(57)【要約】【課題】スピーカアレイにより音場を形成する場合に、より明瞭な音像定位が得られるようにする。【解決手段】デジタルオーディオ信号のソースＳＣと、スピーカアレイ１０を構成するスピーカＳＰ０〜ＳＰｎとの間の信号ラインに、デジタル遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎおよびデジタルフィルタＤＦ０〜ＤＦｎの直列回路をそれぞれ設ける。スピーカアレイ１０により焦点を形成するための遅延時間を整数部と小数部とに分ける。整数部の遅延時間をデジタル遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎに設定する。デジタルオーディオ信号をオーバーサンプリングする周波数のパルスを、デジタルオーディオ信号のサンプリング周波数にダウンサンプリングして擬似パルス列の波形データを得る。この擬似パルス列の波形データのうち、小数部に近い波形データをデジタルフィルタＤＦ０〜ＤＦｎのフィルタ係数に設定する。【選択図】        図６
2004172703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル信号を、このデジタル信号のサンプリング周期を単位として整数部と小数部とに分けられる所定の遅延時間だけ遅延させる信号処理方法であって、
上記所定の遅延時間のうち少なくとも上記小数部で表される遅延時間を含むインパルス応答を上記サンプリング周期より小さい周期でオーバーサンプリングし、このオーバーサンプリングにより得られたサンプル列に対してダウンサンプリング処理を施して上記サンプリング周期のパルス波形データを得、
このパルス波形データをデジタルフィルタのフィルタ係数に設定し、
上記デジタル信号を、上記サンプリング周期で動作する上記デジタルフィルタに供給する
ようにした信号処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の信号処理方法において、
上記所定の遅延時間のうち、上記サンプリング周期の整数倍の遅延処理を上記サンプリング周期で動作するデジタル遅延回路で行い、上記小数部で表される遅延時間を含む残りの遅延処理を上記デジタルフィルタで行う
ようにした信号処理方法。
【請求項３】
請求項１に記載の信号処理方法において、
上記オーバーサンプリング処理のオーバーサンプリング周期は、上記デジタル信号のサンプリング周期の１／Ｎ（Ｎ≧２の整数）であって、上記小数部で表される遅延時間が上記オーバーサンプリング周期の整数（ｍ）倍に近いとき、上記小数部としてｍ／Ｎを適用する
ようにした信号処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載の信号処理方法において、
上記サンプリング周期のｍ／Ｎ（ｍ＝１〜Ｎ−１）である遅延時間だけ遅延させる上記パルス波形データをあらかじめデータベースに格納しておき、
この格納されたパルス波形データの中から、上記小数部に近いパルス波形データを取り出して上記デジタルフィルタのフィルタ係数に設定する
ようにした信号処理方法。
【請求項５】
請求項１に記載の信号処理方法において、
上記パルス波形データに、所定の音響効果を与える伝達特性をたたみ込んで上記デジタルフィルタのフィルタ係数に設定する
ようにした信号処理方法。
【請求項６】
複数のスピーカのそれぞれに供給するデジタルオーディオ信号のうち少なくとも１つのデジタルオーディオ信号を、所定の遅延時間だけ遅延させる信号処理方法において、
上記所定の遅延時間を、上記デジタルオーディオ信号のサンプリング周期を単位として整数部と小数部とに分け、
上記所定の遅延時間のうち少なくとも上記小数部で表される遅延時間を含むインパルス応答を上記サンプリング周期より小さい周期でオーバーサンプリングし、このオーバーサンプリングにより得られたサンプル列に対してダウンサンプリング処理を施して上記サンプリング周期のパルス波形データを得、
このパルス波形データを、デジタルフィルタのフィルタ係数に設定し、
上記デジタルオーディオ信号を、上記サンプリング周期で動作する上記デジタルフィルタに供給する
ようにした信号処理方法。
【請求項７】
デジタル信号を、このデジタル信号のサンプリング周期を単位として整数部と小数部とに分けられる所定の遅延時間だけ遅延させる信号処理装置であって、
上記所定の遅延時間のうち少なくとも上記小数部で表される遅延時間を含むインパルス応答を上記サンプリング周期より小さい周期でオーバーサンプリングし、このオーバーサンプリングにより得られたサンプル列に対してダウンサンプリング処理を施して上記サンプリング周期のパルス波形データを演算する演算回路と、
この演算回路により得られたパルス波形データをフィルタ係数として設定されるデジタルフィルタと
を有し、
上記デジタル信号を、上記サンプリング周期で動作する上記デジタルフィルタに供給する
ようにした信号処理装置。
【請求項８】
デジタル信号を、このデジタル信号のサンプリング周期を単位として整数部と小数部とに分けられる所定の遅延時間だけ遅延させる信号処理装置であって、
上記所定の遅延時間のうち少なくとも上記小数部で表される遅延時間を含むインパルス応答を上記サンプリング周期より小さい周期でオーバーサンプリングし、このオーバーサンプリングにより得られたサンプル列に対してダウンサンプリング処理を施して得られる上記サンプリング周期のパルス波形データを格納する記憶手段と、
この記憶手段に格納されるパルス波形データが取り出されてフィルタ係数として設定されるデジタルフィルタと
を有し、
上記デジタル信号を、上記サンプリング周期で動作する上記デジタルフィルタに供給する
ようにした信号処理装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の信号処理装置において、
上記オーバーサンプリング処理のオーバーサンプリング周期は、上記デジタル信号のサンプリング周期の１／Ｎ（Ｎ≧２の整数）であって、上記小数部で表される遅延時間が上記オーバーサンプリング周期の整数ｍ倍に近いとき、上記小数部としてｍ／Ｎを適用する
ようにした信号処理装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の信号処理装置において、
複数の上記小数部に対応する上記パルス波形データをあらかじめ上記記憶手段に格納しておき、
この格納されたパルス波形データの中から、上記小数部に近いパルス波形データを取り出して上記デジタルフィルタのフィルタ係数に設定する
ようにした信号処理装置。
【請求項１１】
請求項７または請求項８に記載の信号処理装置において、
上記パルス波形データに、所定の音響効果を与える伝達特性をたたみ込んで合成波形データを生成する処理回路を
さらに有し、
上記処理回路で生成された上記合成波形データを上記デジタルフィルタのフィルタ係数に設定する
ようにした信号処理装置。
【請求項１２】
複数のスピーカのそれぞれに供給するデジタルオーディオ信号のうち少なくとも１つのデジタルオーディオ信号を、所定の遅延時間だけ遅延させる信号処理装置であって、
上記所定の遅延時間を、上記デジタルオーディオ信号のサンプリング周期を単位として整数部と小数部とに分け、上記所定の遅延時間のうち少なくとも上記小数部で表される遅延時間を含むインパルス応答を上記サンプリング周期より小さい周期でオーバーサンプリングし、このオーバーサンプリングにより得られたサンプル列に対してダウンサンプリング処理を施して上記サンプリング周期のパルス波形データを演算する演算回路と、
上記演算回路により得られた上記パルス波形データをフィルタ係数として設定されるデジタルフィルタと
を有し、
上記デジタルオーディオ信号を、上記サンプリング周期で動作する上記デジタルフィルタに供給する
ようにした信号処理装置。
【請求項１３】
複数のスピーカのそれぞれに供給するデジタルオーディオ信号のうち少なくとも１つのデジタルオーディオ信号を、所定の遅延時間だけ遅延させる信号処理装置であって、
上記所定の遅延時間を、上記デジタルオーディオ信号のサンプリング周期を単位として整数部と小数部とに分け、上記所定の遅延時間のうち少なくとも上記小数部で表される遅延時間を含むインパルス応答を上記サンプリング周期より小さい周期でオーバーサンプリングし、このオーバーサンプリングにより得られたサンプル列に対してダウンサンプリング処理を施して得られる上記サンプリング周期のパルス波形データを格納する記憶手段と、
上記記憶手段に格納されるパルス波形データを取り出してフィルタ係数として設定するデジタルフィルタと
を有し、
上記デジタル信号を、上記サンプリング周期で動作する上記デジタルフィルタに供給する
ようにした信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホームシアターなどに適用して好適なオーディオ信号の処理方法および処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホームシアターやＡＶシステムなどに適用して好適なスピーカシステムとして、スピーカアレイシステムがある（例えば、特許文献１参照）。図９は、そのスピーカアレイシステムの一例を示すもので、図９に示すシステムにおいては、スピーカアレイ１０が、多数のスピーカ（スピーカユニット）ＳＰ０〜ＳＰｎが配列されて構成される。この場合、一例として、ｎ＝２５５、スピーカの口径は数ｃｍであり、したがって、実際には、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎは平面上に２次元状に配列されることになるが、以下の説明においては、簡単のため、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎは水平方向に一列に配列されているものとする。
【０００３】
そして、オーディオ信号が、ソースＳＣから遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎに供給されて所定の時間τ０〜τｎだけ遅延され、その遅延されたオーディオ信号がパワーアンプＰＡ０〜ＰＡｎを通じてスピーカＳＰ０〜ＳＰｎにそれぞれ供給される。なお、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間τ０〜τｎについては、後述する。
【０００４】
すると、どの場所においても、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎから出力される音波が合成され、その合成結果の音圧が得られることになる。そこで、図９に示すように、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎにより形成される音場において、任意の場所Ｐｔｇの音圧を周囲よりも高くするには、
Ｌ０〜Ｌｎ：各スピーカＳＰ０〜ＳＰｎから場所Ｐｔｇまでの距離
ｓ      ：音速
とすると、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間τ０〜τｎを、
τ０＝（Ｌｎ−Ｌ０）／ｓ
τ１＝（Ｌｎ−Ｌ１）／ｓ
τ２＝（Ｌｎ−Ｌ２）／ｓ
・・・・
τｎ＝（Ｌｎ−Ｌｎ）／ｓ＝０
に設定する。
【０００５】
そのように設定すると、ソースＳＣから出力されるオーディオ信号がスピーカＳＰ０〜ＳＰｎにより音波に変換されて出力されるとき、それらの音波は上式で示される時間τ０〜τｎだけ遅れて出力されることになる。したがって、それらの音波が場所Ｐｔｇに到達するとき、すべて同相で到達することになり、場所Ｐｔｇの音圧は周囲よりも大きくなる。つまり、並行光が凸レンズにより焦点を結ぶように、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎから出力された音が場所Ｐｔｇに焦点を結ぶ。以下、場所Ｐｔｇを焦点と呼び、このタイプのシステムを「焦点型」と呼ぶものとする。
【０００６】
また、図１０は別のスピーカアレイシステムを示す。このシステムにおいては、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎから出力される進行波（音波）の位相波面が同じになるように、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間τ０〜τｎを設定され、音波に指向性が与えられるとともに、その指向方向が焦点Ｐｔｇの方向とされる。
【０００７】
このシステムは、焦点型のシステムにおいて、距離Ｌ０〜Ｌｎを無限遠にした場合とも考えられるが、以下、このタイプのシステムを「指向性型」と呼ぶものとする。
【０００８】
以上のように、スピーカアレイシステム１０によれば、その遅延時間τ０〜τｎを適切に設定することにより、音場内の任意の場所に焦点Ｐｔｇを結ばせたり、指向方向を合わせたりすることができる。
【０００９】
また、どちらのシステムにおいても、場所Ｐｔｇ以外の場所においては、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎの出力は、位相のずれた状態で合成されるので、結果的に平均化され、音圧は滅少する。さらに、スピーカアレイ１０から出力された音をいったん壁面に反射させてから場所Ｐｔｇに焦点を結ばせたり、指向方向を場所Ｐｔｇの方向とすることもできる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−３０３３８１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ソースＳＣから出力されるオーディオ信号を、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎにおいて劣化させずに遅延させるには、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎをデジタル回路により構成する必要があり、具体的には、デジタルフィルタにより構成することができる。また、実際のＡＶ機器においては、ソースＳＣはＤＶＤプレーヤなどのデジタル機器であることが多く、オーディオ信号はデジタル信号とされているので、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎは、なおさらデジタル回路により構成することになる。
【００１２】
ところが、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎをデジタル回路により構成すると、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎに供給されるオーディオ信号の時間分解能は、そのデジタルオーディオ信号および遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎにおけるサンプリング間隔（サンプリング周期）により制限され、そのサンプリング間隔以上とすることはできない。ちなみに、サンプリング周波数が４８ｋＨｚのとき、サンプリング周期は約２０．８μｓであり、この１周期の間に音波は約７ｍｍ進む。また、この１周期分の遅れは周波数が１０ｋＨｚのオーディオ信号では７０°の位相遅れに相当する。
【００１３】
このため、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎから出力される各音波の位相を焦点Ｐｔｇで十分に合わせることができなくなり、焦点Ｐｔｇの大きさ、つまり、リスナからみた音像が大きくなったり、ぼやけたりすることがある。
【００１４】
また、焦点Ｐｔｇ以外の場所での音波の位相のばらつきが少なくなり、焦点Ｐｔｇ以外の場所で十分な音圧の減少を期待できなくなってしまう。したがって、この点からも、音像が大きくなったり、ぼやけたりしてしまい、本来の効果が発揮できなくなってしまう。
【００１５】
さらに、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎなどによりオーディオ信号に残響成分を付加する場合があるが、その場合、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎにおけるサンプリング周期よりも短い周期の遅延処理ができないと、目的とする残響パターンの再現ができないことがある。
【００１６】
この発明は、以上のような問題点を解決しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、例えば、
デジタル信号を所定の遅延時間だけ遅延させる信号処理方法において、
上記所定の遅延時間を、上記デジタル信号のサンプリング周期を単位として整数部と小数部とに分け、
上記所定の遅延時間のうち少なくとも上記小数部で表される遅延時間を含むインパルス応答を上記サンプリング周期より小さい周期でオーバーサンプリングし、
このオーバーサンプリングにより得られたサンプル列に対してダウンサンプリング処理を施して上記サンプリング周期のパルス波形データを得、
このパルス波形データをデジタルフィルタのフィルタ係数に設定し、
上記デジタル信号を、上記サンプリング周期で動作する上記デジタルフィルタに供給する
ようにしたデジタル信号の処理方法
とするものである。
したがって、デジタルフィルタにより必要とする遅延時間の端数が実現され、デジタル信号に適切な遅延時間が与えられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
▲１▼  この発明のアウトライン
この発明においては、遅延を表すインパルス応答を、システムのサンプリング周波数よりも高い周波数でオーバーサンプリングしてシステムのサンプリング間隔よりも高い分解能で表現し、このインパルスのデータをシステムのサンプリング周波数でダウンサンプリングして複数のパルスからなるパルス列を得、このパルス列をデータベースに蓄積しておく。そして、デジタルオーディオ信号に遅延時間τ０〜τｎを与えるとき、そのデータベースに蓄積しておいたデータをデジタルフィルタに設定するものである。
【００１９】
なお、以後、上記パルス列を「擬似パルス列」と呼ぶものとする。また、記号を以下のように定義する。
Ｆｓ  ：システムのサンプリング周波数。
Ｎｏｖ：時間分解能を、サンプリング周期１／Ｆｓの何分の１にするかを示す値。サンプリング周波数Ｆｓに対するオーバーサンプリングの倍数でもある。
Ｎｐｓ：オーバーサンプリング周期１／（Ｆｓ×Ｎｏｖ）の時間軸上におけるパルスの形状を、サンプリング周波数が周波数Ｆｓの複数のパルスにより近似表現するときのパルス数。擬似パルス列のパルス数でもあり、所望の遅延を実現するデジタルフィルタの次数でもある。
一例として、
Ｆｓ＝４８ｋＨｚ、Ｎｏｖ＝８、Ｎｐｓ＝１６
である。
【００２０】
▲２▼−１  データベースの作成
スピーカアレイ１０による再生の前処理として、まず、上記のように擬似パルス列を生成し、データベースに登録する。すなわち、
（１）  必要とする時間分解能に基づいて、オーバーサンプリングの倍数Ｎｏｖと、擬似パルス列のパルス数Ｎｐｓとを想定する。ここでは、図１ＡおよびＢに示すように、第Ｍ番目のパルスから次の第（Ｍ＋１）番目のパルスまでの期間の時間分解能を、Ｎｏｖ倍に上げる場合である。また、サンプリング周期１／Ｆｓの時間軸上で、Ｎｐｓ個のパルスによる時間幅を設定する。
【００２１】
（２）  オーバーサンプリングの倍数が値Ｎｏｖであるから、図１Ｂにも示すように、第Ｍ番目のパルスから第（Ｍ＋１）番目のパルスまでの期間に、Ｎｏｖ個のオーバーサンプリングパルスが立つことになる。
そして、
ｍ＝０、１、２、・・・、Ｎｏｖ−１
とすれば、サンプリング周期１／Ｆｓの時間軸上において、そのオーバーサンプリングパルスの位置は、（Ｍ＋ｍ／Ｎｏｖ）となる。あるいは、オーバーサンプリング周期１／（Ｆｓ×Ｎｏｖ）の時間軸上では、そのオーバーサンプリングパルスの位置は、（Ｍ＋Ｎｏｖ×ｍ）となる。
【００２２】
（３）  図１Ｃに示すように、（２）項のオーバーサンプリングパルスを、サンプリング周波数Ｆｓ×Ｎｏｖからサンプリング周波数Ｆｓへダウンサンプリングして擬似パルス列を求める。
この場合、例えば、（２）項の各系列をＦＦＴを用いて周波数軸変換し、サンプリング周波数Ｆｓまでの有効値のみ残して時間軸へ逆ＦＦＴするなどの方法が考えられる。また、ダウンサンプリングの手法は、エリアシングフィルタの設計を含めて多々あるので、ここでは言及しない。
【００２３】
（４）  以後、（３）項によって求めた擬似パルス列（パルス数Ｎｐｓの系列）は、サンプリング周期１／Ｆｓの時間軸上で、擬似的に、時間位置（Ｍ＋ｍ／Ｎｏｖ）に立ったパルスとして扱う。この場合、サンプリング周期１／Ｆｓの時間軸上では、値Ｍは整数であり、値ｍ／Ｎｏｖは小数である。
【００２４】
（５）  図１Ｄに示すように、値Ｍをオフセット情報とみなすとともに、値ｍ／Ｎｏｖをインデックス情報とみなし、これらの情報と、（４）項で求めた擬似パルス列の波形のデータとの対応テーブルをデータベース２０に登録する。
【００２５】
図２〜図５は、（１）〜（４）項により形成した擬似パルス列の波形、利得特性および位相特性を示す。なお、図２〜図５は、上記のように、Ｎｏｖ＝８、Ｎｐｓ＝１６の場合であり、ｍ＝０〜７について示している。
【００２６】
例えば、図２に示すｍ＝０の場合は、その時間軸波形は第８サンプル目が値１．０であり、他のサンプル値は０．０なので、８サンプル周期（８／Ｆｓ）だけ単純に遅延させる伝達特性を示す。以下、値ｍが増加するにつれて、時間軸波形におけるピーク位置が次第に第９サンプル目に移動していく様子が示されている。このとき、それぞれの周波数利得特性はほとんど平坦であるが、周波数位相特性は、値ｍの増加につれて位相遅れが大きくなっていることがわかる。すなわち、１／（Ｆｓ×Ｎｏｖ）の時間分解能での遅延処理を、サンプリング周波数Ｆｓのフィルタ処理で実現している。
【００２７】
以上が再生に必要な前処理であり、以後、データベース２０の情報を使用して次に述べる再生処理を実行する。
【００２８】
▲２▼−２  再生時の処理
スピーカアレイ１０による再生時には、上記▲２▼−１項により作成したデータベース２０を以下のように使用して再生を行う。すなわち、
（１１）  遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎと直列に、デジタルフィルタを設ける。このデジタルフィルタは、遅延用として使用されるものであるが、そのフィルタ係数は後述のように設定する。
【００２９】
（１２）  焦点Ｐｔｇの位置（あるいは指向方向）に対応する遅延時間τ０〜τｎを求め、これにサンプリング周波数Ｆｓを乗算して、遅延時間τ０〜τｎをサンプリング周波数Ｆｓの周波数軸上の「遅延サンプル数」に換算する。このとき、遅延時間τ０〜τｎは、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの分解能では表現できない端数を持つ値であってよい。つまり、遅延時間τ０〜τｎおよび遅延サンプル数は、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの分解能の整数倍でなくてよい。
【００３０】
（１３）  （１２）項で求めた遅延サンプル数を、整数部と小数部（端数部）とに分け、その整数部を遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間に設定する。
【００３１】
（１４）  （１２）項で求めた遅延サンプル数の小数部が、データベース２０に蓄積してあるインデックス情報ｍ／Ｎｏｖのどれに近いかを判定する。つまり、小数部が、０／Ｎｏｖ、１／Ｎｏｖ、２／Ｎｏｖ、・・・、（Ｎｏｖ−１）／Ｎｏｖのどれに近いかを判定する。なお、小数部がＮｏｖ／Ｎｏｖ＝１．０に近いと判定された場合は、整数部を１だけ繰り上げて、小数部は０／Ｎｏｖに近いと判定するものとする。
【００３２】
（１５）  （１４）項の判定結果にしたがって、データベース２０から対応する擬似パルス列の波形データを取り出し、（１１）項のＦＩＲデジタルフィルタにそのフィルタ係数として設定する。
【００３３】
以上により、オーディオ信号に対する遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎおよびデジタルフィルタの総合の遅延時間は、（１２）項で求めた遅延時間τ０〜τｎとなる。したがって、焦点型のシステムであれば、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎから出力された音は、焦点Ｐｔｇの位置に焦点を結ぶことになり、音像が明瞭に定位する。また、指向性型のシステムであれば、指向方向が場所Ｐｔｇに合うことになり、やはり、音像が明瞭に定位する。
【００３４】
また、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎからの音は、焦点Ｐｔｇにおいて位相がより正確に揃うことになるので、このとき、焦点Ｐｔｇ以外の場所では、位相がよりばらつくことになり、その結果、焦点Ｐｔｇ以外の場所における音圧をより減少させることができる。したがって、この点からも音像の定位が明瞭になる。
【００３５】
なお、厳密には、全帯域で時間分解能があがったわけではなく、ダウンサンプリングの手法によっては、高域に対しての時間分解能がとりにくくなることもあるが、焦点Ｐｔｇ（あるいは指向方向）と、焦点Ｐｔｇ以外の場所（あるいは非指向方向）との音圧差を考えた場合、実際上、ほとんどの周波数帯域で十分指向性を強くする効果がある。
【００３６】
▲３▼−１  第１の実施例
図６はこの発明による再生装置の一例を示す。すなわち、ソースＳＣからデジタルオーディオ信号が取り出され、このオーディオ信号が、デジタル遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎおよびＦＩＲデジタルフィルタＤＦ０〜ＤＦｎに順に供給され、そのフィルタ出力がパワーアンプＰＡ０〜ＰＡｎに供給される。
【００３７】
この場合、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間は（１３）項に示す整数部とされる。また、ＦＩＲデジタルフィルタＤＦ０〜ＤＦｎは、そのフィルタ係数を（１５）項にしたがって設定することにより、（１３）項に示す小数部の時間の遅延を行うようにされる。さらに、パワーアンプＰＡ０〜ＰＡｎにおいて、これに供給されたデジタルオーディオ信号は、Ｄ／Ａ変換されてからパワー増幅され、あるいはＤ級増幅され、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎに供給される。
【００３８】
さらに、データベース２０が用意される。このデータベース２０は、（１）〜（５）項にしたがって、オフセット情報Ｍおよびインデックス情報ｍ／Ｎｏｖと、（４）項で求めた擬似パルス列の波形データとの対応テーブルを有する。そして、このデータベース２０が（１３）項の小数部したがって検索され、その検索結果がＦＩＲデジタルフィルタＤＦ０〜ＤＦｎに設定される。また、（１３）項の整数部が遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間に設定される。
【００３９】
このような構成によれば、場所Ｐｔｇに焦点を結ぶ（あるいは場所Ｐｔｇを指向方向にする）ために必要な遅延時間τ０〜τｎが、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの分解能を越えていても、ＦＩＲデジタルフィルタＤＦ０〜ＤＦｎの遅延時間が、その分解能を越えた小数部分を実現する。
【００４０】
したがって、焦点型のシステムであれば、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎから出力された音は、焦点Ｐｔｇの位置に焦点を結ぶことになり、音像が明瞭に定位する。また、指向性型のシステムであれば、指向方向が場所Ｐｔｇに合うことになり、やはり、音像が明瞭に定位する。
【００４１】
▲３▼−２  第２の実施例
図７に示す再生装置においては、ＦＩＲデジタルフィルタＤＦ０〜ＤＦｎが、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎを兼ねる場合である。すなわち、この場合には、インデックス情報ｍ／Ｎｏｖにしたがってデータベース２０が検索され、その検索結果により、ＦＩＲデジタルフィルタＤＦ０〜ＤＦｎに、オフセット情報Ｍが設定されて遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間が付加されるとともに、インデックス情報ｍ／Ｎｏｖの波形データが設定される。
【００４２】
したがって、この再生装置においても、焦点Ｐｔｇあるいは指向方向が適切に設定されるので、明瞭な音像の定位を得ることができる。
【００４３】
▲３▼−３  第３の実施例
図８に示す再生装置は、図７に示す再生装置において、デジタルフィルタＤＦ０〜ＤＦｎにより、イコライジング、振幅（音量）、残響などの音響効果も実現する場合である。このため、たたみ込み回路ＣＶ０〜ＣＶｎにおいて、目的の音響効果となる外部データが、データベース２０から取り出されたデータにたたみ込まれ、その出力がＦＩＲデジタルフィルタＤＦ０〜ＤＦｎに設定される。
【００４４】
▲４▼  その他
この発明による遅延処理は、上述のスピーカアレイ１０への適用に限らないことはもちろんである。例えば、マルチウェイスピーカシステムで使用されるチャンネルデバイダに適用すれば、低域用スピーカと高域用スピーカとの仮想音源の位置を微細に調整する、いわゆるタイムアライメントを行うことができる。また、ＳＡＣＤやＤＶＤ−Ａｕｄｉｏなどにより高品位のオーディオ再生を行う装置においては、スーパーツィータの前後方向における配置位置をミリメートル単位で調整できることが望まれるが、そのような場合にも対応できる。
【００４５】
さらに、上述において、データベース２０におけるデータは、あらかじめ計算しておいたものをＲＯＭなどのメモリに用意しておいてもよく、あるいは必要に応じてリアルタイムで計算してもよい。
【００４６】
また、データベース２０におけるデータを計算するときの計算速度や計算に必要なリソース、あるいはメモリのデータ量を少なくするために、焦点Ｐｔｇや指向方向の場所によって、データベース２０のデータを使用する／使用しないを使い分けることもできる。例えば、焦点Ｐｔｇをリスナの横方向に位置させる場合には、正面方向に位置させる場合に比べ、精度が低くても問題がないので、データベース２０のデータを使用しないように、あるいは擬似パルス列のパルス数Ｎｐｓを減らすように、自動的に制御することにより、全体的なデータ量や計算量を抑えることができる。
【００４７】
さらに、焦点Ｐｔｇの位置や指向方向、あるいはそれぞれの場合のハードウェアの計算量や計算能力に応じて、値Ｎｏｖ、Ｎｐｓの数を自動的に変更することもできる。また、例えば、焦点Ｐｔｇの位置や指向方向などをリアルタイムに動的に変更して効果を増強する場合、その処理を連続的に行うこともできる。そして、その場合も、値Ｎｏｖ、Ｎｐｓを動的に変更することができる。
【００４８】
〔この明細書で使用している略語の一覧〕
ＡＶ    ：Ａｕｄｉｏ  ａｎｄ  Ｖｉｓｕａｌ
ＣＣＤ  ：Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ
Ｄ／Ａ  ：Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ
ＦＦＴ  ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
ＦＩＲ  ：Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ
ＳＡＣＤ：Ｓｕｐｅｒ  Ａｕｄｉｏ  ＣＤ
【００４９】
【発明の効果】
この発明によれば、遅延回路では実現できない遅延時間の端数がデジタルフィルタにより実現されるので、スピーカから出力される音には必要な遅延が与えられることになり、したがって、焦点の位置や指向方向が明確となるので、音像が明瞭に定位する。また、焦点以外や指向方向以外の場所では、音圧が減少するので、この点からも音像の定位が明瞭になる。さらに、残響などの音響効果を付加する場合、適切な特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を説明するための図である。
【図２】この発明を説明するための特性図である。
【図３】この発明を説明するための特性図である。
【図４】この発明を説明するための特性図である。
【図５】この発明を説明するための特性図である。
【図６】この発明の一形態を示す系統図である。
【図７】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図８】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図９】この発明を説明するための平面図である。
【図１０】この発明を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１０…スピーカアレイ、２０…データベース、ＤＬ０〜ＤＬｎ…遅延回路、ＤＦ０〜ＤＦｎ…ＦＩＲデジタルフィルタ、ＰＡ０〜ＰＡｎ…パワーアンプ、Ｐｔｇ…焦点、ＳＣ…ソース、ＳＰ０〜ＳＰｎ…スピーカ（スピーカユニット）
【図１】
2004172703.tif 000003
【図２】
2004172703.tif 000004
【図３】
2004172703.tif 000005
【図４】
2004172703.tif 000006
【図５】
2004172703.tif 000007
【図６】
2004172703.tif 000008
【図７】
2004172703.tif 000009
【図８】
2004172703.tif 000010
【図９】
2004172703.tif 000011
【図１０】
2004172703.tif 000012