(57)【要約】【課題】  ５．１ｃｈの再生系で、７．１ｃｈの音場を再現する【解決手段】  ５．１ｃｈ音場方式における一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲから再生する音声として、一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲから再生する本来の音声に一対の後方左右スピーカＢＬ，ＢＲから再生するための音声を加算する加算手段ａ，ｂを有し、  ５．１ｃｈ音場方式における一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲから、７．１ｃｈにおける一対の後方左右スピーカＢＬ，ＢＲから再生する音声も再生する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムは、受聴位置の前方中央に位置するセンタースピーカ、前記センタースピーカの左右両側に位置する一対の前方左右スピーカ、前記受聴位置の左右両側に位置する一対の左右リアスピーカを有してなり、
７．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムは前記５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムを構成する前記した５つのスピーカに加えて、受聴位置の後方に位置する一対の後方左右スピーカをさらに有してなり、
７．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の後方左右スピーカに供給する音声に対して、５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の左右リアスピーカから７．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の後方左右スピーカから再生する音声も再生されるように、所要の伝達特性を付与して得た付与音声を出力するフィルタ手段と、
前記フィルタ手段から出力する前記付与音声を、５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の左右リアスピーカから再生する本来の音声に加算する加算手段とを有し、
５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の左右リアスピーカから、７．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の後方左右スピーカから再生する音声も再生することにより、５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムを用いて７．１チャンネル音場を得ることを特徴とする音像定位処理装置。
【請求項２】
前記加算手段は、
前記フィルタ手段に供給される音声が後方左右２チャンネル音声の場合には、
前記左リアスピーカから再生する前記本来の音声に前記後方左チャンネル音声に応じた付与音声を加算し、前記右リアスピーカから再生する前記本来の音声に前記後方右チャンネル音声に応じた付与音声を加算することを特徴とする請求項１記載の音像定位処理装置。
【請求項３】
前記加算手段は、
前記フィルタ手段に供給される音声が後方モノラル音声の場合には、前記左右リアスピーカから再生する前記本来の各音声にそれぞれ前記後方モノラル音声に応じた付与音声を加算することを特徴とする請求項１記載の音像定位処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチチャンネル音場再生において、５．１ｃｈのスピーカシステムで７．１ｃｈ信号の音場を再生する音像定位装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マルチチャンネルの音場はＤＶＤの普及、放送のデジタル化などにより、アナログの２ｃｈステレオ時代から大きく進化、５．１ｃｈの音場へと発展を遂げた。その後、さらにマルチチャンネル化が進行、現在はリアへさらに１本ないしは２本のスピーカを置いて、６．１ｃｈあるいは７．１ｃｈのディスクリート音場へ進化しようとしている。例えば、ｄｔｓ−ＥＳ，Ｄｏｌｂｙ  ＰｒｏＬｏｇｉｃＩＩｘなどである。
【０００３】
５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステム(５．１ｃｈのスピーカシステム)は、図４に示すように、受聴位置Ｐの前方中央に位置するセンタースピーカＣ、センタースピーカＣの左右両側に位置する一対の前方左右スピーカＬ，Ｒ、受聴位置Ｐの左右両側に位置する一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲを有してなる。一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲはいわゆるサラウンド用スピーカである。
【０００４】
また、７．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステム(７．１ｃｈのスピーカシステム)は、図５に示すように、５．１ｃｈのスピーカシステムを構成する前記した５つのスピーカＣ，Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲに加えて、受聴位置Ｐの後方に位置する一対の後方左右スピーカＢＬ，ＢＲをさらに有してなる。
【０００５】
ところで一般家庭でのスピーカ配置は、スピーカを２本の配置から、５．１ｃｈのスピーカシステム対応として５本の配置へと発展してきたが、さらにこれに２本加えて７．１ｃｈのスピーカシステム対応として合計７本のスピーカを置くシステムが指向されているが、住宅環境からして容易ではない。
このスピーカ設置の状況を改善するために、５．１ｃｈと音像定位技術とを用いて、所定の位置に設置していないスピーカがあたかもそこにスピーカがあるかの如くの音場を再生する技術が知られている。
【０００６】
具体的には、スピーカの設置位置とは異なる位置で、受聴者に対して略対称の２箇所の位置に、異なる音像を定位させる音像定位処理装置が知られている(特許文献１)。また、映像ディスプレイの両側に設けられたフロントの一対のスピーカで、フロント及びリア用の音響信号を再生して、いわゆるサラウンド効果が得られるサラウンド信号処理装置が知られている(特許文献２)。さらにモノラルのリア用サラウンド信号を簡易な構成で処理し、テレビジョン受像機などの一対のスピーカで再生し、サラウンド効果を生じさせるサラウンド信号処理装置が知られている(特許文献３)。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−４６６９９号公報
【特許文献２】特開平７−９５６９７号公報
【特許文献３】特開平８−５１６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、そのいずれにも、５．１ｃｈのスピーカシステムを構成する５本のスピーカを用いて、７．１ｃｈのスピーカシステムの音場を創造することができるものではなかった。
【０００９】
そこで本発明は上記した課題に鑑みてなされたものであり、５．１ｃｈのスピーカシステムにおける一対の左右リアスピーカから再生する音声として、一対の左右リアスピーカから再生する本来の音声に７．１ｃｈのスピーカシステムにおける一対の後方左右スピーカから再生するための音声を加算することによって、５．１ｃｈのスピーカシステムを構成する５本のスピーカを用いて７．１ｃｈのスピーカシステムの音場を実現可能な音像定位処理装置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】
【００１０】
上記目的を達成するための手段として、本発明は、下記(１)〜(３)の構成を有する音像定位処理装置を提供する。
(１)  図１、図３〜図５に示すように、５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムは、受聴位置Ｐの前方中央に位置するセンタースピーカＣ、前記センタースピーカＣの左右両側に位置する一対の前方左右スピーカＬ，Ｒ、前記受聴位置Ｐの左右両側に位置する一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲを有してなり、
７．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムは前記５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムを構成する前記した５つのスピーカＣ，Ｌ，Ｒ，ＳＬ，ＳＲに加えて、受聴位置Ｐの後方に位置する一対の後方左右スピーカＢＬ，ＢＲをさらに有してなり、
７．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の後方左右スピーカＢＬ，ＢＲに供給する音声に対して、５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲから７．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の後方左右スピーカＢＬ，ＢＲから再生する音声ＢＬ１，ＢＲ１，Ｂ１も再生されるように、所要の伝達特性を付与して得た付与音声ＢＬ２，ＢＲ２，Ｂ２を出力するフィルタ手段(音像定位フィルタ)Ｆ１と、
前記フィルタ手段Ｆ１から出力する前記付与音声ＢＬ２，ＢＲ２，Ｂ２を、５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲから再生する本来の音声ＳＬ１，ＳＲ１に加算する加算手段(加算器)ａ，ｂとを有し、
５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲから、７．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムにおける前記一対の後方左右スピーカＢＬ，ＢＲから再生する音声ＢＬ２，ＢＲ２，Ｂ２も再生することにより、５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムを用いて７．１チャンネル音場を得ることを特徴とする音像定位処理装置。
(２)  図１に示すように、前記加算手段ａ，ｂは、
前記フィルタ手段に供給される音声ＢＬ１，ＢＲ１が後方左右２チャンネル音声の場合には、
前記左リアスピーカＳＬから再生する前記本来の音声ＳＬ１に前記後方左スピーカＢＬから再生する後方左チャンネル音声に応じた付与音声ＢＬ２を加算し、前記右リアスピーカＳＲから再生する前記本来の音声ＢＲ１に前記後方右スピーカＢＲから再生する後方右チャンネル音声に応じた付与音声ＢＲ２を加算することを特徴とする請求項１記載の音像定位処理装置。
(３)  図２に示すように、前記加算手段ａ，ｂは、
前記フィルタ手段に供給される音声が後方モノラル音声Ｂ１の場合には、前記左右リアスピーカから再生する前記本来の各音声ＳＬ１，ＳＲ１にそれぞれ前記後方モノラル音声に応じた付与音声Ｂ２を加算することを特徴とする請求項１記載の音像定位処理装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、５．１ｃｈのスピーカシステムにおける一対の左右リアスピーカから再生する音声として、一対の左右リアスピーカから再生する本来の音声に７．１ｃｈのスピーカシステムにおける一対の後方左右スピーカから再生するための音声を加算することによって、５．１ｃｈのスピーカシステムを構成する５本のスピーカを用いて７．１ｃｈのスピーカシステムの音場を実現できるという効果を奏する音像定位処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の音像定位処理装置につき、発明を実施するための最良の形態を用いて説明する。
図１は本発明装置の信号処理フローを示す構成図、図２はサラウンドバックの信号がモノラルの場合の本発明装置の信号処理フローを示す構成図、図３は本発明装置に用いられる音像定位処理用フィルタを算出するための伝達特性設定を説明する図である。
【００１３】
図１，２に示すように、７．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムの再生に適合する各チャンネルの音声信号Ｌ１，Ｃ１，Ｒ１，ＳＬ１，ＳＲ１，ＬＦＥ１(Low  Frequency  Effect(低域効果音)の略称。Dolby  Digital、DTS等の５．１チャンネルデジタル・サラウンド音声では通常の５チャンネル(フル帯域)以外に低域の効果音のみを出力するＬＦＥチャンネルが用意されている。20Hz〜120Hzの帯域内の重低音を補助的に出力することで、音響に迫力を加えるために使用される。これを通常０．１チャンネルとして扱う。)はそれぞれ、５．１チャンネル音場方式で配置されるスピーカシステムを構成する、前方左スピーカＬ，センタースピーカＣ，前方右スピーカＲ，左リアスピーカＳＬ，右リアスピーカＳＲ，前方配置した低音再生用スピーカＬＦＥ１（再生周波数が低いため、一般的には部屋のどこに配置しても良い。）にそれぞれ供給される。
【００１４】
図１に示すように、２チャンネル音声信号ＢＬ１，ＢＲ１は音像定位フィルタＦ１に供給され、ここで音像定位処理をされた後に、加算器ａ，ｂに音声信号ＢＬ２，ＢＲ２として出力される。加算器ａ，ｂは音声信号ＳＬ１，ＳＲ１に音声信号ＢＬ２，ＢＲ２を加算して得た音声信号を左右リアスピーカＳＬ，ＳＲへ供給する。こうして、左右リアスピーカＳＬ，ＳＲはそれぞれ、音声信号ＳＬ１＋ＢＬ２，ＳＲ１＋ＢＲ２を出力する。
【００１５】
また、図２に示すように、モノラル音声信号Ｂ１は音像定位フィルタＦ１に供給され、ここで音像定位処理をされた後に、加算器ａ，ｂに音声信号Ｂ２として出力される。加算器ａ，ｂは音声信号ＳＬ１，ＳＲ１に音声信号Ｂ２を加算して得た音声信号を左右リアスピーカＳＬ，ＳＲへ供給する。こうして、左右リアスピーカＳＬ，ＳＲはそれぞれ、音声信号ＳＬ１＋Ｂ２，ＳＲ１＋Ｂ２を出力する。
【００１６】
図３に示すように、前記した音像定位フィルタＦ１は、和信号と差信号とを生成する手段Ｆ１ａと、前記和信号を処理する第１のフィルタＦ１ｂと、前記差信号を処理する第２のフィルタＦ１ｃと、前記第１及び第２のフィルタＦ１ｂ，Ｆ１ｃで処理された信号から和信号と差信号とを生成する手段Ｆ１ｄとを有している。
【００１７】
こうした構成を有する音像定位フィルタＦ１は、下記するように、５．１ｃｈのスピーカシステムにおける一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲから再生する音声として、一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲから再生する本来の音声ＳＬ１，ＳＲ１に、７．１ｃｈのスピーカシステムにおける一対の後方左右スピーカＢＬ，ＢＲから再生するための音声ＢＬ２，ＢＲ２又はＢ２を加算することによって、一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲを用いて仮想的に一対の後方左右スピーカＢＬ，ＢＲが設置されている如き音場を得るための音像定位処理用フィルタによる信号処理を行う。
【００１８】
上記したことを纏めてみると、本発明は、受聴者に対して略対称の位置に配設された一対のサラウンド用トランスジューサ(一対の左右リアスピーカＳＬ，ＳＲ)から音響信号を再生して、前記一対のトランスジューサの位置とは異なる位置で、かつ、前記受聴者に対して略対称の２箇所の位置(一対の後方左右スピーカＢＬ，ＢＲの設置位置)に異なる音像を定位させる音像定位処理装置であって、
入力された第１及び第２の信号(ＢＬ１，ＢＲ１又はＢ)から和信号と差信号とを生成する手段Ｆ１ａと、前記和信号を処理する第１のフィルタＦ１ｂと、前記差信号を処理する第２のフィルタＦ１ｃと、前記第１及び第２のフィルタＦ１ｂ，Ｆ１ｃで処理された信号から和信号と差信号とを生成して前記一対のトランスジューサから出力する手段Ｆ１ｄとからなり、
前記第１及び第２のフィルタの伝達特性Ｐ，Ｎを、
Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／（Ｓ＋Ａ）
Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ）
（ただし、Ｓは一対のトランスジューサから受聴者ＬＭの同じ側の耳までの伝達特性、Ａは一対のトランスジューサから受聴者ＬＭの反対側の耳までの伝達特性、Ｆは音像を定位させたい位置から受聴者ＬＭの同じ側の耳までの伝達特性、Ｋは音像を定位させたい位置から受聴者ＬＭの反対側の耳までの伝達特性）と設定したことを特徴とする音像定位処理装置である。
また本発明は、前記した出力信号ＢＬ２，ＢＲ２又はＢ２を一対のサラウンド信号へ加算する手段を持つ音像定位処理装置である。
【００１９】
さらに本発明は、受聴者に対して略対称の位置に配設された一対のトランスジューサから音響信号を再生して、前記一対のトランスジューサの位置とは異なる位置に音像を定位させる音像定位処理装置であって、
モノラル信号の相関を減らす手段と、前記入力信号を処理する第１のフィルタと、前記反転された信号を処理する第２のフィルタと、前記第１及び第２のフィルタで処理された信号から和信号と差信号とを生成して前記一対のトランスジューサから出力する手段とからなり、
前記第１及び第２のフィルタの伝達特性Ｐ，Ｎを、
Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／（Ｓ＋Ａ）
Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ）
（ただし、Ｓは一対のトランスジューサから受聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ａは一対のトランスジューサから受聴者の反対側の耳までの伝達特性、Ｆは音像を定位させたい位置から受聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ｋは音像を定位させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達特性）と設定したことを特徴とする音像定位処理装置である。
さらにまた本発明は、前記した出力信号を一対のサラウンド信号ＳＬ１，ＳＲ１へ加算する手段を持つ音像定位処理装置である。
【００２０】
さらにまた本発明は、複数の音像定位位置に応じた伝達特性を記憶する手段(図示せず)と、所望の音像定位位置に応じた伝達特性を第１及び第２のフィルタに設定する手段とを有し、音像定位位置を移動自在としたことを特徴とする音像定位処理装置である。
【００２１】
上記したことから、本発明の要点は、フロントのステレオ２スピーカ(前方左右スピーカＬ，Ｒ、図４)を使って再生はせずに、左右にあるサラウンドスピーカ(リアスピーカＳＬ，ＳＲ、図４)からリアサラウンド信号の定位信号成分を作成し、元の音声ＳＬ，ＳＲへ信号を加算することで音像を定位させることである。
次に、実施例について説明する。
【実施例】
【００２２】
図２は７．１ｃｈのスピーカシステムに適合した信号を５．１ｃｈのスピーカシステムで再生する場合のスピーカの配置構成である。図４に示すように一対の後方左右スピーカＢＬ，ＢＲは存在しない。そこで、この後方左右スピーカＢＬ，ＢＲを音像定位フィルタＦ１(図１)により実現する。
【００２３】
音像定位フィルタＦ１の計算に使う伝達特性は図３に示すように、Ｓが左リアスピーカＳＬあるいは右リアスピーカＳＲから近い耳までの伝達特性、Ａが左リアスピーカＳＬあるいは右リアスピーカＳＲから遠い耳までの伝達特性を使う。一方、定位すべき信号の伝達特性ＦとＫはそれぞれ定位したいスピーカ位置から近い耳までの伝達特性をＦ、遠い耳までの特性をＫとして、
Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／（Ｓ＋Ａ）
Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ）
により求めた。これを図１に示したフロー図により、ＰとＮをFIRフィルタ、あるいは求まった伝達特性と同じ特性を実現できるフィルタにより、畳み込んだ上、音声SL１とSR１の信号へ加算し出力する。元々あるL１,C１,R１の信号には操作を加えない。
【００２４】
リアサラウンド信号（サラウンドバックともいう）はステレオの信号とは限らず、モノラルであることもある。この場合は、図２に示すように、音像定位フィルタＦ１に入力するリア信号を疑似ステレオ化、あるいは非相関化処理すれば良い。この構成例を図２に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明装置の信号処理フローを示す構成図、図２はサラウンドバックの信号がモノラルの場合の本発明装置の信号処理フローを示す構成図である。
【図２】サラウンドバックの信号がモノラルの場合の本発明装置の信号処理フローを示す構成図である。
【図３】本発明装置に用いられる音像定位処理用フィルタを算出するための伝達特性設定を説明する図である。
【図４】５．１ｃｈのスピーカ配置を示した図である。
【図５】７．１ｃｈのスピーカ配置を示した図である。
【符号の説明】
【００２６】
ａ，ｂ  加算器（加算手段）
ＢＬ，ＢＲ  後方左右スピーカ
ＢＬ２，ＢＲ２，Ｂ２  付与音声
Ｃ  センタースピーカ
Ｆ１  音像定位フィルタ（フィルタ手段) 
Ｌ，Ｒ  前方左右スピーカ
ＬＭ  受聴者
Ｐ  受聴位置
ＳＬ，ＳＲ  左右リアスピーカ
【図１】
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【図２】
2005341208.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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