(57)【要約】【課題】実際のスピーカの位置に応じて音声信号に適正な補正処理を施すことが可能な音声信号処理装置を提供すること【解決手段】本発明の音声信号処理装置１は、テスト信号供給部と、スピーカ角度算出部と、スピーカ角度決定部と、信号処理部３とを具備する。テスト信号供給部は、センタースピーカＳｃを含むマルチチャンネルスピーカのそれぞれにテスト信号を供給する。スピーカ角度算出部は、マイクロフォンによって集音されたテスト音声からマイクロフォンの向きを基準とするマルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を算出する。スピーカ角度決定部は、マイクロフォンからのセンタースピーカＳｃの方向を基準とするマルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を決定する。信号処理部３は、前記スピーカ角度決定部によって決定されたマルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を基に音声信号に対して補正処理を施す。【選択図】図１
2011259097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタースピーカ及び他のスピーカを含むマルチチャンネルスピーカのそれぞれにテスト信号を供給するテスト信号供給部と、
前記テスト信号によって前記マルチチャンネルスピーカから放音され、受聴位置に配置されたマイクロフォンによって集音されたテスト音声から、前記マイクロフォンの向きを基準とする前記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を算出するスピーカ角度算出部と、
前記マイクロフォンの向きを基準とする前記センタースピーカの設置角度と、前記マイクロフォンの向きを基準とする前記他のスピーカのそれぞれの設置角度とを基に、前記マイクロフォンからの前記センタースピーカの方向を基準とする前記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を決定するスピーカ角度決定部と、
前記スピーカ角度決定部によって決定された、前記マイクロフォンからの前記センタースピーカの方向を基準とする前記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を基に音声信号に対して補正処理を施す信号処理部と
を具備する音声信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の音声信号処理装置であって、
前記信号処理部は、前記マイクロフォンからの前記センタースピーカの方向を基準とする特定の設置角度に音像が定位されるように、前記マルチチャンネルスピーカのひとつのスピーカに供給される前記音声信号を前記スピーカに隣接するスピーカに分配する
音声信号処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の音声信号処理装置であって、
前記信号処理部は、前記テスト音声の前記マイクロフォンへの到達時間が、前記マルチチャンネルスピーカのそれぞれで互いに等しくなるように、前記音声信号を遅延させる
音声信号処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の音声信号処理装置であって、
前記信号処理部は、前記テスト音声の周波数特性が前記マルチチャンネルスピーカのそれぞれで互いに等しくなるように、前記音声信号にフィルタ処理を施す
音声信号処理装置。
【請求項５】
センタースピーカ及び他のスピーカを含むマルチチャンネルスピーカのそれぞれにテスト信号を供給し、
前記テスト信号によって前記マルチチャンネルスピーカから放音され、受聴位置に配置されたマイクロフォンによって集音されたテスト音声から、前記マイクロフォンの向きを基準とする前記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を算出し、
前記マイクロフォンの向きを基準とする前記センタースピーカの設置角度と、前記マイクロフォンの向きを基準とする前記他スピーカのそれぞれの設置角度とを基に、前記マイクロフォンからの前記センタースピーカの方向を基準とする前記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を決定し、
前記スピーカ角度決定部によって決定された、前記マイクロフォンからの前記センタースピーカの方向を基準とする前記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を基に音声信号に対して補正処理を施す
音声信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチチャンネルスピーカの配置に応じて音声信号に補正処理を施す音声信号処理装置及び音声信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、５．１チャンネル等のマルチチャンネルにより音声コンテンツを再生するオーディオシステムが普及している。このようなシステムは、ユーザが音声を受聴する受聴位置を基準として、予め定められた位置に各スピーカが配置されることが想定されている。例えば、マルチチャンネルオーディオシステムのスピーカの配置に関する規格として、「ＩＴＵ−Ｒ  ＢＳ７７５−１（ＩＴＵ：International Telecommunication Union（国際電気通信連合））」等が策定されている。この規格では、各スピーカは受聴位置から等距離に、かつ定められた設置角度で配置されるべきことが規定されている。コンテンツ作製者も、上記のような規格に沿ってスピーカが配置されているものとして音声コンテンツを作製するため、スピーカが適正に配置されることによって本来の音響効果を発生させることが可能となる。
【０００３】
しかしながら、一般家庭等においては部屋の形状や家具等の配置等による制限により、ユーザが上記規格のような既定の位置に正確にスピーカを配置することができない場合がある。このような場合に備え、配置されたスピーカの位置に応じて、音声信号に対して補正処理を施すオーディオシステムが実現されている。例えば、特許文献１に開示されている「音響補正装置」は、ユーザがＧＵＩ（Graphical User Interface）を用いて実際のスピーカの位置を入力することが可能となっている。この装置は音声を再生する際に、入力されたスピーカの位置に応じて遅延処理や隣接するスピーカへの音声信号の振り分け等を行い、スピーカが適正な位置に配置されているかのように音声信号に対して補正処理を施す。
【０００４】
また、特許文献２に開示されている「音響装置、音響調整方法および音響調整プログラム」は、受聴位置に配置されたマイクロフォンを用いてテスト信号の音声を集音し、マイクロフォンに対する各スピーカの距離及び設置角度を算出する。この装置は音声を再生する際に、算出されたマイクロフォンに対する各スピーカの距離及び設置角度に応じてゲインあるいはディレイの調整等を行い、スピーカが適正な位置に配置されているかのように音声信号に対して補正処理を施す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０１２４８号公報（段落[００２０]、図１）
【特許文献２】特開２００６−３１９８２３号公報（段落[０１１１]、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１に記載の装置は、ユーザにより正確なスピーカ位置の入力がされない場合、音声信号に適正に補正処理を施すことができない。また、特許文献２に記載の装置はマイクロフォンの向きをスピーカ設置角度の基準とするため、音声信号に適正に補正処理を施すためにはマイクロフォンの向きが正面、即ちスクリーン等が配置されている方向に正確に一致している必要がある。しかしながら、一般家庭等において、ユーザがマイクロフォンの向きを正確に正面方向に一致させることは困難である。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、実際のスピーカの位置に応じて音声信号に適正な補正処理を施すことが可能な音声信号処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る音声信号処理装置は、テスト信号供給部と、スピーカ角度算出部と、スピーカ角度決定部と、信号処理部とを具備する。
上記テスト信号供給部は、センタースピーカ及び他のスピーカを含むマルチチャンネルスピーカのそれぞれにテスト信号を供給する。
上記スピーカ角度算出部は、上記テスト信号によって上記マルチチャンネルスピーカから放音され、受聴位置に配置されたマイクロフォンによって集音されたテスト音声から、上記マイクロフォンの向きを基準とする上記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を算出する。
上記スピーカ角度決定部は、上記マイクロフォンの向きを基準とする上記センタースピーカの設置角度と、上記マイクロフォンの向きを基準とする上記他のスピーカのそれぞれの設置角度とを基に、上記マイクロフォンからの上記センタースピーカの方向を基準とする上記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を決定する。
上記信号処理部は、上記スピーカ角度決定部によって決定された、上記マイクロフォンからの上記センタースピーカの方向を基準とする上記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を基に音声信号に対して補正処理を施す。
【０００９】
スピーカ角度算出部が、マイクロフォンによって集音されたテスト音声から算出するマルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度は、マイクロフォンの向きを基準とするものである。一方、規格によって定められた理想的なマルチチャンネルスピーカの設置角度は、受聴位置（マイクロフォンの位置）からのセンタースピーカの方向を基準とする。このため、マイクロフォンの向きがマルチチャネルスピーカのセンタースピーカの方向とずれていた場合、マイクロフォンの向きを基準としても理想的なマルチチャンネルスピーカの設置角度に応じた適正な補正処理を音声信号に施すことができない。ここで、本発明では、マイクロフォンの向きを基準とするセンタースピーカの設置角度と、マイクロフォンの向きを基準とする他のスピーカのそれぞれの設置角度とを基に、マイクロフォンからのセンタースピーカの方向を基準とするマルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を決定する。これにより、マイクロフォンの向きがセンタースピーカの方向とずれていた場合であっても、理想的なマルチチャンネルスピーカの設置角度と同一の基準で、適正な補正処理を音声信号に施すことが可能となる。
【００１０】
上記信号処理部は、上記マイクロフォンからの上記センタースピーカの方向を基準とする特定の設置角度に音像が定位されるように、上記マルチチャンネルスピーカのひとつのスピーカに供給される上記音声信号を上記スピーカに隣接するスピーカに分配してもよい。
【００１１】
特定のチャンネルが割り当てられたスピーカの設置角度が、理想的な設置角度とずれている場合、そのスピーカと理想的な設置角度を挟んで隣接するスピーカとの間で当該チャンネルの音声信号を分配する。この際、実際のスピーカの設置角度と理想的なスピーカの設置角度は共に上記マイクロフォンからの上記センタースピーカの方向を基準とするため、当該チャンネルの音像を理想的な設置角度に定位させることが可能である。
【００１２】
上記信号処理部は、上記テスト音声の上記マイクロフォンへの到達時間が、上記マルチチャンネルスピーカのそれぞれで互いに等しくなるように、上記音声信号を遅延させてもよい。
【００１３】
マルチチャンネルスピーカのそれぞれとマイクロフォン（受聴位置）の間の距離が等距離ではない場合、各スピーカから放音された音声のマイクロフォンへの到達時間が異なる。本発明では、この場合に、最も到達時間の長い、即ち距離が遠いスピーカに合わせて他のスピーカの音声信号を遅延させる。これによりマルチチャンネルスピーカのそれぞれとマイクロフォンの間の距離が等距離であるかのように補正することが可能である。
【００１４】
上記信号処理部は、上記テスト音声の周波数特性が上記マルチチャンネルスピーカのそれぞれで互いに等しくなるように、上記音声信号にフィルタ処理を施してもよい。
【００１５】
マルチチャンネルスピーカのそれぞれの構造や再生環境により、各スピーカから放音された音声の周波数特性が異なる。本発明では、音声信号にフィルタ処理を施すことによりマルチチャンネルスピーカのそれぞれの周波数特性が均一であるかのように補正することが可能である。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る音声信号処理方法は、センタースピーカ及び他のスピーカを含むマルチチャンネルスピーカのそれぞれにテスト信号を供給する。
上記マイクロフォンの向きを基準とする上記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度は、上記テスト信号によって上記マルチチャンネルスピーカから放音され、受聴位置に配置されたマイクロフォンによって集音されたテスト音声から算出される。
上記マイクロフォンからの上記センタースピーカの方向を基準とする上記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度は、上記マイクロフォンの向きを基準とする上記センタースピーカの設置角度と、上記マイクロフォンの向きを基準とする上記他のスピーカのそれぞれの設置角度とを基に決定される。
補正処理は、上記スピーカ角度決定部によって決定された、上記マイクロフォンからの上記センタースピーカの方向を基準とする上記マルチチャンネルスピーカのそれぞれの設置角度を基に音声信号に対して施される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、実際のスピーカの位置に応じて音声信号に適正な補正処理を施すことが可能な音声信号処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る音声信号処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る音声信号処理装置の解析フェーズにおける概略構成を示すブロック図である
【図３】本発明の実施形態に係る音声信号処理装置の再生フェーズにおける概略構成を示すブロック図である
【図４】マルチチャンネルスピーカ及びマイクロフォンの理想的な配置を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る音声信号処理装置の解析フェーズにおける動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る音声信号処理装置によるスピーカ位置の算出について示す模式図である
【図７】本発明の実施形態に係る、マイクロフォンに対する各スピーカの位置を示す概念図である。
【図８】本発明の実施形態に係る、マイクロフォンに対する各スピーカの位置を示す概念図である。
【図９】本発明の実施形態に係る、分配パラメタの算出方法について説明するための概念図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る、フロント左スピーカとリア左スピーカにそれぞれ接続されている信号分配ブロックを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［音声信号処理装置の構成］
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る音声信号処理装置１の概略構成を示す図である。同図に示すように、音声信号処理装置１は、音響解析部２、音響調整部３、復号器４及び増幅器５を有する。また、音声信号処理装置１には、マルチチャンネルスピーカが接続されている。マルチチャンネルスピーカは、センタースピーカＳｃ、フロント左スピーカＳｆＬ、フロント右スピーカＳｆＲ、リア左スピーカＳｒＬ及びリア右スピーカＳｒＲの５つのスピーカによって構成されている。さらに、音声信号処理装置１には、第１マイクロフォンＭ１及び第２マイクロフォンＭ２によって構成されるマイクロフォンが接続されている。復号器４には、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の媒体及びそのプレーヤ等を含む音源Ｎが接続されている。
【００２０】
音声信号処理装置１には、各スピーカにそれぞれ対応するスピーカ信号線Ｌｃ、ＬｆＬ、ＬｆＲ、ＬｒＬ、及びＬｒＲ、並びに各マイクロフォンにそれぞれ対応するマイクロフォン信号線ＬＭ１及びＬＭ２が設けられている。スピーカ信号線Ｌｃ、ＬｆＬ、ＬｆＲ、ＬｒＬ、及びＬｒＲは、音声信号の信号線であり、音響解析部２から音響調整部３及び各信号線にそれぞれ設けられた増幅器５を介して各スピーカに接続されている。また、スピーカ信号線Ｌｃ、ＬｆＬ、ＬｆＲ、ＬｒＬ、及びＬｒＲは、それぞれ復号器４に接続され、音源Ｎから復号器４によって生成された各チャンネルの音声信号がそれぞれ供給される。マイクロフォン信号線ＬＭ１及びＬＭ２も音声信号の信号線であり、音響解析部２から各信号線に設けられた増幅器５を介して各マイクロフォンに接続されている。
【００２１】
詳細は後述するが、音声信号処理装置１は、「解析フェーズ」と「再生フェーズ」の２つの動作フェーズを有する。解析フェーズでは、音響解析部２が主体として動作し、再生フェーズでは音響調整部３が主体として動作する。以下、解析フェーズと再生フェーズのそれぞれにおける音声信号処理装置１の構成について説明する。
【００２２】
図２は解析フェーズにおける音声信号処理装置１の構成を示すブロック図である。同図において音響調整部３、復号器４等は省略されている。同図に示すように、音響解析部２は、コントローラ２１、テスト信号メモリ２２、音響調整パラメタメモリ２３及び応答信号メモリ２４を有し、これらはそれぞれ内部データバス２５に接続されている。内部データバスには上記スピーカ信号線Ｌｃ、ＬｆＬ、ＬｆＲ、ＬｒＬ、及びＬｒＲがそれぞれ接続されている。
【００２３】
コントローラ２１は、マイクロプロセッサ等の演算処理装置であり、下記のメモリと内部データバス２５を介して信号を授受する。テスト信号メモリ２２は、後述する「テスト信号」を格納するメモリであり、音響調整パラメタメモリ２３は「音響調整パラメタ」を、応答信号メモリ２４は「応答信号」をそれぞれ格納するメモリである。なお、音響調整パラメタ及び応答信号は後述する解析フェーズにおいて生成されるものであり当初は格納されていない。これらのメモリは、同一のＲＡＭ（Random Access Memory）等であってもよい。
【００２４】
図３は再生フェーズにおける音声信号処理装置１の構成を示すブロック図である。同図において、音響解析部２、マイクロフォン等は省略されている。同図に示すように、音響調整部３は、コントローラ２１、音響調整パラメタメモリ２３、信号分配ブロック３２、フィルタ３３及び遅延メモリ３４を有する。
【００２５】
信号分配ブロック３２は、センタースピーカＳｃを除く各スピーカのスピーカ信号線ＬｆＬ、ＬｆＲ、ＬｒＬ、及びＬｒＲ上にひとつずつ配置されている。また、フィルタ３３及び遅延メモリ３４は、センタースピーカＳｃも含む各スピーカのスピーカ信号線Ｌｃ、ＬｆＬ、ＬｆＲ、ＬｒＬ、及びＬｒＲ上にひとつずつ配置されている。それぞれの信号分配ブロック３２、フィルタ３３及び遅延メモリ３４はコントローラ２１に接続されている。
【００２６】
コントローラ２１は、信号分配ブロック３２、フィルタ３３及び遅延メモリ３４に接続されており、音響調整パラメタメモリ２３に格納されている音響調整パラメタに基づいて信号分配ブロック３２、フィルタ３３及び遅延メモリ３４を制御する。
【００２７】
信号分配ブロック３２は、コントローラ２１による制御を受けて各信号線の音声信号を隣接するスピーカ（センタースピーカＳｃ除く）の信号線にその信号線の信号を分配する。具体的には、スピーカ信号線ＬｆＬ上の信号分配ブロック３２はスピーカ信号線ＬｆＲ及びＬｒＬに、スピーカ信号線ＬｆＲ上の信号分配ブロック３２はスピーカ信号線ＬｆＬ及びＬＲｒに信号を分配する。また、スピーカ信号線ＬｒＬ上の信号分配ブロック３２はスピーカ信号線ＬｆＬ及びＬｒＲに、スピーカ信号線ＬｒＲ上の信号分配ブロック３２はスピーカ信号線ＬｆＲ及びＬｒＬに信号を分配する。
【００２８】
フィルタ３３は、ＦＩＲ（Finite impulse response：有限インパルス応答）フィルタやＩＩＲ（Infinite impulse response：無限インパルス応答）フィルタ等のデジタルフィルタであり、音声信号にデジタルフィルタ処理を施す。遅延メモリ３４は、入力された音声信号を所定の時間遅延させて出力するメモリである。信号分配ブロック３２、フィルタ３３及び遅延メモリ３４の機能の詳細については後述する。
【００２９】
［マルチチャンネルスピーカの配置］
マルチチャンネルスピーカ（センタースピーカＳｃ、フロント左スピーカＳｆＬ、フロント右スピーカＳｆＲ、リア左スピーカＳｒＬ及びリア右スピーカＳｒＲ）及びマイクロフォンの配置について説明する。図４はマルチチャンネルスピーカ及びマイクロフォンの理想的な配置を示す平面図である。図４に示すマルチチャンネルスピーカの配置は、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＳ７７５−１規格に準拠したものであるが、他の規格に準拠した配置であってもよい。マルチチャンネルスピーカは、ここに示すように、予め定められたように配置されることが前提とされている。なお、図４には、センタースピーカＳｃの位置に配置されたディスプレイＤを示す。
【００３０】
図４に示すマルチチャンネルスピーカの配置では、円周状に配置された各スピーカの中心位置がユーザの受聴位置として規程されている。第１マイクロフォンＭ１及び第２マイクロフォンＭ２は本来は、この受聴位置を挟んで、第１マイクロフォンＭ１と第２マイクロフォンＭ２を結ぶ線の垂直二等分線ＶがセンタースピーカＳｃを向くように配置される。この垂直二等分線Ｖの向きを「マイクロフォンの向き」とする。しかしながら、実際はユーザによりこのマイクロフォンの向きがセンタースピーカＳｃの方向とずれて配置される場合がある。本実施形態においては、この垂直二等分線Ｖのずれを加味（加算又は減算）して音声信号に補正処理を施す。
【００３１】
［音響調整パラメタについて］
音響調整パラメタについて説明する。音響調整パラメタは、「遅延パラメタ」、「フィルタパラメタ」及び「信号分配パラメタ」の３つのパラメタから構成される。これらのパラメタは、上述のマルチチャンネルスピーカの配置に基づいて、解析フェーズにおいて算出され、再生フェーズにおいて音声信号の補正に用いられるものである。具体的には、遅延パラメタは遅延メモリ３４に適用されるパラメタであり、フィルタパラメタはフィルタ３３に適用されるパラメタであり、信号分配パラメタは信号分配ブロック３２に適用されるパラメタである。
【００３２】
遅延パラメタは、受聴位置と各スピーカの距離を補正するためのパラメタである。正確な音響効果を得るには、図４に示したように、各スピーカと受聴位置の距離は等距離である必要がある。ここで、最も受聴位置から離間して配置されているスピーカと受聴位置の距離に合わせて、より受聴位置に近接するスピーカの音声信号に遅延処理を施すことにより、受聴位置における音声の到達時間を同時にし、受聴位置と各スピーカの距離を等化させることが可能となる。遅延パラメタは、この遅延時間を表すパラメタである。
【００３３】
フィルタパラメタは、各スピーカの周波数特性及びゲインを調整するためのパラメタである。スピーカの構造あるいは壁からの反射等の再生環境によって、各スピーカの周波数特性及びゲインが異なる場合がある。ここで、理想的な周波数特性を予め用意し、それと各スピーカからの応答信号の差分を補償することにより、全てのスピーカの周波数特性及びゲインを等化させることが可能となる。フィルタパラメタは、この補償のためのフィルタ係数である。
【００３４】
信号分配パラメタは、受聴位置に対する各スピーカの設置角度を補正するためのパラメタである。図４に示したように、各スピーカの受聴位置に対する設置角度は予め定められている。各スピーカの設置角度がこの定められた角度と一致していない場合、正確な音響効果を得ることができない。ここで、特定のスピーカについてその両隣のスピーカに音声信号を分配することにより、正しいスピーカ位置に音像を定位させることが可能となる。信号分配パラメタは、この音声信号の分配の程度を表すパラメタである。
【００３５】
本実施形態では、信号分配パラメタについて、マイクロフォンの向きがセンタースピーカＳｃの方向と一致していない場合に、マイクロフォンとセンタースピーカＳｃのずれの角度に応じて調整する。これにより、マイクロフォンからセンタースピーカＳｃの方向を基準とした各スピーカの設置角度の補正を行うことが可能となる。
【００３６】
［音声信号処理装置の動作］
音声信号処理装置１の動作について説明する。上述のように音声信号処理装置１は、解析フェーズ及び再生フェーズの２つのフェーズで動作する。概略的には、ユーザによってマルチチャンネルスピーカが配置され、解析フェーズを指示する操作入力がなされると、音声信号処理装置１は解析フェーズの動作を行う。解析フェーズにおいて、マルチチャンネルスピーカの配置に応じた音響調整パラメタが算出され、保持される。ユーザによって再生が指示されると音響信号処理装置１は、再生フェーズの動作としてこの音響調整パラメタを用いて音声信号に補正処理を施し、マルチチャンネルスピーカから再生する。以降は、マルチチャンネルスピーカの配置が移動されない限り、この音響調整パラメタを用いて音声を再生する。マルチチャンネルスピーカの配置が移動されると、再度解析フェーズにおいて新たなマルチチャンネルスピーカの配置に応じて、音響調整パラメタが算出される。
【００３７】
［解析フェーズについて］
音声信号処理装置１の解析フェーズにおける動作について説明する。図５は、音声信号処理装置１の解析フェーズにおける動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートの順に各ステップ（Ｓｔ）について説明する。なお、解析フェーズにおける音声信号処理装置１の構成は図２に示すものである。
【００３８】
解析フェーズが開始されると、音声信号処理装置１は各スピーカからテスト信号を出力する（Ｓｔ１０１）。具体的には、コントローラ２１が内部バス２５を介してテスト信号メモリ２２からテスト信号を読み出し、スピーカ信号線及び増幅器５を介してマルチチャンネルスピーカのひとつに出力する。テスト信号はインパルス信号とすることができる。テスト信号が供給されたスピーカからはテスト信号が変換されたテスト音声が放音される。
【００３９】
次に、音声信号処理装置１は、上記テスト音声を第１マイクロフォンＭ１及び第２マイクロフォンＭ２を用いて集音する（Ｓｔ１０２）。第１マイクロフォンＭ１及び第２マイクロフォンＭ２に集音された音声はそれぞれ信号（応答信号）に変換され、増幅器５、マイクロフォン信号線及び内部バス２５を介して応答信号メモリ２４に格納される。
【００４０】
音声信号処理装置１は、ステップ１０１のテスト信号の出力とステップ１０２のテスト音声の集音をマルチチャンネルスピーカＳｃ、ＳｆＬ、ＳｆＲ、ＳｒＬ及びＳｒＲの全てについて行う（Ｓｔ１０３）。このようにして、応答信号メモリ２４には、全てのスピーカの応答信号が格納される。
【００４１】
次に、音声信号処理装置１は、各スピーカの位置（受聴位置に対する距離及び設置角度）を算出する（Ｓｔ１０４）。図６は音声信号処理装置１によるスピーカ位置の算出について示す模式図である。同図ではマルチチャンネルスピーカのひとつとしてフロント左スピーカＳｆＬを例にとって示しているが、他のスピーカについても同様である。同図に示すように、第１マイクロフォンＭ１の位置を点ｍ１、第２マイクロフォンＭ１の位置を点ｍ２とし、点ｍ１と点ｍ２の中点、即ち受聴位置を点ｘとする。また、フロント左スピーカＳｆＬの位置を点ｓとする。
【００４２】
コントローラ２１は、応答信号メモリ２４を参照して、ステップ１０２において集音されたテスト音声のスピーカＳｆＬから第１マイクロフォンＭ１までの到達時間から距離（ｍ１−ｓ）を求める。また、同様に、テスト音声のスピーカＳｆＬから第２マイクロフォンＭ２までの到達時間から距離（ｍ２−ｓ）を求める。第１マイクロフォンＭ１と第２マイクロフォンＭ２の間の距離（ｍ１−ｍ２）は既知であるので、これらの距離からひとつの三角形（ｍ１、ｍ２、ｓ）が決定される。また、距離（ｍ１−ｓ）及び距離（ｍ１−ｘ）と、角度（ｓ−ｍ１−ｘ）から三角形（ｍ１、ｘ、ｓ）も決定され、スピーカＳｆｌと受聴位置ｘ間の距離（ｓ−ｘ）及び垂直二等分線ｖと直線（ｓ、ｘ）のなす角Ａも求まる。即ち、受聴位置ｘに対するスピーカＳｆＬの距離（ｓ−ｘ）及び角度Ａが算出される。スピーカＳｆＬ以外のスピーカについても、同様に、そのスピーカからマイクロフォンまでのテスト音声の到達時間からそれぞれの受聴位置に対する距離及び設置角度が算出される。
【００４３】
図５に戻り、音声信号処理装置１は、遅延パラメタを算出する（Ｓｔ１０５）。コントローラ２１は、ステップ１０４において算出された、各スピーカの受聴位置に対する距離から、最もこの距離が長いスピーカを特定し、他のスピーカと受聴位置の間の距離との差分を算出する。コントローラ２１は、この差分の距離を音波が進むのに要する時間を遅延パラメタとして算出する。
【００４４】
続いて、音声信号処理装置１は、フィルタパラメタを算出する（Ｓｔ１０６）。コントローラ２１は、応答信号メモリ２４に格納されている、各スピーカの応答信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier transform）を実行して周波数特性を求める。ここで、各スピーカの応答信号は、第１マイクロフォンＭ１及び第２マイクロフォンＭ２のうちいずれか一方によって測定された応答信号、あるいは両方によって測定された応答信号を平均化したものとすることができる。次にコントローラ２１は、各スピーカの応答信号の周波数特性と、予め定められた理想的な周波数特性との差分を算出する。理想的な周波数特性は、フラットな周波数特性、あるいはマルチチャンネルスピーカのうちいずれかのスピーカの周波数特性等とすることができる。コントローラ２１は、各スピーカの応答信号の周波数特性と、理想的な周波数特性との差分からゲインとフィルタ係数（デジタルフィルタに用いられる係数）を求め、フィルタパラメタとする。
【００４５】
続いて、音声信号処理装置１は、信号分配パラメタを算出する（Ｓｔ１０７）。
図７及び図８は、マイクロフォンに対する各スピーカの位置を示す概念図である。なお、図７及び図８では、リア左スピーカＳｒＬ及びリア右スピーカＳｒＲは省略されている。図７は、ユーザによってマイクロフォンが正確に配置され、マイクロフォンの向きがセンタースピーカＳｃの方向に一致している状態を示す。図８は、マイクロフォンが正確に配置されず、マイクロフォンの向きがセンタースピーカＳｃの方向と異なっている状態を示す。図７及び図８において、マイクロフォンからのフロント左スピーカＳｆＬの方向を方向ＰｆＬ、マイクロフォンからのフロント右スピーカＳｆＲの方向を方向ＰｆＲ、マイクロフォンからのセンタースピーカＳｃの方向を方向Ｐｃとして示す。
【００４６】
図７及び図８に示すように、ステップ１０４において、各スピーカのマイクロフォンの向き（垂直二等分線Ｖ）に対する角度が算出されている。図７及び図８では、フロント左スピーカＳｆＬとマイクロフォンのなす角度（上記角度Ａ）と、フロント右スピーカＳｆＲとマイクロフォンのなす角度Ｂ、及びセンタースピーカＳｃとマイクロフォンのなす角度Ｃを示す。図７では角度Ｃは０°である。上述したように角度Ａ、角度Ｂ及び角度Ｃは、テスト音声の到達時間から算出された、マイクロフォンの向きを基準とする各スピーカの設置角度である。
【００４７】
コントローラ２１は、これらの角度から、マイクロフォンからのセンタースピーカＳｃの方向を基準とした各スピーカ（センタースピーカＳｃ除く）の設置角度を算出する。図８に示すようにマイクロフォンからセンタースピーカＳｃの方向が垂直二等分線Ｖよりフロント左スピーカＳｆＬ側である場合には、マイクロフォンからセンタースピーカＳｃの方向を基準とするフロント左スピーカＳｆＬの設置角度Ａ’は（Ａ’＝Ａ−Ｃ）とすることができる。また、センタースピーカＳｃの方向を基準とする、フロント右スピーカＳｆＲの設置角度Ｂ’は（Ｂ’＝Ｂ＋Ｃ）とすることができる。図８とは異なり、マイクロフォンからセンタースピーカＳｃの方向が垂直二等分線Ｖよりフロント右スピーカＳｆＲ側である場合には、センタースピーカＳｃの方向を基準とするフロント左スピーカＳｆＬの設置角度Ａ’は（Ａ’＝Ａ＋Ｃ）とすることができる。また、センタースピーカＳｃの方向を基準とするフロント右スピーカＳｆＲの設置角度Ｂ’は（Ｂ’＝Ｂ−Ｃ）とすることができる。
【００４８】
このようにして、マイクロフォンの向きを基準とする各スピーカの設置角度から、マイクロフォンからセンタースピーカＳｃの方向を基準とする各スピーカの設置角度を求めることができる。また、図７及び図８では、フロント左スピーカＳｆＬ及びフロント右スピーカＳｆＲについて説明したが、リア左スピーカＳｒＬ及びリア右スピーカＳｒＲについても同様にセンタースピーカＳｃの方向を基準とする設置角度を求めることが可能である。
【００４９】
コントローラ２１は、このようにして算出された、マイクロフォンからのセンタースピーカＳｃの方向を基準とする各スピーカの設置角度に基づいて、分配パラメタを算出する。図９は、分配パラメタの算出方法について説明するための概念図である。図９では、リア左スピーカＳｒＬが上記規格で定められた設置角度と異なる設置角度で配置されているものとし、規格で定められたリア左スピーカＳｒＬの設置角度を角度Ｄとして示す。ここで、規格で定められたスピーカＳｉの設置角度（理想設置角度）はマイクロフォンからのセンタースピーカＳｃの方向を基準とするため、フロント左スピーカＳｆＬ及びリア左スピーカＳｒＬと共にセンタースピーカＳｃの方向Ｐｃを基準として扱うことができる。
【００５０】
図９に示すように、フロント左スピーカＳｆＬの方向ＰｆＬに沿ったベクトルｖｆＬとリア左スピーカＳｒＬの方向ＰｒＬに沿ったベクトルｖｒＬをとる。このときこれらのベクトルの合成ベクトルがスピーカＳｉの方向Ｐｉに沿ったベクトルｖｉとなるようにする。ベクトルｖｆＬ及びベクトルｖｒＬの大きさがリア左スピーカＳｒＬに供給される信号についての分配パラメタとなる。
【００５１】
図１０は、フロント左スピーカＳｆＬとリア左スピーカＳｒＬにそれぞれ接続されている信号分配ブロック３２を示す模式図である。同図に示すようにリア左チャンネルの信号分配ブロック３２における分配乗数Ｋ１ＣをベクトルｖｒＬの大きさに設定し、分配乗数Ｋ１ＬをベクトルｖｆＬの大きさに設定することにより、再生フェーズにおいてスピーカＳｉの位置に音像を定位させることが可能となる。コントローラ２１は、リア左スピーカＳｒＬに供給される信号と同様に、他のスピーカに供給される信号についても分配パラメタを算出する。
【００５２】
図１に戻り、コントローラ２１は、上述のようにして算出した、遅延パラメタ、フィルタパラメタ及び信号分配パラメタを音響調整パラメタメモリ２３に記録する（Ｓｔ１０８）。以上のようにして解析フェーズが完了する。
【００５３】
［再生フェーズについて］
解析フェーズ完了後に、ユーザによって指示入力がされると、音声信号処理装置１は再生フェーズとして音声の再生を開始する。以下、図３に示した解析フェーズにおける音声信号処理装置１の構成を示すブロック図を用いて説明する。
【００５４】
コントローラ２１により、音響調整パラメタ２３が参照され、信号分配パラメタ、フィルタパラメタ及び遅延パラメタの各パラメタが読み出される。コントローラ２１は、信号分配パラメタを各信号分配ブロック３２に、フィルタパラメタを各フィルタ３３に、遅延パラメタを各遅延メモリ３４にそれぞれ適用する。
【００５５】
音声の再生が指示されると、音声信号が音源Ｎから復号器４に供給される。復号器４において音声データが復号（デコード）され、チャンネル毎の音声信号がスピーカ信号線Ｌｃ、ＬｆＬ、ＬｆＲ、ＬｒＬ、及びＬｒＲのそれぞれに出力される。センターチャンネルの音声信号はフィルタ３３及び遅延メモリ３４において補正処理を施され、増幅器５を介してセンタースピーカＳｃから音声として放音される。センターチャンネルを除く他のチャンネルの音声信号は、それぞれ信号分配ブロック３２、フィルタ３３及び遅延メモリ３４において補正処理を施され、増幅器５を介して各スピーカから音声として放音される。
【００５６】
上述のように信号分配パラメタ、フィルタパラメタ及び遅延パラメタは、解析フェーズにおいてマイクロフォンを用いた測定により算出されたものであり、音声信号処理装置１は各スピーカの配置に応じた補正処理を音声信号に施すことが可能である。特に、音声信号処理装置１は信号分配パラメタの算出において、マイクロフォンの向きではなくマイクロフォンからセンタースピーカＳｃの方向を基準とする。これにより、マイクロフォンの向きがセンタースピーカＳｃの方向とずれていた場合であっても、規格に沿ったマルチチャンネルスピーカの配置に沿った適正な音響効果を与えることが可能である。
【００５７】
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更され得る。
【００５８】
上記実施形態では、マルチチャンネルスピーカは５チャンネルであるものとしたがこれに限られず、本発明は５．１チャンネルあるいは７．１チャンネル等の他のチャンネル数に対しても適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
２１…コントローラ
３２…信号分配ブロック
３３…フィルタ
３４…遅延メモリ
【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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