(57)【要約】      （修正有）【課題】チャネルの総数の増加を抑制しながら明確な定位感を受聴者に知覚させる。【解決手段】帯域分割部２２は、音響信号Ｓを高域成分ＳAと低域成分ＳBとに分割する。高域成分ＳAは、受聴者が知覚する音像の定位感に対する影響が大きい帯域成分（例えば８ｋＨｚ以上の帯域成分）である。第１処理部３２は、３次元空間内の目標位置ＰTに音像を定位させるための第１音像定位処理を高域成分ＳAに対して実行することで各サラウンドチャネルに対応する再生信号ＸSLおよびＸSRを生成する。第２処理部３４は、目標位置ＰTに音像を定位させるための第２音像定位処理を低域成分ＳBに対して実行することで、フロントチャネルを含む各チャネルに対応する再生信号ＹC、ＹL、ＹR、ＹSL、ＹSRを生成する。【選択図】図２
2014045479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントチャネルと複数のサラウンドチャネルとを含むマルチチャネルの音響再生システムで利用される再生信号を音響信号から生成する装置であって、
３次元空間内の目標位置に音像を定位させるための第１音像定位処理を前記音響信号の高域成分に対して実行することで前記複数のサラウンドチャネルの各々に対応する再生信号を生成する第１処理手段と、
前記目標位置に音像を定位させるための第２音像定位処理を前記音響信号の低域成分に対して実行することで、前記フロントチャネルを含む複数のチャネルの各々に対応する再生信号を生成する第２処理手段と
を具備する音響処理装置。
【請求項２】
前記第１処理手段が実行する第１音像定位処理は、前記目標位置から受聴者の耳位置までの頭部伝達関数に対応した周波数特性を付与する特性付与処理を含む
請求項１の音響処理装置。
【請求項３】
前記第２処理手段が実行する第２音像定位処理は、目標位置から受聴者の耳位置までに対応する頭部伝達関数と、前記複数のチャネルの各々の再生点から受聴者の耳位置までに対応する頭部伝達関数との関数比に対応した周波数特性を付与する特性付与処理を含む
請求項１または請求項２の音響処理装置。
【請求項４】
マルチチャネルの音響再生システムで利用される再生信号を音響信号から生成する装置であって、
３次元空間内の目標位置に音像を定位させるための音像定位処理を前記音響信号に対して実行することで一のチャネルに対応する再生信号を生成する処理手段を具備し、
前記処理手段が実行する音像定位処理は、目標位置から受聴者の耳位置までに対応する頭部伝達関数と、前記一のチャネルの再生点から受聴者の耳位置までに対応する頭部伝達関数との関数比に対応した周波数特性を付与する特性付与処理を含む
音響処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音像を定位させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響空間内の特定の位置（以下「目標位置」という）に音像を定位させる技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、サラウンド方式の音響再生システムで利用される各チャネルの音響信号に対して、目標位置に音像を定位させるための音像定位処理（時間遅延処理および周波数帯域毎の振幅調整処理）を実行する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４６４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、受聴者が知覚する定位感（仮想音源の方向感および距離感）に対する影響の度合は再生音の周波数帯域毎に相違するという傾向がある。具体的には、高域側の周波数成分は低域側の周波数成分と比較して音像の定位感に対する影響が大きい。しかし、特許文献１の技術では、音像定位処理の実行後の音響信号の全周波数成分が全部のチャネルのスピーカから再生される。すなわち、右チャネル（ＦＲ）および左チャネル（ＦＬ）のように両耳間のクロストークが発生し易い各チャネルのスピーカから、仮想音源の定位感に対する影響が大きい周波数成分が再生され得る。したがって、充分に明確な定位感を受聴者に知覚させることは実際には困難であるという問題がある。
【０００５】
以上に説明した定位感の不明確化の問題は、目標位置が各スピーカの位置（再生点）から離間する場合に特に深刻化する。チャネルの総数を増加させれば、定位感を明確化することも可能であるが、音響再生システムの構造や各チャネルの音響信号に対する信号処理が複雑化するという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、チャネルの総数の増加を抑制しながら、明確な定位感が受聴者に知覚されるようにマルチチャネルの音響再生システムの再生信号を生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本発明の音響処理装置は、フロントチャネルと複数のサラウンドチャネルとを含むマルチチャネルの音響再生システムで利用される再生信号を音響信号から生成する装置であって、３次元空間内の目標位置に音像を定位させるための第１音像定位処理を音響信号の高域成分に対して実行することで複数のサラウンドチャネルの各々に対応する再生信号を生成する第１処理手段と、目標位置に音像を定位させるための第２音像定位処理を音響信号の低域成分に対して実行することで、フロントチャネル（例えば中央チャネル，左チャネルおよび右チャネルの少なくともひとつ）を含む複数のチャネルの各々に対応する再生信号を生成する第２処理手段とを具備する。以上の構成では、音像の定位感に対する影響が低域成分と比較して大きい高域成分に対する第１音像定位処理でサラウンドチャネルの再生信号が生成される。サラウンドチャネルについては例えばフロントチャネル（左チャネルおよび右チャネル）と比較して両耳間のクロストークが発生し難いから、特許文献１の技術と比較して、チャネルの総数の増加を抑制しながら、明確な定位感を受聴者に知覚させることが可能である。
【０００７】
受聴位置に対して特定の方向に位置する音源から受聴者の各耳孔までの頭部伝達関数の周波数特性では、５ｋＨｚから１０ｋＨｚまでの範囲内の周波数を上回る周波数帯域に、受聴者が音像の定位感を知覚する手掛りとなるスペクトラルキューが存在するという傾向がある。そこで、本発明の好適な態様において、音響信号の高域成分と低域成分との境界の周波数は、５ｋＨｚ以上かつ１０ｋＨｚ以下の範囲内の周波数（好適には５ｋＨｚ以上かつ８ｋＨｚ以下の周波数）に設定される。以上の態様によれば、音像の定位感を受聴者に明確に知覚させるという効果は格別に顕著である。さらに好適な態様において、音響信号の高域成分と低域成分との境界の周波数は、５ｋＨｚ以上かつ６ｋＨｚ以下の周波数（例えば５ｋＨｚや６ｋＨｚ）に設定される。
【０００８】
本発明の好適な態様において、第１処理手段が実行する第１音像定位処理は、目標位置から受聴者の耳位置までの頭部伝達関数に対応した周波数特性を付与する特性付与処理を含む。また、本発明の好適な態様において、第２処理手段が実行する第２音像定位処理は、目標位置から受聴者の耳位置までに対応する頭部伝達関数と、複数のチャネルの各々の再生点から受聴者の耳位置までに対応する頭部伝達関数との関数比に対応した周波数特性（比特性）を付与する特性付与処理を含む。具体的には、第２音像定位処理の特性付与処理では、受聴者の正中面に対する目標位置の投影点から受聴者の耳位置までの頭部伝達関数と、受聴者の正中面に対する複数のチャネルの各々の再生点の投影点から受聴者の耳位置までの頭部伝達関数との関数比や、複数のチャネルの各々の再生点から受聴者の耳位置までの頭部伝達関数と目標位置から受聴者の耳位置までの頭部伝達関数との関数比が好適に利用される。以上の態様によれば、目標位置の音像を受聴者に明確に知覚させることが可能である。
【０００９】
本発明の第１態様に係る音響処理装置は、音響信号を高域成分と低域成分とに分割する帯域分割手段を具備し、第１処理手段は、帯域分割手段による分割後の高域成分に第１音像定位処理を実行し、第２処理手段は、帯域分割手段による分割後の低域成分に第２音像定位処理を実行する。本発明の第２態様において、第１処理手段が実行する第１音像定位処理は、目標位置から受聴者の耳位置までの頭部伝達関数に対応した周波数特性と、高域成分を選択するフィルタの周波数特性とを統合した周波数特性を音響信号に付与する特性付与処理を包含し、第２処理手段が実行する第２音像定位処理は、目標位置から受聴者の耳位置までの頭部伝達関数に対応した周波数特性と、低域成分を選択するフィルタの周波数特性とを統合した周波数特性を付与する特性付与処理を包含する。第１態様では、帯域分割手段による分割後の高域成分および低域成分が第１処理手段および第２処理手段で処理されるから、例えば第１音像定位処理や第２音像定位処理の特性を変更することなく高域成分と低域成分との境界の周波数を調整できるという利点がある。他方、第２態様では、音響信号を高域成分と低域成分とに分割する処理（例えば第１態様の帯域分割手段による処理）を第１音像定位処理や第２音像定位処理とは独立に実行する必要がないから、第１態様と比較して音響処理装置の構成や処理が簡素化されるという利点がある。
【００１０】
本発明の別の態様に係る音響処理装置は、マルチチャネルの音響再生システムで利用される再生信号を音響信号から生成する装置であって、３次元空間内の目標位置に音像を定位させるための音像定位処理を音響信号に対して実行することで一のチャネルに対応する再生信号を生成する処理手段を具備し、処理手段が実行する音像定位処理は、目標位置から受聴者の耳位置までに対応する頭部伝達関数と、一のチャネルの再生点から受聴者の耳位置までに対応する頭部伝達関数との関数比に対応した周波数特性を付与する特性付与処理を含む。以上の構成では、目標位置から受聴者の耳位置までに対応する頭部伝達関数と再生点から受聴者の耳位置までに対応する頭部伝達関数との関数比に対応した周波数特性が音響信号に付与されるから、チャネルの総数の増加を抑制しながら、明確な定位感を受聴者に知覚させることが可能である。
【００１１】
本発明に係る音響再生システムは、以上の各態様に係る音響処理装置と、音響処理装置が生成した各チャネルの再生信号に応じた音響を放射する放音装置とを具備する。以上の構成によれば、本発明に係る音響処理装置と同様の作用および効果が実現される。
【００１２】
また、以上の各態様に係る音響処理装置は、専用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのハードウェア（電子回路）によって実現されるほか、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの汎用の演算処理装置とプログラムとの協働によっても実現される。本発明に係るプログラムは、フロントチャネルと複数のサラウンドチャネルとを含むマルチチャネルの音響再生システムで利用される再生信号を音響信号から生成するために、３次元空間内の目標位置に音像を定位させるための第１音像定位処理を音響信号の高域成分に対して実行することで複数のサラウンドチャネルの各々に対応する再生信号を生成する第１処理と、目標位置に音像を定位させるための第２音像定位処理を音響信号の低域成分に対して実行することで、フロントチャネルを含む複数のチャネルの各々に対応する再生信号を生成する第２処理とをコンピュータに実行させる。以上のプログラムによれば、本発明に係る音響処理装置と同様の作用および効果が実現される。なお、本発明のプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされるほか、通信網を介した配信の形態で提供されてコンピュータにインストールされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る音響再生システムのブロック図である。
【図２】音響処理装置のブロック図である。
【図３】音像の定位感に影響する周波数帯域の説明図である。
【図４】第２実施形態における音響処理装置のブロック図である。
【図５】第３実施形態における音響処理装置のブロック図である。
【図６】第４実施形態における音響処理装置のブロック図である。
【図７】第５実施形態における音響処理装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る音響再生システム１００Aのブロック図である。第１実施形態の音響再生システム１００Aは、臨場感のある音場を受聴者Ａに提供するマルチチャネルのサラウンドシステムであり、音響処理装置１２と５個の放音装置１４（１４C，１４L，１４R，１４SL，１４SR）とを具備する。音響再生システム１００Aは、ホームシアターシステムやゲームシステム等の各種のオーディオシステムとして利用され得る。
【００１５】
音響処理装置１２には信号供給装置２００からモノラルの音響信号Ｓが供給される。信号供給装置２００は、例えば、光ディスク等の記録媒体から音響信号Ｓを取得して音響処理装置１２に供給する再生装置や、音響信号Ｓを通信網から受信して音響処理装置１２に供給する通信装置である。音響処理装置１２は、信号供給装置２００から供給される音響信号Ｓに対する信号処理でサラウンド形式の５チャネルの再生信号Ｑ（ＱC，ＱL，ＱR，ＱSL，ＱSR）を生成する。なお、各再生信号Ｑをデジタルからアナログに変換するＤ/Ａ変換器の図示は便宜的に省略した。
【００１６】
各放音装置１４は、受聴者Ａを包囲する各位置に配置されて再生信号Ｑに応じた音響を放射する。具体的には、放音装置１４Cは、受聴者Ａの正面に配置されて中央チャネルの再生信号ＱCに応じた音響を放射する。放音装置１４Lは、受聴者Ａの左前方に配置されて左チャネルの再生信号ＱLに応じた音響を放射し、放音装置１４Rは、受聴者Ａの右前方に配置されて右チャネルの再生信号ＱRに応じた音響を放射する。また、放音装置１４SLは、受聴者Ａの左後方に配置されて左後方チャネル（サラウンド左チャネル）の再生信号ＱSLに応じた音響を放射し、放音装置１４SRは、受聴者Ａの右後方に配置されて右後方チャネル（サラウンド右チャネル）の再生信号ＱSRに応じた音響を放射する。以上の通り、再生信号ＱCと再生信号ＱLと再生信号ＱRとは、受聴者Ａの前方を再生点とするフロントチャネルに対応し、再生信号ＱSLと再生信号ＱSRとは、受聴者Ａの側方ないし後方を再生点とするサラウンドチャネル（リアチャネル）に対応する。
【００１７】
受聴者Ａを中心とした放音装置１４SLと放音装置１４SRとの仰角（見開き角）θSは、放音装置１４Lと放音装置１４Rとの仰角θFを上回る。サラウンドチャネルに対応する仰角θSは、両耳間のクロストーク（すなわち、左右の各チャネルの再生音が受聴者Ａの他方側の耳に到達する現象）が発生し難い角度に設定される。例えば、仰角θSを約１１０度に設定することで両耳間のクロストークを最小化することが可能である。
【００１８】
音響処理装置１２には、３次元空間内の目標位置ＰTと受聴者Ａの位置（以下「受聴位置」という）ＰAとが指示される。目標位置ＰTは、再生音を聴取した受聴者Ａに知覚させるべき音像（仮想音源）の位置である。目標位置ＰTおよび受聴位置ＰAは、例えば利用者からの指示に応じて可変に設定される。音響処理装置１２は、目標位置ＰTおよび受聴位置ＰAの位置関係に応じた信号処理を音響信号Ｓに対して実行することで、目標位置ＰTに音像が定位するように各チャネルの再生信号Ｑ（ＱC，ＱL，ＱR，ＱSL，ＱSR）を生成する。
【００１９】
図２は、音響処理装置１２のブロック図である。図２に示すように、音響処理装置１２は、帯域分割部２２と第１処理部３２と第２処理部３４と処理制御部４２と出力制御部４４とを含んで構成される。音響処理装置１２の各要素は、例えば記憶装置に記憶されたプログラムを演算処理装置が実行することで実現される。なお、音響処理に専用される電子回路（ＤＳＰ）で音響処理装置１２の各要素を実現した構成や、音響処理装置１２の各要素を複数の回路に分散した構成も採用され得る。
【００２０】
図２の帯域分割部２２は、信号供給装置２００から供給される音響信号Ｓを高域成分ＳAと低域成分ＳBとに分割する。高域成分ＳAは、受聴者Ａが知覚する音像の定位感に対する影響が他成分と比較して大きい周波数成分であり、低域成分ＳBは、高域成分ＳAと比較して低域側の周波数成分（すなわち、定位感に対する影響が相対的に小さい周波数成分）である。高域成分ＳAは、例えば、左右双方の耳孔を通過する両耳軸を中心とした正中面内の回転方向の定位感に対する影響が特に大きい周波数成分である。
【００２１】
受聴者に対して特定の方向に位置する音源から受聴者の各耳孔までの頭部伝達関数（ＨＲＴＦ：Head Related Transfer Function）の周波数特性が図３に図示されている。周波数特性Ｈ1は、受聴者の両耳のうち音源に近い側の耳に対応し、周波数特性Ｈ2は、音源から遠い側の耳に対応する。周波数特性Ｈ1および周波数特性Ｈ2の各々において音源の方向に応じた周波数にはスペクトラルキュー（谷部）が存在し、受聴者は、両耳間のスペクトラルキューの相違を手掛りに音像の定位感を知覚する。したがって、周波数特性Ｈ1および周波数特性Ｈ2においてスペクトラルキューが存在する周波数帯域の音響成分は、受聴者が知覚する定位感に大きく影響するという傾向がある。
【００２２】
図３から把握される通り、周波数特性Ｈ1および周波数特性Ｈ2には、５ｋＨｚないし１０ｋＨｚ程度の範囲内の周波数を上回る周波数帯域にスペクトラルキューが存在する。以上の傾向を考慮して、第１実施形態の帯域分割部２２は、５ｋＨｚ以上かつ１０ｋＨｚ以下の範囲内の所定の周波数（以下「特定周波数」という）Ｆを境界として音響信号Ｓを高域成分ＳAと低域成分ＳBとに分割する。特定周波数Ｆは、例えば５ｋＨｚ以上かつ８ｋＨｚ以下の周波数（更に好適には５ｋＨｚ以上かつ６ｋＨｚ以下の周波数）に設定される。例えば特定周波数Ｆを５ｋＨｚまたは６ｋＨｚに設定した構成が好適である。
に設定される。
【００２３】
図２に示すように、第１実施形態の帯域分割部２２は、帯域選択フィルタ２４Aと帯域選択フィルタ２４Bとを含んで構成される。帯域選択フィルタ２４Aは、音響信号Ｓのうち特定周波数Ｆを上回る帯域成分を高域成分ＳAとして選択するフィルタ（例えば遮断周波数が特定周波数Ｆに設定されたハイパスフィルタ）である。他方、帯域選択フィルタ２４Bは、音響信号Ｓのうち特定周波数Ｆを下回る帯域成分を低域成分ＳBとして選択するフィルタ（例えば遮断周波数が特定周波数Ｆに設定されたローパスフィルタ）である。なお、帯域選択フィルタ２４Aと帯域選択フィルタ２４Bとで通過帯域を部分的に重複させることも可能である。
【００２４】
図２の第１処理部３２は、目標位置ＰTに音像を定位させるための第１音像定位処理を帯域分割部２２（帯域選択フィルタ２４A）による処理後の高域成分ＳAに対して実行することで、各サラウンドチャネルに対応する再生信号Ｘ（左後方チャネルの再生信号ＸSLおよび右後方チャネルの再生信号ＸSR）を生成する。第１音像定位処理は、例えば、頭部伝達関数に対応する周波数特性を高域成分ＳAに付与する特性付与処理と、高域成分ＳAを遅延させる時間遅延処理と、高域成分ＳAの強度（振幅）を調整する強度調整処理（パニング処理）とを含んで構成される。
【００２５】
第１音像定位処理の特性付与処理は、サラウンドチャネルの放音装置１４SLおよび放音装置１４SRが各再生信号Ｘ（ＸSL，ＸSR）に応じて放射した音響を受聴する受聴者Ａに目標位置ＰTの音像を知覚させるための処理である。具体的には、第１音像定位処理の特性付与処理は、目標位置ＰTから受聴位置ＰAまでの頭部伝達関数に対応した周波数特性を付与するフィルタ処理であり、頭部伝達関数を近似するＩＩＲ（Infinite impulse response）フィルタやＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタで実現される。例えば、２次のＩＩＲフィルタを複数段（例えば６段）にわたり接続したフィルタが第１処理部３２として好適に利用される。
【００２６】
第２処理部３４は、目標位置ＰTに音像を定位させるための第２音像定位処理を帯域分割部２２（帯域選択フィルタ２４B）による処理後の低域成分ＳBに対して実行することで、フロントチャネルを含む５チャネルの各々に対応する再生信号Ｙ（ＹC，ＹL，ＹR，ＹSL，ＹSR）を生成する。第２音像定位処理は、例えば、頭部伝達関数に対応する周波数特性を低域成分ＳBに付与する特性付与処理と、低域成分ＳBを遅延させる時間遅延処理と、低域成分ＳBの強度を調整する強度調整処理とを含んで構成される。
【００２７】
第２音像定位処理の特性付与処理は、各チャネルの放音装置１４（１４C，１４L，１４R，１４SL，１４SR）が再生信号Ｙ（ＹC，ＹL，ＹR，ＹSL，ＹSR）に応じて放射した音響を受聴する受聴者Ａに目標位置ＰTの音像を知覚させるための処理である。具体的には、第２音像定位処理の特性付与処理は、受聴者Ａの正中面に対する目標位置ＰTの投影点から受聴位置ＰAまでの頭部伝達関数ＺAと、受聴者Ａの正中面に対する各チャネルの再生点（放音装置１４）の投影点から受聴位置ＰAまでの頭部伝達関数ＺBとの関数比（例えばＺA／ＺB）に対応した周波数特性を付与するフィルタ処理であり、例えばＩＩＲフィルタやＦＩＲフィルタで実現される。例えば、２次のＩＩＲフィルタを複数段（例えば６段）にわたり接続したフィルタが第２処理部３４として好適に利用される。
【００２８】
図２の処理制御部４２は、受聴位置ＰAに位置する受聴者Ａが目標位置ＰTの音像を知覚するように、第１処理部３２による第１音像定位処理と第２処理部３４による第２音像定位処理とを制御する。具体的には、処理制御部４２は、第１音像定位処理および第２音像定位処理の各々に適用される変数を目標位置ＰTと受聴位置ＰAとに応じて可変に制御する。例えば、特性付与処理に適用される各フィルタ係数と、時間遅延処理に適用される遅延量と、強度調整処理に適用される調整値とが、目標位置ＰTと受聴位置ＰAとに応じて第１音像定位処理および第２音像定位処理の各々について個別に設定される。各変数の数値は、例えば目標位置ＰTと受聴位置ＰAとの組合せ毎に変数の数値を事前に対応させたデータテーブルを参照することで特定される。前述の通り、第１処理部３２は、処理制御部４２から指示された変数を適用した第１音像定位処理で各サラウンドチャネルの再生信号Ｘ（ＸSL，ＸSR）を生成し、第２処理部３４は、処理制御部４２から指示された変数を適用した第２音像定位処理で各チャネルの再生信号Ｙ（ＹC，ＹL，ＹR，ＹSL，ＹSR）を生成する。
【００２９】
図２の出力制御部４４は、第１処理部３２が生成した各サラウンドチャネルの再生信号Ｘ（ＸSL，ＸSR）と第２処理部３４が生成した各チャネルの再生信号Ｙ（ＹC，ＹL，ＹR，ＹSL，ＹSR）とからサラウンド形式の５チャネルの再生信号Ｑ（ＱC，ＱL，ＱR，ＱSL，ＱSR）を生成する。具体的には、出力制御部４４は、再生信号ＸSLと再生信号ＹSLとの加算で左後方チャネルの再生信号ＱSLを生成し、再生信号ＸSRと再生信号ＹSRとの加算で右後方チャネルの再生信号ＱSRを生成する。再生信号ＱSLは出力制御部４４から放音装置１４SLに供給され、再生信号ＱSRは出力制御部４４から放音装置１４SRに供給される。第２処理部３４が生成したフロントチャネルの各再生信号Ｙ（ＹC，ＹL，ＹR）は、各フロントチャネルの再生信号Ｑ（ＱC，ＱL，ＱR）として各放音装置１４（１４C，１４L，１４R）に供給される。したがって、各放音装置１４から放射される音響を受聴した受聴者Ａは目標位置ＰTに音像を知覚する。以上の説明から理解される通り、音響信号Ｓの高域成分ＳAはサラウンドチャネルの各放音装置１４（１４SL，１４SR）で再生され、音響信号Ｓの低域成分ＳBは５個の放音装置１４のうち目標位置ＰTに近い位置の２個以上の放音装置１４で再生される。
【００３０】
以上の構成では、受聴者Ａが知覚する定位感（特に両耳軸を中心とする正中面内の回転方向の定位感）に対する影響が相対的に大きい高域成分ＳAに対する第１音像定位処理で各サラウンドチャネルの再生信号Ｘ（ＸSL，ＸSR）が生成される。そして、サラウンドチャネルに対応する放音装置１４SLおよび放音装置１４SRでは両耳間のクロストークが発生し難い。したがって、例えば各放音装置１４の位置から離間した位置が目標位置ＰTとして指示された場合のように定位感が不明確となり易い状況でも、音響信号の全周波数成分が全部のチャネルで再生される特許文献１の構成と比較して、チャネルの総数の増加を抑制しながら受聴者Ａに明確な定位感を知覚させることが可能である。なお、両耳間のクロストークは公知のクロストークキャンセル処理でも抑制され得るが、クロストーク処理はスイートスポット（受聴者Ａが音像の定位を知覚できる範囲）を狭める原因となる。第１実施形態によればクロストークキャンセル処理が省略され得るから、スイートスポットを広範囲に維持できるという利点もある。
【００３１】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、第１実施形態の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００３２】
図４は、第２実施形態における音響再生システム１００Bのブロック図である。図４の音響再生システム１００Bは、第１実施形態と同様の５チャネルの放音装置１４（１４C，１４L，１４R，１４SL，１４SR）に加えて低域チャネル（ＬＦＥ（Low Frequency Effect）チャネル）の放音装置１４LFを具備する５.１チャネルのサラウンドシステムである。音響処理装置１２は、第１実施形態と同様の５チャネルの再生信号Ｑ（ＱC，ＱL，ＱR，ＱSL，ＱSR）に加えて低域チャネルの再生信号ＱLFを音響信号Ｓから生成する。放音装置１４LF（いわゆるサブウーファ）は、再生信号ＱLFに応じた超低域の音響（低域効果音）を放射する。
【００３３】
図４に示すように、第２実施形態の音響処理装置１２の帯域分割部２２は、帯域選択フィルタ２４Aと帯域選択フィルタ２４Bとに加えて帯域選択フィルタ２４Cを具備する。帯域選択フィルタ２４Cは、音響信号Ｓのうち周波数ＦL（ＦL＜Ｆ）を下回る超低域の帯域成分を低域成分ＳCとして選択的に通過させる。帯域選択フィルタ２４Bは、周波数ＦLから特定周波数Ｆまでの低域成分ＳBを通過させるバンドパスフィルタである。
【００３４】
音響処理装置１２は、第１実施形態と同様の第１処理部３２と第２処理部３４とに加えて第３処理部３６を含んで構成される。第３処理部３６は、帯域分割部２２（帯域選択フィルタ２４C）による処理後の低域成分ＳCに対して所定の音響処理を実行することで低域チャネルの再生信号ＱLFを生成して放音装置１４LFに供給する。なお、帯域分割部２２が生成した低域成分ＳCを再生信号ＱLFとして放音装置１４LFに供給する構成（すなわち第３処理部３６を省略した構成）も採用され得る。低域チャネル以外の各チャネルに関する構成および動作は第１実施形態と同様である。したがって、第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。
【００３５】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態の音響再生システム１００Cのブロック図である。図５に示すように、音響再生システム１００Cの音響処理装置１２の帯域分割部２２は、通過帯域が相違する(Ｍ＋Ｎ)個（ＭおよびＮの各々は１以上の自然数）の帯域選択フィルタ２４を含んで構成され、信号供給装置２００から供給される音響信号Ｓを、Ｍ系統の高域成分ＳA[1]〜ＳA[M]とＮ系統の低域成分ＳB[1]〜ＳB[N]とに分割する。Ｍ系統の高域成分ＳA[1]〜ＳA[M]は、第１実施形態で説明した特定周波数Ｆを上回る帯域成分（すなわち第１実施形態の高域成分ＳAをＭ個の帯域に分割した成分）であり、Ｎ系統の低域成分ＳB[1]〜ＳB[N]は、特定周波数Ｆを下回る帯域成分（すなわち第１実施形態の低域成分ＳBをＮ個の帯域に分割した成分）である。
【００３６】
第３実施形態の音響処理装置１２は、Ｍ個の第１処理部３２[1]〜３２[M]とＮ個の第２処理部３４[1]〜３４[N]とを具備する。第ｍ番目（ｍ＝１〜Ｍ）の第１処理部３２[m]は、帯域分割部２２が生成した高域成分ＳA[m]に第１音像定位処理を実行することで、各サラウンドチャネルの再生信号Ｘ（ＸSL[m]，ＸSR[m]）を生成する。第ｎ番目（ｎ＝１〜Ｎ）の第２処理部３４[n]は、帯域分割部２２が生成した低域成分ＳB[n]に第２音像定位処理を実行することで、各チャネルの再生信号Ｙ（ＹC[n]，ＹL[n]，ＹR[n]，ＹSL[n]，ＹSR[n]）を生成する。第１音像定位処理および第２音像定位処理の具体的な内容は第１実施形態と同様である。処理制御部４２は、受聴位置ＰAの受聴者Ａが目標位置ＰTの音像を知覚するように各第１処理部３２[m]による第１音像定位処理と各第２処理部３４[n]による第２音像定位処理とを個別に制御する。
【００３７】
出力制御部４４は、各第１処理部３２が生成した各サラウンドチャネルの再生信号Ｘ（ＸSL[m]，ＸSR[m]）と各第２処理部３４が生成した各チャネルの再生信号Ｙ（ＹC[n]，ＹL[n]，ＹR[n]，ＹSL[n]，ＹSR[n]）とからサラウンド形式の５チャネルの再生信号Ｑ（ＱC，ＱL，ＱR，ＱSL，ＱSR）を生成する。具体的には、出力制御部４４は、各第１処理部３２[m]が生成したＭ系統の再生信号ＸSL[1]〜ＸSL[M]と各第２処理部３４[n]が生成したＮ系統の再生信号ＹSL[1]〜ＹSL[N]との加算で左後方チャネルの再生信号ＱSLを生成する。同様に、Ｍ系統の再生信号ＸSR[1]〜ＸSR[M]とＮ系統の再生信号ＹSR[1]〜ＹSR[N]との加算で右後方チャネルの再生信号ＱSRが生成される。また、出力制御部４４は、各第２処理部３４[n]が生成したＮ系統の再生信号ＹC[1]〜ＹC[N]の加算で中央チャネルの再生信号ＱCを生成する。同様に、Ｎ系統の再生信号ＹL[1]〜ＹL[N]の加算で左チャネルの再生信号ＱLが生成され、Ｎ系統の再生信号ＹR[1]〜ＹR[N]の加算で右チャネルの再生信号ＱRが生成される。
【００３８】
第３実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第３実施形態では、音響信号ＳがＭ系統の高域成分ＳA[1]〜ＳA[M]とＮ系統の低域成分ＳB[1]〜ＳB[N]とに分割され、高域成分ＳA[m]毎に個別に第１音像定位処理が実行されるとともに低域成分ＳB[n]毎に個別に第２音像定位処理が実行される。したがって、高域成分ＳAの全帯域にわたり共通の第１音像定位処理が実行されるとともに低域成分ＳBの全帯域にわたり共通の第２音像定位処理が実行される第１実施形態と比較して、明確な定位感を維持しながら聴感的に自然な音響を生成できるという利点がある。なお、第３実施形態において高域成分ＳA[m]の系統数Ｍと低域成分ＳB[n]の系統数Ｎとの各々を１に設定した構成が第１実施形態に相当する。
【００３９】
＜第４実施形態＞
図６は、本発明の第４実施形態の音響再生システム１００Dのブロック図である。図６に例示される通り、音響再生システム１００Dの音響処理装置１２では、第１実施形態の帯域分割部２２が省略され、信号供給装置２００からの音響信号Ｓが第１処理部３２と第２処理部３４とに対して共通に供給される。処理制御部４２や出力制御部４４の構成および動作は第１実施形態と同様である。
【００４０】
第１処理部３２は、目標位置ＰTに音像を定位させるための第１音像定位処理を音響信号Ｓに対して実行することで、各サラウンドチャネルに対応する再生信号Ｘ（ＸSL，ＸSR）を生成する。第１音像定位処理は、第１実施形態と同様に、例えば、頭部伝達関数に対応する周波数特性を音響信号Ｓに付与する特性付与処理と、音響信号Ｓを遅延させる時間遅延処理と、音響信号Ｓの強度を調整する強度調整処理とを含んで構成される。
【００４１】
ただし、第４実施形態の第１処理部３２が特性付与処理で音響信号Ｓに付与する頭部伝達関数の周波数特性には、音響信号Ｓのうち特定周波数Ｆを上回る帯域成分を選択するフィルタ（第１実施形態の帯域選択フィルタ２４A）の周波数特性が統合されている。具体的には、第１実施形態の特性付与処理に適用される頭部伝達関数の周波数特性に帯域選択フィルタ２４Aの周波数特性を付与した周波数特性（すなわち、頭部伝達関数を規定する各係数を帯域選択フィルタ２４Aで処理したフィルタ係数）が、第４実施形態の第１処理部３２の特性付与処理には適用される。したがって、第４実施形態の第１処理部３２は、第１実施形態と同様に、第１音像定位処理を音響信号Ｓの高域成分ＳAに対して実行することで複数のサラウンドチャネルの各々に対応する再生信号Ｘ（ＸSL，ＸSR）を生成する要素として機能する。
【００４２】
第４実施形態の第２処理部３４は、目標位置ＰTに音像を定位させるための第２音像定位処理を音響信号Ｓに対して実行することで、フロントチャネルを含む５チャネルの各々に対応する再生信号Ｙ（ＹC，ＹL，ＹR，ＹSL，ＹSR）を生成する。第２音像定位処理は、第１実施形態と同様に、例えば、頭部伝達関数に対応する周波数特性を音響信号Ｓに付与する特性付与処理と、音響信号Ｓを遅延させる時間遅延処理と、音響信号Ｓの強度を調整する強度調整処理とを含んで構成される。
【００４３】
第４実施形態の第２処理部３４が特性付与処理で音響信号Ｓに付与する頭部伝達関数の周波数特性には、音響信号Ｓのうち特定周波数Ｆを下回る帯域成分を選択するフィルタ（第１実施形態の帯域選択フィルタ２４B）の周波数特性が統合されている。具体的には、第１実施形態の特性付与処理に適用される頭部伝達関数の周波数特性に帯域選択フィルタ２４Bの周波数特性を付与した周波数特性（すなわち、頭部伝達関数を規定する各係数を帯域選択フィルタ２４Bで処理したフィルタ係数）が、第４実施形態の第２処理部３４の特性付与処理には適用される。したがって、第４実施形態の第２処理部３４は、第１実施形態と同様に、第２音像定位処理を音響信号Ｓの低域成分ＳBに対して実行することでフロントチャネルを含む複数のチャネルの各々に対応する再生信号Ｘ（ＹC，ＹL，ＹR，ＹSL，ＹSR）を生成する要素として機能する。
【００４４】
第４実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第４実施形態では、音響信号Ｓの高域成分ＳAを選択するフィルタの周波数特性を統合した頭部伝達関数の周波数特性が第１処理部３２の第１音像定位処理に適用され、音響信号Ｓの低域成分ＳBを選択するフィルタの周波数特性を統合した頭部伝達関数の周波数特性が第２処理部３４の第２音像定位処理に適用される。したがって、第１実施形態の帯域分割部２２（帯域選択フィルタ２４Aおよび帯域選択フィルタ２４B）が省略され、結果的に音響処理装置１２の構成や処理が簡素化されるという利点がある。他方、第１実施形態では、第１処理部３２および第２処理部３４とは別個に帯域分割部２２が設置されるから、帯域選択フィルタ２４Aや帯域選択フィルタ２４Bの周波数特性を変更することで、第１処理部３２や第２処理部３４の特性付与処理に適用される頭部伝達関数の周波数特性を変更することなく特定周波数Ｆを独立に調整できるという利点がある。
【００４５】
なお、以上の説明では、第１実施形態を基礎とした第４実施形態の構成を例示したが、第２実施形態や第３実施形態の構成を第４実施形態に適用することも可能である。例えば第３実施形態（図５）を第４実施形態に適用した構成では、Ｍ個のうち第ｍ番目の第１処理部３２[m]が実行する第１音像定位処理の特性付与処理には、第３実施形態における第ｍ番目の帯域選択フィルタ２４Aの周波数特性（高域成分ＳA[m]を抽出する周波数特性）を頭部伝達関数の周波数特性に付与した周波数特性が適用され、第ｍ番目の第２処理部３４[m]が実行する第２音像定位処理の特性付与処理には、第３実施形態における第ｎ番目の帯域選択フィルタ２４Bの周波数特性（低域成分ＳA[n]を抽出する周波数特性）を頭部伝達関数の周波数特性に付与した周波数特性が適用される。
【００４６】
＜第５実施形態＞
図７は、本発明の第５実施形態の音響再生システム１００Eのブロック図である。図７に例示される通り、音響再生システム１００Eの音響処理装置１２は、処理制御部４２と処理部３８とを含んで構成される。処理部３８は、前述の各形態における第２処理部３４と同様に、目標位置ＰTに音像を定位させるための音像定位処理を音響信号Ｓに対して実行することで５チャネルの再生信号Ｑ（ＱC，ＱL，ＱR，ＱSL，ＱSR）を生成する。ただし、第５実施形態では、音響信号Ｓが高域成分ＳAと低域成分ＳBとに分割されず、音響信号Ｓの全帯域（高域成分ＳAおよび低域成分ＳBの双方）にわたり音像定位処理が共通に実行される。
【００４７】
第５実施形態の処理部３８が実行する音像定位処理は、頭部伝達関数に対応する周波数特性を音響信号Ｓに付与する特性付与処理を包含する。特性付与処理は、目標位置ＰTに対応する頭部伝達関数を受聴位置ＰAで再現することを目的とする。したがって、第５実施形態の処理部３８が実行する特性付与処理としては、目標位置ＰTから受聴位置ＰAまでの頭部伝達関数ＺAと各チャネルの再生点（放音装置１４）から受聴位置ＰA（受聴者Ａの耳位置）までの頭部伝達関数ＺBとの関数比（例えばＺA／ＺB）に対応した周波数特性を音響信号Ｓに付与することで当該チャネルの再生信号Ｑを生成するフィルタ処理が好適である。処理制御部４２は、受聴位置ＰAに位置する受聴者Ａが目標位置ＰTの音像を知覚するように、処理部３８による音像定位処理を制御する。具体的には、処理制御部４２は、音像定位処理に適用される変数を目標位置ＰTと受聴位置ＰAとに応じて可変に制御する。
【００４８】
第５実施形態では、目標位置ＰTから受聴位置ＰAまでの頭部伝達関数と各チャネルの再生点から受聴位置ＰAまでの頭部伝達関数との関数比に対応した周波数特性が音響信号Ｓに付与されるから、第１実施形態と同様に、チャネルの総数の増加を抑制しながら受聴者Ａに明確な定位感を知覚させることが可能である。なお、定位感に対する影響が大きい高域成分ＳAに対する第１音像定位処理が第５実施形態では実行されないから、明確な定位感を知覚させるという効果のみに着目すれば、第１実施形態が第５実施形態と比較して有利である。しかし、第５実施形態では、音響信号Ｓの全帯域にわたり共通の音像定位処理が実行されるから、音響信号Ｓの高域成分ＳAと低域成分ＳBとに対して別個の音像定位処理を実行する第１実施形態と比較して音質の低下が抑制される。すなわち、音質の維持という観点からは、第５実施形態が第１実施形態と比較して有利である。
【００４９】
＜変形例＞
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は適宜に併合され得る。
【００５０】
（１）チャネルの総数は以上の例示に限定されない。例えば、前述の各形態における中央チャネル（再生信号ＱC）を省略した構成も採用される。また、例えば、サラウンド左後方チャネルおよびサラウンド右後方チャネルを前述の各形態に追加した構成（７チャネルまたは７.１チャネル）も好適である。４チャネル以上のサラウンドチャネルが存在する構成では、左右の放音装置１４の仰角が大きい左右一対のサラウンドチャネル（すなわち両耳間のクロストークが発生し難いチャネル）で高域成分ＳAを再生する構成が格別に好適である。また、前述の各形態では、各チャネルに対応する放音装置１４が配置された音響再生システム１００を例示したが、行列状または直線状に配列された複数の放音装置１４（スピーカアレイ）で仮想的なチャネル（フロントチャネルおよびサラウンドチャネル）を形成する構成にも本発明は同様に適用される。
【００５１】
（２）前述の各形態では、高域成分ＳAに対応する各再生信号Ｘ（ＸSL，ＸSR）と低域成分ＳBに対応する各再生信号Ｙ（ＹSL，ＹSR）とをサラウンドチャネルの放音装置１４（１４SL，１４SR）から再生したが、低域成分ＳBの再生にサラウンドチャネルを利用する構成は省略され得る。例えば、音響信号Ｓの低域成分ＳBに対する第２音像定位処理で第２処理部３４がフロントチャネルのみの各再生信号Ｙ（ＹC，ＹL，ＹR）を生成することも可能である。第１処理部３２が生成した各再生信号Ｘ（ＸSL，ＸSR）はサラウンドチャネルの再生信号Ｑ（ＱSL，ＱSR）として各放音装置１４（１４SL，１４SR）から再生され、第２処理部３４が生成した各再生信号Ｙ（ＹC，ＹL，ＹR）はフロントチャネルの再生信号Ｑ（ＱC，ＱL，ＱR）として各放音装置１４（１４C，１４L，１４R）から再生される。以上の説明から理解される通り、前述の各形態における出力制御部４４は省略され得る。
【００５２】
（３）第１音像定位処理や第２音像定位処理の方法や内容は適宜に変更される。例えばイコライジングや最小位相化等の各種の信号処理を実行する構成や、頭部伝達関数の周波数特性を近似するノッチフィルタを特性付与処理に利用する構成も採用される。また、両耳間のクロストークを抑制するクロストークキャンセル処理を実行する構成や、高域成分ＳAおよび低域成分ＳBの各々の強度を調整することで両者間の音量比（バランス）を制御する構成も好適である。第２音像定位処理の特性付与処理は、目標位置ＰTに対応する頭部伝達関数を受聴位置ＰAで再現することを目的とする。したがって、例えば、各チャネルの再生点（放音装置１４）から受聴位置ＰA（受聴者Ａの耳位置）までの頭部伝達関数ＺBと、目標位置ＰTから受聴位置ＰAまでの頭部伝達関数ＺAとの関数比（例えばＺA／ＺB）を、第２音像定位処理の特性付与処理に採用することも可能である。また、目標位置ＰTに近い２点以上の再生点（放音装置１４）を対象としたパニング処理（各再生信号Ｑの音量比や位相差の制御）を特性付与処理として実行することで特定の周波数特性（前述の関数比に対応する周波数特性）を付与することも可能である。なお、第５実施形態の例示からも理解される通り、頭部伝達関数の関数比に対応する周波数特性を付与する特性付与処理を、音響信号Ｓの全帯域にわたり共通に実行する構成も採用され得る。音響信号Ｓの全帯域にわたり頭部伝達関数の関数比を共通に反映させる構成では、各再生信号Ｑの音量比（パニング）が制御されたうえで各放音装置１４から再生される。他方、音響信号Ｓの高域成分ＳAと低域成分ＳBとで頭部伝達関数の関数比を個別に反映させる構成では、低域成分ＳBについては以上と同様に各再生信号Ｙの音量比（パニング）が制御されたうえで各放音装置１４から再生される一方、高域成分ＳAについては、サラウンドチャネルの放音装置１４（１４SL，１４SR）のみから再生される。
【００５３】
（４）帯域分割部２２の特性（フィルタ特性）は、例えば第１音像定位処理や第２音像定位処理の特性付与処理に適用される頭部伝達関数の周波数特性（スペクトラルキュー）に応じて適宜に選定される。具体的には、帯域分割部２２として利用されるフィルタの遮断周波数（高域成分ＳAと低域成分ＳBとの境界の特定周波数Ｆ）やスロープ（周波数軸に対する周波数特性の勾配）が頭部伝達関数の周波数特性に応じて選定される。
【００５４】
（５）前述の各形態では音響信号Ｓの定位に着目したが、仮想的な音響空間の形状や空間内の鏡像音源の位置とに応じた反射音の音響信号（以下「反射音信号」という）を音響信号Ｓから生成することも可能である。反射音信号については前述の各形態における音響信号Ｓと同様の処理が実行される。すなわち、反射音信号の高域成分は、第１音像定位処理の実行後に各サラウンドチャネルで再生され、反射音信号の低域成分は、第２音像定位処理の実行後に、フロントチャネルを含む各チャネルで再生される。
【００５５】
（６）前述の各形態では、音響信号Ｓの高域成分ＳAから第１処理部３２が生成した再生信号Ｘ（ＸSL，ＸSR）をサラウンドチャネルの各放音装置１４（１４SL，１４SR）のみから再生したが、第１処理部３２が生成した再生信号Ｘ（ＸSL，ＸSR）をフロントチャネルの各再生信号Ｙ（ＹC，ＹL，ＹR）に小音量で混合して再生することも可能である。以上の構成によれば、受聴者Ａにより知覚される音像が受聴者Ａに対して過度に後方側に定位する可能性が低減されるという利点がある。
【符号の説明】
【００５６】
１００A，１００B，１００C……音響再生システム、２００……信号供給装置、１２……音響処理装置、１４（１４C，１４L，１４R，１４SL，１４SR，１４LF）……放音装置、２２……帯域分割部、２４，２４A，２４B，２４C……帯域選択フィルタ、３２……第１処理部、３４……第２処理部、３６……第３処理部、３８……処理部、４２……処理制御部、４４……出力制御部。
【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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