(57)【要約】  【目的】ヘッドホン再生時にステレオ入力信号に対してステレオ感、左右の音の移動感を保ちつつサラウンド効果を引き出すことができるオーディオ再生装置を提供する。  【構成】サラウンド音場処理手段において、ヘッドホン再生時に、各チャンネルのオーディオ信号Ｌ Input Data、Ｒ Input Dataのチャンネル相互のクロストーク成分の合成処理を削除し、各々のチャンネルのスピーカＬ Speaker、Ｒ Speakerから聴取位置と想定される位置の聴取者のそれぞれの側の耳（Ｌ側耳、Ｒ側耳）まで至る直接音（Ｌ側耳では頭部伝達関数ＨＬＬ、Ｒ側耳では頭部伝達関数ＨＲＲ）と壁面２からの４つの反射音のみについての頭部伝達関数（Ｌ側耳ではＨＬＬ１〜ＨＬＬ４、Ｒ側耳ではＨＲＲ１〜ＨＲＲ４）を用いて各チャンネルのサラウンド音場処理を行う構成である。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２チャンネルオーディオ信号のサラウンド音場処理において、各チャンネルのオーディオ信号のチャンネル相互のクロストーク成分の合成処理を行うサラウンド音場処理手段と、サラウンド音場処理されたオーディオ信号のスピーカシステムへの再生出力手段及びヘッドホンへの再生出力手段と、を備えるオーディオ再生装置において、
前記サラウンド音場処理手段は、前記サラウンド音場処理されたオーディオ信号の再生がヘッドホンによる再生であるか否かを検出し、ヘッドホンによる再生であることを検出した場合に、各チャンネルのオーディオ信号のチャンネル相互のクロストーク成分の合成処理を停止し、各々のチャンネルのスピーカから聴取位置と想定される位置の聴取者のそれぞれの側の耳まで至る直接音のみ、または直接音と壁面からの反射音のみについての頭部伝達関数を用いて各チャンネルのサラウンド音場処理を行うことを特徴とするオーディオ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音楽データを再生するオーディオ再生装置に関し、特に、ヘッドホン再生時のサラウンド音場処理の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＭラジオ放送やコンパクトディスク、ミニディスクなどの記録媒体に記録された左右チャンネル（Ｌｃｈ，Ｒｃｈ）の２チャンネル音楽データを再生するオーディオ再生装置のヘッドホン再生におけるサラウンド音場処理による頭外音像定位は、あたかも聴取者の前方左右のＬｃｈ，Ｒｃｈのスピーカシステムから音声が聞こえるようにするため、音源（スピーカ）から聴取者の両耳までの音響伝達特性を実測もしくはシミュレーションにて測定し、得られた頭部伝達関数を用いた信号処理によって実現するのが一般的である。
【０００３】
図６は上記ヘッドホン再生による頭外音像定位の簡単なイメージ図であり、ＨＬＬ，ＨＬＲ，ＨＲＲ，ＨＲＬはそれぞれ音源から両耳までの頭部伝達関数である。例えば、頭部伝達関数ＨＬＲは左（Ｌ）スピーカから右耳（Ｒ）に至る頭部伝達関数（Ｈ）であることを示す。
【０００４】
図７は上記信号処理の内容を説明する図であり、ヘッドホン１の左右Ｌ，Ｒから出力されるオーディオ信号Ｌ Output、Ｒ Outputは次式（１）、（２）のように表すことができる。
【０００５】
【数１】
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【０００６】
【数２】
2006080709.tif 000004
また、より精密なサラウンド音場処理手段では、図８に示されるヘッドホン再生による頭外音像定位の簡単なイメージ図及び図９に示されるそのＬ側耳の信号処理の内容を説明する図のように、Ｌ側耳に至る音として、左右のスピーカからの直接音（太い実線と破線）のみならず壁面２から反射して両耳に至る複数の（図８では４本）反射音（細い実線と破線）をも処理対象に加えることが多い（Ｒ側耳も同様）。
【０００７】
なお、上述のようなヘッドホン再生における頭外音像定位のためのクロストーク成分の合成処理を含むサラウンド音場処理を行うオーディオ再生装置に関する公知文献として下記［特許文献１］がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−６５４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般的なサラウンド音場処理の理屈に沿った合成処理では、図６に於ける点線信号のＬｃｈスピーカからの音がＲ側耳から聞こえるクロストーク成分と、Ｒｃｈスピーカからの音がＬ側耳から聞こえるクロストーク成分（上式（１）、（２）の右辺の第２項）を考慮する必要があると考えられている。即ち、式（１）、（２）では左チャンネル出力Ｌ Headphone Outには、Ｒ Input×ＨＲＬが、Ｒ Headphone OutにはＬ Input×ＨＬＲが加算されている。
【００１０】
ところが、ヘッドホン再生において、上記オーディオ信号のクロストーク成分を含む合成処理では、どちらか片チャンネルしか入力信号がなくとも両チャンネルから音声が聞こえることとなってしまう。これは聴感上、ステレオ音声がモノラル音声に近くなってしまい、右から左（左から右）への横方向の音声の移動感が少なくなるということが本発明者の試験によって判明した（後述の図５及びその説明の段落参照）。
【００１１】
ヘッドホン再生による聴取では、スピーカによる聴取では有効であった各チャンネルのオーディオ信号のチャンネル相互のクロストーク成分の合成処理が却ってヘッドホン再生時の音声の左右への広がり感を損なう結果となっていると考えられる。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、オーディオ再生装置のヘッドホン再生時における横方向への音の広がり感を向上したオーディオ再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、２チャンネルオーディオ信号Ｌ Input、Ｒ Inputのサラウンド音場処理において、各チャンネルのオーディオ信号Ｒ Input、Ｌ Inputのチャンネル相互のクロストーク成分Ｒ Input×ＨＲＬ、Ｌ Input×ＨＬＲの合成処理を行うサラウンド音場処理手段と、サラウンド音場処理されたオーディオ信号Ｌ Output、Ｒ Outputのスピーカシステムへの再生出力手段及びヘッドホン１への再生出力手段と、を備えるオーディオ再生装置において、
前記サラウンド音場処理手段は、前記サラウンド音場処理されたオーディオ信号Ｌ Output、Ｒ Outputの再生がヘッドホン１による再生であるか否かを検出し、ヘッドホン１による再生であることを検出した場合に、各チャンネルのオーディオ信号Ｒ Input、Ｌ Inputのチャンネル相互のクロストーク成分Ｒ Input×ＨＲＬ、Ｌ Input×ＨＬＲの合成処理を停止し、各々のチャンネルのスピーカＬ Speaker、Ｒ Speakerから聴取位置と想定される位置の聴取者のそれぞれの側の耳（Ｌ側耳、Ｒ側耳）まで至る直接音（太い実線）のみ、または直接音と壁面２からの反射音（細い実線）のみについての頭部伝達関数（Ｌ側耳に関しては、ＨＬＬ、ＨＬＬ１〜ＨＬＬ４となり、Ｒ側耳についても同様となる。）を用いて各チャンネルのサラウンド音場処理を行うことを特徴とするオーディオ再生装置を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るオーディオ再生装置は上記のように構成されているため、ヘッドホン再生時に、サラウンド音場処理におけるクロストーク成分の処理を停止（遮断）するので、横方向（左右）への音の広がり感がより大きくなるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係るオーディオ再生装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同等であるオーディオ再生装置のサラウンド音場処理部以外の部分は表記及び説明を省略し、専らヘッドホン再生時のサラウンド音場処理手段について詳述する。
【００１６】
図１は本発明に係るオーディオ再生装置のサラウンド音場処理手段の最も簡易な信号処理例を説明するための概念図である。図２は本発明に係る前記サラウンド音場処理手段の最も簡易な信号処理の内容を説明するための図である。図３は本発明に係るオーディオ再生装置のサラウンド音場処理手段の最良の信号処理例を説明するための概念図である。図４は前記最良の信号処理例の内容（一部）を説明するための図である。図５はヘッドホン再生時における（ａ）入力データ（音楽データ）の波形と、（ｂ）従来の図９に相当するクロストーク成分を含む合成処理を行った場合の出力波形と、本発明に係る図４に相当する合成処理を行った場合の出力波形の比較図である。
【００１７】
図１または図２に示されるサラウンド音場処理手段（一般にＤＳＰによる信号遅延、合成処理）においては、ヘッドホン再生時に、スピーカ再生では行われていた各チャンネルのオーディオ信号Ｌ Input Data、Ｒ Input Dataのチャンネル相互のクロストーク成分Ｒ Input×ＨＲＬ、Ｌ Input×ＨＬＲの合成処理を停止し、各々のチャンネルのスピーカＬ Speaker、Ｒ Speakerから聴取位置と想定される位置の聴取者のそれぞれの側の耳（Ｌ側耳、Ｒ側耳）まで至る直接音のみについての頭部伝達関数ＨＬＬまたはＨＲＲを用いて各チャンネルのサラウンド音場処理を行う構成となっている。
【００１８】
図３または図４に示されるサラウンド音場処理手段においては、ヘッドホン再生時に（ヘッドホンジャックをプラグに差し込んだ際に出力切り換えが行われたことを検出して、ヘッドホンによる再生であることを検出する。）、スピーカ再生では行われていた各チャンネルのオーディオ信号Ｌ Input Data、Ｒ Input Dataのチャンネル相互のクロストーク成分の合成処理を停止し、各々のチャンネルのスピーカＬ Speaker、Ｒ Speakerから聴取位置と想定される位置の聴取者のそれぞれの側の耳（Ｌ側耳、Ｒ側耳）まで至る直接音（Ｌ側耳では頭部伝達関数ＨＬＬ、Ｒ側耳では頭部伝達関数ＨＲＲ）と壁面２からの４つの反射音（Ｌ側耳ではＨＬＬ１〜ＨＬＬ４、Ｒ側耳ではＨＲＲ１〜ＨＲＲ４）のみについての頭部伝達関数を用いて各チャンネルのサラウンド音場処理を行う構成となっている。
【００１９】
なお、図３では左右の反射音それぞれ４本を考慮した空間に於いて、Ｌ側の耳に届く信号ラインの例が示されている。
【００２０】
次に、図５に示されるポータブルオーディオ再生装置における図３及び図４に表された本発明に係るサラウンド音場処理をヘッドホン再生時に行った場合の出力波形（ｃ）と、入力波形（ａ）と、通常のクロストーク成分を含むサラウンド合成処理を行った場合の出力波形（ｂ）との実測データを比較する。左側から右へと時間経過を表す。
【００２１】
先ず、入力波形（ａ）は、右から左へとシャカシャカ音が移動していく波形であり、時間経過とともにＲｃｈからＬｃｈへの波形変化が確認できる。
【００２２】
次に、従来のサラウンド音場処理の出力波形（ｂ）では、初期の段階で、入力ではＲｃｈのみに波形が見られる箇所が、クロストーク成分の合成によってＬｃｈにも波形が確認できる箇所があることが判る。また、Ｌｃｈ，Ｒｃｈの出力波形レベル差が入力波形に比べて小さくなっていることが判る。これは左右の音の移動感が少なくなっている事を意味している。
【００２３】
次に、本発明のサラウンド音場処理の出力波形（ｃ）では、左右への音の移動感が保たれていることが分かる。聴感上では左右へ広がるサラウンド効果も表れていることが確認されている。
【００２４】
このようにヘッドホン再生時には、サラウンド音場処理において、左右のオーディオ入力信号を独立に処理を行う為、ステレオの入力信号に対してはステレオ感、左右の音の移動感を保ちつつ、音の広がるサラウンド効果を引き出すことができる。またモノラル信号に対しても左右異なる頭部伝達関数を使用した際、仮想的なステレオ信号を再生し、サラウンド効果を引き出すこともできる。
【００２５】
なお、付言すれば、上記構成はサラウンド音場処理されたオーディオ信号のスピーカシステムへの再生出力手段及びヘッドホンへの再生出力手段と、を備えるオーディオコンポのようなスピーカシステムを備えるオーディオ再生装置を例とするが、勿論、本発明は外部スピーカを接続する外部出力端子を備え、通常はヘッドホン再生（イヤホン再生を含む）を前提とするポータブルタイプのオーディオ再生装置でも可能なことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るオーディオ再生装置のサラウンド音場処理手段の最も簡易な信号処理例を説明するための概念図である。
【図２】本発明に係る前記サラウンド音場処理手段の最も簡易な信号処理の内容を説明するための図である。
【図３】本発明に係るオーディオ再生装置のサラウンド音場処理手段の最良の信号処理例を説明するための概念図である。
【図４】前記最良の信号処理例の内容（一部）を説明するための図である。
【図５】ヘッドホン再生時における（ａ）入力データ（音楽データ）の波形と、（ｂ）従来のクロストーク成分を含む合成処理を行った場合の出力波形と、（ｃ）本発明に係る合成処理を行った場合の出力波形の比較図である。
【図６】従来のヘッドホン再生による頭外音像定位の簡単なイメージ図である。
【図７】従来のサラウンド音場処理手段による信号処理の内容を説明する図である。
【図８】従来のより精密なサラウンド音場処理手段によるヘッドホン再生による頭外音像定位の簡単なイメージ図である。
【図９】従来のより精密なサラウンド音場処理手段によるＬ側耳の信号処理の内容を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    ヘッドホン
２    壁面
ＨＬＬ    左スピーカから左側耳に至る直接音の頭部伝達関数
ＨＲＲ    右スピーカから右側耳に至る直接音の頭部伝達関数
ＨＬＲ    左スピーカから右側耳に至る直接音の頭部伝達関数
ＨＲＬ    右スピーカから左側耳に至る直接音の頭部伝達関数
ＨＬＬ１〜ＨＬＬ４    左スピーカから左側耳に至る反射音の頭部伝達関数
ＨＲＬ１〜ＨＲＬ４    右スピーカから左側耳に至る反射音の頭部伝達関数
【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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