(57)【要約】【課題】受聴位置の側方または後方に、実際にスピーカを配置せずに、音像を定位させる。【解決手段】直線上に配置された複数のスピーカより放射された音波の波面を重ね合わせることで、前記スピーカの位置とは異なる任意の位置に設置された音源より放射される球面波と同等の波面を合成して音響再生を行う際に、受聴位置の側方または後方に定位させる信号に対しては、クロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理を行うための伝達関数を畳み込み、さらに前記スピーカ位置とは異なる前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面をつくるための伝達関数を畳み込んでスピーカに入力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線上に配置された複数のスピーカより放射された音波の波面を重ね合わせることで、前記スピーカの位置とは異なる任意の位置に設置された音源より放射される球面波と同等の波面を合成して音響再生を行う音響再生装置であって、
前記スピーカによる音響再生を受聴する位置を受聴位置、該受聴位置から前記スピーカの方向を前方、前記受聴位置から前記前方と反対方向を後方、前記前方と前記後方と直交する方向を側方とした場合に、
受聴位置の側方または後方に定位させる信号に対しては、クロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理を行うための伝達関数を畳み込み、さらに前記スピーカ位置とは異なる前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面をつくるための伝達関数を畳み込んでスピーカに入力する、
ことを特徴とする音響再生装置。
【請求項２】
直線上に配置された複数のスピーカより放射された音波の波面を重ね合わせることで、前記スピーカの位置とは異なる任意の位置に設置された音源より放射される球面波と同等の波面を合成して音響再生を行う音響再生装置であって、
前記スピーカによる音響再生を受聴する位置を受聴位置、該受聴位置から前記スピーカの方向を前方、前記受聴位置から前記前方と反対方向を後方、前記前方と前記後方と直交する方向を側方とした場合に、
前記受聴位置の前方に音像を定位させる信号に対しては、直線上に配置された複数のスピーカとは異なる、前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面をつくるための伝達関数を畳み込んでスピーカに入力し、
受聴位置の側方または後方に定位させる信号に対しては、クロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理を行うための伝達関数を畳み込み、さらに前記スピーカ位置とは異なる前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面をつくるための伝達関数を畳み込んでスピーカに入力する、
ことを特徴とする音響再生装置。
【請求項３】
前記受聴位置の前方であって左右方向の複数の位置、前記受聴位置の側方であって左及び右の複数の位置、前記受聴位置の後方の位置、を音源の位置として再生すべき信号に基づいて音響再生することを特徴とする請求項２記載の音響再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音源位置に配慮された音響再生装置に関し、特に、音源位置関係によって規定される受聴領域内において各音源位置での臨場感ある音場生成が可能な音響再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、立体的な音場再生が普及してきている。例えば、図８のように、ＳＰ（Ｌ），ＳＰ（Ｃ），ＳＰ（Ｒ），ＳＰ（ＳＲ），ＳＰ（ＳＬ）といった５つのスピーカを使用する、５．１チャンネル再生といったものがある。これは受聴者を取り囲むように、水平面上に５個のスピーカを配置し、任意のスピーカに信号を入力することで、所望の方向から音が聞こえるように再生する音響再生装置である。さらに、水平面上のみならず、上方にもスピーカを設置する９．１チャンネル再生といったものや、上下左右にスピーカを配置する２２．２チャンネル再生といったものも登場している。
【０００３】
しかしながら、上記の方式では多数のスピーカを設置する必要があるため、一般家庭において扱うのは困難を伴う場合がある。
【０００４】
そこで、以上の困難を解消すべく、聴取点制御を用いて音場再生を行う装置が登場した。例えば、特許文献１（特開平９−２３３５９９号公報）に示される、再生に用いるスピーカと受聴者の耳との位置関係により決定される頭部伝達関数を用いることで、２個のスピーカを用いて立体的な音場再生を可能にしたものである。
【０００５】
以下、図９に聴取点制御方式を用いた再生装置の構成の一例を示す。この図９において、受聴者は、受聴者の前方に配置された２個のスピーカＳＰ（Ｌ）、ＳＰ（Ｒ）の放音方向の中央に位置しているとする。このとき、左側スピーカＳＰ（Ｌ）から受聴者左耳までの経路における伝達関数をＨａ、受聴者右耳までの経路における伝達関数をＨｂとする。右耳の場合も同様に考える。ここで、左右のスピーカそれぞれによるクロストークを除去するために、以下の数式に示す伝達関数Ｃａ、Ｃｂを導入し、これを図９に示される位置に設置する。
【０００６】
【数１】
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【０００７】
以上のようにして伝達関数Ｃａ，Ｃｂを定めるとき、左耳には左チャンネル音声信号のみが、右耳には右チャンネル音声信号のみが到達する。これをクロストークキャンセルと称する。
【０００８】
また、この聴取点制御方式の再生装置で、ダミーヘッドを用いてバイノーラル録音し、このバイノーラル録音された音声信号を再生すると、マイクで録音された音場を正確に再現することが可能となり、臨場感のある再生が可能となる。
【０００９】
さらに、所望の位置から音が聞こえるように再生することも可能である。図１０にその一例を示す。スピーカＳＰ（Ｌ），ＳＰ（Ｒ）とは異なる、所望の音像定位位置を仮想音源Ｖ１とする。図１０における仮想音源Ｖ１に音像を定位させる制御を考える。この場合、図１０に示す仮想音源Ｖ１から左耳までの伝達関数をＳａ、右耳までの伝達関数をＳｂとし、図９における伝達関数Ｃａ、Ｃｂを以下の数式により定める。
【００１０】
【数２】
2014072707.tif 000004
【００１１】
以上のようにして伝達関数Ｃａ，Ｃｂを定めるとき、図９の構成において、受聴者にとって、該受聴者の左斜め後方（左側後方）の仮想音源Ｖ１（図１０参照）から音が出ているように聴くことができる。この方法は、トランスオーラル再生といわれている。
【００１２】
しかしながら、以上の方法ではあらかじめ設定された伝達関数を用いていることからも明らかであるように、いずれも所望の音場再生が可能になるのは、設定された１点のみである。受聴者が再生空間内を少しでも動くと、音場再生効果が弱められてしまう問題がある。
【００１３】
これに対し、音場再生空間における音の波面を制御することで、受聴者が空間内を移動しても音場再生効果が損なわれない方法が提案された。その１つに波面合成を用いた方法がある。例えば、非特許文献１（Sound Reproduction by Wave Field Synthesis）に記載されている。
【００１４】
これは再生空間内に多数のスピーカを設置し、各スピーカから放射される音の波面を重ね合わせることで、スピーカとは異なる任意の位置に設置された音源（仮想音源）から放射される球面波と同等の波面を生成し、その仮想音源に音像を定位させるものである。このような波面を生成するために、各スピーカには、音声信号に所定の伝達関数を畳み込んで入力する。伝達関数は、再生に用いるスピーカの位置とスピーカ同士の間隔、受聴位置によって決定される。
【００１５】
この処理により、スピーカと仮想音源との位置関係によって規定される受聴領域内においては、受聴者は再生空間内を移動しても音像定位感を損なうことなく、設置された仮想音源の位置に音像を定位させることができる。
【００１６】
この方式を利用した音場再生装置がいくつかの研究機関にて実用化されている。図１１にその構成の一例を示す。図１１のＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎが、所望の仮想音源から放射される球面波を生成するための伝達関数である。これらの伝達関数は、各スピーカＳＰ１〜ＳＰｎの位置とスピーカ間隔等により決定されており、各スピーカＳＰ１〜ＳＰｎそれぞれに、これらの伝達関数Ｈ１〜Ｈｎを畳み込んだ信号を入力する。
【００１７】
以上の再生において、複数の仮想音源を設置することも可能である。図１２に示すように、仮想音源Ｖ１と仮想音源Ｖ２とを設置する場合を考える。
【００１８】
これらの仮想音源Ｖ１，Ｖ２による波面を生成するための構成を図１３に示す。図１３において、Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎは仮想音源Ｖ１から放射される球面波を生成するための伝達関数Ｈであり、Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎは仮想音源Ｖ２から放射される球面波を生成するための伝達関数Ｇである。このように、各スピーカＳＰ１〜ＳＰｎに対し、任意の複数の仮想音源に対応した複数の伝達関数を畳み込んだ信号を、それぞれ加算して入力することで、複数の仮想音源を設置することが可能となる。なお、この構成を応用することで、装置の演算能力の許容する限り、仮想音源の数を増やすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平９−２３３５９９号公報
【非特許文献１】Sound Reproduction by Wave Field Synthesis、［平成24年9月28日検索］、インターネット〈URL:http://www.dbvision.nl/bestanden/publicaties/publicaties/ouder/Thesis_Edwin_Verheijen.pdf〉
【非特許文献２】境久雄、中山剛著『聴覚と音響心理』コロナ社、第８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上記方法においては、スピーカの設置位置と仮想音源の設置位置により受聴領域が規定され、受聴者の側方、後方に仮想音源位置を設置することが不可能であるという問題がある。
【００２１】
図１４を用いて説明する。再生には直線上に配置された複数のスピーカを用いる。仮想音源Ｖ１をスピーカＳＰ１〜ＳＰｎの背面に設置し、波面合成を行った場合の受聴領域（ハッチング部分）を示す。受聴領域は、仮想音源Ｖ１と直線上に配置された複数のスピーカの両端に位置するスピーカとを結んだ直線に囲まれた領域である。
【００２２】
一方、図１５には仮想音源Ｖ１をスピーカＳＰ１〜ＳＰｎの正面に設置した場合の受聴領域を示す。これらの受聴領域内では波面が正確に合成されるが、領域外においては、波面が正しく合成されない。したがって、受聴領域内で聴けば仮想音源位置に音像が定位するが、領域外で受聴すると、音像定位は不明瞭である。
【００２３】
そのため、例えば受聴者の前方位置に直線上に配置された複数ｎ本のスピーカＳＰ１〜ＳＰｎを設置した場合、受聴者の側方あるいは後方に仮想音源Ｖ１’を設置した場合、図１６のように、その仮想音源の後方に受聴領域が発生する。このため、受聴領域内に受聴者が入っておらず、受聴者にとっては、所望の音像定位感を得ることができない。
【００２４】
したがって、以上の波面合成によって、例えば５．１チャンネルのように受聴者を取り囲むような音源を配置することで、臨場感のある音場再生を行おうとした場合には、受聴者の後方や側方位置に仮想音源を設置できないため、十分な臨場感が得られないという問題がある。
【００２５】
一方、クロストークキャンセルおよびトランスオーラル再生は、直線上に配置された複数のスピーカを構成するスピーカの一部のスピーカを利用して実施することも可能である。しかし、スピーカの周波数特性や指向特性が影響することでその効果が弱くなる場合がある。
【００２６】
ここで、スピーカをピストン振動を行う円形振動板と考えた場合、指向特性Ｌは、以下の数式により示される。
【００２７】
【数３】
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【００２８】
ここで、ａは振動板口径、ｆは周波数、ｃは音速、φは振動板の垂直軸となす角度である。
【００２９】
図１７に、上式を用いて計算した、ａ＝０．１［ｍ］、ｆ＝２ｋＨｚにおける円形振動板の指向特性を示す。振動板軸上に対しする角度が大きくなるにつれ、相対的なレベルが低下することを示している。
【００３０】
以上のスピーカについて、周波数特性を計算した結果を説明する。図１９に示された音源と受聴位置の設定で、ａ＝０．１［ｍ］とした場合の受聴位置における周波数特性が図１８である。図１８に示されるように、音源指向性により高域で音圧が減衰している。
【００３１】
非特許文献２によると、音の到来方向が側方真横であれば、外耳道入り口における音圧は、正面からの音圧に対し、７ｋＨｚ付近で１５ｄＢ以上高い。すなわち、トランスオーラル再生を正確に行うためには、この高域の音圧レベル上昇分を再現しなければならない。
【００３２】
しかしながら、図１８に示したように、音源指向性による高域の音圧減衰があり、これがクロストークキャンセルおよびトランスオーラルの効果を弱めるという問題がある。
【００３３】
本発明は上記の問題点を解消するために成されたもので、受聴位置の側方または後方に、実際にスピーカを配置することなく、音像を定位させることが可能な音響再生装置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】
【００３４】
（１）上述した問題を解決するため、本発明に係る音響再生装置は、直線上に配置された複数のスピーカより放射された音波の波面を重ね合わせることで、前記スピーカの位置とは異なる任意の位置に設置された音源より放射される球面波と同等の波面を合成して音響再生を行う音響再生装置であって、前記スピーカによる音響再生を受聴する位置を受聴位置、該受聴位置から前記スピーカの方向を前方、前記受聴位置から前記前方と反対方向を後方、前記前方と前記後方と直交する方向を側方とした場合に、受聴位置の側方または後方に定位させる信号に対しては、クロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理を行うための伝達関数を畳み込み、さらに前記スピーカ位置とは異なる前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面をつくるための伝達関数を畳み込んでスピーカに入力する、ことを特徴とする。
【００３５】
（２）また、上述した問題を解決するため、本発明に係る音響再生装置は、直線上に配置された複数のスピーカより放射された音波の波面を重ね合わせることで、前記スピーカの位置とは異なる任意の位置に設置された音源より放射される球面波と同等の波面を合成して音響再生を行う音響再生装置であって、前記スピーカによる音響再生を受聴する位置を受聴位置、該受聴位置から前記スピーカの方向を前方、前記受聴位置から前記前方と反対方向を後方、前記前方と前記後方と直交する方向を側方とした場合に、前記受聴位置の前方に音像を定位させる信号に対しては、直線上に配置された複数のスピーカとは異なる、前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面をつくるための伝達関数を畳み込んでスピーカに入力し、受聴位置の側方または後方に定位させる信号に対しては、クロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理を行うための伝達関数を畳み込み、さらに前記スピーカ位置とは異なる前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面をつくるための伝達関数を畳み込んでスピーカに入力する、ことを特徴とする。
【００３６】
（３）また、上述した問題を解決するため、本発明に係る音響再生装置は、上記（２）において、前記受聴位置の前方であって左右方向の複数の位置、前記受聴位置の側方であって左及び右の複数の位置、前記受聴位置の後方の位置、を音源の位置として再生すべき信号に基づいて音響再生することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る音響再生装置によれば、上記処理により、受聴者の側方または後方に定位させたい信号は、上記の直線上に配置された複数のスピーカとは異なる、前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面を利用して、クロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理を行うことにより、受聴者の側方または後方に音像を定位する。また、上記処理により、受聴者の前方に音像を定位させたい信号は、直線上に配置された複数のスピーカとは異なる、前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面で再生され、受聴者の前方に音像が定位する。
【００３８】
すなわち、受聴者の側方または後方に定位させる信号を、波面合成により生成された、直線上に配置された複数のスピーカとは異なる、前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面を利用したクロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理により再生することで、スピーカの周波数特性や指向特性による影響を少なくして良好な音場再生を行うことができる。
【００３９】
また、波面合成による波面は、受聴領域外では小さな振幅となるため、領域外に放射される音が再生空間の壁面などに反射して音場を乱すといった影響を低減することもできる。このため、波面合成による音場再生が、実際のスピーカを用いる場合よりも効果的である。この結果、受聴者を取り囲むようなマルチチャンネル音響再生を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態の音響再生装置の原理的構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態の音響再生装置の音源の指向特性による影響を説明する特性図である。
【図３】本発明の実施形態のシミュレーション条件を説明する説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態の音響再生装置の構成を示す構成図である。
【図５】本発明の第１実施形態の音響再生装置の音源と波面の様子を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の音響再生装置の構成を示す構成図である。
【図７】本発明の第２実施形態の音響再生装置の音源と波面の様子を示す説明図である。
【図８】５．１チャンネルスピーカ配置を示す説明図である。
【図９】クロストークキャンセルおよびトランスオーラルの構成図である。
【図１０】トランスオーラルにおける仮想音源と伝達関数の説明図である。
【図１１】波面合成を行う構成図である。
【図１２】仮想音源設置の一例を示す説明図である。
【図１３】仮想音源を２つ設置した場合の構成図である。
【図１４】仮想音源を直線上に配置された複数のスピーカの背面に位置させた場合の波面を合成できる領域を示す説明図である。
【図１５】仮想音源を直線上に配置された複数のスピーカの正面に位置させた場合の波面を合成できる領域である。
【図１６】仮想音源を受聴者の側方、または後方に設置した場合の受聴領域と受聴者の位置関係である。
【図１７】円形振動板による指向特性を示す特性図である。
【図１８】指向性のある音源の周波数特性を示す特性図である。
【図１９】指向性のある音源の周波数特性を測定する際の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）を詳細に説明する。
【００４２】
〔原理〕
まず、本発明の実施形態の原理を図１を用いて説明する。
【００４３】
ここで、スピーカによる音響再生を受聴者３００が受聴する位置を受聴位置、該受聴位置からスピーカ群２００に向かった方向を前方、受聴位置から前方と反対方向を後方、前方と後方と直交する方向を側方とする。なお、この前方、後方、側方については、広がりを有する空間であり、図１に示された範囲に限定されるものではない。なお、受聴位置の前方とは、スピーカ群２００の正面だけでなく、スピーカ群２００の背面の領域も含むものとする。
【００４４】
また、受聴領域とは、波面合成（図１１参照）により波面が合成され、複数のスピーカと仮想音源との位置関係によって規定され、受聴することが可能な領域（図１４、図１５参照）である。
【００４５】
ここで、マルチチャンネルの入力信号を、図１に示すように、受聴者の前方に定位させたい信号と、受聴者の側方、または後方に定位させたい信号とに区別する。
【００４６】
受聴者前方に定位させたい信号に対しては、直線上に配置された複数ｎ本のスピーカＳＰ１〜ＳＰｎによるスピーカ群２００とは異なる、前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面を生成するための伝達関数を畳み込む。このため、音響再生装置１００内に、波面合成伝達関数処理部１１０−１〜１１０−ｎが設けられている。
【００４７】
一方、受聴者側方、または後方に定位させたい信号に対しては、クロストークキャンセルトランスオーラル処理部１２０でクロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理を行った後に、波面合成伝達関数処理部１１０−１〜１１０−ｎにより上記球面波を作るための伝達関数（すなわち、前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面を生成するための伝達関数）を畳み込む。
【００４８】
これらの処理を行った信号を、波面合成伝達関数処理部１１０−１〜１１０−ｎ内部で加算し、それぞれを増幅器１３０で増幅してから、スピーカ群２００内の直線上に配置された複数の各スピーカＳＰ１〜ＳＰｎにそれぞれに入力する。
【００４９】
以上のようにすることで、スピーカ群２００内の直線上に配置された複数ｎ本のスピーカＳＰ１〜ＳＰｎとは異なる、任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面が、受聴領域に生成される。この結果、設定された位置に音像を定位させた状態で、音響再生を行うことができる。
【００５０】
一方、受聴者の側方又は後方に定位させたい信号は、受聴者前方に設定した音源からの球面波を用い、クロストークキャンセルおよびトランスオーラルによる再生がなされることにより、受聴者の側方又は後方に音像を定位させることができる。
【００５１】
図２は、音源が指向性をもつとき、その指向性による音圧レベルの相対的な値の受聴位置における周波数特性を計算した結果である。その計算の条件を図３に示す。
【００５２】
ここで、音源となるスピーカの振動板口径ａ＝０．１［ｍ］、周波数ｆ＝２ｋＨｚを具体例として計算を行う。
【００５３】
なお、受聴位置からスピーカの放音までの距離を１．８ｍとする。図３（ａ）では１本のスピーカを使用し、放音方向に直交する受聴位置とスピーカの距離は０．４ｍである。図３（ｂ）では中心間隔０．０５ｍで１６本のスピーカを使用する。仮想音源はスピーカ群２００の背面側１．０ｍに配置し、放音方向に直交する受聴位置と仮想音源Ｖの距離は０．５ｍである。
【００５４】
図２の実線は、図３（ｂ）に示される位置条件にて、１６本のスピーカを有するスピーカ群２００を用いて波面合成を行った場合の受聴位置における周波数特性である。
【００５５】
図２の破線は、図３（ａ）に示される位置条件にて、スピーカ１本を用いた場合の受聴位置における周波数特性である。この１個のスピーカの設置位置は、上記波面合成で用いたスピーカのうち、端に位置するスピーカの位置に相当する。
【００５６】
図２によると、複数スピーカによる波面合成を用いた場合の周波数特性のほうが、単一スピーカによる場合と比較して、高域における音圧の減衰が少ない。すなわち、波面合成を用いた場合のほうが、スピーカの指向特性による周波数特性の影響を受けにくいといえる。
【００５７】
高域の音圧減衰は、非特許文献２に示されるように、クロストークキャンセルおよびトランスオーラルによる音場再生に影響を与えるため、波面合成を用いたクロストークキャンセルおよびトランスオーラル再生は、従来の２個のスピーカを用いたクロストークキャンセルおよびトランスオーラルによる再生よりも、良好な音場再生が行えることが明らかである。
【００５８】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態を図４と図５を参照して説明する。ここで、図４は音響再生装置１００の構成を示し、図５はスピーカ群２００と受聴位置と仮想音源の配置の例を示す。
【００５９】
図５に示すように、直線上に配置された複数ｎ本のスピーカＳＰ１〜ＳＰｎによるスピーカ群２００の背面側に仮想音源Ｖ１と仮想音源Ｖ２を定位させる。これは２チャンネルステレオの左チャンネル、右チャンネルに相当するものであってもよい。
【００６０】
ここで、図４におけるＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎは、仮想音源Ｖ１から放射される球面波と同等の波面＃１（図５参照）を作り出すための伝達関数であり、Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎは仮想音源Ｖ２から放射される球面波と同等の波面＃２（図５参照）を作り出すための伝達関数である。なお、ＨｎとＧｎのｎは、スピーカ群２００を構成するスピーカの本数ｎと同じである。
【００６１】
これらの伝達関数により、入力信号Ｉｎ１を仮想音源Ｖ１から、入力信号Ｉｎ２を仮想音源Ｖ２から放射される球面波と同等の波面による音として再生することができる。
【００６２】
そして、図５に示すように、受聴者の側方（左右）に仮想音源Ｖ３、仮想音源Ｖ４を設置する。なお、仮想音源Ｖ３、仮想音源Ｖ４は受聴者の後方であってもよい。
【００６３】
このとき、図４において、入力信号Ｉｎ３に対してクロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理を行う伝達関数Ｃａ、入力信号Ｉｎ４に対してクロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理を行う伝達関数Ｃｂについて、以下の数式で定める。
【００６４】
【数４】
2014072707.tif 000006
【００６５】
ここで、Ｈａは仮想音源位置とその仮想音源位置から近いほうの受聴者の耳までの伝達関数、Ｈｂは、仮想音源位置とその仮想音源位置から遠いほうの受聴者の耳までの伝達関数である。また、図５に示すように、左側方の仮想音源Ｖ３から左耳までの伝達関数、あるいは、右側方の仮想音源Ｖ４から右耳までの伝達関数をＳａとする。左側方の仮想音源Ｖ３から右耳までの伝達関数、あるいは、右側方の仮想音源Ｖ４から左耳までの伝達関数をＳｂとする。
【００６６】
以上のようにして伝達関数Ｃａ，Ｃｂを定めるとき、図４の構成において、図５に示すように、入力信号Ｉｎ３は仮想音源Ｖ３に、入力信号Ｉｎ４は仮想音源Ｖ４に音像が定位する。
【００６７】
すなわち、この第１実施形態の音響再生装置１００によれば、上記処理により、受聴者３００の側方または後方に定位させたい信号は、上記の直線上に配置された複数のスピーカを有するスピーカ群２００とは異なる、前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面を利用して、クロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理を行うことにより、側方または後方に音像を定位することになり、スピーカの周波数特性や指向特性による影響を少なくして良好な音場再生を行うことができる。
【００６８】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態を図６と図７を参照して説明する。ここで、図６は音響再生装置１００の構成を示し、図７はスピーカ群２００と受聴位置と仮想音源の配置の例を示す。
【００６９】
この第２実施形態においては、図６に示す入力信号Ｉｎ１，Ｉｎ２，Ｉｎ５それぞれに、伝達関数Ｈ１…Ｈｎ，Ｇ１…Ｇｎ，Ｆ１…Ｆｎを畳み込むことにより、図７に示すように、受聴者３００の前方に仮想音源Ｖ１、仮想音源Ｖ２、仮想音源Ｖ５に音像を定位させる。
【００７０】
なお、直線上に配置された複数ｎ本のスピーカＳＰ１〜ＳＰｎによるスピーカ群２００の背面側に仮想音源Ｖ１と仮想音源Ｖ２を定位させ、スピーカ群２００の正面側に仮想音源Ｖ５を定位させる。これらは、マルチチャンネルにおける、左チャンネル、右チャンネル、センターチャンネルに相当するものであってもよい。なお、図７における仮想音源Ｖ５は、スピーカ群２００の正面側に記載しているが、スピーカ群２００の背面側であってもよい。
【００７１】
また、入力信号Ｉｎ３，Ｉｎ４に対しては、第１実施形態と同様の処理を行うことで、受聴者の側方に、それぞれ仮想音源Ｖ３、仮想音源Ｖ４の音像を定位させることができる。
【００７２】
なお、この第２実施形態における音響再生装置１００での処理や波面合成や仮想音源の定位については、基本的に第１実施形態での処理と同様であるため、重複した説明は省略するが、Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎは仮想音源Ｖ１から放射される球面波と同等の波面＃１を作り出すための伝達関数であり、Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎは仮想音源Ｖ２から放射される球面波と同等の波面＃２を作り出すための伝達関数であり、Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎは仮想音源Ｖ５から放射される球面波と同等の波面＃３を作り出すための伝達関数である。なお、ＨｎとＧｎとＦｎのｎは、スピーカ群２００を構成するスピーカの本数ｎと同じである。
【００７３】
第２の実施形態における入力信号Ｉｎ１〜Ｉｎ５は、ＤＶＤ等の各種メディアに記録されたマルチチャンネル音声信号をデコードしたものであってもよい。例えば、５チャンネル信号の場合、入力信号Ｉｎ１には左チャンネル（フロントＬ）信号を、入力信号Ｉｎ２には右チャンネル（フロントＲ）信号、入力信号Ｉｎ３には左側後方（サラウンドＬ）信号、入力信号Ｉｎ４には右側後方（サラウンドＲ）信号、入力信号Ｉｎ５には前中央（センターＣ）信号を対応させる。
【００７４】
すなわち、この第２実施形態の音響再生装置１００によれば、上記処理により、受聴者３００の側方または後方に定位させたい信号は、上記の直線上に配置された複数のスピーカを有するスピーカ群２００とは異なる、前方の任意の位置に設置された音源から放射される球面波と同等の波面を利用して、クロストークキャンセルおよびトランスオーラル処理を行うことにより、側方または後方に音像を定位することになり、スピーカの周波数特性や指向特性による影響を少なくして良好な音場再生を行うことができる。
【００７５】
〔その他の実施形態〕
以上の第１実施形態では４つの仮想音源Ｖ１〜Ｖ４、第２実施形態では５つの仮想音源Ｖ１〜Ｖ５の具体例を用いて説明してきたが、以上の実施形態を応用することで、更に多数の仮想音源を用いたマルチチャンネルの音場再生が可能である。
【００７６】
また、以上の実施形態では、受聴者３００の前方、側方、後方の各位置に仮想音源を配置する具体例を示したが、側方のみ、後方のみ、側方と後方のみ、に仮想音源を配置して音響再生を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１００  音響再生装置
２００  スピーカ群
３００  受聴者
【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１８】
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【図１９】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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