JP2006148664A

JP2006148664A - 音像定位装置

Info

Publication number: JP2006148664A
Application number: JP2004337393A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Watanabe; 泰仁渡邊
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-06-08
Also published as: WO2006054479A1

Abstract

【課題】コンテンツの内容に応じて最適な音像定位効果を実現することができる音像定位装置を提供する。
【解決手段】フィルタ係数の候補を記憶するフィルタ係数記憶手段３と、フィルタ係数記憶手段３に記憶されたフィルタ係数の候補の中からフィルタ係数を選択するフィルタ係数選択手段４と、フィルタ係数選択手段４によって選択されたフィルタ係数に基づいて音声信号にフィルタ処理を施すことによって音声信号に基づいて再生される音声の音像を定位する音像定位手段５とを備え、フィルタ係数選択手段４は、音像を定位する位置を表す定位情報および音声信号を含むコンテンツ２０に関するコンテンツ情報２１に基づいてフィルタ係数を選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、３次元に音像を定位する音像定位装置に関する。

従来の音像定位装置は、図８に示すように、左前方音源用（ＬＦ）、右前方音源用（ＲＦ）、左後方音源用（ＬＢ）および右後方音源用（ＲＢ）の各チャンネルの音声信号がそれぞれ入力される入力端子７１〜７４と、各音声信号をアナログ信号からデジタル信号にそれぞれアナログデジタル（ＡＤ）変換するＡＤコンバータ７５〜７８と、予め測定または計算により算出された音源から耳位置までの伝達特性を表すインパルス応答を再現するようにＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタによって構成された信号処理装置７９と、ＦＩＲフィルタのタップ数を選択するタップ数選択装置８０と、左右のチャンネルの音声信号をデジタル信号からアナログ信号にそれぞれデジタルアナログ（ＤＡ）変換するＤＡコンバータ８１Ｒ、８１Ｌと、左右のチャンネルの音声信号をそれぞれ電力増幅する電力増幅器８２Ｒ、８２Ｌと、左右のチャンネルの音声信号をそれぞれ出力するヘッドホン８３の左スピーカ８３Ｌおよび右スピーカ８３Ｒとを備え、音声信号に基づいて左スピーカ８３Ｌおよび右スピーカ８３Ｒから再生される音声の音像を信号処理装置７９によって定位していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１１２３９９号公報（第６頁、第１図）

しかしながら、従来の音像定位装置は、音声信号を含むコンテンツの内容に係わらず画一的に制御するため、コンテンツの内容によっては逆効果となるという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、コンテンツの内容に応じて音像定位効果を制御することができる音像定位装置を提供することを目的とする。

本発明の音像定位装置は、フィルタ係数の候補を記憶するフィルタ係数記憶手段と、前記フィルタ係数記憶手段に記憶されたフィルタ係数の候補の中からフィルタ係数を選択するフィルタ係数選択手段と、前記フィルタ係数選択手段によって選択されたフィルタ係数に基づいて音声信号にフィルタ処理を施すことによって前記音声信号に基づいて再生される音声の音像を定位する音像定位手段とを備え、前記フィルタ係数選択手段は、前記音像を定位する位置を表す定位情報および前記音声信号を含むコンテンツに関するコンテンツ情報に基づいてフィルタ係数を選択するように構成されている。

この構成により、本発明の音像定位装置は、定位情報に加えてコンテンツに関するコンテンツ情報に基づいてフィルタ処理のフィルタ係数を選択するため、コンテンツの内容に応じた音像定位効果を実現することができる。

また、本発明の音像定位装置において、前記フィルタ係数選択手段は、前記定位情報および前記コンテンツ情報に基づいて前記フィルタ処理の係数長を設定するように構成してもよい。

この構成により、本発明の音像定位装置は、定位情報に加えてコンテンツに関するコンテンツ情報に基づいてフィルタ処理の係数長を設定するため、コンテンツの内容に応じた音像定位効果を実現することができる。

また、本発明の音像定位装置は、前記コンテンツから前記コンテンツ情報を抽出するコンテンツ情報抽出手段を備えるように構成してもよい。

この構成により、本発明の音像定位装置は、定位情報に加えてコンテンツから抽出されたコンテンツ情報に基づいてフィルタ処理のフィルタ係数を選択するため、コンテンツの内容の変化に応じた音像定位効果を実現することができる。

また、本発明の音像定位装置は、前記コンテンツ情報を取得するコンテンツ情報取得手段を備えるように構成してもよい。なお、前記コンテンツ情報取得手段は、ネットワークを介して前記コンテンツ情報を取得するようにしてもよく、電子番組情報から前記コンテンツ情報を取得するようにしてもよく、前記コンテンツ情報を利用者に入力させることによって取得するようにしてもよい。

この構成により、本発明の音像定位装置は、定位情報に加えてネットワーク等を介して取得されたコンテンツ情報に基づいてフィルタ処理のフィルタ係数を選択するため、コンテンツの内容に応じた音像定位効果を実現することができる。

本発明は、コンテンツの内容に応じた音像定位効果を実現することができるという効果を有する音像定位装置を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の音像定位装置を図１に示す。

図１において、音像定位装置１は、コンテンツ２０に関するコンテンツ情報２１を取得するコンテンツ情報取得手段２と、フィルタ係数の候補を記憶するフィルタ係数記憶手段３と、フィルタ係数記憶手段３に記憶されたフィルタ係数の候補の中からフィルタ係数を選択するフィルタ係数選択手段４と、コンテンツ２０に含まれる入力音声信号２２にフィルタ処理を施すことによって入力音声信号２２に基づいて再生される音声の音像を定位する音像定位手段５と、音像定位手段５によってフィルタ処理が施された左チャンネル（以下、単に「Ｌｃｈ」という。）および右チャンネル（以下、単に「Ｒｃｈ」という。）の音声信号をそれぞれＤＡ変換するＤＡコンバータ６Ｌ、６Ｒと、ＬｃｈおよびＲｃｈの音声信号をそれぞれ電力増幅する電力増幅器７Ｌ、７Ｒと、ＬｃｈおよびＲｃｈの音声信号をそれぞれ出力する左スピーカ８Ｌおよび右スピーカ８Ｒを有するヘッドホン８とを備えている。

コンテンツ情報取得手段２は、ネットワークを介して接続されたコンテンツ情報を管理する装置等からコンテンツ情報２１を取得するようになっている。ここで、コンテンツ情報２１には、コンテンツ２０のジャンルを表す情報、広告の情報、およびコンテンツ２０の再生時間を表す情報等が含まれる。

なお、コンテンツ情報取得手段２は、電子番組情報（Electronic Program Guide、「ＥＰＧ」ともいう。）からコンテンツ情報２１を取得するようにしてもよい。また、利用者によって撮影されたコンテンツにも音像定位装置１が適用できるよう、コンテンツ情報取得手段２は、音像定位装置１の利用者による入力によってコンテンツ情報２１を取得するようにしてもよい。

音像定位手段５は、音像定位装置１に適用される入力音声信号２２のチャンネル数に応じて構成される。例えば、図２は、入力音声信号２２が、左前方音源用ＤＬＦ、右前方音源用ＤＲＦ、左後方音源用ＤＬＢおよび右後方音源用ＤＲＢの４チャンネルで構成される場合の音像定位手段５のブロック図である。

図２において、音像定位手段５は、チャンネルＤＲの音声信号にフィルタ処理を施すＦＩＲフィルタ３１、３２と、チャンネルＤＬＦの音声信号にフィルタ処理を施すＦＩＲフィルタ３３、３４と、チャンネルＤＲＢの音声信号にフィルタ処理を施すＦＩＲフィルタ３５、３６と、チャンネルＤＬＢの音声信号にフィルタ処理を施すＦＩＲフィルタ３７、３８と、ＦＩＲフィルタ３１によってフィルタ処理が施された音声信号とＦＩＲフィルタ３３によってフィルタ処理が施された音声信号とを加算する加算器３９と、ＦＩＲフィルタ３２によってフィルタ処理が施された音声信号とＦＩＲフィルタ３４によってフィルタ処理が施された音声信号とを加算する加算器４０と、ＦＩＲフィルタ３５によってフィルタ処理が施された音声信号とＦＩＲフィルタ３７によってフィルタ処理が施された音声信号とを加算する加算器４１と、ＦＩＲフィルタ３６によってフィルタ処理が施された音声信号とＦＩＲフィルタ３８によってフィルタ処理が施された音声信号とを加算する加算器４２と、加算器３９によって加算された音声信号と加算器４１によって加算された音声信号とを加算する加算器４３と、加算器４０によって加算された音声信号と加算器４２によって加算された音声信号とを加算する加算器４４とを備えている。

音像定位手段５は、加算器４３によって加算されたＬｃｈの音声信号、および加算器４４によって加算されたＲｃｈの音声信号を出力するようになっている。

フィルタ係数記憶手段３には、図３（ａ）に示すように、音像を定位する位置を表す定位情報５１、フィルタ係数の候補（以下単に「パターン」という。）５２、パターンの特性５３が対応して記憶されている。

図３（ｂ）に示すように、聴取者５０に対して位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｘに音像をそれぞれ定位する場合には、フィルタ係数選択手段４は、位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｘを表す定位情報とコンテンツ情報２１とに基づいてフィルタ係数記憶手段３に記憶されたパターン５２の中から１つのパターンを選択するようになっている。

例えば、フィルタ係数選択手段４は、コンテンツ２０が映画を表す旨をコンテンツ情報２１が示す場合には、映画に最適な特性を持つパターンＰＡを選択し、コンテンツ２０がニュース番組を表す旨をコンテンツ情報２１が示す場合には、再生される音声が明瞭になる特性を持つパターンＰＢを選択するようになっている。

また、フィルタ係数選択手段４は、音像定位手段５によるフィルタ処理のタップ数（「係数長」ともいう。）を設定するようになっている。ここで、図４を用いてフィルタ係数選択手段４によるタップ数の設定について説明する。

図４（ａ）は、フィルタ係数記憶手段３に記憶された１つの候補のフィルタ係数の数、すなわち、図３（ｂ）に示した１つのパターンに含まれるフィルタ係数の数を示している。

例えば、ニュース番組や映画におけるセンターチャンネルにおいては、人が発する音声が主たる音源となるため、タップ数が多いフィルタ処理を音声信号に施すと残響が多くなりすぎ、音声の明瞭度が下がってしまう。すなわち、ニュース番組や映画におけるセンターチャンネルに対しては、フィルタ処理のタップ数を少なくして残響成分を少なくすることによって、音声の明瞭度を上げることができる。

したがって、フィルタ係数選択手段４は、音声の明瞭度を上げる場合には、図４（ｂ）に示すように、選択したパターンに含まれるフィルタ係数の数よりも少ない数のフィルタ係数を選択するようになっている。

なお、フィルタ係数選択手段４は、選択するフィルタ係数の数を少なくするのに代えて、図４（ｃ）に示すように、選択したパターンの不要なフィルタ係数を０に設定してもよい。

例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に収録される５．１ｃｈで構成された音声信号に対して、フィルタ係数選択手段４は、図４（ｂ）に示したように選択するフィルタ係数の数を少なくする場合には、センターチャンネルのみに対して少ないタップ数を選択する。

一方、５．１ｃｈで構成された音声信号に対して、フィルタ係数選択手段４は、図４（ｃ）に示したように不要なフィルタ係数を０に設定する場合には、全てのチャンネルに対して同じタップ数を選択する。

このようにフィルタ係数選択手段４を構成することによって、音像定位装置１は、フロントＬ／Ｒやサラウンド音声については臨場感のある音声の再生を行い、かつ台詞のような音声については明瞭度のある音声の再生を行うことができる。

以上のように構成された音像定位装置１について、図５を用いてその動作を説明する。

まず、再生されるコンテンツ２０に関するコンテンツ情報２１がコンテンツ情報取得手段２によって取得される（Ｓ１）。

次に、コンテンツ情報取得手段２によって取得されたコンテンツ情報２１と音像を定位する位置を表す定位情報とに基づいてフィルタ係数記憶手段３に記憶された複数のパターンから１つのパターンがフィルタ係数選択手段４によって選択される（Ｓ２）。

コンテンツ２０に含まれる入力音声信号２２は、フィルタ係数選択手段４によって選択されたパターンに含まれるフィルタ係数に基づいて音像定位手段５によってフィルタ処理が施される（Ｓ３）。

音像定位手段５によってフィルタ処理が施されたＬｃｈおよびＲｃｈの音声信号は、ＤＡコンバータ６Ｌ、６ＲによってそれぞれＤＡ変換され（Ｓ４）、電力増幅器７Ｌ、７Ｒによってそれぞれ電力増幅されて（Ｓ５）、左スピーカ８Ｌおよび右スピーカ８Ｒによって出力される（Ｓ６）。

このような本発明の第１の実施の形態の音像定位装置１によれば、定位情報に加えてコンテンツ２０に関するコンテンツ情報２１に基づいてフィルタ処理のフィルタ係数を選択するため、コンテンツ２０の内容に応じた音像定位効果を実現することができる。

なお、本実施形態において、音像定位装置１がヘッドホン８を備えるものとして説明したが、音像定位装置１がヘッドホン８に代えて２つのスピーカ装置を備えるようにしてもよい。

音像定位装置１が２つのスピーカ装置を備えるようにした場合には、フィルタ係数記憶手段３に記憶されるフィルタ係数は、各スピーカ装置の配置に応じて更新することになる。この場合には、音像定位装置１は、各スピーカ装置の配置を表す情報に基づいて、フィルタ係数記憶手段３に記憶されるフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定手段をさらに備えるようにしてもよい。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態の音像定位装置を図６に示す。なお、本発明の第２の実施の形態の音像定位装置６０の各構成において、本発明の第１の実施の形態の音像定位装置１の各構成と同一なものについては同一の符号を付して説明を省略する。

図６において、音像定位装置６０は、コンテンツ２０からコンテンツ情報２１を抽出するコンテンツ情報抽出手段６１と、フィルタ係数記憶手段３と、フィルタ係数選択手段４と、音像定位手段５と、ＤＡコンバータ６Ｌ、６Ｒと、電力増幅器７Ｌ、７Ｒと、ヘッドホン８とを備えている。

コンテンツ情報抽出手段６１は、コンテンツ２０に含まれる映像情報や音声情報に基づいてコンテンツ２０のジャンル等の情報をコンテンツ２０から抽出するようになっている。

例えば、コンテンツ２０に含まれる音声情報の音声区間の無音部と有声部がはっきりと分かれ、有声部間の相関度が高い場合には、コンテンツ情報抽出手段６１は、コンテンツ２０がニュース番組のように人が発する音声が中心のものである旨の情報を抽出する。

以上のように構成された音像定位装置６０について、図７を用いてその動作を説明する。

再生されるコンテンツ２０に関するコンテンツ情報２１がコンテンツ情報抽出手段６１によって抽出されると（Ｓ１１）、コンテンツ情報抽出手段６１によって抽出されたコンテンツ情報２１と音像を定位する位置を表す定位情報とに基づいてフィルタ係数記憶手段３に記憶された複数のパターンから１つのパターンがフィルタ係数選択手段４によって選択される（Ｓ１２）。

コンテンツ２０に含まれる入力音声信号２２は、フィルタ係数選択手段４によって選択されたパターンに含まれるフィルタ係数に基づいて音像定位手段５によってフィルタ処理が施される（Ｓ１３）。

音像定位手段５によってフィルタ処理が施されたＬｃｈおよびＲｃｈの音声信号は、ＤＡコンバータ６Ｌ、６ＲによってそれぞれＤＡ変換され（Ｓ１４）、電力増幅器７Ｌ、７Ｒによってそれぞれ電力増幅されて（Ｓ１５）、左スピーカ８Ｌおよび右スピーカ８Ｒによって出力される（Ｓ１６）。

ここで、コンテンツ２０に関するコンテンツ情報２１がコンテンツ情報抽出手段６１によって新たに抽出された場合には（Ｓ１１）、フィルタ係数選択手段４によって新たなパターンが選択される（Ｓ１２）。

一方、コンテンツ２０に関するコンテンツ情報２１がコンテンツ情報抽出手段６１によって新たに抽出されなかった場合には（Ｓ１１）、コンテンツ２０に含まれる入力音声信号２２が、フィルタ係数選択手段４によって既に選択されているパターンに含まれるフィルタ係数に基づいて音像定位手段５によってフィルタ処理が施される（Ｓ１３）。

このような本発明の第２の実施の形態の音像定位装置６０によれば、定位情報に加えてコンテンツ２０から抽出されたコンテンツ情報２１に基づいてフィルタ処理のフィルタ係数を選択するため、コンテンツ２０の内容の変化に応じた音像定位効果を実現することができる。

例えば、コンテンツ２０にニュース番組と広告とが含まれている場合には、ニュース番組および広告をそれぞれ再生する際に、最適な音像定位効果を実現することができる。

なお、本発明の第２の実施の形態の音像定位装置６０は、本発明の第１の実施の形態の音像定位装置１を構成するコンテンツ情報取得手段２をさらに備え、フィルタ係数選択手段４は、コンテンツ情報抽出手段６１によって抽出されたコンテンツ情報２１と音像を定位する位置を表す定位情報とに加えて、コンテンツ情報取得手段２によって取得されたコンテンツ情報に基づいてパターンを選択するようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる音像定位装置は、コンテンツの内容に応じて音像定位効果を制御することができるという効果を有し、３次元に音像を定位する音像定位装置等として有用である。

本発明の第１の実施の形態における音像定位装置のブロック図本発明の第１の実施の形態における音像定位装置を構成する音像定位手段のブロック図本発明の第１の実施の形態における音像定位装置を構成するフィルタ係数記憶手段に記憶されたフィルタ係数の候補を説明するための図本発明の第１の実施の形態における音像定位装置を構成するフィルタ係数選択手段による係数長の設定を説明するための図本発明の第１の実施の形態における音像定位装置の動作説明のためのフロー図本発明の第２の実施の形態における音像定位装置のブロック図本発明の第２の実施の形態における音像定位装置の動作説明のためのフロー図従来の音像定位装置のブロック図

符号の説明

１、６０音像定位装置
２コンテンツ情報取得手段
３フィルタ係数記憶手段
４フィルタ係数選択手段
５音像定位手段
６Ｌ、６Ｒ、８１Ｌ、８１ＲＤＡコンバータ
７Ｌ、７Ｒ、８２Ｌ、８２Ｒ電力増幅器
８、８３ヘッドホン
８Ｌ、８３Ｌ左スピーカ
８Ｒ、８３Ｒ右スピーカ
２０コンテンツ
２１コンテンツ情報
２２入力音声信号
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８ＦＩＲフィルタ
３９、４０、４１、４２、４３、４４加算器
６１コンテンツ情報抽出手段
７１、７２、７３、７４入力端子
７５、７６、７７、７８ＡＤコンバータ
７９信号処理装置
８０タップ数選択装置

Claims

フィルタ係数の候補を記憶するフィルタ係数記憶手段と、
前記フィルタ係数記憶手段に記憶されたフィルタ係数の候補の中からフィルタ係数を選択するフィルタ係数選択手段と、
前記フィルタ係数選択手段によって選択されたフィルタ係数に基づいて音声信号にフィルタ処理を施すことによって前記音声信号に基づいて再生される音声の音像を定位する音像定位手段とを備え、
前記フィルタ係数選択手段は、前記音像を定位する位置を表す定位情報および前記音声信号を含むコンテンツに関するコンテンツ情報に基づいてフィルタ係数を選択することを特徴とする音像定位装置。
前記フィルタ係数選択手段は、前記定位情報および前記コンテンツ情報に基づいて前記フィルタ処理の係数長を設定することを特徴とする請求項１に記載の音像定位装置。
前記コンテンツから前記コンテンツ情報を抽出するコンテンツ情報抽出手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音像定位装置。
前記コンテンツ情報を取得するコンテンツ情報取得手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の音像定位装置。
前記コンテンツ情報取得手段は、ネットワークを介して前記コンテンツ情報を取得することを特徴とする請求項４に記載の音像定位装置。
前記コンテンツ情報取得手段は、電子番組情報から前記コンテンツ情報を取得することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の音像定位装置。
前記コンテンツ情報取得手段は、前記コンテンツ情報を利用者に入力させることによって取得することを特徴とする請求項４に記載の音像定位装置。