(57)【要約】  本技術は、低コストで十分な再現性を得ることができるようにするスピーカアレイ、および信号処理装置に関する。スピーカアレイは、複数の高次スピーカと、複数の通常スピーカとから構成され、通常スピーカにより制御可能な第１の領域の外側にある第２の領域における波面の再現性に応じて高次スピーカの種類、数、または配置位置が定められている。本技術はスピーカアレイおよび音場形成装置に適用することができる。
2018211984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の高次スピーカと、複数の通常スピーカとから構成され、
前記通常スピーカにより制御可能な第１の領域の外側にある第２の領域における波面の再現性に応じて前記高次スピーカの種類、数、または配置位置が定められた
スピーカアレイ。
【請求項２】
前記第１の領域における波面の再現性に応じて、前記高次スピーカおよび前記通常スピーカの数または配置位置が定められている
請求項１に記載のスピーカアレイ。
【請求項３】
前記複数の前記高次スピーカおよび前記複数の前記通常スピーカが不等密度で配置されている
請求項１に記載のスピーカアレイ。
【請求項４】
前記複数の前記高次スピーカのなかには、互いに異なる種類の前記高次スピーカが含まれている
請求項１に記載のスピーカアレイ。
【請求項５】
互いに異なる種類の前記高次スピーカは、再現可能な指向性が異なる前記高次スピーカである
請求項４に記載のスピーカアレイ。
【請求項６】
前記高次スピーカは、複数の指向性を再現可能なスピーカである
請求項１に記載のスピーカアレイ。
【請求項７】
前記通常スピーカは、単一の指向性のみ再現可能なスピーカである
請求項１に記載のスピーカアレイ。
【請求項８】
複数の高次スピーカと、複数の通常スピーカとから構成され、前記通常スピーカにより制御可能な第１の領域の外側にある第２の領域における波面の再現性に応じて前記高次スピーカの種類、数、または配置位置が定められたスピーカアレイと、
音源信号に基づいて、前記スピーカアレイの駆動信号を生成する駆動信号生成部と
を備える信号処理装置。
【請求項９】
前記第１の領域における波面の再現性に応じて、前記高次スピーカおよび前記通常スピーカの数または配置位置が定められている
請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記複数の前記高次スピーカおよび前記複数の前記通常スピーカが不等密度で配置されている
請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
前記複数の前記高次スピーカのなかには、互いに異なる種類の前記高次スピーカが含まれている
請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
互いに異なる種類の前記高次スピーカは、再現可能な指向性が異なる前記高次スピーカである
請求項１１に記載の信号処理装置。
【請求項１３】
前記高次スピーカは、複数の指向性を再現可能なスピーカである
請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１４】
前記通常スピーカは、単一の指向性のみ再現可能なスピーカである
請求項８に記載の信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、スピーカアレイ、および信号処理装置に関し、特に、低コストで十分な再現性を得ることができるようにしたスピーカアレイ、および信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばHOA（Higher Order Ambisonics）による音場再現では、より広い領域で音場を再現しようとすると、より多くのスピーカが必要となる。これはHOAの球面調和領域や環状調和領域の信号のより高次の成分まで制御を行う必要があるためである。【０００３】
また、高次の成分を制御する他の方法として、高次スピーカと呼ばれるスピーカアレイを用いる方法も知られている。【０００４】
高次スピーカは、HOL（Higher Order Loudspeaker）とも呼ばれており、モノポールやダイポールなどの複数の指向性を再現できるスピーカである。実際には、スピーカユニットを環状や球状に多数取り付けて得られた環状スピーカアレイや球状スピーカアレイが高次スピーカとして用いられる。【０００５】
このような高次スピーカを環状や球状に多数配置することで、より広い領域で音場を再現すること、すなわち音の波面を再現することが可能となる。【０００６】
具体的には、例えば高次スピーカを多数配置して得られたスピーカアレイを利用して、そのスピーカアレイの内側と外側で音場再現を行う技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Samarasinghe, Prasanga N., et al. "3D soundfield reproduction using higher order loudspeakers." 2013 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing. IEEE, 2013.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した技術では、低コストで十分な再現性を得ることは困難であった。【０００９】
例えば高次スピーカを多数配置して得られたスピーカアレイを用いれば、広い領域で音場を再現することができるが、高次スピーカは１つの指向性しか再現できない通常スピーカと比較してコストが高く、高次スピーカを多数用いることは実用的とはいえない。【００１０】
また、高次スピーカを複数配置して得られるスピーカアレイを用いて音場再現を行う場合に、スピーカアレイを構成する高次スピーカの数を減らすと音場の再現性、すなわち波面の再現性が低下してしまう。【００１１】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、低コストで十分な再現性を得ることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本技術の第１の側面のスピーカアレイは、複数の高次スピーカと、複数の通常スピーカとから構成され、前記通常スピーカにより制御可能な第１の領域の外側にある第２の領域における波面の再現性に応じて前記高次スピーカの種類、数、または配置位置が定められている。【００１３】
本技術の第１の側面においては、スピーカアレイが複数の高次スピーカと、複数の通常スピーカとから構成され、前記通常スピーカにより制御可能な第１の領域の外側にある第２の領域における波面の再現性に応じて前記高次スピーカの種類、数、または配置位置が定められる。【００１４】
本技術の第２の側面の信号処理装置は、複数の高次スピーカと、複数の通常スピーカとから構成され、前記通常スピーカにより制御可能な第１の領域の外側にある第２の領域における波面の再現性に応じて前記高次スピーカの種類、数、または配置位置が定められたスピーカアレイと、音源信号に基づいて、前記スピーカアレイの駆動信号を生成する駆動信号生成部とを備える。【００１５】
本技術の第２の側面においては、信号処理装置に、複数の高次スピーカと、複数の通常スピーカとから構成され、前記通常スピーカにより制御可能な第１の領域の外側にある第２の領域における波面の再現性に応じて前記高次スピーカの種類、数、または配置位置が定められたスピーカアレイが設けられ、音源信号に基づいて、前記スピーカアレイの駆動信号が生成される。
【発明の効果】
【００１６】
本技術の第１の側面および第２の側面によれば、低コストで十分な再現性を得ることができる。【００１７】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載された何れかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本技術について説明する図である。
【図２】音場形成装置の構成例を示す図である。
【図３】座標系について説明する図である。
【図４】音場形成処理を説明するフローチャートである。
【図５】音場形成装置の構成例を示す図である。
【図６】音場形成処理を説明するフローチャートである。
【図７】スピーカの不当密度配置について説明する図である。
【図８】制御領域に応じたスピーカ配置について説明する図である。
【図９】制御領域について説明する図である。
【図１０】複数種類の高次スピーカの組み合わせについて説明する図である。
【図１１】コンピュータの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本技術を適用した実施の形態について説明する。
【００２０】
〈第１の実施の形態〉
〈本技術について〉
本技術は、高次スピーカと通常スピーカとを組み合わせてスピーカアレイを構成することで、低コストでも十分な音場再現性を得ることができるようにするものである。
【００２１】
なお、高次スピーカとは複数の指向性を再現可能なスピーカである。具体的には高次スピーカは、例えば複数のスピーカユニットを環状や球状に並べて得られた環状スピーカアレイや球状スピーカアレイなどである。
【００２２】
一般的に高次スピーカは複数のスピーカユニットからなる。例えば高次スピーカを構成する複数のスピーカユニットは、互いに異なる方向に向けられて配置されているため、それらの複数のスピーカユニットからの音の放射方向（出力方向）は互いに異なっている。
【００２３】
また、高次スピーカにより任意の指向性が再現される場合、高次スピーカを構成する複数の各スピーカユニットに供給されるスピーカ駆動信号のなかには、互いに同じものもあれば、互いに異なるものもある。
【００２４】
これに対して、通常スピーカとは単一の指向性のみ再現可能なスピーカであり、一般的に通常スピーカは１つのスピーカユニットからなる。具体的には、例えば通常スピーカはラウドスピーカなどである。
【００２５】
さらに、以下において音場の再現性が高いとは、再現しようとする理想的な音場と、実際に形成された音場との誤差が少ないことをいう。
【００２６】
本技術では、１または複数の高次スピーカと、１または複数の通常スピーカとを並べて配置することで得られるスピーカアレイを用いることで、そのスピーカアレイの内側の領域や外側の領域において所望の音場を低コストで効率よく再現できるようにした。
【００２７】
なお、以下では、本技術を適用したスピーカアレイ、すなわち高次スピーカと通常スピーカとからなるスピーカアレイをグローバルアレイとも称することとする。例えばグローバルアレイは、複数の高次スピーカと通常スピーカを球状に並べて配置した球状スピーカアレイや、複数の高次スピーカと通常スピーカを環状に並べて配置した環状スピーカアレイなどとされる。
【００２８】
ここで、本技術を適用したグローバルアレイによる音場再現のシミュレーション結果を図１に示す。なお、図１において縦方向および横方向は空間上の位置を示しており、各位置における濃淡は音の音圧を表している。
【００２９】
例えば矢印Ａ１１に示す音場を理想的な音場（以下、理想音場とも称する）として、スピーカアレイにより理想音場を再現することとする。すなわち、矢印Ａ１１に示す部分には、理想音場を形成したときの音の波面の様子が示されている。
【００３０】
この場合、例えば高次スピーカのみからなるスピーカアレイＡＲ１１を用いて理想音場を再現すると、実際には矢印Ａ１２に示す音場が形成される。
【００３１】
矢印Ａ１２に示す例では、スピーカアレイＡＲ１１は環状に配置された５個の高次スピーカHSP11-1乃至高次スピーカHSP11-5から構成されている。
【００３２】
この例では、スピーカアレイＡＲ１１を構成するスピーカの数が十分ではないため、音場（波面）の再現性が低くなっている。すなわち、スピーカアレイＡＲ１１により形成された音場は、矢印Ａ１１に示した理想音場との誤差が大きいものとなっている。
【００３３】
これに対して、例えば本技術を適用したスピーカアレイであるグローバルアレイＡＲ１２を用いて理想音場を再現すると、実際には矢印Ａ１３に示す音場が形成される。
【００３４】
矢印Ａ１３に示す例では、グローバルアレイＡＲ１２は５個の高次スピーカHSP12-1乃至高次スピーカHSP12-5および１０個の通常スピーカLSP12-1乃至通常スピーカLSP12-10から構成される環状スピーカアレイとされている。
【００３５】
なお、以下、高次スピーカHSP12-1乃至高次スピーカHSP12-5を特に区別する必要のない場合、単に高次スピーカHSP12とも称することとする。また、以下、通常スピーカLSP12-1乃至通常スピーカLSP12-10を特に区別する必要のない場合、単に通常スピーカLSP12とも称することとする。
【００３６】
グローバルアレイＡＲ１２では、１つの高次スピーカHSP12と２つの通常スピーカLSP12とが交互に並ぶように、各高次スピーカHSP12および通常スピーカLSP12が環状に並べられている。
【００３７】
グローバルアレイＡＲ１２により形成された音場は、スピーカアレイＡＲ１１により形成された音場と比較すると、理想音場との誤差が少なくなっており、グローバルアレイＡＲ１２の内側および外側の各領域において、十分な音場再現性が得られている。
【００３８】
上述したように、グローバルアレイＡＲ１２は５個の高次スピーカHSP12と１０個の通常スピーカLSP12の合計１５個のスピーカから構成されている。
【００３９】
このようにグローバルアレイＡＲ１２では合計１５個のスピーカが用いられているが、これらの１５個のスピーカのうち、コストが高い高次スピーカHSP12の数はスピーカアレイＡＲ１１における場合と同じで５個のみである。
【００４０】
また、グローバルアレイＡＲ１２を構成する残りの通常スピーカLSP12はコストが低いため、グローバルアレイＡＲ１２のコスト、つまりグローバルアレイＡＲ１２の設置費用はスピーカアレイＡＲ１１のコストと略同じであるということができる。
【００４１】
しかし、グローバルアレイＡＲ１２とスピーカアレイＡＲ１１とを比較すると、グローバルアレイＡＲ１２によれば、スピーカアレイＡＲ１１を用いた場合よりも、より高い音場再現性を実現することができる。このことから、本技術を適用したグローバルアレイＡＲ１２によれば、低コストで十分な音場再現性を得ることができることが分かる。
【００４２】
特に、グローバルアレイＡＲ１２を用いた場合、グローバルアレイＡＲ１２の内側、つまりグローバルアレイＡＲ１２により囲まれる領域での音場再現には通常スピーカLSP12の寄与率が高い。通常スピーカLSP12はモノポール音源と捉えることができ、この通常スピーカLSP12の指向性は低次（０次）の指向性にあたる。
【００４３】
これに対してグローバルアレイＡＲ１２の外側、つまりグローバルアレイＡＲ１２により囲まれる領域の外側にある領域での音場再現には高次スピーカHSP12が必要である。
【００４４】
グローバルアレイＡＲ１２では、高次スピーカHSP12と通常スピーカLSP12を組み合わせて用いることで、グローバルアレイＡＲ１２の内側の領域や外側の領域において、十分な音場再現性を実現することができる。
【００４５】
なお、高次スピーカHSP12と通常スピーカLSP12の配置位置や、スピーカの種類、スピーカ数については、各領域における音場（波面）の再現性に応じて（関連して）決定すればよい。例えばスピーカの種類とは、いくつの指向性を再現可能な高次スピーカであるかなどである。
【００４６】
通常スピーカLSP12により制御可能な領域、つまり通常スピーカLSP12が音場（波面）の形成に寄与することのできる領域を０次制御領域と称することとする。なお、高次スピーカHSP12でも０次制御領域の制御が可能である。
【００４７】
また、０次制御領域の外側にある、高次スピーカHSP12により制御可能な領域、つまり０次制御領域の外側にある、高次スピーカHSP12が音場（波面）の形成に寄与することのできる領域を高次制御領域と称することとする。なお、通常スピーカLSP12は高次制御領域の制御を行うことはできない。
【００４８】
この場合、０次制御領域と高次制御領域とからなる領域が、グローバルアレイＡＲ１２によって音場形成の対象、つまり制御対象とされる制御領域となる。換言すれば、０次制御領域と高次制御領域とからなる領域が、グローバルアレイＡＲ１２により音場再現が行われる制御領域となる。
【００４９】
なお、ここではグローバルアレイＡＲ１２の内側の領域が０次制御領域となり、グローバルアレイＡＲ１２の外側の領域が高次制御領域となる例について説明する。しかし、グローバルアレイＡＲ１２の半径や高次スピーカHSP12の数等によっては、０次制御領域も高次制御領域もグローバルアレイＡＲ１２の内側の領域となることもある。
【００５０】
グローバルアレイＡＲ１２により音場形成を行う場合、例えば高次制御領域における音場（波面）の再現性に応じて、グローバルアレイＡＲ１２を構成する高次スピーカHSP12の数や、高次スピーカHSP12の配置位置、高次スピーカHSP12の種類などを決定すれば、高次制御領域において十分な再現性で音場を形成することができる。
【００５１】
同様に０次制御領域における音場（波面）の再現性に応じて、グローバルアレイＡＲ１２を構成する高次スピーカHSP12および通常スピーカLSP12の数や配置位置などを決定すれば、０次制御領域において十分な再現性で音場を形成することができる。
【００５２】
〈音場形成装置の構成例〉
それでは、以下、本技術を適用したより具体的な実施の形態について説明する。
【００５３】
図２は、本技術を適用した音場形成装置の一実施の形態の構成例を示す図である。
【００５４】
図２に示す音場形成装置１１は、駆動信号生成部２１、時間周波数合成部２２、およびグローバルアレイ２３を有している。
【００５５】
駆動信号生成部２１には、コンテンツの音を再生するための時間領域の音響信号（時間信号）である音源信号が供給される。駆動信号生成部２１は、供給された音源信号に基づいて、所望の波面で音源信号に基づく音を再生するためのスピーカ駆動信号の時間周波数スペクトルを生成し、時間周波数合成部２２に供給する。
【００５６】
時間周波数合成部２２は、駆動信号生成部２１から供給された時間周波数スペクトルに対してIDFT（Inverse Discrete Fourier Transform）（逆離散フーリエ変換）を用いた時間周波数合成を行い、時間信号であるスピーカ駆動信号を算出し、グローバルアレイ２３に供給する。
【００５７】
グローバルアレイ２３は、時間周波数合成部２２から供給されたスピーカ駆動信号に基づいて音を出力することで所望の音場（波面）を形成する。
【００５８】
例えばグローバルアレイ２３は、図１に示したグローバルアレイＡＲ１２に対応し、通常スピーカ３１−１乃至通常スピーカ３１−８と、高次スピーカ３２−１乃至高次スピーカ３２−４とから構成される。
【００５９】
なお、以下、通常スピーカ３１−１乃至通常スピーカ３１−８を特に区別する必要のない場合、単に通常スピーカ３１とも称する。また、以下、高次スピーカ３２−１乃至高次スピーカ３２−４を特に区別する必要のない場合、単に高次スピーカ３２とも称する。
【００６０】
通常スピーカ３１は、図１に示した通常スピーカLSP12に対応し、高次スピーカ３２は図１に示した高次スピーカHSP12に対応する。
【００６１】
グローバルアレイ２３は、例えば通常スピーカ３１および高次スピーカ３２が球状や環状に並べられて得られた球状スピーカアレイや環状スピーカアレイなどとされる。なお、グローバルアレイ２３は球状スピーカアレイや環状スピーカアレイに限らず、他のどのようなスピーカアレイであってもよい。
【００６２】
また、グローバルアレイ２３を構成する通常スピーカ３１および高次スピーカ３２の数や配置位置、高次スピーカの種類は、０次制御領域と高次制御領域における波面の再現性に応じて定められている。
【００６３】
（駆動信号生成部）
続いて、音場形成装置１１を構成する各部についてより詳細に説明する。
【００６４】
駆動信号生成部２１は、供給された音源信号に基づいて、高次スピーカ３２を構成する各スピーカユニットや通常スピーカ３１に供給されるスピーカ駆動信号の時間周波数スペクトルを生成する。
【００６５】
以下、時間周波数スペクトルの具体的な生成例について説明する。
【００６６】
例えば図３に示すように所定の原点Ｏを基準とし、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸を各軸とする３次元の直交座標系上の点ＰＯ１１の位置を極座標（球座標）で表記することを考える。
【００６７】
すなわち、原点Ｏを基準として所定の点ＰＯ１１の位置を極座標で（r,θ,φ）と表記するとする。ここで、ｒは原点Ｏから見た点ＰＯ１１までの距離を示しており、θは原点Ｏから見た点ＰＯ１１の位置を示す仰角であり、φは原点Ｏから見た点ＰＯ１１の位置を示す方位角である。
【００６８】
この場合、原点Ｏと点ＰＯ１１を結ぶ直線を直線ＬＮとすると、この直線ＬＮの長さが原点Ｏから見た点ＰＯ１１までの距離ｒとなる。
【００６９】
また、直線ＬＮをｚ軸方向からｘｙ平面に投影して得られる直線を直線ＬＮ’とすると、例えばｘ軸と直線ＬＮ’とのなす角度が、原点Ｏから見た点ＰＯ１１の位置を示す方位角φとされる。さらに、ｚ軸と直線ＬＮとのなす角度が、原点Ｏから見た点ＰＯ１１の位置を示す仰角θとされる。
【００７０】
以下では、所定の位置を、極座標を用いて（r,θ,φ）のように記すこととする。
【００７１】
ところで、複数の通常スピーカからなるスピーカアレイに囲まれた領域の中心位置を原点としてスピーカアレイ内部、つまりスピーカアレイに囲まれた領域内の所定の位置ＸをＸ＝（r,θ,φ）と表すとする。このとき、位置Ｘ＝（r,θ,φ）における音場Pi(X,ω)は、球面調和関数Ynm(θ,φ)、ベッセル関数jn(kr)、および係数Anm(ω)を用いて以下の式（１）で表すことができる。
【００７２】
【数１】
2018211984.tif 000003
【００７３】
なお、式（１）においてｎおよびｍは次数を示しており、Ｎは最大次数を示している。また、ωは角周波数を示しており、ｋは波数を示している。
【００７４】
同様に、スピーカアレイの外部の位置Ｘ＝（r,θ,φ）における音場Pe(X,ω)は、球面調和関数Ynm(θ,φ)、ハンケル関数hn(kr)、および係数Bnm(ω)を用いて以下の式（２）で表すことができる。
【００７５】
【数２】
2018211984.tif 000004
【００７６】
なお、以下の説明において標記を分かり易くするため、角周波数ωの標記を省略することとする。
【００７７】
ここで、高次スピーカを球状に配置して得られるグローバルアレイを考える。グローバルアレイの中心位置を原点として、その原点から見た所定の位置Ｘにおけるグローバルアレイによる合成音場Psyn(X)は、式（２）を用いて次式（３）で表すことができる。
【００７８】
【数３】
2018211984.tif 000005
【００７９】
式（３）において、ｌはグローバルアレイを構成するスピーカユニットを識別するスピーカインデクスを示しており、ｌ＝１，２，…，Ｌである。また、Ｌはグローバルアレイを構成するスピーカユニットの総数を示している。なお、スピーカインデクスｌにより示されるスピーカユニットは、グローバルアレイの高次スピーカを構成するスピーカユニットである。
【００８０】
また、式（３）において、ｄｌはスピーカインデクスｌのスピーカユニットのスピーカ駆動信号、より詳細にはスピーカ駆動信号の時間周波数スペクトルを示しており、β(l)n’m’はスピーカインデクスｌのスピーカユニットの指向特性を表す係数を示している。
【００８１】
さらに、式（３）において、hn’(kr(l))およびYn’m’(θ(l),φ(l))は、スピーカインデクスｌのスピーカユニットの位置を基準（原点）とした極座標で表記されたハンケル関数および球面調和関数を示している。
【００８２】
すなわち、ハンケル関数hn’(kr(l))および球面調和関数Yn’m’(θ(l),φ(l))は、スピーカインデクスｌのスピーカユニットの位置を原点とした極座標系における位置Ｘ＝（r(l),θ(l),φ(l)）についてのハンケル関数および球面調和関数である。また、n’およびm’は、スピーカインデクスｌのスピーカユニットの位置を原点としたときの次数を示している。
【００８３】
なお、係数β(l)n’m’もスピーカインデクスｌのスピーカユニットの位置を原点とした極座標系における係数となっている。
【００８４】
したがって、例えばグローバルアレイに囲まれる領域の音場を制御するためには、係数β(l)n’m’をグローバルアレイの中心位置を極座標系の原点とした係数β(O)nm,lに変換する必要がある。
【００８５】
このような係数β(l)n’m’から係数β(O)nm,lへの変換は、ハンケル関数の加法定理を用いることにより実現することができる。すなわち、以下の式（４）を計算することで、係数β(l)n’m’を係数β(O)nm,lへと変換することができる。
【００８６】
なお、ハンケル関数の加法定理については、例えば「P.A. Martin, “Multiple scattering: interaction of time-harmonic waves with N obstacles,” Cambridge Univ Pr, 2006.」などに詳細に記載されている。
【００８７】
【数４】
2018211984.tif 000006
【００８８】
式（４）において、Ｘｌはグローバルアレイの中心位置を原点としたときの、その原点から見たスピーカインデクスｌのスピーカユニットの位置を示しており、位置Ｘｌ＝（rl,θl,φl）である。
【００８９】
また、式（４）におけるSm’mn’n(Xl)は、次式（５）により示すものとされる。
【００９０】
【数５】
2018211984.tif 000007
【００９１】
なお、式（５）においてｉは虚数を示しており、hl(krl)はスピーカインデクスｌのスピーカユニットについてのハンケル関数を示しており、Y*q(m-m’)(θl,φl)は球面調和関数Yq(m-m’)(θl,φl)の複素共役を示している。
【００９２】
さらに式（５）におけるＷ１は以下の式（６）により表される行列であり、Ｗ２は以下の式（７）により表される行列である。これらの行列Ｗ１およびＷ２は、Wigner 3-j symbolsと呼ばれている。
【００９３】
【数６】
2018211984.tif 000008
【００９４】
【数７】
2018211984.tif 000009
【００９５】
式（４）を用いれば、各スピーカユニットを基準とした係数β(l)n’m’を、グローバルアレイを基準とした係数β(O)nm,lへと変換することができる。
【００９６】
ここで、各スピーカユニットの伝達関数を考える。式（４）は各スピーカの中心位置を原点とした伝達関数の係数からグローバルアレイの中心位置を原点とした伝達関数の係数への変換にも適用することができる。
【００９７】
すなわち、グローバルアレイを基準とした所定の位置Ｘについてのスピーカインデクスｌのスピーカユニットの伝達関数gl(X)は、上述した式（１）および式（４）に基づいて、係数β(O)nm,l、ベッセル関数jn(kr)、および球面調和関数Ynm(θ,φ)を用いて次式（８）により表される。
【００９８】
【数８】
2018211984.tif 000010
【００９９】
なお、ここまで、Ｌ個のスピーカユニットからなるグローバルアレイとして、高次スピーカを球状に配置して得られる球状スピーカアレイを例として説明してきた。
【０１００】
しかし、Ｌ個のスピーカユニットからなるグローバルアレイは、高次スピーカと通常スピーカを球状に配置して得られる球状スピーカアレイであってもよい。すなわち、スピーカインデクスｌのスピーカユニットは、高次スピーカを構成する１つのスピーカユニットであってもよいし、通常スピーカそのものであってもよい。
【０１０１】
例えば係数β(l)n’m’は、スピーカユニットの指向特性を定めるパラメータであるが、スピーカユニットが通常スピーカである場合、係数β(l)n’m’は０次成分のみに値をもつ。すなわち、スピーカインデクスｌのスピーカユニットとしての通常スピーカの係数β(l)n’m’については、０次成分である係数β(l)00以外の係数β(l)n’m’の値は０となる。
【０１０２】
以下では、Ｌ個のスピーカユニットからなるグローバルアレイは、高次スピーカと通常スピーカとからなる球状スピーカアレイであるものとして説明を続ける。
【０１０３】
また、伝達関数gl(X)と同様に、グローバルアレイを基準とした所定の位置Ｘにおける音場α(X)は、係数a(O)nm、ベッセル関数jn(kr)、および球面調和関数Ynm(θ,φ)を用いて次式（９）により表すことができる。
【０１０４】
【数９】
2018211984.tif 000011
【０１０５】
例えば式（９）における係数a(O)nmは、球面波の解析解を用いれば、音源位置の極座標を（rs,θs,φs）として次式（１０）の計算により得ることができる。
【０１０６】
【数１０】
2018211984.tif 000012
【０１０７】
なお、式（１０）においてｉは虚数を示しており、ｋは波数を示しており、h(2)n(krs)は第二種球ハンケル関数を示している。また、Y* nm(θs,φs)は球面調和関数Y nm(θs,φs)の複素共役を示している。
【０１０８】
特に、グローバルアレイにより再生しようとする音の音源信号が与えられている場合には、係数a(O)nmは、音源信号Ｓを用いて次式（１１）により表される。
【０１０９】
【数１１】
2018211984.tif 000013
【０１１０】
ここで、式（８）に示した伝達関数gl(X)、および式（９）に示した音場α(X)を行列で表現すると、以下の式（１２）および式（１３）に示すようになる。
【０１１１】
【数１２】
2018211984.tif 000014
【０１１２】
【数１３】
2018211984.tif 000015
【０１１３】
なお、式（１２）において、g(X)はＬ個の各スピーカインデクスｌのスピーカユニットの伝達関数gl(X)からなる行列（行ベクトル）を示している。
【０１１４】
また、式（１２）および式（１３）におけるψは、以下の式（１４）により表される行列（行ベクトル）である。式（１２）においてCHは以下の式（１５）により示される、係数β(O)nm,lからなる行列Ｃのエルミート転置行列を示している。
【０１１５】
さらに、式（１３）においてaHは、以下の式（１６）により示される、係数a(O)nmからなる行列（行ベクトル）ａのエルミート転置行列を示している。
【０１１６】
【数１４】
2018211984.tif 000016
【０１１７】
【数１５】
2018211984.tif 000017
【０１１８】
【数１６】
2018211984.tif 000018
【０１１９】
ここで、音場（波面）を再現しようとする領域を制御領域Ｖとすると、次式（１７）に示す式の最小化問題の解を求めることで、グローバルアレイを構成する各スピーカユニットの駆動信号の時間周波数スペクトルからなる行列Ｄを得ることができる。
【０１２０】
【数１７】
2018211984.tif 000019
【０１２１】
なお、式（１７）における行列Ｄは、次式（１８）に示すように各スピーカインデクスｌのスピーカユニットのスピーカ駆動信号の時間周波数スペクトルｄｌからなる行列である。
【０１２２】
【数１８】
2018211984.tif 000020
【０１２３】
また、制御領域Ｖの半径をＲOとすると、式（１２）および式（１３）を用いて式（１７）を展開することで、時間周波数スペクトルｄｌからなる行列Ｄは、最終的に以下の式（１９）により求めることができる。
【０１２４】
【数１９】
2018211984.tif 000021
【０１２５】
なお、式（１９）においてＷは次式（２０）に示す行列であり、行列Ｗの要素であるwnmは以下の式（２１）により示されるものである。
【０１２６】
【数２０】
2018211984.tif 000022
【０１２７】
【数２１】
2018211984.tif 000023
【０１２８】
式（２１）においてδnmはクロネッカーのデルタを示しており、式（２０）に示す行列Ｗは対角行列となる。
【０１２９】
駆動信号生成部２１は、供給された音源信号Ｓに基づいて得られる、上述した式（１１）により示される係数a(O)nmを用いて式（１９）を計算することで、グローバルアレイ２３を構成する各スピーカユニットの時間周波数スペクトルｄｌを求め、時間周波数合成部２２に供給する。ここで、スピーカインデクスｌのスピーカユニットは、グローバルアレイ２３を構成する、通常スピーカ３１そのものや高次スピーカ３２を構成するスピーカユニットに対応する。
【０１３０】
なお、式（１７）を展開して時間周波数スペクトルｄｌを求める方法については、例えば「植野他，”受聴エリア事前情報を用いた音場再現―直線状アレイによる検証―，” 日本音響学会秋季研究発表会講演論文集, 2016, pp. 415-418.」などに詳細に記載されている。
【０１３１】
（時間周波数合成部）
時間周波数合成部２２は、駆動信号生成部２１から供給されたスピーカ駆動信号の時間周波数スペクトルｄｌに対してIDFTにより時間周波数合成を行い、時間信号である各スピーカインデクスｌのスピーカユニットのスピーカ駆動信号を求める。
【０１３２】
例えば、時間周波数インデクスをntfとして、スピーカインデクスｌのスピーカユニットの時間周波数スペクトルｄｌを時間周波数スペクトルD(l,ntf)と記すこととする。
【０１３３】
この場合、時間周波数合成部２２は、次式（２２）を計算することで、スピーカインデクスｌのスピーカユニットのスピーカ駆動信号d(l,nt)を求める。
【０１３４】
【数２２】
2018211984.tif 000024
【０１３５】
なお、式（２２）においてntは時間インデクスを示しており、MdtはIDFTのサンプル数を示しており、ｉは虚数を示している。
【０１３６】
時間周波数合成部２２は、このようにして得られたスピーカ駆動信号d(l,nt)を、グローバルアレイ２３を構成する各スピーカユニットに供給し、音を出力させる。
【０１３７】
〈音場形成処理の説明〉
続いて、音場形成装置１１の動作について説明する。すなわち、以下、図４のフローチャートを参照して、音場形成装置１１により行われる音場形成処理について説明する。
【０１３８】
ステップＳ１１において、駆動信号生成部２１は、供給された音源信号に基づいて、グローバルアレイ２３を構成する各スピーカユニットのスピーカ駆動信号の時間周波数スペクトルを生成し、時間周波数合成部２２に供給する。
【０１３９】
例えば駆動信号生成部２１は、音源信号に基づいて、式（１１）により得られる係数a(O)nmを用いて式（１９）を計算することで、グローバルアレイ２３を構成する各スピーカユニットの時間周波数スペクトルを生成する。
【０１４０】
ステップＳ１２において、時間周波数合成部２２は、駆動信号生成部２１から供給されたスピーカ駆動信号の時間周波数スペクトルに対して時間周波数合成を行って、グローバルアレイ２３を構成する各スピーカユニットのスピーカ駆動信号を生成する。
【０１４１】
例えば時間周波数合成部２２は、式（２２）を計算することで各スピーカユニットのスピーカ駆動信号を生成し、グローバルアレイ２３に供給する。
【０１４２】
ステップＳ１３において、グローバルアレイ２３は、時間周波数合成部２２から供給されたスピーカ駆動信号に基づいて音を出力する。これにより所望の音場、すなわち所望の波面が形成され、音源信号に基づく音が再生される。
【０１４３】
このようにして音場が形成されると音場形成処理は終了する。
【０１４４】
以上のようにして音場形成装置１１は、音源信号に基づいてスピーカ駆動信号を生成し、グローバルアレイ２３により音源信号に基づく音を再生する。特にグローバルアレイ２３では、通常スピーカ３１と高次スピーカ３２とを組み合わせて用いることにより、低コストでも十分な音場再現性を得ることができる。
【０１４５】
音場形成装置１１のように、供給された音源信号に基づいて演算により直接、スピーカ駆動信号を生成する方法は、音源信号が予め定められているときなどに特に有用である。音源信号が予め定められている場合、スピーカ駆動信号を予め生成しておけば、必要となったときに直ちにコンテンツ等の音の再生を行うことができる。
【０１４６】
〈第２の実施の形態〉
〈音場形成装置の構成例〉
なお、スピーカ駆動信号を生成する場合に、予め所望の波面を形成するためのフィルタ係数を生成しておき、フィルタ係数と音源信号との畳み込み処理によりスピーカ駆動信号を生成するようにしてもよい。
【０１４７】
そのような場合、音場形成装置は、例えば図５に示すように構成される。なお、図５において図１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１４８】
図５に示す音場形成装置７１は、フィルタ係数記録部８１、フィルタ係数重畳部８２、およびグローバルアレイ２３を有している。
【０１４９】
フィルタ係数記録部８１は、予め生成された所定の波面を再現（形成）するためのフィルタ係数を記録しており、記録しているフィルタ係数をフィルタ係数重畳部８２に供給する。
【０１５０】
フィルタ係数重畳部８２は、供給された音源信号と、フィルタ係数記録部８１から供給されたフィルタ係数とを畳み込むことで、グローバルアレイ２３を構成する各スピーカユニットのスピーカ駆動信号を生成し、グローバルアレイ２３に供給する。換言すれば、フィルタ係数と音源信号とに基づくフィルタ処理により各スピーカユニットのスピーカ駆動信号が生成される。
【０１５１】
音場形成装置７１では、フィルタ処理により迅速にスピーカ駆動信号を得ることができるため、音場形成装置７１は音源信号が頻繁に変化する場合に特に有用である。
【０１５２】
（フィルタ係数記録部）
ここで、音場形成装置７１の各部についてさらに詳細に説明する。
【０１５３】
フィルタ係数記録部８１には、通常スピーカ３１と高次スピーカ３２を複数組み合わせて所定の波面を再現するための、つまり所望の音場を形成するためのオーディオフィルタのフィルタ係数が記録されている。
【０１５４】
例えばスピーカインデクスｌのスピーカユニットについての時間インデクスntのフィルタ係数をh(l,nt)と記すこととする。この場合、式（１０）に示した係数a(O)nmを用いて式（１９）および式（２２）を計算することで得られたスピーカ駆動信号d(l,nt)がフィルタ係数h(l,nt)として用いられる。
【０１５５】
フィルタ係数記録部８１は、予め生成されたフィルタ係数h(l,nt)を記録しており、フィルタ係数重畳部８２にフィルタ係数h(l,nt)を供給する。
【０１５６】
（フィルタ係数重畳部）
フィルタ係数重畳部８２は、フィルタ係数記録部８１から供給されたフィルタ係数h(l,nt)と、供給された音源信号とを畳み込んで各スピーカユニットのスピーカ駆動信号d(l,nt)を求める。フィルタ係数重畳部８２は、得られたスピーカ駆動信号をグローバルアレイ２３を構成する各スピーカユニットに供給し、音を出力させる。
【０１５７】
例えば時間信号である音源信号をx(nt)とすると、フィルタ係数重畳部８２は次式（２３）を計算することでフィルタ係数h(l,nt)と音源信号x(nt)との畳み込みを行い、スピーカ駆動信号d(l,nt)を算出する。
【０１５８】
【数２３】
2018211984.tif 000025
【０１５９】
なお、式（２３）において、Ｎはフィルタ係数h(l,nt)からなるオーディオフィルタのフィルタ長を示している。
【０１６０】
〈音場形成処理の説明〉
続いて、音場形成装置７１の動作について説明する。すなわち、以下、図６のフローチャートを参照して、音場形成装置７１により行われる音場形成処理について説明する。
【０１６１】
ステップＳ５１において、フィルタ係数重畳部８２はフィルタ係数記録部８１からフィルタ係数h(l,nt)を読み出す。
【０１６２】
ステップＳ５２において、フィルタ係数重畳部８２は、ステップＳ５１の処理において読み出したフィルタ係数h(l,nt)と、供給された音源信号x(nt)とに基づいてスピーカ駆動信号d(l,nt)を生成し、グローバルアレイ２３に供給する。
【０１６３】
例えばステップＳ５２では、上述した式（２３）の計算が行われてグローバルアレイ２３を構成する各スピーカユニットのスピーカ駆動信号d(l,nt)が生成される。
【０１６４】
ステップＳ５３において、グローバルアレイ２３は、フィルタ係数重畳部８２から供給されたスピーカ駆動信号d(l,nt)に基づいて音を出力する。これにより、所望の音場、すなわち所望の波面が形成され、音源信号に基づく音が再生される。
【０１６５】
このようにして音場が形成されると音場形成処理は終了する。
【０１６６】
以上のようにして音場形成装置７１は、音源信号に基づいてスピーカ駆動信号を生成し、グローバルアレイ２３により音源信号に基づく音を再生する。音場形成装置７１においても音場形成装置１１における場合と同様に、通常スピーカ３１と高次スピーカ３２とを組み合わせて用いることで、低コストでも十分な音場再現性を得ることができる。
【０１６７】
〈本技術の適用例１〉
〈スピーカの不等密度配置について〉
ところで、本技術を適用したグローバルアレイでは、通常スピーカや高次スピーカの配置を球状配置などの３次元的な配置としてもよいし、環状配置などの２次元的な配置としてもよい。
【０１６８】
また、通常スピーカや高次スピーカを等密度（等間隔）に配置してもよいし、不等密度（不等間隔）に配置してもよい。
【０１６９】
例えばグローバルアレイを構成する通常スピーカや高次スピーカを不等密度配置する場合、図７に示す配置とすることができる。
【０１７０】
図７に示す例では、本技術を適用したグローバルアレイ１１１は、通常スピーカ１２１−１乃至通常スピーカ１２１−６と、高次スピーカ１２２−１乃至高次スピーカ１２２−３とから構成される。このグローバルアレイ１１１は、図２のグローバルアレイ２３に対応する。
【０１７１】
なお、以下、通常スピーカ１２１−１乃至通常スピーカ１２１−６を特に区別する必要のない場合、単に通常スピーカ１２１とも称し、高次スピーカ１２２−１乃至高次スピーカ１２２−３を特に区別する必要のない場合、単に高次スピーカ１２２とも称する。
【０１７２】
ここでは、６個の通常スピーカ１２１と、３個の高次スピーカ１２２とが不等密度で環状に配置されてグローバルアレイ１１１とされている。
【０１７３】
すなわち、グローバルアレイ１１１における図中、右側の部分には、グローバルアレイ１１１における図中、左側の部分と比べて、より多くの通常スピーカ１２１および高次スピーカ１２２が配置されており、この部分のスピーカ密度が高くなっている。特に、全ての高次スピーカ１２２がグローバルアレイ１１１における図中、右側の部分に配置されている。
【０１７４】
ここで、グローバルアレイ１１１の内側の領域における波面再現性を考える。
【０１７５】
通常スピーカ１２１や高次スピーカ１２２を不等密度で配置したときには、一般的にはスピーカ密度の高い方向から、グローバルアレイ１１１の中心位置へと向かって伝搬する波面の再現性は高くなる。これに対して、スピーカ密度の低い方向から、グローバルアレイ１１１の中心位置へと向かって伝搬する波面の再現性は低くなる。
【０１７６】
図７に示す例では、グローバルアレイ１１１の図中、右側において、スピーカ密度が高くなっている。
【０１７７】
そのため、グローバルアレイ１１１の図中、右側からグローバルアレイ１１１の中心位置へと伝搬してくる波面をより高精度に再現することができる。
【０１７８】
例えば図７に示す例では、グローバルアレイ１１１の外側の領域における、通常スピーカ１２１や高次スピーカ１２２の数が多い側、つまりグローバルアレイ１１１の図中、右上側に音源AS11が位置している。そして、その音源AS11から発せられた音の波面は、音源AS11からグローバルアレイ１１１の中心方向へと伝搬する。
【０１７９】
したがって、グローバルアレイ１１１を用いれば、グローバルアレイ１１１の内側の領域において音源AS11からの音の波面を高精度に再現することができる。
【０１８０】
同様にグローバルアレイ１１１を用いれば、例えば矢印Ｑ１１に示すようにグローバルアレイ１１１の図中、右下からグローバルアレイ１１１の中心位置へと向かって伝搬する波面も高精度に再現することができる。
【０１８１】
以上のことから、例えば再生するコンテンツによって、音の波面の到来方向が限定的である場合には、波面が到来する方向側におけるスピーカ密度が高くなるようにグローバルアレイ１１１のスピーカ配置を定めればよい。このようにすることで、コンテンツの音の波面を高い再現性で形成することができるだけでなく、グローバルアレイ１１１のスピーカ数も削減することができる。
【０１８２】
また、グローバルアレイにより音場（波面）を再現しようとする領域である制御領域の形状等に応じて、グローバルアレイを構成する通常スピーカおよび高次スピーカの配置を定めれば、低コストで効率的に音場形成を行うことができる。
【０１８３】
グローバルアレイ外側における音場を再現したい方向（領域）が限定的である場合には、例えば図８に示すようなスピーカ配置とすればよい。なお、図８において図７における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１８４】
図８に示す例では、グローバルアレイ１１１の外側と内側を含む領域Ｒ２１が、グローバルアレイ１１１により音場を再現したい制御領域（以下、制御領域Ｒ２１とも称する）となっている。
【０１８５】
グローバルアレイ１１１の外側の領域に音場を形成しようとする場合、十分高い精度で音場を再現するためには、その領域近傍に高次スピーカ１２２を配置する必要がある。
【０１８６】
ここでは、グローバルアレイ１１１の外側の領域のうち、グローバルアレイ１１１の図中、左側の領域は制御領域Ｒ２１とはなっていないので、グローバルアレイ１１１の図中、左側には高次スピーカ１２２が配置されておらず、スピーカ密度も低くなっている。
【０１８７】
これに対して、グローバルアレイ１１１の外側の領域のうち、グローバルアレイ１１１の図中、右側の領域は制御領域Ｒ２１内に含まれているので、グローバルアレイ１１１の図中、右側には高次スピーカ１２２が数多く配置され、スピーカ密度も高くなっている。
【０１８８】
このようにグローバルアレイ１１１の外側において、音場を再現したい領域が限定的である場合には、その音場を再現したい領域近傍に高次スピーカ１２２を高い密度で配置し、音場再現が不要な領域近傍ではスピーカ密度を低くすればよい。
【０１８９】
これにより、グローバルアレイ１１１の内側および外側において、少ないスピーカ数でも効率的に十分な精度で音場（波面）を再現することができる。
【０１９０】
但し、グローバルアレイの外側で音場を再現するのに十分な数のスピーカがない場合には、例えば図９に示すように制御領域はグローバルアレイの内側の領域となる。
【０１９１】
図９に示す例では、グローバルアレイ１５１は、通常スピーカ１６１−１乃至通常スピーカ１６１−４と、高次スピーカ１６２−１乃至高次スピーカ１６２−４とから構成されている。このグローバルアレイ１５１は、図２のグローバルアレイ２３に対応する。
【０１９２】
なお、以下、通常スピーカ１６１−１乃至通常スピーカ１６１−４を特に区別する必要のない場合、単に通常スピーカ１６１とも称し、高次スピーカ１６２−１乃至高次スピーカ１６２−４を特に区別する必要のない場合、単に高次スピーカ１６２とも称する。
【０１９３】
ここでは、４個の通常スピーカ１６１と、４個の高次スピーカ１６２が等密度（等間隔）で環状に配置されている。
【０１９４】
しかし、この例ではグローバルアレイ１５１の半径に対して、十分な数の通常スピーカ１６１および高次スピーカ１６２がないため、グローバルアレイ１５１の内側にある円形状の領域が制御領域となっている。すなわち、グローバルアレイ１５１の外側の領域では、十分な再現性で音場（波面）を形成することができない。
【０１９５】
ここでは、グローバルアレイ１５１の中心位置を含む円形状の領域Ｒ４１と、その領域Ｒ４１を囲む円環状（リング状）の領域Ｒ４２とからなる領域がグローバルアレイ１５１の制御領域となっている。
【０１９６】
領域Ｒ４１は、主に通常スピーカ１６１により音場が形成される０次制御領域であり、領域Ｒ４２は、主に高次スピーカ１６２により音場が形成される高次制御領域である。
【０１９７】
〈本技術の適用例２〉
〈高次スピーカの組み合わせについて〉
さらに、以上においては、グローバルアレイを構成する高次スピーカは全て同じ種類のものが用いられる例について説明したが、互いに異なる複数種類の高次スピーカを組み合わせてグローバルアレイを構成するようにしてもよい。
【０１９８】
ここでは、高次スピーカの種類が異なるとは、例えば高次スピーカを構成するスピーカユニットの数や大きさ、環状や球状など高次スピーカとしてのスピーカアレイの形状、高次スピーカにより再現可能な指向性の数（次数）等が異なることをいう。
【０１９９】
異なる種類の高次スピーカを組み合わせてグローバルアレイを構成する場合、例えば本技術を適用したグローバルアレイは図１０に示すように構成される。
【０２００】
図１０に示すグローバルアレイ１９１は、通常スピーカ２０１−１乃至通常スピーカ２０１−８と、高次スピーカ２０２−１乃至高次スピーカ２０２−３と、高次スピーカ２０３−１乃至高次スピーカ２０３−５とから構成される。このグローバルアレイ１９１は、図２のグローバルアレイ２３に対応する。
【０２０１】
なお、以下、通常スピーカ２０１−１乃至通常スピーカ２０１−８を特に区別する必要のない場合、単に通常スピーカ２０１とも称し、高次スピーカ２０２−１乃至高次スピーカ２０２−３を特に区別する必要のない場合、単に高次スピーカ２０２とも称する。また、以下、高次スピーカ２０３−１乃至高次スピーカ２０３−５を特に区別する必要のない場合、単に高次スピーカ２０３とも称する。
【０２０２】
ここでは、８個の通常スピーカ２０１、３個の高次スピーカ２０２、および５個の高次スピーカ２０３が不等密度（等間隔）で環状に配置されている。
【０２０３】
また、高次スピーカ２０２と高次スピーカ２０３とは互いに異なる種類の高次スピーカとなっている。すなわち、例えば高次スピーカ２０２は、高次スピーカ２０３と比較してより多くのスピーカユニットから構成されており、高次スピーカ２０３と比較してより高い次数の指向性まで再現可能な高次スピーカである。
【０２０４】
グローバルアレイ１９１の制御領域に応じて、通常スピーカ２０１、高次スピーカ２０２、および高次スピーカ２０３の配置位置やスピーカ数、高次スピーカの種類等を適切に決定すれば、低コストで効率よく十分な再現性で音場を形成することができる。
【０２０５】
特に、制御領域のうちの通常スピーカ２０１が制御できる０次制御領域で必要とされる音場（波面）の再現性に応じて、通常スピーカ２０１や、高次スピーカ２０２、高次スピーカ２０３の配置位置と配置数などを決定すれば、０次制御領域において効率よく十分に高い再現性で音場を形成することができる。
【０２０６】
同様に、制御領域のうちの高次制御領域で必要とされる音場（波面）の再現性に応じて、高次スピーカ２０２や高次スピーカ２０３の配置位置、配置数、種類などを決定すれば、高次制御領域において効率よく十分に高い再現性で音場を形成することができる。
【０２０７】
〈コンピュータの構成例〉
ところで、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のコンピュータなどが含まれる。
【０２０８】
図１１は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。
【０２０９】
コンピュータにおいて、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１，ＲＯＭ（Read Only Memory）５０２，ＲＡＭ（Random Access Memory）５０３は、バス５０４により相互に接続されている。
【０２１０】
バス５０４には、さらに、入出力インターフェース５０５が接続されている。入出力インターフェース５０５には、入力部５０６、出力部５０７、記録部５０８、通信部５０９、及びドライブ５１０が接続されている。
【０２１１】
入力部５０６は、キーボード、マウス、マイクアレイ、撮像素子などよりなる。出力部５０７は、ディスプレイ、スピーカアレイなどよりなる。記録部５０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部５０９は、ネットワークインターフェースなどよりなる。ドライブ５１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体５１１を駆動する。
【０２１２】
以上のように構成されるコンピュータでは、ＣＰＵ５０１が、例えば、記録部５０８に記録されているプログラムを、入出力インターフェース５０５及びバス５０４を介して、ＲＡＭ５０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０２１３】
コンピュータ（ＣＰＵ５０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブル記録媒体５１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０２１４】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブル記録媒体５１１をドライブ５１０に装着することにより、入出力インターフェース５０５を介して、記録部５０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部５０９で受信し、記録部５０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ＲＯＭ５０２や記録部５０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０２１５】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０２１６】
また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２１７】
例えば、本技術は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
【０２１８】
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０２１９】
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０２２０】
また、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
【０２２１】
さらに、本技術は、以下の構成とすることも可能である。
【０２２２】
（１）
複数の高次スピーカと、複数の通常スピーカとから構成され、
前記通常スピーカにより制御可能な第１の領域の外側にある第２の領域における波面の再現性に応じて前記高次スピーカの種類、数、または配置位置が定められた
スピーカアレイ。
（２）
前記第１の領域における波面の再現性に応じて、前記高次スピーカおよび前記通常スピーカの数または配置位置が定められている
（１）に記載のスピーカアレイ。
（３）
前記複数の前記高次スピーカおよび前記複数の前記通常スピーカが不等密度で配置されている
（１）または（２）に記載のスピーカアレイ。
（４）
前記複数の前記高次スピーカのなかには、互いに異なる種類の前記高次スピーカが含まれている
（１）乃至（３）の何れか一項に記載のスピーカアレイ。
（５）
互いに異なる種類の前記高次スピーカは、再現可能な指向性が異なる前記高次スピーカである
（４）に記載のスピーカアレイ。
（６）
前記高次スピーカは、複数の指向性を再現可能なスピーカである
（１）乃至（５）の何れか一項に記載のスピーカアレイ。
（７）
前記通常スピーカは、単一の指向性のみ再現可能なスピーカである
（１）乃至（６）の何れか一項に記載のスピーカアレイ。
（８）
複数の高次スピーカと、複数の通常スピーカとから構成され、前記通常スピーカにより制御可能な第１の領域の外側にある第２の領域における波面の再現性に応じて前記高次スピーカの種類、数、または配置位置が定められたスピーカアレイと、
音源信号に基づいて、前記スピーカアレイの駆動信号を生成する駆動信号生成部と
を備える信号処理装置。
（９）
前記第１の領域における波面の再現性に応じて、前記高次スピーカおよび前記通常スピーカの数または配置位置が定められている
（８）に記載の信号処理装置。
（１０）
前記複数の前記高次スピーカおよび前記複数の前記通常スピーカが不等密度で配置されている
（８）または（９）に記載の信号処理装置。
（１１）
前記複数の前記高次スピーカのなかには、互いに異なる種類の前記高次スピーカが含まれている
（８）乃至（１０）の何れか一項に記載の信号処理装置。
（１２）
互いに異なる種類の前記高次スピーカは、再現可能な指向性が異なる前記高次スピーカである
（１１）に記載の信号処理装置。
（１３）
前記高次スピーカは、複数の指向性を再現可能なスピーカである
（８）乃至（１２）の何れか一項に記載の信号処理装置。
（１４）
前記通常スピーカは、単一の指向性のみ再現可能なスピーカである
（８）乃至（１３）の何れか一項に記載の信号処理装置。
【符号の説明】
【０２２３】
１１  音場形成装置，  ２１  駆動信号生成部，  ２２  時間周波数合成部，  ２３  グローバルアレイ，  ３１−１乃至３１−８，３１  通常スピーカ，  ３２−１乃至３２−４，３２  高次スピーカ，  ８１  フィルタ係数記録部，  ８２  フィルタ係数重畳部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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