JP2001197599A - 位相調整方法、音声再生装置及び記録媒体 - Google Patents

位相調整方法、音声再生装置及び記録媒体

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JP2001197599A
JP2001197599A JP2000001068A JP2000001068A JP2001197599A JP 2001197599 A JP2001197599 A JP 2001197599A JP 2000001068 A JP2000001068 A JP 2000001068A JP 2000001068 A JP2000001068 A JP 2000001068A JP 2001197599 A JP2001197599 A JP 2001197599A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 音声の再生に用いるスピーカユニットの構成
に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避する。 【解決手段】 PCに4個のスピーカユニットを接続し
てDVDを再生するに際し、ユーザの聴取位置にマイク
ロフォンを設置させた後に、一定波形の基準音声データ
によって特定の単一のスピーカから基準音声を発し、基
準音声データとマイクロフォンによって検出された音声
の位相差を演算することを各スピーカについて各々行い
(154〜160)、フロントスピーカの位相差θFの平均値θ
及びリアスピーカの位相差の平均値θRを各々演算し(16
2)、|θF−θR|≧90°であればリアスピーカに出力す
る音声データの位相を反転する(164,166)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は位相調整方法、音声
再生装置及び記録媒体に係り、特に、複数のスピーカユ
ニットから発せられる音声の位相の偏差を小さくするた
めの位相調整方法、該位相調整方法が適用された音声再
生装置、該音声再生装置としての機能を備えたコンピュ
ータによって前記位相調整方法を実現するためのプログ
ラムが記録された記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、DVD(Digital Versatile Disk/
Digital Video Disk)に記録されている映像データや音
声データを読み出して再生する機能(以下、単にDVD
機能という)備えたコンピュータが出回ってきている。
DVDの音声トラックに記録されている音声データは、
臨場感のある音響効果(サラウンド効果)が生ずるよう
に信号処理が施された5チャンネル分の音声データが、
AC−3と称される符号化方式によってエンコードされ
ることで圧縮されたデータであり、音声再生時にサラウ
ンド効果を実現するためには、特開平4−318799
号公報や特開平3−18200号公報にも記載されてい
るように、4〜5個、又はそれ以上の数のスピーカを聴
取位置の周囲に配置し、各スピーカで各々音声を再生さ
せる必要がある。
【0003】コンピュータ利用の高度化及び多様化に伴
い、音声データを実音声としてスピーカによって再生す
る等のオーディオ機能は、コンピュータ(特にパーソナ
ルコンピュータ)にとって必要不可欠な機能となってき
ており、DVD機能を備えたコンピュータでは、DVD
の再生時にサラウンド効果を実現するために、DVDの
音声トラックから読み出された音声データをデコードす
ることで得られる複数チャンネルの音声データを、複数
個(例えば4個)のスピーカによって高音質の音声とし
て再生できる、より高機能なオーディオ機能が搭載され
るようになってきている。
【0004】これに対し、通常のコンピュータはステレ
オ音声を再生可能なようにスピーカユニットが2個付属
している構成で販売されることが一般的であるので、D
VD機能を備えたコンピュータを所持し、DVDの再生
に際してサラウンド効果を期待するユーザは、少なくと
も2個のスピーカユニット(例えば聴取位置の後側に配
置するためのスピーカユニット)を追加購入してコンピ
ュータに接続し、コンピュータに付属していたスピーカ
ユニットと併用することで、DVD再生時のサラウンド
効果を実現していた。
【0005】なお、スピーカユニットを追加購入してコ
ンピュータに接続することは、DVD再生時のサラウン
ド効果の実現を所望している場合に限られるものではな
い。例えば現在市場に多数出回っているゲームソフト等
のアプリケーションの中には4チャンネルの音声データ
を出力するものがあり、このようなアプリケーションの
実行に際し、より迫力のある音声再生を実現したい等の
場合にも、追加購入したスピーカユニットがコンピュー
タに接続されることがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンピ
ュータに接続可能なスピーカユニットとして市販されて
いるものの中には、スピーカユニットに入力された音声
信号に対して位相が180°異なる音声(逆位相の音
声)を発する構成のスピーカユニット(JISの規格に
準拠していないスピーカユニット)も含まれている。ス
ピーカユニットに入力される音声信号とスピーカユニッ
トが発する音声の位相の関係は、例として図9にも示す
ように、スピーカユニットに内蔵されている増幅器が非
反転増幅器か反転増幅器か等の種々の要因によって変化
するため、入力された音声信号に対して逆位相の音声を
発するスピーカユニットは市場に多数出回っている。
【0007】従って、ユーザが追加購入したスピーカユ
ニットが上記のように逆位相の音声を発する構成のスピ
ーカユニットであることも頻繁に生じ得るが、この場
合、例えば聴取位置の前側に配置したスピーカユニット
から発せられる音声と、聴取位置の後側に配置したスピ
ーカユニットから発せられる音声の位相が逆となること
で互いに打ち消し合うので、再生音声の音質の著しい低
下を招く、という問題があった。
【0008】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、音声の再生に用いるスピーカユニットの構成に拘わ
らず、再生音声の音質の著しい低下を回避することがで
きる位相調整方法、音声再生装置及び記録媒体を得るこ
とが目的である。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る位相調整方法は、複数のスピーカユニッ
ト(2個でもよいし、4個以上でもよい)が、音声を再
生するための互いに異なる位置に各々配置されている状
態で、単一のスピーカユニットに所定の基準音声信号を
入力し、単一のスピーカユニットから発せられた音声を
所定の聴取位置(例えば聴取時に聴取者が位置する位
置)に配置された音声検出手段によって検出し、前記音
声に応じて音声検出手段から出力される音声信号と、前
記所定の基準音声信号の位相差を検出することを、前記
複数のスピーカユニットについて各々行う。
【0010】なお、複数のスピーカユニットの配置位置
は、例えばスピーカユニットの数が2個であれば、例え
ば聴取位置の前方右側及び前方左側の2箇所でかつ聴取
位置からの距離が略等しい位置とすることができ、例え
ばスピーカユニットの数が4個であれば、例えば上記2
箇所に後方右側と後方左側を加えた4箇所でかつ聴取位
置からの距離が略等しい位置とすることができ、例えば
スピーカユニットの数が5個であれば、例えば上記4箇
所に前方中央を加えた4箇所でかつ聴取位置からの距離
が略等しい位置とすることができる。
【0011】上記の位相差の検出により、スピーカユニ
ットに入力される音声信号と、スピーカユニットから発
せられて聴取位置で聴取される音声との位相差を、複数
のスピーカユニットの各々について検出することがで
き、例えば複数のスピーカユニットの中に、入力された
音声信号に対して逆位相の音声を発する構成のスピーカ
ユニットが混在していた場合にも、該スピーカユニット
についての位相差の検出値が他のスピーカユニットと大
きく相違することで、上記構成のスピーカユニットが混
在していることを検知することができる。
【0012】そして本発明に係る位相調整方法は、複数
のスピーカユニットについて各々検出した位相差の偏差
が小さくなるように、音声再生時に各スピーカユニット
に入力される音声信号の位相を相対的に変更する。音声
信号の位相を相対的に変更することは、例えば音声再生
時に特定のスピーカユニットに入力される音声信号の位
相を反転したり、或いは位相を所定量(例えば位相差の
偏差に相当する量)変化させることで実現できる。
【0013】これにより、複数のスピーカユニットの中
に、入力された音声信号に対して逆位相の音声を発する
構成のスピーカユニットが混在している場合にも、音声
再生時に複数のスピーカユニットから各々発せられた音
声が、聴取位置で互いに打ち消し合う位相となることを
防止することができるので、音声の再生に用いるスピー
カユニットの構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい
低下を回避することができる。
【0014】また、本発明に係る音声再生装置は、複数
のスピーカユニットに各々入力するための複数チャンネ
ルの音声信号を生成する音声信号生成手段を備えてい
る。なお、本発明に係る音声再生装置は、複数のスピー
カユニットによって音声を再生する機能を備えた装置で
あればよく、後述するようにコンピュータであってもよ
いし、オーディオ機器であってもよい。本発明に係る音
声再生装置がコンピュータである場合、本発明に係る複
数のスピーカユニットの一部又は全部を、コンピュータ
の音声信号出力端子に接続された外部スピーカユニット
で構成することができる。
【0015】また、上記の音声信号生成手段としては、
例えばDVDの音声トラックに記録されているデータを
読み取り、読み取ったデータをデコードすることで複数
チャンネルの音声信号を生成する構成を採用することが
できる。なお、CD等のようにデジタルの音声データが
記録されたDVD以外の他の媒体から音声データを読み
取ったり、通信回線を介して他の情報処理装置から音声
データを受信することで音声データを取得し、取得した
音声データを音声信号に変換することで複数チャンネル
の音声信号を生成する構成や、オーディオテープ等のよ
うにアナログの音声信号が記録された媒体から音声信号
を読み取ることで複数チャンネルの音声信号を生成する
構成を採用することも可能である。
【0016】そして本発明に係る音声再生装置は、複数
のスピーカユニットのうちの単一のスピーカユニットに
所定の基準音声信号を入力し、前記単一のスピーカユニ
ットから発せられた音声が所定の聴取位置に配置された
音声検出手段によって検出されることで音声検出手段か
ら出力される音声信号と、所定の基準音声信号の位相差
を検出することを、複数のスピーカユニットについて各
々行う位相差検出手段を備え、位相調整手段は、複数の
スピーカユニットについて各々検出した位相差の偏差が
小さくなるように、音声信号生成手段から各スピーカユ
ニットに入力される音声信号の位相を相対的に変更する
ので、本発明に係る位相調整方法と同様に、音声の再生
に用いるスピーカユニットの構成に拘わらず、再生音声
の音質の著しい低下を回避することができる。
【0017】なお、位相調整手段としては、例えば各ス
ピーカユニットに入力される音声信号のうちの一部の音
声信号の位相を反転することで、音声信号の位相を相対
的に変更する構成を採用することができる。本発明に係
る音声信号生成手段が、例えばデジタルの音声データを
アナログの音声信号に変換してスピーカユニットに入力
することで音声を再生する構成である場合、上記のよう
に音声信号の位相を反転することは音声データの正負の
符号を反転することによって極めて容易に実現できる。
また、音声信号生成手段が、音声データからの変換等を
行うことなく、音声信号を直接生成する構成である場合
にも、音声信号の位相を反転することは反転増幅器等を
用いることで極めて容易に実現できる。従って、位相調
整手段として、音声信号の位相を反転することで音声信
号の位相を相対的に変更する構成を採用することによ
り、位相調整手段の構成(位相差の偏差を小さくするた
めの構成)を簡単にすることができる。
【0018】また、本発明において、音声信号の位相を
相対的に変更する際には、入力される音声信号の位相を
変更するスピーカユニットを、複数のスピーカユニット
の中から任意に選択可能であるが、例えば複数のスピー
カユニットが、聴取位置の前方に配置される2個以上の
スピーカユニットと、聴取位置の後方に配置されるサラ
ウンド機能を実現するための2個のスピーカユニット
と、から成る場合、例えば位相調整手段は、聴取位置の
後方に配置されるスピーカユニットについて検出した位
相差と、聴取位置の前方に配置されるスピーカユニット
について検出した位相差と、の偏差が小さくなるよう
に、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニット及び
聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットの何れか
一方に入力される音声信号の位相を変更するように構成
することができる。
【0019】本発明に係る音声再生装置がコンピュータ
である等の場合、スピーカユニットが追加購入される等
の理由により、上記のように聴取位置の前方に配置され
るスピーカユニットと、聴取位置の後方に配置されるス
ピーカユニットとで、メーカや構成が相違していること
が多く、聴取位置の前方に配置されるスピーカユニット
が発する音声と、聴取位置の後方に配置されるスピーカ
ユニットが発する音声とが逆相の関係となることが多
い。
【0020】これに対し、上記のように聴取位置の後方
に配置されるスピーカユニット及び聴取位置の前方に配
置されるスピーカユニットの何れか一方に入力される音
声信号の位相を変更するように位相調整手段を構成すれ
ば、簡易な構成の位相調整手段により、聴取位置の前方
に配置されるスピーカユニットが発する音声と、聴取位
置の後方に配置されるスピーカユニットが発する音声
と、が逆相の関係となっていることによる再生音声の音
質の著しい低下を回避することができる。
【0021】本発明に係る記録媒体には、複数のスピー
カユニットのうちの単一のスピーカユニットに所定の基
準音声信号を入力し、所定の聴取位置に配置された音声
検出手段が前記単一のスピーカユニットから発せられた
音声を検出することで得られる音声信号と、所定の基準
音声信号の位相差を検出することを、複数のスピーカユ
ニットについて各々行う第1のステップ、複数のスピー
カユニットについて各々検出した位相差の偏差が小さく
なるように、各スピーカユニットに入力される音声信号
の位相を相対的に変更する第2のステップを含む処理、
すなわち本発明に係る位相調整方法をコンピュータによ
って実現するためのプログラムが記録されているので、
コンピュータが前記記録媒体に記録されたプログラムを
読み出して実行することにより、本発明に係る位相調整
方法と同様に、音声の再生に用いるスピーカユニットの
構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避す
ることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態の一例を詳細に説明する。図1には、本発明を実
現するのに適した典型的なパーソナル・コンピュータ
(PC)から成るコンピュータ・システム10のハード
ウェア構成がサブシステム毎に模式的に示されている。
本発明を実現するPCの一例は、OADG(PC Open Ar
chitecture Developer's Group)仕様に準拠し、オペレ
ーティング・システム(OS)として米マイクロソフト
社の”Windows98又はNT”又は米IBM社
の”OS/2”を搭載したデスクトップ型のPC12
(図2参照)である。以下、コンピュータ・システム1
0の各部について説明する。
【0023】コンピュータ・システム10全体の頭脳で
あるCPU14は、OSの制御下で各種プログラムを実
行する。CPU14は、例えば米インテル社製のCPU
チップ”Pentium”、”MMXテクノロジPen
tium”、”Pentium Pro”や、AMD社
等の他社製のCPUでも良いし、IBM社製の”Pow
erPC”でも良い。CPU14は、頻繁にアクセスす
るごく限られたコードやデータを一時格納することで、
メイン・メモリ16への総アクセス時間を短縮するため
の高速動作メモリであるL2(レベル2)−キャッシュ
を含んで構成されている。L2−キャッシュは、一般に
SRAM(スタティックRAM)チップで構成され、そ
の記憶容量は例えば512kB又はそれ以上である。
【0024】CPU14は、自身の外部ピンに直結され
たプロセッサ直結バスとしてのFSB18、高速のI/
O装置用バスとしてのPCI(Peripheral Component I
nterconnect)バス20、及び低速のI/O装置用バス
としてのISA(Industry Standard Architecture)バ
ス等から成るI/Oバス22という3階層のバスを介し
て、後述の各ハードウェア構成要素と相互接続されてい
る。
【0025】FSB18とPCIバス20は、一般にメ
モリ/PCI制御チップ24と呼ばれるブリッジ回路
(ホスト−PCIブリッジ)によって連絡されている。
本実施形態のメモリ/PCI制御チップ24は、メイン
・メモリ16へのアクセス動作を制御するためのメモリ
・コントローラ機能や、FSB18とPCIバス20の
間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータ・バッ
ファ等を含んだ構成となっており、例えばインテル社製
の440EXや440GX等を用いることができる。
【0026】メイン・メモリ16は、CPU14の実行
プログラムの読み込み領域として、或いは実行プログラ
ムの処理データを書き込む作業領域として利用される書
き込み可能メモリである。メイン・メモリ16は、一般
には複数個のDRAM(ダイナミックRAM)チップで
構成され、例えば32MBを標準装備し256MBまで
増設可能である。近年では、更に高速化の要求に応える
べく、DRAMは高速ページDRAM、EDO DRA
M、シンクロナスDRAM(SDRAM)、バーストE
DO DRAM、RDRAM等へと変遷している。
【0027】なお、ここでいう実行プログラムには、W
indows98等のOS、周辺機器類をハードウェア
操作するための各種デバイス・ドライバ、特定業務に向
けられたアプリケーション・プログラムや、フラッシュ
ROM56(詳細は後述)に格納されたBIOS(Basi
c Input/Output System:キーボード60(図2参照)
やフロッピーディスク・ドライブ等の各ハードウェアの
入出力操作を制御するためのプログラム)等のファーム
ウェアが含まれる。
【0028】PCIバス20は、比較的高速なデータ伝
送が可能なタイプのバス(例えばバス幅32/64ビッ
ト、最大動作周波数33/66/100MHZ、最大デ
ータ転送速度132/264MBps)であり、カード
バス・コントローラ30のような比較的高速で駆動する
PCIデバイス類がこれに接続される。なお、PCIア
ーキテクチャは、米インテル社の提唱に端を発したもの
であり、いわゆるPnP(プラグ・アンド・プレイ)機
能を実現している。
【0029】ビデオ・サブシステム26は、ビデオに関
連する機能を実現するためのサブシステムであり、CP
U14からの描画命令を実際に処理し、処理した描画情
報をビデオメモリ(VRAM)に一旦書き込むと共に、
VRAMから描画情報を読み出して液晶ディスプレイ
(LCD)28(図2参照)に描画データとして出力す
るビデオ・コントローラを含む。また、ビデオ・コント
ローラは、付設されたデジタル−アナログ変換器(DA
C)によってデジタルのビデオ信号をアナログのビデオ
信号へ変換することができる。アナログのビデオ信号
は、信号線を介してCRTポート(図示省略)へ出力さ
れる。
【0030】また、PCIバス20にはカードバス・コ
ントローラ30、モデム・サブシステム32及びオーデ
ィオ・コントローラ34が各々接続されている。カード
バス・コントローラ30は、PCIバス20のバス・シ
グナルをPCIカードバス・スロット36のインタフェ
ース・コネクタ(カードバス)に直結させるための専用
コントローラである。カードバス・スロット36には、
例えばPC12本体の壁面に配設され、PCMCIA
(Personal Computer Memory Association)/JEID
A(Japan Electronic Industry Development Associat
ion)が策定した仕様(例えば”PC Card standard 9
5”)に準拠したPCカード(図示せず)が装填され
る。
【0031】また、モデム・サブシステム32にはLA
Nや電話回線等の通信回線が接続される。コンピュータ
・システム10はこれらの通信回線を介してインターネ
ットに接続可能とされている。
【0032】また、オーディオ・コントローラ34には
オーディオ・ハードウェア回路62(以下、オーディオ
H/W62という)が接続されており、オーディオH/
W62には、PC12の本体背面等に設けられたオーデ
ィオ信号入出力用の各種端子(詳しくはライン出力端子
A、ライン出力端子B、ライン入力端子、マイク入力端
子)が各々接続されている。本実施形態に係るPC12
には、図2に示すようにLCD28の左右(DVD再生
時のユーザの位置(以下、聴取位置という)の前方左側
及び右側)に配置するための一対のスピーカユニット
(増幅器を内蔵したフロントスピーカユニット64L,
64R)が付属しており、このフロントスピーカユニッ
ト64L,64Rはライン出力端子Aに接続される。
【0033】また、ユーザがDVDの再生時のサラウン
ド効果を期待して、図2に示すように聴取位置の後方左
側及び右側に配置するための一対のスピーカユニット
(増幅器を内蔵したリアスピーカユニット66L,66
R)を追加購入した場合、このリアスピーカユニット6
6L,66Rはライン出力端子Bに接続される。オーデ
ィオH/W62はD/A変換器及び増幅器(何れも図示
省略)を内蔵しており、オーディオ・コントローラ34
から音声データが入力されると、入力された音声データ
をアナログの音声信号に変換して増幅し、ライン出力端
子に接続されているスピーカユニットへ出力する。
【0034】また、マイク入力端子にはマイクロフォン
68が接続され、ライン入力端子にはアナログの音声信
号を出力する各種機器が接続される。オーディオH/W
62はA/D変換器及び増幅器(何れも図示省略)を内
蔵しており、マイク入力端子又はライン入力端子からア
ナログの音声信号が入力されると、入力された音声信号
を一定レベルまで増幅してデジタルの音声データに変換
し、オーディオ・コントローラ34へ出力する。オーデ
ィオ・コントローラ34はアナログの音声信号のミキシ
ング等の機能をサポートしている。
【0035】PCIバス20とI/Oバス22は多機能
PCIデバイス38によって相互に接続されている。多
機能PCIデバイス38は、PCIバス20とI/Oバ
ス22とのブリッジ機能、DMAコントローラ機能、プ
ログラマブル割り込みコントローラ(PIC)機能、及
びプログラマブル・インターバル・タイマ(PIT)機
能、IDE(Integrated Drive Electronics)インタフ
ェース機能、USB(Universal Serial Bus)機能、S
MB(System Management Bus)インタフェース機能を
備えており、例えばインテル社製のPIIX4というデ
バイスを用いることができる。
【0036】なお、DMAコントローラ機能は、周辺機
器(たとえばFDD)とメイン・メモリ16との間のデ
ータ転送をCPU14の介在なしに実行するための機能
である。またPIC機能は、周辺機器からの割り込み要
求(IRQ)に応答して所定のプログラム(割り込みハ
ンドラ)を実行させる機能である。また、PIT機能は
タイマ信号を所定周期で発生させる機能であり、その発
生周期はプログラマブルである。
【0037】また、IDEインタフェース機能によって
実現されるIDEインタフェースには、IDEハードデ
ィスク・ドライブ(HDD)40が接続される他、本実
施形態ではDVD(Digital Video Disc又はDigital Ve
rsatile Disc)ドライブ42がATAPI(AT Attachm
ent Packet Interface)接続されている。また、DVD
ドライブ42の代わりに、IDE CD−ROMドライ
ブのような他のタイプのIDE装置を接続することも可
能である。HDD40やDVDドライブ42等の外部記
憶装置は、例えばPC12本体内の「メディア・ベイ」
又は「デバイス・ベイ」と呼ばれる収納場所に格納され
る。これら標準装備された外部記憶装置は、FDDやバ
ッテリ・パックのような他の機器類と交換可能かつ排他
的に取り付けられる場合もある。
【0038】また、多機能PCIデバイス38にはUS
Bポートが設けられており、このUSBポートは、例え
ばPC12本体の壁面等に設けられたUSBコネクタ4
4と接続されている。USBは、電源投入のまま新しい
周辺機器(USBデバイス)を抜き差しする機能(ホッ
ト・プラギング機能)や、新たに接続された周辺機器を
自動認識しシステム・コンフィギュレーションを再設定
する機能(プラグ・アンド・プレイ)機能)をサポート
している。1つのUSBポートに対して、最大63個の
USBデバイスをディジーチェーン接続することができ
る。USBデバイスの例は、キーボード、マウス、ジョ
イスティック、スキャナ、プリンタ、モデム、ディスプ
レイモニタ、タブレットなど様々である。
【0039】更に、多機能PCIデバイス38にはSM
バスを介してEEPROM50が接続されている。EE
PROM50はユーザによって登録されたパスワードや
スーパーバイザー・パスワード、製品シリアル番号等の
情報を保持するためのメモリであり、不揮発性で記憶内
容を電気的に書き替え可能とされている。
【0040】I/Oバス22は、PCIバス20よりも
データ転送速度が低いバスであり(例えばバス幅16ビ
ット、最大データ転送速度4MBps)、Super
I/Oコントローラ46、電源コントローラ48、EE
PROM等から成るフラッシュROM56、CMOS5
8に加え、リアルタイム・クロック(RTC)や、キー
ボード/マウス・コントローラのような比較的低速で動
作する周辺機器類(何れも図示省略)を接続するのに用
いられる。
【0041】Super I/Oコントローラ46には
I/Oポート52が接続されており、フロッピーディス
ク・ドライブ(FDD)の駆動、パラレル・ポートを介
したパラレル・データの入出力(PIO)、シリアル・
ポートを介したシリアル・データの入出力(SIO)を
制御するための周辺コントローラである。
【0042】電源コントローラ48は主にコンピュータ
・システム10のパワー・マネージメントやサーマル・
マネージメントを行うものであり、MPU,RAM,R
OM及びタイマ等を備えたシングルチップ・マイコンで
構成することができる。ROMにはパワー・マネージメ
ントやサーマル・マネージメントを実行するのに必要な
プログラム及び参照テーブルが格納されている。電源コ
ントローラ48にはパワー・サプライ・コントローラ5
4が接続されている。パワー・サプライ・コントローラ
54には、AC/DCコンバータ、コンピュータ・シス
テム10で使用される5V,3.3V等の直流定電圧を
生成するためのDC/DCコンバータが含まれ、電源コ
ントローラ48の下で電力制御を行う。
【0043】フラッシュROM56は、BIOSやブー
ト・ストラップ・コード等のファームウェアのプログラ
ムを保持するためのメモリであり、不揮発性で記憶内容
を電気的に書き替え可能とされている。また、CMOS
58は揮発性の半導体メモリがバックアップ電源に接続
されて構成されており、不揮発性でかつ高速の記憶手段
として機能する。
【0044】なお、コンピュータ・システム10を構成
するためには、図1に示した以外にも多くの電気回路が
必要である。但し、これらは当業者には周知であり、ま
た、本発明の要旨を構成するものではないので、本明細
書中では説明を省略する。また、図面の錯綜を回避する
ため、図中の各ハードウェアブロック間の接続も一部し
か図示していないことを付記しておく。
【0045】次に本実施形態の作用を説明する。本実施
形態では、本発明に係る位相調整方法を実現するための
位相調整プログラム及び位相反転プログラムが、DVD
(に記録されている映像データや音声データ)を再生す
る際に実行されるDVD再生プログラム群に含まれてい
る。DVD再生プログラム群は、その他のアプリケーシ
ョンプログラムと共に、当初は、フロッピーディスクや
CD−ROM等の情報記憶媒体(本発明に係る記録媒体
に相当)に記憶されている。
【0046】前記情報記憶媒体が対応するドライブ(フ
ロッピーディスク・ドライブやCD−ROMドライブ)
に装填されている状態で、情報記憶媒体からのインスト
ールが指示されると、情報記憶媒体が装填されているド
ライブによって情報記憶媒体からDVD再生プログラム
群等が読み出され、HDD40に記憶される。
【0047】そして、映像データや音声データが記録さ
れたDVDがDVDドライブ42に装填され、DVDの
再生が指示されると、HDD40からDVD再生プログ
ラム群が読み出され、該プログラム群がCPU14によ
って実行される。これにより、PC12が本発明に係る
音声再生装置として機能する。このように、DVD再生
プログラム群等を記憶している情報記憶媒体は本発明に
係る記録媒体に対応している。
【0048】続いてDVDの再生について説明する。図
3に示すように、DVD再生プログラムはDVDプレー
ヤ80、AC3サウンド・デコーダ82、及び位相反転
部84の各モジュールから構成されており、これらのモ
ジュールに対応するプログラムをCPU14が実行する
ことでDVDの再生が行われる。なお、前述の位相調整
プログラムはDVDプレーヤ80に含まれ、位相反転部
84は前述の位相反転プログラムによって実現される。
【0049】DVDプレーヤ80はDVD再生時にユー
ザ・インタフェースやDVDドライブ42の制御を司る
モジュールであり、例えばDVDドライブ42にDVD
が装填され、装填されたDVDが映像データや音声デー
タが記録されたDVDであることが検知されると、例と
して図4(A)に示すように、ユーザがDVDの再生を
指示するためのウインドウをLCD28に表示する。
【0050】そして、LCD28に表示している前記ウ
インドウ内の再生ボタンがユーザによってクリックされ
る等によってDVDの再生が指示されると、OS及びD
VDデバイスドライバを介してDVDドライブ42に対
し、DVDに記録されている映像データ及び音声データ
の読み取りを指示し、DVDドライブ42によってDV
Dの映像トラックから読み出された映像データをビデオ
サブシステム26へ転送する(これにより、LCD28
に映像が表示される)と共に、DVDの音声トラックか
ら読み出された音声データを、OS(API)を介して
AC3サウンド・デコーダ82へ転送する。
【0051】DVDの音声トラックに記録されている音
声データは、臨場感のある音響効果(サラウンド効果)
が生ずるように信号処理が施された5チャンネル分の音
声データが、AC−3と称される符号化方式によってエ
ンコードされることで圧縮されたデータであり、AC3
サウンド・デコーダ82は、DVDプレーヤ80から転
送された音声データをデコードし、5チャンネル分の音
声データを生成する。
【0052】サラウンド効果を実現するための標準的な
スピーカ配置は、前左方(FL)、前中央(FC)、前
右方(FR)、後左方(RL)、後右方(RR)に各々
スピーカが設置され、更にサブウーハが設けられた配置
であり、上記のようなスピーカ配置が実装されているの
であれば、生成した5チャンネル分の音声データから更
にサブウーハ用の音声データを生成することで、それぞ
れのスピーカが発するべき音声を表す音声データ(5.
1チャンネル分の音声データ)を得ることができる。
【0053】これに対してPC12は、2チャンネルの
スピーカ(フロントスピーカユニット64L,64R)
のみが付属している状態で市販され、場合によって更に
2チャンネルのスピーカ(リアスピーカユニット66
L,66R)が追加(この場合のチャンネル数は4)さ
れる構成であるので、スピーカの数(チャンネル数)
は、標準的なスピーカ配置と比較して少なくかつ一定し
ていない。このため、例として図4(B)に示すよう
に、DVD再生時に使用するチャンネル数はユーザが設
定可能とされており、ユーザによって設定されたチャン
ネル数は、DVDプレーヤ80からOS(API)を介
してAC3サウンド・デコーダ82へ通知される。
【0054】AC3サウンド・デコーダ82は、通知さ
れたチャンネル数が「4」である場合には、生成した5
チャンネル分の音声データのうち、FCチャンネルの音
声データをFLチャンネルとFRチャンネルに振り分け
ることによって4チャンネル(FL,FR,RL,R
R)の音声データを生成・出力する。また、通知された
チャンネル数が「2」である場合には、上記のようにし
て4チャンネルの音声データを生成した後に、RLチャ
ンネルの音声データをFLチャンネルに合成すると共
に、RRチャンネルの音声データをFRチャンネルの音
声データに合成することによって2チャンネル(FL,
FR)の音声データを生成・出力する。
【0055】AC3サウンド・デコーダ82から出力さ
れた音声データは、OS(API)及びオーディオ・デ
バイス・ドライバ86を介してオーディオH/W62へ
転送される。なお、図3では、後チャンネル(RL,R
Rチャンネル)の音声データが、AC3サウンド・デコ
ーダ82から位相反転部84を経由して出力される場合
が示されているが、通常はAC3サウンド・デコーダ8
2から位相反転部84をバイパスして出力される(位相
反転部84を経由する場合については後述)。オーディ
オH/W62は入力された複数チャンネル分の音声デー
タをアナログの音声信号に各々変換し(D/A変換)、
対応するスピーカユニットへ各々出力する。
【0056】これにより、DVDの音声トラックに記録
されている音声データが、サラウンド効果が実現された
実音声として再生され、聴取位置に位置しているユーザ
(聴取者)により、サラウンド効果が実現された音声が
聴取されることになる。
【0057】このように、DVDプレーヤ80、AC3
サウンド・デコーダ82及びオーディオH/W62は、
本発明に係る音声信号生成手段としての機能を備えてい
る。
【0058】次に、DVDプレーヤ80の位相調整プロ
グラムがCPU14によって実行されることによって実
現される位相調整処理について、図5のフローチャート
を参照して説明する。なお、この位相調整処理は、例え
ばリアスピーカユニット66L,66Rが追加されるこ
とで4個のスピーカユニットが揃った場合や、スピーカ
ユニットの一部又は全てを交換した場合に実行すること
が推奨されている処理であり、例として図4(C)に示
すように、位相調整の実行をユーザが指示することによ
って実行される。
【0059】ステップ150では、フロントスピーカユ
ニット64L,64R及びリアスピーカユニット66
L,66Rが音声聴取時の望ましい位置(例えば聴取位
置から各スピーカユニット迄の距離が略等しい位置)に
配置されているか否かを確認すると共に、音声聴取時の
ユーザの聴取位置にマイクロフォン68を設置し、該マ
イクロフォン68をPC12のマイク入力端子に接続す
ることを要請するメッセージをLCD28に表示し、上
記の各スピーカユニットの配置位置の確認、マイクロフ
ォン68の設置及び接続の各作業をユーザに行わせる。
【0060】次のステップ152では、上記の作業が完
了したか否か判定し、判定が肯定される迄待機する。ユ
ーザがキーボード60又はマウスを操作することで上記
の作業が完了したことを表す情報が入力されると、ステ
ップ152の判定が肯定されてステップ154へ移行
し、予め記憶されている基準音声データを特定の単一の
スピーカユニットへ出力する。
【0061】本実施形態では、基準音声データの一例と
して周波数1kHZの正弦波形の音波を表す音声データ
を用いており、該基準音声データがオーディオH/W6
2によってアナログの音声信号に変換されて前記特定の
単一のスピーカユニットに入力されることで、特定の単
一のスピーカユニットからは周波数1kHZの正弦波形
の音波が発せられる。また、特定の単一のスピーカユニ
ットから発せられた音波はマイクロフォン68によって
検出され、マイクロフォン68から出力されるアナログ
の音声信号は、オーディオH/W62によってデジタル
の検出音声データへ変換(A/D変換)され、オーディ
オ・デバイス・ドライバ86、OS(API)を介して
DVDプレーヤ80に入力される。
【0062】ステップ156では、マイクロフォン68
からオーディオH/W62及びOSを介して入力された
検出音声データを取り込み、次のステップ158では、
前記特定の単一のスピーカユニットへ出力した基準音声
データ、及び取り込んだ検出音声データの各々につい
て、各データが表す音声の波形においてピークが生じて
いるタイミングを各々検出し、検出したタイミングの差
を演算し、演算結果を基準音声データが表す波形と検出
音声データが表す波形の位相差θ(図6(B)乃至
(D)参照)として記憶する。
【0063】次のステップ160では、PC12に接続
されている全てのスピーカユニットに対してステップ1
54〜158の処理を行ったか否か判定する。判定が否
定された場合にはステップ154に戻り、ステップ15
4〜160を繰り返す。これにより、PC12に接続さ
れている全てのスピーカユニットに対して位相差θが各
々演算・記憶される。なお、上記のステップ154〜1
60は、音声を検出するマイクロフォン68、マイクロ
フォン68から出力された音声信号をデジタルの音声デ
ータに変換するオーディオH/W62と共に、本発明に
係る位相差検出手段に対応している。
【0064】ステップ160の判定が肯定されるとステ
ップ162へ移行し、フロントスピーカユニット64
L,64Rについて各々演算した位相差の平均値θF
及びリアスピーカユニット66L,66Rについて各々
演算した位相差の平均値θRを各々演算する。そして次
のステップ164では、フロントスピーカユニットの位
相差θFとリアスピーカユニットの位相差θRとの差の絶
対値|θF−θR|(本発明に係る位相差の偏差に相当)
が90°以上か否か判定する。
【0065】上記判定が否定された場合(例えば図6
(C)に示すような場合)には、何ら処理を行うことな
く位相調整処理を終了するが、判定が肯定された場合
(例えば図6(D)に示すような場合)にはステップ1
66へ移行し、後チャンネル用の音声データの位相が反
転されるように位相反転部84のパラメータを設定した
後に位相調整処理を終了する。なお、上記のステップ1
62〜166は本発明に係る位相調整手段に対応してい
る。
【0066】上記のように、ステップ166で位相反転
部84のパラメータが設定された場合には、DVD再生
時に位相反転部84が起動され、AC3サウンド・デコ
ーダ82から出力された後チャンネル(RL,RRチャ
ンネル)の音声データは位相反転部84に入力され、位
相反転部84によって位相が反転された後にオーディオ
H/W62へ出力される(図3参照)。これにより、リ
アスピーカユニット66L,66Rから発せられる音声
の位相が反転されることになる。なお、AC3サウンド
・デコーダ82から出力される音声データは符号付きの
データであるので、音声データの位相を反転することは
音声データの符号の正負を反転する、という極めて簡易
な処理によって実現できる。
【0067】一例として、フロントスピーカユニット6
4L,64Rが入力された音声信号に対して同位相の音
声を発する構成であるのに対し、リアスピーカユニット
66L,66Rが入力された音声信号に対して逆位相の
音声を発する構成である場合、|θF−θR|が180°
又は180°に近い値となり(例として図6(D)参
照)、フロントスピーカユニットから発せられた音声と
リアスピーカユニットから発せられた音声が聴取位置で
略逆相になることが多い(スピーカユニットに入力され
る音声信号の位相と、スピーカユニットから発せられた
音声の聴取位置における位相と、の差は、スピーカユニ
ットと聴取位置との距離によっても変化する)。
【0068】この場合、ユーザによって聴取される再生
音声に著しい音質の低下が生じることになるが、本実施
形態では、上記の場合にリアスピーカユニットに入力す
る音声信号の位相を位相反転部84によって反転させる
ので、フロントスピーカユニットから発せられた音声と
リアスピーカユニットから発せられた音声が聴取位置で
略同位相となり、ユーザによって聴取される再生音声の
音質が改善される。
【0069】また、本実施形態では|θF−θR|が18
0°又は180°に近い値である場合に限らず、|θF
−θR|≧90°の条件を満足すれば音声信号の位相を
反転するので、フロントスピーカユニットから発せられ
た音声とリアスピーカユニットから発せられた音声の聴
取位置における位相差を小さくすることができ、ユーザ
によって聴取される再生音声の音質を改善することがで
きる。
【0070】なお、上記では所定の基準信号として一定
周波数(1kHz)の正弦波形の信号を用いていたが、
所定の基準信号の周波数及び波形は上記に限定されるも
のではなく、任意の周波数・波形の信号を用いることが
できる。但し、位相差を検出することを考慮すると、正
弦波のように波形のピークの位置が明瞭な波形を用いる
ことが好ましい。
【0071】また、上記ではスピーカユニットに入力さ
れる音声信号の位相を反転することを、前記音声信号に
変換する前のデジタルの音声データの符号の正負を反転
することで実現していたが、これに限定されるものでは
なく、例として図7に示すように、アナログの音声信号
の位相を反転増幅器等から成る位相反転回路90によっ
て反転するようにしてもよいことは言うまでもない。
【0072】また、上記では本発明をデスクトップ型の
PC12に適用した場合を説明したが、これに限定され
るものではなく、ノートブック型のPCに適用すること
も可能である。ノートブック型のPCは本体が小型であ
り、端子を設けるためのスペースにも限りがあるので、
フロント及びリアの各スピーカユニットを接続するため
の端子を新設することが困難な場合も考えられる。
【0073】このような場合には、例として図8に示す
ように、フロントスピーカユニット64L,64Rを接
続するための端子としてヘッドフォン端子を用いると共
に、ライン入力端子と接続される信号線の途中にマルチ
プレクサ(MUX)92を設け、ライン入力端子にリア
スピーカユニット66L,66Rが接続されているとき
には、D/A変換器から出力された音声データがライン
入力端子を介してリアスピーカユニット66L,66R
へ出力されるようにマルチプレクサ92を切替えるよう
にすれば、PCに端子を新設することなく4個のスピー
カユニットをPCに接続することができる。
【0074】更に、上記ではフロントスピーカユニット
の位相差θFとリアスピーカユニットの位相差θRとの差
の絶対値|θF−θR|が90°以上の場合に、リアスピ
ーカユニットに入力される音声信号の位相を反転する態
様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、フロントスピーカユニットに入力される音声信号の
位相を反転するようにしてもよい。
【0075】また、位相を反転することに代えて、|θ
F−θR|が0となるようにフロントとリアの音声信号の
位相を相対的に変化させてもよい。これは、例えばフロ
ントとリアの音声信号のうち、聴取位置において位相が
進んでいる音声に対応する音声信号を位相変更対象と
し、アナログの音声信号に変換する前のデジタルの音声
データを、一旦バッファに記憶させ|θF−θR|に相当
する時間経過後に出力することを繰り返すことで、音声
データの出力タイミングを|θF−θR|に相当する時間
だけ遅らせることによって実現できる。なお、スピーカ
ユニットが2個設けられている構成に上記の処理を適用
し、左側のスピーカから発せられて聴取位置で検出され
る音声の位相と、右側のスピーカから発せられて聴取位
置で検出される音声の位相を揃えるようにしてもよい。
【0076】また、上記では本発明に係る音声再生装置
としてPC12を例に説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、記録媒体にデジタル又はアナログ
の形態で記録された音声信号、或いは無線通信又は有線
通信によって受信した音声信号を再生する機能を備えた
各種装置(例えばオーディオ装置やテレビ等)に適用可
能である。
【0077】また、上記では本発明に係る位相調整方法
を実現するための位相調整プログラム及び位相反転プロ
グラムが、当初は、本発明に係る記録媒体としての情報
記憶媒体に記憶されており、情報記憶媒体から本実施形
態に係るPC12へ前記プログラムがインストールされ
て実行されることにより、PC12が本発明に係る音声
再生装置として機能する態様について説明したが、前記
プログラムを、当初は公衆電話回線やコンピュータネッ
トワーク(例えばLAN、インターネット、無線通信ネ
ットワーク等)システムにおける通信媒体(光ファイバ
や無線回線)を介してPC12と接続される他の情報処
理機器(例えばネットワークサーバ)の記憶装置に記憶
しておき、PC12が前記情報処理機器と通信すること
で、前記情報処理機器から前記通信媒体(伝送媒体)に
よって前記プログラムがPC12へ伝送され、伝送され
たプログラムをPC12がHDD40等の記憶手段にイ
ンストールして実行することにより、PC12が本発明
に係る音声再生装置として機能するようにしてもよい。
【0078】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、単一のス
ピーカユニットに所定の基準音声信号を入力し、前記ス
ピーカユニットから発せられた音声を所定の聴取位置に
配置された音声検出手段によって検出し、音声検出手段
から出力される音声信号と、所定の基準音声信号の位相
差を検出することを、複数のスピーカユニットについて
各々行い、複数のスピーカユニットについて各々検出し
た位相差の偏差が小さくなるように、音声再生時に各ス
ピーカユニットに入力される音声信号の位相を相対的に
変更するので、音声の再生に用いるスピーカユニットの
構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避す
ることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係るコンピュータ・システムの
概略構成を示すブロック図である。
【図2】 デスクトップ型PCの外観、位相調整処理実
行時のスピーカユニット及びマイクロフォンの配置等を
示す斜視図である。
【図3】 DVDの再生及び位相調整に係るソフトウェ
ア及びハードウェアを示す概念図である。
【図4】 (A)乃至(C)はDVDプレーヤによって
LCDに表示されるウインドウの一例を示す概念図であ
る。
【図5】 位相調整処理の内容を示すフローチャートで
ある。
【図6】 (A)は基準音声データが表す波形の一例、
(B)はフロントスピーカユニットから音声を発するこ
とで検出された音波の波形の一例、(C)及び(D)は
リアスピーカユニットから音声を発することで検出され
た音波の波形の一例を各々示す線図である。
【図7】 音声信号の位相の反転をハードウェアによっ
て行う場合の構成の一例を示す概略図である。
【図8】 本発明をノートブック型のPCに適用した場
合のスピーカユニットの接続の一例を示す概略図であ
る。
【図9】 スピーカユニットに入力される音声信号に対
してスピーカユニットが発する音声の位相が逆となる原
因の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
10 コンピュータ・システム 12 PC 14 CPU 62 オーディオ・ハードウェア回路 64L,64R フロントスピーカユニット 66L,66R リアスピーカユニット 68 マイクロフォン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D011 AA02 5D044 AB05 BC03 CC04 FG14 FG21 GK11 JJ02 5D062 BB03 CC11

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のスピーカユニットが、音声を再生
    するための互いに異なる位置に各々配置されている状態
    で、 単一のスピーカユニットに所定の基準音声信号を入力
    し、前記単一のスピーカユニットから発せられた音声を
    所定の聴取位置に配置された音声検出手段によって検出
    し、前記音声に応じて前記音声検出手段から出力される
    音声信号と、前記所定の基準音声信号の位相差を検出す
    ることを、前記複数のスピーカユニットについて各々行
    い、 複数のスピーカユニットについて各々検出した位相差の
    偏差が小さくなるように、音声再生時に各スピーカユニ
    ットに入力される音声信号の位相を相対的に変更する位
    相調整方法。
  2. 【請求項2】 複数のスピーカユニットに各々入力する
    ための複数チャンネルの音声信号を生成する音声信号生
    成手段と、 前記複数のスピーカユニットのうちの単一のスピーカユ
    ニットに所定の基準音声信号を入力し、前記単一のスピ
    ーカユニットから発せられた音声が所定の聴取位置に配
    置された音声検出手段によって検出されることで前記音
    声検出手段から出力される音声信号と、前記所定の基準
    音声信号の位相差を検出することを、前記複数のスピー
    カユニットについて各々行う位相差検出手段と、 複数のスピーカユニットについて各々検出した位相差の
    偏差が小さくなるように、前記音声信号生成手段から各
    スピーカユニットに入力される音声信号の位相を相対的
    に変更する位相調整手段と、 を含む音声再生装置。
  3. 【請求項3】 前記音声再生装置はコンピュータであ
    り、前記複数のスピーカユニットは、前記コンピュータ
    の音声信号出力端子に接続された外部スピーカユニット
    であることを特徴とする請求項2記載の音声再生装置。
  4. 【請求項4】 前記音声信号生成手段は、DVDの音声
    トラックに記録されているデータを読み取り、読み取っ
    たデータをデコードすることで複数チャンネルの音声信
    号を生成することを特徴とする請求項2記載の音声再生
    装置。
  5. 【請求項5】 前記位相調整手段は、前記複数のスピー
    カユニットについて各々検出した位相差の偏差が小さく
    なるように、各スピーカユニットに入力される音声信号
    のうちの一部の音声信号の位相を反転することを特徴と
    する請求項2記載の音声再生装置。
  6. 【請求項6】 前記複数のスピーカユニットは、前記聴
    取位置の前方に配置される2個以上のスピーカユニット
    と、前記聴取位置の後方に配置されるサラウンド機能を
    実現するための2個のスピーカユニットと、から成り、 前記位相調整手段は、聴取位置の後方に配置されるスピ
    ーカユニットについて検出した位相差と、聴取位置の前
    方に配置されるスピーカユニットについて検出した位相
    差と、の偏差が小さくなるように、聴取位置の後方に配
    置されるスピーカユニット及び聴取位置の前方に配置さ
    れるスピーカユニットの何れか一方に入力される音声信
    号の位相を変更することを特徴とする請求項2記載の音
    声再生装置。
  7. 【請求項7】 音声信号生成手段によって生成された複
    数チャンネルの音声信号が各々入力される複数のスピー
    カユニットのうちの単一のスピーカユニットに所定の基
    準音声信号を入力し、前記単一のスピーカユニットから
    発せられた音声が所定の聴取位置に配置された音声検出
    手段によって検出されることで前記音声検出手段から出
    力される音声信号と、前記所定の基準音声信号の位相差
    を検出することを、前記複数のスピーカユニットについ
    て各々行う第1のステップ、 複数のスピーカユニットについて各々検出した位相差の
    偏差が小さくなるように、前記音声信号生成手段から各
    スピーカユニットに入力される音声信号の位相を相対的
    に変更する第2のステップ、 を含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラ
    ムが記録された記録媒体。
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Cited By (6)

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