(57)【要約】  視聴位置から見てＦＬスピーカ（１０４）の位置で再生されていると知覚される音響信号の特性を、視聴位置からみて仮想スピーカ（２０１）の位置で再生されていると知覚される特性に変換するイコライザ特性ＥＱ９でＦＬ信号をイコライズする遅延イコライザ（３０１）と、ＳＬスピーカ（１０６）の位置で再生されていると知覚される音響信号の特性を、視聴位置から見て仮想スピーカ（２０１）の位置で再生されていると知覚される特性に変換するイコライザ特性（ＥＱ１２）で、ＦＬ信号をイコライズする遅延イコライザ（３０３）と、遅延イコライザ（３０１）の出力信号を第１の係数Ｋ９でレベル調整するレベル調整器（３１４）と、遅延イコライザ（３０３）の出力信号を第２の係数Ｋ１２でレベル調整するレベル調整器（３１７）とを備える。
2010131431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号を信号処理することで、実在する第１のスピーカ及び第２のスピーカで再生されることによって、所定の視聴位置からみて前記第１のスピーカと前記第２のスピーカとの間の位置に想定された仮想スピーカから再生されているかのように視聴者に知覚させるようにする音響再生装置であって、
前記視聴位置から見て前記第１のスピーカの位置で再生されていると知覚される音響信号の特性を、前記視聴位置から見て前記仮想スピーカの位置で再生されていると知覚される特性に変換する第１のイコライザ特性で第１の音響信号をイコライズする第１の信号処理部と、
前記視聴位置から見て前記第２のスピーカの位置で再生されていると知覚される音響信号の特性を、前記視聴位置から見て前記仮想スピーカの位置で再生されていると知覚される特性に変換する第２のイコライザ特性で、前記第１の音響信号をイコライズする第２の信号処理部と、
前記第１の信号処理部の出力信号を、第１の係数でレベル調整する第１のレベル調整器と、
前記第２の信号処理部の出力信号を、第２の係数でレベル調整する第２のレベル調整器と、
前記第１のレベル調整器の出力信号と前記第１の音響信号とを加算して前記第１のスピーカに出力する第１の加算器と、
前記第２のレベル調整器の出力信号と、前記第２のスピーカで再生するための第２の音響信号とを加算して前記第２のスピーカに出力する第２の加算器と
を備えた音響再生装置。
【請求項２】
前記第１のイコライザ特性は、前記仮想スピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性を、前記第１のスピーカから前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる伝達特性であり、
前記第２のイコライザ特性は、前記仮想スピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性を、前記第２のスピーカから前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる伝達特性であり、
前記第１の信号処理部は、前記第１の音響信号を前記第１のイコライザ特性でイコライズした後、第１の遅延特性で遅延させ、前記第１のレベル調整器に出力し、
前記第２の信号処理部は、前記第１の音響信号を前記第２のイコライザ特性でイコライズした後、第２の遅延特性で遅延させ、前記第２のレベル調整器に出力する
請求項１に記載の音響再生装置。
【請求項３】
前記第１のイコライザ特性および前記第２のイコライザ特性は、それぞれ前記第１の伝達特性および前記第２の伝達特性の振幅成分の周波数特性である
請求項２に記載の音響再生装置。
【請求項４】
前記第１のイコライザ特性および第２のイコライザ特性は、１ｋＨｚ以上の帯域で前記振幅成分の周波数特性のピーク及びディップの特徴部分を抜き出した特性である
請求項３に記載の音響再生装置。
【請求項５】
前記第１の遅延特性および第２の遅延特性の遅延時間は、ハース効果が生じる時間以内である
請求項１に記載の音響再生装置。
【請求項６】
前記第１の係数をＫ１とし、前記第２の係数をＫ２とし、前記視聴位置から見た前記第１のスピーカと前記仮想スピーカとの成す角度をθ１とし、前記視聴位置から見た前記仮想スピーカと前記第２のスピーカとの成す角度をθ２とした場合、
【数１】
2010131431.tif 000008
となる
請求項２に記載の音響再生装置。
【請求項７】
前記音響再生装置は、さらに、
前記第２の音響信号を第３のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第２の音響信号を第３の遅延特性で遅延させる第３の信号処理部と、
前記第３の信号処理部からの出力信号を第３の係数でレベル調整する第３のレベル調整器と、
前記第２の音響信号を第４のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第２の音響信号を第４の遅延特性で遅延させる第４の信号処理部と、
前記第４の信号処理部からの出力信号を第４の係数でレベル調整する第４のレベル調整器とを備え、
前記第１の加算器は、さらに、前記第３のレベル調整器の出力信号を加算し、
前記第２の加算器は、さらに、前記第４のレベル調整器の出力信号を加算し、
前記第３のイコライザ特性は、前記仮想スピーカを第１の仮想スピーカとし、前記視聴位置から見て前記第１の仮想スピーカと前記第２のスピーカとの間の位置に想定される仮想スピーカを第２の仮想スピーカとして、前記第２の仮想スピーカから前記視聴位置までの伝達特性を前記第１のスピーカから前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる第３の伝達特性であり、 
前記第４のイコライザ特性は、前記第２の仮想スピーカから前記視聴位置までの伝達特性を前記第２のスピーカから前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる第４の伝達特性である
請求項２に記載の音響再生装置。
【請求項８】
前記伝達特性は頭部伝達特性である
請求項２または請求項７に記載の音響再生装置。
【請求項９】
前記伝達特性として、前記第１の仮想スピーカまたは前記第２の仮想スピーカが存在する側の耳までの頭部伝達特性を用いて、前記第１から第４までの各イコライザ特性を算出する
請求項２または７に記載の音響再生装置。
【請求項１０】
前記第３の係数をＫ３とし、前記第４の係数をＫ４とし、前記視聴位置から見た前記第１のスピーカと前記第２の仮想スピーカとの成す角度をθ３とし、前記視聴位置から見た前記第２の仮想スピーカと前記第２のスピーカとの成す角度をθ４とした場合、
【数２】
2010131431.tif 000009
となる
請求項７に記載の音響再生装置。
【請求項１１】
前記第１の音響信号、前記第２の音響信号、前記第１のスピーカおよび前記第２のスピーカは、
それぞれフロントＬチャンネル信号、サラウンドＬチャンネル信号、フロントＬチャンネルスピーカおよびサラウンドＬチャンネルスピーカに該当すると共に、
それぞれフロントＲチャンネル信号、サラウンドＲチャンネル信号、フロントＲチャンネルスピーカおよびサラウンドＲチャンネルスピーカに該当する
請求項７に記載の音響再生装置。
【請求項１２】
前記第１のスピーカおよび第２のスピーカは、前記視聴位置の正面に向かう方向を０度として、それぞれ反時計回りの方向に３０度および１２０度に位置するか、または時計回りの方向に３０度および１２０度に位置すると共に、前記第１の仮想スピーカおよび第２の仮想スピーカは、それぞれ反時計回りの方向に６０度および９０度に位置するか、または時計回りの方向に６０度および９０度に位置する
請求項１１に記載の音響再生装置。
【請求項１３】
前記音響再生装置は、さらに、
第３の音響信号を第５のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第３の音響信号を第５の遅延特性で遅延させるよう信号処理し、信号処理された前記第３の音響信号を第３のスピーカで再生させることによって、前記第３の音響信号を、前記視聴位置から見て前記第３のスピーカと第４のスピーカとの間に想定した第３の仮想スピーカの位置に定位させる第５の信号処理部と、
前記第３の音響信号を第６のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第３の音響信号を第６の遅延特性で遅延させるよう信号処理し、信号処理された前記第３の音響信号を前記第４のスピーカで再生させることによって、前記第３の音響信号を、前記第３の仮想スピーカの位置に定位させる第６の信号処理部と、
第４の音響信号を第７のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第４の音響信号を第７の遅延特性で遅延させるよう信号処理し、信号処理された前記第４の音響信号を前記第３のスピーカで再生させることによって、前記第４の音響信号を、前記視聴位置から見て前記第３の仮想スピーカと前記第４のスピーカとの間に想定した第４の仮想スピーカの位置に定位させる第７の信号処理部と、
第４の音響信号を第８のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第４の音響信号を第８の遅延特性で遅延させるよう信号処理し、信号処理された前記第４の音響信号を第４のスピーカで再生させることによって、前記第４の音響信号を、前記第４の仮想スピーカの位置に定位させる第８の信号処理部とを備え、
前記第３のスピーカは前記ＳＬスピーカであり、前記第４のスピーカは前記ＳＲスピーカであり、
前記ＳＬスピーカに信号を出力する前記第２の加算器は、さらに、前記第５の信号処理部からの出力信号と、前記第７の信号処理部からの出力信号とを加算し、
前記ＳＲスピーカに信号を出力する前記第２の加算器は、さらに、前記第６の信号処理部からの出力信号と、前記第８の信号処理部からの出力信号とを加算する
請求項１１に記載の音響再生装置。
【請求項１４】
前記音響再生装置は、フロントＬチャンネル信号（ＦＬ信号）、フロントＲチャンネル信号（ＦＲ信号）、サラウンドＬチャンネル信号（ＳＬ信号）、サラウンドＲチャンネル信号（ＳＲ信号）、サラウンドバックＬチャンネル信号（ＢＬ信号）およびサラウンドバックＲチャンネル信号（ＢＲ信号）を含むマルチチャンネルオーディオ信号を再生し、
前記第３の音響信号は前記ＢＬ信号であり、前記第４の音響信号は前記ＢＲ信号であり、
前記第３の仮想スピーカは、前記視聴位置の正面に向かう方向を０度として、反時計回りに１５０度の位置に前記ＢＬ信号を再生する仮想ＢＬスピーカであり、前記第４の仮想スピーカは、前記視聴位置の正面に向かう方向を０度として、時計回りに１５０度の位置に前記ＢＲ信号を再生する仮想ＢＲスピーカであり、
前記第５の信号処理部は、前記仮想ＢＬスピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性を前記ＳＬスピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる第５のイコライザ特性で前記ＢＬ信号をイコライズし、イコライズされた前記ＢＬ信号を第５の遅延特性で遅延させ、
前記第６の信号処理部は、前記仮想ＢＬスピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性を前記ＳＲスピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる第６のイコライザ特性で前記ＢＬ信号をイコライズし、イコライズされた前記ＢＬ信号を第６の遅延特性で遅延させ、
前記第7の信号処理部は、前記仮想ＢＲスピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性を前記ＳＬスピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる第７のイコライザ特性で前記ＢＲ信号をイコライズし、イコライズされた前記ＢＲ信号を第７の遅延特性で遅延させ、
前記第８の信号処理部は、前記仮想ＢＲスピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性を前記ＳＲスピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる第８のイコライザ特性で前記ＢＲ信号をイコライズし、イコライズされた前記ＢＲ信号を第８の遅延特性で遅延させる
請求項１３に記載の音響再生装置。
【請求項１５】
前記音響再生装置は、さらに、
前記第５の信号処理部からの出力信号を、さらに第５の係数でレベル調整する第５のレベル調整器と、
前記第６の信号処理部からの出力信号を、さらに第６の係数でレベル調整する第６のレベル調整器と、
前記第７の信号処理部からの出力信号を、さらに第７の係数でレベル調整する第７のレベル調整器と、
前記第８の信号処理部からの出力信号を、さらに第８の係数でレベル調整する第８のレベル調整器とを備え、
前記ＳＬスピーカに信号を出力する前記第２の加算器は、前記第５の信号処理部からの出力信号と、前記第７の信号処理部からの出力信号とを、それぞれ前記第５のレベル調整器と前記第７のレベル調整器とを介して入力し、入力した信号を他の入力に加算し、
前記ＳＲスピーカに信号を出力する前記第２の加算器は、前記第６の信号処理部からの出力信号と、前記第８の信号処理部からの出力信号とを、それぞれ前記第６のレベル調整器と前記第８のレベル調整器とを介して入力し、入力した信号を他の入力に加算する
請求項１４に記載の音響再生装置。
【請求項１６】
前記音響再生装置は、フロントＬチャンネル信号（ＦＬ信号）、フロントＲチャンネル信号（ＦＲ信号）、サラウンドＬチャンネル信号（ＳＬ信号）およびサラウンドＲチャンネル信号（ＳＲ信号）を含むマルチチャンネルオーディオ信号を再生し、
前記第３の音響信号は前記ＳＬ信号であり、前記第４の音響信号は前記ＳＲ信号であり、
前記第１の信号処理部は、前記ＦＬ信号および前記ＦＲ信号を、前記第１のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記ＦＬ信号および前記ＦＲ信号を、それぞれ第１の遅延特性で遅延させ、遅延された前記ＦＬ信号および前記ＦＲ信号がそれぞれ前記ＦＬスピーカおよび前記ＦＲスピーカに出力されることによって、前記ＦＬ信号を、前記ＦＬスピーカと前記ＳＬスピーカとの間の方向であり前記視聴位置の左側壁面上に想定した仮想ＦＬスピーカの位置に定位させるとともに、前記ＦＲ信号を、前記ＦＲスピーカと前記ＳＲスピーカとの間の方向であり前記視聴位置の右側壁面上に想定した仮想ＦＲスピーカの位置に定位させ、
前記第２の信号処理部は、前記ＦＬ信号および前記ＦＲ信号を、前記第２のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記ＦＬ信号および前記ＦＲ信号を、それぞれ第２の遅延特性で遅延させ、遅延された前記ＦＬ信号および前記ＦＲ信号がそれぞれ前記ＳＬスピーカおよび前記ＳＲスピーカに出力されることによって、前記ＦＬ信号を前記仮想ＦＬスピーカの位置に定位させるとともに、前記ＦＲ信号を前記仮想ＦＲスピーカの位置に定位させ、
前記第３の信号処理部は、前記ＳＬ信号および前記ＳＲ信号を、前記第３のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記ＳＬ信号および前記ＳＲ信号を、それぞれ第３の遅延特性で遅延させ、遅延された前記ＳＬ信号および前記ＳＲ信号がそれぞれ前記ＦＬスピーカおよび前記ＦＲスピーカに出力されることによって、前記ＳＬ信号を、前記仮想ＦＬスピーカと前記ＳＬスピーカとの間の方向であり前記視聴位置の左側壁面上に想定した仮想ＳＬスピーカの位置に定位させるとともに、前記ＳＲ信号を、前記仮想ＦＲスピーカと前記ＳＲスピーカとの間の方向であり前記視聴位置の右側壁面上に想定した仮想ＳＲスピーカの位置に定位させ、
前記第４の信号処理部は、前記ＳＬ信号および前記ＳＲ信号を、前記第４のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記ＳＬ信号および前記ＳＲ信号を、それぞれ第４の遅延特性で遅延させ、遅延された前記ＳＬ信号および前記ＳＲ信号がそれぞれ前記ＳＬスピーカおよび前記ＳＲスピーカに出力されることによって、前記ＳＬ信号を前記仮想ＳＬスピーカの位置に定位させるとともに、前記ＳＲ信号を前記仮想ＳＲスピーカの位置に定位させ、
前記第５の信号処理部は、前記ＳＬ信号を前記第５のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記ＳＬ信号を第５の遅延特性で遅延させ、前記遅延された前記ＳＬ信号を前記ＳＬスピーカで再生させることによって、前記ＳＬ信号を、前記視聴位置から見て前記ＳＬスピーカと前記ＳＲスピーカとの間の方向であり前記視聴位置の後方壁面上に想定した第２の仮想ＳＬスピーカの位置に定位させ、
前記第６の信号処理部は、前記ＳＬ信号を第６のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記ＳＬ信号を第６の遅延特性で遅延させ、前記遅延された前記ＳＬ信号を前記ＳＲスピーカで再生させることによって、前記ＳＬ信号を、前記第２の仮想ＳＬスピーカの位置に定位させ、
前記第７の信号処理部は、前記ＳＲ信号を前記第７のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記ＳＲ信号を第７の遅延特性で遅延させ、前記遅延された前記ＳＲ信号を前記ＳＬスピーカで再生させることによって、前記ＳＲ信号を、前記視聴位置から見て前記第２の仮想ＳＬスピーカと前記ＳＲスピーカとの間の方向であり前記視聴位置の後方壁面上に想定した第２の仮想ＳＲスピーカの位置に定位させ、
前記第８の信号処理部は、前記ＳＲ信号を第８のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記ＳＲ信号を第８の遅延特性で遅延させ、前記遅延された前記ＳＲ信号を前記ＳＲスピーカで再生させることによって、前記ＳＲ信号を、前記第２の仮想ＳＲスピーカの位置に定位させる
請求項１３に記載の音響再生装置。
【請求項１７】
前記音響再生装置は、さらに、
前記仮想ＦＬスピーカを前記視聴位置の左側に位置する同一壁面上の異なる前記位置に複数定位させ、同時に前記仮想ＦＲスピーカを前記視聴位置の右側に位置する同一壁面上の異なる位置に複数定位させるための、それぞれ異なるイコライザ特性および異なる遅延特性を備える複数の前記第１の信号処理部および複数の前記第２の信号処理部と、
前記仮想ＳＬスピーカを前記視聴位置の左側に位置する同一壁面上の異なる前記位置に複数定位させ、同時に前記仮想ＳＲスピーカを前記視聴位置の右側に位置する同一壁面上の異なる前記位置に複数定位させるための、それぞれ異なるイコライザ特性および異なる遅延特性を備える複数の前記第３の信号処理部および複数の前記第４の信号処理部と、
前記第２の仮想ＳＬスピーカを前記視聴位置の後方に位置する同一壁面上の異なる前記位置に複数定位させ、同時に前記仮想ＳＲスピーカを前記同一壁面上の異なる前記位置に複数定位させるための、それぞれ異なるイコライザ特性および異なる遅延特性を備える複数の前記第５の信号処理部、複数の前記第６の信号処理部、複数の前記第７の信号処理部、および複数の前記第８の信号処理部とを備える
請求項１６に記載の音響再生装置。
【請求項１８】
音響信号を信号処理することで、実在する第１のスピーカ及び第２のスピーカで再生されることによって、所定の視聴位置からみて前記第１のスピーカと前記第２のスピーカとの間の位置に想定された仮想スピーカから再生されているかのように視聴者に知覚させるようにする音響再生方法であって、
前記視聴位置から見て前記第１のスピーカの位置で再生されていると知覚される音響信号の特性を、前記視聴位置から見て前記仮想スピーカの位置で再生されていると知覚される特性に変換する第１のイコライザ特性で第１の音響信号をイコライズする第１の信号処理ステップと、
前記視聴位置から見て前記第２のスピーカの位置で再生されていると知覚される音響信号の特性を、前記視聴位置から見て前記仮想スピーカの位置で再生されていると知覚される特性に変換する第２のイコライザ特性で、前記第１の音響信号をイコライズする第２の信号処理ステップと、
前記第１の信号処理ステップの出力信号を、第１の係数でレベル調整する第１の電力増幅ステップと、
前記第２の信号処理ステップの出力信号を、第２の係数でレベル調整する第２の電力増幅ステップと、
前記第１の電力増幅ステップの出力信号と前記第１の音響信号とを加算して前記第１のスピーカに出力する第１の加算ステップと、
前記第２の電力増幅ステップの出力信号と、前記第２のスピーカで再生するための第２の音響信号とを加算して前記第２のスピーカに出力する第２の加算ステップと
を備えた音響再生方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の前記第１の信号処理部、前記第２の信号処理部、前記第１のレベル調整器、前記第２のレベル調整器、前記第１のスピーカおよび前記第２のスピーカ
を備えた集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１組のサラウンドチャンネルスピーカで構成される５．１チャンネルのスピーカシステムであるにも係らず、音場感豊かな拡散音場を再現するための音響再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、ディジタル放送やブルーレイディスクのようにハイビジョン、マルチチャンネル音声を提供するメディアの出現により、家庭で手軽に高画質高音質なコンテンツを楽しめる様になってきた。更に薄型大画面テレビの普及に伴い、家庭で映画を楽しむためのホームシアターが脚光を浴びている。特に大画面に負けない高音質高臨場な再生音を提供できるオーディオ再生システムが望まれている。特にブルーレイディスクは、１３．１チャンネルの音声信号を記録するフォーマットを有しており（現状のコンテンツでは７．１チャンネルが最大）、その再生音がもたらす臨場感あふれる音場に期待が膨らむ。一方、チャンネル数が増えるほど臨場感は高まるがそれを再生するためのスピーカの数が増え、家庭で扱うホームシアターでの手軽さからは遠くなる方向である。【０００３】
そこで、従来より７．１チャンネルの信号を５．１チャンネルのスピーカで再生するマルチチャンネル音場再生方式を有するマルチチャンネル音場再生装置が提案されている。【０００４】
図１は従来のマルチチャンネル音場再生装置の一例を示した図である（特許文献１参照）。【０００５】
以下、図１を参照しながら、従来のマルチチャンネル音場再生装置について、その動作を説明する。【０００６】
図１は７．１チャンネルの信号を５．１チャンネルのスピーカで再生するマルチチャンネル音場再生方式の例であり、バックサラウンド信号ＢＬ、ＢＲの和信号と差信号とを生成する演算部Ｆ１ａと、この和信号を処理するＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタＦ１ｂと、差信号を処理するＦＩＲフィルタＦ１ｃと、ＦＩＲフィルタＦ１ｂ、Ｆ１ｃで処理された信号の和信号と差信号とを生成する演算部Ｆ１ｄと、演算部Ｆ１ｄで処理された和信号、差信号をそれぞれサイドサラウンド信号ＳＬ、ＳＲに加算する加算器ａ、加算器ｂとで構成されている。【０００７】
５．１チャンネル方式でのオーディオ再生については、図２に示すような、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＳ．７７５−１勧告のスピーカ配置が推奨されていて、７．１チャンネルで付加されるバックサラウンドチャンネルは、ＳＬ、ＳＲよりも更に後方の１５０度辺りに設置されている。本従来例では、バックサラウンドチャンネルの音声信号ＢＬ、ＢＲを信号処理して、サラウンドチャンネル信号ＳＬ、ＳＲに加算することで、バックサラウンドチャンネル用のスピーカを装備しない５．１チャンネルのスピーカ構成で、７．１チャンネルの効果を出すものである。【０００８】
まず、５．１チャンネルのサラウンドスピーカＳＬ、ＳＲを１２０度方向（視聴者の左右斜め後方）ではなく、９０度方向（視聴者の左右真横方向）に配置する。【０００９】
バックサラウンド信号の処理は、図１に示すように、一対のバックサラウンド信号ＢＬ、ＢＲを演算部Ｆ１ａにて演算して、その和差成分を生成し、次に和信号はＦＩＲフィルタＦ１ｂで処理し、差信号はＦＩＲフィルタＦ１ｃで処理し、演算部Ｆ１ｄで和差信号を生成する。ＦＩＲフィルタＦ１ｂ、Ｆ１ｃの伝達特性Ｐ、Ｎは、
Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／(Ｓ＋Ａ)
Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／(Ｓ−Ａ)
で示される。ここで、Ｓは実スピーカから視聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ａは視聴者の逆側の耳までの伝達特性、Ｆは音像を定位させたい位置から視聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ｋは音像を定位させたい位置から視聴者の逆側の耳までの伝達特性とし、視聴者の頭部伝達関数を使用する。【００１０】
このように一対のバックサラウンド信号ＢＬ、ＢＲは音像定位処理され、加算器ａ、加算器ｂによりＳＬ、ＳＲチャンネルの音声信号にそれぞれ加算し、ＳＬ、ＳＲチャンネルの出力信号として左右サイドサラウンドスピーカＳＬ、ＳＲへ供給し再生する。この様にしてバックサラウンド信号を音像定位処理し、サイドサラウンドスピーカに加算し、再生することで、５．１チャンネルスピーカ構成で７．１チャンネルのもつ音像定位と臨場感を一般家庭で簡単に形成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−３４１２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の技術ではサラウンドスピーカを視聴者の真横方向に設置して、サラウンドバック用の頭部伝達特性を忠実に再現できるような構成をとるため、サラウンドスピーカと視聴者の位置関係にその効果が大きく左右される問題点を有していた。すなわち、従来の技術では、クロストークキャンセル演算を行うため、視聴者が、図２で示すようなスピーカで囲まれた中央の位置で視聴しなければ、視聴位置が少しずれただけで、バックサラウンド信号が所望の仮想スピーカの位置に音像定位しないという問題がある。【００１３】
また、真横方向にスピーカを設置するため、本来のサラウンドチャンネルで形成される音場が忠実に再現できない問題点を有していた。【００１４】
更に、この従来例では、サラウンドバック信号の再生が可能となるだけであり、フロントスピーカとサラウンドスピーカの間の音場感を再現することができないため、全方向に繋ぎ目の無い自然なサラウンドを感じさせるような音場再生をすることができない問題点を有していた。【００１５】
本発明は、従来技術の有する課題を解決するもので、スピーカと視聴者の位置関係に左右されること無く、また、コンテンツが有するサラウンド感を損なうことなく、更に、スピーカから再生されていることを意識させない全方向に繋ぎ目の無い自然なサラウンドを感じさせるような音場再生を５．１チャンネルのスピーカ構成で実現する音響再生装置を構成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の音響再生装置は、音響信号を信号処理することで、実在する第１のスピーカ及び第２のスピーカで再生されることによって、所定の視聴位置からみて前記第１のスピーカと前記第２のスピーカとの間の位置に想定された仮想スピーカから再生されているかのように視聴者に知覚させるようにする音響再生装置であって、前記視聴位置から見て前記第１のスピーカの位置で再生されていると知覚される音響信号の特性を、前記視聴位置から見て前記仮想スピーカの位置で再生されていると知覚される特性に変換する第１のイコライザ特性で第１の音響信号をイコライズする第１の信号処理部と、前記視聴位置から見て前記第２のスピーカの位置で再生されていると知覚される音響信号の特性を、前記視聴位置から見て前記仮想スピーカの位置で再生されていると知覚される特性に変換する第２のイコライザ特性で、前記第１の音響信号をイコライズする第２の信号処理部と、前記第１の信号処理部の出力信号を、第１の係数でレベル調整する第１のレベル調整器と、前記第２の信号処理部の出力信号を、第２の係数でレベル調整する第２のレベル調整器と、前記第１のレベル調整器の出力信号と前記第１の音響信号とを加算して前記第１のスピーカに出力する第１の加算器と、前記第２のレベル調整器の出力信号と、前記第２のスピーカで再生するための第２の音響信号とを加算して前記第２のスピーカに出力する第２の加算器とを備える。【００１７】
また、前記第１のイコライザ特性は、前記仮想スピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性を、前記第１のスピーカから前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる伝達特性であり、前記第２のイコライザ特性は、前記仮想スピーカの位置から前記視聴位置までの伝達特性を、前記第２のスピーカから前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる伝達特性であり、前記第１の信号処理部は、前記第１の音響信号を前記第１のイコライザ特性でイコライズした後、第１の遅延特性で遅延させ、前記第１のレベル調整器に出力し、前記第２の信号処理部は、前記第１の音響信号を前記第２のイコライザ特性でイコライズした後、第２の遅延特性で遅延させ、前記第２のレベル調整器に出力するとしてもよい。【００１８】
また、前記第１のイコライザ特性および前記第２のイコライザ特性は、それぞれ前記第１の伝達特性および前記第２の伝達特性の振幅成分の周波数特性であるとしてもよい。【００１９】
また、さらに、前記第１のイコライザ特性および第２のイコライザ特性は、１ｋＨｚ以上の帯域で前記振幅成分の周波数特性のピーク及びディップの特徴部分を抜き出した特性であるとしてもよい。【００２０】
また、前記第１の遅延特性および第２の遅延特性の遅延時間は、ハース効果が生じる時間以内であるとしてもよい。【００２１】
また、前記第１の係数をＫ１とし、前記第２の係数をＫ２とし、前記視聴位置から見た前記第１のスピーカと前記仮想スピーカとの成す角度をθ１とし、前記視聴位置から見た前記仮想スピーカと前記第２のスピーカとの成す角度をθ２とした場合、【００２２】
【数１】
2010131431.tif 000003
となるとしてもよい。【００２３】
また、さらに、前記音響再生装置は、さらに、前記第２の音響信号を第３のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第２の音響信号を第３の遅延特性で遅延させる第３の信号処理部と、前記第３の信号処理部からの出力信号を第３の係数でレベル調整する第３のレベル調整器と、前記第２の音響信号を第４のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第２の音響信号を第４の遅延特性で遅延させる第４の信号処理部と、前記第４の信号処理部からの出力信号を第４の係数でレベル調整する第４のレベル調整器とを備え、前記第１の加算器は、さらに、前記第３のレベル調整器の出力信号を加算し、前記第２の加算器は、さらに、前記第４のレベル調整器の出力信号を加算し、前記第３のイコライザ特性は、前記仮想スピーカを第１の仮想スピーカとし、前記視聴位置から見て前記第１の仮想スピーカと前記第２のスピーカとの間の位置に想定される仮想スピーカを第２の仮想スピーカとして、前記第２の仮想スピーカから前記視聴位置までの伝達特性を前記第１のスピーカから前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる第３の伝達特性であり、前記第４のイコライザ特性は、前記第２の仮想スピーカから前記視聴位置までの伝達特性を前記第２のスピーカから前記視聴位置までの伝達特性で除して得られる第４の伝達特性であるとしてもよい。【００２４】
また、前記伝達特性は頭部伝達特性であるとしてもよい。【００２５】
また、前記伝達特性として、前記第１の仮想スピーカまたは前記第２の仮想スピーカが存在する側の耳までの頭部伝達特性を用いて、前記第１から第４までの各イコライザ特性を算出するとしてもよい。【００２６】
また、前記第３の係数をＫ３とし、前記第４の係数をＫ４とし、前記視聴位置から見た前記第１のスピーカと前記第２の仮想スピーカとの成す角度をθ３とし、前記視聴位置から見た前記第２の仮想スピーカと前記第２のスピーカとの成す角度をθ４とした場合、【００２７】
【数２】
2010131431.tif 000004
となるとしてもよい。【００２８】
また、前記第１の音響信号、前記第２の音響信号、前記第１のスピーカおよび前記第２のスピーカは、それぞれフロントＬチャンネル信号、サラウンドＬチャンネル信号、フロントＬチャンネルスピーカおよびサラウンドＬチャンネルスピーカに該当すると共に、それぞれフロントＲチャンネル信号、サラウンドＲチャンネル信号、フロントＲチャンネルスピーカおよびサラウンドＲチャンネルスピーカに該当するとしてもよい。【００２９】
また、前記第１のスピーカおよび第２のスピーカは、前記視聴位置の正面に向かう方向を０度として、それぞれ反時計回りの方向に３０度および１２０度に位置するか、または時計回りの方向に３０度および１２０度に位置すると共に、前記第１の仮想スピーカおよび第２の仮想スピーカは、それぞれ反時計回りの方向に６０度および９０度に位置するか、または時計回りの方向に６０度および９０度に位置するとしてもよい。【００３０】
また、前記音響再生装置は、さらに、第３の音響信号を第５のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第３の音響信号を第５の遅延特性で遅延させるよう信号処理し、信号処理された前記第３の音響信号を第３のスピーカで再生させることによって、前記第３の音響信号を、前記視聴位置から見て前記第３のスピーカと第４のスピーカとの間に想定した第３の仮想スピーカの位置に定位させる第５の信号処理部と、前記第３の音響信号を第６のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第３の音響信号を第６の遅延特性で遅延させるよう信号処理し、信号処理された前記第３の音響信号を前記第４のスピーカで再生させることによって、前記第３の音響信号を、前記第３の仮想スピーカの位置に定位させる第６の信号処理部と、第４の音響信号を第７のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第４の音響信号を第７の遅延特性で遅延させるよう信号処理し、信号処理された前記第４の音響信号を前記第３のスピーカで再生させることによって、前記第４の音響信号を、前記視聴位置から見て前記第３の仮想スピーカと前記第４のスピーカとの間に想定した第４の仮想スピーカの位置に定位させる第７の信号処理部と、第４の音響信号を第８のイコライザ特性でイコライズし、イコライズされた前記第４の音響信号を第８の遅延特性で遅延させるよう信号処理し、信号処理された前記第４の音響信号を第４のスピーカで再生させることによって、前記第４の音響信号を、前記第４の仮想スピーカの位置に定位させる第８の信号処理部とを備え、前記第３のスピーカは前記SLスピーカであり、前記第４のスピーカは前記SＲスピーカであり、前記ＳＬスピーカに信号を出力する前記第２の加算器は、さらに、前記第５の信号処理部からの出力信号と、前記第７の信号処理部からの出力信号とを加算し、前記ＳＲスピーカに信号を出力する前記第２の加算器は、さらに、前記第６の信号処理部からの出力信号と、前記第８の信号処理部からの出力信号とを加算するとしてもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の音場制御装置は、上記構成により、５．１チャンネルのスピーカ構成で、広いサービスエリアを持ち、コンテンツが有するサラウンド感を損なうことなく、更に、スピーカから再生されていることを意識させない全方向に繋ぎ目の無い自然なサラウンドを感じさせるような音場再生を簡単な構成で実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、従来のオーディオ再生装置のブロック図である。
【図２】図２は、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＳ．７７５−１勧告のスピーカ配置図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１の音響再生装置を備えるホームシアターシステムの外観を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１における音響再生装置のブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１におけるスピーカ配置の説明図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１における信号処理器のブロック図である。
【図７】図７は、頭部伝達特性を示す特性図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１におけるイコライザの周波数特性を表す特性図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２における音響再生装置のブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２におけるスピーカ配置の説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２における信号処理器のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における音響再生装置について、以下にその動作と各構成要素を詳しく説明する。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態１の音響再生装置を備えるホームシアターシステムの外観を示す図である。同図に示すホームシアターシステムは、モニタ１０、デッキ１１、センターチャネルスピーカ１２、フロントLチャネルスピーカ１３、フロントＲチャネルスピーカ１４、サイドＬチャネルスピーカ１５、サイドＲチャネルスピーカ１６および低音効果（Low Frequency Effect: LFE）チャネルスピーカ１７を備える。１８は、ユーザがホームシアターシステムを利用する視聴空間（例えば、ソファ）である。図３における本実施の形態１の音響再生装置は、例えば、セットトップボックスなどであり、デッキ１１に収納される。
【００３５】
図４は本発明の実施の形態１における音響再生装置の構成を示すブロック図である。図４に示す音響再生装置は、５．１チャンネルのスピーカシステムを用いて、７．１チャンネル信号を、１１．１チャンネルに相当する音場で再生するものである。
【００３６】
図４において、信号発生器１０１は、７．１チャンネルのマルチチャンネルオーディオ信号、すなわち、フロントＬチャンネル信号（ＦＬ信号）、フロントＲチャンネル信号（ＦＲ信号）、サラウンドＬチャンネル信号（ＳＬ信号）、サラウンドＲチャンネル信号（ＳＲ信号）、サラウンドバックＬチャンネル信号（ＢＬ信号）、サラウンドバックＲチャンネル信号（ＢＲ信号）、センターチャンネル信号（Ｃ信号）および低音効果チャンネル信号（ＬＦＥ信号）を発生する。具体例としては、７．１チャンネルのオーディオ信号コンテンツを有するブルーレイディスクとその再生プレーヤをさす。信号処理器１０２は、信号発生器１０１の出力信号に対して１１．１チャンネルのスピーカシステムにて再生した音場に相当する音場を５．１チャンネルのスピーカシステムにて再生するための信号処理を施す。電力増幅器１０３は、信号処理器１０２の出力信号を電力増幅する。スピーカ１０４はフロントＬチャンネル用のスピーカ（ＦＬスピーカ）であり、スピーカ１０５はフロントＲチャンネル用のスピーカ（ＦＲスピーカ）であり、スピーカ１０６はサラウンドＬチャンネル用のスピーカ（ＳＬスピーカ）であり、スピーカ１０７はサラウンドＲチャンネル用のスピーカ（ＳＲスピーカ）であり、スピーカ１０８はセンターチャンネル用のスピーカ（Ｃスピーカ）であり、スピーカ１０９は低音効果チャンネル用のスピーカ（ＬＦＥスピーカ）である。これらのスピーカ１０４〜１０９は、５．１チャンネルのスピーカシステムを構成する。例えば、スピーカ１０４〜１０９は、図３に示したホームシアターシステムのサラウンドスピーカシステムを構成している。
【００３７】
図５は、本発明の実施の形態１における音響再生装置において、再現する仮想スピーカ２０１〜２０６及び実際に存在するスピーカ１０４〜１０９の配置を示す。
【００３８】
図６は、信号処理器１０２の具体的な構成を示し、３０１〜３１２はイコライザとディレイがカスケード接続された遅延イコライザ、３１３〜３２８は遅延イコライザ３０１〜３１２の出力信号のレベルを調整するレベル調整器、３２９〜３３２はレベル調整器３１３〜３２８の出力信号を加算する加算器である。 
【００３９】
図７は、音源の提示角度を変化させたときの、音源と同じ側の耳までの頭部伝達特性の一例である。
【００４０】
図８は、図６に示したイコライザ特性ＥＱ９及びＥＱ１２の周波数特性の例を示す。
【００４１】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に関して、その動作を詳細に説明する。
【００４２】
信号発生器１０１から出力される７．１チャンネルのオーディオ信号は、信号処理器１０２に入力される。本発明の実施の形態１では、７．１チャンネルのコンテンツに対して図５に示す実スピーカおよび仮想スピーカを含む１１．１チャンネルのスピーカシステム構成で再生したときに形成される音場を、５．１チャンネルのスピーカシステムで再現するための信号処理を施す。ここでは、５．１チャンネルのスピーカシステムの配置は、図２に示すＩＴＵ（国際電気通信連合）−Ｒ  ＢＳ１０  ＴＧ１０／１勧告７７５−１にて規定されるようなスピーカ配置（視聴者に対して、センタースピーカを０度、フロントスピーカを左右夫々３０度、サラウンドスピーカを左右夫々１２０度の同心円上に配置）とする。
【００４３】
一方、実スピーカ以外に再現したい仮想スピーカとして、再生コンテンツに含まれるサラウンドバックチャンネルＬ信号（ＢL信号）を再生するサラウンドバックチャンネル用の仮想スピーカ２０３（ＶＢＬスピーカ）、およびサラウンドバックチャンネルＲ信号（ＢＲ信号）を再生するサラウンドバックチャンネル用の仮想スピーカ２０６（ＶＢＲスピーカ）を配置している。
【００４４】
また、５．１チャンネルや７．１チャンネルのスピーカ配置では、フロントチャンネルとサラウンドチャンネル間が左右夫々９０度スピーカ間隔が開くため、フロントチャンネルとサラウンドチャンネル間の継ぎ目の無い音場感が不足する。これを改善するために、スピーカ１０４（ＦＬスピーカ）とスピーカ１０６（ＳＬスピーカ）との間の６０度と９０度の位置に、ＦＬ信号を定位させるための仮想スピーカ２０１（ＶＦＬスピーカ）とＳＬ信号を定位させるための仮想スピーカ２０２（ＶＳＬスピーカ）とを配置し、同様にスピーカ１０５（ＦＲスピーカ）とスピーカ１０７（ＳＲスピーカ）との間の６０度と９０度の位置に、ＦＲ信号を定位させるための仮想スピーカ２０４（ＶＦＲスピーカ）とＳＲ信号を定位させるための仮想スピーカ２０５（ＶＳＲスピーカ）とを配置している。
【００４５】
従って、本発明の実施の形態１では、Ｃ（０度）、ＦＬ（左３０度）、ＦＲ（右３０度）、ＶＦＬ（左６０度）、ＶＦＲ（右６０度）、ＶＳＬ（左９０度）、ＶＳＲ（右９０度）、ＳＬ（左１２０度）、ＳＲ（右１２０度）、ＶＢＬ（左１５０度）、ＶＢＲ（左１５０度）、ＬＦＥの１１．１チャンネルの各チャンネルのスピーカで再生する音場を、５．１チャンネルのスピーカシステムで再現する。
【００４６】
次に、実在する実スピーカで実在しないチャンネルに該当する仮想スピーカからの再生音（特に音源定位）を再現する方法に関して説明する。
【００４７】
再生したい仮想スピーカＶの設置角を挟む形で実在する２本の実スピーカＡ、Ｂを用いて実現する。２つのスピーカから同一音源を再生すると、２本のスピーカからの再生音の合成音は、そのレベル比の重み付けでベクトル合成した位置に音源が定位するように生成できる。即ち、視聴位置から見た実スピーカＡと仮想スピーカＶとの成す角度をａ、実スピーカＢと仮想スピーカＶとの成す角度をｂ、実スピーカＡと実スピーカＢとの成す角度をｃとすると、スピーカＡ、ＢのレベルＰＡ、ＰＢが、それぞれ
【００４８】
【数３】
2010131431.tif 000005
【００４９】
【数４】
2010131431.tif 000006
となるとき、すなわち、ＰＡとＰＢの比が
【００５０】
【数５】
2010131431.tif 000007
【００５１】
（式５）となるとき、仮想スピーカＶの位置に音像が定位する。
【００５２】
一方、我々人間は、耳で音を感じているが、耳に伝わる音は、音源からの直接音以外に人間の体、特に頭部を経由したものが存在する。そのため音源から耳に至るまでの音の伝達特性が人間の体、特に頭部及び耳介の影響を受けて周波数特性を持ち、それは、音源の提示位置により変化する。これを頭部伝達特性と称している。人間が音源の位置を特定できるのは、頭部伝達特性とその角度依存性を把握しているためとされる。頭部伝達特性の一例を図７に示す。
【００５３】
図７は、スピーカの位置を、視聴者正面から見て左回りに３０度、６０度、９０度、１２０度、１５０度の各位置に配置した場合の、スピーカから視聴者の左耳までの伝達関数の周波数特性を示す。
【００５４】
本発明の実施の形態１では、この人間の音の定位位置特定のメカニズムを応用して、実現したい仮想スピーカと実在する実スピーカの設置角度の相対関係から、仮想スピーカからの頭部伝達特性が視聴者に与えられるように実スピーカからの周波数特性を制御することで、実現したい仮想スピーカから音が到来する（音が定位する）ように感じ取れるようにしている。
【００５５】
そこで、仮想スピーカＶを挟む２つの実スピーカＡ、Ｂを用いて、仮想スピーカＶの位置に音を定位させたい場合、定位させたい信号に対して、（仮想スピーカＶから視聴者の耳までの頭部伝達特性）÷（実スピーカＡから視聴者の耳までの頭部伝達特性）の特性を有するイコライザを通して実スピーカＡに出力すると共に、定位させたい信号に対して、（仮想スピーカＶから視聴者の耳までの頭部伝達特性）÷（実スピーカＢから視聴者の耳までの頭部伝達特性）の特性を有するイコライザを通して実スピーカBに出力すればよい。すなわち、（仮想スピーカＶから視聴者の耳までの頭部伝達特性）÷（実スピーカＡから視聴者の耳までの頭部伝達特性）というイコライザ特性は、視聴位置から見て実スピーカＡの位置で再生されていると知覚される音響信号の特性を、視聴位置から見て仮想スピーカＶの位置で再生されていると知覚される特性に変換するイコライザ特性であり、（仮想スピーカＶから視聴者の耳までの頭部伝達特性）÷（実スピーカＢから視聴者の耳までの頭部伝達特性）というイコライザ特性は、視聴位置から見て実スピーカＢの位置で再生されていると知覚される音響信号の特性を、視聴位置から見て仮想スピーカＶの位置で再生されていると知覚される特性に変換するイコライザ特性であるといえる。
【００５６】
ところで、視聴者の耳は左右両方にあるため、上記各頭部伝達特性も、左耳までの頭部伝達特性と、右耳までの頭部伝達特性の夫々２種類ずつ存在するが、実用上は、仮想スピーカＶと同じ側の耳までの頭部伝達特性が支配的であるから、仮想スピーカと反対側の耳までの頭部伝達特性は無視してもよい。
【００５７】
以上のように、本発明の実施の形態１では、実現したい仮想スピーカの設置角を挟む実スピーカの再生レベル及び周波数特性を制御することで、様々な角度に配置された仮想スピーカを含むスピーカシステムからの再生音を限られた実スピーカのシステムで再現している。
【００５８】
つぎに、図５に示した仮想スピーカを再現するための信号処理器１０２の具体構成を示す図６に関して説明する。左右は対称として同一の処理を行っているので、以下では、Ｌ側のみに関して説明する。また、Ｃ及びＬＦＥチャンネルは、信号処理器１０２で発生する処理遅延を付加する以外に何も処理しないため、図示していない。
【００５９】
図５に示すように仮想スピーカ２０１（ＶＦＬスピーカ）及び仮想スピーカ２０２（ＶＳＬスピーカ）は、スピーカ１０４（ＦＬスピーカ）とスピーカ１０６（ＳＬスピーカ）に挟まれるため、この２つのスピーカで再現される。
【００６０】
仮想スピーカ２０１（ＶＦＬスピーカ）に定位させるための信号は、ＦＬ信号を遅延イコライザ３０１と遅延イコライザ３０３及びレベル調整器３１４とレベル調整器３１７で処理を行う。
【００６１】
遅延イコライザ３０１のイコライザ特性ＥＱ９は、（６０度方向の頭部伝達特性）÷（３０度方向の頭部伝達特性）を実現するもので、頭部伝達特性そのものを用いて算出したものでもよいし、頭部伝達特性そのものを用いて算出したものの振幅特性のみのものでもよいし、頭部伝達特性そのものを用いて算出したものの振幅特性のみのものを簡易的に実現したものでもよい。簡易的実現手法としては、１／３ｏｃｔバンド幅等のグラフィックイコライザを用いてもよいし、算出した振幅特性の１ｋＨｚ以上の帯域で、振幅レベルが大きい或いは小さいものから５個程度抽出し、中心周波数、Ｑ値、振幅レベルで特性の決定できるパラメトリックイコライザで実現してもよい。遅延イコライザ３０３のイコライザ特性ＥＱ１２は、（６０度方向の頭部伝達特性）÷（１２０度方向の頭部伝達特性）を実現するものである。上述した（式３）、（式４）に基づき、レベル調整器３１４の係数Ｋ９は０．８７、レベル調整器３１７の係数Ｋ１２は０．５として算出される。イコライザ特性ＥＱ９及びＥＱ１２の周波数特性を図８に示す。
【００６２】
同様に仮想スピーカ２０２（ＶＳＬスピーカ）に定位させるための信号は、ＳＬ信号を遅延イコライザ３０２と遅延イコライザ３０４及びレベル調整器３１５とレベル調整器３１８で処理を行う。遅延イコライザ３０２のイコライザ特性ＥＱ１０は、（９０度方向の頭部伝達特性）÷（３０度方向の頭部伝達特性）を実現し、遅延イコライザ３０４のイコライザ特性ＥＱ１３は、（９０度方向の頭部伝達特性）÷（１２０度方向の頭部伝達特性）を実現し、上述の（式３）、（式４）に基づき、レベル調整器３１５の係数Ｋ１０は０．５、レベル調整器３１８の係数Ｋ１３は０．８７と算出される。
【００６３】
また、仮想スピーカ２０３（ＶＢＬスピーカ）は、スピーカ１０６（ＳＬスピーカ）とスピーカ１０７（ＳＲスピーカ）に挟まれるため、この２つのスピーカで再現される。
【００６４】
仮想スピーカ２０３（ＶＢＬスピーカ）に定位させるための信号は、ＢＬ信号を遅延イコライザ３０５と遅延イコライザ３１２及びレベル調整器３１９とレベル調整器３２８で処理を行う。遅延イコライザ３０５のイコライザ特性ＥＱ１４は、（左１５０度方向の頭部伝達特性）÷（左１２０度方向の頭部伝達特性）を実現し、遅延イコライザ３１２のイコライザ特性ＥＱ１５は、（左１５０度方向の頭部伝達特性）÷（右１２０度方向の頭部伝達特性）を実現し、上述の（式１）、（式２）に基づき、レベル調整器３１９の係数Ｋ１４は０．８９、レベル調整器３２８の係数Ｋ１５は０．４５と算出される。
【００６５】
なお、頭部伝達特性は、前述のとおり、仮想スピーカと同じ側の耳までの頭部伝達特性のみ考えればよいため、上記遅延イコライザ３１２のイコライザ特性ＥＱ１５は、（左１５０度方向の左耳までの頭部伝達特性）÷（右１２０度方向の左耳までの頭部伝達特性）を実現すればよい。
【００６６】
また、イコライザを５バンドのパラメトリックイコライザで実現する場合は、図８に示すように、頭部伝達特性を基に算出したイコライザ特性の特徴的なピークディップ５点（ＥＱ９−１〜５、ＥＱ１２−１〜５）を含む形で特性を近似すればよい。
【００６７】
以上のように処理された信号は、加算器３２９〜３３２で加算処理して出力信号を生成するようにしている。
【００６８】
加算器３２９は、スピーカ１０４（ＦＬスピーカ）への信号を出力するもので、入力されるＦＬ信号のレベル調整を行うレベル調整器３１３の出力信号と、ＶＦＬスピーカを再現するための処理を施したレベル調整器３１４の出力信号と、ＶＳＬスピーカを再現するための処理を施したレベル調整器３１５の出力信号とを加算している。
【００６９】
同様に加算器３３０は、スピーカ１０６（ＳＬスピーカ）への信号を出力するもので、入力されるＳＬ信号のレベル調整を行うレベル調整器３１６の出力信号と、ＶＦＬスピーカを再現するための処理を施したレベル調整器３１７の出力信号と、ＶＳＬスピーカを再現するための処理を施したレベル調整器３１８の出力信号と、ＶＢＬスピーカを再現するための処理を施したレベル調整器３１９の出力信号と、ＶＢＲスピーカを再現するための処理を施したレベル調整器３２０の出力信号とを加算している。ここで、レベル調整器３１３の係数Ｋ８及びレベル調整器３１６の係数Ｋ１１は、基本的にレベルが入出力で変化しないものであるが、音場感の主観効果度合いに応じて変化させてもよい。
【００７０】
次にイコライザと従属接続されているディレイの作用に関して説明する。
【００７１】
ＶＦＬスピーカ及びＶＳＬスピーカを再現するための元の信号は、夫々ＦＬスピーカおよびＳＬスピーカと同じくＦＬ信号およびＳＬ信号である。そのため、場の状態を表す音源であれば、広範囲に音圧が分布するように聴こえるため音場感の広がり感、音に包まれる「包まれ感」等を高めるのに非常に有効である。しかしピンポイントで音を定位することを意図した音源に関しては、同一音源を複数個所から再生していることになるため、定位が不明確になる傾向がある。
【００７２】
一方、人間には先行音効果（ハース効果）という複数の音源から同じ音が送りだされた時、耳に最初に到達した音の方向に音像が定位する現象（約２５〜３５ｍｓｅｃよりも短い範囲で有効）を有している。この現象を利用して、ＶＦＬスピーカ及びＶＳＬスピーカに相当する音をＦＬスピーカ及びＳＬスピーカからの音に対して、１ｍｓｅｃ程遅らせることで、ＦＬスピーカ及びＳＬスピーカの位置に明確な音の定位を持たせると共に、ＶＦＬスピーカ及びＶＳＬスピーカからの音との繋がりを損なわないようにしている。
【００７３】
以上のように本発明の実施の形態１における音響再生装置では、入力されるオーディオ信号の周波数特性とレベルを制御して、配置されているスピーカに分配加算することで、５．１チャンネルスピーカ構成で、１１．１チャンネルの音像定位と臨場感を得ることができる。しかも、頭部伝達特性に基づく周波数特性手法を複数種提示したことにより、効果の高精度化（頭部伝達特性に基づき厳密にイコライザの特性を算出して処理した場合）や、実装コストの削減（周波数特性の振幅特性のみ着眼し、それをグラフィックイコライザやパラメトリックイコライザで実現した場合）や、個人差の削減（周波数特性の振幅特性のみを再現した場合や、更に１ｋＨｚ以上の帯域における周波数特性のピークディップに着目して周波数特性の概形を実現した場合）を選択して構築を可能とする。 
【００７４】
尚、本発明の実施の形態１では、６０度方向の仮想スピーカにフロントチャンネルを、９０度方向の仮想スピーカにサラウンドチャンネルを割り当てたが、６０度方向、９０度方向共にサラウンドチャンネルを割り当てる、或いは、６０度方向にはフロントチャンネルとサラウンドチャンネルの両方を割り当てることで、主観量の個人差や、視聴環境（部屋と実スピーカの設置状態）による効果を調整できることは言うまでも無い。
【００７５】
また、本発明の実施の形態１では、入力信号が７．１チャンネルで説明したが、入力信号が６．１チャンネルの時は、サラウンドバックチャンネルの信号をその振幅を−３ｄＢして、サラウンドバックのＬチャンネル及びＲチャンネルの夫々に入力することで実現でき、また、入力信号が５．１チャンネルの時は、サラウンドＬチャンネル及びサラウンドＲチャンネルの信号をサラウンドバックＬチャンネル及びサラウンドバックＲチャンネルの信号の代わりとして入力することで、実現できることは言うまでも無い。
【００７６】
また、本発明の実施の形態１では、水平面における角度の違いによる頭部伝達特性を用いたが、垂直面の角度の情報を加えた頭部伝達特性を用いることで、仮想スピーカの定位位置を水平方向に加えて垂直方向にも変化させて制御できることは言うまでもない。その場合、本発明の実施の形態1ではイコライザを設けていないＦＬスピーカへ行くＦＬ信号、ＦＲスピーカへ行くＦＲ信号、ＳＬスピーカへ行くＳＬ信号、ＳＲスピーカへ行くＳＲ信号にも垂直方向の角度の違いによる頭部伝達特性に基づくイコライザを設けることでより効果が向上することは言うまでも無い。
【００７７】
更に、本発明の実施の形態１では、実在するスピーカの配置をＩＴＵ−Ｒ  ＢＳ．７７５−１勧告の配置位置に沿った形としたが、それに固定される必要は無く、実在する各スピーカの設置角度に応じてパラメータを調整することで同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００７８】
また、スピーカの設置状況は視聴者の使用設置状態ごとに異なるため、使用設置状態にて視聴点から見たスピーカとの距離、設置角度、音圧レベル他を測定し、それに基づきパラメータを調整することで、本発明の実施の形態１が有する最大限の効果を提供できることはいうまでもない。
【００７９】
また、設置角やレベル調整を視聴者側にて任意に変更可能な構成とすることで、視聴者やコンテンツに相応しい効果を得られることは言うまでもない。
【００８０】
また、実在するスピーカを１組のサラウンドスピーカ（すなわち、ＳＬスピーカおよびＳＲスピーカ）を有する５本のスピーカで構成される音響再生装置で説明したのは、最小構成のスピーカを用いて構成できることを示すためのもので、複数組のサラウンドスピーカを有する場合も、実現したいスピーカを挟む形で存在する２本の実在スピーカを用いて処理することで構成できることは言うまでもない。
【００８１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における音響再生装置について、以下にその動作と各構成要素を詳しく説明する。
【００８２】
図９は本発明の実施の形態２における音響再生装置の構成を示すブロック図である。図９に示す音響再生装置は、５．１チャンネルのスピーカシステムを用いて５．１チャンネルのＳＬ信号およびＳＲ信号を、左右および後方の壁面上に配置した１０個の仮想スピーカの位置に分散定位させて再生するものである。
【００８３】
図９において、６０１は５．１チャンネルのマルチチャンネルオーディオ信号を生成する信号発生器である。６０２は、信号発生器６０１の出力信号に信号処理を施して、サラウンド信号を１０個の仮想スピーカの位置に定位させるための信号処理器、６０３は、信号処理器６０２の出力信号を電力増幅する電力増幅器、１０４〜１０９は、それぞれ５．１チャンネルのスピーカシステムを構成するスピーカ（ＦＬスピーカ、ＦＲスピーカ、ＳＬスピーカ、ＳＲスピーカ、ＣスピーカおよびＬＦＥスピーカ）である。
【００８４】
図１０は、本発明の実施の形態２における音響再生装置において、再現する仮想スピーカ及び実際に存在する実スピーカの配置を示す。
【００８５】
図１０において、７０１、７０２および７０３は、ＳＬ信号を左方壁面上の７５度、１０５度および１２５度の位置に定位させて再生するための仮想スピーカであり、７０４および７０５は、ＳＬ信号を後方壁面上の１４０度および１６０度の位置に定位させて再生するための仮想スピーカであり、７０６、７０７、７０８は、ＳＲ信号を右方壁面上の７５度、１０５度および１２５度の位置に定位させて再生するための仮想スピーカであり、７０９、７１０は、ＳＲ信号を後方壁面上の１４０度および１６０度の位置に定位させて再生するための仮想スピーカである。ここに示したスピーカ配置は、映画館や映画コンテンツの音声を制作するダビングステージのスピーカ配置に相当する。
【００８６】
図１１は、信号処理器６０２のうち、ＳＬ信号を仮想スピーカ７０１〜７０５に定位させるためのブロックの具体的な構成を示し、ＳＲ信号を仮想スピーカ７０６〜７１０に定位させるためのブロックは、同様なため割愛している。
【００８７】
図１１において、８０１〜８１０はイコライザとディレイがカスケード接続された遅延イコライザ、８２１〜８３０は、遅延イコライザ８０１〜８１０の出力信号のレベルを調整するレベル調整器、８３１〜８３３はレベル調整器８２０〜８３０の出力信号を加算する加算器である。
【００８８】
以上のように構成される本発明の実施の形態２に関してその動作を詳細に説明する。
【００８９】
信号発生器６０１から出力される５．１チャンネルのオーディオ信号は、信号処理器６０２に入力される。信号処理器６０２では、５．１チャンネルのコンテンツを図１０に示す仮想スピーカ７０１〜７１０で再生したときに形成される音場を、５．１チャンネルのスピーカシステムで再現するための信号処理を施す。ここでは、５．１チャンネルのスピーカシステムは、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＳ１０  ＴＧ１０／１勧告７７５−１にて規定されるようなスピーカ配置とする。
【００９０】
一方、再現したい仮想スピーカ７０１〜７１０の配置は、映画館や映画コンテンツの音声を制作するダビングステージのスピーカ配置に相当する。映画館やダビングステージのスピーカ配置は、ＩＴＵ−Ｒ勧告のスピーカ配置（ホームシアターにおけるスピーカ配置もこれに準拠している）とは異なり、サラウンドチャンネルの再生スピーカが複数個ある。このサラウンドチャンネル再生スピーカが複数個あるため拡散音場が形成され、スピーカを意識することの無い自然な音場感が形成される。そして、このような再生環境下で映画コンテンツは制作され、上映されている。一方、ホームシアターシステムは、基本的には、１組のサラウンドスピーカで構成されているため、上記拡散音場を再現するのが困難であった。本発明の実施の形態２では、１組のサラウンドスピーカを有する５．１チャンネル再生装置で、複数のサラウンドチャンネルスピーカで再生される音場を再現することを目標とする。
【００９１】
本発明の実施の形態２では、Ｃ（０度）、ＦＬ（左３０度）、ＦＲ（右３０度）およびＬＦＥの各スピーカと仮想スピーカ７０１〜７１０の計１４個のスピーカで構成する音場を、５．１チャンネルのスピーカシステムを構成するＣ（０度）、ＦＬ（左３０度）、ＦＲ（右３０度）、ＳＬ（左１２０度）、ＳＲ（右１２０度）の各スピーカで再現する。
【００９２】
実在するスピーカシステムで実在しないチャンネルに該当するスピーカシステムからの再生音（特に音源定位）を再現する方法に関しては、実施の形態１で用いた手法と同様の手法を用いる。
【００９３】
図１１に示す信号処理器６０２の具体構成に関して説明する。ここでは、左右は対称として同一の処理を行っているので、Ｌチャンネルに関して説明する。そのため、Ｒチャンネルに関する構成ブロックは記載していない。また、Ｃ及びＬＦＥチャンネルは、信号処理器６０２で発生する処理遅延を付加する以外に何も処理しないため、図示していない。
【００９４】
図１０に示すように７５度に位置する仮想スピーカ７０１及び１０５度に位置する仮想スピーカ７０２は、３０度に位置するスピーカ１０４（ＦＬスピーカ）と１２０度に位置するスピーカ１０６（ＳＬスピーカ）に挟まれるため、この２つのスピーカで再現される。
【００９５】
仮想スピーカ７０１の位置に定位させるための信号処理は、ＳＬ信号を遅延イコライザ８０１と遅延イコライザ８０３及びレベル調整器８２１とレベル調整器８２３で処理を行う。遅延イコライザ８０１のイコライザ特性ＥＱ８１は、（７５度方向の頭部伝達特性）÷（３０度方向の頭部伝達特性）を実現するもので、頭部伝達特性そのものを用いて算出したものでもよいし、頭部伝達特性そのものを用いて算出したものの振幅特性のみのものでもよいし、頭部伝達特性そのものを用いて算出したものの振幅特性のみのものを簡易的に実現したものでもよい。簡易的実現手法としては、１／３ｏｃｔバンド幅等のグラフィックイコライザを用いてもよいし、算出した振幅特性の１ｋＨｚ以上の帯域で、振幅レベルが大きい或いは小さいものから５個程度抽出し、中心周波数、Ｑ値、振幅レベルで特性の決定できるパラメトリックイコライザで実現してもよい。遅延イコライザ８０３のイコライザ特性ＥＱ８３は、（７５度方向の頭部伝達特性）÷（１２０度方向の頭部伝達特性）を実現するものである。上述した（式３）、（式４）に基づき、レベル調整器８２１の係数Ｋ８１は、０．７１、レベル調整器８２３の係数Ｋ８３は、０．７１と算出される。
【００９６】
同様に仮想スピーカ７０２の位置に定位させるための信号処理は、ＳＬ信号を遅延イコライザ８０２と遅延イコライザ８０４及びレベル調整器８２２とレベル調整器８２４で処理を行う。遅延イコライザ８０２のイコライザ特性ＥＱ８２は、（１０５度方向の頭部伝達特性）÷（３０度方向の頭部伝達特性）を実現し、遅延イコライザ８０4のイコライザ特性ＥＱ８４は、（１０５度方向の頭部伝達特性）÷（１２０度方向の頭部伝達特性）を実現する。上述した（式３）、（式４）に基づき、レベル調整器８２２の係数Ｋ８２は、０．２６、レベル調整器８２４係数Ｋ８４は、０．９７と算出される。
【００９７】
また、１２５度、１４０度および１６０度に位置する仮想スピーカ７０３、７０４および７０５は、左１２０度に位置するスピーカ１０６（ＳＬスピーカ）と右１２０度に位置するスピーカ１０７（ＳＲスピーカ）に挟まれるため、この２つのスピーカで再現される。
【００９８】
仮想スピーカ７０３の位置に定位させるための信号処理は、ＳＬ信号を遅延イコライザ８０５と遅延イコライザ８０８及びレベル調整器８２５とレベル調整器８２８で処理を行う。遅延イコライザ８０５のイコライザ特性ＥＱ８５は、（左１２５度方向の頭部伝達特性）÷（左１２０度方向の頭部伝達特性）を実現し、遅延イコライザ８０８のイコライザ特性ＥＱ８８は、（左１２５度方向の頭部伝達特性）÷（右１２０度方向の頭部伝達特性）を実現する。上述した（式３）、（式４）に基づき、レベル調整器８２５の係数Ｋ８５は、０．９９５、レベル調整器８２８の係数Ｋ８８は０．０９６と算出される。 
【００９９】
仮想スピーカ７０４の位置に定位させるための信号処理は、ＳＬ信号を遅延イコライザ８０６と遅延イコライザ８０９及びレベル調整器８２６とレベル調整器８２９で処理を行う。遅延イコライザ８０６のイコライザ特性ＥＱ８６は、（左１４０度方向の頭部伝達特性）÷（左１２０度方向の頭部伝達特性）を実現し、遅延イコライザ８０９のイコライザ特性ＥＱ８９は、（左１４０度方向の頭部伝達特性）÷（右１２０度方向の頭部伝達特性）を実現する。上述した（式３）、（式４）に基づき、レベル調整器８２６の係数Ｋ８６は、０．９５、レベル調整器８２９の係数Ｋ８９は０．３３と算出される。
【０１００】
仮想スピーカ７０５の位置に定位させるための信号処理は、ＳＬ信号を遅延イコライザ８０７と遅延イコライザ８１０及びレベル調整器８２７とレベル調整器８３０で処理を行う。遅延イコライザ８０７のイコライザ特性ＥＱ８７は、（左１６０度方向の頭部伝達特性）÷（左１２０度方向の頭部伝達特性）を実現し、遅延イコライザ８１０のイコライザ特性ＥＱ９０は、（左１６０度方向の頭部伝達特性）÷（右１２０度方向の頭部伝達特性）を実現する。上述した（式３）、（式４）に基づき、レベル調整器８２７の係数Ｋ８７は、０．８４、レベル調整器８３０の係数Ｋ９０は０．５５と算出される。
【０１０１】
以上のように処理された信号は、加算器８３１〜８３３で加算処理して出力信号を生成するようにしている。
【０１０２】
加算器８３１は、ＦＬスピーカへの信号を出力するもので、入力されるＦＬ信号のレベル調整を行うレベル調整器８２０の出力信号と、仮想スピーカ７０１、７０２を再現するための処理を施したレベル調整器８２１、８２２の出力信号とを加算している。ここで、レベル調整器８２０の係数Ｋ８０は、基本的にレベルが入出力で変化しないものであるが、音場感の主観効果度合いに応じて変化させるものとする。
【０１０３】
同様に加算器８３２は、ＳＬスピーカへの信号を出力するもので、仮想スピーカ７０１〜７０５を再現するための処理を施したレベル調整器８２３〜８２７の出力信号を加算している。
【０１０４】
同様に加算器８３３は、ＳＲスピーカへの信号を出力するもので、仮想スピーカ７０３〜７０５を再現するための処理を施したレベル調整器８２８〜８３０の出力信号を加算している。実際、加算器８３２は、上記以外に仮想スピーカ７０８〜７１０を再現するために処理された信号も加算し、加算器８３３は、上記以外に仮想スピーカ７０６〜７１０を再現するために処理された信号も加算している。
【０１０５】
次に、イコライザと従属接続されているディレイの作用に関して説明する。再現する仮想スピーカ７０１〜７１０は、図１０に示すように矩形状に配置されている。そのため、視聴点からの距離が夫々で異なる。その距離差を調整するためにディレイを用いて、信号到達時間が同一になるように調整する。
【０１０６】
更に、ディレイは、実施の形態１と同様に、サラウンドチャンネルに明確に音像定位する信号が入力されたときの定位位置を調整するのに使用される。例えば、仮想スピーカ７０３の位置を定位位置とするのであれば、仮想スピーカ７０３を再現するための遅延イコライザの遅延特性Ｄｅｌａｙ８５、８８に対して、他の遅延イコライザの遅延特性Ｄｅｌａｙ８６、８７、８９、９０を１ｍｓｅｃ程、遅延量を多くすることで実現できる。
【０１０７】
以上のように本発明の実施の形態２における音響再生装置では、入力されるオーディオ信号の周波数特性とレベルを制御して、配置されているスピーカに分配加算することで、１組のサラウンドスピーカしか有さない５．１チャンネルスピーカ構成で、映画館や映画音声制作現場と同等の拡散音場を再現することで、映画コンテンツの内容が最大限に再生することが可能となる。
【０１０８】
尚、本発明の実施の形態２では、５．１チャンネルのマルチチャンネル信号を対象としたが、６．１チャンネルや７．１チャンネルのマルチチャンネル信号に対しては、仮想スピーカ７０４、７０５、７０９、７１０をサラウンドバックチャンネル再生用スピーカとして制御を行うことで７．１チャンネルのマルチチャンネル信号に対応できることは言うまでもない。
【０１０９】
また、サラウンドチャンネルの音源定位位置を、ディレイを用いて調節したが、定位を明確にしたいサラウンドスピーカからの再生音のレベルを大きくするようにレベル調整器を調整しても実現できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明に係る音響再生装置によれば、５．１チャンネルスピーカ構成で、スピーカと視聴者の位置関係に左右されること無く、また、コンテンツが有するサラウンド感を損なうことなく、更に、スピーカから再生されていることを意識させない全方向に繋ぎ目の無い自然なサラウンドを感じさせることが可能となり、少ないスピーカ数で本格的な音場再生（映画館や映画制作現場と同等の音場再生）をすることが、簡単操作設置を望まれるホームシアターの市場拡大に取分け有効である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０    モニタ
１１    デッキ
１２    センターチャネルスピーカ
１３    フロントLチャネルスピーカ
１４    フロントＲチャネルスピーカ
１５    サイドＬチャネルスピーカ
１６    サイドＲチャネルスピーカ
１７    低音効果チャネルスピーカ
１８    視聴空間
１０１  信号発生器
１０２  信号処理器
１０３  電力増幅器
１０４〜１０９  スピーカ
２０１〜２０６  仮想スピーカ
３０１〜３１２  遅延イコライザ
３１３〜３２８  レベル調整器
３２９〜３３２  加算器
６０１  信号発生器
６０２  信号処理器
６０３  電力増幅器
７０１〜７１０  仮想スピーカ
８０１〜８１０  遅延イコライザ
８２０〜８３０  レベル調整器
８３１〜８３３  加算器 
【図１】
2010131431.tif 000010
【図２】
2010131431.tif 000011
【図３】
2010131431.tif 000012
【図４】
2010131431.tif 000013
【図５】
2010131431.tif 000014
【図６】
2010131431.tif 000015
【図７】
2010131431.tif 000016
【図８】
2010131431.tif 000017
【図９】
2010131431.tif 000018
【図１０】
2010131431.tif 000019
【図１１】
2010131431.tif 000020
【国際調査報告】
2010131431.tif 000021
2010131431.tif 000022