JP2008271089A - 音響再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スピーカアレイを持つ音響再生装置の演算手段を小規模化する。
【解決手段】 スピーカユニットＳＰの配置が鏡面対称の場合、ＤＳＰ１０は、スピーカアレイ４０が対面する空間を鏡面対称面により二等分した各セクタのうち一方のセクタに属する指向性パターンのみについて信号処理用のパラメータを発生する能力を持つ。他方のセクタに属する指向性パターンが指示された場合、ＤＳＰ１０は、この指向性パターンを鏡面反転させた指向性パターンに対応したパラメータを発生させて信号処理を行い、この結果得られる各スピーカユニットＳＰ宛の駆動信号サンプルを、本来のスピーカユニットＳＰを鏡面反転させた位置のスピーカユニットＳＰに供給する。スピーカユニットＳＰの配置が回転対称である場合も同様な対処が可能である。
【選択図】図１

Description

この発明は、スピーカアレイにより音響再生を行う音響再生装置に関する。

スピーカアレイは、複数のスピーカユニットを１次元アレイ状または２次元アレイ状に配置した音響出力装置である。このスピーカアレイを備えた音響再生装置は、入力オーディオ信号から各スピーカユニットに与える駆動信号を各々発生する信号処理系を備えている。ここで、入力オーディオ信号から駆動信号を発生するための信号処理としては、遅延処理と係数乗算処理を組み合わせたものやＦＩＲ（Finite Impulse Response；有限インパルス応答）フィルタ処理等が用いられる。そして、この音響再生装置によれば、遅延処理の遅延量や係数乗算処理の係数を制御し、あるいはＦＩＲフィルタ処理に用いるフィルタ係数列を制御することにより、入力オーディオ信号から各スピーカユニットに対する各駆動信号までの各伝達特性を制御し、スピーカアレイから放射する音響波の向きや指向性の幅を制御することができる（例えば特許文献１）。
特開平５−４１８９７号公報

ところで、スピーカアレイを用いた音響再生装置では、実現する全ての種類の指向性パターンについて、入力オーディオ信号から各スピーカユニット宛の駆動信号を発生し得るように、各駆動信号を求めるための演算手段を構成しておく必要がある。このため、多様な指向性パターンでの音響放射を可能にしようとする場合に、各スピーカユニット宛の駆動信号を演算する演算手段が大規模になるという問題があった。

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、小規模な演算手段により多様な指向性パターンでの音響放射を行うことができる音響再生装置を提供することを目的としている。

この発明は、複数のスピーカユニットをアレイ状に配列してなり、前記複数のスピーカユニットの配列がある仮想平面について鏡面対称をなすスピーカアレイと、
指示された指向性パターンでの音響再生が前記スピーカアレイにより行われるように、入力オーディオ信号に信号処理を施して前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を発生する手段であって、
（ａ）前記スピーカアレイが対面する空間を前記仮想平面により２個のセクタに等分割し、前記指示された指向性パターンが前記２個のセクタのうちの所定のセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンに基づき、所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を各スピーカユニット宛に出力し、
（ｂ）前記指示された指向性パターンが前記所定のセクタでないセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンを前記仮想平面について鏡面反転して、前記所定のセクタに属する指向性パターンとし、この指向性パターンに基づき、前記所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を本来のスピーカユニットの位置を前記仮想平面について鏡面反転した各位置の各スピーカユニット宛てに出力する演算手段と
を具備することを特徴とする音響再生装置を提供する。

この音響再生装置によれば、演算手段は、スピーカアレイが対面する空間を等分割した２つのセクタのうちの一方のセクタに属する指向性パターンに対応した演算能力を有していれば、この演算能力により、他方のセクタに属する指向性パターンに対応した演算をも行うことができる。従って、実現しようとする全ての指向性パターンに対応した演算を行うのに要する演算能力を半減させることができる。

また、この発明は、複数のスピーカユニットをアレイ状に配列してなり、前記複数のスピーカユニットの配列がその中心を垂直に貫く仮想回転対称軸についてＮ回対称をなすスピーカアレイと、
指示された指向性パターンでの音響再生が前記スピーカアレイにより行われるように、入力オーディオ信号に信号処理を施して前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を発生する手段であって、
（ａ）前記スピーカアレイが対面する空間を前記仮想回転対称軸を各々含む１または複数の仮想平面によりＮ個のセクタに等分割し、前記指示された指向性パターンが前記Ｎ個のセクタのうちの所定のセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンに基づき、所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を各スピーカユニット宛に出力し、
（ｂ）前記指示された指向性パターンが前記所定のセクタから前記仮想回転対称軸廻りにｋ／Ｎ回転（ｋ＝１〜Ｎ−１）したセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンを前記仮想回転対称軸廻りに−ｋ／Ｎ回転させて、前記所定のセクタに属する指向性パターンとし、この指向性パターンに基づき、前記所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を本来のスピーカユニットの位置から前記仮想回転対称軸廻りにｋ／Ｎ回転させた各位置の各スピーカユニット宛てに出力する演算手段と
を具備することを特徴とする音響再生装置を提供する。

この音響再生装置によれば、演算手段は、スピーカアレイが対面する空間をＮ等分割したＮ個のセクタのうちの１つのセクタ（上記所定のセクタ）に属する指向性パターンに対応した演算能力を有していれば、この演算能力により、他のセクタに属する指向性パターンに対応した演算をも行うことができる。従って、実現しようとする全ての指向性パターンに対応した演算を行うのに要する演算能力を１／Ｎにすることができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
図１はこの発明の一実施形態である音響再生装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、音響再生装置１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor；デジタル信号処理装置）１０を有している。そして、ＤＳＰ１０の後段には、ＤＳＰ１０から出力されるデータを各々記憶するＮ個（Ｎは複数）のレジスタからなる出力サンプルレジスタアレイ２０と、これらのＮ個のレジスタに記憶された各データのＤ／Ａ変換を各々行うＮ個のＤ／Ａ変換器３１と、これらのＤ／Ａ変換器３１から出力されるアナログ信号を各々増幅するＮ個のアンプ３２と、これらのアンプ３２により各々駆動されるＮ個のスピーカユニットＳＰを平坦なバッフル面上にアレイ状に配列したスピーカアレイ４０が設けられている。

ＤＳＰ１０には、図示しない音源から入力オーディオ信号が与えられ、図示しないホストコンピュータから指向性パターン指示情報が与えられる。ここで、入力オーディオ信号は、アナログオーディオ信号を所定のサンプリング周波数のサンプリングクロックによりサンプリングし、デジタル化した時系列サンプル列である。ＤＳＰ１０およびＮ個のＤ／Ａ変換器３１には、この入力オーディオ信号のサンプリング周波数と同一周波数のメインクロック（図示略）が与えられる。また、指向性パターン指示情報は、スピーカアレイ４０から放射する音響波の指向性パターンを指示する情報である。

ＤＳＰ１０は、演算部１１と、プログラムメモリ１２と、パラメータメモリ１３と、ワークメモリ１４とを有する。プログラムメモリ１２には、演算部１１が１サンプリング周期（上記メインクロックの１周期）の間に実行するプログラムが記憶される。このプログラムは、スピーカアレイ４０のＮ個のスピーカユニットＳＰの駆動に各々用いるＮ個の駆動信号サンプルを入力オーディオ信号に基づいて算出するプログラムである。パラメータメモリ１３には、このプログラムの実行の際に参照されるパラメータを格納したパラメータテーブルが記憶されている。

さらに詳述すると、本実施形態では、スピーカアレイ４０による音響放射の指向性パターンとして、予め複数種類の指向性パターンが想定されている。パラメータテーブルは、これらの指向性パターンの各々について、各指向性パターンでの音響放射を行うために、入力オーディオ信号に施すべき信号処理のパラメータ（例えばＦＩＲフィルタのためのフィルタ係数列）を定義したテーブルである。プログラムメモリ１２に記憶されたプログラムは、このパラメータメモリ１３内のパラメータテーブルを参照し、基本的には指向性パターン指示情報により指示された指向性パターンに対応付けられたパラメータを選択して信号処理に用いるように構成されている。

演算部１１は、メインクロックが立ち上がる度に、このプログラムメモリ１２内のプログラムの実行を開始し、同プログラムを構成する各命令をメインクロックよりも高速な演算クロックに同期して実行する。その際、ワークメモリ１４は、演算部１１により演算の途中結果の記憶などのためのワークエリアとして使用される。

各サンプリング周期において、演算部１１は、プログラムメモリ１２内のプログラムに従って、スピーカアレイ４０のＮ個のスピーカユニットＳＰの駆動に各々用いるＮ個の駆動信号サンプルを発生し、発生した駆動信号サンプルを、出力サンプルレジスタアレイ２０のＮ個のレジスタのうち該当するレジスタに書き込む。そして、Ｎ個のＤ／Ａ変換器３１は、各サンプリング周期において出力サンプルレジスタアレイ２０に記憶されたＮ個の駆動信号サンプルをメインクロックに同期して一斉にアナログ信号に変換する。これらのＮ個のアナログ信号は、Ｎ個のアンプ３２を介してスピーカアレイ４０のＮ個のスピーカユニットＳＰに与えられる。これによりスピーカアレイ４０から入力オーディオ信号に対応した音響波が放射される。

ところで、本実施形態のように、予め想定した各種の指向性パターンについて信号処理用のパラメータを予め用意し、パラメータテーブルとしてパラメータメモリ１３に記憶させる場合、指向性パターンの種類が多くなると、パラメータメモリ１３に記憶させるパラメータテーブルのサイズが大きなものとなる。本実施形態の目的は、このパラメータテーブルのサイズを減らすことにある。

本実施形態では、この目的を達成するため、スピーカユニットＳＰの配置に関して対称性を持ったスピーカアレイ４０を採用し、この対称性を利用した信号処理を演算部１１に行わせるようにしている。以下、その詳細を述べる。

図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に好適なスピーカアレイ４０におけるスピーカユニットＳＰの配置例を示す図である。図２（ａ）に示すスピーカアレイ４０では、鏡面対称をなすように各スピーカユニットＳＰが配置されている。また、図２（ｂ）および（ｃ）に示す各スピーカアレイ４０では、回転対称をなすように各スピーカユニットＳＰが配置されている。図２（ｂ）は６回対称の例、図２（ｃ）は４回対称の例である。

スピーカアレイ４０におけるスピーカユニットＳＰの配置が鏡面対称である場合、本実施形態におけるプログラムメモリ１２内のプログラムおよびパラメータメモリ１３内のパラメータテーブルの構成は次のようなものとなる。

まず、スピーカアレイ４０が対面する空間を鏡面対称面により２個のセクタに等分割し、パラメータテーブルには、２つのセクタのうち所定のセクタに属する指向性パターンに対応した信号処理のためのパラメータのみを格納する。２つのセクタのうちいずれのセクタを所定のセクタとするかは任意である。指向性パターンとセクタとの帰属関係をどのように定めるかに関しては各種の態様があり得る。例えば、ある指向性パターンがあるセクタ内の方角を指すような指向性パターンである場合に、そのセクタをその指向性パターンの帰属先としてもよい。しかし、これはあくまでも一例であり、例えば実現する指向性パターンが鏡面対称をなすＭ対の指向性パターンである場合には、各対の一方の指向性パターンを所定のセクタに属する指向性パターンとし、他方を所定のセクタ以外のセクタに属する指向性パターンとすればよい。

プログラムは、指向性パターン指示情報により指示された指向性パターンが２つのセクタのいずれに属するかを判定するステップを含む。

指示された指向性パターンが２個のセクタのうちの所定のセクタに属する指向性パターンである場合には、プログラムは、指示された指向性パターンに基づき、所定の演算方法により複数のスピーカユニットＳＰに与える駆動信号を得るための信号処理を演算部１１に実行させる。具体的には、指示された指向性パターンに対応したパラメータを、パラメータメモリ１３内のパラメータテーブルから読み出し、このパラメータを用いた信号処理を演算部１１に実行させる。そして、この信号処理により得られた各スピーカユニットＳＰ向けの駆動信号サンプルが各スピーカユニットＳＰに与えられるように、各駆動信号サンプルを出力サンプルレジスタアレイ２０における該当するレジスタに格納させる。

これに対し、指示された指向性パターンが所定のセクタでないセクタに属する指向性パターンである場合には、プログラムは、指示された指向性パターンを鏡面対称面について鏡面反転して、所定のセクタに属する指向性パターンとし、この指向性パターンに基づき、所定の演算方法により複数のスピーカユニットＳＰに与える駆動信号を得るための信号処理を行う。具体的には、指示された指向性パターンを鏡面反転させた指向性パターンに対応したパラメータを、パラメータメモリ１３内のパラメータテーブルから読み出し、このパラメータを用いた信号処理を演算部１１に実行させる。そして、この信号処理により得られた各スピーカユニットＳＰ向けの駆動信号サンプルが、各スピーカユニットＳＰを鏡面反転させた各位置のスピーカユニットＳＰに与えられるように、各駆動信号サンプルを出力サンプルレジスタアレイ２０における該当するレジスタに格納させる。

スピーカアレイ４０におけるスピーカユニットＳＰの配置がＮ回対称である場合、本実施形態におけるプログラムメモリ１２内のプログラムおよびパラメータメモリ１３内のパラメータテーブルの構成は次のようなものとなる。

まず、スピーカアレイ４０が対面する空間をＮ回対称軸を含む１または複数枚の仮想平面によりＮ個のセクタに等分割し、パラメータテーブルには、Ｎ個のセクタのうち所定のセクタに属する指向性パターンに対応した信号処理のためのパラメータのみを格納する。鏡面対称の場合と同様、Ｎ個のセクタのうちいずれのセクタを所定のセクタとするかは任意である。また、実現する各指向性パターンと各セクタとの帰属関係の定め方も任意である。例えば、ある指向性パターンがあるセクタ内の方角を指すような指向性パターンである場合に、そのセクタをその指向性パターンの帰属先としてもよい。しかし、これはあくまでも一例であり、例えばＮ回対称をなす指向性パターンのグループがＭグループあり、Ｎ×Ｍ種類の指向性パターンでの音響放射を行う場合には、グループ毎に、Ｎ回対称をなすＮ個の指向性パターンのうちの１つの指向性パターンを所定のセクタに属する指向性パターンとし、この指向性パターンをＮ回対称軸廻りにｋ／Ｎ回転（ｋ＝１〜Ｎ−１）ずつ回転させた各指向性パターンを所定のセクタ以外のセクタに属する指向性パターンとすればよい。

上記鏡面対称の場合と同様、プログラムは、指向性パターン指示情報により指示された指向性パターンがＮ個のセクタのいずれに属するかを判定するステップを含む。

指向性パターン指示情報により指示された指向性パターンがＮ個のセクタのうちの所定のセクタに属する指向性パターンである場合には、プログラムは、指示された指向性パターンに基づき、所定の演算方法により複数のスピーカユニットＳＰに与える駆動信号を得るための信号処理を演算部１１に実行させる。具体的には、指示された指向性パターンに対応したパラメータをパラメータメモリ１３内のパラメータテーブルから読み出し、このパラメータを用いた信号処理を演算部１１に実行させる。そして、この信号処理により得られた各スピーカユニットＳＰ向けの駆動信号サンプルが各スピーカユニットＳＰに与えられるように、各駆動信号サンプルを出力サンプルレジスタアレイ２０における該当するレジスタに格納させる。

これに対し、指示された指向性パターンが所定のセクタからＮ回対称軸廻りにｋ／Ｎ回転（ｋ＝１〜Ｎ−１）させたセクタに属する指向性パターンである場合には、プログラムは、指示された指向性パターンをＮ回対称軸廻りに−ｋ／Ｎ回転させて所定のセクタに属する指向性パターンとし、この指向性パターンに基づき、所定の演算方法により複数のスピーカユニットＳＰに与える駆動信号を得るための信号処理を行う。具体的には、指示された指向性パターンを−ｋ／Ｎ回転させた指向性パターンに対応したパラメータを、パラメータメモリ１３内のパラメータテーブルから読み出し、このパラメータを用いた信号処理を演算部１１に実行させる。そして、この信号処理により得られた各スピーカユニットＳＰ向けの駆動信号サンプルが、各スピーカユニットＳＰをＮ回対称軸廻りにｋ／Ｎ回転させた各位置のスピーカユニットＳＰに与えられるように、各駆動信号サンプルを出力サンプルレジスタアレイ２０における該当するレジスタに格納させる。

次に、以上の処理について具体例を挙げて説明する。
まず、図３（ａ）および（ｂ）を参照し、スピーカアレイ４０におけるスピーカユニットＳＰの配置が鏡面対称である場合について本実施形態による信号処理方法を説明する。図３（ａ）および（ｂ）に示す例において、スピーカアレイ４０における各スピーカユニットＳＰは、鏡面対称面Ｐについて鏡面対称をなしている。そこで、この鏡面対称面によりスピーカアレイ４０が対面している空間を二等分し、例えばスピーカアレイ４０に向かって右側の空間を第１セクタＳ１、左側の空間を第２セクタＳ２とする。

この例では、鏡面対称面Ｐについて鏡面対称をなす複数対の指向性パターン対が予め想定されている。そして、パラメータメモリ１３内のパラメータテーブルには、これらの鏡面対称をなす複数対の指向性パターンのうち第１セクタＳ１に属する各指向性パターンのみについてパラメータを記憶している。なお、対をなす２つの指向性パターンの各々は、一方が第１セクタＳ１に属するものとなり、他方が第２セクタＳ２に属するものとなればよく、各指向性パターンと各セクタとの帰属関係をどのように定めるかは任意である。

図３（ａ）に示す例では、第１セクタＳ１に属する指向性パターンＤａが指向性パターン指示情報により指示されている。この場合、演算部１１は、プログラムメモリ１２内のプログラムに従い、指向性パターンＤａに対応したパラメータをパラメータメモリ１３内のパラメータテーブルから読み出す。そして、この読み出したパラメータを用いた信号処理を入力オーディオ信号に施し、スピーカアレイ４０のＮ個のスピーカユニットＳＰの駆動に各々用いるＮ個の駆動信号サンプルを発生する。そして、発生したＮ個の駆動信号サンプルを、出力サンプルレジスタアレイ２０のＮ個のレジスタのうち該当するレジスタに書き込む。これにより指向性パターンＤａを持った音響波がスピーカアレイ４０から放射される。

これに対し、図３（ｂ）に示す例では、第２セクタＳ２に属する指向性パターンＤｂが指向性パターン指示情報により指示されている。パラメータメモリ１３内のパラメータテーブルは、この指向性パターンＤｂに対応したパラメータを含んでいないが、この指向性パターンＤｂと鏡面対称をなす指向性パターンＤａに対応したパラメータを含んでいる。そこで、演算部１１は、プログラムメモリ１２内のプログラムに従い、指向性パターンＤａに対応したパラメータをパラメータメモリ１３内のパラメータテーブルから読み出し、この読み出したパラメータを用いた信号処理により、入力オーディオ信号からＮ個のスピーカユニットＳＰ宛の駆動信号サンプルを発生する。そして、Ｎ個のスピーカユニットＳＰ宛の駆動信号サンプルを、出力サンプルレジスタアレイ２０のＮ個のレジスタのうち各スピーカユニットＳＰと鏡面対称をなすスピーカユニットＳＰに対応したレジスタに書き込む。すなわち、あるスピーカユニットＳＰａ宛の駆動信号サンプルは、スピーカユニットＳＰａと鏡面対称をなすスピーカユニットＳＰｂに供給されるように、スピーカユニットＳＰｂに対応したレジスタに格納するのである。これにより指向性パターンＤａと鏡面対称をなす指向性パターンＤｂを持った音響波がスピーカアレイ４０から放射される。

次に、図４（ａ）および（ｂ）を参照し、スピーカアレイ４０におけるスピーカユニットＳＰの配置が４回対称である場合について本実施形態による信号処理方法を説明する。図４（ａ）および（ｂ）に示す例では、スピーカアレイ４０と対面している空間が、４回対称軸を含む仮想平面Ｐ１およびＰ２により四等分されている。そして、この四等分された各空間は、スピーカアレイ４０に向かって反時計廻りに第１セクタＳ１、第２セクタＳ２、第３セクタＳ３、第４セクタＳ４となっている。

この例では、スピーカアレイ４０の中心を貫く仮想的な回転対称軸について４回対称をなす４個の指向性パターンのグループが予め複数グループ想定されている。そして、パラメータメモリ１３内のパラメータテーブルは、これらの４回対称をなす複数グループの指向性パターンのうち第１セクタＳ１に属する各指向性パターンのみについてパラメータを格納している。なお、１つのグループを構成する４個の指向性パターンの各々は、反時計廻りに並んだ各指向性パターンが第１セクタＳ１、第２セクタＳ２、第３セクタＳ３および第４セクタＳ４に各々属していればよく、このルールが守られるのであれば、各指向性パターンと各セクタとの帰属関係をどのように定めるかは任意である。

図４（ａ）に示す例では、第１セクタＳ１に属する指向性パターンＤｃが指向性パターン指示情報により指示されている。この場合、演算部１１は、プログラムメモリ１２内のプログラムに従い、指向性パターンＤｃに対応したパラメータをパラメータメモリ１３内のパラメータテーブルから読み出し、この読み出したパラメータを用いた信号処理を入力オーディオ信号に施し、この結果得られるＮ個の駆動信号サンプルを、出力サンプルレジスタアレイ２０のＮ個のレジスタに書き込む。これにより指向性パターンＤｃを持った音響波がスピーカアレイ４０から放射される。

これに対し、図４（ｂ）に示す例では、第３セクタＳ３に属する指向性パターンＤｄが指向性パターン指示情報により指示されている。パラメータメモリ１３内のパラメータテーブルは、この指向性パターンＤｄに対応したパラメータを含んでいないが、この指向性パターンＤｄを−ｋ／Ｎ＝−２／４回転（時計廻り）させた第１セクタＳ１内の指向性パターンＤｃに対応したパラメータを含んでいる。そこで、演算部１１は、プログラムメモリ１２内のプログラムに従い、指向性パターンＤｃに対応したパラメータをパラメータメモリ１３内のパラメータテーブルから読み出し、この読み出したパラメータを用いた信号処理により、入力オーディオ信号からＮ個のスピーカユニットＳＰ宛の駆動信号サンプルを発生する。そして、Ｎ個のスピーカユニットＳＰ宛の駆動信号サンプルを、出力サンプルレジスタアレイ２０のＮ個のレジスタのうち各スピーカユニットＳＰを４回対称軸廻りにｋ／Ｎ＝２／４回転（反時計廻り）させた各スピーカユニットＳＰに対応したレジスタに書き込む。すなわち、あるスピーカユニットＳＰｃ宛の駆動信号サンプルは、このスピーカユニットＳＰｃを４回対称軸廻りに２／４回転させた位置のスピーカユニットＳＰｄに供給されるように、スピーカユニットＳＰｄに対応したレジスタに格納するのである。これにより指向性パターンＤｃを４回対称軸廻りに２／４回転させた指向性パターンＤｄを持った音響波がスピーカアレイ４０から放射される。

以上説明したように、本実施形態によれば、スピーカアレイ４０におけるスピーカユニットＳＰの配置が鏡面対称である場合には、演算手段たるＤＳＰ１０は、スピーカアレイ４０が対面する空間を等分割した２つのセクタのうちの一方のセクタに属する指向性パターンに対応した演算能力を有していれば、この演算能力により、他方のセクタに属する指向性パターンに対応した演算をも行うことができる。従って、実現しようとする全ての指向性パターンに対応した演算を行うのに要する演算能力を半減させることができる。また、スピーカアレイ４０におけるスピーカユニットＳＰの配置がＮ回対称である場合、演算手段たるＤＳＰ１０は、スピーカアレイ４０が対面する空間をＮ等分割したＮ個のセクタのうちの１つのセクタ（上記実施形態では第１セクタＳ１）に属する指向性パターンに対応した演算能力を有していれば、この演算能力により、他のセクタに属する指向性パターンに対応した演算をも行うことができる。従って、実現しようとする全ての指向性パターンに対応した演算を行うのに要する演算能力を１／Ｎにすることができる。従って、本実施形態によれば、信号処理に用いる演算手段の規模を小さくすることができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明にはこれ以外にも他の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。

（１）スピーカアレイ４０において、各スピーカユニットＳＰが配置されるバッフル面は曲面でもよい。

（２）上記実施形態では、信号処理のためのパラメータを求めるための演算処理としてテーブル参照処理を採用したが、テーブル参照処理以外の演算処理、例えば四則演算等の算術演算により、指示された指向性パターンに対応した信号処理のためのパラメータを算出するようにしてもよい。この場合も、算術演算によりパラメータの算出を行うプログラムを、特定のセクタ内の指向性パターンのみに対応した小規模なものにすることができるという利点がある。

この発明の一実施形態である音響再生装置１の構成を示すブロック図である。 同実施形態に好適なスピーカユニットＳＰの配置例を示す図である。 同実施形態においてスピーカユニットＳＰの配置が鏡面対称である場合における信号処理の方法を説明する図である。 同実施形態においてスピーカユニットＳＰの配置が４回対称である場合における信号処理の方法を説明する図である。

符号の説明

１０……ＤＳＰ、４０……スピーカアレイ、ＳＰ……スピーカユニット、１１……演算部、１２……プログラムメモリ、１３……パラメータメモリ。

Claims (4)

1. 複数のスピーカユニットをアレイ状に配列してなり、前記複数のスピーカユニットの配列がある仮想平面について鏡面対称をなすスピーカアレイと、
   指示された指向性パターンでの音響再生が前記スピーカアレイにより行われるように、入力オーディオ信号に信号処理を施して前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を発生する手段であって、
   （ａ）前記スピーカアレイが対面する空間を前記仮想平面により２個のセクタに等分割し、前記指示された指向性パターンが前記２個のセクタのうちの所定のセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンに基づき、所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を各スピーカユニット宛に出力し、
   （ｂ）前記指示された指向性パターンが前記所定のセクタでないセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンを前記仮想平面について鏡面反転して、前記所定のセクタに属する指向性パターンとし、この指向性パターンに基づき、前記所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を本来のスピーカユニットの位置を前記仮想平面について鏡面反転した各位置の各スピーカユニット宛てに出力する演算手段と
   を具備することを特徴とする音響再生装置。
2. 複数のスピーカユニットをアレイ状に配列してなり、前記複数のスピーカユニットの配列がその中心を垂直に貫く仮想回転対称軸についてＮ回対称をなすスピーカアレイと、
   指示された指向性パターンでの音響再生が前記スピーカアレイにより行われるように、入力オーディオ信号に信号処理を施して前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を発生する手段であって、
   （ａ）前記スピーカアレイが対面する空間を前記仮想回転対称軸を各々含む１または複数の仮想平面によりＮ個のセクタに等分割し、前記指示された指向性パターンが前記Ｎ個のセクタのうちの所定のセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンに基づき、所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を各スピーカユニット宛に出力し、
   （ｂ）前記指示された指向性パターンが前記所定のセクタから前記仮想回転対称軸廻りにｋ／Ｎ回転（ｋ＝１〜Ｎ−１）したセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンを前記仮想回転対称軸廻りに−ｋ／Ｎ回転させて、前記所定のセクタに属する指向性パターンとし、この指向性パターンに基づき、前記所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を本来のスピーカユニットの位置から前記仮想回転対称軸廻りにｋ／Ｎ回転させた各位置の各スピーカユニット宛てに出力する演算手段と
   を具備することを特徴とする音響再生装置。
3. コンピュータを、
   複数のスピーカユニットをアレイ状に配列してなり、前記複数のスピーカユニットの配列がある仮想平面について鏡面対称をなすスピーカアレイにより、指示された指向性パターンでの音響再生が行われるように、入力オーディオ信号に信号処理を施して前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を発生する手段であって、
   （ａ）前記スピーカアレイが対面する空間を前記仮想平面により２個のセクタに等分割し、前記指示された指向性パターンが前記２個のセクタのうちの所定のセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンに基づき、所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を各スピーカユニット宛に出力し、
   （ｂ）前記指示された指向性パターンが前記所定のセクタでないセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンを前記仮想平面について鏡面反転して、前記所定のセクタに属する指向性パターンとし、この指向性パターンに基づき、前記所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を本来のスピーカユニットの位置を前記仮想平面について鏡面反転した各位置の各スピーカユニット宛てに出力する演算手段と
   して機能させることを特徴とするプログラム。
4. コンピュータを、
   複数のスピーカユニットをアレイ状に配列してなり、前記複数のスピーカユニットの配列がその中心を垂直に貫く仮想回転対称軸についてＮ回対称をなすスピーカアレイにより、指示された指向性パターンでの音響再生が行われるように、入力オーディオ信号に信号処理を施して前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を発生する手段であって、
   （ａ）前記スピーカアレイが対面する空間を前記仮想回転対称軸を各々含む１または複数の仮想平面によりＮ個のセクタに等分割し、前記指示された指向性パターンが前記Ｎ個のセクタのうちの所定のセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンに基づき、所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を各スピーカユニット宛に出力し、
   （ｂ）前記指示された指向性パターンが前記所定のセクタから前記仮想回転対称軸廻りにｋ／Ｎ回転（ｋ＝１〜Ｎ−１）したセクタに属する指向性パターンである場合には、前記指示された指向性パターンを前記仮想回転対称軸廻りに−ｋ／Ｎ回転させて、前記所定のセクタに属する指向性パターンとし、この指向性パターンに基づき、前記所定の演算方法により前記複数のスピーカユニットに与える駆動信号を得るための信号処理を行い、この信号処理により得られた各スピーカユニット向けの駆動信号を本来のスピーカユニットの位置から前記仮想回転対称軸廻りにｋ／Ｎ回転させた各位置の各スピーカユニット宛てに出力する演算手段と
   して機能させることを特徴とするプログラム。

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