JP2008099122A - バーチャルサラウンドシステム及びクロストークキャンセル方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 音像の広がり感を得ることができる２人用バーチャルサラウンドシステムを提供する。
【解決手段】 ２チャンネルのチャンネル信号Ｌ、Ｒを処理して左スピーカＳＰＬ、右スピーカＳＰＲ、中央スピーカＳＰＣのスピーカから音声を再生するための音声信号処理装置１００は、受聴者Ａの右耳に左スピーカＳＰＬから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を中央スピーカＳＰＣより出力する第１クロストークキャンセル手段３と、受聴者Ｂの左耳に右スピーカＳＰＲから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を中央スピーカＳＰＣより出力する第２クロストークキャンセル手段４とを備え、それぞれのクロストークキャンセル手段には、チャンネル信号Ｌ、Ｒ毎に頭部伝達関数に基づいて音像を定位させるためのフィルタ係数ｈ１〜ｈ４が設定された一対のクロストークキャンセル用フィルタ１１〜１４を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マルチチャンネル音声信号をスピーカにより再生する際のバーチャルサラウンドシステム及びクロストークキャンセル方法に関し、特に２人の受聴者を対象にしたバーチャルサラウンドシステム及びクロストークキャンセル方法に関する。

従来より、マルチチャネル音声信号の再生には、受聴者の前方に左スピーカ、右スピーカ及び中央スピーカを設置し、頭部伝達関数を用いて、受聴者の横方向や後方の任意の位置に音像を定位させる方法を使用したサラウンド処理システムが提供されている。
この種の従来技術として、下記の特許文献１に開示された２人の受聴者に対するバーチャルサラウンドシステムがある。この「サラウンド処理システム」において、サラウンド左チャネル信号ＳＬとサラウンド右チャネル信号ＳＲとを加算手段により混合した後、第１のモノラル信号と第２のモノラル信号として仮想定位処理手段に供給するように構成されている。この仮想定位処理手段の第１の仮想定位出力は、左スピーカ及び右スピーカに供給し、第２の仮想定位出力は、中央スピーカに供給する。これにより、２人の受聴者に対して、それぞれの左右に仮想音源を生成することができる構成になっている。

ＷＯ００／２４２２６

しかしながら、上記の特許文献１において、加算手段でサラウンド左チャネル信号ＳＬとサラウンド右チャネル信号ＳＲとを一旦モノラル化した後に、非相関処理手段を設けて、モノラル信号のような相関の大きい信号を出力すると受聴者に不自然な感じを与えてしまうため、第１のモノラル信号と第２のモノラル信号との間の相関度を小さくするようにしている。このため、音像がぼやけた広がり感になり、特定の音源位置からの音を再現できず、明瞭な音像の広がり感を得ることができないという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することができるバーチャルサラウンドシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るバーチャルサラウンドシステムは、所定の間隔で配置した左スピーカ及び中央スピーカと、前記中央スピーカに対して前記左スピーカと概ね左右対称な位置に配置した右スピーカと、前記左、右、中央の各スピーカから音声を再生する音声信号処理装置とを備えたバーチャルサラウンドシステムであって、前記音声信号処理装置は、前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記左スピーカの音像を前記左スピーカの左側に定位させ、前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記右スピーカの音像を前記右スピーカの右側に定位させるクロストークキャンセル手段を備えることを特徴としている。

また、本発明に係るバーチャルサラウンドシステムは、前記クロストークキャンセル手段が、前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力する第１クロストークキャンセル手段と、前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力する第２クロストークキャンセル手段とを備えた
ことを特徴としている。

また、本発明に係るバーチャルサラウンドシステムは、前記第１クロストークキャンセル手段が、左チャンネル信号の信号源と前記左スピーカとの間に位置し前記左スピーカから音声を出力するためのフィルタ係数が頭部伝達関数に基づいて設定された第１クロストークキャンセル用フィルタと、前記左チャンネル信号の信号源と前記中央スピーカとの間に位置し前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く音声をキャンセルするためのフィルタ係数が頭部伝達関数に基づいて設定された第２クロストークキャンセル用フィルタとを備え、前記第２クロストークキャンセル手段は、右チャンネル信号の信号源と前記右スピーカとの間に位置し前記右スピーカから音声を出力するためのフィルタ係数が頭部伝達関数に基づいて設定された第３クロストークキャンセル用フィルタと、
前記右チャンネル信号の信号源と前記中央スピーカとの間に位置し前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く音声をキャンセルするためのフィルタ係数が頭部伝達関数に基づいて設定された第４クロストークキャンセル用フィルタとを備えたことを特徴としている。

また、本発明に係るバーチャルサラウンドシステムは、前記各フィルタ係数に、前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記左スピーカの音像を前記左スピーカの左側に定位させるための数値と、前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記右スピーカの音像を前記右スピーカの右側に定位させるための数値とが設定されたことを特徴としている。

また、本発明に係るバーチャルサラウンドシステムは、前記第１クロストークキャンセル用フィルタと前記第３クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数が同一の数値に設定され、前記第２クロストークキャンセル用フィルタと前記第４クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数が同一の数値に設定されたことを特徴としている。

また、本発明に係るクロストークキャンセル方法は、左、右、中央の各スピーカから音声を再生するバーチャルサラウンドシステムのクロストークキャンセル方法において、前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号を前記中央スピーカでキャンセルし、前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号を前記中央スピーカでキャンセルすることを特徴としている。

また、本発明に係るクロストークキャンセル方法は、前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力する第１クロストークキャンセル工程と、前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力する第２クロストークキャンセル工程とを有することを特徴としている。

また、本発明に係るクロストークキャンセル方法は、前記第１クロストークキャンセル工程が、左チャンネル信号の信号源と前記左スピーカとの間に位置し前記左スピーカから音声を出力するためのフィルタ係数を頭部伝達関数に基づいて第１クロストークキャンセル用フィルタに設定し、前記左チャンネル信号の信号源と前記中央スピーカとの間に位置し前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く音声をキャンセルするためのフィルタ係数を頭部伝達関数に基づいて第２クロストークキャンセル用フィルタに設定することを含み、前記第２クロストークキャンセル工程が、右チャンネル信号の信号源と前記右スピーカとの間に位置し前記右スピーカから音声を出力するためのフィルタ係数を頭部伝達関数に基づいて第３クロストークキャンセル用フィルタに設定し、前記右チャンネル信号の信号源と前記中央スピーカとの間に位置し前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く音声をキャンセルするためのフィルタ係数を頭部伝達関数に基づいて第４クロストークキャンセル用フィルタに設定する工程を含むことを特徴としている。

また、本発明に係るクロストークキャンセル方法は、前記各フィルタ係数に、前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記左スピーカの音像を前記左スピーカの左側に定位させるための数値と、前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記右スピーカの音像を前記右スピーカの右側に定位させるための数値とを設定することを特徴としている。

また、本発明に係るクロストークキャンセル方法は、前記第１クロストークキャンセル用フィルタと前記第３クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数を同一の数値に設定し、前記第２クロストークキャンセル用フィルタと前記第４クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数を同一の数値に設定することを特徴としている。

本発明によれば、２人の受聴者は、クロストークキャンセル手段により明瞭な音像の広がり感を得ることができる。

第１の実施の形態
図１は、本発明の第１の実施の形態である２人用バーチャルサラウンドシステムの構成を示す概略図である。この例の２人用バーチャルサラウンドシステムは、受聴者Ａに対して概ね左右対称に前方位置に配置した左スピーカＳＰＬ及び中央スピーカＳＰＣと、受聴者Ｂに対して概ね左右対称に前方位置に配置した右スピーカＳＰＲ及び中央スピーカＳＰＣと、信号源１から出力される左チャンネル信号Ｌと信号源２から出力される右チャンネル信号Ｒとを処理し、スピーカＳＰＬ、ＳＰＲ及びＳＰＣから音声を再生するための音声信号処理装置１００とから概略構成されている。
また、受聴者Ａの受聴位置は、左スピーカＳＰＬと中央スピーカＳＰＣの間であってこれらのスピーカの前方に位置し、受聴者Ｂの受聴位置は、中央スピーカＳＰＣと右スピーカＳＰＲとの間であってこれらのスピーカの前方に位置する。なお、本実施の形態における受聴者ＡとＢの受聴位置は、必ずしも中央スピーカＳＰＣを基準に左右対称な位置である必要はなく、例えば図２のようにスピーカに対して前後した任意の位置であってよい。

音声信号処理装置１００は、第１クロストークキャンセル手段３と第２クロストークキャンセル手段４とから構成される。第１クロストークキャンセル手段３は、左スピーカＳＰＬから受聴者Ａの右耳に届く音声を中央スピーカＳＰＣからの音声でキャンセルする手段である。また、第２クロストークキャンセル手段４は、右スピーカＳＰＲから受聴者Ｂの左耳に届く音声を中央スピーカＳＰＣからの音声でキャンセルする手段である。

また、第１クロストークキャンセル手段３は、左チャンネル信号Ｌについて、頭部伝達関数に基づいて音像を定位させるためのフィルタ係数が設定された一対の第１クロストークキャンセル用フィルタ１１と第２クロストークキャンセル用フィルタ１２とから構成される。第１クロストークキャンセル用フィルタ１１は、左チャンネル信号Ｌの信号源１と左スピーカＳＰＬとの間に位置し、第２クロストークキャンセル用フィルタ１２は、左チャンネル信号Ｌの信号源１と中央スピーカＳＰＣとの間に位置する。また、第１クロストークキャンセル用フィルタ１１には、フィルタ係数ｈ１が設定され、第２クロストークキャンセル用フィルタ１２にはフィルタ係数ｈ２が設定されている。

第２クロストークキャンセル手段４も同様に、右チャンネル信号Ｒについて、頭部伝達関数に基づいて、音像を定位させるためのフィルタ係数が設定された一対の第３クロストークキャンセル用フィルタ１３と第４クロストークキャンセル用フィルタ１４とから構成される。第３クロストークキャンセル用フィルタ１３は、右チャンネル信号Ｒの信号源２と右スピーカＳＰＲとの間に位置し、第４クロストークキャンセル用フィルタ１４は、右チャンネル信号Ｒの信号源２と中央スピーカＳＰＣとの間に位置する。また、第３クロストークキャンセル用フィルタ１３には、フィルタ係数ｈ３が設定され、第４クロストークキャンセル用フィルタ１４にはフィルタ係数ｈ４が設定されている。

図２は、図１の構成において、受聴者Ａ、Ｂの受聴位置における音像定位の概略図であり、第１クロストークキャンセル用フィルタ１１に設定されたフィルタ係数ｈ１と第２クロストークキャンセル用フィルタ１２に設定されたフィルタ係数ｈ２により、受聴者Ａの受聴位置では左スピーカＳＰＬの音像を左バーチャルスピーカＶＬの位置に定位させ、受聴者Ｂの受聴位置では左スピーカＳＰＬの音像を左スピーカＳＰＬと中央スピーカＳＰＣとの間（左バーチャルスピーカＶＬ'の位置）に定位させる。
また、第３クロストークキャンセル用フィルタ１３に設定されたフィルタ係数ｈ３と第４クロストークキャンセル用フィルタ１４に設定されたフィルタ係数ｈ４により、受聴者Ｂの受聴位置では右スピーカＳＰＲの音像を右バーチャルスピーカＶＲの位置に定位させ、受聴者Ａの受聴位置では右スピーカＳＰＲの音像を右スピーカＳＰＲと中央スピーカＳＰＣとの間（右バーチャルスピーカＶＲ'の位置）に定位させるものである。
このことにより、左スピーカＳＰＬと中央スピーカＳＰＣとの間であってその前方の領域に受聴者Ａに対するスイートスポット５（バーチャル効果のある領域）が得られ、右スピーカＳＰＲと中央スピーカＳＰＣとの間であってその前方の領域に受聴者Ｂに対するスイートスポット６が得られる。

以下、図２に示した受聴者Ａ、Ｂに対する２箇所のスイートスポット５、６を得るための処理について説明する。

図３は、受聴者Ａに対して左スピーカＳＰＬの音像を左スピーカＳＰＬより外側（左スピーカＳＰＬの更に左側）に定位させる場合をより詳しく示した説明図であり、各スピーカから受聴者Ａの左右の耳までの頭部伝達関数は、それぞれ図３に示すようになっている。すなわち、左スピーカＳＰＬから受聴者Ａの左耳までの頭部伝達関数はｈＬＬ、左スピーカＳＰＬから受聴者Ａの右耳までの頭部伝達関数はｈＬＲ、中央スピーカＳＰCから受聴者Ａの左耳までの頭部伝達関数はｈＣＬ、中央スピーカＳＰＣから受聴者Ａの右耳までの頭部伝達関数はｈＣＲである。

ＶＬ、ＶＬ'は、左チャンネルＬの信号をクロストークキャンセル用フィルタ１１、１２を通して左スピーカＳＰＬ、中央スピーカＳＰＣから音声として再生することにより実現されるバーチャルスピーカであり、受聴者Ａに対する左バーチャルスピーカＶＬ、受聴者Ｂに対する左バーチャルスピーカＶＬ'である。
左バーチャルスピーカＶＬから受聴者Ａの左右の耳までの頭部伝達関数は、左耳まではｈＶＬＬ、右耳まではｈＶＬＲである。

受聴者Ａに対して左スピーカＳＰＬの音像を左バーチャルスピーカＶＬの位置に定位させるには、下記の（１）式、（２）式の関係を満足させるように第１、第２クロストークキャンセル用フィルタ１１、１２のフィルタ係数ｈ１、ｈ２を決定する。
ｈＶＬＬ＊Ｌ＝（ｈＬＬ＊ｈ１＋ｈＣＬ＊ｈ２）＊Ｌ ・・・ （１）式
ｈＶＬＲ＊Ｌ＝（ｈＬＲ＊ｈ１＋ｈＣＲ＊ｈ２）＊Ｌ ・・・ （２）式

頭部伝達関数ｈＬＬ、ｈＬＲ、ｈＣＬ、ｈＣＲ、ｈＶＬＬ、ｈＶＬＲは、実測により求めることができる。
但し、ここで求められたフィルタ係数ｈ１、ｈ２は、図２に示されるように、受聴者Ａがスイートスポット５内に位置したときのクロストークキャンセル効果を奏するものであるが、受聴者Ｂの受聴位置においては、スイートスポット５の領域外となっているためクロストークキャンセル効果を奏しない。このときの受聴者Ｂに対する左スピーカＳＰＬの音像は、左バーチャルスピーカＶＬの位置ではなく、左スピーカＳＰＬと中央スピーカＳＰＣとの間（図３の左バーチャルスピーカＶＬ'の位置）に定位する。

図４は、受聴者Ｂに対して右スピーカＳＰＲの音像を右スピーカＳＰＲより外側（右スピーカＳＰＲの更に右側）に定位させる場合をより詳しく示した説明図であり、各スピーカから受聴者Ｂの左右の耳までの頭部伝達関数は、それぞれ図４に示すようになっている。すなわち、右スピーカＳＰＲから受聴者Ｂの左耳までの頭部伝達関数はｈＲＬ、右スピーカＳＰＲから受聴者Ｂの右耳までの頭部伝達関数はｈＲＲ、中央スピーカＳＰＣから受聴者Ｂの左耳までの頭部伝達関数はｈＣＬ４、中央スピーカＳＰＣから受聴者Ｂの右耳までの頭部伝達関数はｈＣＲ４である。

ＶＲ、ＶＲ'は、右チャンネルＲの信号をクロストークキャンセル用フィルタ１３、１４を通して右スピーカＳＰＲ、中央スピーカＳＰＣから音声として再生することにより実現されるバーチャルスピーカであり、受聴者Ｂに対する右バーチャルスピーカＶＲ、受聴者Ａに対する左バーチャルスピーカＶＲ'である。
右バーチャルスピーカＶＲから受聴者Ｂの左右の耳までの頭部伝達関数は、左耳まではｈＶＲＬ、右耳まではｈＶＲＲである。

受聴者Ｂに対して右スピーカＳＰＲの音像を右バーチャルスピーカＶＲの位置に定位させるには、下記の（３）式、（４）式の関係を満足させるように第３、第４クロストークキャンセル用フィルタ１３、１４のフィルタ係数ｈ３、ｈ４を決定する。
ｈＶＲＬ＊Ｒ＝（ｈＲＬ＊ｈ３＋ｈＣＬ４＊ｈ４）＊Ｒ ・・・ （３）式
ｈＶＲＲ＊Ｒ＝（ｈＲＲ＊ｈ３＋ｈＣＲ４＊ｈ４）＊Ｒ ・・・ （４）式
頭部伝達関数ｈＲＬ、ｈＲＲ、ｈＣＬ４、ｈＣＲ４、ｈＶＲＬ、ｈＶＲＲは、実測により求めることができる。

但し、ここで求められたフィルタ係数ｈ３、ｈ４は、図２に示されるように、受聴者Ｂがスイートスポット６内に位置したときクロストークキャンセル効果を奏するものであるが、受聴者Ａの受聴位置においては、スイートスポット６の領域外となっているためクロストークキャンセル効果を奏しない。このとき受聴者Ａに対する右スピーカＳＰＲの音像は、右バーチャルスピーカＶＲの位置ではなく、右スピーカＳＰＲと中央スピーカＳＰＣとの間（図４の右バーチャルスピーカＶＲ'の位置）に定位する。

図５は、受聴者Ａの左スピーカＳＰＬの音像と受聴者Bの右スピーカＳＰＲの音像とを同時に外側に定位させる場合の説明図であり、図３と図４とを合成した図である。
このように、本発明の第１の実施の形態によれば、受聴者の正面から遠いスピーカよりも、正面に近いスピーカの音像を外側に広げることにより、広がり感を向上させることができる。すなわち、図５に示すように、受講者Ａの受聴位置においては、第１クロストークキャンセル手段３により、受聴者Ａの正面に近い左スピーカＳＰＬの左バーチャルスピーカＶＬを左スピーカＳＰＬよりも更に左側に定位させ、受講者Ｂの受聴位置においては、第２クロストークキャンセル手段４により、受聴者Ｂの正面に近い右スピーカＳＰＲの右バーチャルスピーカＶＲを右スピーカＳＰＲよりも更に右側に定位させることにより、広がり感を向上させることができる。

以上のように、２人の受聴者の受聴位置では、それぞれ、図２に示すように、２箇所のスイートスポット５、６（バーチャル効果のある領域）が確保される。すなわち、受聴者Ａに対してスイートスポット５が左スピーカＳＰＬと中央スピーカＳＰＣの間であってこれらのスピーカの前方における受聴者Ａを含む領域に確保され、受聴者Ｂに対してスイートスポット６が右スピーカＳＰＲと中央スピーカＳＰＣの間であってこれらのスピーカの前方における受聴者Ｂを含む領域に確保される。この２箇所のスイートスポット５、６が確保されることにより、２人の受聴者Ａ、Ｂは、それぞれの位置において、明瞭な音像の広がり感を得ることができる。

第２の実施の形態
図６は、本発明の２人用バーチャルサラウンドシステムにおいて、第２の実施の形態である受聴者Ａの左スピーカＳＰＬの音像と受聴者Ｄの右スピーカＳＰＲの音像とを同時に外側に広げさせる場合の説明図であり、受聴者Ａ、Ｄの受聴位置が中央スピーカＳＰＣの位置を通る一点鎖線で示された対称軸Ｃを基準に左右対称な位置関係である場合を例に示す。

受聴者Aに対して左スピーカＳＰＬの音像を左スピーカＳＰＬより外側（左スピーカＳＰＬの更に左側）に定位させる場合の処理は、第１の実施の形態と同様なので省略し、受聴者Ｄに対して右スピーカＳＰＲの音像を右スピーカＳＰＲより外側（右スピーカＳＰＲの更に右側）に定位させる場合の処理を説明する。
各スピーカから受講者Ｄの左右の耳までの頭部伝達関数は、それぞれ図６に示すようになっている。すなわち、右スピーカＳＰＲから受聴者Ｄの左耳までの頭部伝達関数はｈＲＬ６、右スピーカＳＰＲから受聴者Ｄの右耳までの頭部伝達関数はｈＲＲ６、中央スピーカＳＰCから受聴者Ｄの左耳までの頭部伝達関数はｈＣＬ６、中央スピーカＳＰCから受聴者Ｃの右耳までの頭部伝達関数はｈＣＲ６である。

ＶＲ２、ＶＲ'は、右チャンネルＲの信号をクロストークキャンセル用フィルタ１３、１４を通して右スピーカＳＰＲ、中央スピーカＳＰＣから音声として再生することにより実現されるバーチャルスピーカであり、受聴者Ｄに対する右バーチャルスピーカＶＲ２、受聴者Ａに対する右バーチャルスピーカＶＲ'である。
右バーチャルスピーカＶＲから受聴者Ｄの左右の耳までの頭部伝達関数は、左耳まではｈＶＲＬ６、右耳まではｈＶＲＲ６である。

受聴者Ａ、Ｄの受聴位置の対称性を考慮すると、以下に示すように、受聴者Ｄの頭部伝達関数は、それぞれ、受聴者Ａの頭部伝達関数と同一の頭部伝達関数であると考えることができる。すなわち下記の関係が成立する。
ｈＲＬ６＝ｈＬＲ、ｈＲＲ６＝ｈＬＬ、ｈＣＬ６＝ｈＣＲ、ｈＣＲ６＝ｈＣＬ、
ｈＶＲＬ６＝ｈＶＬＲ、ｈＶＲＲ６＝ｈＶＬＬ
したがって、第３、第４クロストークキャンセル用フィルタ１３、１４のフィルタ係数ｈ５、ｈ６の値は、以下に示すように、それぞれ、第１、第２クロストークキャンセル用フィルタ１１、１２のフィルタ係数ｈ１、ｈ２の値と同一の値を設定することができる。
ｈ６＝ｈ２、ｈ５＝ｈ１
このときの右バーチャルスピーカＶＲ２の位置は、受聴者Ａ、Ｄの受聴位置が中央スピーカＳＰＣの位置を通る一点鎖線で示された対称軸Ｃを基準に左バーチャルスピーカＶＬと左右対称な位置に定位する。

但し、ここでのフィルタ係数ｈ５、ｈ６は、図７に示されるように、受聴者Ｄがスイートスポット７内に位置したときのクロストークキャンセル効果を奏するものであるが、受聴者Ａの受聴位置においては、スイートスポット７の領域外となっているためクロストークキャンセル効果を奏しない。このとき右スピーカＳＰＲの音像は、右バーチャルスピーカＶＲ２の位置ではなく、右スピーカＳＰＲと中央スピーカＳＰＣとの間（図６の右バーチャルスピーカVＲ'の位置）に定位する。

このように、本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に受聴者の正面に近いスピーカの音像を外側に広げることにより、広がり感を向上させることができる。図７は、受聴者Ａ、Ｄの受聴位置における音像定位の概略図である。すなわち、図７に示すように、受講者Ａの受聴位置においては、第１クロストークキャンセル手段３により、受聴者Ａの正面に近い左スピーカＳＰＬの左バーチャルスピーカＶＬを左スピーカＳＰＬよりも外側（左スピーカＳＰＬの更に左側）に定位させ、受講者Ｄの受聴位置においては、第２クロストークキャンセル手段４により、受聴者Ｄの正面に近い右スピーカＳＰＲの右バーチャルスピーカＶＲ２を右スピーカＳＰＲよりも外側（右スピーカＳＰＲの更に右側）に定位させることにより、広がり感を向上させることができる。このことにより、２人の受聴者Ａ、Ｄに対して、それぞれ、スイートスポットが確保される。

また、受聴者Ｄの受聴位置を中央スピーカＳＰＣの位置を基準に左右対称な位置関係にすることにより、第３、第４クロストークキャンセル用フィルタ１３、１４のフィルタ係数ｈ５、ｈ６の値を、それぞれ、第１、第２クロストークキャンセル用フィルタ１１、１２のフィルタ係数ｈ１、ｈ２の値と同一の価を設定することができ、フィルタ係数の設定が容易になるという効果がある。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る２人用バーチャルサラウンドシステムの構成を示す概略図である。 本発明の同システムにおける視聴者Ａ、Ｂの受聴位置における音像定位の概略図である。 本発明の同システムにおける受聴者Ａに対して左スピーカＳＰＬの音像を左スピーカＳＰＬより外側に定位させる場合の説明図である。 本発明の同システムにおける受聴者Ｂに対して右スピーカＳＰＲの音像を右スピーカＳＰＲより外側に定位させる場合の説明図である。 本発明の同システムにおける受聴者Ａの左スピーカＳＰＬの音像と受聴者Ｂの右スピーカＳＰＲの音像とを同時に外側に定位させる場合の説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る受聴者Ａの左スピーカＳＰＬの音像と受聴者Ｄの右スピーカＳＰＲの音像とを同時に外側に定位させる場合の説明図である。 本発明の同システムにおける受聴者Ａ、Ｄの受聴位置における音像定位の概略図である。

符号の説明

１ 左チャンネル信号Ｌの信号源
２ 右チャンネル信号Ｒの信号源
３ 第１クロストークキャンセル手段
４ 第２クロストークキャンセル手段
５〜７ スイートスポット
ＳＰＬ 左スピーカ
ＳＰＲ 右スピーカ
ＳＰＣ 中央スピーカ
１００ 音声信号処理装置
ＶＬ、ＶＬ'、ＶＬ２ 左バーチャルスピーカ
ＶＲ、ＶＲ'、ＶＲ２ 右バーチャルスピーカ
Ａ、Ｂ、Ｄ 受聴者
Ｃ 対称軸
１１ 第１クロストークキャンセル用フィルタ
１２ 第２クロストークキャンセル用フィルタ
１３ 第３クロストークキャンセル用フィルタ
１４ 第４クロストークキャンセル用フィルタ
ｈ１ 第１クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数
ｈ２ 第２クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数
ｈ３、ｈ５ 第３クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数
ｈ４、ｈ６ 第４クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数
ｈＶＬＬ、ｈＶＬＲ、ｈＬＬ、ｈＬＲ、ｈＣＬ、ｈＣＲ、ｈＶＲＬ、ｈＶＲＲ、ｈＣＬ４、ｈＣＲ４、
ｈＲＬ、ｈＲＲ、ｈＶＲＬ６、ｈＶＲＲ６、ｈＣＬ６、ｈＣＲ６、ｈＲＬ６、ｈＲＲ６ 頭部伝達関数

Claims (10)

1. 所定の間隔で配置した左スピーカ及び中央スピーカと、
   前記中央スピーカに対して前記左スピーカと概ね左右対称な位置に配置した右スピーカと、
   前記左、右、中央の各スピーカから音声を再生する音声信号処理装置とを備えたバーチャルサラウンドシステムであって、
   前記音声信号処理装置は、
   前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記左スピーカの音像を前記左スピーカの左側に定位させ、
   前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記右スピーカの音像を前記右スピーカの右側に定位させるクロストークキャンセル手段を備えることを特徴とするバーチャルサラウンドシステム。
2. 前記クロストークキャンセル手段は、
   前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力する第１クロストークキャンセル手段と、
   前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力する第２クロストークキャンセル手段とを備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のバーチャルサラウンドシステム。
3. 前記第１クロストークキャンセル手段は、
   左チャンネル信号の信号源と前記左スピーカとの間に位置し前記左スピーカから音声を出力するためのフィルタ係数が頭部伝達関数に基づいて設定された第１クロストークキャンセル用フィルタと、
   前記左チャンネル信号の信号源と前記中央スピーカとの間に位置し前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く音声をキャンセルするためのフィルタ係数が頭部伝達関数に基づいて設定された第２クロストークキャンセル用フィルタとを備え、
   前記第２クロストークキャンセル手段は、
   右チャンネル信号の信号源と前記右スピーカとの間に位置し前記右スピーカから音声を出力するためのフィルタ係数が頭部伝達関数に基づいて設定された第３クロストークキャンセル用フィルタと、
   前記右チャンネル信号の信号源と前記中央スピーカとの間に位置し前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く音声をキャンセルするためのフィルタ係数が頭部伝達関数に基づいて設定された第４クロストークキャンセル用フィルタとを備えた
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のバーチャルサラウンドシステム。
4. 前記各フィルタ係数には、
   前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記左スピーカの音像を前記左スピーカの左側に定位させるための数値と、
   前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記右スピーカの音像を前記右スピーカの右側に定位させるための数値とが設定されたことを特徴とする請求項３記載のバーチャルサラウンドシステム。
5. 前記第１クロストークキャンセル用フィルタと前記第３クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数が同一の数値に設定され、前記第２クロストークキャンセル用フィルタと前記第４クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数が同一の数値に設定されたことを特徴とする請求項３又は４記載のバーチャルサラウンドシステム。
6. 左、右、中央の各スピーカから音声を再生するバーチャルサラウンドシステムのクロストークキャンセル方法において、
   前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号を前記中央スピーカでキャンセルし、前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号を前記中央スピーカでキャンセルすることを特徴とするクロストークキャンセル方法。
7. 前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力する第１クロストークキャンセル工程と、
   前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力する第２クロストークキャンセル工程とを有する
   ことを特徴とする請求項６記載のクロストークキャンセル方法。
8. 前記第１クロストークキャンセル工程は、
   左チャンネル信号の信号源と前記左スピーカとの間に位置し前記左スピーカから音声を出力するためのフィルタ係数を頭部伝達関数に基づいて第１クロストークキャンセル用フィルタに設定し、
   前記左チャンネル信号の信号源と前記中央スピーカとの間に位置し前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く音声をキャンセルするためのフィルタ係数を頭部伝達関数に基づいて第２クロストークキャンセル用フィルタに設定する工程を含み、
   前記第２クロストークキャンセル工程は、
   右チャンネル信号の信号源と前記右スピーカとの間に位置し前記右スピーカから音声を出力するためのフィルタ係数を頭部伝達関数に基づいて第３クロストークキャンセル用フィルタに設定し、
   前記右チャンネル信号の信号源と前記中央スピーカとの間に位置し前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く音声をキャンセルするためのフィルタ係数を頭部伝達関数に基づいて第４クロストークキャンセル用フィルタに設定するする工程を含む
   ことを特徴とする請求項６又は７記載のクロストークキャンセル方法。
9. 前記各フィルタ係数には、
   前記左スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の右耳に前記左スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記左スピーカの音像を前記左スピーカの左側に定位させるための数値と、
   前記右スピーカと前記中央スピーカの間であってその前方に位置する受聴者に対し該受聴者の左耳に前記右スピーカから届く出力信号をキャンセルするキャンセル信号を前記中央スピーカより出力して前記右スピーカの音像を前記右スピーカの右側に定位させるための数値とを設定することを特徴とする請求項８記載のクロストークキャンセル方法。
10. 前記第１クロストークキャンセル用フィルタと前記第３クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数を同一の数値に設定し、前記第２クロストークキャンセル用フィルタと前記第４クロストークキャンセル用フィルタのフィルタ係数を同一の数値に設定することを特徴とする請求項８又は９記載のクロストークキャンセル方法。

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