(57)【要約】【課題】  聴取者のフロント側に設置したスピーカから、聴取者のリア側に音質の良い音像を定位させることができるオーディオ装置を提供する。【解決手段】  オーディオ装置１は、オーディオ信号が聴取者のリア側に定位して聞こえる周波数特性をオーディオ信号に付与し、このオーディオ信号が聴取者Ｕの一方の耳からのみ聞こえるようにダイレクト補正部６２，６６及びクロス補正部６４，６８によりクロストークキャンセル処理を行って、聴取者Ｕの耳よりも高い位置に配置したプレゼンススピーカ２４，２５からオーディオ信号を聴取者へ放音させる。プレゼンススピーカ２４，２５から聴取者のリア側に音像２６，２７を定位させる音を放音させると、聴取者Ｕの耳と同じ高さにスピーカを設置した場合に比べて、可聴周波数の高域に発生するディップを５ｄＢ〜１５ｄＢ程度改善でき、また、仰角が大きくなるのにつれて、ディップの発生する周波数を徐々に高くできる。【選択図】  図１０
2007081927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアチャンネルを含むマルチチャンネルオーディオ信号を、聴取者の前方に設置された左右のフロントチャンネルスピーカ、及び前記フロントチャンネルスピーカの上方に設置される左右のプレゼンススピーカに供給するオーディオ装置であって、
リアチャンネルのオーディオ信号に対して、リア方向の仮想定位位置から聴取者の左耳へ到来する音声信号の周波数特性を頭部伝達関数に基づいて算出し、前記オーディオ信号に付与する左バーチャル定位付与部と、
前記左バーチャル定位付与部で処理されたオーディオ信号に対して、左側のプレゼンススピーカから聴取者の左耳へ到来する音声信号の周波数特性をキャンセルする周波数特性を頭部伝達関数に基づいて付与して、左側のプレゼンススピーカへ供給する左ダイレクト補正部と、
前記左バーチャル定位付与部で処理されたオーディオ信号に対して、左側のプレゼンススピーカから聴取者の右耳へ回り込む音声信号の周波数特性を反転させた周波数特性を頭部伝達関数に基づいて付与して、右側のプレゼンススピーカに供給することにより、前記右耳へ回り込むオーディオ信号をキャンセルする左クロス補正部と、
前記リアチャンネルのオーディオ信号に対して、リア方向の仮想定位位置から聴取者の右耳へ到来する音声信号の周波数特性を頭部伝達関数に基づいて算出し、前記オーディオ信号に付与する右バーチャル定位付与部と、
前記右バーチャル定位付与部で処理されたオーディオ信号に対して、右側のプレゼンススピーカから聴取者の右耳へ到来する音声信号の周波数特性をキャンセルする周波数特性を頭部伝達関数に基づいて付与して右側のプレゼンススピーカへ供給する右ダイレクト補正部と、
前記右バーチャル定位付与部で処理されたオーディオ信号に対して、右側のプレゼンススピーカから聴取者の左耳へ回り込む音声信号の周波数特性を反転させた周波数特性を頭部伝達関数に基づいて付与して、左側のプレゼンススピーカに供給することにより、前記左耳へ回り込むオーディオ信号をキャンセルする右クロス補正部と、
を備えたことを特徴とするオーディオ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭部伝達関数に基づいて、スピーカの設置位置と異なる位置に音像を定位させるオーディオ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、マルチチャンネルサラウンドサウンドを再生するとともに、各チャンネルのサウンドから反射音を生成し、聴取者のフロント側やリア側で、聴取者の耳よりも高い位置に設置した音場形成用のスピーカから、上記反射音を再生して複数の音場を形成することで、聴取者が臨場感のあるサウンドを楽しむことができる音場制御装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の音場制御装置を用いてマルチチャンネルサラウンドサウンドを聴取者が楽しむためには、聴取者の周囲に複数のスピーカを設置しておかなければならず、居住環境によっては、最適な位置にスピーカを設置できなかったり、すべてのスピーカを設置できなかったりすることがあった。
【０００４】
そこで、聴取者の周囲に複数のスピーカを設置しなくても、聴取者のフロント側に設置したスピーカから放音させて、聴取者の周囲（特にリア側）に仮想的に音像を定位させて、マルチチャンネルサラウンドサウンドを楽しむことができる環境を聴取者に提供するバーチャルスピーカアンプに関する発明が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特許第２７５５２０８号明細書
【特許文献２】特許第３５２１９００号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１は、（Ａ）が聴取者の耳の高さに、聴取者に対して右前方３０度に設置したスピーカの配置図、及び（Ｂ）〜（Ｅ）がスピーカからフラットな特性の音を放音してダミーヘッドで収音した音の周波数特性を示すグラフである。
【０００６】
特許文献２に記載のバーチャルスピーカアンプでは、リアチャンネルのオーディオ信号に、頭部伝達関数に基づいて聴取者のリア側から音が聞こえる特性を付与するとともにクロストークキャンセル処理を行い、聴取者の正面に設置した２つのフロントスピーカからこのオーディオ信号を出力することで、聴取者のリア側に、仮想的に音像を定位させることができる。
【０００７】
しかしながら、上記のように聴取者の前方に設置したスピーカから、例えばフラットな特性の音を放音させて、ダミーヘッドで収音すると、図１（Ｂ），（Ｃ）に示すように、９ｋＨｚ付近に大きなディップが発生する。そのため、図１（Ｄ），（Ｅ）に示すように、クロストークをキャンセルするために生成する逆フィルタでは、このディップの部分を大きく持ち上げる必要がある。しかし、このような処理を行うと、中低域のＳＮ比が悪化するという問題が発生する。
【０００８】
一方、中低域のＳＮ比の悪化を抑制するためには、高域の周波数特性とは一致しない逆フィルタを使用する必要がある。しかし、このような逆フィルタを使用すると、高域の音質が劣化するという問題が発生する。
【０００９】
そこで、本発明は、聴取者のフロント側に設置したスピーカから、聴取者のリア側に音質の良い音像を定位させることができるオーディオ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】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００１１】
（１）リアチャンネルを含むマルチチャンネルオーディオ信号を、聴取者の前方に設置された左右のフロントチャンネルスピーカ、及び前記フロントチャンネルスピーカの上方に設置される左右のプレゼンススピーカに供給するオーディオ装置であって、
リアチャンネルのオーディオ信号に対して、リア方向の仮想定位位置から聴取者の左耳へ到来する音声信号の周波数特性を頭部伝達関数に基づいて算出し、前記オーディオ信号に付与する左バーチャル定位付与部と、
前記左バーチャル定位付与部で処理されたオーディオ信号に対して、左側のプレゼンススピーカから聴取者の左耳へ到来する音声信号の周波数特性をキャンセルする周波数特性を頭部伝達関数に基づいて付与して、左側のプレゼンススピーカへ供給する左ダイレクト補正部と、
前記左バーチャル定位付与部で処理されたオーディオ信号に対して、左側のプレゼンススピーカから聴取者の右耳へ回り込む音声信号の周波数特性を反転させた周波数特性を頭部伝達関数に基づいて付与して、右側のプレゼンススピーカに供給することにより、前記右耳へ回り込むオーディオ信号をキャンセルする左クロス補正部と、
前記リアチャンネルのオーディオ信号に対して、リア方向の仮想定位位置から聴取者の右耳へ到来する音声信号の周波数特性を頭部伝達関数に基づいて算出し、前記オーディオ信号に付与する右バーチャル定位付与部と、
前記右バーチャル定位付与部で処理されたオーディオ信号に対して、右側のプレゼンススピーカから聴取者の右耳へ到来する音声信号の周波数特性をキャンセルする周波数特性を頭部伝達関数に基づいて付与して右側のプレゼンススピーカへ供給する右ダイレクト補正部と、
前記右バーチャル定位付与部で処理されたオーディオ信号に対して、右側のプレゼンススピーカから聴取者の左耳へ回り込む音声信号の周波数特性を反転させた周波数特性を頭部伝達関数に基づいて付与して、左側のプレゼンススピーカに供給することにより、前記左耳へ回り込むオーディオ信号をキャンセルする右クロス補正部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
聴取者の前方に設置したフロントチャンネルスピーカから、所定の位置に音像を仮想的に定位させる音を放音させると、９ｋＨｚ付近に大きなディップが発生するため、クロストークをキャンセルするために生成する逆フィルタでは、このディップの部分を大きく持ち上げる必要がある。しかし、このような処理を行うと、中低域のＳＮ比が悪化する。一方、中低域のＳＮ比の悪化を抑制するためには、高域の周波数特性とは一致しない逆フィルタを使用する必要があり、このような逆フィルタを使用すると、高域の音質が劣化する。
【００１３】
この構成おいては、オーディオ装置は、オーディオ信号が所定の位置に定位しているように聞こえる周波数特性をオーディオ信号に付与し、このオーディオ信号が聴取者の一方の耳からのみ聞こえるようにダイレクト補正手段及びクロス補正手段によりクロストークキャンセル処理を行って、２つのプレゼンススピーカからリアチャンネルのオーディオ信号を聴取者へ放音させる。２つのプレゼンススピーカは、聴取者の前方に設置したフロントチャンネルスピーカの上方に設置されているので、これらのプレゼンススピーカから所定の位置に音像を定位させる音を放音させると、聴取者の耳と同じ高さにスピーカを設置した場合に比べて、可聴周波数の高域に発生するディップを５ｄＢ〜１５ｄＢ程度改善することができ、また、仰角が大きくなるのにつれて、ディップの発生する周波数を徐々に高くすることができる。したがって、クロストークキャンセル処理を行っても、所定の位置に定位する音像の中低域のＳＮ比の悪化や高域の音質劣化を防止して、音質の良いサウンドを放音する音像を所定の位置に定位させることができる。さらに、聴取者のリア側にスピーカを設置しなくても、聴取者のフロント側に、聴取者の耳よりも高い位置に配置したスピーカから、聴取者のリア側に音像を仮想的に定位させることができるので、リア側にスピーカを設置できない居住環境においても、聴取者はサラウンドサウンドを楽しむことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のオーディオ装置は、聴取者の耳よりも高い位置に設置したフロント側のスピーカから、リア側に音像を定位させるための音を放音することで、周波数特性の高域に発生するディップを可聴周波数の高域へ移動させるとともに、ディップを低減することができる。したがって、クロストークキャンセル処理を行っても、リア側定位する音像の中低域のＳＮ比の悪化や高域の音質劣化を防止して、音質の良いサラウンドサウンドを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図２〜図９は、聴取者Ｕに対して右前方３０度の方向に、ＰＲｃｈ用スピーカを仰角を１０度〜８０度の範囲で１０度毎に変化させた場合の、ＰＲｃｈ用スピーカから聴取者の耳までの頭部伝達関数に基づいて設定したフィルタの周波数特性グラフ、及びその逆フィルタの周波数特性グラフである。各図の（Ａ）は、ＰＲｃｈ用スピーカから聴取者の右耳までの頭部伝達関数に基づいて設定したフィルタの周波数特性グラフであり、（Ｂ）は、ＰＲｃｈ用スピーカから聴取者の左耳までの頭部伝達関数に基づいて設定したフィルタの周波数特性グラフである。また、（Ｃ）はクロストークキャンセル処理を行うためのダイレクト補正フィルタの周波数特性グラフであり、（Ｄ）はクロストークキャンセル処理を行うためのクロス補正フィルタの周波数特性グラフである。なお、図２〜図９には、聴取者Ｕに対して右前方３０度の方向にＰＲｃｈ用スピーカを仰角０度で設置した場合の、ＰＲｃｈ用スピーカから聴取者Ｕの耳までの頭部伝達関数に基づいて設定したフィルタの周波数特性グラフを、比較のために併記している。
【００１６】
本願発明者らは、前記の大きなディップの発生を抑制する方法について実験及び検討を重ねた。その結果、本願発明者らは、仮想的に音像を定位させる音を放音させるスピーカを、聴取者Ｕの耳ＥＬ，ＥＲの位置よりも高い位置に設置することで、前記のような大きなディップの発生を抑制できることを発見した。
【００１７】
具体的には、図２〜図９に示すように、聴取者Ｕの聴取位置９０からＰＲｃｈ用スピーカ２５への仰角が大きくなるのにつれて、ディップの発生する周波数が徐々に高くなるという結果が得られた。また、仰角０度の場合に対して、仰角を１０度〜８０度に設定すると、ディップが５ｄＢ〜１５ｄＢ程度改善するという結果が得られた。但し、仰角２０度の場合については、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から左耳ＥＬへ伝搬する音において、ディップが発生する周波数が仰角０度の場合よりも高くなるが、５ｄＢ程度悪化した。
【００１８】
したがって、本発明では、聴取者Ｕの耳よりも高い位置に、好ましくは聴取者Ｕからスピーカへの仰角が３０度以上となるように、２つのスピーカを設置し、オーディオ装置に、２つのスピーカから聴取者Ｕの耳ＥＬ，ＥＲまでの頭部伝達関数の逆関数に基づいて、聴取者Ｕのリア側の特定の位置に仮想的に音像を定位させる。これにより、図２〜図９の各（Ｃ），各（Ｄ）に示したような周波数特性の逆フィルタを使用しても、中低域のＳＮ比が悪化や高域の音質劣化を抑制して、音質の良い音声を放音する音像を定位させることができる。
【００１９】
本発明のオーディオ装置は、上記の実験・検討結果に基づいて構成したものであり、聴取者の前方上方に仰角３０度以上となるように設置される左右のプレゼンススピーカから、聴取者Ｕの後方左側から聴取者Ｕの耳に伝搬する周波数特性を付与したＳＬｃｈの音声、及び聴取者Ｕの後方右側から聴取者Ｕの耳に伝搬する周波数特性を付与したＳＲｃｈの音声を放音させる。これにより、聴取者Ｕの後方にリアチャンネル（ＳＬｃｈ及びＳＲｃｈ）の音像を仮想的に定位させるとともに、ＳＬｃｈ及びＳＲｃｈの音声の音質を向上させることができる。
【００２０】
図１０は、本発明の実施形態に係るオーディオ装置の構成を示すブロック図である。以下の説明では一例として、オーディオ装置１が５チャンネルのサラウンドサウンドを再生する場合について説明する。ここで、５チャンネルのサラウンドサウンドの各チャンネルについて、フロントの左チャンネルをＬ（Left）ｃｈ、フロントの右チャンネルをＲ（Right ）ｃｈ、センタチャンネルをＣ（Center）ｃｈ、リアの左チャンネルをＳＬ（Surround Left ）ｃｈ、リアの右チャンネルをＳＲ（Surround Right）ｃｈと称する。
【００２１】
オーディオ装置１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processer）デコーダ１１、信号処理部１２、Ｄ／Ａコンバータ１３、ローパスフィルタ１４、電子ボリューム１５、パワーアンプ１６、コントローラ１７、メモリ１８、操作部１９、及び表示部２０を備えている。また、オーディオ装置１のパワーアンプ１６には、Ｌｃｈ用スピーカ２１、Ｒｃｈ用スピーカ２２、Ｃｃｈ用スピーカ２３、ＰＬｃｈ用スピーカ２４、及びＰＲｃｈ用スピーカ２５が接続されている。
【００２２】
図１０に示すように、部屋９１内には、聴取者Ｕの聴取位置９０の前方左・前方右・前方中央にフロントスピーカとしてＬｃｈ用スピーカ２１・Ｒｃｈ用スピーカ２２・Ｃｃｈ用スピーカ２３が配置されている。また、聴取者Ｕの聴取位置９０の左上前方及び右上前方（スピーカ２１，２２，２３の上方）に、すなわち聴取者Ｕの耳ＥＬ，ＥＲよりも上方に、音場制御用のプレゼンススピーカであるＰＬｃｈ用スピーカ２４、ＰＲｃｈ用スピーカ２５が配置されている。オーディオ装置１は、ＰＬｃｈ用スピーカ２４及びＰＲｃｈ用スピーカ２５から反射音を放音させて、聴取位置９０の聴取者Ｕの前方に奥行き感及び立体感を与え、聴取者Ｕを前方から包み込むフロント音場を形成することができる。
【００２３】
ＤＳＰデコーダ１１には、ＤＩＲ（Digital audio Interface Receiver）３２、Ａ／Ｄコンバータ３４、及びＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface）（登録商標）レシーバ３６が接続されている。ＤＳＰデコーダ１１は、Ａ／Ｄコンバータ３４を介して接続されたチューナ２や、ＨＤＭＩ（登録商標）レシーバ３６を介して接続されたＤＶＤプレーヤ３などのＡＶ機器から出力されたアナログ音信号やディジタルビットストリームを、Ｌｃｈ、Ｒｃｈ、Ｃｃｈ、ＳＬｃｈ、及びＳＲｃｈの５チャンネルのディジタル音信号（ＰＣＭ信号）に変換して、信号処理部１２へ出力する。また、ＤＳＰデコーダ１１は、ＡＡＣ（登録商標），Ｄｏｌｂｙ  Ｄｉｇｉｔａｌ（登録商標），ＤＴＳ（登録商標），ＭＰＥＧ−１／２，ＭＰＥＧ−２マルチチャンネル，ＭＰ３など多様なデータフォーマットをサポートしており、外部入力信号を図外のデコーダにより５チャンネルのディジタル音信号（ＰＣＭ信号）にデコードする。また、ＤＳＰデコーダ１１は、例えばＤＶＤプレーヤ３から５チャンネルのディジタル音信号（ＰＣＭ信号）が直接入力された場合には、これらの信号をそのまま信号処理部１２へ出力する。
【００２４】
信号処理部１２は、フィルタ４２Ｌ，４２Ｒを備えたＳＬｃｈ定位付加部４２、フィルタ４６Ｌ，４６Ｒを備えたＳＲｃｈ定位付加部４６、加算器５２，５３、クロストークキャンセル補正部６０を構成するＬｃｈダイレクト補正部６２、Ｌｃｈクロス補正部６４、Ｒｃｈダイレクト補正部６６、及びＲｃｈクロス補正部６８、並びに加算器７２，７３を備えている。ここで、ＤＳＰデコーダ１１及び信号処理部１２は、１つのＤＳＰで構成しても、それぞれ別のＤＳＰで構成しても良い。
【００２５】
信号処理部１２は、聴取者ＵにはＳＬｃｈの音像２６が聴取者Ｕの後方左側の点２６Ａに定位して聞こえるように、また、聴取者ＵにはＳＲｃｈの音像２７が聴取者Ｕの後方右側の点２７Ａに定位して聞こえるように、信号処理を行う。
【００２６】
具体的には、信号処理部１２の各部は以下のような動作を行う。ＳＬｃｈ定位付加部４２は、前記のように、フィルタ４２Ｌ及びフィルタ４２Ｒを備えている。フィルタ４２Ｌには、聴取者Ｕの後方左側に定位する音像から聴取者Ｕの左耳ＥＬまでの頭部伝達関数に基づいたフィルタ係数及び遅延時間が設定され、フィルタ４２Ｒには聴取者Ｕの後方左側に定位する音像から聴取者Ｕの右耳ＥＲまでの頭部伝達関数に基づいたフィルタ係数が及び遅延時間が設定される。ＳＬｃｈ定位付加部４２は、聴取位置９０の聴取者Ｕには聴取者Ｕの後方左側の点２６ＡにＳＬｃｈの音像２６が定位しているように左耳ＥＬと右耳ＥＲにそれぞれ聞こえる周波数特性をＳＬｃｈのオーディオ信号に付与する。
【００２７】
また、ＳＲｃｈ定位付加部４６は、前記のように、フィルタ４６Ｌ及びフィルタ４６Ｒを備えている。フィルタ４６Ｌには、聴取者Ｕの後方右側に定位する音像から聴取者Ｕの左耳ＥＬまでの頭部伝達関数に基づいたフィルタ係数及び遅延時間が設定され、フィルタ４６Ｒには聴取者Ｕの後方右側に定位する音像から聴取者Ｕの右耳ＥＲまでの頭部伝達関数に基づいたフィルタ係数が及び遅延時間が設定される。ＳＲｃｈ定位付加部４６は、聴取位置９０の聴取者Ｕには聴取者Ｕの後方右側の点２７ＡにＳＲｃｈの音像２７が定位しているように左耳ＥＬと右耳ＥＲにそれぞれ聞こえる周波数特性をＳＲｃｈのオーディオ信号に付与する。
【００２８】
フィルタ４２Ｌ，４６Ｌから出力されたオーディオ信号は、加算器５２で加算されて、クロストークキャンセル補正部６０のＬｃｈダイレクト補正部６２及びＬｃｈクロス補正部６４へ出力される。また、フィルタ４２Ｒ，４６Ｒから出力されたオーディオ信号は、加算器５３で加算されて、クロストークキャンセル補正部６０のＲｃｈダイレクト補正部６６及びＲｃｈクロス補正部６８へ出力される。
【００２９】
ここで、聴取者Ｕに対して、例えば仰角３０度に設置したＰＲｃｈ用スピーカ２５からフラットな周波数特性の音を放音すると、聴取者Ｕの右耳ＥＲに届く音は、各周波数成分が減衰して図４（Ａ）に示すような周波数特性となる。また、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から聴取者Ｕの左耳ＥＬに届く音は、各周波数成分が減衰して図４（Ｂ）に示すような周波数特性となる。そのため、聴取者Ｕは、このような周波数特性の音が聴取者Ｕの耳ＥＬ，ＥＲにある時間差で届くので、スピーカ２２から放音されたと無意識に判断することができる。
【００３０】
一方、ＳＲｃｈのオーディオ信号に対して、聴取者Ｕの後方右側に定位する音源から放音されて聴取者Ｕの耳に到達する音声の周波数特性と、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音されて聴取者Ｕの右耳ＥＲに到達する音声の周波数特性をキャンセルする周波数特性を、頭部伝達関数に基づいて付与して、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音させると、聴取者Ｕは後方右側からその音声が聞こえるように感じる。また、このとき、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音された音声が聴取者Ｕの右耳のみに聞こえるように、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音されて聴取者Ｕの左耳に伝搬する音声を打ち消す音声を生成してＰＬｃｈ用スピーカ２４から放音させると、聴取者Ｕは、ＳＲｃｈの音声がＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音されたことを知覚しなくなる。
【００３１】
そこで、クロストークキャンセル補正部６０は、ＰＬｃｈ用スピーカ２４から放音される音声が聴取者Ｕの左耳ＥＬのみに聞こえるように、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音される音声が聴取者Ｕの右耳ＥＲのみに聞こえるように、反対側の耳に聞こえる音声を打ち消す音声を生成するクロストークキャンセル処理を行う。
【００３２】
具体的には、クロストークキャンセル補正部６０の各部は、以下のような処理・動作を行う。図１１は、クロストークキャンセル処理を説明するための概念図、及びクロストークキャンセル補正部の詳細を示すブロック図である。
【００３３】
図１１（Ａ）において、ＰＬｃｈ用スピーカ２４から聴取者Ｕの左耳ＥＬの頭部伝達関数及びＰＲｃｈ用スピーカ２５から聴取者Ｕの右耳ＥＲの頭部伝達関数をｆｄ、並びにＰＬｃｈ用スピーカ２４から聴取者Ｕの右耳ＥＲの頭部伝達関数及びＰＲｃｈ用スピーカ２５から聴取者Ｕの左耳ＥＬの頭部伝達関数をｆｃとする。
【００３４】
Ｒｃｈダイレクト補正部６６には、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から聴取者Ｕの右耳ＥＲまでの頭部伝達関数の逆関数に対応するフィルタ係数が設定されている。すなわち、図１１（Ｂ）に示すように、Ｒｃｈダイレクト補正部６６には、フィルタ係数ｆｄ／（ｆｄ２−ｆｃ２）が設定される。
【００３５】
Ｒｃｈダイレクト補正部６６は、加算器５３から出力されたリアチャンネルのオーディオ信号に対して、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から右耳ＥＲに伝搬する特性を消す処理を行い、リアチャンネルのオーディオサウンドがＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音されたことを聴取者Ｕが知覚しないようにすることができる。例えば、Ｒｃｈダイレクト補正部６６は、ＰＲｃｈ用スピーカ２５が聴取者Ｕの右耳ＥＲに対して仰角３０度の位置に設置されている場合には、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から出力するＳＲｃｈのオーディオ信号に対して、図４（Ｃ）に示す周波数特性を付与する。
【００３６】
したがって、リアチャンネルのオーディオサウンドは、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音されて、聴取者Ｕの右耳ＥＲに伝搬すると、各周波数成分は減衰するが、Ｒｃｈダイレクト補正部６６において減衰分だけ予め底上げされる。これにより、Ｒｃｈダイレクト補正部６６から出力されたリアチャンネルのオーディオ信号は、定位付加部４２，４６で付与された周波数特性と、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から右耳ＥＲに伝搬する特性を打ち消す周波数特性と、を有することになる。
【００３７】
また、Ｒｃｈクロス補正部６８には、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から聴取者Ｕの右耳ＥＲまでの頭部伝達関数の逆関数と、ＰＬｃｈ用スピーカ２４から聴取者Ｕの左耳ＥＬまでの頭部伝達関数の逆関数と、を乗じたものに対応するフィルタ係数が設定される。すなわち、図１１（Ｂ）に示すように、Ｒｃｈクロス補正部６８には、フィルタ係数ｆｃ／（ｆｄ２−ｆｃ２）が設定される。
【００３８】
Ｒｃｈクロス補正部６８は、加算器５３から出力されたリアチャンネルのオーディオ信号に対して、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から右耳ＥＲに伝搬する特性を打ち消す処理と、ＰＬｃｈ用スピーカ２４から左耳ＥＬに伝搬する特性を打ち消す処理と、を行う。例えば、Ｒｃｈダイレクト補正部６６は、ＰＲｃｈ用スピーカ２５が聴取者Ｕの右耳Ｅあるに対して仰角３０度の位置に設置されている場合には、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から出力するリアチャンネルのオーディオ信号に対して、図４（Ｄ）に示す周波数特性を付与する。また、Ｒｃｈクロス補正部６８は、加算器５３から出力されたリアチャンネルのオーディオ信号について、上記処理を行ってバッファ６９で位相を反転・加算器７２で加算してＰＬｃｈ用スピーカ２４から放音後にリアチャンネルのオーディオ信号が聴取者Ｕの左耳ＥＬに伝搬するタイミングと、Ｒｃｈダイレクト補正部６６で処理されてＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音後にリアチャンネルのオーディオ信号が聴取者Ｕの左耳ＥＬに伝搬するタイミングと、が同じになるように、リアチャンネルのオーディオ信号の出力タイミングを調整する。したがって、オーディオ装置１は、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音されて聴取者Ｕの左耳ＥＬに回り込むオーディオサウンドを打ち消すオーディオサウンドがＰＬｃｈ用スピーカ２４から放音させるので、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音されて聴取者Ｕの左耳ＥＬに回り込むオーディオサウンドを聞こえないようにすることができる。
【００３９】
また、Ｌｃｈダイレクト補正部６２及びＬｃｈクロス補正部６４は、Ｒｃｈダイレクト補正部６６及びＲｃｈクロス補正部６８と同様に、加算器５２から出力されたリアチャンネルのオーディオ信号に対して信号処理を行う。
【００４０】
このように、ＰＬｃｈ用スピーカ２４から放音されたリアチャンネルのオーディオサウンドは聴取者Ｕの左耳ＥＬのみに聞こえ、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音されたリアチャンネルのオーディオサウンドは聴取者Ｕの右耳ＥＲのみに聞こえるようになる。また、リアチャンネルのオーディオ信号には、聴取者Ｕの周囲に音像が仮想的に定位するように、周波数特性が付与されている。さらに、ＰＬｃｈ用スピーカ２４から放音されたリアチャンネルのオーディオサウンドには、ＰＬｃｈ用スピーカ２４から放音されたことを知覚しないようにする周波数特性が付与され、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音されたリアチャンネルのオーディオサウンドには、ＰＲｃｈ用スピーカ２５から放音されたことを知覚しないようにする周波数特性が付与されている。したがって、聴取者Ｕはリアチャンネルのオーディオサウンドが、聴取者Ｕの周囲の所定位置に定位する音源から放音されているような定位感を得ることができる。
【００４１】
加算器７２は、Ｌｃｈダイレクト補正部６２から出力されたオーディオ信号と、Ｒｃｈクロス補正部６８から出力されてバッファ６９で反転された（−１倍された）オーディオ信号と、を加算してＤ／Ａコンバータ１３へ出力する。
【００４２】
加算器７３は、Ｒｃｈダイレクト補正部６６から出力されたオーディオ信号と、Ｌｃｈクロス補正部６４から出力されてバッファ６５で反転された（−１倍された）オーディオ信号と、を加算してＤ／Ａコンバータ１３へ出力する。
【００４３】
Ｄ／Ａコンバータ１３は、信号処理部１２から出力されたＬｃｈ、Ｒｃｈ、Ｃｃｈ、ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈの合計５チャンネルのディジタル音信号をそれぞれアナログ音信号に変換する。
【００４４】
ローパスフィルタ１４は、各アナログ音信号から２０ｋＨｚ以上の帯域における折り返しノイズを除去する。
【００４５】
電子ボリューム１５は、操作部１９の操作に応じてコントローラ１７から出力された制御信号に基づいて、各チャンネルのアナログ音信号の信号量を調整する。
【００４６】
パワーアンプ１６は、電子ボリューム１５で調整されたアナログ音信号を増幅して各スピーカ２１〜２５へ出力する。
【００４７】
スピーカ２１〜２５は、パワーアンプ１６から出力されたアナログ音信号に応じた音を放音する。すなわち、スピーカ２１はＬｃｈの音を、スピーカ２２はＣｃｈの音を、スピーカ２３はＲｃｈの音をそれぞれ放音する。また、スピーカ２４はＳＬｃｈの音像を点２６Ａに仮想的に定位させる音を、スピーカ２５はＳＲｃｈの音像を点２７Ａに仮想的に定位させる音をそれぞれ放音する。
【００４８】
コントローラ１７は、操作部１９で行われた操作に応じて各部を制御する。例えば、操作部１９で音量の調整操作が行われると、コントローラ１７はこの操作に応じた制御信号を電子ボリューム１５に出力して、各スピーカ２１〜２５から放音する音の音量を変更する。コントローラ１７としては、ＣＰＵやＭＰＵが好適である。
【００４９】
メモリ１８は、コントローラ１７で行うプログラムを記憶している。
【００５０】
操作部１９は、オーディオ装置１に対してユーザが各種の操作・設定などの入力を行うためのものである。
【００５１】
表示部２０は、オーディオ装置１からユーザに対する伝達事項を表示するためのものである。
【００５２】
上記のような構成のオーディオ装置１は、サラウンドサウンドを再生する際には、Ｌｃｈ用スピーカ２１からＬｃｈのオーディオ信号に基づいた音声を放音させ、Ｒｃｈ用スピーカ２２からＲｃｈのオーディオ信号に基づいた音声を放音させ、Ｃｃｈ用スピーカ２３からＣｃｈのオーディオ信号に基づいた音声を放音させる。また、オーディオ装置１は、聴取者ＵにはＳＬｃｈの音像２６が聴取者Ｕの後方左側の点２６Ａに定位して聞こえるように、また、聴取者ＵにはＳＲｃｈの音像２７が聴取者Ｕの後方右側の点２７Ａに定位して聞こえるように、ＰＬｃｈ用スピーカ２４及びＰＲｃｈ用スピーカ２５からＳＬｃｈのオーディオ信号及びＳＲｃｈのオーディオ信号に基づいた音声を放音させる。
【００５３】
このように、オーディオ装置１は、聴取者Ｕに対して仰角３０度以上となるように設置したプレゼンススピーカから、聴取者Ｕのリア側に仮想的に音像が定位するように、スピーカから聴取者の耳までの頭部伝達関数に基づいてオーディオ信号に特性を付与して放音させるので、中低域のＳＮ比の悪化や高域の音質劣化を抑制して、音質の良い音声を放音する音像を定位させることができる。
【００５４】
なお、聴取者Ｕの前上方に設置したプレゼンススピーカを用いて、聴取者Ｕのリア側に仮想的に音像を定位させる場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の構成であっても良い。例えば、天井から吊り下げたり、天井に埋め込んだりしたスピーカを用いることも可能である。
【００５５】
また、プレゼンススピーカから聴取者Ｕのリア側に仮想的に音像を定位させるための音のみを放音させる場合について説明したが、これに限るものではなく、フロント音場を形成するための反射音も同時にプレゼンススピーカから放音させることも可能である。これにより、プレゼンススピーカからフロント音場を形成するための反射音と、サラウンド音場を仮想的に形成するための反射音と、を放音させて、聴取者Ｕを包み込むような音場を形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（Ａ）が聴取者の耳の高さに、聴取者に対して右前方３０度に設置したスピーカの配置図、及び（Ｂ）〜（Ｅ）がスピーカからフラットな特性の音を放音してダミーヘッドで収音した音の周波数特性を示すグラフである。
【図２】ＰＲｃｈ用スピーカを仰角を１０度で設置した場合のフィルタの周波数特性グラフ、及びその逆フィルタの周波数特性グラフである。
【図３】ＰＲｃｈ用スピーカを仰角を２０度で設置した場合のフィルタの周波数特性グラフ、及びその逆フィルタの周波数特性グラフである。
【図４】ＰＲｃｈ用スピーカを仰角を３０度で設置した場合のフィルタの周波数特性グラフ、及びその逆フィルタの周波数特性グラフである。
【図５】ＰＲｃｈ用スピーカを仰角を４０度で設置した場合のフィルタの周波数特性グラフ、及びその逆フィルタの周波数特性グラフである。
【図６】ＰＲｃｈ用スピーカを仰角を５０度で設置した場合のフィルタの周波数特性グラフ、及びその逆フィルタの周波数特性グラフである。
【図７】ＰＲｃｈ用スピーカを仰角を６０度で設置した場合のフィルタの周波数特性グラフ、及びその逆フィルタの周波数特性グラフである。
【図８】ＰＲｃｈ用スピーカを仰角を７０度で設置した場合のフィルタの周波数特性グラフ、及びその逆フィルタの周波数特性グラフである。
【図９】ＰＲｃｈ用スピーカを仰角を８０度で設置した場合のフィルタの周波数特性グラフ、及びその逆フィルタの周波数特性グラフである。
【図１０】本発明の実施形態に係るオーディオ装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】クロストークキャンセル処理を説明するための概念図、及びクロストークキャンセル補正部の詳細を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１−音響装置、１１−ＤＳＰデコーダ、１２−信号処理部、１３−Ｄ／Ａコンバータ、１４−ローパスフィルタ、１５−電子ボリューム、１６−パワーアンプ、１７−コントローラ、１８−メモリ、１９−操作部、２０−表示部、２１−Ｌｃｈ用スピーカ、２２−Ｒｃｈ用スピーカ、２３−Ｃｃｈ用スピーカ、２４−ＰＬｃｈ用スピーカ、２５−ＰＲｃｈ用スピーカ、２６，２７−仮想音像、４２−ＳＬｃｈ定位付加部、４６−ＳＲｃｈ定位付加部、６０−クロストークキャンセル補正部、６２−Ｌｃｈダイレクト補正部、６４−Ｌｃｈクロス補正部、６６−Ｒｃｈダイレクト補正部、６８−Ｒｃｈクロス補正部，５２，５３，７２，７３−加算器
【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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【図１１】
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