(57)【要約】 【課題】音像をクリアに保ったままその見かけの大きさを定量的に制御することができるようにする。【解決手段】聴者に知覚させるべき１つの音像の定位位置と当該音像の見かけの大きさとを利用者に定量的に設定させるユーザインタフェースを音像制御装置に設ける。この音像制御装置は、利用者によって設定された定位位置に主音像を定位させる処理を行うとともに、同利用によって設定された見かけの大きさに応じた間隔を隔てて主音像を挟んで対向する副音像を定位させる処理を行う。その結果、聴者は、これら主音像と副音像を合成して得られる１つの音像として上記定位位置に定位し、かつ上記見かけの大きさを有するものを知覚する。【選択図】図３
2011254195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある１つの音像の位置および見かけの大きさを設定させ、設定された位置および大きさにより規定される領域内に定位させる複数の音像であって、それらの合成により、前記位置に定位しかつ前記見かけの大きさを有する１つの音像を聴者に知覚させる複数の音像の各々の位置を示す音像情報を前記設定された位置および前記見かけの大きさに基づいて生成する音像情報生成手段と、
入力されるオーディオ信号の振幅を調整して複数のスピーカの各々に与える出力オーディオ信号を生成する手段であって、前記複数のスピーカの各々の配置位置と前記音像情報の示す各音像の位置とから前記複数の音像の各々の定位に寄与するスピーカ群を特定し、各スピーカ群から放射される音により前記音像情報の示す位置に前記複数の音像の各々が定位するように前記各出力オーディオ信号を生成する信号生成手段と、
を有することを特徴とする音像制御装置。
【請求項２】
前記信号生成手段は、
前記複数の音像の間隔、または大きさが均等、または不均等になるように前記各出力オーディオ信号の振幅を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の音像制御装置。
【請求項３】
コンピュータを、
ある１つの音像の位置および見かけの大きさを設定させ、設定された位置および大きさにより規定される領域内に定位させる複数の音像であって、それらの合成により、前記位置に定位しかつ前記見かけの大きさを有する１つの音像を聴者に知覚させる複数の音像の各々の位置を示す音像情報を前記設定された位置および前記見かけの大きさに基づいて生成する音像情報生成手段と、
入力されるオーディオ信号の振幅を調整して複数のスピーカの各々に与える出力オーディオ信号を生成する手段であって、前記複数のスピーカの各々の配置位置と前記音像情報の示す各音像の位置とから前記複数の音像の各々の定位に寄与するスピーカ群を特定し、各スピーカ群から放射される音により前記音像情報の示す位置に前記複数の音像の各々が定位するように前記各出力オーディオ信号を生成する信号生成手段
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音像定位技術に関し、特に、音像の見かけの大きさを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
人は、音源から左右の耳に到来する音の時間差（音の伝搬経路の差に応じた位相差）や、左右の耳に到来する音の大きさの差（音の伝搬経路の差に応じた振幅の減衰量の差）によってその音源の方向を知覚し、その音源に対応する虚像（音像）を知覚する。音像定位技術とは、これを利用したものであり、複数のスピーカの各々から放射する音の振幅や位相の時間差を電気的な信号処理で調整することで、受聴者から見て所定の位置に音像を定位させる技術である。例えば、左右各１つのスピーカを含むステレオオーディオシステムにおいては、各スピーカに与えるオーディオ信号の振幅が等しくなるようにすることで、これらスピーカのちょうど真ん中に上記オーディオ信号に応じた音像を定位させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４５０９５号公報
【特許文献２】特開平１０−３２２７９９号公報
【特許文献３】特開平８−１５４３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、音像は、音源に応じた空間的な広がり（以下、このような空間的な広がりを「音像の見かけの大きさ」と呼ぶ）をもって知覚されることが一般に知られている。例えば、対話している者が知覚する音像（すなわち、相手方の話し声に応じた音像）の見かけの大きさは、対話相手の頭部の大きさと略等しいといった具合である。このため、音像定位技術により定位させる音像についても、その見かけの大きさを音源等に応じて定量的に制御できることが好ましい。従来、左右各チャネルのスピーカに与えるオーディオ信号の相関を低くする（例えば、両信号が逆相になるように両オーディオ信号の位相を調整する）ことで音場の広がり感を制御する技術（例えば、特許文献１〜３参照）はあったが、音像の見かけの大きさを定量的に制御する技術はなかった。もっとも、特許文献１等に開示された技術によって音像の見かけの大きさを広げたり逆に縮めたりすることは不可能ではないが、音像がもやもやとした不明りょうなものとなってクリアさに欠け、また、上記位相調整に起因して音場が不自然なものとなる虞があるなどの不具合がある。そもそも、音場の広がり感とは、受聴者を包み込むように到来する音により与えられる聴感的印象（例えば、大きなコンサートホールでオーケストラの演奏を聴いているかのような音に包まれた感じ）のことであり、音像の見かけの大きさとは異なる聴感的印象である。
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、音像をクリアに保ったままその見かけの大きさを定量的に制御することを可能にする技術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】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、ある１つの音像の位置および見かけの大きさを設定させ、設定された位置および大きさにより規定される領域内に定位させる複数の音像であって、それらの合成により、前記位置に定位しかつ前記見かけの大きさを有する１つの音像を聴者に知覚させる複数の音像の各々の位置を示す音像情報を前記設定された位置および前記見かけの大きさに基づいて生成する音像情報生成手段と、入力されるオーディオ信号の振幅を調整して複数のスピーカの各々に与える出力オーディオ信号を生成する手段であって、前記複数のスピーカの各々の配置位置と前記音像情報の示す各音像の位置とから前記複数の音像の各々の定位に寄与するスピーカ群を特定し、各スピーカ群から放射される音により前記音像情報の示す位置に前記複数の音像の各々が定位するように前記各出力オーディオ信号を生成する信号生成手段とを有することを特徴とする音像制御装置、を提供する。また、本発明の別の態様においては、コンピュータを上記各手段として機能させることを特徴とするプログラムを提供する。
【０００６】
このような音像制御装置によれば、利用者により位置および大きさが設定された領域内に、複数の音像が定位するように複数のスピーカの各々の駆動制御が為される。上記領域の広さおよびその領域内に定位させる複数の音像の分布を適切に定めておけば、聴者は、これら複数の音像から合成される１つの音像を知覚することになる（それら複数の音像が少しずつ重なり合って知覚されることにより、それら複数の音像の分布に応じた広がりを持った1つの音像として知覚される）。ここで注目すべき点は、本発明では、上記複数の音像の各々の定位を各スピーカに与えるオーディオ信号の振幅の調整によって実現しており、フィルタリング処理や複数信号の加減算を行っていない、という点である。フィルタリング処理や複数信号の加減算などの処理を行っていないため、音場が不自然になり難く、聴者により知覚される１つの音像（上記複数の音像の重ね合わせにより合成される音像）をクリアに保つことができるのである。また、本発明によれば、音像の位置およびその見かけの大きさを数値などで定量的に設定させ、その設定内容に応じて複数の音像を定位させるように出力オーディオ信号の振幅の調整が行われるため、音像の見かけの大きさを定量的に制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この発明の一実施形態である音像制御装置１の構成例を示す図である。
【図２】同音像制御装置１からオーディオ信号が供給されるスピーカＳＰｎ（ｎ＝１〜８）の配置と受聴者の位置関係を示す図である。
【図３】同音像制御装置１による音像定位の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態である音像制御装置１の構成例を示すブロック図である。
音像制御装置１は、デジタル形式のモノラルオーディオ信号ＩＮを受け取り、このモノラルオーディオ信号ＩＮから８チャネルのデジタルオーディオ信号（図１では、出力オーディオ信号Ｚｎ（ｎ＝１〜８））を生成して出力する装置である。出力オーディオ信号Ｚｎ（ｎ＝１〜８）の各々は、Ｄ／Ａ変換器（図１では図示略）によりアナログオーディオ信号に変換され、電力増幅器等（同じく図示略）を経て、音響空間内に配置されるスピーカＳＰｎ（ｎ＝１〜８）の各々に与えられる。
【０００９】
図２は、音像制御装置１により駆動される８台のスピーカの配置例を示す図である。
スピーカＳＰｎ（ｎ＝１〜８）の各々は、図２に示すように、各々を頂点とする正八角形を描くように、そのスピーカ軸を当該正八角形の重心に向けて配置されている。上記正八角形の重心を受聴者の位置（受聴点）とすると、スピーカＳＰｎとスピーカＳＰｎ＋１に与えるオーディオ信号の振幅を適宜調整することによって、スピーカＳＰｎとスピーカＳＰｎ＋１の間の任意の位置に音像を定位させることができる。例えば、スピーカＳＰｎとスピーカＳＰｎ＋１のちょうど真ん中に音像を定位させるには、スピーカＳＰｎとスピーカＳＰｎ＋１の各々に与えるオーディオ信号の振幅が同じになるようにすれば良い。
【００１０】
本実施形態では、オーディオ信号ＩＮに応じて定位させる音像の位置および見かけの大きさを定量的に設定することができるようにするために、スピーカＳＰｎ（ｎ＝１〜８）が配置される平面上に二次元座標を想定する。より詳細に説明すると、上記正八角形の重心（本実施形態では、受聴点）を座標原点Ｏ（０，０）とし、この座標原点ＯからスピーカＳＰ１へ向う方向を一方の座標軸（図２では、Ｙ軸）の＋方向とし、上記座標原点ＯからスピーカＳＰ３へ向う方向を他方の座標軸（本実施形態では、Ｘ軸）の＋方向とする二次元直交座標（ＸＹ座標）を想定する。このような二次元直交座標を想定すると、図２に示すように、スピーカＳＰ１〜ＳＰ８の各々の配置位置は、（０，１００）、（７１，７１）、（１００，０）、（７１，−７１）、（０，−１００）、（−７１，−７１）、（−１００，０）、（−７１，７１）と表わされることになる。本実施形態では、スピーカＳＰｎ（ｎ＝１〜８）の各々の位置座標を表すスピーカ情報が、音像制御装置１の記憶手段（例えば、ハードディスクやフラッシュメモリなど、図１では図示略）に予め格納されている。
【００１１】
本実施形態では、オーディオ信号ＩＮに応じて定位させる音像の位置を受聴点から見た方向を表わす角度θ（Ｙ軸の＋方向を０度の方向とする時計周りの角度）で利用者に設定させ、さらに、同音像の見かけの大きさ（本実施形態では、受聴点から同音像を見渡す角度φ）を利用者に設定させる。そして、本実施形態では、座標原点Ｏから角度θの方向に引いた直線と上記正八角形の辺の交点を音像の位置とし、この位置に主音像Ｍを定位させるとともに、角度φに応じた間隔をあけて対向する２つの副音像Ｓ１およびＳ２を主音像Ｍを挟んで等距離の位置に定位させる処理を、後述のように位相（遅延時間）を調整するのではなく振幅を調整することにより音像制御装置１に実行させるのである。このように本実施形態では、利用者により設定された角度θおよびφにより規定される領域内に複数の音像（本実施形態では、主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２）を均等に定位させる。その結果、座標原点Ｏの位置にいる聴者は、主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２を合成した１つの音像（主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２とが互いに少しずつ重なり合って知覚されることにより感得される、主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２の分布に応じた広がりを持った1つの音像）を知覚する。つまり、本実施形態の音像制御装置１によれば、利用者により設定された位置に定位し、かつ同利用者により設定された見かけの大きさを有する１つの音像を上記聴者に知覚させることができるのである。以下、本実施形態の特徴を顕著に示す音像制御装置１の構成および機能について詳細に説明する。
【００１２】
音像制御装置１は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）であり、予めインストールされた信号処理プログラムにしたがって、本実施形態の特徴を顕著に示す音像制御処理を実行する。より詳細に説明すると、音像制御装置１は、上記信号処理プログラムを実行することにより、音像情報生成手段１０、アンプ２０Ｍ、２０Ｓ１および２０Ｓ２、音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍ、３０Ｓ１および３０Ｓ２、加算器４０−ｎ（ｎ＝１〜８）として機能する。このように本実施形態では、音像制御装置１の構成要素の各々をソフトウェアで実現したが、電子回路等のハードウェアで実現し、それら電子回路を組み合わせて音像制御装置１を構成しても勿論良い。
【００１３】
図１の音像情報生成手段１０は、スピーカＳＰｎ（ｎ＝１〜８）が放射する音により定位させようと意図する音像（主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２との合成により得られる音像）の位置（前述したように、本実施形態では、受聴点である座標原点Ｏから観た同音像の方向を表す角度θ）および同音像の見かけの大きさを表す角度φを利用者に設定させ、その設定内容に応じて主音像Ｍ、副音像Ｓ１およびＳ２の各々を定位させる位置を示す音像情報ＤＭ、ＤＳ１およびＤＳ２を生成する。ここで、音像情報ＤＭは、主音像Ｍの位置のＸ座標Ｍ＿ｘと同位置のＹ座標Ｍ＿ｙを示すデータであり、音像情報ＤＳ１は、副音像Ｓ１の位置のＸ座標Ｓ１＿ｘと同位置のＹ座標Ｓ１＿ｙを示すデータであり、音像情報ＤＳ２は、副音像Ｓ２の位置のＸ座標Ｓ２＿ｘと同位置のＹ座標Ｓ２＿ｙを示すデータである。より詳細に説明すると、音像情報生成手段１０は、受聴点から観た音像の方向を表わす角度θと音像の見かけの大きさを示す角度φとを設定させるためのＧＵＩ画面を液晶ディスプレイなどの表示装置（図１では図示略）に表示させる。そして、キーボード等を用いた数値入力、或いはマウス等のポインティングデバイスによるドラッグアンドドロップにより（θ、φ）が入力されると、音像情報生成手段１０は、以下のように音像情報ＤＭ、ＤＳ１およびＤＳ２を生成する。
【００１４】
音像情報生成手段１０は、まず、スピーカＳＰｎ（ｎ＝１〜８）の各々を頂点とする正八角形の辺と座標原点Ｏから角度θの方向に引いた直線との交点を求め、当該交点のＸ座標Ｍ＿ｘ、同交点のＹ座標Ｍ＿ｙを取得する。例えば、θ＝２０度と設定されると、音像情報ＤＭは（３２，９３）と算出される。次いで、音像情報生成手段１０は、上記正八角形の辺と座標原点Ｏから角度（θ−φ／２）の方向に引いた直線との交点を求め、当該交点のＸ座標Ｓ１＿ｘ、同交点のＹ座標Ｓ１＿ｙを取得し、同様に、上記正八角形の辺と座標原点Ｏから角度（θ＋φ／２）の方向に引いた直線との交点を求め、当該交点のＸ座標Ｓ２＿ｘ、同交点のＹ座標Ｓ２＿ｙを取得する。例えば、θ＝２０度、φ＝５０度と設定されている場合には、受聴点から見た副音像Ｓ１の方向は、２０−２５＝−５度（すなわち、３５５度）の方向とされ、同副音像Ｓ２の方向は２０＋２５＝４５度の方向とされる。なお、本実施形態では、受聴点からみた音像の位置を角度θで設定させたが、座標値で設定させ、この設定内容から角度θを算出するようにしても勿論良く、また、受聴点から見た音像の方向θと音像までの距離rで音像の位置を指定しても良い。このように（ｒ、θ）で音像の位置を設定する態様においては、主音像Ｍ、副音像Ｓ１および副音像Ｓ２の各々の位置については以下の数１で算出すれば良い。
【数１】
2011254195.tif 000003
【００１５】
図１のアンプ２０Ｍ、２０Ｓ１、２０Ｓ２、音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍ、３０Ｓ１、３０Ｓ２、および加算器４０−１〜４０−８は、入力オーディオ信号ＩＮから出力オーディオ信号Ｚnを生成する信号生成手段として機能する。音像制御装置１へ入力されるオーディオ信号ＩＮは、利用者により設定された角度（θ、φ）で規定される領域内に定位させる音像の数（本実施形態では、３つ）に応じて分配され、図１に示すように、アンプ２０Ｍ、アンプ２０Ｓ１およびアンプ２０Ｓ２の各々に与えられる。アンプ２０Ｍはオーディオ信号ＩＮの振幅を調整してオーディオ信号ＸＭを、アンプ２０Ｓ１は同オーディオ信号ＩＮの振幅を調整してオーディオ信号ＸＳ１を、アンプ２０Ｓ２は同オーディオ信号ＩＮの振幅を調整してオーディオ信号ＸＳ２を生成する。詳細については後述するが、オーディオ信号ＸＭは主音像Ｍの定位を実現するためのオーディオ信号ＹＭｎ（ｎ＝１〜８）の生成に利用され、オーディオ信号ＸＳ１は副音像Ｓ１の定位を実現するためのオーディオ信号ＹＳ１ｎ（ｎ＝１〜８）の生成に利用され、オーディオ信号ＸＳ２は副音像Ｓ２の定位を実現するためのオーディオ信号ＹＳ２ｎ（ｎ＝１〜８）の生成に利用される。これらオーディオ信号ＸＭ、ＸＳ１およびＸＳ２の振幅の比率は、主音像Ｍ、副音像Ｓ１およびＳ２の各々に対応する音の大きさ（音圧）に関連することとなる。本実施形態では、アンプ２０Ｍにおける振幅の調整量（増幅率）ｇｍと、アンプ２０Ｓ１および２０Ｓ２における振幅の調整量ｇｓは、０．５〜１．０の範囲のパラメータｘを用いて以下の数２のように表わされ、各々の２乗の和の平方根は数３に示すように一定値（本実施形態では、１）となる。
【数２】
2011254195.tif 000004
【数３】
2011254195.tif 000005
【００１６】
数２を参照すれば明らかように、ｘ＝１．０であればｇｍ＝１、ｇｓ＝０となり、パラメータｘが１よりも小さくなるにつれてｇｍは小さくなり、ｇｓは大きくなる。そして、ｘ＝０．５となると、ｇｍ＝ｇｓ（＝３の平方根の逆数）となる。したがって、主音像Ｍのみを定位させ、副音像Ｓ１およびＳ２を定位させないようにする場合には、ｘ＝１．０とすれば良く、図３（Ｂ）に示すように主音像Ｍおよび各副音像の大きさを均一なものとする場合には、ｘ＝０．５とすれば良い。即ち、パラメータｘは、主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２の大きさの比率を表す量であって、副音像Ｓ１とＳ２を同じ大きさの音像とし、かつ主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２の合計３つの音像の、それぞれの音像の音響エネルギに対応する量の総和を１に正規化した場合に対応する量である。本実施形態では、上記パラメータｘとして１よりも小さく、かつ０．５よりも大きな値（例えば、０．７など）が予め設定されている。このため、本実施形態では、ｇｍ＞ｇｓとなり、図３（Ａ）に示すように副音像Ｓ１や副音像Ｓ２に比較して優位な（音圧が高い）主音像Ｍを音像情報ＤＭの示す位置に定位させるような信号処理が実行されるのである。なお、本実施形態では、パラメータｘの値が０．５〜１．０の範囲で予め設定されていたが、音像情報生成手段１０により値をその都度設定するようにしても勿論良い。
【００１７】
図１の音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍは、オーディオ信号ＸＭをスピーカＳＰｎの数（本実施形態では、８）に応じて分配し、さらに、分配された各オーディオ信号の振幅を調整してオーディオ信号ＹＭｎ（ｎ＝１〜８）を生成する。同様に、音像定位用ゲイン調整手段３０Ｓ１は、オーディオ信号ＸＳ１からオーディオ信号ＹＳ１ｎ（ｎ＝１〜８）を生成して出力し、音像定位用ゲイン調整手段３０Ｓ２は、オーディオ信号ＸＳ２からオーディオ信号ＹＳ２ｎ（ｎ＝１〜８）を生成して出力する。音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍにより生成されるオーディオ信号ＹＭｎ（ｎ＝１〜８）は、これらオーディオ信号ＹＭｎ（ｎ＝１〜８）のみをスピーカＳＰｎの各々に与えて音を放射させた場合に、主音像Ｍのみを音像情報ＤＭの示す当該主音像Ｍの位置に定位させるものである。同様に、オーディオ信号ＹＳ１ｎ（ｎ＝１〜８）は、これらオーディオ信号ＹＳ１ｎ（ｎ＝１〜８）のみをスピーカＳＰｎの各々に与えて音を放射させた場合に、副音像Ｓ１のみを音像情報ＤＳ１の示す当該副音像Ｓ１の位置に定位させるオーディオ信号である。また、オーディオ信号ＹＳ２ｎ（ｎ＝１〜８）は、これらオーディオ信号ＹＳ２ｎ（ｎ＝１〜８）のみをスピーカＳＰｎの各々に与えて音を放射させた場合に、副音像Ｓ２のみを音像情報ＤＳ２の示す当該副音像Ｓ２の位置に定位させるオーディオ信号である。音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍ、３０Ｓ１および３０Ｓ２の各々が上記各オーディオ信号を生成するために実行する処理は同一であるから、以下では音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍについてのみ詳細に説明する。
【００１８】
音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍは、まず、主音像Ｍの定位を担当する２個のスピーカからなるスピーカ群（以下、スピーカ対）を示す番号ｋ（ｋは１〜８の何れか）として、以下の数４に示す条件を満たすものを特定する。ここで、スピーカ対の番号ｋに対応するスピーカ対とは、スピーカＳＰｋとＳＰｋ＋１のことである。例えばｋ＝１の場合、対応するスピーカはスピーカＳＰ１とＳＰ２であり、ｋ＝８の場合は、対応するスピーカはスピーカＳＰ８とＳＰ８＋１（＝ＳＰ１）である。なお、数４においてＳＰｋ＿ｘはスピーカＳＰｋの配置位置のＸ座標であり、ＳＰｋ＿ｙは同配置位置のＹ座標である（ただし、以下の数４においてｋ＝８の場合は、ＳＰｋ＋１＿ｘ＝ＳＰ１＿ｘであり、ＳＰｋ＋１＿ｙ＝ＳＰ１＿ｙである）。また、数４においてｍｉｎ（ａ，ｂ）は、２つの数ａおよびｂのうちの小さい方を意味し（すなわち、ａ＜ｂであれば、ｍｉｎ（ａ，ｂ）＝ａ）、ｍａｘ（ａ，ｂ）は、２つの数ａおよびｂのうちの大きい方を意味する（すなわち、ａ＜ｂであれば、ｍａｘ（ａ，ｂ）＝ｂ）。この数４を参照すれば明らかように、音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍは、互いに隣り合って並んだ２つのスピーカからなるスピーカ対であって、それら２つのスピーカを結ぶ線分上（より一般的には、当該線分を対角線とする矩形内）に主音像Ｍが位置するものを主音像Ｍの定位を担当するスピーカ対として特定するのである。
【数４】
2011254195.tif 000006
【００１９】
上記のようにして主音像Ｍの定位を担当するスピーカ対を示す番号ｋが定まると、音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍは、オーディオ信号ＸＭからオーディオ信号ＹＭｎ（ｎ＝１〜８、ただし、ｎ≠ｋかつｎ≠ｋ＋１）を生成する際のゲイン（増幅率）Ｇｎをゼロとし、オーディオ信号ＹＭｋを生成する際のゲインＧｋとオーディオ信号ＹＭｋ＋１を生成する際のゲインＧｋ＋１とを以下の数５に示す値とする（ただし、数４における場合と同様にｋ＝８の場合はＹＭｋ＋１＝ＹＭ１であり、Ｇｋ＋１＝Ｇ１である）。数５を参照すれば明らかように、オーディオ信号ＹＭｋを生成する際のゲインＧｋと、オーディオ信号ＹＭｋ＋１を生成する際のゲインＧｋ＋１の各々の２乗の和は１になる。また、数５にしたがって算出される値ａは、座標原点Ｏを起点とする主音像Ｍの位置ベクトルとスピーカＳＰｋの位置ベクトルのベクトル積（外積）の大きさ（両ベクトルを２辺とする平行四辺形の面積、すなわち、両ベクトルの各々の大きさに両ベクトルの為す角度の正弦値を乗算した値）を、受聴点Ｏを起点とするスピーカＳＰｋ＋１の位置ベクトルとスピーカＳＰｋの位置ベクトルのベクトル積の大きさで除算して得られる値となっている。同様に、数５にしたがって算出される値ｂは、座標原点Ｏを起点とする主音像Ｍの位置ベクトルとスピーカＳＰｋ＋１の位置ベクトルのベクトル積の大きさを、受聴点Ｏを起点とするスピーカＳＰｋ＋１の位置ベクトルとスピーカＳＰｋの位置ベクトルのベクトル積の大きさで除算して得られる値となっている。ここで、ベクトル積の幾何学的な意味に留意すると、数５は、「主音像Ｍの定位を担当する２つのスピーカの各々に与えるオーディオ信号のゲインの２乗和が一定値（例えば、１）となり、かつ、各スピーカに与えるオーディオ信号のゲインが、主音像Ｍの位置から他方のスピーカの位置と座標原点Ｏとを通る直線に下ろした垂線の長さを、当該スピーカの位置から上記直線に下ろした垂線の長さで除算した値、に比例したものとなるように、両スピーカに与えるオーディオ信号のゲインを定めること」を意味しているのである。
【数５】
2011254195.tif 000007
【００２０】
主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２の位置が図３（Ａ）に示すように算出される場合（例えばθ＝２０度、φ＝５０度と設定された場合）、主音像ＭはスピーカＳＰ１とＳＰ２の間に位置するのであるから、音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍは、主音像Ｍの定位を担当するスピーカ対を示す番号ｋをｋ＝１と特定する。このため、音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍは、ゲインＧ１およびＧ２を数５にしたがって算出するとともに（具体的には、Ｇ１＝０．９５７６、Ｇ２＝０．２８８０と算出される）、Ｇｎ（ｎ＝３〜８）をゼロとし、これら各ゲインに応じた増幅率でオーディオ信号ＹＭｎ（ｎ＝１〜８）を生成して出力する。同様に、副音像Ｓ１はスピーカＳＰ８とＳＰ１の間に位置するのであるから（図３（Ａ）参照）、音像定位用ゲイン調整手段３０Ｓ１は、副音像Ｓ１の定位を担当するスピーカ対を示す番号ｋをｋ＝８と特定し、ゲインＧ８およびＧ９（前述したように、Ｇ１）を数５にしたがって算出し、Ｇｎ（ｎ＝２〜７）をゼロとし、これら各ゲインに応じた増幅率でオーディオ信号ＹＳ１ｎ（ｎ＝１〜８）を生成して出力する。同様に、音像定位用ゲイン調整手段３０Ｓ２は、副音像Ｓ２の定位を担当するスピーカ対を示す番号ｋをｋ＝２と特定し、ゲインＧ２およびＧ３を数５にしたがって算出するとともに、Ｇｎ（ｎ＝１、４〜８）をゼロとし、これら各ゲインに応じた増幅率でオーディオ信号ＹＳ２ｎ（ｎ＝１〜８）を生成して出力する。
【００２１】
図１の加算器４０−ｎ（ｎ＝１〜８）は、オーディオ信号ＹＭｎ、ＹＳ１ｎおよびＹＳ２ｎの和信号Ｚｎ（すなわち、Ｚｎ＝ＹＭｎ＋ＹＳ１ｎ＋ＹＳ２ｎ）を生成して出力する。前述したように、主音像Ｍ、副音像Ｓ１およびＳ２の各々の位置が図３（Ａ）のように定まる状況においては、オーディオ信号ＹＭ１およびＹＭ２の振幅は数５にしたがって算出される値（すなわち、主音像Ｍの定位に寄与する値）になっており、オーディオ信号ＹＭｎ（ｎ＝３〜８）の振幅は０となっている。同様に、オーディオ信号ＹＳ１８およびＹＳ１１の振幅は数５にしたがって算出される値（すなわち、副音像Ｓ１の定位に寄与する値）となっており、オーディオ信号ＹＳ１ｎ（ｎ＝２〜７）の振幅は０となっている。そして、オーディオ信号ＹＳ２２およびＹＳ２３の振幅は数５にしたがって算出される値（すなわち、副音像Ｓ２の定位に寄与する値）となっており、オーディオ信号ＹＳ２ｎ（ｎ＝１、４〜８）の振幅は０となっている。このため、加算器４０−ｎ（ｎ＝１〜８）の各々から出力されるオーディオ信号Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ８には各々以下の信号成分が含まれており、その他（Ｚｎ：ｎ＝４〜７）は０となる。
Ｚ１＝主音像Ｍの定位に寄与する信号成分＋副音像Ｓ１の定位に寄与する信号成分
Ｚ２＝主音像Ｍの定位に寄与する信号成分＋副音像Ｓ２の定位に寄与する信号成分
Ｚ３＝副音像Ｓ２の定位に寄与する信号成分
Ｚ８＝副音像Ｓ１の定位に寄与する信号成分
【００２２】
このようにして音像制御装置１から出力されるオーディオ信号Ｚｎ（ｎ＝１〜８）の各々は、Ｄ／Ａ変換器（図示略）によるＤ／Ａ変換、および電力増幅器（同じく図示略）による増幅を経て図２のスピーカＳＰｎに供給される。そして、図２のスピーカＳＰｎ（ｎ＝１〜８）の各々は、出力オーディオ信号Ｚｎに応じた音を放射するのである。前述したように、出力オーディオ信号Ｚ１には主音像Ｍと副音像Ｓ１の各々の定位に寄与する信号成分が、出力オーディオ信号Ｚ２には主音像Ｍと副音像Ｓ２の各々の定位に寄与する信号成分が、出力オーディオ信号Ｚ３には副音像Ｓ２の定位に寄与する信号成分が、出力オーディオ信号Ｚ８には副音像Ｓ１の定位に寄与する信号成分が含まれており、他の出力オーディオ信号Ｚｎ（ｎ＝４〜７）はゼロとなっている。このため、スピーカＳＰ１とスピーカＳＰ２の各々から放射される音によって主音像Ｍの定位が、スピーカＳＰ８とスピーカＳＰ１の各々から放射される音によって副音像Ｓ１の定位が、スピーカＳＰ２とスピーカＳＰ３の各々から放射される音によって副音像Ｓ２の定位が各々実現され、これら３つの音像の合成によって図３（Ａ）にて一点鎖線で示すような見かけの大きさを伴う音像定位が実現されるのである。
【００２３】
以上説明したように本実施形態の音像制御装置１によれば、利用者により設定された位置および見かけの大きさにより規定される領域内に主音像Ｍ、副音像Ｓ１およびＳ２を定位させるようにスピーカＳＰｎ（ｎ＝１〜８）の駆動制御が行われ、これら３つの音像の合成によって見かけの大きさを伴う音像定位が実現される。これら３つの音像の定位は、スピーカＳＰｎ（ｎ＝１〜８）の各々に与えるオーディオ信号の振幅を調整することで実現され、位相調整は行われていないため、音場がクリアに保たれ、特許文献１等に開示された技術のように音像の位置の特定が困難になることはなく、音場が不自然になり難い。また、本実施形態では、音像を定位させる位置を受聴点から見た方向θで定量的に設定することが可能で、かつ、音像の見かけの大きさを角度φで定量的に設定することが可能である。このように、本実施形態によれば、音像をクリアに保ったままその見かけの大きさを定量的に制御することが可能になる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態に以下に述べる変形を加えても勿論良い。
（１）上述した実施形態では、パラメータｘの値を予め設定しておくことによって図３（Ａ）に示すような主音像Ｍが優位な状態、或いは図３（Ｂ）に示すような主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２とが均等な状態の何れかで主音像Ｍ、副音像Ｓ１および副音像Ｓ２の各々を定位させた。しかし、パラメータｘを１から０．５へ経時的に変化させるようにして「主音像Ｍのみが定位している状態」→「主音像Ｍが優位な状態」→「主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２とが均等な状態」といった具合に状態を経時的に変化させても良い。また、角度φを経時的に変化させることで、副音像Ｓ１およびＳ２と主音像Ｍとの間隔を経時的に変化させ、音像の見かけの大きさを経時的に変化させても良い。具体的には、各時刻における角度φを表す時系列データを音像制御装置１に与え、時刻毎に副音像Ｓ１およびＳ２の位置をその時刻における角度φを用いて算出するようにすれば良い。同様に、角度θを経時的に変化させ、主音像Ｍ、副音像Ｓ１およびＳ２の位置が時々刻々変化するように制御することも可能である。主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２を合成して得られる音像の定位位置は、各スピーカ対の中心に限定されるものではないため、主音像Ｍ、副音像Ｓ１およびＳ２の各々の移動制御とそれら３つの音像を合成して得られる音像の見かけの大きさの制御（主音像Ｍ、副音像Ｓ１およびＳ２の各々の大きさの制御等）を併用すれば、それらの相乗効果により、多彩な音響効果を実現することができると考えられる。
【００２５】
（２）上述した実施形態では、音像制御装置１により８台のスピーカ（ＳＰ１〜ＳＰ８）の駆動制御を行ったが、２台〜７台、または９台以上のスピーカの駆動制御を行い得ることは言うまでも無い。なお、駆動制御の対象となるスピーカが２台である場合には、前掲数４に示す演算（各音像の定位に寄与するスピーカを特定するための演算）を行う必要はなく上記２台のスピーカの各々に与えるオーディオ信号の増幅率を音像毎に数５にしたがって算出し、それらオーディオ信号をチャネル毎に加算して出力するようにすれば良い。また、上述した実施形態では、音像制御装置１による駆動制御の対象となるスピーカＳＰｎ（ｎ＝１〜８）を正八角形の頂点に配置したが、例えば、楕円や放物線、双曲線などの任意の二次曲線に沿って各々のスピーカ軸が所定の方向に向くように（例えば、当該二次曲線の焦点に向くように）配置しても良い。また、任意の曲線に沿って各々が所定の方向を向くように複数のスピーカを配置しても良く、直線に沿って各々のスピーカ軸が平行になるように（すなわち、各スピーカが無限遠の一点に向いているように）各スピーカを配置しても良い。さらに、音像制御装置１により駆動制御される複数のスピーカを立体的に配置する態様も考えられる。このように複数のスピーカを立体的に配置する態様においては、各スピーカを頂点として描いた三角形内に当該主音像の配置位置が属し、かつ最小の三角形を描く３つのスピーカからなるスピーカ群を主音像の定位に寄与するもの（上述した実施形態におけるスピーカ対に対応するもの）として特定するようすれば良い。
【００２６】
（３）上述した実施形態では、利用者により設定された位置および大きさで規定される領域内に１つの主音像と２つの副音像を均等に定位させたが、１つの主音像と２ｍ（ｍは２以上の整数）の副音像を均等に定位させても良い。つまり、利用者により設定された位置および大きさで規定される領域内に主音像と各副音像とを合わせて奇数個の音像を均等に定位させるのである。また、同領域内に２個或いは４個などの偶数個の音像を均等に定位させても良い。要は、利用者により設定された位置および大きさにより規定される領域内に複数の音像を定位させることで、見かけの大きさを伴う音像定位を実現する態様であれば良い。
【００２７】
例えば、利用者により設定された位置および大きさで規定される領域内に１つの主音像と４つの副音像とを定位させる態様においては、音像の位置が角度θで設定され、同音像の見かけの大きさが角度φで設定される場合には、角度θの方向に主音像を定位させ、角度（θ−φ／２）、（θ−φ／４）、（θ＋φ／４）および（θ＋φ／２）の各方向に副音像を１つずつ定位させるようにすれば良い。つまり、利用者により設定された位置および大きさで規定される領域内に１つの主音像と２ｍ（ｍは１以上の整数）個の副音像とを均等に定位させる態様においては、角度（θ±ｋ×φ／２ｍ：ただし、１≦ｋ≦ｍ）の方向に副音像を１つずつ定位させるようにすれば良い。同様に、上記領域内に偶数（２ｍ：（ｍは１以上の整数）個の音像を均等に定位させる態様においては、角度（θ±ｋ×φ／２ｍ：ただし、１≦ｋ≦ｍ）の各方向に音像を１つずつ定位させるようにすれば良い。
【００２８】
（４）上述した実施形態では、主音像を挟んで対向する２つの副音像を主音像Ｍとの間隔が均等になるように定位させたが、各副音像と主音像との間隔が均等にならないように各副音像を定位させても良い。例えば、受聴点から見た音像の方向が角度θの方向と設定され、同音像の大きさが角度φで設定された場合に、角度θの方向に主音像Ｍを定位させ、副音像Ｓ１は角度（θ―２φ／３）方向に、副音像Ｓ２は角度（θ＋φ／３）方向に定位させるといった具合である。
【００２９】
（５）上述した実施形態では、ＤＳＰなどのコンピュータを、音像情報生成手段１０と、同音像情報生成手段１０により生成される音像情報の示す位置に複数の音像の各々を定位させるように入力オーディオ信号ＩＮから出力オーディオ信号Ｚnを生成する信号生成手段（図１のアンプ２０Ｍ、２０Ｓ１、２０Ｓ２、音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍ、３０Ｓ１、３０Ｓ２、および加算器４０−１〜４０−８）として機能させる信号処理プログラムが音像制御装置１に予めインストールされていた。しかし、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）などのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に上記信号処理プログラムを書き込んで配布しても良く、また、インターネットなどの電気通信回線経由のダウンロードにより上記信号処理プログラムを配布しても良い。
【００３０】
（６）上述した実施形態では、入力オーディオ信号ＩＮを、利用者により設定された位置および大きさにより規定される領域内に定位させる音像の数に応じて分配して得られるオーディオ信号の各々に対して各音像の大きさを均等（或いは不均等）にするための第１の振幅調整（上記実施形態では、アンプ２０Ｍ、２０Ｓ１および２０Ｓ２による振幅調整）を施した後に、さらに、それら音像の各々を音像情報の示す位置に定位させるための第２の振幅調整（音像定位用ゲイン調整手段３０Ｍ、３０Ｓ１および３０Ｓ２による振幅調整）を施して出力オーディオ信号Ｚｎを生成したが、これら第１および第２の振幅調整の実行順序を入れ替えても勿論良い。
【００３１】
（７）上述した実施形態では、主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２の各々の定位を担当するそれぞれ２つのスピーカに与えるオーディオ信号のゲインを数５に示すパンニングにより決定した。しかし、上記各スピーカに与えるオーディオ信号のゲインの決定方法は上記パンニングに限定されるものではなく、主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２の各々の定位をそれぞれ３つ以上のスピーカに担当させるようにしても良い。例えば、図２のスピーカＳＰ８、ＳＰ１、およびＳＰ２の３つのスピーカに主音像Ｍの定位を担当させる場合、これら３つのスピーカに与えるオーディオ信号のゲインを適宜調整することで、受聴点からスピーカＳＰ１に到る線分上の任意の位置に主音像Ｍを定位させるといった具合に奥行き方向の定位も可能になる。また、このような態様によれば、受聴点から見た主音像Ｍの距離と副音像Ｓ１およびＳ２の各々の距離が同一にならないように主音像Ｍと副音像Ｓ１およびＳ２を定位させることもでき、奥行き方向の大きさを伴う音像定位を実現することができる、と考えられる。
【符号の説明】
【００３２】
１…音像制御装置、ＳＰｎ（ｎ＝１〜８）…スピーカ、１０…音像情報生成手段、２０Ｍ，２０Ｓ１，２０Ｓ２…アンプ、３０Ｍ，３０Ｓ１，３０Ｓ２…音像定位用ゲイン調整手段、４０−ｎ（ｎ＝１〜８）…加算器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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