(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカを並べて配置したスピーカアレイを含む再生部と、
前記再生部が設置された環境の環境音を収音する収音部と、
前記スピーカアレイから放射された音波が強め合う再生ラインと弱め合う非再生ラインとを含む制御ラインに基づいて、前記複数のスピーカに出力させる再生音を調整し、前記再生部から出力させる処理部とを備え、
前記処理部は、前記収音した前記環境音から騒音レベルを測定し、各周波数において、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回らないように、且つ前記制御ラインにおける前記再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回るように前記再生音を調整し、
前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回らないようにする前記再生音の調整は、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る周波数成分を削除する調整である、
エリア再生システム。
【請求項２】
前記処理部はさらに、
前記再生ラインに到達する前記再生音の音量の変更を受け付け、
前記再生音の音量の変更によって、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る場合、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る周波数成分を削除する、
請求項１に記載のエリア再生システム。
【請求項３】
前記処理部は、
各周波数において、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る場合は、
前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が、前記騒音レベルを上回らないように前記再生ラインの幅を調整する、
請求項１に記載のエリア再生システム。
【請求項４】
前記処理部は、
各周波数において、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る場合は、
前記非再生ラインに到達するマスキング音の音圧が、前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧を上回るように、前記再生音に前記マスキング音を合成する調整を行う、
請求項１に記載のエリア再生システム。
【請求項５】
前記マスキング音は、前記収音部によって収音された前記環境音である、
請求項４に記載のエリア再生システム。
【請求項６】
前記マスキング音は、前記再生部が設置された環境で使用されている背景音楽である、
請求項４に記載のエリア再生システム。
【請求項７】
前記収音部は、前記エリア再生システムのユーザが使用する端末に搭載されたマイクを含む、
請求項１に記載のエリア再生システム。
【請求項８】
前記処理部はさらに、
前記エリア再生システムに含まれるまたは外部に備えられたセンサから人物の位置に関する情報を取得し、
前記制御ラインを前記人物の位置に関する情報に基づいて設定する、
請求項１に記載のエリア再生システム。
【請求項９】
複数のスピーカを並べて配置したスピーカアレイを含む再生部を備えたエリア再生システムのエリア再生方法であって、
前記再生部が設置された環境の環境音を収音し、
前記スピーカアレイから放射された音波が強め合う再生ラインと弱め合う非再生ラインとを含む制御ラインに基づいて、前記複数のスピーカに出力させる再生音を調整し、前記再生部から出力させ、
前記調整では、
前記収音した前記環境音から騒音レベルを測定し、
各周波数において、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回らないように、且つ前記制御ラインにおける前記再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回るように前記再生音を調整し、
前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回らないようにする前記再生音の調整は、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る周波数成分を削除する調整である、
エリア再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エリア再生システム及びエリア再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数のスピーカを使用して特定の位置だけに音を呈示したり、同一空間において別々の位置に異なった音を干渉することなく呈示するエリア再生技術が知られている。この技術を用いることで、各ユーザに対して異なるコンテンツや音量の再生音を呈示することができるようになる。特許文献１にはユーザ位置やユーザ数に基づくユーザの分布に応じて、再生音を調整する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１２６９号公報
【特許文献２】特開２０１５−２３１０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術では、環境音に合わせて再生音を適切に調整可能なエリア再生を実現するためにはさらなる改善が必要とされていた。
【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、本開示の一態様のエリア再生システムは、複数のスピーカを並べて配置したスピーカアレイを含む再生部と、前記再生部が設置された環境の環境音を収音する収音部と、前記スピーカアレイから放射された音波が強め合う再生ラインと弱め合う非再生ラインとを含む制御ラインに基づいて、前記複数のスピーカに出力させる再生音を調整し、前記再生部から出力させる処理部とを備え、前記処理部は、前記収音した前記環境音から騒音レベルを測定し、各周波数において、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回らないように、且つ前記制御ラインにおける前記再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回るように前記再生音を調整し、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回らないようにする前記再生音の調整は、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る周波数成分を削除する調整である。
【発明の効果】
【０００６】
上記態様によれば、環境音に合わせて再生音を適切に調整可能なエリア再生を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の実施の形態におけるエリア再生システムの構成を示す図である。
【図２】本開示の実施の形態における処理部の内部の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１における再生ラインと非再生ラインの一例を示す図である。
【図４】実施の形態１における再生音の調整動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１における制御ライン上での音圧分布の一例を示す図である。
【図６】実施の形態２における再生音の調整動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２における制御ライン上での音圧分布の一例を示す図である。
【図８】実施の形態３における再生音の調整動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態３における制御ライン上での音圧分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（本開示の基礎となった知見）
本開示の原理について説明する。一般的なスピーカから出力される再生音は、球面状に伝搬するため、特定のユーザだけに再生音を届けることが出来ない。しかし、複数のスピーカから出力される再生音の振幅と位相を制御することで、スピーカからの再生音を拡散させることなく、特定のユーザだけに再生音を届けることができる。このため、従来から、エリア再生を実現する手法として、スピーカに入力する信号の振幅と位相を制御し、ビームフォーミングを行う指向性制御などが提案されてきた（特許文献１）。しかし、指向性制御は、再生音を届けたくない非再生エリアにおいて、音の拡散を抑制することが出来ないため、エリア再生の性能が低いという問題があった。
【０００９】
そこで、近年では、指向性制御を発展させた、空間フィルタリングに基づくエリア再生制御が新たに提案されている。この制御では、再生音を届けたい再生エリアだけでなく、再生音を届けたくない非再生エリアについても再生音を制御することができるため、従来の指向性制御と比較して高いエリア再生性能を実現することができる。
【００１０】
空間フィルタリングに基づくエリア再生制御では、まず、再生条件として、スピーカアレイに平行な任意の制御ラインを設定し、当該制御ラインに、再生音を強め合う再生ラインと弱め合う非再生ラインとを設定する。次に、設定した再生条件でエリア再生を実現するための制御フィルタを導出する。最終的には、再生音の信号に当該導出した制御フィルタを畳み込んだ信号をスピーカに出力させることで、設定した再生条件でエリア再生を実現する。尚、制御フィルタと再生条件とは、空間的なフーリエ変換によって関係付けられる。このため、再生条件から一意に制御フィルタを導出することができる。
【００１１】
このように、空間フィルタリングに基づくエリア再生制御では、再生条件として、制御ライン上に自由に非再生ラインを設定できるため、指向性制御では困難な、非再生エリアにおける再生音の制御が可能となる。また、複数の異なる再生音を制御ライン上で個別に再生する場合は、再生音毎に、再生音の再生場所を再生ラインとする再生条件を設定し、各再生条件でエリア再生を実現する制御フィルタを導出する。そして、各再生音の信号に、当該各再生音に対応する制御フィルタをそれぞれ畳み込んだ後、これらを足し合わせて各スピーカに出力させる。これにより、複数の異なる再生音を制御ライン上で個別に再生することができる（特許文献２）。
【００１２】
上述のようなエリア再生技術を実際に使用する場合、再生ライン上において、スピーカアレイから放射された再生音をユーザに確実に聴取させる事が重要となる。しかし、周囲の環境において大きな騒音が発生している場合、再生音が騒音に打ち消され、ユーザが再生音を聴取できないという課題があった。この課題を解決するため、再生音が騒音に打ち消されないよう、より大きな音量で再生音を再生することが考えられる。しかし、再生音の音量を上げると、再生ライン以外に再生音が漏洩するという課題が生じる。これらの課題を満たすための技術的な解決策に関して、これまで検討はされていなかった。
【００１３】
このような課題を解決するために、本開示の一態様によるエリア再生システムは、複数のスピーカを並べて配置したスピーカアレイを含む再生部と、前記再生部が設置された環境の環境音を収音する収音部と、前記スピーカアレイから放射された音波が強め合う再生ラインと弱め合う非再生ラインとを含む制御ラインに基づいて、前記複数のスピーカに出力させる再生音を調整し、前記再生部から出力させる処理部とを備え、前記処理部は、前記収音した前記環境音から騒音レベルを測定し、各周波数において、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回らないように、且つ前記制御ラインにおける前記再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回るように前記再生音を調整し、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回らないようにする前記再生音の調整は、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る周波数成分を削除する調整である。
【００１４】
本構成によれば、環境音から騒音レベルを測定し、各周波数において、制御ラインにおける非再生ラインに到達する再生音の音圧が騒音レベルを上回らないように、且つ制御ラインにおける再生ラインに到達する再生音の音圧が騒音レベルを上回るように、再生音を調整する。これにより、非再生ラインに到達する再生音を環境音で打ち消して、再生ライン以外に再生音が漏洩することを防止することができる。このように、本構成によれば、環境音に合わせて再生音を適切に調整可能なエリア再生を実現することができる。
【００１６】
本構成によれば、各周波数において非再生ラインに到達する再生音の音圧を騒音レベル以下にすることができる。これにより、非再生ラインに到達する再生音を環境音で打ち消して、非再生ラインに再生音が漏洩することを防止することができる。
【００１７】
また、前記処理部はさらに、前記再生ラインに到達する前記再生音の音量の変更を受け付け、前記再生音の音量の変更によって、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る場合、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る周波数成分を削除してもよい。
【００１８】
本構成によれば、再生ラインに到達する再生音の音量が変更された場合でも、各周波数において、非再生ラインに到達する再生音の音圧を騒音レベル以下にすることができる。これにより、非再生ラインに到達する再生音を環境音で打ち消して、非再生ラインに再生音が漏洩することを防止することができる。
【００１９】
また、前記処理部は、各周波数において、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る場合は、前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が、前記騒音レベルを上回らないように前記再生ラインの幅を調整してもよい。
【００２０】
本構成によれば、非再生ラインに到達する再生音の音圧が騒音レベルを上回らないように、再生ラインの幅を調整するので、非再生ラインに再生音が漏洩することを防止することができる。
【００２１】
また、前記処理部は、各周波数において、前記制御ラインにおける前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧が前記騒音レベルを上回る場合は、前記非再生ラインに到達するマスキング音の音圧が、前記非再生ラインに到達する前記再生音の音圧を上回るように、前記再生音に前記マスキング音を合成する調整を行ってもよい。
【００２２】
本構成によれば、非再生ラインに到達する再生音をマスキング音によってマスクすることができる。これにより、非再生ラインに再生音が漏洩することを防止することができる。
【００２３】
また、前記マスキング音は、前記収音部によって収音された前記環境音であってもよい。
【００２４】
本構成によれば、前記マスキング音として環境音が採用されるので、非再生ラインにおいて、環境音とは別の音が聴こえることによる違和感を感じ難くすることができる。
【００２５】
また、前記マスキング音は、前記再生部が設置された環境で使用されている背景音楽であってもよい。
【００２６】
本構成によれば、前記マスキング音として背景音楽が採用されるので、非再生ラインにおいて、背景音楽とは別の音が聴こえることによる違和感を感じ難くすることができる。
【００２７】
また、前記収音部は、前記エリア再生システムのユーザが使用する端末に搭載されたマイクを含んでもよい。
【００２８】
本構成によれば、前記エリア再生システムにマイクを設けなくても、ユーザの位置における環境音を的確に収音することができる。
【００２９】
また、前記処理部はさらに、前記エリア再生システムに含まれるまたは外部に備えられたセンサから人物位置に関する情報を取得し、前記制御ラインを前記人物位置に関する情報に基づいて設定してもよい。
【００３０】
本構成によれば、ユーザに制御ラインの設定の手間をかけさせることなく、センサから取得した人物の位置に関する情報に基づいて、制御ラインを自動的に設定することができる。
【００３１】
また、本開示は、以上のような特徴的な処理を実行するための処理実行部を備えるエリア再生システムだけでなく、当該エリア再生システムにおける上記特徴的な処理を実行するエリア再生方法も開示する。
【００３２】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また全ての実施の形態において、各々の内容を組み合わせることも出来る。
【００３３】
（システムの全体像）
まず、本開示の実施の形態におけるエリア再生システムの全体像について説明する。
【００３４】
図１は、本開示の実施の形態におけるエリア再生システム１の構成を示す図である。エリア再生システム１は、入力部１００、データ部２００、処理部３００、収音部４００、及び再生部５００を備える。
【００３５】
入力部１００は、後述するスピーカ５０１に再生させる再生音の音源データ２０１、後述する再生条件、及び再生音量等の各種指定操作を行うためのタッチパネル１０１を備えた端末装置である。なお、入力部１００は、タッチパネル１０１に限らず、物理的なキーボード及びマウスや、ジェスチャーで上記指定操作が可能なユーザインファーフェイス（ＵＩ）を備えた端末装置であっても良い。
【００３６】
また、入力部１００は、エリア再生システム１のユーザが使用するスマートフォンやタブレット等の端末装置であってもよいし、エリア再生システム１によるエリア再生の対象とする室内に設けられた、複数のユーザで共用するパーソナルコンピュータ等の端末装置であってもよい。
【００３７】
データ部２００は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置である。データ部２００には、音源データ２０１が記憶されている。音源データ２０１は、インターネット等のネットワーク経由でＤＳＰ３０２へ出力される。なお、データ部２００を、後述する処理部３００（ＤＳＰ３０２）と同一の装置内に設けても良いし、処理部３００（ＤＳＰ３０２）とは異なる装置に設けても良い。
【００３８】
処理部３００は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、キーボード、マウス、ディスプレイユニット等を備えた情報処理装置である。処理部３００は、音声データを入出力するオーディオＩＦ３０１及びＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３０２を備える。なお、ＤＳＰ３０２を、オーディオＩＦ３０１とは異なる情報処理装置に設けるようにし、インターネット等のネットワーク経由でオーディオＩＦ３０１と接続しても良い。また、ＤＳＰ３０２は、それ自身ではインターネットと接続不可能であっても、ホームゲートウェイを介してインターネットと接続可能であってもよい。
【００３９】
収音部４００は、周囲の環境音を収音するマイク４０１、マイク４０１が収音した環境音を示すアナログ信号（以下、環境音信号）を増幅するアンプ４０２、及びアンプ４０２により増幅された環境音信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ４０３等を備えた音声入力装置である。なお、マイク４０１は、後述のスピーカ５０１が設置されている室内と同じ室内の天井等、スピーカ５０１が設置されている環境と同じ環境内に設けられている。また、マイク４０１は、一つであっても複数であってもよい。また、収音部４００を入力部１００と同一の装置内に設けても良い。
【００４０】
再生部５００は、オーディオＩＦ３０１から入力された音源データ２０１等の音声データをアナログ信号に変換するＤＡコンバータ５０３、ＤＡコンバータ５０３により変換されたアナログ信号（以下、再生音信号）を増幅するアンプ５０２、及びアンプ５０２により増幅された再生音信号が示す再生音を出力するスピーカ５０１等を備えた音声出力装置である。
【００４１】
なお、再生部５００は、複数のスピーカ５０１を備え、これら複数のスピーカ５０１を所定の間隔で直線状に並べて配置したスピーカアレイＳＡを構成している。後述するように、各スピーカ５０１の配置間隔Δｘや、スピーカアレイＳＡの全長Ｌ等によって、エリア再生の性能は変化する。なお、スピーカ５０１の種類や規模は、限定されない。
【００４２】
次に、ＤＳＰ３０２について詳述する。図２は、本開示の実施の形態におけるＤＳＰ３０２の内部の構成を示す図である。図２に示すように、ＤＳＰ３０２は、フィルタ生成部３０３、音場解析部３０４、騒音解析部３０５、音量比較部３０６及びフィルタ加工部３０７を備える。
【００４３】
フィルタ生成部３０３は、ユーザが入力部１００を用いて指定した再生条件でエリア再生を実現するための制御フィルタを生成する。
【００４４】
音場解析部３０４は、ユーザが入力部１００を用いて指定した音源データ２０１をアナログ信号に変換した再生音信号（以下、音源データ２０１に対応する再生音信号）に、フィルタ生成部３０３が生成した制御フィルタを畳み込んだ信号を各スピーカ５０１に出力させた場合に、制御ラインＣＬ上に到達すると考えられる再生音の周波数解析を行う。
【００４５】
騒音解析部３０５は、収音部４００によって収音された環境音の周波数解析を行うことによって、環境音の音圧（騒音レベル）を周波数毎に測定する。
【００４６】
音量比較部３０６は、音場解析部３０４による再生音の周波数解析結果と、騒音解析部３０５による環境音の音圧の測定結果と、を周波数毎に比較する。
【００４７】
フィルタ加工部３０７は、音量比較部３０６による比較結果に応じて、フィルタ生成部３０３が生成した制御フィルタを加工する。
【００４８】
次に、フィルタ生成部３０３による制御フィルタの生成方法について説明する。以下では、スピーカアレイＳＡを構成するスピーカ５０１は、ｘ軸上に並べて配置されているものとする。ｘ軸及びｘ軸に直交するｙ軸により表される平面において、スピーカアレイＳＡの位置Ａ（ｘ０，０）におけるスピーカ５０１から出力された角周波数ωの再生音のうち、制御点Ｂ（ｘ，ｙｒｅｆ）に到達する角周波数ωの再生音の音圧Ｐ（ｘ，ｙｒｅｆ，ω）は、以下の式（１）によって与えられる。
【数１】
0006718748.tif 000002
【００４９】
式（１）において、Ｄ（ｘ０，０，ω）は、各スピーカの駆動信号を示し、Ｇ（ｘ−ｘ０，ｙｒｅｆ，ω）は、各スピーカ５０１から制御点Ｂ（ｘ，ｙｒｅｆ）までの伝達関数を示す。尚、伝達関数Ｇ（ｘ−ｘ０，ｙｒｅｆ，ω）は、３次元自由空間におけるグリーン関数である。また、再生音の周波数をｆとすると、再生音の角周波数ωは、２πｆで表される（ω＝２πｆ）。
【００５０】
式（１）をｘ軸方向にフーリエ変換すると畳み込み定理より、以下の式（２）が得られる。
【数２】
0006718748.tif 000003
【００５１】
ここで、「〜」は、波数領域における値であることを示す。ｋｘは、ｘ軸方向の空間周波数である。さらに、スピーカ５０１に出力させる再生音信号をＳ（ω）、制御フィルタをＦ（ｘ０，０，ω）とすると、点Ａにおけるスピーカの駆動信号Ｄ（ｘ０，０，ω）は、以下の式（３）によって表される。
【数３】
0006718748.tif 000004
【００５２】
制御フィルタＦ（ｘ０，０，ω）は、再生音に依存しないため、以降、Ｓ（ω）＝１とする。したがって、式（３）をｘ軸方向にフーリエ変換した結果と式（２）とから、以下の式（４）が得られる。
【数４】
0006718748.tif 000005
【００５３】
図３は、実施の形態１における再生ラインＢＬと非再生ラインＤＬの一例を示す図である。エリア再生を実現するためには、図３に示すように、スピーカアレイＳＡと実質的に平行であって、スピーカアレイＳＡから距離ｙｒｅｆ離間した位置に設定された制御ラインＣＬ上に、スピーカアレイＳＡから放射された音波が強め合う再生ラインＢＬと弱め合う非再生ラインＤＬとを定めれば良い。本開示の実施の形態では、再生ラインＢＬのｘ軸方向の長さ（以下、再生ラインＢＬの幅）をｌｂとする。そして、再生ラインＢＬのｘ軸方向の中心をｘ＝０とし、制御ラインＣＬ上の制御点Ｂ（ｘ，ｙｒｅｆ）に到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ，ｙｒｅｆ，ω）を、以下の式（５）に示す矩形波としてモデル化する。
【００５４】
【数５】
0006718748.tif 000006
【００５５】
エリア再生を実現する制御フィルタＦ（ｘ，０，ω）は、式（５）をｘ軸方向にフーリエ変換して得られる波数領域における再生音の音圧を式（４）に代入し、その結果得られる波数領域における制御フィルタを逆フーリエ変換することで、式（６）のように解析的に導出することができる。
【００５６】
【数６】
0006718748.tif 000007
ここで、右辺のＦ−１［  ］は逆フーリエ変換を示し、［  ］内に記載の式は波数領域における制御フィルタを示している。
【００５７】
ただし、式（６）は、スピーカアレイＳＡが備えるスピーカ５０１がｘ軸上に無限に並べて配置されているものとして得られる式である。実際には、スピーカアレイＳＡが備えるスピーカ５０１は有限個であるので、制御フィルタＦ（ｘ，０，ω）は離散化して導出する必要がある。
【００５８】
具体的には、図３に示すように、スピーカアレイＳＡが備えるスピーカ５０１の個数をＮとし、各スピーカ５０１の配置間隔をΔｘとし、スピーカアレイＳＡのｘ軸方向の長さをＬとする。この場合、離散化した制御フィルタＦ（ｘ，０，ω）は、式（６）の右辺の［  ］内の式によって表される波数領域における制御フィルタを離散逆フーリエ変換することによって、以下の式（７）のように解析的に導出することができる。
【００５９】
【数７】
0006718748.tif 000008
【００６０】
そこで、フィルタ生成部３０３は、１）各スピーカ５０１の配置間隔Δｘと、２）スピーカアレイＳＡが備えるスピーカ５０１の個数Ｎと、３）スピーカアレイＳＡから制御ラインＣＬまでのｙ軸方向の距離ｙｒｅｆと、４）再生ラインＢＬの幅ｌｂと、を式（７）に代入することによって、制御フィルタＦ（ｘ，０，ω）を生成する。
【００６１】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１における、スピーカ５０１に出力させる再生音の調整動作について説明する。図４は、実施の形態１における再生音の調整動作の一例を示すフローチャートである。まず、ユーザがタッチパネル１０１を用いて、再生音の音源データ２０１の名称（以下、音源名）及び再生条件を指定すると（Ｓ０１）、入力部１００は当該指定された音源名をデータ部２００へ送信し（Ｓ０２）、当該指定された再生条件を処理部３００へ送信する（Ｓ０３）。
【００６２】
ステップＳ０１で指定される再生条件には、制御フィルタＦ（ｘ，０，ω）の生成に必要な上記の１）各スピーカ５０１の配置間隔Δｘ、２）スピーカアレイＳＡが備えるスピーカ５０１の個数Ｎ、３）スピーカアレイＳＡから制御ラインＣＬまでのｙ軸方向の距離ｙｒｅｆ、及び４）再生ラインＢＬの幅ｌｂや、５）再生ラインＢＬ上での再生音の音量等の条件が含まれる。なお、再生条件に、上記の１）〜５）の一部又は全ての条件が含まれていなくてもよい。
【００６３】
次に、データ部２００は、音源名を受信すると（Ｓ０４）、当該音源名に対応する音源データ２０１を処理部３００へ送信する（Ｓ０５）。
【００６４】
処理部３００が再生条件を受信すると（Ｓ０６）、フィルタ生成部３０３は、当該再生条件に含まれる上記の１）〜４）の条件を式（７）に代入する計算を行うことによって、当該再生条件でエリア再生を実現するための制御フィルタＦ（ｘ，０，ω）を生成する（Ｓ０７）。
【００６５】
なお、ステップＳ０６で受信された再生条件に上記の５）の条件（再生ラインＢＬ上での再生音の音量）が含まれているとする。この場合、フィルタ生成部３０３は、上記１）〜４）の条件を用いて算出した制御フィルタＦ（ｘ，０，ω）に対し、所定の最大音量に対する当該５）の条件が示す再生音の音量の比率ｒ（＝再生音の音量／最大音量）を乗算した結果ｒ・Ｆ（ｘ，０，ω）を、制御フィルタＦ（ｘ，０，ω）として生成する。
【００６６】
一方、上述のように、ステップＳ０１で指定された再生条件に上記１）〜４）の一部又は全ての条件が含まれていない場合がある。上記１）、２）の条件が含まれていない場合、フィルタ生成部３０３は、ＲＯＭ等に予め記憶されている、各スピーカ５０１の配置間隔Δｘと、スピーカアレイＳＡが備えるスピーカ５０１の個数Ｎと、を取得し、これらを上記１）、２）の条件とする。
【００６７】
また、フィルタ生成部３０３は、上記３）の条件が含まれていない場合、エリア再生システム１に含まれるまたは外部に備えられた不図示の所定のセンサから、人物の位置に関する情報を取得する。そして、フィルタ生成部３０３は、当該取得した人物の位置に関する情報に基づいて、制御ラインＣＬを設定するための上記３）の条件を設定する。
【００６８】
具体的には、上記所定のセンサには、例えばカメラや熱画像を取得するセンサ等が含まれる。上記所定のセンサは、収音部４００や再生部５００と同一の装置内に組み込まれてもよいし、エリア再生システム１の外部に備えられてもよい。上記所定のセンサは、出力信号を処理部３００へ送信できればよい。
【００６９】
例えば、上記所定のセンサとして、スピーカアレイＳＡと同じｘ軸上にｙ軸方向を撮像する不図示のカメラが設けられているとする。この場合、フィルタ生成部３０３は、当該カメラが出力した撮像画像を取得し、公知の画像認識技術等を用いて、当該撮像画像内に人物が含まれているか否かを認識する。そして、フィルタ生成部３０３は、当該撮像画像内に人物が含まれていることを認識した場合、当該認識した人物を示す画像の大きさと撮像画像の大きさとの比率等に基づき、ｘ軸から当該人物の位置までのｙ軸方向の距離を算出する。
【００７０】
或いは、上記所定のセンサとして、ｘ軸から当該人物の位置までのｙ軸方向の距離を測定し、当該測定した距離を示す信号を処理部３００へ出力可能なセンサ（例えば、深度センサ）が設けられているとする。この場合、フィルタ生成部３０３は、当該センサの出力信号が示す、ｘ軸から当該人物の位置までのｙ軸方向の距離を取得する。
【００７１】
そして、フィルタ生成部３０３は、ｘ軸から上記人物の位置までのｙ軸方向の距離を、上記の３）の条件（スピーカアレイＳＡから制御ラインＣＬまでのｙ軸方向の距離ｙｒｅｆ）として設定する。
【００７２】
また、フィルタ生成部３０３は、上記４）の条件が含まれていなかった場合、予めＲＯＭ等に記憶されている、例えば人物の横幅程度に予め定められた固定値（例えば、１ｍ）を取得し、これを上記の４）の条件（再生ラインＢＬの幅ｌｂ）とする。
【００７３】
このように、フィルタ生成部３０３は、ユーザに制御ラインＣＬの設定に必要な１）〜４）の再生条件の指定の手間をかけさせることなく、所定のセンサから取得した人物の位置に関する情報に基づいて、１）〜４）の再生条件を自動的に設定することができる。これにより、フィルタ生成部３０３は、制御ラインＣＬを自動的に設定することができる。
【００７４】
次に、処理部３００が音源データ２０１を受信したとする（Ｓ０８）。この場合、音場解析部３０４は、当該音源データ２０１に対応する再生音信号にステップＳ０７で生成された制御フィルタＦ（ｘ，０，ω）を畳み込んだ信号を各スピーカ５０１に出力させた場合に、制御ラインＣＬ上に到達すると考えられる再生音の周波数解析を行う（Ｓ０９）。
【００７５】
具体的には、ステップＳ０９において、音場解析部３０４は、ステップＳ０７で生成された制御フィルタＦ（ｘ，０，ω）をフーリエ変換した結果を式（４）に代入して変形する。これにより、音場解析部３０４は、制御ラインＣＬ上の制御点Ｂ（ｘ，ｙｒｅｆ）に到達する再生音の波数領域における音圧を示す式を導出する。そして、音場解析部３０４は、当該導出した式を逆フーリエ変換することにより、制御ラインＣＬ上の制御点Ｂ（ｘ，ｙｒｅｆ）に到達すると考えられる再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、ω）を示す式を導出する。そして、音場解析部３０４は、後述の図５等に示すように、再生音に含まれる周波数ｆ毎に、制御ラインＣＬ上の制御点Ｂ（ｘ，ｙｒｅｆ）と再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）との関係を示すグラフを生成する。
【００７６】
収音部４００は、マイク４０１に環境音を収音させ（Ｓ１４）、収音した環境音信号をアンプ４０２及びＡＤコンバータ４０３によってデジタル信号（以下、環境音データ）に変換後、処理部３００へ送信する（Ｓ１５）。
【００７７】
処理部３００が環境データを受信すると（Ｓ１０）、騒音解析部３０５は、当該環境データが示す環境音の周波数解析を行うことによって、環境音の音圧を周波数ｆ毎に測定する（Ｓ１１）。具体的には、ステップＳ１１において、騒音解析部３０５は、フーリエ変換等の公知の周波数解析技術を用いて、環境音データが示す環境音の周波数ｆ毎に、直近の所定時間内における、各周波数ｆに対応する環境音の音圧の平均値（以下、環境音圧平均値）を算出する。
【００７８】
次に、音量比較部３０６は、ステップＳ０９における音場解析部３０４による再生音の周波数解析結果と、ステップＳ１１における騒音解析部３０５による環境音の音圧の測定結果と、を周波数ｆ毎に比較する（Ｓ１２）。具体的には、ステップＳ１２において、音量比較部３０６は、周波数ｆ毎に、ステップＳ０９で生成された各周波数ｆに対応するグラフ（Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）を示すグラフ）と、ステップＳ１１で算出された各周波数ｆに対応する環境音圧平均値と、を比較する。
【００７９】
音量比較部３０６による比較の結果、全ての周波数ｆにおいて、再生ラインＢＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）が環境音圧平均値を上回り、且つ、非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）が環境音圧平均値を上回っていなかったとする（Ｓ１２；ＯＫ）。この場合、処理部３００は、ステップＳ０８で受信した音源データ２０１に対応する再生音信号Ｓ（２πｆ）に、ステップＳ０７で生成された制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）を畳み込んだ駆動信号Ｄ（ｘ，０，２πｆ）（Ｄ（ｘ，０，２πｆ）＝Ｓ（２πｆ）Ｆ（ｘ，０，２πｆ））を生成し、当該生成した駆動信号Ｄ（ｘ，０，２πｆ）を再生部５００へ送信する。
【００８０】
再生部５００は、受信した駆動信号Ｄ（ｘ，０，２πｆ）で各スピーカ５０１を駆動することにより、各スピーカ５０１に再生音を出力させる（Ｓ１６）。
【００８１】
一方、音量比較部３０６による比較結果、ある特定の周波数ｆにおいて、再生ラインＢＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）及び非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）が共に環境音圧平均値を上回っていたとする（Ｓ１２；ＮＧ１）。
【００８２】
この場合、フィルタ加工部３０７は、ステップＳ０７で生成された上記特定の周波数ｆに対応する制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）を加工することにより、各スピーカ５０１に出力させる、当該特定の周波数ｆに対応する再生音を調整する（Ｓ１３）。以降、ステップＳ１３における加工後の制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）を用いてステップＳ０９以降の処理が繰り返される。
【００８３】
具体的には、ステップＳ１３において、フィルタ加工部３０７は、ステップＳ０７で生成された上記特定の周波数ｆに対応する制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）と、０以上１未満の所定の減衰係数ｃ（０≦ｃ＜１）と、の積ｃ・Ｆ（ｘ，０，２πｆ）を、上記特定の周波数ｆに対応する加工後の制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）とする。つまり、フィルタ加工部３０７は、特定の周波数ｆに対応する再生音の駆動信号Ｄ（ｘ，０，２πｆ）（＝Ｓ（２πｆ）・Ｆ（ｘ，０，２πｆ））を、Ｓ（２πｆ）・ｃ・Ｆ（ｘ，０，２πｆ）に減衰させる調整を行う。
【００８４】
特に、上記所定の減衰係数ｃが０の場合、フィルタ加工部３０７は、特定の周波数ｆに対応する再生音の駆動信号（Ｄ（ｘ，０，２πｆ）＝Ｓ（２πｆ）Ｆ（ｘ，０，２πｆ））を、０（＝Ｓ（２πｆ）・０・Ｆ（ｘ，０，２πｆ））にする。これにより、フィルタ加工部３０７は、非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧が環境音の音圧を上回る周波数成分を削除する調整を行う。
【００８５】
また、音量比較部３０６による比較結果、ある特定の周波数ｆにおいて、再生ラインＢＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）及び非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）が共に環境音圧平均値を下回っているとする（Ｓ１２；ＮＧ２）。
【００８６】
この場合、フィルタ加工部３０７は、ステップＳ０７で生成された上記特定の周波数ｆに対応する制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）を加工することにより、各スピーカ５０１に出力させる、当該特定の周波数ｆに対応する再生音を調整する（Ｓ１７）。以降、ステップＳ１７における加工後の制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）を用いてステップＳ０９以降の処理が繰り返される。
【００８７】
具体的には、ステップＳ１７において、フィルタ加工部３０７は、ステップＳ０７で生成された上記特定の周波数ｆに対応する制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）と、１よりも大きい所定の増幅係数ａ（１＜ａ）と、の積ａ・Ｆ（ｘ，０，２πｆ）を、上記特定の周波数ｆに対応する加工後の制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）とする。つまり、フィルタ加工部３０７は、特定の周波数ｆに対応する再生音の駆動信号Ｄ（ｘ，０，２πｆ）（＝Ｓ（２πｆ）・Ｆ（ｘ，０，２πｆ））を、Ｓ（２πｆ）・ａ・Ｆ（ｘ，０，２πｆ）に増幅させる調整を行う。
【００８８】
このように、フィルタ加工部３０７は、全ての周波数ｆにおいて、再生ラインＢＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）が環境音圧平均値を上回り、且つ、非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）が環境音圧平均値を上回らなくなるまで（Ｓ１２；ＯＫ）、各周波数ｆの再生音を減衰若しくは削除（Ｓ１３）又は増幅（Ｓ１７）させる。
【００８９】
なお、再生ラインＢＬ上に存在するユーザが、タッチパネル１０１を用いて再生ラインＢＬに到達する再生音の音量を変更したとする。この場合、ステップＳ０３が実行され、上記の５）の条件を含む再生条件が処理部３００へ送信される。以降、ステップＳ０６以降の処理が実行される。つまり、当該ステップＳ０６において、処理部３００は、入力部１００によって送信された上記の５）の条件を再生条件を受信することで、再生ラインＢＬに到達する再生音の音量の変更を受け付ける。
【００９０】
この場合、再生音の音量が増大され、ステップＳ０７において再生条件に含まれている５）の条件を用いて制御フィルタＦ（ｘ、０、ω）が増大された結果、ステップＳ１２において、非再生ラインＤＬに到達すると考えられる再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）が環境音圧平均値を上回る場合（Ｓ１２；ＮＧ１）がある。しかし、この場合、ステップＳ１３が行われ、非再生ラインＤＬに到達すると考えられる再生音のうち、環境音の音圧を上回る周波数成分の音圧を減衰又は削除する調整が行われた後、ステップＳ０９以降の処理が繰り返される。
【００９１】
これにより、再生ラインＢＬに到達する再生音の音量が変更された場合でも、各周波数ｆにおいて、非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧を環境音の音圧以下にすることができる。これにより、非再生ラインＤＬに到達する再生音を環境音で打ち消して、非再生ラインＤＬに再生音が漏洩することを防止することができる。
【００９２】
図４に示した各ステップの実行順は、図４に示した実行順に限らない。処理部３００が入力部１００、データ部２００及び収音部４００から、再生条件、音源データ２０１及び環境音データを取得するステップＳ０６、Ｓ０８、Ｓ１０の実行順序は、入れ替わっても良い。
【００９３】
（具体例１）
以下では、図４に示す再生音の調整動作の具体例について説明する。本具体例１では、図３に示すように、幅３５ｍｍのスピーカ５０１をｘ軸上に１２８個（Ｎ＝１２８）並べて配置することでスピーカアレイＳＡが構成されているとする。各スピーカ５０１の配置間隔Δｘは、３５ｍｍであるとする。また、スピーカアレイＳＡのｘ軸方向の中心に直交するラインをｙ軸とし、スピーカアレイＳＡと制御ラインＣＬまでの距離ｙｒｅｆは２ｍであるとする。また、制御ラインＣＬにおける再生ラインＢＬの幅ｌｂは２ｍであり、再生ラインＢＬのｘ軸方向の中心は、ｙ軸上（ｘ＝０）であるとする。
【００９４】
つまり、ステップＳ０７において、フィルタ生成部３０３は、上記１）の条件（各スピーカ５０１の配置間隔Δｘ）を３５ｍｍとし、２）の条件（スピーカアレイＳＡが備えるスピーカ５０１の個数Ｎ）を１２８とし、３）の条件（スピーカアレイＳＡから制御ラインＣＬまでのｙ軸方向の距離ｙｒｅｆ）を２ｍとし、４）の条件（制御ラインＣＬにおける再生ラインＢＬの幅ｌｂ）を２ｍとして、制御フィルタを生成するものとする。
【００９５】
そして、周波数ｆが５００Ｈｚと２０００Ｈｚの正弦波の信号が示す再生音を各スピーカ５０１に再生させるとする。この場合、音場解析部３０４は、ステップＳ０９において、図５に示すように、ステップＳ０７で生成された当該二つの周波数ｆに対応する制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）をそれぞれ用いて導出した、制御ラインＣＬ上の制御点（ｘ，ｙｒｅｆ）に到達する各周波数ｆに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）を示すグラフＷ１、Ｗ２を生成する。なお、グラフＷ１は、周波数ｆが５００Ｈｚに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、１０００π）を示し、グラフＷ２は、周波数ｆが２０００Ｈｚに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、４０００π）を示す。
【００９６】
グラフＷ１、Ｗ２に示すように、各周波数ｆの再生音の音圧のメインローブは、再生ラインＢＬに形成され、サイドローブの大半は、非再生ラインＤＬ上に形成されている。しかし、当該サイドローブが示す音圧の分布は、周波数ｆによって異なっている。
【００９７】
ここで、ステップＳ１１で算出された、各周波数ｆに対応する環境音圧平均値が、同一の音圧ＥＳ１であったとする。この場合、図５に示すように、再生ラインＢＬに到達する各周波数ｆに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）は音圧ＥＳ１を上回り、且つ、非再生ラインＤＬに到達する各周波数ｆに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）は音圧ＥＳ１を上回っていない（Ｓ１２；ＯＫ）。この場合、再生ラインＢＬでは、各周波数ｆに対応する再生音が聴取しやすく、非再生ラインＤＬでは、各周波数ｆに対応する環境音の方が聴取しやすい状態であり、適切なエリア再生が実現されていると考えられる。この場合、ステップＳ１６が実行される。
【００９８】
一方、ステップＳ１１で算出された、各周波数ｆに対応する環境音圧平均値が、同一の音圧ＥＳ２であったとする。この場合、図５に示すように、再生ラインＢＬに到達する各周波数ｆに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）は音圧ＥＳ２を上回っている。しかし、図５の楕円部に示すように、グラフＷ１における再生ラインＢＬに隣接する非再生ラインＤＬの一部に到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、１０００π）も、音圧ＥＳ２を上回っている（Ｓ１２；ＮＧ１）。この場合、図５の楕円部に対応する非再生ラインＤＬ上では、周波数５００Ｈｚに対応する再生音が環境音よりも聴取しやすい状態であり、適切なエリア再生が実現されていないと考えられる。この場合、ステップＳ１３が実行された後、ステップＳ０９以降の処理が繰り返される。尚、当該ステップＳ１３では、フィルタ加工部３０７は、周波数５００Ｈｚに対応する制御フィルタＦ（ｘ，０，１０００π）と所定の減衰係数ｃ（０≦ｃ＜１）との積ｃ・Ｆ（ｘ，０，１０００π）を、加工後の制御フィルタＦ（ｘ，０，１０００π）とする。
【００９９】
また、ステップＳ１１で算出された、各周波数ｆに対応する環境音圧平均値が、同一の音圧ＥＳ３であったとする。この場合、図５に示すように、再生ラインＢＬ及び非再生ラインＤＬに到達する各周波数ｆに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）は、いずれも音圧ＥＳ３を上回っていない（Ｓ１２；ＮＧ２）。この場合、再生ラインＢＬ上で各周波数ｆに対応する環境音が再生音よりも聴取しやすい状態であり、適切なエリア再生が実現されていないと考えられる。この場合、ステップＳ１７が実行された後、ステップＳ０９以降の処理が繰り返される。尚、当該ステップＳ１７では、フィルタ加工部３０７は、各周波数ｆに対応する制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）と所定の増幅係数ａ（１＜ａ）との積ａ・Ｆ（ｘ，０，２πｆ）を、加工後の制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）とする。
【０１００】
本態様によれば、処理部３００は、各周波数ｆにおいて、制御ラインＣＬにおける再生ラインＢＬに到達する再生音の音圧が環境音の音圧を上回り、且つ、制御ラインＣＬにおける非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧が環境音の音圧を上回らないように、再生音を調整する。これにより、再生ラインＢＬに到達する再生音が環境音で打ち消されることを防止することができ、且つ、非再生ラインＤＬに到達する再生音を環境音で打ち消して、再生ラインＢＬ以外に再生音が漏洩することを防止することができる。このように、本態様によれば、環境音に合わせて再生音を適切に調整可能なエリア再生を実現することができる。
【０１０１】
また、上記所定の減衰係数ｃを０にして、フィルタ加工部３０７が、ステップＳ１３において、非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧が環境音の音圧を上回る周波数成分を削除する調整を行うとする。この場合、各周波数ｆにおいて非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧を環境音の音圧以下にすることができる。これにより、非再生ラインＤＬに到達する再生音を環境音で打ち消して、非再生ラインＤＬに再生音が漏洩することを防止することができる。
【０１０２】
また、収音部４００を入力部１００と同一の装置内に設けた場合は、エリア再生システム１にマイクを設けなくても、ユーザの位置における環境音を的確に収音することができる。
【０１０３】
（実施の形態２）
実施の形態２におけるエリア再生システム１は、図１と同様のシステム構成である。よって、実施の形態２におけるエリア再生システム１の全体像についての詳細な説明を省略する。図６は、実施の形態２における再生音の調整動作の一例を示すフローチャートである。図６に示すように、実施の形態２における再生音の調整動作は、図４に示す実施の形態１における再生音の調整動作と比べて、ステップＳ１３に代えてステップＳ６３が行われる点が異なっている。よって、ステップＳ６３に関わるステップについてのみ説明し、他のステップについての詳細な説明を省略する。
【０１０４】
ステップＳ１２において、ある特定の周波数ｆにおいて、再生ラインＢＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）及び非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）が共に環境音圧平均値を上回っていたとする（Ｓ１２；ＮＧ１）。この場合、フィルタ加工部３０７は、ステップＳ０７で用いられた上記の４）の条件である再生ラインＢＬの幅ｌｂを調整して、制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）を再生成する（Ｓ６３）。その後は、ステップＳ６３における再生成後の制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）を用いてステップＳ０９以降の処理が繰り返される。
【０１０５】
具体的には、フィルタ加工部３０７は、ステップＳ６３において、ステップＳ０７で用いられた上記の４）の条件である再生ラインＢＬの幅ｌｂを所定量縮小する。そして、フィルタ加工部３０７は、ステップＳ０７と同様、ステップＳ０７で用いられた上記の１）〜３）の条件と、当該縮小した後の再生ラインＢＬの幅ｌｂと、を式（７）に代入する計算を行うことによって、制御フィルタＦ（ｘ，０，ω）を再生成する。
【０１０６】
（具体例２）
以下、図６に示す再生音の調整動作の具体例について説明する。本具体例２では、上記具体例１と同様、ステップＳ０７において、フィルタ生成部３０３は、図３に示すように、上記１）の条件（各スピーカ５０１の配置間隔Δｘ）を３５ｍｍとし、２）の条件（スピーカアレイＳＡが備えるスピーカ５０１の個数Ｎ）を１２８とし、３）の条件（スピーカアレイＳＡから制御ラインＣＬまでのｙ軸方向の距離ｙｒｅｆ）を２ｍとするが、４）の条件（再生ラインＢＬの幅ｌｂ）は、３ｍに設定するものとする。また、周波数ｆが２０００Ｈｚの正弦波の信号が示す再生音を各スピーカ５０１に再生させるとする。
【０１０７】
この場合、音場解析部３０４は、ステップＳ０９において、図７に示すように、ステップＳ０７で生成された周波数２０００Ｈｚに対応する制御フィルタＦ（ｘ，０，４０００π）を用いて導出した、制御ラインＣＬ上の制御点（ｘ，ｙｒｅｆ）に到達する周波数２０００Ｈｚに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、４０００π）を示すグラフＷ３を生成する。
【０１０８】
ここで、ステップＳ１１で算出された、周波数２０００Ｈｚに対応する環境音圧平均値が音圧ＥＳ４であったとする。この場合、グラフＷ３において、再生ラインＢＬに到達する周波数２０００Ｈｚに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、４０００π）は音圧ＥＳ４を上回っている。しかし、図７の楕円部に示すように、グラフＷ３において、再生ラインＢＬに隣接する非再生ラインＤＬの一部に到達する周波数２０００Ｈｚに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、４０００π）も音圧ＥＳ４を上回っている（Ｓ１２；ＮＧ１）。この場合、図７の楕円部に対応する非再生ラインＤＬ上では、再生音が環境音よりも聴取しやすい状態であり、適切なエリア再生が実現されていないと考えられる。この場合、ステップＳ６３が実行された後、ステップＳ０９以降の処理が繰り返される。
【０１０９】
当該ステップＳ６３では、フィルタ加工部３０７は、ステップＳ０７で用いた４）の条件である再生ラインＢＬの幅ｌｂを所定量縮小する。ここで、所定量は１ｍであるとする。つまり、本具体例２では、フィルタ加工部３０７は、当該ステップＳ６３において、再生ラインＢＬの幅ｌｂを３ｍから２ｍに変更する。そして、フィルタ加工部３０７は、ステップＳ０７と同様、ステップＳ０７で用いられた上記の１）〜３）の条件と、当該縮小した後の再生ラインＢＬの幅ｌｂ（＝２ｍ）と、を式（７）に代入する計算を行うことによって、制御フィルタＦ（ｘ，０，４０００π）を再生成する。
【０１１０】
なお、ステップＳ６３で再生ラインＢＬの幅ｌｂを縮小する量は１ｍに限らない。また、ステップＳ６３において、フィルタ加工部３０７が、再生ラインＢＬの幅ｌｂに１未満の正の定数を乗算することで、再生ラインＢＬの幅ｌｂを縮小するようにしてもよい。
【０１１１】
当該ステップＳ６３の後に行われるステップＳ０９において、音場解析部３０４は、図７に示すように、ステップＳ６３で再生成された制御フィルタＦ（ｘ，０，４０００π）を用いて導出した、周波数２０００Ｈｚに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、４０００π）を示すグラフＷ４を生成する。
【０１１２】
当該グラフＷ４において、再生ラインＢＬに到達する周波数２０００Ｈｚに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、４０００π）は音圧ＥＳ４を上回っており、非再生ラインＤＬに到達する周波数２０００Ｈｚの再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、４０００π）は音圧ＥＳ４を上回っていない（Ｓ１２；ＯＫ）。このため、ステップＳ１６が実行される。
【０１１３】
本態様によれば、非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧が環境音の音圧を上回らないように、再生ラインＢＬの幅を調整するので、非再生ラインＤＬに再生音が漏洩することを防止することができる。
【０１１４】
（実施の形態３）
実施の形態３におけるエリア再生システム１は、図１と同様のシステム構成である。よって、実施の形態３におけるエリア再生システム１の全体像についての詳細な説明を省略する。図８は、実施の形態３における再生音の調整動作の一例を示すフローチャートである。図８に示すように、実施の形態３における再生音の調整動作は、図４に示す実施の形態１における再生音の調整動作と比べて、ステップＳ１３に代えてステップＳ８３が行われ、ステップＳ８３が行われた後、ステップＳ１６が行われる点が異なっている。よって、ステップＳ８３に関わるステップについてのみ説明し、他のステップについての詳細な説明を省略する。
【０１１５】
ステップＳ１２において、ある特定の周波数ｆにおいて、再生ラインＢＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）及び非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）が共に環境音圧平均値を上回っていたとする（Ｓ１２；ＮＧ１）。
【０１１６】
この場合、処理部３００は、非再生ラインＤＬに到達するマスキング音の音圧が、非再生ラインＤＬに到達する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）を上回るように、再生音にマスキング音を合成する調整を行い、各スピーカ５０１に当該再生音を出力させるための駆動信号を、再生部５００へ送信する（Ｓ８３）。その結果、再生部５００は、受信した駆動信号で各スピーカ５０１を駆動することにより、各スピーカ５０１にマスキング音と再生音とを出力させる（Ｓ１６）。
【０１１７】
具体的には、処理部３００は、ステップＳ８３において、ステップＳ１０で受信した環境音データを、マスキング音を示すデジタル信号とする。つまり、処理部３００は、収音部４００によって収音された環境音をマスキング音とする。以下、マスキング音を示すデジタル信号をマスキングデータと記載する。
【０１１８】
そして、処理部３００は、上記二つの非再生ラインＤＬのうちの一の非再生ラインＤＬを再生ラインＢＬとして各スピーカ５０１にマスキング音を出力させるエリア再生を実現するための制御フィルタを、ステップＳ０７と同様の方法で、フィルタ生成部３０３に生成させる。以下、当該生成させた制御フィルタを制御フィルタＦ１（ｘ，０，２πｆ）と記載する。
【０１１９】
そして、処理部３００は、ステップＳ０９で生成されたグラフから、当該一の非再生ラインＤＬに到達する上記特定の周波数ｆに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、２πｆ）の最大値（以下、再生音最大値）を取得する。そして、処理部３００は、ステップＳ１１で算出された上記特定の周波数ｆの環境音圧平均値に対する、当該取得した再生音最大値の比率Ｒ（＝再生音最大値／環境音圧平均値）を算出する。そして、処理部３００は、制御フィルタＦ１（ｘ，０，２πｆ）を加工する。具体的には、処理部３００は、上記の算出した比率Ｒと、制御フィルタＦ１（ｘ，０，２πｆ）と、１よりも大きい所定の増幅係数ｇ（１＜ｇ）との積Ｒ・Ｆ１（ｘ，０，２πｆ）・ｇを、加工後の制御フィルタＦ１（ｘ，０，２πｆ）とする。これにより、処理部３００は、当該加工後の制御フィルタＦ１（ｘ，０，２πｆ）を用いて各スピーカ５０１にマスキング音を出力させた場合に、当該一の非再生ラインＤＬに到達する上記特定の周波数ｆに対応するマスキング音の音圧が上記再生音最大値を上回るようにする。
【０１２０】
そして、処理部３００は、上記マスキングデータに対応するアナログ信号Ｓ（２πｆ）に、上記加工後の制御フィルタＦ１（ｘ，０，２πｆ）を畳み込んだ駆動信号Ｄ１（ｘ，０，２πｆ）（＝Ｓ（２πｆ）・Ｆ１（ｘ，０，２πｆ））を生成する。
【０１２１】
同様にして、処理部３００は、上記二つの非再生ラインＤＬのうちの他の非再生ラインＤＬを再生ラインＢＬとして各スピーカ５０１にマスキング音を出力させるエリア再生を実現するための制御フィルタをフィルタ生成部３０３に生成させる。以下、当該生成させた制御フィルタを制御フィルタＦ２（ｘ，０，２πｆ）と記載する。また、処理部３００は、上記の制御フィルタＦ１（ｘ，０，２πｆ）の加工と同様の加工方法で、制御フィルタＦ２（ｘ，０，２πｆ）を加工し、上記マスキングデータに対応するアナログ信号Ｓ（２πｆ）に上記加工後の制御フィルタＦ２（ｘ，０，２πｆ）を畳み込んだ駆動信号Ｄ２（ｘ，０，２πｆ）（＝Ｓ（２πｆ）・Ｆ２（ｘ，０，２πｆ））を生成する。
【０１２２】
また、処理部３００は、ステップＳ０８で受信した音源データ２０１に対応する再生音信号Ｓ（２πｆ）に、ステップＳ０７で生成された制御フィルタＦ（ｘ，０，２πｆ）を畳み込んだ駆動信号Ｄ（ｘ，０，２πｆ）（＝Ｓ（２πｆ）・Ｆ（ｘ，０，２πｆ））を生成する。
【０１２３】
そして、処理部３００は、これら生成した三つの駆動信号Ｄ１（ｘ，０，２πｆ）、Ｄ２（ｘ，０，２πｆ）、Ｄ（ｘ，０，２πｆ）を足し合わせた駆動信号を再生部５００へ送信する。
【０１２４】
（具体例３）
以下、図８に示す再生音の調整動作の具体例について説明する。本具体例３では、上記具体例２と同様、ステップＳ０７において、フィルタ生成部３０３は、図３に示すように、上記１）の条件（各スピーカ５０１の配置間隔Δｘ）を３５ｍｍとし、２）の条件（スピーカアレイＳＡが備えるスピーカ５０１の個数Ｎ）を１２８とし、３）の条件（スピーカアレイＳＡから制御ラインＣＬまでのｙ軸方向の距離ｙｒｅｆ）を２ｍとし、４）の条件（再生ラインＢＬの幅ｌｂ）を３ｍに設定するものとする。また、周波数ｆが２０００Ｈｚの正弦波の信号が示す再生音を各スピーカ５０１に再生させるとする。
【０１２５】
この場合、音場解析部３０４は、ステップＳ０９において、図９に示すように、ステップＳ０７で生成された周波数２０００Ｈｚに対応する制御フィルタＦ（ｘ，０，４０００π）を用いて導出した、制御ラインＣＬ上の制御点（ｘ，ｙｒｅｆ）に到達する周波数ｆが２０００Ｈｚの再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、４０００π）を示すグラフＷ５を生成する。ここで、再生ラインＢＬに隣接する二つの非再生ラインＤＬ１、ＤＬ２に到達する周波数２０００Ｈｚに対応する再生音の再生音最大値は、共に音圧ＭＸ１であるとする。以下、当該再生音最大値を再生音最大値ＭＸ１と記載する。
【０１２６】
ここで、ステップＳ１１で算出された、周波数２０００Ｈｚに対応する環境音圧平均値が音圧ＥＳ５であったとする。この場合、グラフＷ５において、再生ラインＢＬに到達する周波数２０００Ｈｚに対応する再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、４０００π）は音圧ＥＳ５を上回っている。しかし、図９の楕円部に示すように、グラフＷ５において、再生ラインＢＬに隣接する非再生ラインＤＬ１、ＤＬ２の一部に到達する周波数２０００Ｈｚの再生音の音圧Ｐ（ｘ、ｙｒｅｆ、４０００π）も、音圧ＥＳ５を上回っている（Ｓ１２；ＮＧ１）。この場合、図９の楕円部に対応する非再生ラインＤＬ１、ＤＬ２上では、再生音が環境音よりも聴取しやすい状態であり、適切なエリア再生が実現されていないと考えられる。この場合、ステップＳ８３が実行された後、ステップＳ１６が実行される。
【０１２７】
当該ステップＳ８３では、処理部３００は、ステップＳ１０で受信した環境音データをマスキングデータとして取得する。そして、処理部３００は、図９に示す非再生ラインＤＬ１を再生ラインＢＬとして各スピーカ５０１にマスキングデータが示すマスキング音を出力させるエリア再生を実現するための制御フィルタＦ１（ｘ，０，４０００π）を生成させる。
【０１２８】
そして、処理部３００は、周波数２０００Ｈｚに対応する環境音圧平均値ＥＳ５に対する再生音最大値ＭＸ１の比率Ｒ（＝ＭＸ１／ＥＳ５）と、制御フィルタＦ１（ｘ，０，４０００π）と、１よりも大きい所定の増幅係数ｇ（１＜ｇ）との積Ｒ・Ｆ１（ｘ，０，４０００π）・ｇを、加工後の制御フィルタＦ１（ｘ，０，４０００π）とする。そして、処理部３００は、上記マスキングデータに対応するアナログ信号Ｓ（４０００π）に、上記加工後の制御フィルタＦ１（ｘ，０，４０００π）を畳み込んだ駆動信号Ｄ１（ｘ，０，４０００π）（＝Ｓ（４０００π）・Ｆ１（ｘ，０，４０００π））を生成する。
【０１２９】
これと同様にして、処理部３００は、図９に示す非再生ラインＤＬ２を再生ラインＢＬとして各スピーカ５０１にマスキングデータが示すマスキング音を出力させるエリア再生を実現するための制御フィルタＦ２（ｘ，０，４０００π）を生成及び加工する。そして、処理部３００は、上記マスキングデータに対応するアナログ信号Ｓ（４０００π）に加工後の制御フィルタＦ２（ｘ，０，４０００π）を畳み込んだ駆動信号Ｄ２（ｘ，０，４０００π）（＝Ｓ（４０００π）・Ｆ２（ｘ，０，４０００π））を生成する。
【０１３０】
また、処理部３００は、再生音信号Ｓ（４０００π）に、ステップＳ０７で生成された制御フィルタＦ（ｘ，０，４０００π）を畳み込んだ駆動信号Ｄ（ｘ，０，４０００π）（＝Ｓ（４０００π）・Ｆ（ｘ，０，４０００π））を生成する。
【０１３１】
そして、処理部３００は、これら生成した三つの駆動信号Ｄ１（ｘ，０，４０００π）、Ｄ２（ｘ，０，４０００π）、Ｄ（ｘ，０，４０００π）を足し合わせた駆動信号を再生部５００へ送信する。これにより、再生部５００は、ステップＳ１６において、受信した駆動信号で各スピーカ５０１を駆動することにより、各スピーカ５０１にマスキング音と再生音とを出力させる。
【０１３２】
当該ステップＳ１６が実行された場合、図９に示すように、各スピーカ５０１は、ステップＳ１６で受信された駆動信号に含まれる駆動信号Ｄ１（ｘ，０，４０００π）によってグラフＭＳ１に示す音圧分布のマスキング音を出力し、駆動信号Ｄ２（ｘ，０，４０００π）によってグラフＭＳ２に示す音圧分布のマスキング音を出力し、駆動信号Ｄ（ｘ，０，４０００π）によってグラフＷ５に示す音圧分布のマスキング音を出力する。
【０１３３】
本態様によれば、非再生ラインＤＬに到達する再生音をマスキング音によってマスクすることができる。これにより、非再生ラインＤＬに再生音が漏洩することを防止することができる。また、前記マスキング音として収音部４００によって収音された環境音が採用されるので、非再生ラインＤＬにおいて、環境音とは別の音が聴こえることによる違和感を感じ難くすることができる。
【０１３４】
なお、再生部５００が設置された環境で使用される背景音楽（ＢＧＭ（ＢａｃｋＧｒｏｕｎｄＭｕｓｉｃ））を示す音源データ２０１をデータ部２００に予め記憶しておいてもよい。これに合わせて、ステップＳ８３において、処理部３００が、ステップＳ０２、Ｓ０４、Ｓ０５と同様にして、当該背景音楽を示す音源データ２０１の名称をデータ部２００へ送信することにより、データ部２００から当該音源データ２０１を取得するようにしてもよい。そして、処理部３００が、当該取得した音源データ２０１をマスキングデータとするようにしてもよい。つまり、再生部５００が設置された環境で使用される背景音楽をマスキング音としてもよい。
【０１３５】
この場合、再生部５００が設置された環境で使用される背景音楽が前記マスキング音として採用されるので、非再生ラインＤＬにおいて、背景音楽とは別の音が聴こえることによる違和感を感じ難くすることができる。
【０１３６】
以上、本開示の実施の形態について説明したが、各処理が実施される主体や装置は、上記の実施の形態に記載したものに限定されない。各処理は、エリア再生システム１が備える特定の装置（以下、ローカルの装置）内に組み込まれたプロセッサー等によって処理されてもよい。また、ローカルの装置と異なる場所に備えられたクラウドサーバなどによって処理されてもよい。また、ローカルの装置とクラウドサーバ間で情報の連携を行うことで、本開示にて説明した各処理を分担して実施するようにしてもよい。以下、本開示の実施態様を説明する。
【０１３７】
（１）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０１３８】
（２）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されていてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩである。具体的には、システムＬＳＩは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０１３９】
（３）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールで構成されていてもよい。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、その機能を達成する。
【０１４０】
（４）本開示は、上記に示したエリア再生システム１における処理方法であるとしてもよい。また、当該処理方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
【０１４１】
（５）また、本開示は、前記コンピュータプログラムまたは前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号をコンピュータで読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記デジタル信号であるとしてもよい。
【０１４２】
また、本開示は、前記コンピュータプログラムまたは前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
【０１４３】
また、本開示は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。
【０１４４】
また、前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、または前記プログラムまたは前記デジタル信号を、前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０１４５】
（６）上記実施の形態及びその変形例をそれぞれ組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本開示は、スピーカアレイから再生する音波の制御に利用可能である。
【０１４７】
また、本開示を適用したスピーカアレイシステムは、音声アナウンスシステム、遠隔会議システム、ＡＶシステムなどの産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【０１４８】
１  エリア再生システム
１００    入力部
１０１    タッチパネル
２００    データ部
２０１    音源データ
３００    処理部
３０１    オーディオＩＦ
３０２    ＤＳＰ
３０３    フィルタ生成部
３０４    音場解析部
３０５    騒音解析部
３０６    音量比較部
３０７    フィルタ加工部
４００    収音部
４０１    マイク
４０２    アンプ
４０３    ＡＤコンバータ
５００    再生部
５０１    スピーカ
５０２    アンプ
５０３    ＤＡコンバータ
ＢＬ  再生ライン
ＣＬ  制御ライン
ＤＬ、ＤＬ１、ＤＬ２  非再生ライン
ＳＡ  スピーカアレイ
ｆ  周波数
【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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