JP2009302666A - 音響処理装置、スピーカ装置および音響処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２台のスピーカの間隔が狭くても、少ない処理量で、定位感を損なわずに各スピーカの音像位置を拡大することができる音響処理装置、スピーカ装置および音響処理方法を提供すること。
【解決手段】本発明の実施形態に係るスピーカ装置１は、一方のチャンネルのオーディオデータに対して、数サンプルの遅延を用いたくし型フィルタのような簡易な構成で処理負荷の小さいフィルタ処理を施して４ｋＨｚから８ｋＨｚ近傍にディップ付与し、また位相を調整して、もう一方のチャンネルのオーディオデータに加算する音響処理を行う。そして、このような音響処理がされたオーディオデータに基づいて放音することにより、スピーカ装置１のスピーカ５００−Ｌとスピーカ５００−Ｒとが近い場所に設けられ、聴取者からの見開き角度が狭いものとなっていても、聴取者は、音像位置が拡大したように知覚することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステレオ再生時のスピーカ音像位置を拡大する技術に関する。

ステレオ再生可能なスピーカ装置には、Ｌｃｈ、Ｒｃｈ用の２台のスピーカが設けられているが、このようなスピーカが設けられる電気機器のうち小さいもの、例えば、携帯端末、小型のテレビなどである場合、また、携帯性、省スペース化を目的とした筐体とする場合などにおいては、２台のスピーカの間隔を広くできない場合がある。ステレオ再生により拡がりのある音場を再現することができるが、このように２台のスピーカの間隔が狭いと、聴取者からみたスピーカ位置の見開き角度が狭くなり、得られる音場の拡がりも狭いものとなってしまう。

そこで、２台のスピーカの間隔が狭いものであっても、音響処理を施すことによって擬似的に音場を拡げる技術が開発されている。例えば、特許文献１には、一方のチャンネルの信号を遅延させた遅延信号を他方のチャンネルに加算する技術が開示されている。また、特許文献２には、ＨＲＴＦ（Ｈｅａｄ−Ｒｅｌａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：頭部伝達関数）を用いた技術が開示されている。
特開平１０−２８０９７号公報 特開平０９−１１４４７９９号公報

特許文献１に開示された技術においては、音像を拡げることができるが、ぼやけた感じで拡がるため定位感が失われていた。特許文献２においては、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタなどの処理が必要であり膨大な処理量が必要であった。さらに、ＨＲＴＦを用いることにより定位感が明確に出せる一方、聴取者により頭部の形状が異なるため、聴取者によっては不自然な定位感となってしまうことがあった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、２台のスピーカの間隔が狭くても、少ない処理量で、定位感を損なわずに各スピーカの音像位置を拡大することができる音響処理装置、スピーカ装置および音響処理方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、ＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータを入力する入力手段と、前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータに対して、６２．５マイクロ秒から１２５マイクロ秒の範囲に予め設定された遅延時間の遅延処理を行う遅延手段と、前記遅延手段によって遅延されたＬｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオ信号に加算するとともに、前記遅延手段によって遅延されたＲｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＲｃｈオーディオ信号に加算する加算手段と、前記加算手段によって加算されたＬｃｈオーディオデータの位相を、前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整するとともに、前記加算手段によって加算されたＲｃｈオーディオデータの位相を、前記入力手段によって入力されたＲｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整する位相調整手段と、前記位相調整手段によって位相が調整されたＬｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＲｃｈオーディオデータに加算して出力するとともに、前記位相調整手段によって位相が調整されたＲｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータに加算して出力する出力手段とを具備することを特徴とする音響処理装置を提供する。

また、本発明は、ＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータを入力する入力手段と、ディップの最低周波数が４ｋＨｚから８ｋＨｚの範囲に予め設定された周波数特性を有し、前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータがおよびＲｃｈオーディオデータに対してフィルタ処理をするフィルタ処理手段と、前記フィルタ処理手段によってフィルタ処理がされたＬｃｈオーディオデータの位相を、前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整するとともに、前記フィルタ処理手段によってフィルタ処理がされたＲｃｈオーディオデータの位相を、前記入力手段によって入力されたＲｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整する位相調整手段と、前記位相調整手段によって位相が調整されたＬｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＲｃｈオーディオデータに加算して出力するとともに、前記位相調整手段によって位相が調整されたＲｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータに加算して出力する出力手段とを具備することを特徴とする音響処理装置を提供する。

また、別の好ましい態様において、前記位相調整手段による位相の調整は、前記入力手段から入力されたＬｃｈオーディオデータ、Ｒｃｈオーディオデータの位相とは逆相関係になるように行われることを特徴とする。

また、別の好ましい態様において、指示に応じて前記遅延手段に設定される遅延時間を決定する制御手段をさらに具備することを特徴とする。

また、本発明は、上記記載の音響処理装置と、供給されるオーディオ信号を放音するＬｃｈ用スピーカおよびＲｃｈ用スピーカと、前記出力手段から出力されるＲｃｈオーディオデータおよびＬｃｈオーディオデータをアナログ変換してＲｃｈオーディオ信号およびＬｃｈオーディオ信号として出力する変換手段と、前記変換手段から出力されたＲｃｈオーディオ信号およびＬｃｈオーディオ信号のそれぞれを増幅する増幅手段と、前記増幅手段によって増幅されたＲｃｈオーディオ信号およびＬｃｈオーディオ信号を、それぞれＲｃｈ用スピーカおよびＬｃｈ用スピーカに供給する供給手段とを有することを特徴とするスピーカ装置を提供する。

また、本発明は、ＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータを入力する入力過程と、前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータに対して、６２．５マイクロ秒から１２５マイクロ秒の範囲に予め設定された遅延時間の遅延処理を行う遅延過程と、前記遅延過程において遅延されたＬｃｈオーディオデータを前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオ信号に加算するとともに、前記遅延過程において遅延されたＲｃｈオーディオデータを前記入力過程によって入力されたＲｃｈオーディオ信号に加算する加算過程と、前記加算過程において加算されたＬｃｈオーディオデータの位相を、前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整するとともに、前記加算過程において加算されたＲｃｈオーディオデータの位相を、前記入力過程において入力されたＲｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整する位相調整過程と、前記位相調整過程において位相が調整されたＬｃｈオーディオデータを前記入力過程において入力されたＲｃｈオーディオデータに加算して出力するとともに、前記位相調整過程において位相が調整されたＲｃｈオーディオデータを前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータに加算して出力する出力過程とを備えることを特徴とする音響処理方法を提供する。

また、本発明は、ＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータを入力する入力過程と、ディップの最低周波数が４ｋＨｚから８ｋＨｚの範囲に予め設定された周波数特性を有し、前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータがおよびＲｃｈオーディオデータに対してフィルタ処理をするフィルタ処理過程と、前記フィルタ処理過程においてフィルタ処理がされたＬｃｈオーディオデータの位相を、前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整するとともに、前記フィルタ処理過程においてフィルタ処理がされたＲｃｈオーディオデータの位相を、前記入力過程において入力されたＲｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整する位相調整過程と、前記位相調整過程において位相が調整されたＬｃｈオーディオデータを前記入力過程において入力されたＲｃｈオーディオデータに加算して出力するとともに、前記位相調整過程において位相が調整されたＲｃｈオーディオデータを前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータに加算して出力する出力過程とを備えることを特徴とする音響処理方法を提供する。

本発明によれば、２台のスピーカの間隔が狭くても、少ない処理量で、定位感を損なわずに各スピーカの音像位置を拡大することができる音響処理装置、スピーカ装置および音響処理方法を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

＜実施形態＞
本発明の実施形態に係るスピーカ装置１は、図２に示すように、２台のスピーカ５００−Ｌ、５００−Ｒを有する。このスピーカ装置１は、入力されたオーディオデータに応じた放音を、２台のスピーカ５００−Ｌ、５００−Ｒの中心Ｃの正面方向（２台のスピーカ５００−Ｌ、５００−Ｒを結ぶ線の垂線方向）にいる聴取者１０００などに対して行うものであり、入力されたオーディオデータに後述する音響処理を施すことによって、聴取者１０００が知覚する各スピーカ５００−Ｌ、５００−Ｒの音像位置（片側角度α、見開き２α）を、例えば仮想スピーカ５０１−Ｌ、５０１−Ｒの位置（片側角度β、見開き２β）に拡げることができるようになっている。まず、従来のようにＨＲＴＦを用いた場合において、音像位置を拡げる音響処理を行う場合について簡単に説明した後、本発明の実施形態における音響処理を実現するスピーカ装置１の構成について説明する。なお、以下の説明においては、現実のスピーカ５００−Ｌ、５００Ｒを示す片側角度αが２０°であり、音像位置を拡げたときの仮想スピーカ５０１−Ｌ、５０１−Ｒを示す片側角度βが４５°であるものとして説明する。

ＨＴＲＦを用いる場合には、まず、各位置におけるスピーカから、右耳２０００−Ｒおよび左耳２０００−ＬまでのＨＲＴＦを取得する。ここで、片側角度α方向にあるスピーカからの直接経路のＨＲＴＦをＨａ（α）といい、間接経路のＨＲＴＦをＨｂ（α）という。

スピーカ５００−Ｒから右耳２０００−Ｒへの直接経路のＨＲＴＦ（以下、Ｈａ（２０°）という）を取得する。また、スピーカ５００−Ｒから左耳２０００−Ｌへの間接経路のＨＲＴＦ（以下、Ｈｂ（２０°）という）を取得する。同様に、仮想スピーカ５０１−Ｒの位置に配置したスピーカからも同様にして、Ｈａ（４５°）およびＨｂ(４５°)を取得する。なお、聴取者１０００が正中面の位置にいるため、スピーカ５００−ＬからのＨＲＴＦは、スピーカ５００−Ｒのものと同様になるため取得する必要は無い。また、ＨＲＴＦの取得は、公知の方法で行なえばよく、例えばダミーヘッドを用いた方法とすればよい。

そして、Ｒｃｈ用のオーディオデータ、Ｌｃｈ用のオーディオデータのそれぞれに対して、直接経路のＨＲＴＦであるＨａ（２０°）とＨａ（４５°）の差分（単位をｄＢとする場合にはＨａ（４５°）−Ｈａ（２０°））のＨＲＴＦを施し、また、これとは別に、Ｒｃｈ用のオーディオデータ、Ｌｃｈ用のオーディオデータのそれぞれに対して、間接経路のＨＲＴＦであるＨｂ（２０°）とＨｂ（４５°）の差分（単位をｄＢとする場合にはＨｂ（４５°）−Ｈｂ（２０°））のＨＲＴＦを施す。

スピーカ５００−Ｒから、直接経路の差分のＨＲＴＦが施されたＲｃｈ用のオーディオデータと、間接経路の差分のＨＲＴＦが施されたＬｃｈ用のオーディオデータとを加算したオーディオデータに基づく放音を行う一方、スピーカ５００−Ｌから、直接経路の差分のＨＲＴＦが施されたＬｃｈ用のオーディオデータと、間接経路の差分のＨＲＴＦが施されたＲｃｈ用のオーディオデータとを加算したオーディオデータに基づく放音を行う。

これにより、聴取者１０００は、スピーカ５００−Ｒからの放音を仮想スピーカ５０１−Ｒからの放音として知覚することができるが、上述したように、ＨＲＴＦを施す処理は非常に処理量が多く、装置への負荷が大きいものとなる。また、正確に再現するためには、各聴取者に対応するＨＲＴＦを取得する必要があり、頭部の形状が異なる聴取者によっては、違和感のある定位感となる場合がある。以上が、ＨＴＲＦを用いた場合の説明である。

次に、Ｈａ（α）、Ｈｂ（α）の周波数特性を、α＝２０°、３０°、４５°、６０°の場合について、それぞれ図４、図５、図６、図７に示す。それぞれαが変化すると、Ｈａ（α）、Ｈｂ（α）ともに様々な周波数帯域における周波数特性が変化しているが、出願人の音像定位の実験の結果、αが３０°以上における聴取者が知覚する音像定位は、Ｈｂ（α）における４ｋＨｚから８ｋＨｚ付近のディップが、大きく影響を及ぼしていることが判明した。

具体的には、図５から図７に示すように、αが３０°、４５°、６０°のとき、Ｈｂ（α）におけるディップの中心周波数はそれぞれ５ｋＨｚ、６ｋＨｚ、６．５ｋＨｚとなり、αが大きいほどディップの中心周波数が高くなっている。このように、ディップの中心周波数が大きくなるほど、知覚する音像定位の位置が拡がることも判明した。なお、これらのディップはある程度の半値幅を有するため、ディップとなる範囲は、４ｋＨｚから８ｋＨｚ付近に分布することとなる。

８ｋＨｚが上限となるのは、αがどの範囲であっても、８ｋＨｚ以上には大きなディップが存在するため、その周波数帯域においては、音像の定位への影響が小さいことによるものと考えられる。一方、４ｋＨｚが下限となるのは、αが３０°においては、５ｋＨｚ±１ｋＨｚの範囲にディップがあるが、αが２０°以下である場合には、この周波数範囲において顕著なディップは存在しないことによるものと考えられる。したがって、この周波数範囲におけるディップが、音像定位の拡大感に対して大きな影響を及ぼすと考えられる。なお、αが２０°未満についての周波数特性については図示を省略しているが、２０°の周波数特性と概ね同じものとなっている。

本発明の実施形態におけるスピーカ装置１は、上述のように、出願人の実験から得られた知見を応用して、本発明の効果を実現するものである。以下、本発明のスピーカ装置１の構成について、図１を用いて説明する。

入力部１００は、ＤＩＲ（デジタル・インターフェース・レシーバ）、ＡＤＣ（アナログ・デジタル・コンバータ）などから供給されるデジタルのオーディオデータをデコードしたオーディオデータを音響処理部２００に入力する。音響処理部２００に入力されるオーディオデータは、ステレオ２ｃｈのオーディオデータ（以下、ＬｃｈのオーディオデータをオーディオデータＳＬ、ＲｃｈのオーディオデータをオーディオデータＳＲという）であり、この例においては、サンプリング周波数が４８ｋＨｚのオーディオデータであるものとする。

音響処理部２００は、入力されたオーディオデータＳＬ、ＳＲに対して音響処理を行う。音響処理部２００は、Ｒｃｈ用フィルタ２１１、Ｌｃｈ用フィルタ２１２、増幅部２２１、２２２、加算部２３１、２３２を有する。この音響処理部２００の構成によって、上述したようなＨＲＴＦを用いた音響処理を簡易的に実現するものである。

Ｒｃｈ用フィルタ２１１は、遅延部２１１１および加算部２１１２を有するくし型フィルタであって、オーディオデータＳＲが入力され、所定の周波数特性のフィルタ処理を施してオーディオデータＳＲＣとして出力する。以下、Ｒｃｈ用フィルタ２１１を構成する遅延部２１１１および加算部２１１２について説明する。

遅延部２１１１は、入力されたオーディオデータＳＲに対して、予め設定された遅延時間の遅延処理を行う。この遅延時間は、この例においては、オーディオデータＳＲの４サンプル分（概ね８３．３マイクロ秒）の遅延処理を行う。加算部２１１２は、遅延部２１１１によって遅延処理されたオーディオデータＳＲを、入力部１００から入力されたオーディオデータＳＲに加算して、オーディオデータＳＲＣとして出力する。

ここで、くし型フィルタであるＲｃｈ用フィルタ２１１について、遅延部２１１１に設定される遅延時間と、フィルタ処理に係る周波数特性との関係について、図３を用いて説明する。図３は、遅延時間として、２サンプルから６サンプルの各々が設定された場合のＲｃｈ用フィルタ２１１の周波数特性を示す説明図である。ここで、それぞれの周波数特性に付された数字は、遅延時間として設定されたサンプル数を示している。このように、周波数特性は、所定の周波数範囲のディップを持つものとなり、ディップの中心周波数は、遅延時間に応じて決まるものである。くし型フィルタにおけるディップの中心周波数は、以下の式（１）で表される。

式（１）のＤＦ_ｎは、ディップの中心周波数（Ｈｚ）、Ｔ_ｄは遅延部２１１１に設定される遅延時間（秒）、ｎ＝１、２、３、・・・である。

この例のように、遅延時間Ｔ_ｄが４サンプル分（概ね８３．３マイクロ秒）である場合には、ディップの周波数のうち最低周波数であるＤＦ_１は、６ｋＨｚとなる。なお、遅延時間Ｔ_ｄが、２、３、４、５、６サンプルである場合に対応する周波数特性は、図３に示すように、ディップの最低周波数ＤＦ_１が、それぞれ、概ね１２、８、６、４．８、４ＫＨｚとなる周波数特性となる。

上述したように、ＨＴＲＦにおける４ｋＨｚから８ｋＨｚのディップが、見開き角度が拡がった音像定位に大きな影響を及ぼすから、この範囲外にディップの最低周波数ＤＦ_１が存在したとしても、この影響は小さくなる。したがって、遅延部２１１１に設定される遅延時間Ｔ_ｄは、周波数特性におけるディップの最低周波数ＤＦ_１が、４ｋＨｚから８ｋＨｚまでの範囲になるように、６２．５マイクロ秒から１２５マイクロ秒の範囲（この例におけるサンプル数で表す場合には、３サンプルから６サンプルの範囲）で設定される。

なお、これらのディップは一定の半値幅を有するから、ＨＴＲＦにおけるディップの中心周波数の範囲（αが３０°から６０°に対応して、５ｋＨｚから６．５ｋＨｚまでの範囲）にあわせて、ディップの最低周波数ＤＦ_１が、５ｋＨｚから６．５ｋＨｚまでの範囲、すなわち遅延時間Ｔ_ｄは、７７マイクロ秒から１００マイクロ秒の範囲で設定されると、音像定位を拡大する効果をより明確に得ることができる。この場合、サンプル数で表すと、４サンプルのみとなるが、オーディオデータＳＬ、ＳＲのサンプリング周波数が高い場合や、音響処理部２００に入力されるオーディオデータＳＬ、ＳＲをオーバーサンプリングしてサンプリング周波数を増大させるオーバーサンプリング処理部を設けた場合には、設定範囲内で細かく遅延時間Ｔ_ｄを調整することができる。

この例におけるＲｃｈ用フィルタ２１１は、入力されたオーディオデータＳＲに対して、６ｋＨｚにディップの中心周波数を有する周波数特性のフィルタ処理を施すから、出力されるオーディオデータＳＲＣは、オーディオデータＳＲに比べて６ｋＨｚ近傍の出力レベルが低下した周波数分布となる。このように、周波数特性に６ｋＨｚにディップの中心周波数を持たせ、後述する処理を施してからスピーカ５００−Ｌ、５００−Ｒから放音させると、片側角度βが４５°となる仮想スピーカ５０１−Ｌ、５０１−Ｒから放音されているように音像を定位させることができる。以上がＲｃｈ用フィルタ２１１の説明である。

なお、Ｌｃｈ用フィルタ２１２については、遅延部２１２１および加算部２１２２を有するくし型フィルタであって、オーディオデータＳＬが入力され、所定の周波数特性のフィルタ処理を施してオーディオデータＳＬＣとして出力するものであるが、その構成はＲｃｈ用フィルタ２１１と同様な構成であるので説明を省略する。

増幅部２２１は、Ｒｃｈ用フィルタ２１１から出力されたオーディオデータＳＲＣを予め設定された増幅率で増幅し、出力レベルを調整する。また、増幅部２２２は、Ｌｃｈ用フィルタ２１２から出力されたオーディオデータＳＬＣを予め設定された増幅率で増幅し、出力レベルを調整する。これは、Ｒｃｈ用フィルタ２１１、Ｌｃｈ用フィルタ２１２においてフィルタ処理されることによるディップと、ＨＲＴＦの差分におけるディップのレベルの違いを調整するためのものである。この例においては、Ｈｂ（２０°）とＨｂ（４５°）との差分に対応するレベルに応じて調整されるように増幅率が設定されている。なお、このレベルの調整によって、音像定位に与える影響は軽微であり、大きく異なるものでなければよく、高精度にレベルを一致させるような調整の必要はない。

加算部２３１は、増幅部２２１によって増幅処理されたオーディオデータＳＲＣを、入力部１００から出力されたオーディオデータＳＬに加算して、オーディオ信号ＳＬＴとして出力する。この加算の際には、加算するオーディオデータＳＲＣの位相の反転を行うなどして、加算部２３２において加算されるオーディオデータＳＲの位相とは逆相関係になるように調整する。

加算部２３２は、増幅部２２２によって増幅処理されたオーディオデータＳＬＣを、入力部１００から出力されたオーディオデータＳＲに加算して、オーディオ信号ＳＲＴとして出力する。この加算の際には、加算するオーディオデータＳＬＣの位相の反転を行うなどして、加算部２３１において加算されるオーディオデータＳＬの位相とは逆相関係になるように調整する。

このようにして、音響処理部２００は、入力されたオーディオ信号ＳＬ、ＳＲに対して音響処理を施して、オーディオデータＳＬＴ、ＳＲＴを出力する。以上が音響処理部２００の説明である。

ＤＡＣ３００は、デジタルアナログコンバータであって、音響処理部２００から出力されたオーディオデータＳＬＴ、ＳＲＴをアナログ変換し、オーディオ信号ＳＬＡ、ＳＲＡとして出力する。

増幅部４００は、プリアンプおよびパワーアンプであって、ＤＡＣ３００から出力されたオーディオ信号ＳＬＡ、ＳＲＡを増幅する。そして、増幅したオーディオ信号ＳＬＡ、ＳＲＡを、それぞれスピーカ５００−Ｌ、５００−Ｒに出力し、放音させる。

このようにして、スピーカ５００−Ｌからオーディオ信号ＳＬＡが放音され、スピーカ５００−Ｒからオーディオ信号ＳＲＡが放音されると、図２に示すような聴取者１０００は、片側角度β＝４５°の方向にオーディオ信号ＳＬＡ、ＳＲＡの音像が定位するようになり、仮想スピーカ５０１−Ｌ、５０１−Ｒから放音されているように知覚することができる。

このように、本発明の実施形態に係るスピーカ装置１は、一方のチャンネルのオーディオデータに対して、数サンプルの遅延を用いたくし型フィルタのような簡易な構成で処理負荷の小さいフィルタ処理を施して４ｋＨｚから８ｋＨｚ近傍にディップ付与し、また位相を調整して、もう一方のチャンネルのオーディオデータに加算する音響処理を行う。そして、このような音響処理がされたオーディオデータに基づいて放音することにより、スピーカ装置１のスピーカ５００−Ｌとスピーカ５００−Ｒとが近い場所に設けられ、聴取者１０００からの見開き角度が狭いものとなっていても、聴取者１０００は、より見開き角度の大きい仮想スピーカ５０１−Ｌ、５０１−Ｒから放音されているように感じることができ、音像位置を拡大することができる。

また、くし型フィルタにおける周波数特性が、一部の周波数にディップを設けるというものであるため、ＨＴＲＦを用いるよりもロバスト性のあるものとなり、ＨＴＲＦ作成に用いた頭部の形状と異なる聴取者であっても違和感なく音像位置の拡大感が得られ、さらに、音像位置の拡大感が得られる聴取位置の範囲を広くすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。

＜変形例１＞
上述した実施形態においては、音響処理部２００の加算部２３１、２３２における位相の調整は、逆相関係になるように行われていたが、逆相関係でなくてもよい。この位相の調整については、スピーカ５００−Ｌから放音されるオーディオ信号ＳＬＡに含まれるオーディオデータＳＬの成分と、スピーカ５００−Ｒから放音されるオーディオ信号ＳＲＡに含まれるオーディオデータＳＬＣ成分との相関により、スピーカ５００−Ｌ、５００−Ｒの間に定位するのを防止するためのものである。

したがって、このような定位を防止するためには、少なくともオーディオデータＳＬとオーディオデータＳＬＣとが同相関係にならないようにすればよい。このように、加算部２３１、２３２は、オーディオデータＳＬとオーディオデータＳＬＣとの位相の関係、およびオーディオデータＳＲとオーディオデータＳＲＣとの位相の関係は、逆相関係に限らず、互いに異なる位相の関係になるように位相を調整すればよい。このとき、位相の調整は、オールパスフィルタなどを用いて行ってもよい。なお、一般的に、聴取者１０００が知覚可能な位相情報は１ｋＨｚ以下の周波数帯域であるから、全周波数帯域ではなく、１ｋＨｚ以下の周波数帯域の位相を調整してもよい。

＜変形例２＞
上述した実施形態において、音響処理部２００の遅延部２１１１、２１２１に設定される遅延時間を変更できるようにしてもよい。この場合には、図１に破線で示したように制御部６００を設ければよい。この制御部６００は、指示に応じて、遅延部２１１１、２１２１に設定すべき遅延時間を決定し、決定した遅延時間を設定する。この指示は、例えば、図示しない操作手段を聴取者１０００が操作することによって行われ、音像位置を拡げたり狭めたりする指示とすればよい。制御部６００は、音像位置を拡げる指示であった場合には、遅延時間Ｔ_ｄを現設定より短くした所定時間として決定し、狭める指示であった場合には、逆に長くした所定時間として決定すればよい。このように、遅延時間Ｔ_ｄを短くすれば、ディップの最低周波数ＤＦ_１が高くなり、遅延時間Ｔ_ｄを長くすれば、ディップの最低周波数ＤＦ_１が低くなるから、聴取者１０００が所望する音像位置の拡大感に変更することができる。

なお、所定時間については、上述したように、遅延時間Ｔ_ｄの設定範囲内、すなわち、６２．５マイクロ秒から１２５マイクロ秒の範囲内において決定され、例えば、１２５マイクロ秒と設定されているときに、狭める指示があっても、設定される遅延時間Ｔ_ｄは長くなることはない。このとき、警告音などにより聴取者１０００に報知してもよい。

さらに、制御部６００は、遅延時間の設定を変更するだけでなく、増幅部２２１、２２２に設定される増幅率の変更、加算部２３１、２３２における位相の調整量の変更など、設定される各種パラメータの変更制御を行えるようにしてもよい。

＜変形例３＞
上述した実施形態においては、Ｒｃｈ用フィルタ２１１、Ｌｃｈ用フィルタ２１２については、くし型フィルタであるものとしたが、ノッチフィルタ、パラメトリックイコライザなどを用いて、ディップの最低周波数が４ｋＨｚから８ｋＨｚの周波数範囲に予め設定された周波数特性のフィルタとして機能させてもよい。

＜変形例４＞
上述した実施形態においては、本発明は、スピーカ装置１を一実施形態として説明したが、音響処理部２００の構成を有する音響処理装置としても、本発明の目的を達成することが可能である。このような音響処理装置は、ステレオ再生可能な２台以上のスピーカを有する携帯電話、テレビ、ＡＶアンプなど、様々な電気機器に適用可能である。

＜変形例５＞
上述した実施形態における各構成については、ハードウエアによる構成として説明したが、音響処理部２００の機能の一部または全部については、入力部１００、ＤＡＣ３００、増幅部４００およびスピーカ５００−Ｌ、５００−Ｒを有する図示しないコンピュータのＣＰＵが、記憶部に記憶された音響処理プログラムを実行することにより実現するようにしてもよい。このような音響処理プログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスクなど）、光記録媒体（光ディスクなど）、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶した状態で提供し得る。この場合には、これらの記録媒体を読み取る読取手段を設ければよい。また、インターネットのようなネットワーク経由でダウンロードさせることも可能である。

実施形態に係るスピーカ装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係るスピーカ装置のスピーカ位置と聴取者との関係を示す説明図である。 実施形態におけるくし型フィルタの周波数特性を示す説明図である。 α＝２０°におけるＨＲＴＦの周波数特性を示す図である。 α＝３０°におけるＨＲＴＦの周波数特性を示す図である。 α＝４５°におけるＨＲＴＦの周波数特性を示す図である。 α＝６０°におけるＨＲＴＦの周波数特性を示す図である。

符号の説明

１…スピーカ装置、１００…入力部、２００…音響処理部、２１１…Ｒｃｈ用フィルタ、２１２…Ｌｃｈ用フィルタ、２１１１，２１２１…遅延部、２１１２，２１２２…加算部、２２１，２２２…増幅部、２３１，２３２…加算部、３００…ＤＡＣ、４００…増幅部、５００−Ｌ，５００−Ｒ…スピーカ、５０１−Ｌ，５０１−Ｒ…仮想スピーカ、６００…制御部、１０００…聴取者、２０００−Ｌ…左耳、２０００−Ｒ…右耳

Claims (7)

1. ＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータを入力する入力手段と、
   前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータに対して、６２．５マイクロ秒から１２５マイクロ秒の範囲に予め設定された遅延時間の遅延処理を行う遅延手段と、
   前記遅延手段によって遅延されたＬｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオ信号に加算するとともに、前記遅延手段によって遅延されたＲｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＲｃｈオーディオ信号に加算する加算手段と、
   前記加算手段によって加算されたＬｃｈオーディオデータの位相を、前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整するとともに、前記加算手段によって加算されたＲｃｈオーディオデータの位相を、前記入力手段によって入力されたＲｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整する位相調整手段と、
   前記位相調整手段によって位相が調整されたＬｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＲｃｈオーディオデータに加算して出力するとともに、前記位相調整手段によって位相が調整されたＲｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータに加算して出力する出力手段と
   を具備することを特徴とする音響処理装置。
2. ＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータを入力する入力手段と、
   ディップの最低周波数が４ｋＨｚから８ｋＨｚの範囲に予め設定された周波数特性を有し、前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータがおよびＲｃｈオーディオデータに対してフィルタ処理をするフィルタ処理手段と、
   前記フィルタ処理手段によってフィルタ処理がされたＬｃｈオーディオデータの位相を、前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整するとともに、前記フィルタ処理手段によってフィルタ処理がされたＲｃｈオーディオデータの位相を、前記入力手段によって入力されたＲｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整する位相調整手段と、
   前記位相調整手段によって位相が調整されたＬｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＲｃｈオーディオデータに加算して出力するとともに、前記位相調整手段によって位相が調整されたＲｃｈオーディオデータを前記入力手段によって入力されたＬｃｈオーディオデータに加算して出力する出力手段と
   を具備することを特徴とする音響処理装置。
3. 前記位相調整手段による位相の調整は、前記入力手段から入力されたＬｃｈオーディオデータ、Ｒｃｈオーディオデータの位相とは逆相関係になるように行われる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音響処理装置。
4. 指示に応じて前記遅延手段に設定される遅延時間を決定する制御手段
   をさらに具備する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の音響処理装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の音響処理装置と、
   供給されるオーディオ信号を放音するＬｃｈ用スピーカおよびＲｃｈ用スピーカと、
   前記出力手段から出力されるＲｃｈオーディオデータおよびＬｃｈオーディオデータをアナログ変換してＲｃｈオーディオ信号およびＬｃｈオーディオ信号として出力する変換手段と、
   前記変換手段から出力されたＲｃｈオーディオ信号およびＬｃｈオーディオ信号のそれぞれを増幅する増幅手段と、
   前記増幅手段によって増幅されたＲｃｈオーディオ信号およびＬｃｈオーディオ信号を、それぞれＲｃｈ用スピーカおよびＬｃｈ用スピーカに供給する供給手段と
   を有することを特徴とするスピーカ装置。
6. ＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータを入力する入力過程と、
   前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータに対して、６２．５マイクロ秒から１２５マイクロ秒の範囲に予め設定された遅延時間の遅延処理を行う遅延過程と、
   前記遅延過程において遅延されたＬｃｈオーディオデータを前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオ信号に加算するとともに、前記遅延過程において遅延されたＲｃｈオーディオデータを前記入力過程によって入力されたＲｃｈオーディオ信号に加算する加算過程と、
   前記加算過程において加算されたＬｃｈオーディオデータの位相を、前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整するとともに、前記加算過程において加算されたＲｃｈオーディオデータの位相を、前記入力過程において入力されたＲｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整する位相調整過程と、
   前記位相調整過程において位相が調整されたＬｃｈオーディオデータを前記入力過程において入力されたＲｃｈオーディオデータに加算して出力するとともに、前記位相調整過程において位相が調整されたＲｃｈオーディオデータを前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータに加算して出力する出力過程と
   を備えることを特徴とする音響処理方法。
7. ＬｃｈオーディオデータおよびＲｃｈオーディオデータを入力する入力過程と、
   ディップの最低周波数が４ｋＨｚから８ｋＨｚの範囲に予め設定された周波数特性を有し、前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータがおよびＲｃｈオーディオデータに対してフィルタ処理をするフィルタ処理過程と、
   前記フィルタ処理過程においてフィルタ処理がされたＬｃｈオーディオデータの位相を、前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整するとともに、前記フィルタ処理過程においてフィルタ処理がされたＲｃｈオーディオデータの位相を、前記入力過程において入力されたＲｃｈオーディオデータの位相とは異なる位相になるように調整する位相調整過程と、
   前記位相調整過程において位相が調整されたＬｃｈオーディオデータを前記入力過程において入力されたＲｃｈオーディオデータに加算して出力するとともに、前記位相調整過程において位相が調整されたＲｃｈオーディオデータを前記入力過程において入力されたＬｃｈオーディオデータに加算して出力する出力過程と
   を備えることを特徴とする音響処理方法。

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