesure <= iThresh_Max」であるとき、以下の数式（１１）で示すように、「fk」を「fa * iMesure + fb 」とする。
fk= fa * iMesure + fb      ・・・（１１）
【００８５】
ここで、「fa」は、以下の数式（１２）で表される。また、「fb」は、以下の数式（１３）で表される。
fa= (1.0 - f min)/(iThresh_Max - iThresh_Min)      ・・・（１２）
fb= fmin - fa * iThresh_Min      ・・・（１３）
【００８６】
コントローラ５０１は、以下の数式（１４）に示すように、フロント理想目標角度「iTgt_Max」に対して「fk」を乗算したものをサラウンド目標角度「iTgt」として設定する。
iTgt= iTgt_Max * fk      ・・・（１４）
【００８７】
このように、コントローラ５０１は、フロントスピーカの実際の角度「iMeasure」が閾値下限「iThresh_Min」以下のとき、フロント目標角度の最小値「iTgt_Min」を、フロント目標角度「iTgt」として設定する。また、コントローラ５０１は、フロントスピーカの実際の角度「iMeasure」が閾値上限「iThresh_Max」より大きいとき、フロント理想目標角度「iTgt_Max」を、フロント目標角度「iTgt」として設定する。
【００８８】
さらに、コントローラ５０１は、フロントスピーカの実際の角度「iMeasure」が閾値下限「iThresh_Min」より大きく閾値上限「iThresh_Max」以下の範囲にあるとき、フロント目標角度「iTgt」を、以下のように設定する。すなわち、このとき、コントローラ５０１は、フロント目標角度の最小値「iTgt_Min」より大きくフロント理想目標角度「iTgt_Max」以下の範囲の対応する角度を、フロント目標角度「iTgt」として設定する。
【００８９】
このようにフロント目標角度「iTgt」が設定されることで、フロントスピーカが中央よりに置かれた場合でも、フロント目標角度が適切に設定されるため、自然な音場を得ることが可能となる。
【００９０】
図３において、ステップＳＴ１１の処理の後、コントローラ５０１は、ステップＳＴ１２の処理に移る。コントローラ５０１は、ステップＳＴ１２において、信号分配パラメータを算出する。この場合、コントローラ５０１は、各スピーカを順次対象スピーカとして、その対象スピーカに対応した音声信号を、その対象スピーカおよびその対象スピーカに隣接するスピーカに分配供給するための信号分配パラメータを算出する。この際、コントローラ５０１は、ステップＳＴ９およびステップＳＴ１１で求めた各スピーカの目標角度（スピーカ設定角度）に基づいて、各スピーカの信号分配パラメータを算出する。
【００９１】
図７を参照して、信号分配パラメータ（分配乗数）の算出について説明する。図７には、例として、サラウンドＬ信号の信号分配について示されている。フロントＬスピーカの設定角度Ａ、サラウンドＬスピーカの目標角度Ｂ、サラウンドＬスピーカの実際の角度より、サラウンドＬ信号はサラウンドＬスピーカだけでなく、フロントＬスピーカにも適切に分配され、サラウンドＬスピーカの目標位置に音像を定位させる必要がある。
【００９２】
このとき、サラウンドＬ信号の信号分配部における分配乗数Ｋ１ＬをベクトルＸの大きさ、同じく分配乗数Ｋ１ＣをベクトルＹの大きさに設定することで、その合成ベクトルＺに対応する位置、つまりサラウンドＬの目標位置に音像を定位させることができる。サラウンドＬスピーカの目標位置はフロントＬスピーカとサラウンドＬスピーカの間に位置しているため、サラウンドＲスピーカに信号は分配されない。従って、分配乗数Ｋ１Ｒは０に設定される。
【００９３】
なお、詳細説明は省略するが、サラウンドＬ信号以外の信号分配パラメータ（分配乗数）に関しても、同様にして算出できる。
【００９４】
図３に戻って、ステップＳＴ１２の処理の後、コントローラ５０１は、ステップＳＴ１３の処理に移る。このステップＳＴ１３において、コントローラ５０１は、ステップＳＴ６で求めた遅延パラメータ、ステップＳＴ７で求めたフィルタパラメータおよびステップＳＴ１２で求めた信号分配パラメータを、音響調整パラメータメモリ５０３に記憶する。その後、コントローラ５０１は、ステップＳＴ１４において、解析処理を終了する。
【００９５】
[ＤＳＰ＝音響調整ブロックの説明]
音響装置２００が再生フェーズにあるとき、上述したように、ＤＳＰ２２０は音響調整ブロックを構成する。図８は、その場合におけるＤＳＰ２２０の構成例を示している。この図８において、図１と対応する部分には同一符号を付して示している。この場合、ＤＳＰ２２０は、コントローラ６０１および音響調整パラメータメモリ６０２を備えている。音響調整パラメータメモリ６０２は、上述の音響解析ブロックにおける音響調整パラメータメモリ５０３（図２参照）と同じものである。この音響調整パラメータメモリ６０２には、上述の音響解析ブロックで求められた各パラメータ（遅延パラメータ、フィルタパラメータおよび信号分配パラメータ）が記憶されている。
【００９６】
また、ＤＳＰ２２０は、センタースピーカ（センターＳＰ）の音声信号経路に、位相および振幅調整用のフィルタ６１３および遅延付加用の遅延メモリ６１４を有している。また、ＤＳＰ２２０は、フロント左スピーカ（フロントＬＳＰ）の音声信号経路に、信号分配部６２１と、合成部６２２と共に、位相および振幅調整用のフィルタ６１３と、遅延付加用の遅延メモリ６２４を有している。信号分配部６２１は、フロントＬ信号をフロント左スピーカとそれに隣接するスピーカに分配する。合成部６２２は、自身のチャネルの音声信号と、隣接チャネルの音声信号とを合成する。
【００９７】
また、ＤＳＰ２２０は、その他のフロント右スピーカ（フロントＲＳＰ）、サラウンド左スピーカ（サラウンドＬ ＳＰ）およびサラウンド右スピーカ（サラウンドＲ ＳＰ）の音声信号経路にも同様の回路を有している。すなわち、フロント右スピーカ（フロントＲＳＰ）の音声信号経路に、信号分配部６３１、合成部６３２フィルタ、フィルタ６３３および遅延メモリ６３４を有している。
【００９８】
また、ＤＳＰ２２０は、サラウンド左スピーカ（サラウンドＬＳＰの音声信号経路に、信号分配部６４１、合成部６４２フィルタ、フィルタ６４３および遅延メモリ６４４を有している。さらに、ＤＳＰ２２０は、サラウンド右スピーカ（サラウンドＲＳＰの音声信号経路に、信号分配部６５１、合成部６５２フィルタ、フィルタ６５３および遅延メモリ６５４を有している。
【００９９】
コントローラ６０１は、音響調整ブロックとしてのＤＳＰ２２０の各部の動作を制御する。コントローラ６０１は、音響調整パラメータメモリ６０２に記憶されている各スピーカの信号分配パラメータ、フィルタパラメータおよび遅延パラメータを読み出し、それぞれの音声信号経路にある信号分配部、フィルタおよび遅延メモリに設定する。
【０１００】
信号分配部６２１，６３１，６４１，６５１は、設定された信号分配パラメータに応じて、各チャネルの音声信号をそれぞれ対応するチャネルのスピーカおよびそれに隣接するスピーカに分配供給する。合成部６２１，６３１，６４１，６５１は、自身のチャネルの音声信号と、隣接チャネルの音声信号とを合成する。これらの信号分配部および合成部の働きにより、フロントスピーカおよびサラウンドスピーカにそれぞれ対応した仮想スピーカがそれぞれ設定された目標角度位置に配置される。
【０１０１】
フィルタ６１３，６２３，６３３，６４３，６５３は、設定されたフィルタパラメータに応じて、対応するチャネルのスピーカに出力される音声信号の周波数特性を調整する。遅延メモリ６１４，６２４，６３４，６４４，６５４は、設定された遅延パラメータに応じて、各スピーカに出力する音声信号に対して遅延を付加する。
【０１０２】
図８に示す音響調整ブロックとしてのＤＳＰ２２０は、各チャネルの音声信号に対して音響調整を行う。すなわち、復号器２１０から出力される各チャネルの音声信号のうちセンター信号は、フィルタ６１３および遅延メモリ６１４による処理が適用され、増幅器２３０を通過して、センタースピーカより出力される。また、復号器２１０から出力される各チャネルの音声信号のうちセンター信号以外の信号は、信号分配部、合成部、フィルタおよび遅延メモリによる処理が適用され、増幅器２３０を通過して、各スピーカより出力される。
【０１０３】
図８に示す音響調整ブロックにおいては、信号分配部および合成部の働きにより、フロントスピーカおよびサラウンドスピーカにそれぞれ対応した仮想スピーカがそれぞれ設定された目標角度位置に配置される。また、フィルタの働きにより、各スピーカの出力音響特性が合うようにされる。また、遅延メモリの働きにより、全てのスピーカの受聴位置に対する距離の等化が図られる。そのため、受聴者に対して、自然なサラウンド効果をもたらすことができる。
【０１０４】
例えば、サラウンドスピーカが後方に置かれた場合、従来技術においては、サラウンド理想角度がそのままサラウンド目標角度とされて仮想のサラウンドスピーカの配置が制御されていたため、前後音量バランスの悪い不自然なサラウンド音場となる（図１７参照）。しかし、本実施の形態においては、サラウンドスピーカの実際の角度に応じてサラウンド目標角度が設定されて仮想のサラウンドスピーカの配置が制御される。そのため、サラウンドスピーカが後方に置かれた場合にあっても、サラウンド目標角度が適切に設定されるため、自然な音場を得ることが可能となる。
【０１０５】
本実施の形態においては、図９に示すように、サラウンドＬ目標位置（ｃ）がサラウンドスピーカＬ（ｂ）の角度に応じて後方に変更される。そのため、等距離にあるフロントＬスピーカ（ａ）とサラウンドＬスピーカ（ｂ）に対して、信号配分処理を適用してサラウンドＬ目標位置（ｃ）へ仮想スピーカを配置しようとした場合、仮想スピーカの配置位置（ｄ）も後方に移動する。その結果、再生される音場（ｆ）はその横幅は狭いものの、後方へは大きく拡張される。そのため、前後の音量バランスは改善され、その不自然さを解決することが可能となる。
【０１０６】
また、本実施の形態においては、サラウンド左スピーカおよびサラウンド右スピーカのいずれかが後方にあって非対称である場合にも良好に対処できる。図１０は、従来技術を適用した場合を示している。この例は、サラウンドＬスピーカがかなり後方に配置され、サラウンドＲスピーカが理想目標位置に配置された場合を示している。サラウンドＬスピーカの信号をフロントＬスピーカとサラウンドＬスピーカとで信号配分し、理想目標に配置しようとしても、実際はフロントスピーカＬとサラウンドスピーカＬの軸線上に仮想サラウンドＬスピーカが配置される。その結果左右非対称で、前後の音量バランスが悪い不自然な音場となる。
【０１０７】
図１１は、本実施の形態の場合を示している。この場合は、サラウンドスピーカの目標位置が理想目標位置より後方寄りに変更される。そのため、左右および前後の音量バランスが改善される。この場合、サラウンドスピーカの配置角度は理想目標角度と比較してやや後方寄りになるものの、後方からの音量が増加することで再生音場が拡大し、自然な音場となる。
【０１０８】
また、本実施の形態においては、センタースピーカ無しでフロント左スピーカおよびフロント右スピーカが中央寄りに配置された場合にも良好に対処できる。図１２は、従来技術を適用した場合を示している。信号配分処理によりフロントスピーカの理想目標位置（正面±３０度）に仮想スピーカを配置しようとしても、実際はフロントスピーカとサラウンドスピーカの軸線上に仮想フロントスピーカが配置される。多くのフロント信号成分がサラウンドスピーカへ配分されてしまうので、太点線のような前後の音量バランスが悪い音場となる。
【０１０９】
図１３は、本実施の形態の場合を示している。この場合は、フロントスピーカの目標位置が正面寄りに設定される。そのため、前後の音量バランスが改善される。この場合、フロントスピーカの配置角度は理想目標角度と比較してやや狭まるものの、前方からの音量が増加する事で再生音場が拡大し、より自然な音場となる。
【０１１０】
上述したように、図１に示すマルチチャネル再生システム１０においては、実スピーカ（フロントスピーカ、サラウンドスピーカ）の実際の角度に基づいて仮想スピーカの目標角度が設定され、この目標角度に基づいて仮想スピーカの配置が制御される。そのため、マルチチャネルサラウンド再生環境において、実際に配置されたスピーカ位置に拘わらず、音量バランスのとれた自然なサラウンド音場を得ることが可能となる。
【０１１１】
＜２．変形例＞
なお、上述実施の形態においては、マルチチャネル再生システム１０を構成するフロントスピーカやサラウンドスピーカに対応した仮想スピーカの配置を制御する例を示したが、本技術は、フロントハイスピーカをさらに備えるマルチチャネル再生システムにおいて、そのフロントハイスピーカに対応した仮想スピーカの配置を制御する場合にも同様に適用することができる。
【０１１２】
図１４は、従来技術を適用した場合を示している。フロントハイスピーカを上方寄りに配置した場合、信号配分処理によりフロントハイスピーカの理想目標位置に仮想スピーカを配置しようとしても、実際はフロントスピーカとフロントハイスピーカの軸線上に仮想フロントハイスピーカが配置される。そのため、上下の音量バランスが悪い音場となる。
【０１１３】
図１５は、本技術を適用した場合を示している。この場合は、フロントハイスピーカの目標位置は上方寄りに設定される。そのため、上下の音量バランスが改善される。この場合、フロントハイスピーカの配置角度は理想目標角度と比較してやや広がるものの、上方からの音量が増加する事で再生音場が拡大する。
【０１１４】
また、上述実施例においては、単一のスピーカに対応した仮想スピーカの配置制御の例を示している。しかし、本技術は、図１６に示すように、複数のスピーカを群として扱う場合にも同様に適用できる。図示の例は、複数の実スピーカを下層レイヤスピーカ群と上層レイヤスピーカ群として空間に配置する例を示している。この場合、上層レイヤスピーカ群の理想目標位置に比較して、実際に配置された上層レイヤスピーカ群の配置位置が上方寄りであると判断されれば、その配置位置に応じて上層レイヤスピーカ群の目標位置は上方に設定される。結果として上下方向の音量バランスが自然なものになる。
【０１１５】
また、上述実施の形態においては、各スピーカから出力されるテスト信号を一定の間隔をもって配置された２個のマイク４００-1，４００-2で収音して処理することで、各スピーカの配置位置情報を取得する例を示した。しかし、例えば、各スピーカの配置位置情報が記憶されているメモリから、この配置位置情報を読み出して取得することもできる。また、例えば、ユーザの入力操作により各スピーカの配置位置情報を取得することもできる。
【０１１６】
また、上述実施の形態においては、５．１チャネルの音声信号を取り扱うマルチチャネル再生システム１０の例を示した。本技術は、７．１チャネル等のその他のマルチチャネル音声信号を取り扱うマルチチャネル再生システムにも、同様に適用できることは勿論である。
【０１１７】
また、本技術は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）実スピーカの配置位置情報を取得する配置位置情報取得部と、
上記取得された配置位置情報に基づいて、上記実スピーカの理想配置領域またはその近傍に、上記実スピーカに対応した仮想スピーカが配置されるように、該仮想スピーカの目標位置を設定する目標位置設定部と、
上記設定された仮想スピーカの目標位置に基づいて、上記仮想スピーカの配置を制御する配置制御部とを備える
信号処理装置。
（２）上記目標位置設定部は、
上記実スピーカの理想目標角度と上記実スピーカの実際の角度との差分に基づいて、上記仮想スピーカの目標角度を設定する
前記（１）に記載の信号処理装置。
（３）上記実スピーカは、サラウンドスピーカであり、
上記目標位置設定部は、
上記実スピーカの理想目標角度より大きく上記仮想スピーカの目標角度の最大値より小さな第１の閾値と、上記仮想スピーカの目標角度の最大値より大きな第２の閾値とを用い、
上記実スピーカの実際の角度が上記第１の閾値以下のとき、上記実スピーカの理想目標角度を、上記仮想スピーカの目標角度として設定し、
上記実スピーカの実際の角度が上記第２の閾値より大きいとき、上記仮想スピーカの目標角度の最大値を、上記仮想スピーカの目標角度として設定し、
上記実スピーカの実際の角度が上記第１の閾値より大きく上記第２の閾値以下の範囲にあるとき、上記実スピーカの理想目標角度より大きく上記仮想スピーカの目標角度の最大値以下の範囲の対応する角度を、上記仮想スピーカの目標角度として設定する
前記（２）に記載の信号処理装置。
（４）上記実スピーカは、フロントスピーカであり、
上記目標位置設定部は、
上記実スピーカの理想目標角度より小さく上記仮想スピーカの目標角度の最小値より大きな第１の閾値と、上記仮想スピーカの目標角度の最小値より小さな第２の閾値とを用い、
上記実スピーカの実際の角度が上記第１の閾値以上のとき、上記実スピーカの理想目標角度を、上記仮想スピーカの目標角度として設定し、
上記実スピーカの実際の角度が上記第２の閾値より小さいとき、上記仮想スピーカの目標角度の最小値を、上記仮想スピーカの目標角度として設定し、
上記実スピーカの実際の角度が上記第１の閾値より小さく上記第２の閾値以上の範囲にあるとき、上記実スピーカの理想目標角度より小さく上記仮想スピーカの目標角度の最小値以上の範囲の対応する角度を、上記仮想スピーカの目標角度として設定する
前記（２）に記載の信号処理装置。
（５）上記配置制御部は、
上記実スピーカと該実スピーカに隣接するスピーカに、上記設定された仮想スピーカの目標角度に応じて、該実スピーカに対応したチャネルの音声信号を分配供給することで、上記仮想スピーカの配置を制御する
前記（２）から（４）のいずれかに記載の信号処理装置。
（６）上記配置位置情報取得部は、
上記実スピーカから出力されるテスト信号を一定の間隔をもって配置された２個のマイクロホンで収音して処理することで、該実スピーカの配置位置情報を取得する
前記（１）から（５）のいずれかに記載の信号処理装置。
（７）実スピーカの配置位置情報を取得するステップと、
上記取得された配置位置情報に基づいて、上記実スピーカの理想配置領域またはその近傍に、上記実スピーカに対応した仮想スピーカが配置されるように、該仮想スピーカの目標位置を設定するステップと、
上記設定された仮想スピーカの目標位置に基づいて、上記仮想スピーカの配置を制御するステップとを備える
信号処理方法。
（８）コンピュータを、
実スピーカの配置位置情報を取得する配置位置情報取得手段と、
上記取得された配置位置情報に基づいて、上記実スピーカの理想配置領域またはその近傍に、上記実スピーカに対応した仮想スピーカが配置されるように、該仮想スピーカの目標位置を設定する目標位置設定手段と、
上記設定された仮想スピーカの目標位置に基づいて、上記仮想スピーカの配置を制御する配置制御手段と
して機能させるプログラム。
（９）実スピーカの実際の角度を取得する配置位置情報取得部と、
上記実スピーカの理想目標角度と上記取得された実スピーカの実際の角度との差分に基づいて、上記実スピーカに対応した仮想スピーカの目標角度を設定する目標位置設定部と、
上記設定された仮想スピーカの目標角度に基づいて、上記仮想スピーカの配置を制御する配置制御部とを備える
信号処理装置。
（１０）複数のチャネルの音声信号をそれぞれ対応するチャネルのスピーカおよび隣接するチャネルのスピーカに分配供給する信号分配部と、
上記複数のスピーカに供給される音声信号に遅延を付加する遅延付加部と、
上記複数のスピーカの実際の配置位置の情報に基づいて、上記信号分配部および上記遅延付加部の動作を制御する制御部とを備える
信号処理装置。
（１１）上記制御部は、
所定チャネルのスピーカの理想目標角度と該所定チャネルのスピーカの実際の角度との差分に基づいて、該所定チャネルのスピーカに対応した仮想スピーカの目標角度を設定し、
該設定された目標角度に応じて、該所定チャネルのスピーカに対応したチャネルの音声信号の該所定チャネルのスピーカおよび隣接するチャネルのスピーカへの分配供給を制御する
前記（１０）に記載の信号処理装置。
（１２）上記複数のスピーカから出力されるテスト信号を一定の間隔をもって配置された２個のマイクロホンで収音して処理することで、上記複数のスピーカの実際の配置位置の情報を取得する配置位置情報取得部をさらに備える
前記（１０）または（１１）に記載の信号処理装置。
（１３）複数のチャネルの音声信号をそれぞれ対応するチャネルのスピーカおよび隣接するチャネルのスピーカに分配供給し、
上記複数のスピーカに供給される音声信号に遅延を付加し、
上記複数のスピーカの実際の配置位置の情報に基づいて、上記信号分配および上記遅延付加の動作を制御する
信号処理方法。
（１４）複数のチャネルにそれぞれ対応した複数のスピーカと、
上記複数のチャネルの音声信号をそれぞれ対応するチャネルのスピーカおよび隣接するチャネルのスピーカに分配供給する信号分配部と、
上記複数のスピーカに供給される音声信号に遅延を付加する遅延付加部と、
上記複数のスピーカの実際の配置位置の情報に基づいて、上記信号分配部および上記遅延付加部の動作を制御する制御部とを備える
スピーカシステム。
【符号の説明】
【０１１８】
１０・・・マルチチャネル再生システム
１００・・・音声信号出力装置
２１０・・・復号器
２２０・・・ＤＳＰ
２３０，２４０-1，２４０-2・・・増幅器
３００・・・スピーカ
４００-1，４００-2・・・マイク
５０１・・・コントローラ
５０２・・・テスト信号メモリ
５０３・・・音響調整パラメータメモリ
５０４・・・応答信号メモリ
５０５・・・内部データバス
６０１・・・コントローラ
６０２・・・音響調整パラメータメモリ
６２１，６３１，６４１，６５１・・・信号分配部
６２２，６３２，６４２，６５２・・・合成部
６１３，６２３，６３３，６４３，６５３・・・フィルタ
６１４，６２４，６３４，６４４，６５４・・・遅延メモリ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１６】
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