(57)【要約】【課題】マルチサラウンド方式の音声信号を２チャンネルの音声信号で再生する際に、実際にスピーカを配置して聴取した時の音質、音場を再現することが可能な音声信号処理装置を提供する。【解決手段】２チャンネルより多い複数チャンネルの音声信号から、聴取者の両耳の近傍の位置に設置される２個の電気音響変換手段により音響再生する２チャンネルの音声信号を生成して出力する際に、前記聴取者を中心とする円周上に設けられる、前記複数チャンネルの音声信号の各チャンネルについて想定される仮想音像定位位置を中心に前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる信号処理部を備える、音声信号処理装置が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２チャンネルより多い複数チャンネルの音声信号から、聴取者の両耳の近傍の位置に設置される２個の電気音響変換手段により音響再生する２チャンネルの音声信号を生成して出力する際に、前記聴取者を中心とする円周上に設けられる、前記複数チャンネルの音声信号の各チャンネルについて想定される仮想音像定位位置を中心に前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる信号処理部を備える、音声信号処理装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記複数チャンネルの全てのチャンネルで同期して前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項３】
前記信号処理部は、所定の周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、請求項２に記載の音声信号処理装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、音声データを圧縮する際のブロックサイズ近傍の周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、請求項３に記載の音声信号処理装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、ランダムな周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、請求項３に記載の音声信号処理装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、周期の異なるランダムノイズを多重に加算した周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、請求項５に記載の音声信号処理装置。
【請求項７】
前記信号処理部は、正規分布に近づくように周期の異なるランダムノイズを多重に加算した周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、請求項６に記載の音声信号処理装置。
【請求項８】
前記信号処理部は、周期の異なるランダムノイズを２つ加算した周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、請求項６に記載の音声信号処理装置。
【請求項９】
前記信号処理部は、前記仮想音像定位位置に音像が定位するように聴取されるようにするための頭部伝達関数を、前記複数チャンネルの各チャンネルの音声信号に畳み込む前に前記仮想音像定位位置を変化させる、請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項１０】
２チャンネルより多い複数チャンネルの音声信号から、聴取者の両耳の近傍の位置に設置される２個の電気音響変換手段により音響再生する２チャンネルの音声信号を生成して出力する際に、前記聴取者を中心とする円周上に設けられる、前記複数チャンネルの音声信号の各チャンネルについて想定される仮想音像定位位置を中心に前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させるステップを備える、音声信号処理方法。
【請求項１１】
コンピュータに、２チャンネルより多い複数チャンネルの音声信号から、聴取者の両耳の近傍の位置に設置される２個の電気音響変換手段により音響再生する２チャンネルの音声信号を生成して出力する際に、前記聴取者を中心とする円周上に設けられる、前記複数チャンネルの音声信号の各チャンネルについて想定される仮想音像定位位置を中心に前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させるステップを実行させる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、音声信号処理装置、音声信号処理方法およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
聴取者がヘッドホンを頭部に装着して、両耳で音響再生信号を聴取する場合において、ヘッドホンで再生する音声信号が、リスナの前方左右に設置されるスピーカに供給される通常の音声信号である場合がある。このような場合、ヘッドホンで再生される音像がリスナの頭の中にこもる、いわゆる頭内定位の現象が生じることが知られている。【０００３】
この頭内定位の現象の問題を解決したものとして、例えば特許文献１や特許文献２には、仮想音像定位と呼ばれる技術が開示されている。この仮想音像定位は、ヘッドホンなどで再生したときに、あたかもリスナの前方の左右位置など、予め想定された位置に音源、例えばスピーカが存在するように再生される（仮想的に当該位置に音像を定位させる）ようにするものである。【０００４】
３チャンネル以上の多チャンネルの場合には、２チャンネルの場合と同様にして、それぞれのチャンネルの仮想音像定位位置にスピーカを配置して、例えばインパルスを再生し、それぞれのチャンネル用の頭部伝達関数を測定する。そして、測定して得た頭部伝達関数のインパルスレスポンスを、ヘッドホンの左右２チャンネルの音響再生用のドライバに供給する音声信号に畳み込むようにすればよい。【０００５】
ところで、最近は、光ディスクに記録された映像再生に伴う音響再生などにおいて、５．１チャンネル、７．１チャンネル、９．１チャンネルなど、多チャンネルサラウンド方式（マルチサラウンド方式）が採用されている。このマルチサラウンド方式の音声信号を２チャンネルのヘッドホンで音響再生する場合においても、上述の仮想音像定位の手法を用いて、各チャンネルに応じた音像定位（仮想音像定位）させるようにすることも提案されている（例えば特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第９５／１３６９０号公報
【特許文献２】特開平０３−２１４８９７号公報
【特許文献３】特開２０１１−９８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
頭部伝達関数を用いてマルチサラウンド方式の音声信号を２チャンネルのヘッドホンで音響再生する技術において、想定されるスピーカの環境をシミュレートするだけでは、実際にスピーカを配置して聴取した時の音質、音場をそのまま再現するのは難しい。ヘッドホンで聴取する際には、聴取者の頭部にヘッドホンがしっかりと固定されており、聴取者の耳の近傍から音声が出力されるが、スピーカからの音を聴取する際には、聴取者の頭部は固定されているわけではなく、僅かながら動いている。従って、スピーカからの音を聴取する際には、各スピーカから聴取者の耳までの距離及び聴取者から見た各スピーカの角度（方向）は一定ではない。【０００８】
想定されるスピーカの環境をシミュレートしようとして、広い音場を再現するために必要以上にリバーブ（響き）成分を付加すると、音が響きすぎてしまったり、想定しているスピーカの距離ほど頭外定位が出なかったりしていた。【０００９】
そこで、本開示は、マルチサラウンド方式の音声信号を２チャンネルの音声信号で再生する際に、実際にスピーカを配置して聴取した時の音質、音場を再現することが可能な、新規かつ改良された音声信号処理装置、音声信号処理方法およびコンピュータプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示によれば、２チャンネルより多い複数チャンネルの音声信号から、聴取者の両耳の近傍の位置に設置される２個の電気音響変換手段により音響再生する２チャンネルの音声信号を生成して出力する際に、前記聴取者を中心とする円周上に設けられる、前記複数チャンネルの音声信号の各チャンネルについて想定される仮想音像定位位置を中心に前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる信号処理部を備える、音声信号処理装置が提供される。【００１１】
また本開示によれば、２チャンネルより多い複数チャンネルの音声信号から、聴取者の両耳の近傍の位置に設置される２個の電気音響変換手段により音響再生する２チャンネルの音声信号を生成して出力する際に、前記聴取者を中心とする円周上に設けられる、前記複数チャンネルの音声信号の各チャンネルについて想定される仮想音像定位位置を中心に前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させるステップを備える、音声信号処理方法が提供される。【００１２】
また本開示によれば、コンピュータに、２チャンネルより多い複数チャンネルの音声信号から、聴取者の両耳の近傍の位置に設置される２個の電気音響変換手段により音響再生する２チャンネルの音声信号を生成して出力する際に、前記聴取者を中心とする円周上に設けられる、前記複数チャンネルの音声信号の各チャンネルについて想定される仮想音像定位位置を中心に前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させるステップを実行させる、コンピュータプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本開示によれば、マルチサラウンド方式の音声信号を２チャンネルの音声信号で再生する際に、実際にスピーカを配置して聴取した時の音質、音場を再現することが可能な、新規かつ改良された音声信号処理装置、音声信号処理方法およびコンピュータプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＩＴＵ−Ｒ（国際電気通信連合  無線通信部門）の７．１チャンネルマルチサラウンドのスピーカ配置例を示す説明図である。
【図２】本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０の構成例を示す説明図である。
【図３】本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０の構成例を示す説明図である。
【図４Ａ】信号処理部１００の構成例を示す説明図である。
【図４Ｂ】信号処理部１００の構成例を示す説明図である。
【図４Ｃ】信号処理部１００の構成例を示す説明図である。
【図４Ｄ】信号処理部１００の構成例を示す説明図である。
【図４Ｅ】信号処理部１００の構成例を示す説明図である。
【図４Ｆ】信号処理部１００の構成例を示す説明図である。
【図４Ｇ】信号処理部１００の構成例を示す説明図である。
【図５】本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０の動作例を示す流れ図である。
【図６Ａ】音声信号を揺らがせる際のパラメータの変化例を示す説明図である。
【図６Ｂ】音声信号を揺らがせる際のパラメータの変化例を示す説明図である。
【図７】Ｃの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。
【図８】Ｒの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。
【図９】Ｒの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。
【図１０】Ｒの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。
【図１１】ＲＳの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。
【図１２】ＲＢの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
＜１．本開示の一実施形態＞
［７．１チャンネルマルチサラウンドのスピーカ配置例］
［音声信号処理装置の構成例］
［音声信号処理装置の動作例］
＜２．まとめ＞
【００１７】
＜１．本開示の一実施形態＞
［音声信号処理装置の構成例］
まず、図面を参照しながら、マルチサラウンドのスピーカ配置例について説明する。図１は、マルチサラウンドの一例であるＩＴＵ−Ｒ（国際電気通信連合  無線通信部門）の７．１チャンネルマルチサラウンドのスピーカ配置例を示す説明図である。以下、図１を用いて７．１チャンネルマルチサラウンドのスピーカ配置例について説明する。
【００１８】
ＩＴＵ−Ｒの７．１チャンネルマルチサラウンドのスピーカ配置例は、図１に示すように、リスナ位置Ｐｎを中心とした円周上に、各チャンネルのスピーカが位置するように定められる。
【００１９】
図１において、リスナＰｎの正面位置であるＣは、センターチャンネルのスピーカ位置である。センターチャンネルのスピーカ位置Ｃを中心として、その両側において、互いに６０度の角範囲だけ離れた位置であるＬＦおよびＲＦは、それぞれ左前方チャンネルおよび右前方チャンネルのスピーカ位置を示している。
【００２０】
そして、リスナＰｎの正面位置Ｃの左右６０度から１５０度の範囲において、左側および右側に２個ずつのスピーカ位置ＬＳ，ＬＢおよびＲＳ，ＲＢが設定される。これらスピーカ位置ＬＳ，ＬＢとＲＳ，ＲＢとは、リスナに対して左右対称の位置に設定されるものである。スピーカ位置ＬＳおよびＲＳは、左側方チャンネルおよび右側方チャンネルのスピーカ位置であり、スピーカ位置ＬＢおよびＲＢは、左後方チャンネルおよび右後方チャンネルのスピーカ位置である。
【００２１】
この音響再生システムの例においては、オーバーヘッドホンとして、リスナＰｎの左右の耳用のそれぞれに対して１個ずつのヘッドホンドライバーが配置されるものを使用する。
【００２２】
この実施形態では、７．１チャンネルのマルチサラウンド音声信号を、この例のオーバーヘッドホンで音響再生したとき、図１の各スピーカ位置Ｃ，ＬＦ，ＲＦ，ＬＳ，ＲＳ，ＬＢ，ＲＢの方向を仮想音像定位方向として音響再生されるようにする。このため、後述するようにして、７．１チャンネルのマルチサラウンド音声信号の各チャンネルの音声信号に、選択された頭部伝達関数を畳み込むようにする。
【００２３】
なお、以下の説明では、図１に示した７．１チャンネルマルチサラウンドを前提として説明するが、本開示のマルチサラウンドは係る例に限定されない。例えば、５．１チャンネルマルチサラウンドでは、図１に示した７．１チャンネルマルチサラウンドのスピーカ配置から、スピーカ位置ＬＢおよびＲＢに位置するスピーカが取り除かれたスピーカ配置を有する。
【００２４】
以上、図１を用いて７．１チャンネルマルチサラウンドのスピーカ配置例について説明した。次に、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置の構成例について説明する。
【００２５】
［音声信号処理装置の構成例］
図２及び図３は、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０の構成例を示す説明図である。以下、図２及び図３を用いて、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０の構成例について説明する。
【００２６】
この図２及び図３に示した例は、電気信号を変換してリスナＰｎの耳に音声を届けるための電気音響変換手段が、左チャンネル用のヘッドホンドライバー１２０Ｌと、右チャンネル用のヘッドホンドライバー１２０Ｒとを備える２チャンネルステレオのオーバーヘッドホンの場合の例である。
【００２７】
なお、この図２及び図３においては、図１のスピーカ位置Ｃ，ＬＦ，ＲＦ，ＬＳ，ＲＳ，ＬＢ，ＲＢに供給すべき各チャンネルの音声信号は、同じ記号Ｃ，ＬＦ，ＲＦ，ＬＳ，ＲＳ，ＬＢ，ＲＢを用いて示している。ここで、図２及び図３において、ＬＦＥ（Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｆｆｅｃｔ）チャンネルは、低域効果チャンネルであり、これは、通常、音像定位方向が定まらない音声であるので、この例では、頭部伝達関数の畳み込み対象とはしない音声チャンネルとしている。
【００２８】
図２に示すように、７．１チャンネルの音声信号ＬＦ，ＬＳ，ＲＦ，ＲＳ，ＬＢ，ＲＢ，Ｃ，ＬＦＥのそれぞれは、レベル調整部７１ＬＦ，７１ＬＳ，７１ＲＦ，７１ＲＳ，７１ＬＢ，７１ＲＢ，７１Ｃ，７１ＬＦＥに供給されて、それぞれの音声信号がレベル調整される。
【００２９】
このレベル調整部７１ＬＦ，７１ＬＳ，７１ＲＦ，７１ＲＳ，７１ＬＢ，７１ＲＢ，７１Ｃ，７１ＬＦＥのそれぞれからの音声信号は、それぞれアンプ７２ＬＦ，７２ＬＳ，７２ＲＦ，７２ＲＳ，７２ＬＢ，７２ＲＢ，７２Ｃ，７２ＬＦＥで所定量増幅された後に、Ａ／Ｄコンバータ７３ＬＦ，７３ＬＳ，７３ＲＦ，７３ＲＳ，７３ＬＢ，７３ＲＢ，７３Ｃ，７３ＬＦＥに供給されて、デジタル音声信号に変換される。
【００３０】
Ａ／Ｄコンバータ７３ＬＦ，７３ＬＳ，７３ＲＦ，７３ＲＳ，７３ＬＢ，７３ＲＢ，７３Ｃ，７３ＬＦＥからのデジタル音声信号は、それぞれ、信号処理部１００で後述の信号処理が施された後に、それぞれ、頭部伝達関数畳み込み処理部７４ＬＦ，７４ＬＳ，７４ＲＦ，７４ＲＳ，７４ＬＢ，７４ＲＢ，７４Ｃ，７４ＬＦＥに供給される。
【００３１】
頭部伝達関数畳み込み処理部７４ＬＦ，７４ＬＳ，７４ＲＦ，７４ＲＳ，７４ＬＢ，７４ＲＢ，７４Ｃ，７４ＬＦＥのそれぞれにおいては、この例では、例えば特開２０１１−９８４２号公報に開示されている畳み込み方法を用いて、直接波およびその反射波の頭部伝達関数の畳み込み処理が行われる。
【００３２】
また、この例では、頭部伝達関数畳み込み処理部７４ＬＦ，７４ＬＳ，７４ＲＦ，７４ＲＳ，７４ＬＢ，７４ＲＢ，７４Ｃ，７４ＬＦＥのそれぞれは、各チャンネルのクロストーク成分とその反射波の頭部伝達関数の畳み込み処理を、例えば特開２０１１−９８４２号公報に開示されている畳み込み方法を用いて、同様にして行う。
【００３３】
また、この例では、頭部伝達関数畳み込み処理部７４ＬＦ，７４ＬＳ，７４ＲＦ，７４ＲＳ，７４ＬＢ，７４ＲＢ，７４Ｃ，７４ＬＦＥのそれぞれにおいては、処理対象の反射波は、簡単のため１個の反射波のみとした。もちろん、処理対象の反射波の数は係る例に限定されるものではない。
【００３４】
頭部伝達関数畳み込み処理部７４ＬＦ，７４ＬＳ，７４ＲＦ，７４ＲＳ，７４ＬＢ，７４ＲＢ，７４Ｃ，７４ＬＦＥのそれぞれからの出力音声信号は加算処理部７５に供給される。加算処理部７５は、２チャンネルステレオのヘッドホンの左チャンネル用加算部（以下、Ｌ用加算部という）７５Ｌと、右チャンネル用加算部（以下、Ｒ用加算部という）７５Ｒとを備える。
【００３５】
Ｌ用加算部７５Ｌは、本来の左チャンネル成分ＬＦ，ＬＳ，ＬＢおよびその反射波成分と、右チャンネル成分ＲＦ，ＲＳ，ＲＢのクロストーク成分およびその反射成分と、センターチャンネル成分Ｃおよび低域効果チャンネル成分ＬＦＥとを加算する。
【００３６】
そして、Ｌ用加算部７５Ｌは、その加算結果を、図３に示すように、左チャンネル用のヘッドホンドライバー１２０Ｌ用の合成音声信号ＳＬとして、レベル調整部１１０Ｌを通じてＤ／Ａコンバータ１１１Ｌに供給する。
【００３７】
Ｒ用加算部７５Ｒは、本来の右チャンネル成分ＲＦ，ＲＳ，ＲＢおよびその反射波成分と、左チャンネル成分ＬＦ，ＬＳ，ＬＢのクロストーク成分およびその反射成分と、センターチャンネル成分Ｃおよび低域効果チャンネル成分ＬＦＥとを加算する。
【００３８】
そして、Ｒ用加算部７５Ｒは、その加算結果を、図３に示すように、右チャンネル用のヘッドホンドライバー１２０Ｒ用の合成音声信号ＳＲとして、レベル調整部１１０Ｒを通じてＤ／Ａ変換部１１１Ｒに供給する。
【００３９】
この例では、センターチャンネル成分Ｃおよび低域効果チャンネル成分ＬＦＥは、Ｌ用加算部７５ＬおよびＲ用加算部７５Ｒの両方に供給されて、左チャンネルおよび右チャンネルの両方に加算される。これにより、センターチャンネル方向の音声の定位感をより良くすることができると共に、低域効果チャンネル成分ＬＦＥによる低域音声成分を、より広がり良く再生できるようにしている。
【００４０】
Ｄ／Ａコンバータ１１１Ｌおよび１１１Ｒにおいては、上述のようにして、頭部伝達関数が畳み込まれた左チャンネル用の合成音声信号ＳＬおよび右チャンネル用の合成音声信号ＳＲがアナログ音声信号に変換される。
【００４１】
このＤ／Ａコンバータ１１１Ｌおよび１１１Ｒからのアナログ音声信号は、電流電圧変換部１１２Ｌおよび１１２Ｒのそれぞれに供給されて、電流信号から電圧信号に変換される。
【００４２】
そして、電流電圧変換部１１２Ｌおよび１１２Ｒのそれぞれからの電圧信号とされた音声信号は、レベル調整部１１３Ｌおよび１１３Ｒのそれぞれで、レベル調整された後、利得調整部１１４Ｌおよび１１４Ｒのそれぞれに供給されて利得調整される。
【００４３】
そして、利得調整部１１４Ｌおよび１１４Ｒの出力音声信号は、アンプ１１５Ｌおよび１１５Ｒにより増幅された後、実施形態の音声信号処理装置の出力端子１１６Ｌ，１１６Ｒに出力される。この出力端子１１６Ｌ，１１６Ｒに導出された音声信号は、左耳用のヘッドホンドライバー１２０Ｌおよび右耳用のヘッドホンドライバー１２Ｒに、それぞれ供給されて、音響再生される。
【００４４】
音声信号処理装置１０は、の例によれば、ヘッドホンドライバーが左右の耳用として１つずつのヘッドホンドライバー１２０Ｌ，１２０Ｒにより、７．１チャンネルのマルチサラウンドの音場を仮想音像定位により再生することができる。
【００４５】
ここで、頭部伝達関数を用いてマルチサラウンド方式の音声信号を２チャンネルのヘッドホンで音響再生する際に、図１のように配置が想定されるスピーカの環境をシミュレートするだけでは、実際に図１のようにスピーカを配置して聴取した時の音質、音場をそのまま再現するのは難しい。これは、上述したように、ヘッドホンで聴取する際には、聴取者の頭部にヘッドホンがしっかりと固定されており、聴取者の耳の近傍から音声が出力されるが、スピーカからの音を聴取する際には、聴取者の頭部は固定されているわけではなく、僅かながら動いているからである。従って、スピーカからの音を聴取する際には、各スピーカから聴取者の耳までの距離及び聴取者から見た各スピーカの角度（方向）は一定ではないので、単にスピーカの環境をシミュレートするだけでは、同じようにスピーカを配置して聴取した時の音質、音場をそのまま再現するのは難しくなる。
【００４６】
そこで、本実施形態では、図２に示した信号処理部１００において、７．１チャンネルの音声信号ＬＦ，ＬＳ，ＲＦ，ＲＳ，ＬＢ，ＲＢ，Ｃのそれぞれに対して信号処理を施すことで、マルチサラウンド方式の音声信号を２チャンネルの音声信号で再生する際に、実際にスピーカを配置して聴取した時の音質、音場を再現する。具体的には、信号処理部１００が、７．１チャンネルの音声信号ＬＦ，ＬＳ，ＲＦ，ＲＳ，ＬＢ，ＲＢ，Ｃのそれぞれに対して、別のチャンネルの音声信号を僅かにミックスし、かつ音像を僅かに揺らがせる処理を実行する。
【００４７】
信号処理部１００が、頭部伝達関数を畳み込む前の段階で、７．１チャンネルの音声信号ＬＦ，ＬＳ，ＲＦ，ＲＳ，ＬＢ，ＲＢ，Ｃのそれぞれに対して信号処理を施すことで、音声信号処理装置１０は、畳み込み信号処理や、２チャンネルステレオのヘッドホンに出力するための音声信号のミックス後の、バーチャルサラウンド音声の音質の向上や音場の拡大を行うことができる。
【００４８】
以上、図２及び図３を用いて、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０の構成例について説明した。次に、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０に含まれる信号処理部１００の構成例について説明する。
【００４９】
［信号処理部の構成例］
図４Ａ〜図４Ｇは、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０に含まれる信号処理部１００の構成例を示す説明図である。以下、図４Ａ〜図４Ｇを用いて、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０に含まれる信号処理部１００の構成例について説明する。
【００５０】
図４Ａ〜図４Ｇは、７．１チャンネルの音声信号ＬＦ，ＬＳ，ＲＦ，ＲＳ，ＬＢ，ＲＢ，Ｃのそれぞれに対する信号処理を実行するための信号処理部１００の構成例を示したものである。例えば、図４Ａは、７．１チャンネルの音声信号のうち、Ｌについて上述の信号処理を実行する構成について示したものである。
【００５１】
本実施形態では、信号処理部１００で信号処理を実行する際に、ある音声信号について別のチャンネルの音声信号を僅かにミックスし、かつ音像を僅かに揺らがせるために、その音声信号に近い位置にあり、かつ同じような間隔で位置する別の２つの音声信号を用いる。
【００５２】
例えば信号処理部１００は、Ｃの信号について上述の処理を実行する際に、左右に３０度ずつ離れているＬとＲの信号を用いる。また信号処理部１００は、Ｌの信号について上述の処理を実行する際に、右に６０度離れたＲの信号と、左に９０度離れたＬＳの信号とを用いる。同様に信号処理部１００は、Ｒの信号について上述の処理を実行する際に、左に６０度離れたＬと、右に９０度離れたＲＳの信号とを用いる。
【００５３】
また例えば信号処理部１００は、ＬＳの信号について上述の処理を実行する際に、右に９０度離れたＬの信号と、左に１２０度離れたＲＳの信号とを用いる。ここで、信号処理部１００が左に９０度離れたＲＢの信号ではなく、左に１２０度離れたＲＳの信号を用いるのは、ＲＢの信号は５．１チャンネルのマルチサラウンドでは存在しないからである。同様に、信号処理部１００は、ＲＳの信号について上述の処理を実行する際に、左に９０度離れたＲの信号と、右に１２０度離れたＬＳの信号とを用いる。ここでも、信号処理部１００が右に９０度離れたＬＢの信号ではなく、右に１２０度離れたＬＳの信号を用いるのは、ＬＢの信号は５．１チャンネルのマルチサラウンドでは存在しないからである。
【００５４】
また例えば信号処理部１００は、ＬＢの信号について上述の処理を実行する際に、右に３０度離れたＬＳの信号と、左に６０度離れたＲＢの信号とを用いる。同様に、信号処理部１００は、ＲＢの信号について上述の処理を実行する際に、左に３０度離れたＲＳの信号と、右に６０度離れたＬＢの信号とを用いる。
【００５５】
このように、信号処理部１００は、それぞれの音声信号について、上述した別の２つの音声信号を用いて、音像を僅かに揺らがせる処理を実行する。音像を僅かに揺らがせることで、音声信号処理装置１０は、マルチサラウンド方式の音声信号を２チャンネルの音声信号で再生する際の音質や音場を向上させることが可能となる。
【００５６】
そして信号処理部１００は、全てのチャンネルについて音像の揺らぎを同期させる。つまり信号処理部１００は、全てのチャンネルについて同じ動きをするように音像定位位置を揺らがせる。これにより、音声信号処理装置１０は、実際にマルチサラウンド方式のスピーカを配置して聴取した時の音質、音場を再現することが可能となる。
【００５７】
図４Ａには、増幅器１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃと、加算器１３１ｄ、１３１ｅと、が図示されている。増幅器１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃは、いずれも７．１チャンネルの音声信号の内、Ｌの信号について所定量増幅して出力する。
【００５８】
増幅器１３１ａは、Ｌの信号についてβｆ（１−２×αｆ）増幅する。αｆ及びβｆの値については後述するものを用いる。また増幅器１３１ｂは、Ｌの信号についてＦ＿ＰａｎＳ＊βｆ（αｆ＊τ）増幅する。同様に増幅器１３１ｃは、Ｌの信号についてＦ＿ＰａｎＦ＊βｆ（αｆ＊（１−τ））増幅する。なお、τは０〜１の範囲をとるものであり、所定の周期で変化する値である。また、Ｆ＿ＰａｎＳ、Ｆ＿ＰａｎＦの値については後述するものを用いる。なお、αｆ、βｆ、τ、Ｆ＿ＰａｎＳ、Ｆ＿ＰａｎＦは、Ｌの信号について仮想音像定位位置を揺らがせるためのパラメータである。以下のパラメータについても同様である。
【００５９】
加算器１３１ｄは、増幅器１３１ｂが増幅したＬの信号にＬＳの信号を加算して出力する。同様に、加算器１３１ｅは、増幅器１３１ｃが増幅したＬの信号にＲＳの信号を加算して出力する。信号処理部１００でこのように増幅および加算された信号が、頭部伝達関数を畳み込む処理の対象の信号となる。
【００６０】
図４Ｂには、増幅器１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃと、加算器１３２ｄ、１３２ｅと、が図示されている。増幅器１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃは、いずれも７．１チャンネルの音声信号の内、Ｃの信号について所定量増幅して出力する。
【００６１】
増幅器１３２ａは、Ｃの信号についてβｃ（１−２×αｃ）増幅する。αｃ及びβｃの値については後述するものを用いる。また増幅器１３２ｂは、Ｃの信号についてβｃ（αｃ＊τ）増幅する。同様に増幅器１３２ｃは、Ｃの信号についてβｃ（αｃ＊（１−τ））増幅する。
【００６２】
加算器１３２ｄは、増幅器１３２ｂが増幅したＣの信号にＬの信号を加算して出力する。同様に、加算器１３２ｅは、増幅器１３２ｃが増幅したＣの信号にＲの信号を加算して出力する。信号処理部１００でこのように増幅および加算された信号が、頭部伝達関数を畳み込む処理の対象の信号となる。
【００６３】
図４Ｃには、増幅器１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃと、加算器１３３ｄ、１３３ｅと、が図示されている。増幅器１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃは、いずれも７．１チャンネルの音声信号の内、Ｒの信号について所定量増幅して出力する。
【００６４】
増幅器１３３ａは、Ｒの信号についてβｆ（１−２×αｆ）増幅する。αｆ及びβｆの値については後述するものを用いる。また増幅器１３３ｂは、Ｒの信号についてＦ＿ＰａｎＦ＊βｆ（αｆ＊τ）増幅する。同様に増幅器１３３ｃは、Ｒの信号についてＦ＿ＰａｎＳ＊βｆ（αｆ＊（１−τ））増幅する。
【００６５】
加算器１３３ｄは、増幅器１３３ｂが増幅したＲの信号にＬの信号を加算して出力する。同様に、加算器１３３ｅは、増幅器１３３ｃが増幅したＲの信号にＲＳの信号を加算して出力する。信号処理部１００でこのように増幅および加算された信号が、頭部伝達関数を畳み込む処理の対象の信号となる。
【００６６】
図４Ｄには、増幅器１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃと、加算器１３４ｄ、１３４ｅと、が図示されている。増幅器１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃは、いずれも７．１チャンネルの音声信号の内、ＬＳの信号について所定量増幅して出力する。
【００６７】
増幅器１３４ａは、ＬＳの信号についてβｓ（１−２×αｓ）増幅する。αｓ及びβｓの値については後述するものを用いる。また増幅器１３４ｂは、ＬＳの信号についてＳ＿ＰａｎＳ＊βｓ（αｓ＊τ）増幅する。同様に増幅器１３４ｃは、ＬＳの信号についてＳ＿ＰａｎＦ＊βｓ（αｓ＊（１−τ））増幅する。
【００６８】
加算器１３４ｄは、増幅器１３４ｂが増幅したＬＳの信号にＲＳの信号を加算して出力する。同様に、加算器１３４ｅは、増幅器１３４ｃが増幅したＬＳの信号にＬの信号を加算して出力する。信号処理部１００でこのように増幅および加算された信号が、頭部伝達関数を畳み込む処理の対象の信号となる。
【００６９】
図４Ｅには、増幅器１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃと、加算器１３５ｄ、１３５ｅと、が図示されている。増幅器１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃは、いずれも７．１チャンネルの音声信号の内、ＲＳの信号について所定量増幅して出力する。
【００７０】
増幅器１３５ａは、ＲＳの信号についてβｓ（１−２×αｓ）増幅する。αｓ及びβｓの値については後述するものを用いる。また増幅器１３５ｂは、ＲＳの信号についてＳ＿ＰａｎＦ＊βｓ（αｓ＊τ）増幅する。同様に増幅器１３５ｃは、ＲＳの信号についてＳ＿ＰａｎＳ＊βｓ（αｓ＊（１−τ））増幅する。
【００７１】
加算器１３５ｄは、増幅器１３５ｂが増幅したＲＳの信号にＲの信号を加算して出力する。同様に、加算器１３５ｅは、増幅器１３５ｃが増幅したＲＳの信号にＬＳの信号を加算して出力する。信号処理部１００でこのように増幅および加算された信号が、頭部伝達関数を畳み込む処理の対象の信号となる。
【００７２】
図４Ｆには、増幅器１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃと、加算器１３６ｄ、１３６ｅと、が図示されている。増幅器１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃは、いずれも７．１チャンネルの音声信号の内、ＬＢの信号について所定量増幅して出力する。
【００７３】
増幅器１３６ａは、ＬＢの信号についてβｂ（１−２×αｂ）増幅する。αｂ及びβｂの値については後述するものを用いる。また増幅器１３６ｂは、ＬＢの信号についてＢ＿ＰａｎＳ＊βｂ（αｂ＊τ）増幅する。同様に増幅器１３６ｃは、ＬＢの信号についてＢ＿ＰａｎＢ＊βｂ（αｂ＊（１−τ））増幅する。
【００７４】
加算器１３６ｄは、増幅器１３６ｂが増幅したＬＢの信号にＬＳの信号を加算して出力する。同様に、加算器１３６ｅは、増幅器１３６ｃが増幅したＬＢの信号にＲＢの信号を加算して出力する。信号処理部１００でこのように増幅および加算された信号が、頭部伝達関数を畳み込む処理の対象の信号となる。
【００７５】
図４Ｇには、増幅器１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃと、加算器１３７ｄ、１３７ｅと、が図示されている。増幅器１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃは、いずれも７．１チャンネルの音声信号の内、ＲＢの信号について所定量増幅して出力する。
【００７６】
増幅器１３７ａは、ＲＢの信号についてβｂ（１−２×αｂ）増幅する。αｂ及びβｂの値については後述するものを用いる。また増幅器１３７ｂは、ＲＢの信号についてＢ＿ＰａｎＢ＊βｂ（αｂ＊τ）増幅する。同様に増幅器１３７ｃは、ＲＢの信号についてＢ＿ＰａｎＳ＊βｂ（αｂ＊（１−τ））増幅する。
【００７７】
加算器１３７ｄは、増幅器１３７ｂが増幅したＲＢの信号にＬＢの信号を加算して出力する。同様に、加算器１３７ｅは、増幅器１３７ｃが増幅したＲＢの信号にＲＳの信号を加算して出力する。信号処理部１００でこのように増幅および加算された信号が、頭部伝達関数を畳み込む処理の対象の信号となる。
【００７８】
上述したβｃ、αｃ、βｆ、αｆ、βｓ、αｓ、βｂ、αｂについては、以下の値を用いる。
【００７９】
βｃ≒１．０
αｃ≒０．１
βｆ≒１．０
αｆ≒０．１
βｓ≒１．０
αｓ≒０．１＊（６０．０／２１０．０）
βｂ≒１．０
αｂ≒０．１＊（６０．０／９０．０）
【００８０】
上述のパラメータは、Ｃ信号の振り分けを基準とし、それぞれの入力信号が同じ音像で揺らぐことを想定したものである。Ｃ信号以外のチャンネルに関しては、それぞれ振り分けるスピーカの角度に応じた補正を施してある。
【００８１】
また、以下のパラメータＦ＿ＰａｎＦ、Ｆ＿ＰａｎＳ、Ｓ＿ＰａｎＦ、Ｓ＿ＰａｎＳ、Ｂ＿ＰａｎＳ、Ｂ＿ＰａｎＢは、同じ角度で振り分けられない信号に関するものであり、振り分ける際に聴取による補正を含む角度補正を行うためのパラメータである。同じ角度で振り分けられない信号の振り分け方については、後に詳述する。
【００８２】
Ｆ＿Ｐａｎ≒０．０５
Ｆ＿ＰａｎＦ＝（１．０＋Ｆ＿Ｐａｎ）
Ｆ＿ＰａｎＳ＝（１．０−Ｆ＿Ｐａｎ）
Ｓ＿Ｐａｎ＝（Ｆ＿Ｐａｎ＊（１５０．０／２１０．０））
Ｓ＿ＰａｎＦ＝（１．０＋Ｓ＿Ｐａｎ）
Ｓ＿ＰａｎＳ＝（１．０−Ｓ＿Ｐａｎ）
Ｂ＿Ｐａｎ＝（Ｆ＿Ｐａｎ＊（１５０．０／９０．０））
Ｂ＿ＰａｎＳ＝（１．０＋Ｂ＿Ｐａｎ）
Ｂ＿ＰａｎＢ＝（１．０−Ｂ＿Ｐａｎ）
【００８３】
ここで、上記のパラメータについて「≒」を用いているものについては、凡そこの程度の値を用いるとよい、との趣旨である。実際には、上述した値から若干変化させることで、音声信号処理装置１０は、畳み込み信号処理や、２チャンネルステレオのヘッドホンに出力するための音声信号のミックス後の、バーチャルサラウンド音声の音質の向上や音場の拡大を行うことができる。
【００８４】
このように振り分けられたそれぞれの音声信号を、τに従って同じスピーカ配置に従って同じ回転になるようにτが０〜１の範囲で周期的に振り分ける。このτの周期としては、例えば、固定したパターンと、ランダムに振り分けるパターンとがある。このパターンについては後述する。
【００８５】
以上、図４Ａ〜図４Ｇを用いて、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０に含まれる信号処理部１００の構成例について説明した。次に、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０の動作について説明する。
【００８６】
［音声信号処理装置の動作例］
図５は、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０の動作例を示す流れ図である。図５に示した流れ図は、マルチサラウンド方式の音声信号に対して音像の定位位置を制御する動作を実行する際の、音声信号処理装置１０の動作例について示したものである。以下、図５を用いて本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０の動作例について説明する。
【００８７】
まず、信号処理部１００において、マルチサラウンド方式の各チャンネルの音声信号について、ゆらぎの中心位置を算出する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の処理において、各チャンネルの音声信号についてゆらぎの中心位置を算出すると、続いて信号処理部１００は、各チャンネルの音声信号について、求めたゆらぎの中心位置からのゆらぎ幅を算出する（ステップＳ１０２）。そして信号処理部１００は、ステップＳ１０２で算出したゆらぎ幅によって各チャンネルの音声信号を揺らがした上で、各チャンネルの音声信号を、別のチャンネルの音声信号と合成する（ステップＳ１０３）。
【００８８】
パラメータτを周期的に変化させる際には、信号処理部１００は、人間の耳に感知されにくい、音声データを圧縮する際のブロックサイズ近傍の周期で変化させてもよい。また信号処理部１００は、パラメータτをランダムな周期で変化させてもよい。そして、信号処理部１００は、異なる周期で変化させたパラメータτを多重に加算したものを用いて、各チャンネルの音声信号を揺らがせるように制御しても良い。
【００８９】
ここで、音声信号を揺らがせる際のパラメータτについて説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、音声信号を揺らがせる際のパラメータτの変化例を示す説明図である。図６Ａに示したのは、パラメータτを周期的に変化させる際の変化例をグラフで示したものである。図６Ａでは、パラメータτを４０ミリ秒の周期で時間とともに正比例させている。また図６Ｂにしめしたのは、パラメータτをランダムな周期で変化させる際の変化例をグラフで示したものである。
【００９０】
図６Ｂのようにパラメータτをランダムに変化させるパターンは、単純なホワイトノイズ（もしくはＭ系列）で変更するより、周期の異なる−１から＋１までのランダムノイズを多重に加算することで、改善効果はより大きくなる。そして、ランダムノイズの加算数が大きいほど（正規分布に近づくほど）改善効果も大きい傾向がある。すなわち、−１から１までの相関の無い（少ない）ホワイトノイズ（もしくはＭ系列）を、ＷＮ（ｎ）とすると、
ｎ＝１：τ＝ＷＮ（０）＋１．０  （ランダムノイズ）
ｎ＝２：τ＝（ＷＮ（０）＋ＷＮ（１））／２．０＋１．０  （三角分布）
：
ｎ＝８：τ＝（ＷＮ（０）＋…＋ＷＮ（７））／８．０＋１．０  （擬似正規分布）
なり、音質、音場とも、ｎが大きいほど向上する傾向にあることが確認されている。
【００９１】
続いて、各チャンネルの音声信号のゆらぎ幅と角度補正の例を示す。図７は、Ｃの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。Ｃの信号は、左右で等間隔の位置にあるＬの信号とＲの信号に分配して振り分ける。振り分け量は、例えばＣには８０％、ＬとＲには、それぞれ０〜２０％の幅で振り分ける。これにより、Ｃの信号による音像定位の位置は、本来のＣの信号による音像定位の位置を中心に左右６度の範囲で揺らぐことになる。すなわち、上述のパラメータのαｃとβｃとの関係がおよそ１０倍になっているのは、ＬとＲの間隔６０度の１／１０である６度の範囲で、Ｃの信号による音像定位の位置を左右に揺らがせるためのものである。
【００９２】
図８は、Ｒの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。Ｒの信号は、左右で等間隔の位置には無いＬの信号とＲＳの信号に分配して振り分ける。従って、Ｒの信号を振り分けるには、まずＬの位置とＲＳの位置とが等間隔になる位置に、Ｒの位置を仮に設定する。図８では、仮に設定したＲの位置をＲ’としている。Ｒ’の位置は、Ｒの位置から右に１５度ずれた位置となる。
【００９３】
また、振り分け量をＣの信号の場合と同様に、Ｒに８０％、ＬとＲＳにそれぞれ０〜２０％の幅で振り分けるとすると、Ｒ’の信号による音像定位の位置は、Ｒ’の信号による音像定位の位置を中心に左右１５度の範囲で揺らぐことになる。これでは振れ幅が大きすぎて、Ｃの信号と同じような揺らぎにならない。従って、Ｃの信号の場合と同じように振れ幅が左右６度の範囲となるように、Ｒの信号による音像定位位置の振れ幅を調整する。
【００９４】
図９は、Ｒの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。図９では、Ｒの信号による音像定位位置の振れ幅を１５度から６度に調整する方法について示したものである。Ｒに８０％、ＬとＲＳにそれぞれ０〜２０％の幅で振り分けていたのを、振れ幅が６度となるように、Ｒに９２％、ＬとＲＳにそれぞれ０〜８％の幅で振り分けるように変更する。これは、ＬとＲＳに振り分けていた２０％を６０／１５０で乗じて得られる値である。また、Ｃの信号の場合と同様に振れ幅を６度とすることで、Ｒ’の位置、及びＲの信号を振り分ける先のＬとＲＳの位置も、図９の右側に示すようなＲ’、Ｌ’及びＲＳ’の位置に変化する。
【００９５】
これで振れ幅はＣの信号の場合と同じ幅となったが、Ｒの信号の音像定位位置が、本来の位置より右に６度ずれているので、この音像定位位置を本来の位置に合わせ込む必要がある。
【００９６】
図１０は、Ｒの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。図１０では、Ｒの信号の音像定位位置を本来の位置に合わせ込む方法について示したものである。右に６度ずれていた音像定位位置を左に６度ずらすことで、の信号の音像定位位置が、本来の位置に合うことになる。また、Ｌ’及びＲＳ’の位置も、同じく左に６度ずらす。これにより、Ｒ’、Ｌ’及びＲＳ’の位置がＲ’’、Ｌ’’及びＲＳ’’の位置に変化する。なお、Ｒ’’の位置はＲの位置と同じ位置である。
【００９７】
Ｌ’の位置を左に６度ずらすためには、図１０に示すように、８％の振れ幅に６／３０を乗じた値を加算する。一方、ＲＳ’の位置を左に６度ずらすためには、図１０に示すように、８％の振れ幅に６／３０を乗じた値を減算する。これにより、Ｒへの振り分けは９２％で変わらないが、Ｌには０〜９．６％、ＲＳには０〜６．４％の幅で振り分けるように変更する。
【００９８】
このように角度を調整することで、Ｒの信号による音像定位位置をＲの本来の位置に合わせた状態で、Ｒの信号による音像定位位置の振れ幅をＣの信号による音像定位位置の振れ幅と同じ、左右６度ずつに調整することができる。この振れ幅を調整するためのパラメータが、上述したパラメータの内のβｆ、αｆ、Ｆ＿ＰａｎＦ、Ｆ＿ＰａｎＳである。βｆ、αｆ、Ｆ＿ＰａｎＦ、Ｆ＿ＰａｎＳを上述したような値に設定することで、Ｒの信号による音像定位位置の振れ幅を左右６度ずつに調整することができる。
【００９９】
同様な調整により、他の信号についても、振れ幅をＣの信号による音像定位位置の振れ幅と同じ、左右６度ずつに調整することができる。
【０１００】
図１１は、ＲＳの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。ＲＳの信号についても、左右で等間隔の位置には無いＲの信号とＬＳの信号に分配して振り分ける。従って、上述したＲの信号についての手順と同様の手順によって、ＲＳの信号による音像定位位置の振れ幅を左右６度ずつに調整する。すなわち、ＲとＬＳとが等間隔の位置になるようにＲＳの信号による音像定位位置を仮に設定し、その仮の音像定位位置を中心として６度の振れ幅になるように分配量を調整して、仮の音像定位位置を元の音像定位位置に戻す方法で、ＲＳの信号による音像定位位置の振れ幅を左右６度ずつに調整する。このＲＳの信号による音像定位位置の振れ幅を調整するためのパラメータが、上述したパラメータの内のβｓ、αｓ、Ｓ＿ＰａｎＦ、Ｓ＿ＰａｎＳである。βｓ、αｓ、Ｓ＿ＰａｎＦ、Ｓ＿ＰａｎＳを上述したような値に設定することで、ＲＳの信号による音像定位位置の振れ幅を左右６度ずつに調整することができる。
【０１０１】
図１２は、ＲＢの信号のゆらぎ幅について示す説明図である。ＲＢの信号についても、左右で等間隔の位置には無いＲＳの信号とＬＢの信号に分配して振り分ける。従って、上述したＲの信号についての手順と同様の手順によって、ＲＢの信号による音像定位位置の振れ幅を左右６度ずつに調整する。すなわち、ＲＳとＬＢとが等間隔の位置になるようにＲＢの信号による音像定位位置を仮に設定し、その仮の音像定位位置を中心として６度の振れ幅になるように分配量を調整して、仮の音像定位位置を元の音像定位位置に戻す方法で、ＲＢの信号による音像定位位置の振れ幅を左右６度ずつに調整する。このＲＢの信号による音像定位位置の振れ幅を調整するためのパラメータが、上述したパラメータの内のβｂ、αｂ、Ｂ＿ＰａｎＢ、Ｂ＿ＰａｎＳである。βｂ、αｂ、Ｂ＿ＰａｎＢ、Ｂ＿ＰａｎＳを上述したような値に設定することで、ＲＢの信号による音像定位位置の振れ幅を左右６度ずつに調整することができる。
【０１０２】
なお、Ｌの信号、ＬＳの信号、及びＬＢの信号については、リスナとＣの信号による音像定位位置とを結んだ線を中心とした左右対称の位置にあるＲの信号、ＲＳの信号、及びＲＢの信号と、それぞれ同様の手順によって振れ幅を調整することができることは言うまでもない。
【０１０３】
このように、全ての音声信号について、同じ振れ幅で音像定位位置を揺らがせることで、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０は、畳み込み信号処理や、２チャンネルステレオのヘッドホンに出力するための音声信号のミックス後の、バーチャルサラウンド音声の音質を高めることができる。さらに、全ての音声信号について、同じ振れ幅でかつ同じタイミングで音像定位位置を揺らがせることで、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０は、畳み込み信号処理や、２チャンネルステレオのヘッドホンに出力するための音声信号のミックス後の、バーチャルサラウンド音声の音質の向上や音場の拡大を行うことができる。
【０１０４】
＜２．まとめ＞
以上説明したように本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０は、頭部伝達関数の畳み込みにより、バーチャルサラウンド音声を２チャンネルステレオのヘッドホンで聴取する際に、所望の仮想音像定位感が得られる。そして本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０は、頭部伝達関数の畳み込みに先立って、各音声信号による音像定位位置を揺らがせるための信号処理を実行する。
【０１０５】
本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０は、頭部伝達関数の畳み込みに先立って、各音声信号による音像定位位置を揺らがせるための信号処理を実行することで、２チャンネルステレオのヘッドホンに出力するための音声信号のミックス後の、バーチャルサラウンド音声の音質の向上や音場の拡大を行うことができる。そして本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０は、信号処理によって音像定位位置を揺らがせているので、リスナの頭の揺れを検知するためのセンサを必要とせずとも、バーチャルサラウンド音声の音質の向上や音場の拡大を行うことができる。従って、既存のヘッドホンで音声を出力する場合でも、本開示の一実施形態にかかる音声信号処理装置１０を用いることで、バーチャルサラウンド音声の音質の向上や音場の拡大が可能となる。
【０１０６】
なお、上述した本開示の一実施形態では、所望の任意の聴取環境や部屋環境に応じた頭部伝達関数の畳み込みができ、所望の仮想音像定位感が得られるようにした頭部伝達関数であって、測定用マイクロホンや測定用スピーカの特性を除去するようにした頭部伝達関数を用いた。しかし本開示は、このような特殊な頭部伝達関数を用いる場合に限られるものではなく、一般的な頭部伝達関数を畳み込む場合であっても適用可能である。
【０１０７】
本明細書の各装置が実行する処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、各装置が実行する処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
【０１０８】
また、各装置に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した各装置の構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供されることが可能である。また、機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。
【０１０９】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１０】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
２チャンネルより多い複数チャンネルの音声信号から、聴取者の両耳の近傍の位置に設置される２個の電気音響変換手段により音響再生する２チャンネルの音声信号を生成して出力する際に、前記聴取者を中心とする円周上に設けられる、前記複数チャンネルの音声信号の各チャンネルについて想定される仮想音像定位位置を中心に前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる信号処理部を備える、音声信号処理装置。
（２）
前記信号処理部は、前記複数チャンネルの全てのチャンネルで同期して前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、前記（１）に記載の音声信号処理装置。
（３）
前記信号処理部は、所定の周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、前記（２）に記載の音声信号処理装置。
（４）
前記信号処理部は、音声データを圧縮する際のブロックサイズ近傍の周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、前記（３）に記載の音声信号処理装置。
（５）
前記信号処理部は、ランダムな周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、前記（３）に記載の音声信号処理装置。
（６）
前記信号処理部は、周期の異なるランダムノイズを多重に加算した周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、前記（５）に記載の音声信号処理装置。
（７）
前記信号処理部は、正規分布に近づくように周期の異なるランダムノイズを多重に加算した周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、前記（６）に記載の音声信号処理装置。
（８）
前記信号処理部は、周期の異なるランダムノイズを２つ加算した周期で前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させる、前記（６）に記載の音声信号処理装置。
（９）
前記信号処理部は、前記仮想音像定位位置に音像が定位するように聴取されるようにするための頭部伝達関数を、前記複数チャンネルの各チャンネルの音声信号に畳み込む前に前記仮想音像定位位置を変化させる、前記（１）〜（８）のいずれかに記載の音声信号処理装置。
（１０）
２チャンネルより多い複数チャンネルの音声信号から、聴取者の両耳の近傍の位置に設置される２個の電気音響変換手段により音響再生する２チャンネルの音声信号を生成して出力する際に、前記聴取者を中心とする円周上に設けられる、前記複数チャンネルの音声信号の各チャンネルについて想定される仮想音像定位位置を中心に前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させるステップを備える、音声信号処理方法。
（１１）
コンピュータに、２チャンネルより多い複数チャンネルの音声信号から、聴取者の両耳の近傍の位置に設置される２個の電気音響変換手段により音響再生する２チャンネルの音声信号を生成して出力する際に、前記聴取者を中心とする円周上に設けられる、前記複数チャンネルの音声信号の各チャンネルについて想定される仮想音像定位位置を中心に前記仮想音像定位位置を前記円周上で変化させるステップを実行させる、コンピュータプログラム。
【符号の説明】
【０１１１】
１０    音声信号処理装置
１００    信号処理部
【図１】
2013183392.tif 000003
【図２】
2013183392.tif 000004
【図３】
2013183392.tif 000005
【図４Ａ】
2013183392.tif 000006
【図４Ｂ】
2013183392.tif 000007
【図４Ｃ】
2013183392.tif 000008
【図４Ｄ】
2013183392.tif 000009
【図４Ｅ】
2013183392.tif 000010
【図４Ｆ】
2013183392.tif 000011
【図４Ｇ】
2013183392.tif 000012
【図５】
2013183392.tif 000013
【図６Ａ】
2013183392.tif 000014
【図６Ｂ】
2013183392.tif 000015
【図７】
2013183392.tif 000016
【図８】
2013183392.tif 000017
【図９】
2013183392.tif 000018
【図１０】
2013183392.tif 000019
【図１１】
2013183392.tif 000020
【図１２】
2013183392.tif 000021
【国際調査報告】
2013183392.tif 000022
2013183392.tif 000023