JP2005311959A - 情報再生処理システム及びそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、種々のメディアから取得されたどの音信号でも、原音を忠実に再生し、使用者の好みの音条件による音信号を再生できる情報再生処理システムを提供する。
【解決手段】 情報再生処理システム１は、音源となる複数のメディア２から選択入力された音信号を信号処理し、該音信号がスピーカ３で再生される。使用者が所望するメディアの音信号を再生する種々の条件を設定、調整するＧＵＩによる入力操作装置４を備える。情報再生処理システムは、メディアから得られる音信号に対し、メディアが個別に持つ音信号に対する固有の特性を無特性化し、メディアに記録された原音を抽出して後段の処理に適合化する機能を有する信号適合化装置５と、適合化された音信号に対して、入力操作装置４から入力指示された使用者の好みに応じた信号処理を行い、出力調整し、スピーカに出力する出力制御装置６とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数のメディアから取得される音信号に対して特定の信号処理を行って再生出力する情報再生処理システム及びそのプログラムに関し、特に、接続される複数のメディアのどれから取得された音信号であっても、各メディア情報に含まれた原音を忠実に再生することができ、さらに、使用者の好みに応じた音条件に従って該メディア情報に含まれる音信号の再生を行うことができる情報再生処理システム及びそのプログラムに関する。

近年においては、特性の向上、動作の安定性、伝送系における質劣化の防止などの理由で、音楽、音声、映像などの情報について、データのディジタル化が行われている。また、ＦＭ放送などの放送分野でも、ディジタルデータ伝送化が進められている。この様な中で、音楽や音声などのディジタルデータの記録には、ＤＶＤ、ＣＤ、ＭＤなどのメディアが多く使われている。これらのディジタルデータは、ＤＶＤ、ＣＤ、ＭＤなどに記録されて市販されるか、或いは、使用者がそれらのメディアに記録して保存することも行われている。

ところで、例えば、ＭＤシステムでは、書き換え可能型の光磁気ディスクに対し、オーディオ信号をディジタル方式で記録するものであり、ディジタル化されたオーディオ信号は、ＡＴＲＡＣと呼ばれる高能率符号化処理によって、データ圧縮され、光磁気ディスクに対して光磁気記録されるものである。

然し乍ら、ＭＤシステムの記録ディスクにおける記録エリアは、螺旋形状の溝になって、サンプリング周波数（４４．１ｋＨｚ）によるうねり状のウエイブリングがかけられ、これを復調しＡＤＩＰ信号としてディスク上のアドレス情報としているため、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚでしか記録することができない。

そこで、ＭＤシステムを採用した、入力されたディジタル情報信号を記録媒体上にディジタル記録するように成されたディジタル信号記録再生装置において、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚ以外のディジタル情報信号が入力された場合に、このディジタル情報信号を、一旦、アナログ情報信号に変換し、さらに、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚのディジタル情報信号に変換した後、該ディジタル情報信号を記録するようにしている（例えば、特許文献１を参照）。この様な構成で、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚでないディジタルオーディオ信号が入力された場合でも、データ記録を行うことができるようになり、ＢＳ（衛星放送）等のように、サンプリング周波数が３２ｋＨｚや４８ｋＨｚの場合でも、記録が可能となる。

また、ディジタルサンプリング周波数４８ｋＨｚのディジタル音声入力に対応したディジタルＦＭ変調器が開発され、ＦＭステレオ放送技術に使用されている（例えば、特許文献２を参照）。このディジタルＦＭ変調器によれば、デコード回路において、入力されたディジタル音声のディジタルサンプリング周波数が４８ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、３２ｋＨｚのいずれに対応しているかを検知し、その検知結果に基づいて、ＤＤＳ回路からそのディジタルサンプリング周波数に対応した出力周波数を生成して出力するようになっている。ディジタルサンプリング周波数が４８ｋＨｚの入力ディジタル音声だけでなく、４４．１ｋＨｚ又は３２ｋＨｚの各種の入力ディジタル音声に対しても変調することができる。

特開平６−３４２５６０号公報 特開平８−３０７３６５号公報

しかしながら、上述した従来のディジタル信号記録再生装置では、データサンプリング周波数の異なる情報に対して、共通な周波数に変換することにより、異なるサンプリング周波数を有する情報であっても対処できるようにしたに過ぎず、情報に含まれる音信号に対して、異なる記録形式の音信号の信号処理を共通化したものではない。

ＤＶＤ、ＣＤ、ＭＤなどのディスク記録媒体のほか、種々のメディアに記録された音楽、音声などの音情報は、様々な記録形式で記録されている。これらのメディアに関して、メディア毎に記録形式が異なり、音情報について、夫々に対応した記録又は再生ができるように対応した記録再生装置が使用されている。

最近では、パーソナルコンピュータにおいて、ＤＶＤやＣＤに記録され映像、音楽、ゲームなどの情報を再生し、或いは、各メディア又はハードディスクに、その情報を記録できる機能を有するプログラムを備えたものが使用されている。さらには、インターネットを介してその情報を取得し、再生又は記録することができ、また、テレビジョン放送番組についても、モニタに映せるだけでなく、録画もできるようになっている。

この様に、種々のメディアの音情報を記録又は再生する機能が、一つの機器に組み合わされて搭載されることが多い。しかし、この種々のメディアの音情報を再生するときには、メディア情報毎の記録形式に従った処理機能を備えていなければならず、各メディア情報を再生しようとすると、メディア情報毎にその処理機能の全てを備えなければならない。しかも、メディア情報に含まれる音情報を再生するとき、使用者が、例えば、音楽を好みの音質、音場、空間環境で聞きたい場合が多くあり、そのためには、メディア情報毎に、そのメディア情報の記録形式に適した信号処理の仕方で、夫々音質、音場、空間環境が調整され設定されるようになっており、夫々のメディア情報処理システムの内容を熟知していないと、各調整をすることが難しく、かつ、煩雑な操作処理が必要であった。さらに、その操作処理に使用される調整機能の中には、各メディア情報に対して共通して使用される可能性があるものもあるが、この共通使用されるものも、メディア情報夫々の再生に対応して備えられ、コストが嵩むものとなっていた。

そこで、本発明では、種々のメディア情報に含まれる音信号の再生する信号処理を整理・統合して簡単化し、どのメディアから取得された音信号であっても、各メディア情報に含まれた原音を再生することができ、さらに、特別に複雑な操作を必要とせず、使用者の好みに応じた音条件に従って該メディア情報に含まれる音信号の再生を行うことができる情報再生処理システムとそのコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するものとして、本発明では、情報再生処理システムにおいて、入力されたメディア情報に含まれる音信号に対して所定特性に補正する適合化処理を行う信号適合化手段と、前記信号適合化手段によって処理された音信号出力に対して所望特性を付与する制御処理を行う出力制御手段とを備え、前記音信号が前記所望特性を付与されて電気音響変換手段に伝送され、再生されることとし、前記信号適合化手段は、複数のメディアから選択的に前記メディア情報を入力する入力選択回路を有することとした。

そして、前記信号適合化手段は、前記入力選択回路によって選択入力された前記メディア情報に係る音信号の入力レベルを所定レベルに補正する入力レベル補正処理手段と、入力レベルが補正された前記音信号を前記所定特性に補正する音信号補正処理手段とを有することとした。

前記出力制御手段は、前記所定特性に補正された前記音信号出力を入力とし、該音信号出力に前記所望特性を付与する信号特性制御手段と、前記所望特性が付与された前記音信号出力に対する出力レベルを制御する出力レベル制御手段とを有することとし、さらに、前記出力制御手段は、前記信号特性制御手段と前記出力レベル制御手段との間に、前記電気音響変換手段に対する聴取条件を調整できる聴取条件制御手段を有し、或いは、前記出力レベル制御手段の後段に、前記電気音響変換手段に対する聴取条件を調整できる聴取条件調整手段を備えることとした。

また、前記音信号補正処理手段には、前記電気音響変換手段に係る応答特性を補正する電気音響変換補正手段と、前記電気音響変換手段の設置空間に係る応答特性を補正する空間補正手段と、前記メディア情報から取得した前記音信号が有する信号特性を補正するメディア信号補正手段とを含め、前記音信号補正処理手段は、前記電気音響変換補正手段、前記空間補正手段、前記メディア信号補正手段のいずれか一つ又は複数が選択されて、前記音信号を前記所定特性に補正することとした。

前記信号特性制御手段には、前記所定特性に補正された前記音信号出力の周波数特性を調整する周波数特性調整手段と、前記電気音響変換手段に係る想定音場を選択する音場設定手段と、前記音信号出力にヴァーチャルサラウンドを設定するヴァーチャルサラウンド手段と、前記音信号出力に対する音響効果を設定する効果設定手段とを含め、前記信号特性制御手段は、前記周波数特性調整手段、前記音場設定手段、前記ヴァーチャルサラウンド設定手段、前記効果設定手段のいずれかが選択されて、前記音信号を前記所望特性に従った音特性に制御処理することとした。

さらに、前記信号特性制御手段には、前記音信号出力に係る特定の電気音響変換手段に対する出力をシミュレーションするために、前記音信号出力に当該電気音響変換特性を付与するシミュレーション特性付与手段を含めた。

前記聴取条件調整手段には、前記電気音響変換手段に対する聴取位置に係る前記聴取条件を調整できる聴取位置調整手段と、前記聴取位置に係る臨場感を調整するプレゼンス調整手段とを含めた。

前記出力レベル制御手段には、前記電気音響変換手段の種類を選択する種類選択手段と、前記音信号出力に対する出力チャンネル条件を設定するチャンネル設定手段と、前記音信号出力に対する出力レベルを調整するレベル調整手段とが含まれ、さらに、前記出力レベル制御手段には、前記音信号に対するダイナミックレンジを調整するダイナミックレンジ調整手段と、前記音信号に対するラウドネス補正を調整するラウドネス調整手段とを含めた。

また、本発明の情報再生処理システムでは、前記信号適応化手段及び前記出力信号制御手段の制御を指示するためのグラフィカルユーザインタフェースを備えた入力操作手段を有しており、前記音信号適合化手段及び前記出力制御手段は、前記入力操作手段から入力された指示に従って、調整制御されることとした。

そして、前記入力操作手段は、選択入力された前記メディア情報に含まれる音信号を、原音で再生又は使用者所望の音で再生のいずれかを選択指示でき、前記音信号を前記使用者所望の音で再生する場合において、該所望の音として好みの音色条件、音場条件、空間条件から選択されることとした。

さらに、前記入力操作手段は、音の種類が感覚的に表現された言葉又は図柄を含む複数の音種アイコンを表示でき、前記使用者が前記音種アイコンを選択することによって、該使用者所望の音での再生が選択指示され、或いは、前記入力操作手段は、再生モードに関して、システムに初期設定された音で再生されるレベル、選択されたメディア又は環境に対応して設定された音で再生されるレベル、システム構成をそれ程理解しなくても複数のサウンドキャラクタを選択して設定できるレベル、及び、システムをよく理解しており任意の調整パラメータを設定できるレベルを言葉又は図柄で表されたサービスレベルアイコンを表示でき、前記使用者が前記サービスレベルアイコンを選択することによって、前記音の再生に関わる調整手段が選択され、自動、又は、前記使用者の入力操作で前記所望の音が再生されることとした。

また、前記出力制御手段は、選択指示された前記使用者所望の音に係るインパルス応答を用いて畳み込み演算処理を実行して出力信号を生成することができることとした。
前記電気音響変換手段には、時間特性が考慮されて製造されたスピーカが使用されることとした。

また、本発明による情報再生処理プログラムでは、入力されたメディア情報に含まれる音信号に対して所定特性に補正する適合化処理を行うステップと、前記信号適合化手段によって処理された音信号出力に対して所望特性を付与する制御処理を行うステップとを含め、前記音信号が前記所望特性を付与されて電気音響変換手段に伝送され、再生されるようにコンピュータに実行させることとした。

以上のように、本発明によれば、複数のメディアから選択して得られる情報に含まれる音信号を再生するために、情報再生処理システムの信号再生処理手段を、後段の処理をしやすくするための最適化を行う信号適合化手段と、その最適化された音信号に対して使用者の好みに応じて信号処理を行う出力制御手段との２つに整理し、統合するようにしたので、情報再生処理システムの設計を簡単化でき、コスト低減を図ることができる。そして、信号処理の制御をも簡単化することができる。

また、本発明の情報再生処理システムでは、複数のメディアに対する入力選択回路と、入力レベル補正処理手段と、音信号補正処理手段と、信号適合化手段とに整理したので、各メディアによって不統一であった音量レベルや周波数帯域を最適化することができるようになり、その後の信号処理を的確に選択することができ、各メディア情報に含まれる音信号の原音を忠実に再生することを可能にしている。

さらに、本発明の情報再生処理システムでは、前段において、各メディア情報に含まれた音信号が最適化され、後段として、その最適化された音信号を入力とし、信号特性制御手段と、聴取条件制御手段と、出力レベル制御手段とに整理したので、各メディア情報に含まれる音信号に対して、使用者の好みに応じた条件で再生可能とし、再生処理システムを的確に選択できるようになる。

また、本発明の情報再生処理システムでは、グラフィカルユーザインタフェースを有する入力操作手段が備えられ、各メディア情報に記録された原音に忠実な音と、使用者の好みを反映した音とを簡単に選択して再生することができ、使用者の好みとして、音質、音場、空間環境に分類して簡単に反映することができる。そして、グラフィカルユーザインタフェース上に、使用者の好みを直接的表現された音種アイコンが表示されるので、使用者にとって、調整後の音を理解しやすくし、信号処理の選択を簡単な操作で行える。

本発明の情報再生処理システムは、電気音響変換手段として、時間軸特性を重視したスピーカを採用するのに適しており、インパルス応答の畳み込み演算を行うことにより、使用者の好みの音色、好みの音場、好みの空間環境を実現しやすくなっている。そして、バーチャル信号処理など、擬似空間シミュレーションも容易に行うことができる。

次に、本発明による情報再生処理システムに係る実施形態について、図を参照しながら、以下に説明するが、その実施形態の説明をする前に、メディア情報に含まれる音信号に関して、特定空間に配置された電気音響変換手段の一つであるスピーカを用いて音を再生する従来技術によるスピーカシステムの場合について説明する。

図８に、その従来技術によるスピーカシステムを利用して、使用者によって、メディア情報に記録された音信号がスピーカから再生音として放音され、使用者がその音を聴いている様子が示されている。

図８（ａ）では、特定空間の環境、例えば、部屋Ｒ内において、スピーカＳＰが配置されているものとする。そのスピーカＳＰには、メディア情報に記録された音信号について再生された入力信号Ｓ（ｔ）が供給されている。そこで、使用者が、部屋Ｒ内の位置Ｐ１で、スピーカＳＰから出力された音を聴く場合を考えると、位置Ｐ１での空間伝達関数を、Ｈ１（ｔ）とし、位置Ｐ１でのスピーカ伝達関数をＳＰ１（ｔ）とすると、位置Ｐ１において、使用者が聴く音に関する信号は、Ｓ（ｔ）＊Ｈ１（ｔ）＊ＳＰ１（ｔ）となっている。ここで使用された記号＊は、この信号を畳み込み演算によって求めることができることを表している。

ここで、図９に、部屋Ｒに配置されたスピーカＳＰにインパルス信号が供給されたときに、スピーカＳＰから出力される音エネルギーの時間的変化を示した。図８に示された波形に関して、横軸は、時間を、そして、縦軸は、音エネルギーを表している。同図に示された波形は、図７に示されたように、部屋Ｒに配置されたスピーカＳＰにインパルスが供給されたとき、スピーカＳＰから出力された音が、反射の影響を受けて変化している様子を示している。

同図では、最初に、スピーカＳＰにインパルス信号が供給されているが、Ａ区間においては、スピーカ振動本体がインパルス音を出力するが、スピーカ振動本体を含むスピーカユニット内での反射音が発生する。次いで、Ａ区間に続くＢ区間においては、そのスピーカユニットが取り付けられているスピーカボックスによる反射音が発生する。そして、インパルス信号に応じた音は、スピーカボックスから部屋Ｒ内に放音され、壁などに反射して、Ｃ区間に示されるような残響音となる。

振幅周波数特性を重視したスピーカＳＰに関するスピーカ伝達関数ＳＰ（ｔ）は、主として区間Ａ及びＢに影響し、スピーカＳＰの個性となって強く現れる部分である。部屋Ｒに関する空間伝達関数Ｈ（ｔ）は、区間Ｃに影響を与えている。図９で示されたインパルス音に対する音圧の変化状態は、空間環境を形成する部屋Ｒのある一点において測定された結果である。そのため、別の点でその変化を測定すると、反射音及び残響音の発生が異なる変化状態を示す。

ここで、ある一点、図８（ａ）における位置Ｐ１において、使用者が入力信号Ｓ（ｔ）そのものの音を聴こうとする場合には、先ず、この位置Ｐ１における信号から、スピーカの特性を無くすことが考えられる。このとき、スピーカの特性を無くすには、＊ＳＰ１（ｔ）^−１とすればよい。その結果として、演算上では、上述の信号は、
Ｓ（ｔ）＊Ｈ１（ｔ）＊ＳＰ１（ｔ）＊ＳＰ１（ｔ）^−１＝Ｓ（ｔ）＊Ｈ１（ｔ）
とすることができる。

ところが、＊ＳＰ１（ｔ）^−１で補正したＳ（ｔ）＊ＳＰ１（ｔ）^−１の信号を、図８（ｂ）に示されるように、位置Ｐ１とは異なる位置Ｐ２で、使用者が聞く場合を考えると、上述したように、空間伝達関数及びスピーカ伝達関数も変化し、位置Ｐ２における信号は、Ｓ（ｔ）＊Ｈ２（ｔ）＊ＳＰ２（ｔ）＊ＳＰ１（ｔ）^−１となる。これから分かるように、位置Ｐ１における信号補正＊ＳＰ１（ｔ）^−１は、位置Ｐ２においては、余計な特性が付加されたものとなってしまう。ここで、位置Ｐ２においても、スピーカの特性を無くそうとする場合には、この補正＊ＳＰ１（ｔ）^−１の代わりに、これと異なる補正＊ＳＰ２（ｔ）^−１を必要とすることになる。

この様に、従来技術のスピーカによったのでは、聴取位置に関係なくスピーカ特性を無くすことは困難であることが分かる。従来技術のスピーカは、振幅周波数特性を重視して設計されており、時間特性が考慮されていないために、スピーカ自体の個性が強く表れることになり、したがって、メディア情報に記録された音信号について、原音に戻した忠実な音を再生することが困難になっている。そのため、使用者が、好みに応じた条件でその音信号を再生しようとしても、その好みの条件に調整する操作は、複雑になり、煩雑なものとなっていた。また、システムの設計者においても、使用者の好みの条件に対応する設計が難しく、全てを満足させようとすると、コストが高いものとなっていた。

そこで、本実施形態の情報再生処理システムでは、メディア情報に含まれる音信号に係る原音を忠実に再生できる最適な電気音響変換手段として、時間特性を重視したスピーカを採用するものとし、各メディア情報に記録されている音信号について、どのメディア情報から取得された音信号であっても、各メディア情報に含まれた原音を忠実に再生することができ、さらに、その得られた原音に対して、特別に複雑な操作を必要とせず、使用者の好みに応じた音条件に従って信号処理が行われ、該メディア情報に含まれる音信号の再生を行うことができるように構成した。また、この様な情報再生処理をコンピュータに実行させるプログラムとした。

図１に、本実施形態の情報再生処理システムにおける基本的な機能を表す概略ブロック構成を示した。

本実施形態における情報再生処理システム１は、オーディオ再生装置や、パーソナルコンピュータなどに組み込まれる音情報再生装置であり、音源として接続された複数のメディア２から選択して得られる情報に含まれる音信号がディジタル処理され、その処理された信号がスピーカ３によって再生される。その再生処理システムは、車載用のオーディオ機器、ナビゲーション機器に搭載されるものであってもよい。そして、情報再生処理システム１には、使用者が所望するメディア情報の音信号を再生するために、種々の条件を設定或いは調整するための入力操作装置４が備えられている。この入力操作装置４には、使用者が入力操作をしやすいように、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）が備えられ、ＧＵＩによる表示画面を通じて、情報再生処理システム１に種々の処理操作に係る指示が行われる。

情報再生処理システム１は、大きく分けて２つの機能ブロックを備えており、その一つは、信号適合化装置５であり、もう一つは、出力制御装置６である。信号適合化装置５は、メディア２から得られる音信号について、メディアが個別に持っている音信号に対する固有の特性を無特性化し、メディアに記録された原音を抽出して後段の処理に適合化する機能を有している。さらには、この情報再生処理システム１に接続されているスピーカに原音の状態で出力されるように、入力された信号を最適化する機能も有している。

また、出力制御装置６は、前段の信号適合化装置５によって出力された音信号が伝送され入力されるようになっており、その適合化され最適化された音信号に対して、入力操作装置４から入力指示された使用者の好みに応じて信号処理が行われる。その信号処理された音信号は、出力調整されて、スピーカ３に出力され、最終的に、使用者の好みに合った条件に従って、メディア２に記録された音信号が再生される。

この様に、本実施形態の情報再生処理システムでは、信号処理について信号適合化装置５と出力制御装置６との２つの機能ブロックに整理統合されているので、メディア２から取得される音信号のいずれに対しても、共通して音信号を無特性化することができ、原音の状態で抽出が可能となり、後段において、入力される音信号に対する使用者の好みに応じた信号処理を実行しやすくしている。さらに、この整理統合により、情報再生処理システムの設計を簡単化でき、コスト低減を図ることができる。そして、信号処理の制御をも簡単化することができる。

次に、図２には、図１に示された本実施形態の情報再生処理システム１に関する、さらに具体的な機能を備えた第１の実施形態について、その概略ブロックによる構成が示されている。

信号適合化装置５は、入力選択回路５１、入力レベル補正装置５２、音信号補正処理装置を備えている。入力選択回路５１は、メディア２から選択的にメディア情報に含まれる音信号を取得する機能を持っており、情報再生処理システム１として複数のメディアＭ１乃至Ｍｎを接続することができるようになっている。使用者が、音楽などを再生したいと考えるメディアが、例えば、ＤＶＤであれば、当該ドライブにＤＶＤが装着される。そこで、入力選択回路５１は、この装着を検出して、ＤＶＤに記録されているメディア情報から音信号を取り込む。

次いで、入力選択回路５１で取得された当該音信号は、入力レベル補正処理装置５２に入力される。この入力レベル補正処理装置５２では、メディアに記録された音信号が有する平均レベルについて、所定のレベルに補正する。これは、メディア毎に、記録された音信号の平均レベルが夫々異なった大きさに設定されているためである。例えば、メディアが、ＤＶＤからＣＤに替わった場合、ＣＤで音を再生するとき、音が小さくなるということがある。ＤＶＤから音をある音量で再生していた後に、ＣＤからの音を再生すると、その再生出力が低下することになる。このため、ＣＤから音を再生するときには、出力レベルを再調整しなければならず、この様なメディア毎の再調整する操作は、煩わしいものであるので、いずれのメディアからの音信号が入力されても、夫々異なる平均レベルを所定のレベルに補正し、これらの平均レベルが後段の信号処理に影響しないようにした。

また、メディアＭ１乃至Ｍｎによるメディア情報によっては、音信号に対する帯域バランスが調整されて記録されている場合がある。入力選択回路５１で取得された音信号によって、この帯域バランスが異なっていると、平均レベルの場合と同様に、例えば、使用者の好みによって音色が調整されていたようなとき、メディアを切り換える都度、再調整しなければならなくなり、使用者の好みに合った再生を実行させようとするには、システムの内容を熟知していなければ、スムースに調整することができない。この煩わしさを回避するため、音信号補正処理装置５３では、入力レベル補正処理装置５２で補正処理された音信号に対して付与されている帯域バランスを、記録される前の原音の状態に戻す補正処理が実行される。

さらに、情報再生処理システム１に接続されているスピーカ３が配置されている空間環境が特定されている場合、例えば、車載用オーディオ装置の場合であれば、その空間環境は、車室であり、そのオーディオ装置のスピーカからの音は、空間環境の応答特性に影響を受けて、歪んだものとなっている。そのため、スピーカから、メディアに記録された音信号を調整して再生しても、原音を忠実に再生することは難しいことである。そこで、使用者の好みに応じた条件で信号処理が実行される前に、音信号補正処理装置５３において、この予め把握できている空間環境、例えば、車室内における応答特性を用いて、その空間の反射、雑音などの影響を補正しておくようにする。

また、情報再生処理システム１に接続されているスピーカ３が、時間特性を重視したスピーカであれば、そのスピーカは、原音を忠実に再生するのに適したスピーカ応答特性を十分備えているので、使用者の好みに応じた条件とする信号処理が実行される前に、スピーカ応答特性を補正する必要がない。しかし、その接続されているスピーカ３が、通常の周波数特性を重視するスピーカである場合には、前述したように、そのスピーカには、スピーカ固有の特性があり、さらには、スピーカ配置などによって、そのスピーカ応答特性が変化する。そこで、音信号補正処理装置５３においては、入力レベル補正された音信号に対して、スピーカ固有特性、スピーカ配置などの影響を補正するようにし、後段における信号処理に向けた最適化を図ることができる。

以上で、メディア２から選択入力された音信号は、信号適合化装置５において、補正処理されることにより、メディアに記録される前の原音が抽出され、最適化される。後段において、使用者の好みに応じた条件に従った信号処理を行い易くしている。次いで、補正処理された音信号は、出力制御装置６に伝送される。

出力制御装置６は、伝送された音信号に基づいて、使用者の好みの音を生成する信号処理を実行する機能を持っている。この機能は、信号特性制御装置６１と出力レベル制御装置６２とで実行される。

信号特性制御装置６１では、スピーカ３から出力される音の信号特性を使用者の好みに応じた条件、例えば、音色、音場、音効果などが得られるように音信号に特性付与を行う。或いは、どのような条件が入力されると、スピーカ３からどのような音が出力されるのかを、使用者の好みによるスピーカタイプをシミュレーションできる機能を備えており、使用者が入力指示するスピーカタイプに従って、補正処理された音信号のシミュレーションが行われる。

そして、信号特性制御装置６１において特性付与された音信号は、出力レベル制御装置６２に伝送され、ここで、スピーカ３におけるスピーカシステム構成に合わせ、使用者の好みに応じて出力レベル調整が行われる。

これまでに説明した第１の実施形態による情報再生処理システムでは、図２に示されているように、使用者の好みに応じた音を生成するために、出力制御装置６に信号特性制御装置６１と出力レベル制御装置６２とが備えられている。これらによる調整機能には、使用者側の聴取位置に関連する条件が考慮されていない。そこで、図３に、この聴取位置条件を調整できる機能を付加した第２の実施形態による情報再生処理システムの概略ブロック構成を示した。

図３に示された第２の実施形態による情報再生処理システムは、第１の実施形態による情報再生処理システムの構成を基本としているが、第２の実施形態による情報再生処理システムでは、該システムに接続さている出力制御装置６内において、信号特性制御装置６１と出力レベル制御装置６２との間に、聴取条件制御装置６３が挿入されていることを特徴としている。

聴取条件制御装置６３は、信号特性制御装置６１によって、使用者の好みに応じた条件の音色となるように特性付与された音信号について、使用者が指示する聴取位置で最適となるような聴取条件に調整する機能を持ち、更には、臨場感を付与するプレゼンスイコライザ機能をも備えている。

ところで、図３に示された第２の実施形態である情報再生処理システムでは、聴取条件制御装置６３が、信号特性制御装置６１と出力レベル制御装置６２との間に挿入されていたが、図４に、その聴取条件制御装置６３の挿入位置を、出力レベル制御装置６２の後段に、つまり、スピーカへの出力側に変更した第２の実施形態に係る変形例を示した。

図４に示された変形例による情報再生処理システムでは、信号適合化装置５において補正処理された音信号が、出力制御装置６に伝送されると、信号特性制御装置６１、出力レベル制御装置６２、聴取条件制御装置６３の順に、使用者の好みに応じた条件に従って信号処理される。これらの制御装置の処理機能は、図３に示された出力制御装置６におけるものと同様であり、処理順序が入れ替わっただけである。

以上では、第１及び第２の情報再生処理システムに係る機能の概要について、概略的ブロックを使用して説明したが、図５に、信号適合化装置５の機能を奏する具体的手段を、そして、図６に出力制御装置６の機能を奏する具体的手段を示した。ここで示された信号適合化装置５の入力レベル補正処理装置５２及び音信号補正処理装置５３と、出力制御装置６の信号特性制御装置６１及び出力レベル制御装置６２とは、第１及び第２の実施形態の夫々に共通して使用することができる。

図５に示された信号適合化装置５において、入力レベル補正処理装置５２には、ａ）入力選択回路５１に接続されるメディアＭ１乃至Ｍｎの夫々に記録されている音信号の平均レベルに関して、メディア間で不均一なレベルを、後段の信号処理に適当な所定レベルに補正する入力レベル補正手段が備えられている。

また、音信号補正処理装置５３には、ａ）当該システム１に接続され音出力するスピーカ３の固有特性や、その設置位置による影響を補正するスピーカ応答補正手段と、ｂ）スピーカ３が配置された部屋における反射や雑音の影響を補正するルーム応答補正手段と、ｃ）各メディアに記録されている音信号に信号帯域制限（帯域バランス）が調整されている場合に、その帯域制限を補正する音信号特性補正手段とが備えられている。

一方、図６に示された出力制御装置６において、信号特性制御装置６１には、ａ）グラフィカル・イコライザ、パラメトリック・イコライザ、バス、トレブルなどの周波数特性調整を行うイコライザ手段と、ｂ）スピーカ３から出力される音に係る音場を調整するサウンドフィールド手段と、ｃ）２つのスピーカ又は３つのスピーカによって仮想的なサラウンド効果を実現するヴァーチャルサラウンド手段と、ｄ）遅延、残響、コーラスなどの効果を付与する音響効果手段と、更に、ｅ）使用者の好みによるスピーカタイプをシミュレーションするスピーカシミュレーション手段とが備えられている。

また、出力レベル制御装置６２には、ａ）当該再生処理システム１に接続されている電気音響変換手段であるスピーカ、ヘッドホンなどの出力を選択する出力装置選択手段と、ｂ）ステレオ、５．１チャネルなどのように、当該再生処理システムに接続されているスピーカに関するチャネル数を選択する出力チャネル選択手段と、ｃ）各出力チャネルの出力レベルを調整する出力信号レベル制御手段と、ｄ）出力される音信号のダイナミックレンジを調整するダイナミックレンジ制御手段と、ｅ）ドルビー・ダイナミックレンジ・コントロールを調整できるドルビーＤＲＣ手段と、更に、ｆ）出力される音信号に対して、ラウドネス補正を行うラウドネス制御手段とが備えられている。

そして、聴取条件制御装置６３には、ａ）使用者の好みに応じた条件の音色となるように特性付与された音信号について、使用者が指示する聴取位置で最適となるような聴取条件に調整する聴取位置調整手段と、ｂ）臨場感を付与するプレゼンスイコライザ機能を持つプレゼンス調整手段とが備えられている。

以上の様に、本実施形態の情報再生処理システムでは、複数のメディアＭ１乃至Ｍｎから取得された各音信号を再生するのに、再生のための信号処理について信号適合化装置と出力制御装置との２つに整理・統合し、先ず、選択入力された音信号について、原音を抽出するようにして音信号の無特性化を行い、次いで、この無特性化された音信号に対して、使用者の好みに応じた条件に従った特性付与を行うようにした。

そのため、従来の再生処理システムを使って、使用者の好みに応じた条件で、メディアに記録されている音信号を再生しようとしたとき、メディアが有する特有の音信号特性に影響されて、複雑な操作処理が要求されたが、本実施形態の情報再生処理システムによれば、メディアから取得した音信号に係る原音を忠実に再生することができるばかりでなく、使用者の好みに応じた条件で再生するときには、メディアの特有な特性に左右されず、必要な音色調整を単独に行うことができ、条件設定の入力操作が簡単になる。

さらに、複数のメディアから音信号を取得して音再生するシステムを設計するとき、メディア毎に対応した複数の再生処理システムを導入する必要がなくなり、信号処理を行うディジタルシグナルプロセッサの処理機能を簡単化することができ、コスト低減を図ることができる。

また、本実施形態の情報再生処理システムによれば、使用者の好みに応じた条件で再生するときには、メディアの特有な特性に左右されず、必要な音色に係る調整項目を単独に設定することが可能となり、設定の入力操作が簡単になったことから、前述した入力操作装置４の構成も簡単化され、使用者にとっても使い易いものとすることができる。

この入力操作装置４には、使用者が入力操作をしやすいように、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）が備えられ、ＧＵＩによる表示画面を通じて、情報再生処理システム１に種々の処理操作に係る指示を行うことができる。例えば、表示画面に、原音に忠実に再生する場合と使用者の好みの音で再生する場合の選択アイコン、各調整項目に対応した設定入力アイコンなどを表示しておくようにする。

原音に忠実に再生する場合が選択されたときには、当該メディアから取得された音信号から信号適合化装置５で原音が抽出され、この原音信号がスピーカ３に出力されるようにプログラムされる。また、使用者の好みの音で再生する場合が選択された時には、使用者によって、各設定入力アイコンを使って入力する。この設定入力アイコンの入力に従って、出力制御装置６に備えられた種々の調整手段が選択され、個々の調整量が設定されるようにプログラムされる。

さらに、各調整項目に対応した設定入力アイコンを備えるだけでなく、使用者が各調整項目の内容や意味が分からず、さらには、詳細な操作手順を知らなくても、感覚的に、再生したい好みの音を選択することができるように、その再生したい好みの音に対して直接表現した名称が付けられた音種アイコンを備えるようにしてもよい。例えば、「ソフトな音」「ハードな音」「ライブな音」「デッドな音」「クリアな音」などが挙げられる。それらの好みの音となるように、予め関連する調整手段が選択され設定されており、使用者が、これらの名称入力アイコンのいずれかを選択すると、その選択に応じて、信号適合化装置５で補正された音信号に対して、出力制御装置６における関連する調整手段によって、好みの音に信号処理されるようにプログラムしておくことができる。

図７に、ＧＵＩの画面に表示された音種アイコンが選択された場合における信号調整の具体例を示した。図７（ａ）には、使用者が音種アイコン「ソフトな音」を選択した場合が示され、図７（ｂ）には、音種アイコン「ハードな音」を選択した場合が示されている。「ソフトな音」で再生処理するため、１０ｋＨｚ以上の高周波数領域を所定レベルに低下させるように、信号特性制御装置６１のイコライザ手段が予め設定され、さらに、音響効果手段に対して、所定の強さの残響効果が付与されるように、予め設定されている。また、「ハードな音」については、１００Ｈｚ以下の低周波数領域と５ｋＨｚ以上の高周波数領域とを所定レベルに増加するように、信号特性制御装置６１のイコライザ手段が予め設定され、さらに、音響効果手段に対しては、適当な強さの残響効果が付与されるように、予め設定されている。

この様に、使用者が各調整手段の調整の仕方を知らなくても、音種アイコンのうちの「ソフトな音」又は「ハードな音」を選択すれば、「ソフトな音」又は「ハードな音」に応じて出力制御装置６の内部において自動的に信号調整されて、好みの音が再生される。前述した好みの音種の他にも、「暖かい音」「哀しい音」「ノリが良い音」など、感覚的に表現される種類の音があり、使用者がこれらの好みの音として選択し再生する場合において、音に関わる周波数、残響時間、遅延時間などの専門的表現による調整要素を知らなくても、種々の好みの音となるように、出力制御装置の各調整手段を予め設定しておくことにより、使用者は、言葉や図柄で表現された音種アイコンを選択するだけで、好みの音で再生することができる。

また、入力操作装置４に、使用者の再生に対するシステム理解のレベルに応じて、再生処理システムのサービスレベルを選択することができる機能を持たせることもできる。例えば、システム製造者の推奨する音がデフォルトされており、システムに初期設定された音で再生されるレベル１（初期設定状態）、選択されたメディア又は環境に対応して設定された音で再生されるレベル２（基本状態）、システム構成をそれ程理解しなくても複数のサウンドキャラクタを選択して設定できるレベル３（標準状態）、及び、システムをよく理解しており任意の調整パラメータを設定できるレベル４（プロフェッショナル状態）の４レベルを選択するようにしてもよい。

レベル１とレベル２が選択されると、使用者の好みは自動的に設定されてしまうが、レベル３とレベル４に対しては、使用者の好みは、使用者自身によって選択される。例えば、レベル３を選択した場合には、使用者は、イコライザ手段に関し、「バス」「トレブル」「中間」のいずれかを選択し、サウンドフィールド手段に関し、「ホール」「教会」「スタジアム」「ジャズ」などから一つを選択し、ヴァーチャルサラウンド手段に関し、「オン」又は「オフ」を選択し、サウンド圧縮に関し、「オン」又は「オフ」を選択し、さらに、聴取位置調整手段に関し、自動車の車室内であれば、「ドライバ席」「助手席」「リア席」から選択することとなる。

一方、レベル４を選択した場合には、使用者は、イコライザ手段に関し、「グラフィカル・イコライザ」又は「パラメトリック・イコライザ」を選択し、サウンドフィールド手段に関し、「ドルビー」又は「残響」を選択し、ヴァーチャルサラウンド手段に関し、「ＶＤＤ」「ドルビー・プロロジック」「ＳＲＳ」「Ｑサラウンド」のいずれか一つを選択し、サウンド圧縮に関し、圧縮タイプを選択することとなる。

以上の様に、本実施形態による情報再生処理システムによれば、グラフィカルユーザインタフェースを備えた入力操作装置を通して、簡単な操作によって、メディアに記録された音信号について、原音に忠実に再生することもでき、また、使用者の好みに応じた条件で、好みの音色、音場、環境を選択して再生することができる。そして、メディアの種類に応じて信号特性が異なっていても、どのメディアから取得した音信号に対して、使用者の好みに応じた条件の設定が共通して行えるようになっている。なお、音種アイコンなど選択又は操作のためのアイコンの表示にあたっては、種類を表す言葉だけでなく、記号や図柄などを用いることができる。

本発明による情報再生処理システムに係る装置の基本的概略構成を説明する図である。 本発明による情報再生処理システムの第１の実施形態を説明するブロック構成図である。 本発明による情報再生処理システムの第２の実施形態を説明するブロック構成図である。 本発明による情報再生処理システムの第２の実施形態の変形例を説明するブロック構成図である。 本実施形態の情報再生処理システムにおける信号適合化装置の具体的ブロック構成を説明する図である。 本実施形態の情報再生処理システムにおける出力制御装置の具体的ブロック構成を説明する図である。 本実施形態の情報再生処理システムにおいて音種アイコンを選択した場合の信号調整の具体例を説明する図である。 スピーカから出力される音を聴取する場合に、聴取位置に応じてスピーカ特性が変化することを説明する図である。 スピーカにインパルス信号が供給されたとき、スピーカから部屋内に出力された音の時間的エネルギー変化を説明する図である。

符号の説明

１…情報再生処理システム
２…メディア
３…スピーカ
４…入力操作装置
５…信号適合化装置
５１…入力選択回路
５２…入力レベル補正処理装置
５３…音信号補正処理装置
６…出力制御装置
６１…信号特性制御装置
６２…出力レベル制御装置
６３…聴感条件制御装置

Claims (20)

1. 入力されたメディア情報に含まれる音信号に対して所定特性に補正する適合化処理を行う信号適合化手段と、
   前記信号適合化手段によって処理された音信号出力に対して所望特性を付与する制御処理を行う出力制御手段とを備え、
   前記音信号が前記所望特性を付与されて電気音響変換手段に伝送され、再生されることを特徴とする情報再生処理システム。
2. 前記信号適合化手段は、複数のメディアから選択的に前記メディア情報を入力する入力選択回路を有することを特徴とする請求項１に記載の情報再生処理システム。
3. 前記信号適合化手段は、
   前記入力選択回路によって選択入力された前記メディア情報に係る音信号の入力レベルを所定レベルに補正する入力レベル補正処理手段と、
   入力レベルが補正された前記音信号を前記所定特性に補正する音信号補正処理手段と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載の情報再生処理システム。
4. 前記出力制御手段は、
   前記所定特性に補正された前記音信号出力を入力とし、該音信号出力に前記所望特性を付与する信号特性制御手段と、
   前記所望特性が付与された前記音信号出力に対する出力レベルを制御する出力レベル制御手段と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載の情報再生処理システム。
5. 前記出力制御手段は、前記信号特性制御手段と前記出力レベル制御手段との間に、前記電気音響変換手段に対する聴取条件を調整できる聴取条件制御手段を有することを特徴とする請求項４に記載の情報再生処理システム。
6. 前記出力制御手段は、前記出力レベル制御手段の後段に、前記電気音響変換手段に対する聴取条件を調整できる聴取条件調整手段を有することを特徴とする請求項４に記載の情報再生処理システム。
7. 前記音信号補正処理手段は、
   前記電気音響変換手段に係る応答特性を補正する電気音響変換補正手段と、
   前記電気音響変換手段の設置空間に係る応答特性を補正する空間補正手段と、
   前記メディア情報から取得した前記音信号が有する信号特性を補正するメディア信号補正手段とを含み、
   前記音信号補正処理手段は、前記電気音響変換補正手段、前記空間補正手段、前記メディア信号補正手段のいずれかが選択されて、前記音信号を前記所定特性に補正することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一項に記載の情報再生処理システム。
8. 前記信号特性制御手段は、
   前記所定特性に補正された前記音信号出力の周波数特性を調整する周波数特性調整手段と、
   前記電気音響変換手段に係る想定音場を選択する音場設定手段と、
   前記音信号出力にヴァーチャルサラウンドを設定するヴァーチャルサラウンド手段と、
   前記音信号出力に対する音響効果を設定する効果設定手段とを含み、
   前記信号特性制御手段は、前記周波数特性調整手段、前記音場設定手段、前記ヴァーチャルサラウンド設定手段、前記効果設定手段のいずれか一つ又は複数が選択されて、前記音信号を前記所望特性に従った音特性に制御処理することを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の情報再生処理システム。
9. 前記信号特性制御手段は、前記音信号出力に係る特定の電気音響変換手段に対する出力をシミュレーションするために、前記音信号出力に当該電気音響変換特性を付与するシミュレーション特性付与手段を含むことを特徴とする請求項４乃至８のいずれか一項に記載の情報再生処理システム。
10. 前記聴取条件調整手段は、
    前記電気音響変換手段に対する聴取位置に係る前記聴取条件を調整できる聴取位置調整手段と、
    前記聴取位置に係る臨場感を調整するプレゼンス調整手段とを含むことを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一項に記載の情報再生処理システム。
11. 前記出力レベル制御手段は、
    前記電気音響変換手段の種類を選択する種類選択手段と、
    前記音信号出力に対する出力チャンネル条件を設定するチャンネル設定手段と、
    前記音信号出力に対する出力レベルを調整するレベル調整手段とを含むことを特徴とする請求項４乃至１０のいずれか一項に記載の情報再生処理システム。
12. 前記出力レベル制御手段は、
    前記音信号に対するダイナミックレンジを調整するダイナミックレンジ調整手段と、
    前記音信号に対するラウドネス補正を調整するラウドネス調整手段とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の情報再生処理システム。
13. 前記信号適応化手段及び前記出力信号制御手段の制御を指示するためのグラフィカルユーザインタフェースを備えた入力操作手段を有し、
    前記音信号適合化手段及び前記出力制御手段は、前記入力操作手段から入力された指示に従って、調整制御されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の情報再生処理システム。
14. 前記入力操作手段は、選択入力された前記メディア情報に含まれる音信号を、原音で再生又は使用者所望の音で再生のいずれかを選択指示できることを特徴とする請求項１３に記載の情報再生処理システム。
15. 前記音信号を前記使用者所望の音で再生する場合において、該所望の音として好みの音色条件、音場条件、空間条件から選択されることを特徴とする請求項１４に記載の情報再生処理システム。
16. 前記入力操作手段は、音の種類が感覚的に表現された言葉又は図柄を含む音種アイコンを表示でき、
    前記使用者が前記音種アイコンを選択することによって、該使用者所望の音での再生が選択指示されることを特徴とする請求項１４に記載の情報再生処理システム。
17. 前記入力操作手段は、再生モードに関して、システムに初期設定された音で再生されるレベル、選択されたメディア又は環境に対応して設定された音で再生されるレベル、システム構成をそれ程理解しなくても複数のサウンドキャラクタを選択して設定できるレベル、及び、システムをよく理解しており任意の調整パラメータを設定できるレベルを言葉又は図柄で表されたサービスレベルアイコンを表示でき、
    前記使用者が前記サービスレベルアイコンを選択することによって、前記音の再生に関わる調整項目が選択され、自動、又は、前記使用者の入力操作で前記所望の音が再生されることを特徴とする請求項１４に記載の情報再生処理システム。
18. 前記出力制御手段は、選択指示された前記使用者所望の音に係るインパルス応答を用いて畳み込み演算処理を実行して出力信号を生成することを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の情報再生処理システム。
19. 前記電気音響変換手段は、時間特性が考慮されて製造されたスピーカであることを特徴とする請求項７乃至１８のいずれか一項に記載の情報再生処理システム。
20. 入力されたメディア情報に含まれる音信号に対して所定特性に補正する適合化処理を行うステップと、
    前記適合化処理された音信号出力に対して所望特性を付与する制御処理を行うステップとを含み、
    前記音信号が前記所望特性を付与されて電気音響変換手段に伝送され、再生されるようにコンピュータに実行させるための情報再生処理プログラム。

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