(57)【要約】【課題】音像の定位感の変化を少なくし、最適聴取範囲の拡大を図る。【解決手段】出力端子４１からは、聴取位置の右後方に音像が定位するような処理がされた第１の主信号を含む音響信号が出力される。出力端子４３からは、聴取位置の右後方に音像が定位するような処理と帯域制限の処理がされた補助信号を含む信号が出力される。出力端子４２からは、聴取位置の左後方に音像が定位するような処理がされた第２の主信号を含む音響信号が出力される。出力端子４４からは、聴取位置の左後方に音像が定位するような処理と帯域制限の処理がされた補助信号を含む信号が出力される。各出力端子と接続されたスピーカから放音が行われる。第１および第２の主信号に対し遅延処理をし、補助信号の帯域を低帯域に制限することで、補助信号による音像が先に定位し、聴取位置がずれても聴取者が感じる音像の定位感の変化を少なくすることができる。【選択図】図１
2006304068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する仮想音像定位処理装置において、
左右に配置された第１および第２の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１および第２の出力端子と、
上記第１および第２の音声出力部とそれぞれ近接した位置に配置される第３および第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第３および第４の出力端子と、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる補助信号を生成する少なくとも２以上の補助信号生成部を備え、
上記第１および第３の出力端子の一方の出力端子には少なくとも第１の主信号を含む音響信号が供給され、他方の出力端子には少なくとも上記補助信号生成部で生成された補助信号を含む音響信号が供給され、上記第２および第４の出力端子の一方の出力端子には少なくとも第２の主信号を含む音響信号が供給され、他方の出力端子には少なくとも上記補助信号生成部で生成された補助信号を含む音響信号が供給されること
を特徴とする仮想音像定位処理装置。
【請求項２】
音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する仮想音像定位処理装置において、
左右に配置された第１および第２の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１および第２の出力端子と、
上記第１および第２の音声出力部とそれぞれ近接した位置に配置される第３および第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第３および第４の出力端子と、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成部と、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成部を備え、
上記第１および第３の出力端子の一方の出力端子には、第１の主信号と第１および第２のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第１および第２のいずれか一方の補助信号が供給され、
上記第２および第４の出力端子の一方の出力端子には、第２の主信号と第３および第４のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第３および第４のいずれか一方の補助信号が供給されること
を特徴とする仮想音像定位処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の仮想音像定位処理装置において、
上記第１の補助信号、上記第２の補助信号、上記第３の補助信号および上記第４の補助信号は、それぞれ所定の帯域に制限される音響信号である仮想音像定位処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の仮想音像定位処理装置において、
上記第１および第３の出力端子のいずれか一方の出力端子に供給される音響信号に含まれる第１の主信号に対して遅延処理が行われ、上記第２および第４の出力端子のいずれか一方の出力端子に供給される音響信号に含まれる第２の主信号に対して遅延処理が行われること
を特徴とする仮想音像定位処理装置。
【請求項５】
音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する仮想音像定位処理装置において、
左右に配置された第１および第２の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１および第２の出力端子と、
上記第１および第２の音声出力部とそれぞれ近接した位置に配置される第３および第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第３および第４の出力端子と、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成部と、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成部と、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成部と、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成部とを備え、
第１および第３のいずれか一方の出力端子には、第１の主信号と第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号が供給され、
第２および第４のいずれか一方の出力端子には、第２の主信号と第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号が供給されること
を特徴とする仮想音像定位処理装置。
【請求項６】
音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する仮想音像定位処理装置において、
左右に配置された第１および第２の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１および第２の出力端子と、
上記第１および第２の音声出力部とそれぞれ近接した位置に配置される第３および第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第３および第４の出力端子と、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成部と、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成部と、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成部と、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成部とを備え、
第１および第３のいずれか一方の出力端子には、第１の主信号と第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号が供給され、
第２および第４のいずれか一方の出力端子には、第２の主信号と第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号が供給されること
を特徴とする仮想音像定位処理装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の仮想音像定位処理装置において、
上記第１の補助信号、上記第２の補助信号、上記第３の補助信号、上記第４の補助信号、上記第５の補助信号、上記第６の補助信号、上記第７の補助信号および上記第８の補助信号はそれぞれ所定の帯域に制限される音響信号である仮想音像定位処理装置。
【請求項８】
請求項５または請求項６に記載の仮想音像定位処理装置において、
上記第１および第３の出力端子のいずれか一方の出力端子に供給される音響信号に含まれる第１の主信号に対して遅延処理が行われ、上記第２および第４の出力端子のいずれか一方の出力端子に供給される音響信号に含まれる第２の主信号に対して遅延処理が行われること
を特徴とする仮想音像定位処理装置。
【請求項９】
音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、
近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第１および第２のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第１および第２のいずれか一方の補助信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第３および第４のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第３および第４のいずれか一方の補助信号を供給する供給ステップからなること
を特徴とする仮想音像定位処理方法。
【請求項１０】
音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成ステップと、
近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号を供給する供給ステップからなること
を特徴とする仮想音像定位処理方法。
【請求項１１】
音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成ステップと、
近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号を供給する供給ステップからなること
を特徴とする仮想音像定位処理方法。
【請求項１２】
音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、
近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第１および第２のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第１および第２のいずれか一方の補助信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第３および第４のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第３および第４のいずれか一方の補助信号を供給する供給ステップからなる処理
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１３】
音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成ステップと、
近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号を供給する供給ステップからなる処理
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１４】
音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成ステップと、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成ステップと、
近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号を供給する供給ステップからなる処理
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１５】
音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成し、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成し、
音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成し、
近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第１および第２のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第１および第２のいずれか一方の補助信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第３および第４のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第３および第４のいずれか一方の補助信号を供給すること
で音響再生を行う音響信号再生方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、聴取位置が変更されても、聴取者が立体音響効果を得ることができる仮想音像定位処理装置、仮想音像定位処理方法およびプログラム並びに音響信号再生方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声を立体的に再生する立体音響再生では、複数のチャンネルが用いられることがある。特に、３チャンネル以上をマルチチャンネルと称することがある。マルチチャンネルの代表的な例として、５．１チャンネル方式が広く知られている。５．１チャンネルとは、聴取者に対して前方中央チャンネル（Ｃ）、前方左右チャンネル（Ｌ／Ｒ）、後方左右チャンネル（ＳＬ／ＳＲ）と低域効果（ＬＦＥ（Low Frequency Effect））の補助チャンネル（ＳＷ）からなるチャンネル構成を意味する。５．１チャンネルでは、それぞれのチャンネルに対応するスピーカを聴取者の周囲の所定の位置に配置することで、例えばコンサートホールや映画館にいるような臨場感あるサラウンド再生音を聴取者に提供することができる。
【０００３】
このような５．１チャンネルに代表されるマルチチャンネルオーディオ(またはマルチチャンネルオーディオビジュアル)のソースとしては、例えば、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)オーディオ、ＤＶＤビデオ、スーパーオーディオＣＤなどのパッケージメディアが存在する。また、今後広く普及すると考えられるＢＳ（Broadcasting Satellite）／ＣＳ（Communication Satellite）ディジタル放送や地上波ディジタル放送の音声信号フォーマットにおいても、最大音声チャンネル数として５．１チャンネルが規定されている。
【０００４】
ところで、上述したように５．１チャンネル方式で音声を聴取する場合、聴取者の周囲には各チャンネルに対応する少なくとも６つのスピーカを配置する必要があるため、スピーカを配置することが可能な空間が必要とされる。したがって、６つのスピーカを配置する空間を確保できない場合は、５．１チャンネル方式で音声を聴取することができない。
【０００５】
さらに、近年、聴取者の後方側中央にもスピーカを配置する６．１チャンネルや聴取者の側方から後方にかけて６台のスピーカを配置する９．１チャンネルも提案されているが、その場合はより多くのスピーカを配置することが可能な空間の確保が必要となる。
【０００６】
また、マルチチャンネルを利用した音響再生システムでは、より良好な再生環境を得るために各スピーカが配置される位置に留意しなくてはならない。例えば、５．１チャンネルでは、聴取者を中心とした円弧状に存在する正面のＣスピーカから左右の開き角がそれぞれ３０度の位置にＬ／Ｒスピーカ、左右の開き角が１１０度±１０度の位置にＳＬスピーカ、ＳＲスピーカを配置することが推奨されている。例えば、オーディオの聴取時毎にＳＬスピーカ、ＳＲスピーカを配置するような聴取スタイルでは、ＳＬおよびＳＲスピーカを上述した推奨位置に常に配置することは困難である。
【０００７】
そこで、聴取者の前方のＬ／Ｒスピーカの２チャンネルを用いて、聴取者の周囲のスピーカが存在しない方向からも音が出ているような３次元的な立体音響効果（以下、３次元音響効果と称する）を聴取者に感じさせるバーチャルサラウンドシステムが提案されている。バーチャルサラウンドシステムは、例えば、Ｌ／Ｒスピーカから聴取者の両耳への頭部伝達関数および任意の位置からの聴取者の両耳への頭部伝達関数を求め、頭部伝達関数を用いたマトリクス演算をＬスピーカおよびＲスピーカから出力される信号に施すことで実現される。バーチャルサラウンドシステムでは、聴取者に対して前方左右に配置されたＬスピーカおよびＲスピーカだけにより、聴取者の周囲の所定の位置に音像を定位させることができる。
【０００８】
下記特許文献１には、聴取者の聴取位置を限定せず、臨場感ある音響再生を行う音場信号再生装置に関する発明が記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１７８３９５号公報
【００１０】
また、下記特許文献２には、実際にスピーカが配置されている位置に音像があるのではなく、その位置とは異なる位置に音像があるように聴取者に意識させる音響再生方式および音声信号処理装置に関する発明が記載されている。
【００１１】
【特許文献２】特開平１０−２２４９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したようにバーチャルサウンドシステムでは、ＬスピーカおよびＲスピーカの２チャンネルで３次元音響再生を実現することができる。このとき、ＬスピーカおよびＲスピーカの配置する位置は、聴取者から見て開き角が数十度から６０度程度の位置にすることが推奨される。
【００１３】
しかしながら、２チャンネル再生では、Ｌ／Ｒスピーカが推奨される位置に配置されたとしても、視聴者にとっての最適聴取範囲（以下、適宜、スィートスポットと称する）は狭い範囲となってしまう。この傾向は、Ｌ／Ｒスピーカの開き角が大きくなるほど強くなる。従って、聴取位置がずれてしまったり、複数の聴取者がいる場合は、スウィートスポットから外れてしまい、３次元音響効果を十分に得ることができない問題点があった。また、スウィートスポットから外れると、本来、聴取者が感じる音像の定位感がずれてしまい、聴取者が違和感を感じかねないという問題点があった。
【００１４】
したがって、この発明の目的は、聴取位置がずれた場合や、聴取者が複数いる場合などでも、聴取者が３次元音響効果を得ることができるようにした仮想音像定位処理装置、仮想音像定位処理方法およびプログラム並びに音響信号再生方式を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、この発明の第１の態様は、音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する仮想音像定位処理装置において、左右に配置された第１および第２の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１および第２の出力端子と、第１および第２の音声出力部とそれぞれ近接した位置に配置される第３および第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第３および第４の出力端子と、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる補助信号を生成する少なくとも２以上の補助信号生成部を備え、第１および第３の出力端子の一方の出力端子には少なくとも第１の主信号を含む音響信号が供給され、他方の出力端子には少なくとも補助信号生成部で生成された補助信号を含む音響信号が供給され、第２および第４の出力端子の一方の出力端子には少なくとも第２の主信号を含む音響信号が供給され、他方の出力端子には少なくとも補助信号生成部で生成された補助信号を含む音響信号が供給されることを特徴とする仮想音像定位処理装置である。
【００１６】
この発明の第２の態様は、音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する仮想音像定位処理装置において、左右に配置された第１および第２の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１および第２の出力端子と、第１および第２の音声出力部とそれぞれ近接した位置に配置される第３および第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第３および第４の出力端子と、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成部と、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成部を備え、第１および第３の出力端子の一方の出力端子には、第１の主信号と第１および第２のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第１および第２のいずれか一方の補助信号が供給され、第２および第４の出力端子の一方の出力端子には、第２の主信号と第３および第４のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第３および第４のいずれか一方の補助信号が供給されることを特徴とする仮想音像定位処理装置である。
【００１７】
この発明の第３の態様は、音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する仮想音像定位処理装置において、左右に配置された第１および第２の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１および第２の出力端子と、第１および第２の音声出力部とそれぞれ近接した位置に配置される第３および第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第３および第４の出力端子と、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成部と、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成部と、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成部と、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成部とを備え、第１および第３のいずれか一方の出力端子には、第１の主信号と第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号が供給され、第２および第４のいずれか一方の出力端子には、第２の主信号と第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号が供給されることを特徴とする仮想音像定位処理装置である。
【００１８】
この発明の第４の態様は、音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する仮想音像定位処理装置において、左右に配置された第１および第２の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１および第２の出力端子と、第１および第２の音声出力部とそれぞれ近接した位置に配置される第３および第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第３および第４の出力端子と、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成部と、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成部と、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成部と、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成部とを備え、第１および第３のいずれか一方の出力端子には、第１の主信号と第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号が供給され、第２および第４のいずれか一方の出力端子には、第２の主信号と第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号が供給され、他方の出力端子には、第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号が供給されることを特徴とする仮想音像定位処理装置である。
【００１９】
この発明の第５の態様は、音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第１および第２のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第１および第２のいずれか一方の補助信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第３および第４のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第３および第４のいずれか一方の補助信号を供給する供給ステップからなることを特徴とする仮想音像定位処理方法である。
【００２０】
この発明の第６の態様は、音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成ステップと、近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号を供給する供給ステップからなることを特徴とする仮想音像定位処理方法である。
【００２１】
この発明の第７の態様は、音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成ステップと、近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号を供給する供給ステップからなることを特徴とする仮想音像定位処理方法である。
【００２２】
この発明の第８の態様は、音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第１および第２のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第１および第２のいずれか一方の補助信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第３および第４のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第３および第４のいずれか一方の補助信号を供給する供給ステップからなる処理をコンピュータに実行させるプログラムである。
【００２３】
この発明の第９の態様は、音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成ステップと、近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号を供給する供給ステップからなる処理をコンピュータに実行させるプログラムである。
【００２４】
この発明の第１０の態様は、音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成する主信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成する第１の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成する第２の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第５および第６の補助信号を生成する第３の補助信号生成ステップと、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第７および第８の補助信号を生成する第４の補助信号生成ステップと、近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第１の補助信号と第５の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第２の補助信号と第６の補助信号とが合成された音響信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第４の補助信号と第８の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第３の補助信号と第７の補助信号とが合成された音響信号を供給する供給ステップからなる処理をコンピュータに実行させるプログラムである。
【００２５】
この発明の第１１の態様は、音源の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の主信号を生成し、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第１および第２の補助信号を生成し、音源の特定の音響信号から、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる第３および第４の補助信号を生成し、近接された第１の音声出力部と第３の音声出力部に供給される音響信号を出力する第１の出力端子および第３の出力端子の一方の出力端子に、第１の主信号と第１および第２のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第１および第２のいずれか一方の補助信号を供給し、近接された第２の音声出力部と第４の音声出力部に供給される音響信号を出力する第２の出力端子および第４の出力端子の一方の出力端子に、第２の主信号と第３および第４のいずれか一方の補助信号とが合成された音響信号を供給し、他方の出力端子に、第３および第４のいずれか一方の補助信号を供給することで音響再生を行う音響信号再生方式である。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、特に、聴取者の前方左右に配置されたスピーカにより実現されるバーチャルサラウンドシステムにおけるスウィートスポットの拡大を図ることができる。従って、聴取位置がずれた場合や、聴取者が複数いる場合などでも、聴取者は３次元音響効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながらこの発明の第１の実施形態について説明する。なお、この明細書では、主として聴取者に対して実際にスピーカ等の音源がない位置に音像を意識させる処理を仮想音像定位処理と称する。また、この明細書では、音源の音響信号から生成され、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる音響信号を主信号と称し、音源の特定の音響信号（例えばＳＬ／ＳＲ用の音響信号）から生成され、聴取位置の周囲の所定の位置に音像を定位させる音響信号を補助信号と称する。
【００２８】
図１において破線ＢＬ１で囲まれた箇所は、この発明の第１の実施形態における仮想音像定位処理１の構成の一例を示す。仮想音像定位処理装置１の構成の概略を説明すると、仮想音像定位処理装置１には、破線ＢＬ２で囲まれた主信号処理部２、補助信号を生成する補助信号生成部１２〜補助信号生成部１５、加算器２６〜加算器３１が含まれる。
【００２９】
また、仮想音像定位処理装置１には、音響信号Ｓ１が供給される第１の出力端子である出力端子４１、音響信号Ｓ２が供給される第２の出力端子である出力端子４２、音響信号Ｓ３が供給される第３の出力端子である出力端子４３、音響信号Ｓ４が供給される第４の出力端子である出力端子４４が含まれる。
【００３０】
各出力端子から出力される音響信号は、例えば、スピーカなどの音声出力部へと供給される。例えば、出力端子４１から出力される音響信号は、第１の音声出力部であるスピーカ５１に供給される。出力端子４２から出力される音響信号は、第２の音声出力部であるスピーカ５２に供給される。出力端子４３から出力される音響信号は、第３の音声出力部であるスピーカ５３に供給される。出力端子４４から出力される音響信号は、第４の音声出力部であるスピーカ５４に供給される。
【００３１】
なお、この第１の実施形態では、スピーカ５１およびスピーカ５２は、聴取者の前方左右に配置される。また、スピーカ５１とスピーカ５３およびスピーカ５２とスピーカ５４は、互いに近接した位置に配置される。近接した位置とは、互いのスピーカが、例えば、水平軸上に１０ｃｍ程度の離れた位置にあることをいう。このとき、例えば、スピーカ５１とスピーカ５３とが同一の筐体に収納されて一体とされても良いし、別々の独立したスピーカとされても良い。
【００３２】
この仮想音像定位処理装置１を用いた音響再生システムの概略を説明する。仮想音像定位処理装置１に対して、例えば、図示しないＤＶＤ再生装置などの音響信号源から、５．１チャンネルの音響信号が入力される。すなわち、フロント右チャンネル用の音響信号が入力端子ＦＲに、センターチャンネル用の音響信号が入力端子Ｃに、フロント左チャンネル用の音響信号が入力端子ＦＬに、リア右チャンネル用の音響信号が入力端子ＳＲに、リア左チャンネル用の音響信号が入力端子ＳＬへと入力される。また、低域専用のチャンネル用の音響信号は、図示しない入力端子ＳＷに入力される、以下の説明では低域専用のチャンネル用の音響信号についての説明は省略する。また、説明を簡単にするため、映像信号系の信号処理についての説明は省略する。
【００３３】
それぞれの入力端子に入力された音響信号に対して、仮想音像定位処理装置１において後述する信号処理が行われることで上述した音響信号Ｓ１〜音響信号Ｓ４が生成され、出力端子４１〜出力端子４４へと供給される。
【００３４】
それぞれの出力端子から出力される音響信号は、各出力端子と接続されたスピーカ５１〜スピーカ５４に供給され、各スピーカから放音が行われる。なお、出力端子と音声出力部、例えば、出力端子４１とスピーカ５１は、有線を用いて接続されても良いし、出力端子４１から出力される音響信号をアナログまたはディジタル変調し、スピーカ５１に送信するようにしても良い。
【００３５】
この発明の第１の実施形態における仮想音像定位処理装置１について詳細に説明する。はじめに、仮想音像定位処理装置１内の主信号処理部２の一例について説明する。主信号処理部２により第１の主信号である音響信号Ｓ１８を含む音響信号および第２の主信号である音響信号Ｓ１９を含む音響信号が生成される。
【００３６】
図２は、この発明の第１の実施形態における主信号処理部２の構成の一例を示す。図２に示すように、主信号処理部２に対して、入力端子ＦＲからは音響信号Ｓ１３が、入力端子Ｃからは音響信号Ｓ１４が、入力端子ＦＬからは音響信号Ｓ１５が、入力端子ＳＲから音響信号Ｓ１１が、入力端子ＳＬからは音響信号Ｓ１２がそれぞれ供給される。
【００３７】
音響信号Ｓ１３はアンプ３を介して加算器２２に供給される。音響信号Ｓ１４はアンプ４を介した後に分割されて、一方の音響信号は加算器２２に、他方の音響信号が加算器２３に供給される。音響信号Ｓ１５は、アンプ５を介して加算器２３に供給される。
【００３８】
加算器２２では音響信号Ｓ１３と音響信号Ｓ１４とが合成されることで音響信号Ｓ１６が生成される。生成された音響信号Ｓ１６は、加算器２４に供給される。一方、加算器２３では音響信号Ｓ１４と音響信号Ｓ１５とが合成されることで音響信号Ｓ１７が生成される。生成された音響信号Ｓ１７は、加算器２５に供給される。
【００３９】
音響信号Ｓ１１および音響信号Ｓ１２は、破線ＢＬ３で囲まれた仮想音像信号処理部１１に供給される。音響信号Ｓ１１は、遅延器７３で所定の時間、遅延されてフィルタ処理部８１に供給される。音響信号Ｓ１２も同様に遅延器７４で所定の時間、遅延されてフィルタ処理部８１に供給される。このとき遅延される所定の時間は、例えば、数ミリｓｅｃ程度である。この遅延器７３、遅延器７４による遅延の作用は後述する。
【００４０】
フィルタ処理部８１におけるフィルタ処理により、音響信号Ｓ１８および音響信号Ｓ１９が生成される。音響信号Ｓ１８は加算器２４に供給され、音響信号Ｓ１９は加算器２５に供給される。
【００４１】
ここで、フィルタ処理部８１における処理の一例を説明する。フィルタ処理部８１における処理には、図３に示すように聴取空間の正面からの開き角φ１である仮想スピーカ位置１０１から音声を放音させた場合の、聴取者２０１の左耳２０２までの音響伝達関数Ｈφ１Ｌおよび聴取者２０１の右耳２０３までの音響伝達関数Ｈφ１Ｒが必要となる。同様に、開き角がφ２である仮想スピーカ位置１０２から音声を放音させた場合の聴取者２０１の左耳２０２までの音響伝達関数Ｈφ２Ｌおよび右耳２０３までの音響伝達関数Ｈφ２Ｒとが必要となる。
【００４２】
上述したような音響伝達関数は、例えば、次のようにして求めることができる。図３に示した仮想スピーカ位置１０１、１０２に実際にスピーカを設置し、設置された各スピーカからインパルス音などのテスト信号を発生させる。このテスト信号に対する、聴取者２０１の位置に配置したダミーヘッドの左右の耳元でのインパルス応答を測定することで音響伝達関数を求めることができる。即ち、聴取者の耳元で測定したインパルス応答が、テスト信号を発生させたスピーカ位置から聴取者の耳元までの音響伝達関数に相当する。このようにして求められた音響伝達関数に基づいて、フィルタ処理部８１において処理が行われる。
【００４３】
図４は、仮想音像信号処理部１１内のフィルタ処理部８１の構成の一例を示す。フィルタ処理部８１は、いわゆるバイノーラル化処理に用いられるフィルタ８２、フィルタ８３、フィルタ８４およびフィルタ８５と、加算器８６および加算器８７を備える。
【００４４】
フィルタ８２〜フィルタ８５は、例えば、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタにより構成される。図４に示すように、フィルタ８２〜フィルタ８５のフィルタ係数には上述した音響伝達関数Ｈφ１Ｌ、Ｈφ１Ｒ、Ｈφ２Ｒ、Ｈφ２Ｌに基づくフィルタ係数が用いられる。
【００４５】
遅延器７３によって所定の時間、遅延処理が施された音響信号Ｓ１１はフィルタ８４およびフィルタ８５に供給される。また、音響信号Ｓ１２は、フィルタ８２およびフィルタ８３に供給される。
【００４６】
フィルタ８４およびフィルタ８５では、音響伝達関数Ｈφ２Ｒおよび音響伝達関数Ｈ２φ２Ｌに基づいて音響信号Ｓ１１が変換される。また、フィルタ８２およびフィルタ８４では、音響伝達関数Ｈφ１Ｒおよび音響伝達関数Ｈφ１Ｌに基づいて音響信号Ｓ１２が変換される。
【００４７】
フィルタ８３およびフィルタ８４から出力された音響信号は、加算器８６によって合成され、音響信号Ｓ１８が生成される。また、フィルタ８２およびフィルタ８５から出力された音響信号は、加算器８７によって合成され、音響信号Ｓ１９が生成される。なお、生成された音響信号Ｓ１８および音響信号Ｓ１９に対して、さらにスピーカ再生時に生じるクロストークをキャンセルする処理が施されるが、このクロストークキャンセル処理および上述のバイノーラル化処理を含む仮想音像信号処理については、例えば特許文献２などに記載されるのでここでは説明を省略する。
【００４８】
このようにして生成された音響信号Ｓ１８が、例えば、聴取者に対して右前方のスピーカから放音されたとすると聴取者は図３におけるスピーカ１０２、すなわち聴取者の右側後方に音像が定位するように聴感することができる。同様に、音響信号Ｓ１９が、例えば、聴取者に対して左前方のスピーカから放音されたとすると聴取者は図３におけるスピーカ１０１、すなわち聴取者の左側後方に音像が定位するように聴感することができる。
【００４９】
フィルタ処理部８１から出力された音響信号Ｓ１８は、音響信号Ｓ１６と加算器２４において合成される。加算器２４における合成処理により音響信号Ｓ５１が生成される。生成された音響信号Ｓ５１が、加算器２４から出力される。また、フィルタ処理部８１から出力された音響信号Ｓ１９は、音響信号Ｓ１７と加算器２５において合成される。加算器２５における合成処理により音響信号Ｓ５２が生成される。生成された音響信号Ｓ５２が、加算器２５から出力される。
【００５０】
再び、図１に戻り説明する。この発明の第１の実施形態における仮想音像定位処理装置１では、さらに補助信号を生成する補助信号生成部１２〜補助信号生成部１５とが備えられる。
【００５１】
図５は、第１の補助信号生成部である補助信号生成部１２の構成の一例を示す。補助信号生成部１２の入力端子１１２には、入力端子ＳＲから供給される音響信号Ｓ１１が入力される。入力された音響信号Ｓ１１は分割され、フィルタ１１３およびフィルタ１１５に供給される。フィルタ１１３およびフィルタ１１５は、例えば、ＦＩＲフィルタで構成される。
【００５２】
フィルタ１１３におけるフィルタのフィルタ係数には、聴取者の右後方、例えば、図３で示した仮想スピーカ位置１０２の近傍の位置から発生させたインパルス音などのテスト信号に対して、聴取者の位置に設置したダミーヘッドの右耳のインパルス応答を測定して求めることができる音響伝達関数が用いられる。
【００５３】
また、フィルタ１１５におけるフィルタのフィルタ係数には、聴取者の右後方、例えば、図３で示した仮想スピーカ位置１０２の近傍の位置から発生させたインパルス音などのテスト信号に対して、聴取者の位置に設置したダミーヘッドの左耳のインパルス応答を測定して求めることができる音響伝達関数が用いられる。
【００５４】
フィルタ１１３におけるフィルタ処理において音響信号Ｓ２２１が生成される。音響信号Ｓ２２１は、帯域制限フィルタ１１４に供給され、帯域制限の処理を受ける。すなわち、音響信号Ｓ２２１は、所定の帯域、例えば３ｋＨｚ（キロヘルツ）以下の帯域に制限される。
【００５５】
帯域制限フィルタ１１４において処理された音響信号は、第１の補助信号としての音響信号Ｓ２１として補助信号生成部１２から出力される。
【００５６】
また、フィルタ１１５でフィルタ処理が行われ、音響信号Ｓ２２２が生成される。音響信号Ｓ２２２は、帯域制限フィルタ１１６で、所定の帯域、例えば３ｋＨｚ以下の帯域に制限される。帯域制限フィルタ１１６において処理された音響信号は、第２の補助信号である音響信号Ｓ２２として補助信号生成部１２から出力される。
【００５７】
なお、帯域制限フィルタ１１４および帯域制限フィルタ１１６から出力される音響信号Ｓ２１および音響信号Ｓ２２に対して、さらにスピーカ再生時に生じるクロストークをキャンセルする処理が施されるが、このクロストークキャンセル処理および上述のバイノーラル化処理を含む仮想音像信号処理については、例えば特許文献２に記載されるのでここでは説明を省略する。他の補助信号生成部の説明においても、クロストークキャンセル処理等に関する説明を省略する。
【００５８】
音響信号Ｓ２１は、加算器２８に供給される。また、音響信号Ｓ２２は、加算器２７に供給される。加算器２７では、音響信号Ｓ５１と音響信号Ｓ２２が合成されて音響信号Ｓ３２が生成される。生成された音響信号Ｓ３２が、加算器２７から出力される。
【００５９】
第２の補助信号生成部である補助信号生成部１３は、例えば、補助信号生成部１２と同様の構成とされ、同様の処理が行われる。すなわち、補助信号生成部１３の図示しない入力端子には、音響信号Ｓ１１が供給される。音響信号Ｓ１１は分割され、それぞれの音響信号にフィルタ処理および帯域制限処理が行われる。フィルタ処理、帯域制限処理、クロストークキャンセル処理により、第３の補助信号である音響信号Ｓ２３および第４の補助信号である音響信号Ｓ２４が生成される。そして、補助信号生成部１３から、音響信号Ｓ２３および音響信号Ｓ２４が出力される。
【００６０】
音響信号Ｓ２３は、加算器２６に供給される。また、音響信号Ｓ２４は加算器３１に供給される。加算器２６において音響信号Ｓ５２と音響信号Ｓ２３が合成されることで、音響信号Ｓ３１が生成される。生成された音響信号Ｓ３１が加算器３０に供給される。
【００６１】
次に、この発明の第１の実施形態における第３の補助信号生成部である補助信号生成部１４について説明する。補助信号生成部１４の構成は、例えば、補助信号生成部１２と同様の構成とされ、同様の処理が行われる。すなわち、補助信号生成部１４は、フィルタおよび帯域制限フィルタを含む構成とされる。
【００６２】
補助信号生成部１４の入力端子には、音響信号Ｓ１２が供給される。音響信号Ｓ１２は分割され、それぞれの音響信号にフィルタ処理および帯域制限処理が行われる。フィルタ処理、帯域制限処理、クロストークキャンセル処理により、第５の補助信号である音響信号Ｓ２５および第６の音響信号Ｓ２６が生成される。生成された音響信号Ｓ２５および音響信号Ｓ２６が補助信号生成部１４から出力される。
【００６３】
なお、補助信号生成部１４における一方のフィルタ（図示しない）のフィルタ係数には、聴取者の左後方、例えば、図３で示した仮想スピーカ位置１０１の近傍の位置から発生させたインパルス音などのテスト信号に対して、聴取者の位置に設置したダミーヘッドの右耳のインパルス応答を測定して求めることができる音響伝達関数が用いられる。
【００６４】
また、補助信号生成部１４における他方のフィルタ（図示しない）のフィルタ係数には、聴取者の左後方、例えば、図３で示した仮想スピーカ位置１０１の近傍の位置から発生させたインパルス音などのテスト信号に対して、聴取者の位置に設置したダミーヘッドの左耳のインパルス応答を測定して求めることができる音響伝達関数が用いられる。
【００６５】
また、補助信号生成部１４における帯域制限処理では、帯域制限フィルタに供給されたそれぞれの音響信号を、所定の帯域、例えば３ｋＨｚ以下の帯域に制限する処理が行われる。
【００６６】
補助信号生成部１４から出力される音響信号Ｓ２５は、加算器２８に供給される。加算器２８では、音響信号Ｓ２１と音響信号Ｓ２５が合成されることで、音響信号Ｓ３が生成される。生成された音響信号Ｓ３が加算器２８から出力されて、出力端子４３に供給される。
【００６７】
また、補助信号生成部１４から出力される音響信号Ｓ２６は、加算器２９に供給される。加算器２９において、音響信号Ｓ２６と音響信号Ｓ３２とが合成されて音響信号Ｓ１が生成される。生成された音響信号Ｓ１が、出力端子４１に供給される。
【００６８】
この発明の第１の実施形態における第４の補助信号生成部である補助信号生成部１５の構成および行われる処理は、補助信号生成部１４と同様であるため重複した説明は省略する。補助信号生成部１５で生成された音響信号は、第７の補助信号である音響信号Ｓ２７および第８の補助信号である音響信号Ｓ２８として出力される。
【００６９】
音響信号Ｓ２７は、加算器３０に供給される。加算器３０において、音響信号Ｓ３１と音響信号Ｓ２７が合成され、音響信号Ｓ２が生成される。生成された音響信号Ｓ２が、出力端子４２に供給される。
【００７０】
音響信号Ｓ２８は、加算器３１に供給される。加算器３１において、音響信号Ｓ２４と音響信号Ｓ２８が合成され、音響信号Ｓ４が生成される。生成された音響信号Ｓ４が、出力端子４４に供給される。
【００７１】
このようにして出力端子４１〜出力端子４４には、音響信号Ｓ１〜音響信号Ｓ４が供給され、各出力端子と接続されたスピーカ５１〜スピーカ５４からの放音が行われる。
【００７２】
なお、上述した仮想音像定位処理装置１は、例えば、以下のように変形することができる。音響信号Ｓ１６と音響信号Ｓ１８がそれぞれ別の出力端子に供給されるようにしても良い。同様に、音響信号Ｓ１７と音響信号Ｓ１９がそれぞれ別の出力端子に供給されるようにしても良い。例えば、音響信号Ｓ１６は出力端子４１に供給され、音響信号Ｓ１８は出力端子４３に供給されるようにしても良い。また、音響信号Ｓ１７は出力端子４２に供給され、音響信号Ｓ１９は出力端子４４に供給されるようにしても良い。
【００７３】
次に、図６を用いて、仮想音像定位処理装置１を使用した場合の作用を説明する。スピーカ５１およびスピーカ５２から放音される音響信号Ｓ１および音響信号Ｓ２には、第１および第２の主信号である音響信号Ｓ１８、音響信号Ｓ１９が含まれる。ここで、音響信号Ｓ１８および音響信号Ｓ１９に対しては、主信号処理部２において遅延器７３、遅延器７４による遅延処理が行われている。従って、スピーカ５１からは音響信号Ｓ１に含まれる補助信号Ｓ２２および補助信号Ｓ２６が先行して放音され、スピーカ５２からは音響信号Ｓ２に含まれる補助信号Ｓ２３および補助信号Ｓ２７が先行して放音される。
【００７４】
また、スピーカ５３およびスピーカ５４からは複数の補助信号が含まれる音響信号Ｓ３および音響信号Ｓ４が放音される。
【００７５】
そして遅延処理が施された音響信号Ｓ１８および音響信号Ｓ１９を含む音響信号Ｓ１および音響信号Ｓ２が、所定の時間、遅れて放音される。
【００７６】
まず、聴取者３０１が中央のＡの位置にいるとき、複数の補助信号が含まれる音響信号がスピーカ５１〜スピーカ５４から放音されることで、聴取者３０１は左後方位置ＶＳ１および右後方位置ＶＳ２の位置に音像が定位したと感じる。
【００７７】
所定の時間遅れて、音響信号Ｓ１８および音響信号Ｓ１９を含む音響信号Ｓ１および音響信号Ｓ２がスピーカ５１およびスピーカ５２から放音される。なお、音響信号Ｓ１８および音響信号Ｓ１９を含む音響信号Ｓ１および音響信号Ｓ２が放音されることで、左後方位置ＶＳ１、右後方位置ＶＳ２とほぼ同様の位置に音像が定位する。
【００７８】
次に、聴取者３０１が左のＢの位置に移動した場合を説明する。従来は、聴取者３０１がＢの位置に移動することでスウィートスポットから外れ、聴取者３０１が感じる音像の定位感が大きくずれてしまい、聴取者３０１が違和感を感じることがあった。
【００７９】
しかしながら、今回の発明では聴取者３０１が感じる音像の定位感の変化を少なくすることができる。すなわち、聴取者３０１が感じる音像の定位感は、先行音効果によって形成された音像に対するものである。さらに、この音像は複数の補助信号によって構成されており、これらの補助信号はそれぞれの補助信号生成部において、所定の帯域、例えば、３ｋＨｚ以下の帯域に制限されている。
【００８０】
一般に、聴取者が移動することで感じる音像の定位感のずれは、低音域の音響信号のほうが高音域の音響信号に比べてロバスト性が高い傾向にある。従って、先行音効果により、低音域の複数の補助信号によって音像が形成されるため、聴取者３０１の位置が、例えば、中央のＡの位置に対して左のＢの位置や右のＣの位置に変化しても聴取者が感じる音像の定位感の変化を小さくすることができる。
【００８１】
さらに、この発明の第１の実施形態における仮想音像定位処理装置１では、スピーカ５１〜スピーカ５４のそれぞれのスピーカから放音される補助信号は、右後方および左後方の音像の定位に寄与する。従って、聴取者３０１の聴取位置がずれても安定した音像の定位感を得ることができる。言い換えれば、従来に比べスウィートスポットの拡大が図られ、聴取者の聴取位置がずれた場合や、複数の聴取者がいる場合でも立体音響効果を得ることが可能となる。
【００８２】
次に、この発明の仮想音像定位処理装置の第２の実施形態について説明する。なお、以下の説明は、上述した第１の実施形態における仮想音像定位処理装置１と同様の構成とされている箇所については、適宜、同じ番号を付与する。
【００８３】
図７は、この発明の第２の実施形態における仮想音像定位処理装置６の構成の一例を示す。破線ＢＬ６で囲まれた仮想音像定位処理装置６は、主信号処理部２、補助信号生成部１２１、補助信号生成部１２２、加算器１２３および加算器１２４を含む構成とされる。
【００８４】
また、仮想音像定位処理装置６は、音響信号が供給される第１の出力端子１４１、第２の出力端子１４２、第３の出力端子１４３および第４の出力端子１４４を含む構成とされる。出力端子１４１は、第１の音声出力部であるスピーカ１５１と接続される。出力端子１４２は、第２の音声出力部であるスピーカ１５２と接続される。出力端子１４３は、第３の音声出力部であるスピーカ１５３と接続される。出力端子１４４は、第４の音声出力部であるスピーカ１５４と接続される。なお、接続の形態は、有線、無線であるかは問わない。
【００８５】
スピーカ１５１およびスピーカ１５２は、聴取者に対して前方左右に配置される。スピーカ１５１およびスピーカ１５３は近接した位置に配置される。また、スピーカ１５２およびスピーカ１５４も近接した位置に配置される。近接した位置とは、互いのスピーカが、例えば、水平軸上に１０ｃｍ程度の離れた位置にあることをいう。このとき、例えば、スピーカ１５１とスピーカ１５３とが同一の筐体に収納されて一体とされても良いし、別々の独立したスピーカとされても良い。
【００８６】
仮想音像定位処理装置６は、第１の実施形態で説明した仮想音像定位処理装置１とは異なり、補助信号生成部が２つとされる。従って、回路構成の規模を小型化することができる。なお、仮想音像定位処理装置６における主信号処理部２の構成および主信号処理部２で行われる処理は、第１の実施形態で説明した主信号処理部２と同様なので重複した説明を省略する。また、仮想音像定位処理装置６の入力端子に入力される音響信号についても、第１の実施形態と同様の音響信号として説明する。
【００８７】
入力された音響信号Ｓ１１〜音響信号Ｓ１５は、主信号処理部２において所定の信号処理、加算処理等が行われ、第１の主信号である音響信号Ｓ１８を含む音響信号Ｓ５１および第２の主信号である音響信号Ｓ１９を含む音響信号Ｓ５２が生成される。音響信号Ｓ５１は、加算器１２３に供給される。また、音響信号Ｓ５２は、加算器１２４に供給される。また、入力端子ＳＲに入力された音響信号Ｓ１１は、第１の補助信号生成部である補助信号生成部１２１に供給される。
【００８８】
図８は、この発明の第２の実施形態における補助信号生成部１２１の構成の一例を示す。補助信号生成部１２１の入力端子２１２に供給された音響信号Ｓ１１は分割され、フィルタ２１３およびフィルタ２１５に供給され、それぞれの音響信号に対してフィルタ処理が行われる。
【００８９】
フィルタ２１３のフィルタ係数には、聴取者の右後方の位置から発生させたインパルス音などのテスト音に対して、聴取者の位置に設置したダミーヘッドの右耳のインパルス応答を測定して求めることができる音響伝達関数が用いられる。また、フィルタ２１５のフィルタ係数には、例えば、聴取者の右後方の位置から発生させたインパルス音などのテスト信号に対して、聴取者の位置に設置したダミーヘッドの左耳のインパルス応答を測定して求めることができる音響伝達関数が用いられる。
【００９０】
フィルタ２１３の出力である音響信号Ｓ３２１は帯域制限フィルタ２１４に供給される。帯域制限フィルタ２１４によって、音響信号Ｓ３２１は、所定の帯域、例えば３ｋＨｚ以下の所定の帯域に制限される。帯域制限フィルタ２１４において、第１の補助信号である音響信号Ｓ３１が生成される。
【００９１】
また、フィルタ２１５の出力である音響信号Ｓ３２２は帯域制限フィルタ２１６に供給される。帯域制限フィルタ２１６によって、音響信号Ｓ３２２は、所定の帯域、例えば３ｋＨｚ以下の所定の帯域に制限される。帯域制限フィルタ２１６において、第２の補助信号である音響信号Ｓ３２が生成される。
【００９２】
生成された音響信号Ｓ３１および音響信号Ｓ３２に対して、さらにスピーカの再生時に生じるクロストークをキャンセルする処理が施されるが、このクロストークキャンセル処理およびバイノーラル化処理を含む仮想音像信号処理については、例えば特許文献２などに記載されているのでここでは説明を省略する。補助信号生成部１２２から出力される音響信号Ｓ３３および音響信号Ｓ３４に対するクロストークキャンセル処理等の説明も同様に省略する。
【００９３】
生成された音響信号Ｓ３１および音響信号Ｓ３２が補助信号生成部１２１から出力される。音響信号Ｓ３１は、出力端子１４３に供給される。また、音響信号Ｓ３２は、加算器１２３に供給される。加算器１２３では、音響信号Ｓ５１と音響信号Ｓ３２が合成されて、音響信号Ｓ４１が生成される。生成された音響信号Ｓ４１は、出力端子１４１に供給される。
【００９４】
次に、第２の補助信号生成部である補助信号生成部１２２について説明する。補助信号生成部１２２の構成および行われる処理は、補助信号生成部１２１と同様とされるため重複した説明は省略する。但し、補助信号生成部１２２におけるそれぞれのフィルタのフィルタ係数には、例えば、聴取者の左後方の位置から発生させたインパルス音などのテスト音に対して、聴取者の位置に設置したダミーヘッドの右耳および左耳のインパルス応答を測定して求めることができる音響伝達関数が用いられる。
【００９５】
補助信号生成部１２２における処理によって、第３の補助信号である音響信号Ｓ３３および第４の補助信号である音響信号Ｓ３４が生成される。補助信号生成部１２２から出力された音響信号Ｓ３３は、加算器１２４に供給される。加算器１２４では、音響信号Ｓ５２と音響信号Ｓ３３が合成されて、音響信号Ｓ４２が生成される。生成された音響信号Ｓ４２が、出力端子１４２に供給される。
【００９６】
また、補助信号生成部１２２から出力された音響信号Ｓ３４は、出力端子１４４に供給される。
【００９７】
このようにして、出力端子１４１〜出力端子１４４に対して、所定の音響信号が供給され、それぞれの出力端子と接続されたスピーカ１５１〜スピーカ１５４からの放音が行われる。
【００９８】
なお、上述した仮想音像定位処理装置６は、例えば、以下のように変形することができる。音響信号Ｓ１６と音響信号Ｓ１８はそれぞれ別の出力端子に供給されるようにしても良い。同様に、音響信号Ｓ１７と音響信号Ｓ１９はそれぞれ別の出力端子に供給されるようにしても良い。例えば、音響信号Ｓ１６は出力端子１４１に供給され、音響信号Ｓ１８は出力端子１４３に供給されるようにしても良い。また、音響信号Ｓ１７は出力端子１４２に供給され、音響信号Ｓ１９は出力端子１４４に供給されるようにしても良い。
【００９９】
図９は、仮想音像定位処理装置６を用いた場合の主たる作用を説明する図である。仮想音像定位処理装置６の主たる作用は、仮想音像定位処理装置６と略同じである。すなわち、スピーカ１５１〜スピーカ１５４から放音される複数の補助信号を含む音響信号が放音されることで、音像ＶＳ１および音像ＶＳ２が定位する。また、補助信号の帯域は、上述したように低域側に制限されていることから、聴取者３０１がＢやＣに示す位置に移動しても聴取者が感じる音像の定位感のずれは小さくなり、聴取者は立体音響効果を得ることができる。
【０１００】
但し、例えば、スピーカ１５４に供給される音響信号には音像を聴取者の右後方に定位させる信号は含まれない。従って、例えば、聴取者３０１がＡの位置からＢの位置にずれたときの右後方の音像の定位感のずれは第１の実施形態で説明した仮想音像定位処理装置１よりも大きくなり得る。しかしながら、この第２の実施形態で説明した仮想音像定位処理装置６では、簡易な回路構成によりスウィートスポットの拡大を図ることができるという利点がある。
【０１０１】
この発明は、この発明の要旨を逸脱しない範囲内でさまざまな変形や応用が可能であり、上述した一実施形態に限定されることはない。例えば、互いに近接するスピーカ５１とスピーカ５３から放射される再生音の方向が平行または平行以外になるようにスピーカを配置しても良い。また、スピーカの指向性と聴取者の位置を考慮して、それぞれの補助信号生成部におけるフィルタのフィルタ係数を設定しても良い。
【０１０２】
また、上述した第１および第２の実施形態は、音源の音響信号が５．１チャンネルの信号として説明したが，勿論、他の方式の音源の音響信号に対してもこの発明を適用できる。音源の音源信号に応じて補助信号生成部を複数、備えるようにしても良い。
【０１０３】
また、この明細書では、仮想音像定位処理装置の機能を構成を用いて説明したが、方法として実現することもできる。さらに、この明細書で説明した仮想音像定位処理装置の各ブロックにおいて行われる処理は、例えば、プログラムなどのコンピュータソフトウェアとして実現することができる。この場合、各ブロックにおける処理は、一連の処理を構成するステップとして機能する。
【０１０４】
また、この発明による仮想音像定位処理装置により処理された音響信号をスピーカに供給し、スピーカから放音されることで、音響信号信号再生方式を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】この発明の第１の実施形態における仮想音像定位処理装置の一例を示すブロック図である。
【図２】この発明の第１の実施形態における主信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】音響伝達関数を求めるために参照する略線図である。
【図４】この発明の第１の実施形態におけるフィルタ処理部の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】この発明の第１の実施形態における補助信号生成部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】この発明の第１の実施形態における仮想音像定位処理装置の使用時の一例を示す略線図である。
【図７】この発明の第２の実施形態における仮想音像定位処理装置の一例を示すブロック図である。
【図８】この発明の第２の実施形態における補助信号生成部の一例を示すブロック図である。
【図９】この発明の第２の実施形態における仮想音像定位処理装置の使用時の一例を示す略線図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１                仮想音像定位処理装置
２                主信号処理部
１２、１３        補助信号生成部
１４、１５        補助信号生成部
２６、２７、２８  加算器
２９、３０、３１  加算器
４１、４２        出力端子
４３、４４        出力端子
５１、５２        スピーカ
５３、５４        スピーカ
１２１            補助信号生成部
１２２            補助信号生成部
１２３、１２４    加算器
１４１、１４２    出力端子
１４３、１４４    出力端子
１５１、１５２    スピーカ
１５３、１５４    スピーカ
【図１】
2006304068.tif 000003
【図２】
2006304068.tif 000004
【図３】
2006304068.tif 000005
【図４】
2006304068.tif 000006
【図５】
2006304068.tif 000007
【図６】
2006304068.tif 000008
【図７】
2006304068.tif 000009
【図８】
2006304068.tif 000010
【図９】
2006304068.tif 000011