JP2009100144A - 音場制御装置、音場制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ホームシアターなどのマルチチャンネル音声再生時代のスピーカ設置において、５．１チャンネルのスピーカ構成で、広いサービスエリアを持ち、７．１チャンネルの音像定位と臨場感を得る音場制御装置を簡単な構成で実現する。
【解決手段】フロントＬチャンネルスピーカ、フロントＲチャンネルスピーカと音圧周波数特性の揃った一対のサラウンドスピーカを視聴位置の後方左右に配置してなる５．１チャンネル音場再生方式のスピーカシステムを用いて、７．１チャンネルの音像定位と臨場感を得るため、７．１チャンネル信号のうち、設置の簡略化を図るために、削除する一対のサラウンドスピーカの再生成分を、前記５．１チャンネルスピーカで同じ音質と音像定位を実現するための音質補正イコライザ１〜４と掛算器５〜８を設け、配置されている５．１チャンネルスピーカに信号を分配加算する加算器９，１０からなる音場制御装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マルチチャンネル音場再生において、５．１チャンネルのスピーカシステム
で７．１チャンネル信号の音場を再生するための音場制御技術に関するものである。

昨今のＡＶ機器でのオーディオ再生においては、ホームシアター関連技術の開発が盛んであり、視聴者の周辺に複数のスピーカを配置し、全方向の臨場感を高めている。とりわけＤＶＤの開発により記録チャンネル数が増加し、２チャンネルステレオ方式から５．１チャンネルの音場再生へと発展し、現在では更に後方へ１本ないし、２本のスピーカを追加した６．１チャンネル、７．１チャンネルの音場再生へというようにチャンネル数が拡大しつつある。具体的には、７．１チャンネル信号として、Ｄｏｌｂｙ ＰｒｏＬｏｇｉｃ IIＸで５．１チャンネル信号源からの拡張によるものや、ＢＤ（Ｂｌｕ Ｒａｙ Ｄｉｓｃ）による７．１チャンネル記録そのものがある。更にはＤｏｌｂｙ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｌｕｓ方式など、現在最大１３.１チャンネルの記録方式が提案されている。この様に順次マルチチャンネル化が進んでいる。

図１６は従来のマルチチャンネル音場再生装置の一例を示した図である（特許文献１参照）。

以下、図１６を参照しながら、従来のマルチチャンネル音場再生装置について、その動作を説明する。

図１６は７．１チャンネルの信号を５．１チャンネルのスピーカで再生するマルチチャンネル音場再生方式の例であり、バックサラウンド信号ＬＢ１、ＲＢ１の和信号と差信号とを生成する第１の演算部Ｆ１ａと、前記和信号を処理する第１のＦＩＲフィルタＦ１ｂと、前記差信号を処理する第２のＦＩＲフィルタＦ１ｃと、前記第１及び第２のＦＩＲフィルタＦ１ｂ、Ｆ１ｃで処理された信号の和信号と差信号とを生成する第２の演算部Ｆ１ｄと、前記第２の演算部Ｆ１ｄで処理された和信号、差信号をそれぞれサイドサラウンド信号ＬＳ１、ＲＳ１に加算する加算器ａ、加算器ｂとで構成されている。

５．１チャンネル方式でのオーディオ再生については、図１８に示すＩＴＵ−Ｒ ＢＳ．７７５−１勧告のスピーカ配置が推奨されている。これは、正面のセンタースピーカ、±３０度のフロントＬ／Ｒスピーカ、±１００度〜１２０度のサイドサラウンドＬＳ／ＲＳスピーカの等距離設置を推奨している。７．１チャンネルのマルチチャンネル信号を再生するには、さらにバックサラウンドスピーカをサイドサラウンドスピーカの後方に設置すればよいが、一般家庭において、スピーカを７．１チャンネル分、等距離、指定角度に配置し、その中央で視聴できる環境を整備することはごくまれである。簡易的にはフロントＬ／Ｒスピーカだけでサラウンド効果を出す方法もあるが、その効果、視聴サービスエリアは狭い。できるだけ少ないスピーカ数である５．１チャンネルのスピーカ構成で７．１チャンネルのもつ音像定位と臨場感を出そうとするのが従来のマルチチャンネルオーディオ再生装置である。

この動作について説明する。まず始めに、５．１チャンネルのスピーカ配置を図１７に示すごとく構成しておく。ただし、前記５．１チャンネルのうち、０．１チャンネルの低域成分のみ含むＬＦＥチャンネル(Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｅｆｆｅｃｔ)信号は、低域成分なので、通常その音像定位感はないため、それを再生するＬＦＥスピーカは部屋のどこでも設定可能であり、ここでは図示していない。またサイドサラウンドスピーカは、図１８に示すＩＴＵ−Ｒ ＢＳ．７７５−１勧告のスピーカ配置の１１０度〜１２０度ではなく、真横の９０度方向に配置されている。

このように配置された５チャンネルのスピーカを利用して、バックサラウンド信号を処理し、サイドサラウンドスピーカに加算し再生する。

このバックサラウンド信号の処理について、図１６を用いて詳細に説明する。まず一対のバックサラウンド信号ＬＢ１、ＲＢ１はその和差成分を生成する第１の演算部Ｆ１ａを通過させ、前記和信号は第１のＦＩＲフィルタＦ１ｂで処理され、前記差信号は第２のＦＩＲフィルタＦ１ｃで処理される。前記第１及び第２のＦＩＲフィルタの伝達特性Ｐ、Ｎは
Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／(Ｓ＋Ａ)
Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／(Ｓ−Ａ)
で示される。ここで、Ｓは視聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ａは視聴者の逆側の耳までの伝達特性、Ｆは音像を定位させたい位置から視聴者の同じ側の耳までの伝達特性、Ｋは音像を定位させたい位置から視聴者の逆側の耳までの伝達特性とし、視聴者の頭部伝達関数を使用する。

このように一対のバックサラウンド信号ＬＢ１、ＲＢ１は音像定位処理され音声信号ＬＢ２、ＲＢ２として加算器ａ、加算器ｂにより音声信号ＬＳ１、ＲＳ１にそれぞれ加算し、ＬＳ、ＲＳ信号として左右サイドサラウンドスピーカＬＳ、ＲＳへ供給し再生する。この様にしてバックサラウンド信号を音像定位処理し、サイドサラウンドスピーカに加算し、再生することで、５．１チャンネルスピーカ構成で７．１チャンネルのもつ音像定位と臨場感を一般家庭で簡単に形成できる。
特開２００５−３４１２０８号公報

しかしながら、視聴者の頭部伝達関数を使用し、バックサラウンド信号ＬＢ１、ＲＢ１を音像定位処理し、加算器ａ、加算器ｂで音声信号ＬＳ１、ＲＳ１と合成加算し、左右サイドサラウンドスピーカＬＳ、ＲＳで再生する方式では、一人の視聴者に対する頭部伝達関数を使用し、精度の高い信号音の合成とキャンセル演算を行うため、一人の視聴者だけに対する７．１チャンネルの音像定位と臨場感は実現できるが、複数の視聴者に対するサービスエリアは確保できない。今後マルチチャンネル化が拡大展開し、家庭でのホームシアター産業が普及するには、そのサービスエリアの広さとスピーカシステムの簡単設置が必要となる。

本発明は、このようなサービスエリアの狭さの課題を解決するものであり、５．１チャンネルのスピーカ構成で、７．１チャンネルの音像定位と臨場感を広いサービスエリアで得る音場制御装置を構成することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の音場制御装置は、７．１チャンネル信号のバックサラウンドＬチャンネル信号を、それぞれ所定の第１および第２の音圧周波数特性補正特性で補正する第１および第２の音質補正イコライザと、前記７．１チャンネル信号のバックサラウンドＲチャンネル信号を、それぞれ前記第１および第２の音圧周波数特性補正特性で補正する第３および第４の音質補正イコライザと、前記７．１チャンネル信号のサイドサラウンドＬチャンネル信号と、前記第１の音質補正イコライザの出力信号と、前記第４の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算してサイドサラウンドＬチャンネルスピーカに供給する第１の加算器と、前記７．１チャンネル信号のサイドサラウンドＲチャンネル信号と、前記第２の音質補正イコライザの出力信号と、前記第３の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算してサイドサラウンドＲチャンネルスピーカに供給する第２の加算器とを備えたものである。

また本発明の音場制御装置は、７．１チャンネル信号のサイドサラウンドＬチャンネル信号を、それぞれ所定の第３および第４の音圧周波数特性補正特性で補正する第５および第６の音質補正イコライザと、前記７．１チャンネル信号のサイドサラウンドＲチャンネル信号を、それぞれ前記第３および第４の音圧周波数特性補正特性で補正する第７および第８の音質補正イコライザと、前記７．１チャンネル信号のバックサラウンドＬチャンネル信号と、前記第５の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記バックサラウンドＬチャンネルスピーカに供給する第３の加算器と、前記７．１チャンネル信号のフロントＬチャンネル信号と、前記第６の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算してフロントＬチャンネルスピーカに供給する第４の加算器と、前記７．１チャンネル信号のバックサラウンドＲチャンネル信号と、前記第７の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算してバックサラウンドＲチャンネルスピーカに供給する第５の加算器と、前記７．１チャンネル信号のフロントＲチャンネル信号と、前記第８の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算してフロントＲチャンネルスピーカに供給する第６の加算器とを備えたものである。

また本発明の音場制御装置は、６．１チャンネル信号のバックセンターサラウンドチャンネル信号を、所定の第５の音圧周波数特性補正特性で補正する第９の音質補正イコライザと、前記６．１チャンネル信号のサイドサラウンドＬチャンネル信号と、前記第９の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算してサイドサラウンドＬチャンネルスピーカに供給する第７の加算器と、
前記６．１チャンネル信号のサイドサラウンドＲチャンネル信号と、前記第９の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算してサイドサラウンドＲチャンネルスピーカに供給する第８の加算器とを備えたものである。

本発明の音場制御装置は、上記構成により、５．１チャンネルのスピーカ構成で、広いサービスエリアを持ち、７．１チャンネルの音像定位と臨場感を得る音場制御装置を簡単な構成で実現できるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における音場制御装置について、以下にその動作と各構成要素を詳しく説明する。

図１は本発明の実施の形態１における音場制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示す音場制御装置は、７．１チャンネルのサラウンドスピーカの内、一対のバックサラウンドスピーカを削除し、その信号を一対のサイドサラウンドスピーカで再生することにより、７．１チャンネルの信号を５．１チャンネルのスピーカ構成で再生する方法であり、音質補正イコライザ１〜４、掛算器５〜８および加算器９，１０からなる。

図２は、図１に示す音場制御装置の信号出力を再生する５．１チャンネルのスピーカ配置構成および音像定位を説明する説明図である。

まず、後方への音像定位方法について説明する。入力される７．１チャンネル信号のうち、フロントＣ信号は図２に示すごとく、視聴者２７の視聴位置の前方へ配置されたフロントＣチャンネルスピーカ２１で再生すると共に、フロントＬ信号、フロントＲ信号は、視聴位置の前方左右３０度方向に位置するフロントＬチャンネルスピーカ２０、フロントＲチャンネルスピーカ２２でそれぞれ再生する。また低域成分のみが含まれるＬＦＥチャンネル信号は、低域成分なので、通常その音像定位感はないため、それを再生するＬＦＥスピーカは部屋のどこでも設定可能であり、ここでは図示を省略する。

次に、サイドサラウンドスピーカによる擬似バックサラウンドスピーカ位置への音像定位について説明する。図１において、入力される７．１チャンネル信号のうち、ＬＢ信号を後述する第１の音圧周波数特性補正特性を有する音質補正イコライザ１で音質補正し、掛算器５を経由してＫ１倍に（例えば０．８５倍に）レベル調整し、加算器９により、入力されるＬＳ１信号と加算合成し、出力ＬＳを得る。このＬＳ信号を図２に示すＩＴＵ−Ｒ ＢＳ．７７５−１勧告のスピーカ配置の後方１１０度に配置されたサイドサラウンドＬＳチャンネルスピーカ２３で再生する。また同時に、入力される前記ＬＢ信号を後述する第２の音圧周波数特性補正特性を有する音質補正イコライザ２で音質補正し、掛算器６を経由してＫ２倍に（例えば０．５倍に）レベル調整し、加算器１０により、入力されるＲＳ１信号と加算合成し、出力ＲＳを得る。このＲＳ信号を図２に示す、同じくＩＴＵ−Ｒ ＢＳ．７７５−１勧告のスピーカ配置の逆側の後方２５０度に配置されたサイドサラウンドＲＳチャンネルスピーカ２４で再生する。

このようにして入力されるＬＢ信号を一対のサイドサラウンドスピーカに掛算器５，６によってレベル調整して分配すれば、分配比によって所定の擬似バックサラウンドＬＢチャンネルスピーカ２５の方向に合成定位でき、またサイドサラウンドスピーカは視聴者２７より後方配置であるので、図２に示す音像定位方向、すなわち視聴者２７の左後方へ音像定位させることが可能になる。

また同様に、図１において、入力される７．１チャンネル信号のうち、ＲＢ信号を第１の音圧周波数特性補正特性を有する音質補正イコライザ３で音質補正し、掛算器７を経由してＫ１倍にレベル調整し、加算器１０により、入力されるＲＳ１信号と加算合成し、出力ＲＳを得る。このＲＳ信号を図２に示すＩＴＵ−Ｒ ＢＳ．７７５−１勧告のスピーカ配置の後方２５０度に配置されたサイドサラウンドＲＳチャンネルスピーカ２４で再生する。また同時に、入力される前記ＲＢ信号を第２の音圧周波数特性補正特性を有する音質補正イコライザ４で音質補正し、掛算器８を経由してＫ２倍にレベル調整し、加算器９より、入力されるＬＳ１信号と加算合成し、出力ＬＳを得る。このＬＳ信号を図２に示す同じく、ＩＴＵ−Ｒ ＢＳ．７７５−１勧告のスピーカ配置の逆側の後方１１０度に配置されたサイドサラウンドＬＳチャンネルスピーカ２３で再生する。

このようにして入力されるＲＢ信号を一対のサイドサラウンドスピーカに掛算器７，８によってレベル調整して分配すれば、分配比によって左右の所定の擬似バックサラウンドＲＢチャンネルスピーカ２６の方向に合成定位でき、またサイドサラウンドスピーカは視聴者２７の後方配置であるので、視聴者２７の右後方へ音像定位することが可能になる。

次に、音質補正方法について説明する。

図３は本発明の実施の形態１の音質補正動作の原理を説明するために、各スピーカ位置から視聴者の左耳までの音圧周波数特性の測定方法を示す説明図である。図３に示すように、視聴者２７の周囲に同じ特性のスピーカ２８を複数配置し、視聴者２７の位置に人間の頭部を模擬し、外耳道入り口にマイクを具備するダミーヘッドマイクを配置しそれによってスピーカの音圧周波数特性を測定する。このようにして測定した実測例を図４に示す。

図４は４５度単位で視聴者の周辺に同じスピーカ２８を配置し、前方０度方向の音圧周波数特性に対する各角度の音圧周波数特性の差分を測定計算したものである。図４に示す測定結果より、次のことが言える。すなわち、１ＫＨｚ以上の周波数帯域において、スピーカの配置角度が増加すると高域が低下し、また６ＫＨｚ以上に細かなピーク／ディップが存在する。これは、頭部形状、耳殻の形状からくる音の回折、干渉で発生するものとして知られている頭部伝達関数による音圧周波数特性の変化である。この音圧周波数特性の変化に着目し、本発明の実施の形態１は、図２に示す擬似バックサラウンドＬＢチャンネルスピーカ２５を１４０度の位置に配置させるものである。

１４０度の位置に定位されるべき擬似バックサラウンドＬＢ信号を、１１０度および２５０度の位置に配置されたサイドサラウンドスピーカＬＳ、ＲＳで合成定位させるための音質補正イコライザ１，２の第１および第２の音圧周波数特性補正特性ＥＱ１、ＥＱ２は、
ＥＱ１＝Ｆ（１４０度）−Ｆ（１１０度）
ＥＱ２＝Ｆ（１４０度）−Ｆ（２５０度）
となる。ここで、Ｆ（θ）は角度θでの音圧周波数特性を表し、上記減算は、ｄＢ値すなわち対数軸上での減算を意味する。これらの特性例をそれぞれ図５、図６に示す。

また、２２０度の位置に配置されるべき擬似バックサラウンドＲＢ信号を１１０度および２５０度の位置に配置されたサイドサラウンドスピーカＬＳ、ＲＳで合成定位させるための音質補正イコライザ３，４の音圧周波数特性補正特性ＥＱ１、ＥＱ２も同様である。

図７は、この音圧周波数特性補正特性を実現させる方法の一例としての、１／３オクターブバンドのイコライザによるイコライザ補正特性表である。

このように擬似的に定位させたいスピーカ位置の角度を想定し、実スピーカで合成して定位する場合、スピーカ配置角度差による音質差を、音質補正イコライザを使用して音圧周波数特性の補正を行うことで、同じサイドサラウンドスピーカから再生されるサラウンド信号でも、音質差によりサイドサラウンド信号か、バックサラウンド信号かの差別化が図られる。

以上のように本発明の実施の形態１における音場制御装置では、バックサラウンド信号を音質補正し、配置されているサイドサラウンドスピーカに分配加算することで、５．１チャンネルスピーカ構成で、７．１チャンネルの音像定位と臨場感を得ることができ、しかも頭部伝達関数を用いた、一人の視聴者に対するＦＩＲフィルタなどによる詳細な信号音の合成とキャンセル演算ではなく、音圧周波数特性のみの補正を行うので、複数の視聴者に対するサービスエリアの確保が可能となる。

なお、本実施の形態では、サイドサラウンドスピーカＬＳ、ＲＳを視聴者の後方左右に配置しているが、これらを視聴者の側方左右に配置するようにしても良い。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における音場制御装置について、以下にその動作と各構成要素を詳しく説明する。

図８は本発明の実施の形態２における音場制御装置の構成を示すブロック図である。図８に示す音場制御装置は、図１８に示すＩＴＵ−Ｒ ＢＳ．７７５−１勧告のスピーカ配置の内、部屋の都合上、１１０度、２５０度のサイドサラウンドスピーカの位置にサラウンドスピーカが配置できず、１４０度、２２０度のバックサラウンドスピーカの位置にサラウンドスピーカを配置する場合であり、音質補正イコライザ３０〜３３、掛算器３４〜３７、加算器３８〜４１からなる。

図９は、図８に示す音場制御装置の信号出力を再生する５．１チャンネルのスピーカ配置および音像定位を説明する説明図である。

まず、側方への音像定位方法について説明する。入力される７．１チャンネル信号のうち、フロントＣ信号は図９に示すごとく、視聴者２７の前方へ配置されたフロントＣチャンネルスピーカ５１で再生すると共に、フロントＬ信号、フロントＲ信号は、前方左右３０度方向に位置するフロントＬチャンネルスピーカ５０、フロントＲチャンネルスピーカ５２でそれぞれ再生する。また低域成分のみを含むＬＦＥチャンネル信号は、低域成分なので、通常その音像定位感はないため、それを再生するＬＦＥスピーカは部屋のどこでも設定可能であり、ここでは図示を省略する。

次に、バックサラウンドスピーカによる擬似サイドサラウンドスピーカ位置への音像定位について説明する。図８において、入力される７．１チャンネル信号のうち、ＬＳ信号を後述する第３の音圧周波数特性補正特性を有する音質補正イコライザ３０で音質補正し、掛算器３４を経由してＫ３倍に（例えば０．７５倍に）レベル調整し、加算器３８により、入力されるＬＢ１信号と加算合成し、出力ＬＢを得る。このＬＢ信号を図９に示す後方１４０度に配置されたバックサラウンドＬＢチャンネルスピーカ５５で再生する。また同時に、入力される前記ＬＳ信号を後述する第４の音圧周波数特性補正特性を有する音質補正イコライザ３１で音質補正し、掛算器３５を経由してＫ４倍に（例えば０．２５倍に）レベル調整し、加算器３９により、入力されるＬ１信号と加算合成し、出力Ｌを得る。このＬ信号を図９に示す前方３０度に配置されたフロントＬチャンネルスピーカ５０で再生する。

このようにして、入力されるＬＳ信号を同じＬ側のバックサラウンドスピーカに掛算器３４によってレベル調整して分配し、同じＬ側のフロントスピーカに掛算器３５によってレベル調整して分配すれば、分配比によって所定の擬似サイドサラウンドＬＳチャンネルスピーカ５３の方向に合成定位でき、図９に示す音像定位方向、すなわち視聴者２７の左側方へ音像定位させることが可能になる。

また同様に、図８において、入力される７．１チャンネル信号のうち、ＲＳ信号を第３の音圧周波数特性補正特性を有する音質補正イコライザ３２で音質補正し、掛算器３６を経由してＫ３倍にレベル調整し、加算器４０により、入力されるＲＢ１信号と加算合成し、出力ＲＢを得る。このＲＢ信号を図９に示す後方２２０度に配置されたバックサラウンドＲＢチャンネルスピーカ５６で再生する。また同時に、入力される前記ＲＳ信号を第４の音圧周波数特性補正特性を有する音質補正イコライザ３３で音質補正し、掛算器３７を経由してＫ４倍にレベル調整し、加算器４１より、入力されるＲ１信号と加算合成し、出力Ｒを得る。このＲ信号を図９に示す前方３３０度に配置されたフロントＲチャンネルスピーカ５２で再生する。

このようにして入力されるＲＳ信号を同じＲ側のバックサラウンドスピーカに掛算器３６によってレベル調整して分配し、同じＲ側のフロントスピーカに掛算器３７によってレベル調整して分配すれば、分配比によって所定の擬似サイドサラウンドＲＳチャンネルスピーカ５４の方向に合成定位でき、視聴者２７の右側方へ音像定位することが可能になる。

次に、音質補正方法について説明する。音質補正の動作原理は実施の形態１と同じであり、ここでは説明を省略する。本発明の実施の形態２は、図９に示す擬似サイドサラウンドＬＳチャンネルスピーカ５３を１１０度の位置に配置させるものである。

１１０度の位置に定位されるべき擬似バックサラウンドＬＳ信号を、１４０度の位置に配置するバックサラウンドＬＢチャンネルスピーカ５５と３０度の位置に配置されるフロントＬチャンネルスピーカ５０で合成定位させるための音質補正イコライザ３０，３１の第３、第４の音圧周波数特性補正特性ＥＱ３、ＥＱ４は、
ＥＱ３＝Ｆ（１１０度）−Ｆ（１４０度）
ＥＱ４＝Ｆ（１１０度）−Ｆ（３０度）
となる。これらの特性例をそれぞれ図１０、図１１に示す。

また、２５０度の位置に定位されるべき擬似サイドサラウンドＲＳ信号を、２２０度の位置に配置されたバックサラウンドＲＢチャンネルスピーカ５６とフロントＲチャンネルスピーカ５２で合成定位させるための音質補正イコライザ３２，３３の音圧周波数特性補正特性ＥＱ３、ＥＱ４も同様である。

図１２はこの音圧周波数特性補正特性を実現させる方法の一例としての、１／３オクターブバンドのイコライザによるイコライザ補正特性表である。

このように擬似的に定位させたいスピーカ位置の角度を想定し、実スピーカで合成して定位する場合、スピーカ配置角度差による音質差を、音質補正イコライザを使用して音圧周波数特性の補正を行うことで、同じフロントスピーカ位置から再生されるフロント信号とサイドサラウンド信号の音質差による差別化、同じバックサラウンドスピーカ位置から再生されるサイドサラウンド信号とバックサラウンド信号の音質差による差別化が図られる。

ただし、音質変化を制御しているので、配置されるスピーカの内、フロントＬチャンネルスピーカ、フロントＲチャンネルスピーカとバックサラウンドスピーカは、音圧周波数特性が同じか、もしくはデジタル処理などで同じ音圧周波数特性にそろえることが望ましい。

以上のように本発明の実施の形態２における音場制御装置では、サイドサラウンド信号を音質補正し、配置されているフロントスピーカおよびバックサラウンドスピーカに分配加算することで、５．１チャンネルスピーカ構成で、７．１チャンネルの音像定位と臨場感を得ることができ、しかも頭部伝達関数を用いた、一人の視聴者に対するＦＩＲフィルタなどによる詳細な信号音の合成とキャンセル演算ではなく、音圧周波数特性のみの補正を行うので、複数の視聴者に対するサービスエリアの確保が可能となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における音場制御装置について説明する。実施の形態３における音場制御装置は、実施の形態１の応用として、ｄｏｌｂｙ ｄｉｇｉｔａｌ ＥＸやｄｔｓ−ＥＳなどで定義されている６．１チャンネル信号を５．１チャンネルスピーカ構成で再生して、６．１チャンネルの音像定位と臨場感を得ることができるものである。

Ｄｏｌｂｙ ｄｉｇｉｔａｌ ＥＸやｄｔｓ−ＥＳなどで定義されている６．１チャンネル信号は、図１８に示すＩＴＵ−Ｒ ＢＳ．７７５−１勧告のスピーカ配置推奨のスピーカ構成に対して、１８０度の位置にモノラルのバックセンターサラウンドスピーカを追加して再生させる方式である。

図１３に実施の形態３における音場制御装置のブロック図を示す。図１３に示す音場制御装置は、実施の形態１で説明した５．１チャンネルスピーカ構成で６．１チャンネル信号を再生する場合の音像制御装置であり、バックセンターサラウンド信号ＳＢを音質補正イコライザ６０で音質補正し、掛算器６１で３ｄＢ減衰させたものを、図１に示す前述のバックサラウンド信号ＬＢ、ＲＢとし、配置されているサイドサラウンドスピーカＬＳ、ＲＳに分配加算することで、５．１チャンネルスピーカ構成で、６．１チャンネルの音像定位と臨場感を得ることができるものである。

図１４は、実施の形態３におけるスピーカ配置と、後方１８０度の位置に定位すべき擬似バックセンターサラウンドＳＢチャンネルスピーカ６２の信号の音像定位の説明図であり、加算レベル調整用の掛算器５，６の係数Ｋ１、Ｋ２を等しく（例えばＫ１＝Ｋ２＝１に）設定すれば後方中央に定位する。

音質補正イコライザ６０の音質補正特性ＥＱ５は、
ＥＱ５＝Ｆ（１８０度）−Ｆ（１４０度）
となるが、Ｆ（１８０度）とＦ（１４０度）との差が殆どないため、実用上はＥＱ５はフラットでも構わない。

ところで、図１３に示す音場制御装置において、掛算器５，８の出力の和と、掛算器６，７の出力の和は、ともに掛算器６１の出力に（ＥＱ１×Ｋ１＋ＥＱ２×Ｋ２）を掛けたものに等しくなるため、音質補正イコライザ１〜４および掛算器５〜８を削除し、音質補正イコライザ６０の特性を、ＥＱ５にこれらの削除した音質補正イコライザの特性を含めた特性ＥＱ６になるようにしたものと等価になる。この場合、音質補正特性ＥＱ６は、
ＥＱ６＝Ｆ（１８０度）−Ｆ（１１０度）
となる。

（実施の形態４）
図１５に本発明の実施の形態４における音質制御装置を示す。実施の形態４における音場制御装置は、実施の形態２で説明した５．１チャンネルスピーカ構成で６．１チャンネル信号を再生する場合の音像制御装置であり、バックセンターサラウンド信号ＳＢを音質補正イコライザ６０で音質補正し、掛算器６１で３ｄＢ減衰させたものを図８に示すバックサラウンド信号ＬＢ１、ＲＢ１とし、配置されているバックサラウンドスピーカＬＢ、ＲＢに加算することで、５．１チャンネルスピーカ構成で、６．１チャンネルの音像定位と臨場感を得ることができるものである。

本発明に係る音場制御装置によれば、５．１チャンネルスピーカ構成で、７．１チャンネルの音像定位と臨場感を得ることができ、音圧周波数特性のみの補正と、簡単な加算合成を行うので、信号処理回路の簡単化が図られると共に、複数の視聴者に対するサービスエリアの確保が可能となり、今後マルチチャンネル化の増加に伴うスピーカシステムの簡単設置には有用であり、サラウンドシステムの普及の鍵であるサービスエリアの広さ確保にはとりわけ有用である。

本発明の実施の形態１における音場制御装置のブロック図 本発明の実施の形態１におけるスピーカ配置と音像定位の説明図 本発明の実施の形態１の動作原理を説明するスピーカ位置の説明図 本発明の実施の形態１の動作原理を説明する音圧周波数特性図 本発明の実施の形態１におけるＥＱ１の音圧周波数特性補正特性図 本発明の実施の形態１におけるＥＱ２の音圧周波数特性補正特性図 本発明の実施の形態１におけるＥＱ１、ＥＱ２の音圧周波数特性補正特性表を示す図 本発明の実施の形態２における音場制御装置のブロック図 本発明の実施の形態２におけるスピーカ配置と音像定位の説明図 本発明の実施の形態２におけるＥＱ３の音圧周波数特性補正特性図 本発明の実施の形態２におけるＥＱ４の音圧周波数特性補正特性図 本発明の実施の形態２におけるＥＱ３、ＥＱ４の音圧周波数特性補正特性表を示す図 本発明の実施の形態３における音場制御装置のブロック図 本発明の実施の形態３におけるスピーカ配置と音像定位の説明図 本発明の実施の形態４における音場制御装置のブロック図 従来のオーディオ再生装置のブロック図 従来のオーディオ再生装置のスピーカ配置図 ＩＴＵ−Ｒ勧告のスピーカ配置図

符号の説明

１〜４ 音質補正イコライザ
５〜８ 掛算器
９，１０ 加算器
２０ フロントＬチャンネルスピーカ
２１ フロントＣチャンネルスピーカ
２２ フロントＲチャンネルスピーカ
２３ サイドサラウンドＬＳチャンネルスピーカ
２４ サイドサラウンドＲＳチャンネルスピーカ
２５ 擬似バックサラウンドＬＢチャンネルスピーカ
２６ 擬似バックサラウンドＲＢチャンネルスピーカ
２７ 視聴者
２８ スピーカ
３０〜３３ 音質補正イコライザ
３４〜３７ 掛算器
３８〜４１ 加算器
５０ フロントＬチャンネルスピーカ
５１ フロントＣチャンネルスピーカ
５２ フロントＲチャンネルスピーカ
５３ 擬似サイドサラウンドＬＳチャンネルスピーカ
５４ 擬似サイドサラウンドＲＳチャンネルスピーカ
５５ バックサラウンドＬＢチャンネルスピーカ
５６ バックサラウンドＲＢチャンネルスピーカ
６０ 音質補正イコライザ
６１ 掛算器
６２ 擬似バックセンターサラウンドＳＢチャンネルスピーカ

Claims (13)

1. 視聴位置の前方中央に配置するセンターチャンネルスピーカと、視聴位置の前方左右に配置するフロントＬチャンネルスピーカおよびフロントＲチャンネルスピーカと、視聴位置の側方左右もしくは後方左右に配置するサイドサラウンドＬチャンネルスピーカおよびサイドサラウンドＲチャンネルスピーカとを含む５．１チャンネル用スピーカシステムを用いて、センターチャンネル信号と、フロントＬチャンネル信号と、フロントＲチャンネル信号と、サイドサラウンドＬチャンネル信号と、サイドサラウンドＲチャンネル信号と、前記サイドサラウンドＬチャンネルスピーカおよび前記サイドサラウンドＬチャンネルスピーカよりも後方の左右に定位すべきバックサラウンドＬチャンネル信号およびバックサラウンドＲチャンネル信号とを含む７．１チャンネル信号を再生するための音場制御装置であって、
   前記７．１チャンネル信号の前記バックサラウンドＬチャンネル信号を、それぞれ所定の第１および第２の音圧周波数特性補正特性で補正する第１および第２の音質補正イコライザと、
   前記７．１チャンネル信号の前記バックサラウンドＲチャンネル信号を、それぞれ前記第１および第２の音圧周波数特性補正特性で補正する第３および第４の音質補正イコライザと、
   前記７．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＬチャンネル信号と、前記第１の音質補正イコライザの出力信号と、前記第４の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記サイドサラウンドＬチャンネルスピーカに供給する第１の加算器と、
   前記７．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＲチャンネル信号と、前記第２の音質補正イコライザの出力信号と、前記第３の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記サイドサラウンドＲチャンネルスピーカに供給する第２の加算器とを備えた音場制御装置。
2. 前記第１の音圧周波数特性補正特性は、前記バックサラウンドＬチャンネル信号の定位すべき位置から前記視聴位置までの音圧周波数特性と、前記サイドサラウンドＬチャンネルスピーカの位置から前記視聴位置までの音圧周波数特性との差であり、
   前記第２の音圧周波数特性補正特性は、前記バックサラウンドＬチャンネル信号の定位すべき位置から前記視聴位置までの音圧周波数特性と、前記サイドサラウンドＲチャンネルスピーカの位置から前記視聴位置までの音圧周波数特性との差であることを特徴とする請求項１記載の音場制御装置。
3. 前記第１の加算器は、前記サイドサラウンドＬチャンネル信号と、前記第１の音質補正イコライザの出力信号と、前記第４の音質補正イコライザの出力信号とをほぼ１：０．８５：０．５の割合で加算し、
   前記第２の加算器は、前記サイドサラウンドＲチャンネル信号と、前記第３の音質補正イコライザの出力信号と、前記第２の音質補正イコライザの出力信号とをほぼ１：０．８５：０．５の割合で加算することを特徴とする請求項１記載の音場制御装置。
4. 視聴位置の前方中央に配置するセンターチャンネルスピーカと、視聴位置の前方左右に配置するフロントＬチャンネルスピーカおよびフロントＲチャンネルスピーカと、視聴位置の後方左右に配置するバックサラウンドＬチャンネルスピーカおよびバックサラウンドＲチャンネルスピーカとを含む５．１チャンネル用スピーカシステムを用いて、センターチャンネル信号と、フロントＬチャンネル信号と、フロントＲチャンネル信号と、バックサラウンドＬチャンネル信号と、バックサラウンドＲチャンネル信号と、前記フロントＬチャンネルスピーカの位置よりも後方でかつ前記バックサラウンドＬチャンネルスピーカの位置よりも前方に定位すべきサイドサラウンドＬチャンネル信号と、前記フロントＲチャンネルスピーカの位置よりも後方でかつ前記バックサラウンドＲチャンネルスピーカの位置よりも前方に定位すべきサイドサラウンドＲチャンネル信号とを含む７．１チャンネル信号を再生するための音場制御装置であって、
   前記７．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＬチャンネル信号を、それぞれ所定の第３および第４の音圧周波数特性補正特性で補正する第５および第６の音質補正イコライザと、
   前記７．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＲチャンネル信号を、それぞれ前記第３および第４の音圧周波数特性補正特性で補正する第７および第８の音質補正イコライザと、
   前記７．１チャンネル信号の前記バックサラウンドＬチャンネル信号と、前記第５の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記バックサラウンドＬチャンネルスピーカに供給する第３の加算器と、
   前記７．１チャンネル信号の前記フロントＬチャンネル信号と、前記第６の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記フロントＬチャンネルスピーカに供給する第４の加算器と、
   前記７．１チャンネル信号の前記バックサラウンドＲチャンネル信号と、前記第７の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記バックサラウンドＲチャンネルスピーカに供給する第５の加算器と、
   前記７．１チャンネル信号の前記フロントＲチャンネル信号と、前記第８の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記フロントＲチャンネルスピーカに供給する第６の加算器とを備えた音場制御装置。
5. 前記第３の音圧周波数特性補正特性は、前記サイドサラウンドＬチャンネル信号の定位すべき位置から前記視聴位置までの音圧周波数特性と、前記バックサラウンドＬチャンネルスピーカの位置から前記視聴位置までの音圧周波数特性との差であり、
   前記第４の音圧周波数特性補正特性は、前記サイドサラウンドＬチャンネル信号の定位すべき位置から前記視聴位置までの音圧周波数特性と、前記フロントＬチャンネルスピーカの位置から前記視聴位置までの音圧周波数特性との差であることを特徴とする請求項４記載の音場制御装置。
6. 前記第３の加算器は、前記バックサラウンドＬチャンネル信号と、前記第５の音質補正イコライザの出力信号とをほぼ１：０．７５の割合で加算し、
   前記第４の加算器は、前記フロントＬチャンネル信号と、前記第６の音質補正イコライザの出力信号とをほぼ１：０．２５の割合で加算し、
   前記第５の加算器は、前記バックサラウンドＲチャンネル信号と、前記第７の音質補正イコライザの出力信号とをほぼ１：０．７５の割合で加算し、
   前記第６の加算器は、前記フロントＲチャンネル信号と、前記第８の音質補正イコライザの出力信号とをほぼ１：０．２５の割合で加算することを特徴とする請求項４記載の音場制御装置。
7. 視聴位置の前方中央に配置するセンターチャンネルスピーカと、視聴位置の前方左右に配置するフロントＬチャンネルスピーカおよびフロントＲチャンネルスピーカと、視聴位置の後方左右に配置するサイドサラウンドＬチャンネルスピーカおよびサイドサラウンドＲチャンネルスピーカとを含む５．１チャンネル用スピーカシステムを用いて、センターチャンネル信号と、フロントＬチャンネル信号と、フロントＲチャンネル信号と、サイドサラウンドＬチャンネル信号と、サイドサラウンドＲチャンネル信号と、後方中央に定位すべきバックセンターサラウンドチャンネル信号とを含む６．１チャンネル信号を再生するための音場制御装置であって、
   前記６．１チャンネル信号の前記バックセンターサラウンドチャンネル信号を、所定の第５の音圧周波数特性補正特性で補正する第９の音質補正イコライザと、
   前記６．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＬチャンネル信号と、前記第９の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記サイドサラウンドＬチャンネルスピーカに供給する第７の加算器と、
   前記６．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＲチャンネル信号と、前記第９の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記サイドサラウンドＲチャンネルスピーカに供給する第８の加算器とを備えた音場制御装置。
8. 前記第５の音圧周波数特性補正特性は、前記バックセンターサラウンドチャンネル信号の定位すべき位置から前記視聴位置までの音圧周波数特性と、前記サイドサラウンドＬチャンネルスピーカの位置から前記視聴位置までの音圧周波数特性との差であることを特徴とする請求項７記載の音場制御装置。
9. 前記第７の加算器は、前記サイドサラウンドＬチャンネル信号と、前記第９の音質補正イコライザの出力信号とをほぼ１：０．７の割合で加算し、
   前記第８の加算器は、前記サイドサラウンドＲチャンネル信号と、前記第９の音質補正イコライザの出力信号とをほぼ１：０．７の割合で加算することを特徴とする請求項７記載の音場制御装置。
10. 視聴位置の前方中央に配置するセンターチャンネルスピーカと、視聴位置の前方左右に配置するフロントＬチャンネルスピーカおよびフロントＲチャンネルスピーカと、視聴位置の側方左右もしくは後方左右に配置するサイドサラウンドＬチャンネルスピーカおよびサイドサラウンドＲチャンネルスピーカとを含む５．１チャンネル用スピーカシステムを用いて、センターチャンネル信号と、フロントＬチャンネル信号と、フロントＲチャンネル信号と、サイドサラウンドＬチャンネル信号と、サイドサラウンドＲチャンネル信号と、前記サイドサラウンドＬチャンネルスピーカおよび前記サイドサラウンドＬチャンネルスピーカよりも後方の左右に定位すべきバックサラウンドＬチャンネル信号およびバックサラウンドＲチャンネル信号とを含む７．１チャンネル信号を再生するための音場制御方法であって、
    前記７．１チャンネル信号の前記バックサラウンドＬチャンネル信号を、それぞれ所定の第１および第２の音圧周波数特性補正特性で補正する第１および第２の音質補正ステップと、
    前記７．１チャンネル信号の前記バックサラウンドＲチャンネル信号を、それぞれ前記第１および第２の音圧周波数特性補正特性で補正する第３および第４の音質補正ステップと、
    前記７．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＬチャンネル信号と、前記第１の音質補正イコライザの出力信号と、前記第４の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記サイドサラウンドＬチャンネルスピーカに供給する第１の加算ステップと、
    前記７．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＲチャンネル信号と、前記第２の音質補正イコライザの出力信号と、前記第３の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記サイドサラウンドＲチャンネルスピーカに供給する第２の加算ステップとを備えた音場制御方法。
11. 視聴位置の前方中央に配置するセンターチャンネルスピーカと、視聴位置の前方左右に配置するフロントＬチャンネルスピーカおよびフロントＲチャンネルスピーカと、視聴位置の後方左右に配置するバックサラウンドＬチャンネルスピーカおよびバックサラウンドＲチャンネルスピーカとを含む５．１チャンネル用スピーカシステムを用いて、センターチャンネル信号と、フロントＬチャンネル信号と、フロントＲチャンネル信号と、バックサラウンドＬチャンネル信号と、バックサラウンドＲチャンネル信号と、前記フロントＬチャンネルスピーカの位置よりも後方でかつ前記バックサラウンドＬチャンネルスピーカの位置よりも前方に定位すべきサイドサラウンドＬチャンネル信号と、前記フロントＲチャンネルスピーカの位置よりも後方でかつ前記バックサラウンドＲチャンネルスピーカの位置よりも前方に定位すべきサイドサラウンドＲチャンネル信号とを含む７．１チャンネル信号を再生するための音場制御方法であって、
    前記７．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＬチャンネル信号を、それぞれ所定の第３および第４の音圧周波数特性補正特性で補正する第５および第６の音質補正ステップと、
    前記７．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＲチャンネル信号を、それぞれ前記第３および第４の音圧周波数特性補正特性で補正する第７および第８の音質補正ステップと、
    前記７．１チャンネル信号の前記バックサラウンドＬチャンネル信号と、前記第５の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記バックサラウンドＬチャンネルスピーカに供給する第３の加算ステップと、
    前記７．１チャンネル信号のフロントＬチャンネル信号と、前記第６の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記フロントＬチャンネルスピーカに供給する第４の加算ステップと、
    前記７．１チャンネル信号の前記バックサラウンドＲチャンネル信号と、前記第７の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記バックサラウンドＲチャンネルスピーカに供給する第５の加算ステップと、
    前記７．１チャンネル信号のフロントＲチャンネル信号と、前記第８の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記フロントＲチャンネルスピーカに供給する第６の加算ステップとを備えた音場制御方法。
12. 視聴位置の前方中央に配置するセンターチャンネルスピーカと、視聴位置の前方左右に配置するフロントＬチャンネルスピーカおよびフロントＲチャンネルスピーカと、視聴位置の後方左右に配置するサイドサラウンドＬチャンネルスピーカおよびサイドサラウンドＲチャンネルスピーカとを含む５．１チャンネル用スピーカシステムを用いて、センターチャンネル信号と、フロントＬチャンネル信号と、フロントＲチャンネル信号と、サイドサラウンドＬチャンネル信号と、サイドサラウンドＲチャンネル信号と、後方中央に定位すべきバックセンターサラウンドチャンネル信号とを含む６．１チャンネル信号を再生するための音場制御方法であって、
    前記６．１チャンネル信号の前記バックセンターサラウンドチャンネル信号を、所定の第５の音圧周波数特性補正特性で補正する第９の音質補正ステップと、
    前記７．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＬチャンネル信号と、前記第９の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記サイドサラウンドＬチャンネルスピーカに供給する第７の加算ステップと、
    前記６．１チャンネル信号の前記サイドサラウンドＲチャンネル信号と、前記第９の音質補正イコライザの出力信号とを所定の割合で加算して前記サイドサラウンドＲチャンネルスピーカに供給する第８の加算ステップとを備えた音場制御方法。
13. 請求項１０〜１２のいずれかに記載の音場制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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