JP2012199784A - 音響再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人間の両眼視差を使って映像を立体的に感じさせる３Ｄ映像において、簡単な装置構成で映像に見合った音響再生効果を実現できる方法が無かった。
【解決手段】３Ｄ映像の奥行き感や飛び出し感を調整できる映像表示装置において、映像の描画位置を判定する３Ｄ映像描画位置判定部と、３Ｄ映像描画位置判定部で判定された映像描画位置に基づいて、スピーカから再生される音響信号の再生音像位置を決定する音像位置決定部と、前記音像位置決定部により決定された再生音像位置への音像形成処理を行う音像位置制御部とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、映像表示装置より取得した３Ｄ映像描画位置情報の変化に連動して、スピーカから再生される音響信号の再生音像位置を制御する音響再生装置に関するものである。

人間の両眼視差を使って映像を立体的に感じさせる３Ｄ（Three Dimensions）映像は、３Ｄ映像の撮像・製作技術の進化、映像表示装置の高性能化及び３Ｄ映像対応のＢＤ（Blu-ray Disc）パッケージメディアの普及により、身近な存在になりつつある。
一方、映像と共に提供される音響信号に関しては、特別な処理が施されたコンテンツは普及しておらず、３Ｄ映像に見合った音響再生効果の実現が望まれている。

装置外部から得た情報に基づいて音響効果を実現する例として、歌唱信号及び演奏信号の何れか一方、または両方の音像を制御する音像制御装置がある（特許文献１参照）。本例では、カラオケ装置の歌唱信号及び演奏信号を、歌唱者の位置情報から作成した仮想音源位置の距離情報及び方向情報に基づいて音像を形成する方法について詳述している。

特開平７−３１９４８７号公報

特許文献１に記載の音像制御装置は、装置外部から得た距離情報と方向情報に基づいて、音響信号の再生音像位置を制御する手法について記載されている。しかしながら、人間の両眼視差を使って映像を立体的に感じさせる３Ｄ映像においては、映像情報から立体視される対象物の距離情報と方向情報を特定するのは容易ではなく、結果として装置規模が大きくなってしまうという課題がある。

この発明は上記課題を解決するためになされたもので、視聴者が映像表示装置に対して指定する奥行き感や飛び出し感に関する制御情報を音響再生装置にも与え、３Ｄ映像描画位置の指定変更に連動して音響信号の再生音像位置を制御することで、３Ｄ映像への没入感を一層深めることが可能な音響再生装置を提供することを目的としている。

この発明に係る音響再生装置は、
３Ｄ映像の奥行き感や飛び出し感を調整できる映像表示装置に用いられ、映像の描画位置を判定する３Ｄ映像描画位置判定部と、３Ｄ映像描画位置判定部で判定された映像描画位置に基づいて、スピーカから再生される音響信号の再生音像位置を決定する音像位置決定部と、前記音像位置決定部により決定された再生音像位置への音像形成を行う音像位置制御部とを備える。

この発明の音響再生装置によれば、視聴者が映像表示装置に対して指定する奥行き感や飛び出し感に関する制御情報に連動して、音響信号の再生音像位置を制御することが可能となり、３Ｄ映像への没入感を一層深めることが可能な音響再生装置を実現することができる。

この発明の実施の形態１に係る音響再生装置の機能ブロック構成図である。 ３Ｄ映像描画位置情報と３Ｄ映像描画位置判定部の判定結果を示した図である。 この発明の実施の形態１に係る音像位置決定部の動作手順を示したフローチャートである。 音源位置Ａ及び音源位置Ｂで発生させた音がダミーヘッドの左耳部及び右耳部に届く様子を示した図である。 この発明の実施の形態１に係る音像位置制御部の機能ブロック構成図である。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る音響再生装置は、スピーカから再生される音響信号の再生音像位置を、映像表示装置より取得した３Ｄ映像の描画位置情報に連動して制御することで実現する。その具体的な手順について図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明の実施の形態１に係る音響再生装置の構成を示したものであり、音響再生装置の入力信号及び出力信号は、左チャネルと右チャネルの２チャネル音響信号の構成としている。図中の符号１は３Ｄ映像描画位置情報の入力端子、２は左チャネル信号の入力端子、３は右チャネル信号の入力端子、４は３Ｄ映像描画位置判定部、５は音像位置決定部、６は音像位置制御部、７は左チャネル信号の出力端子、８は右チャネル信号の出力端子である。
次に、これらの構成要素を用いて、音響再生装置の詳細を説明する。

入力端子１から入力される３Ｄ映像描画位置情報とは、視聴者が３Ｄ映像の奥行き感や飛び出し感を制御するために指定する制御情報であり、例えば、信号“０”、“１”、“２”を用いて３Ｄ映像の描画位置を示す。
ここで、３Ｄ映像描画位置情報と３Ｄ映像描画位置判定部４における判定結果との関係を図２に示す。３Ｄ映像描画位置判定部４では、３Ｄ映像描画位置情報に基づき、３Ｄ映像描画位置情報が“０”の場合は３Ｄ映像描画位置を“画面の位置”、“１”の場合は３Ｄ映像描画位置を“画面の手前”、“２”の場合は３Ｄ映像描画位置を“画面の奥”と判定する。

次に、この判定結果を受けた音像位置決定部５の動作について、処理フローチャートを用いながら説明する。
図３は、音像位置決定部５の動作手順を、処理フローチャートにて示したものであり、５ａ、５ｃ、５ｅ、５ｆは処理ブロックであり、５ｂ、５ｄは条件分岐ブロックである。

処理ブロック５ａにおいては、３Ｄ映像描画位置判定部４から３Ｄ映像描画位置判定結果を取得する。
次に、分岐ブロック５ｂにおいて、３Ｄ映像描画位置判定結果が“画面の位置”かの判定を行う。以降の処理は分岐ブロック５ｂにおける判定結果により異なる。

分岐ブロック５ｂにおいて、判定結果が“画面の位置”であった場合は、処理ブロック５ｃに進む。
処理ブロック５ｃにおいては、入力端子２及び入力端子３から入力された左チャネル信号及び右チャネル信号の再生音像位置を制御しない指示を音像位置制御部６に送出して、処理を終了する。

分岐ブロック５ｂにおいて、判定結果が“画面の位置”ではなかった場合は、分岐ブロック５ｄに進む。
分岐ブロック５ｄにおいては、３Ｄ映像描画位置判定結果が“画面の手前”かの判定を行う。以降の処理は分岐ブロック５ｄにおける判定結果により異なる。

分岐ブロック５ｄにおいて、判定結果が“画面の手前”であった場合は、処理ブロック５ｅに進む。
処理ブロック５ｅにおいては、入力端子２及び入力端子３から入力された左チャネル信号及び右チャネル信号の再生音像位置を、視聴者から見て映像表示装置の前方に定位させる制御を行う指示を音像位置制御部６に送出して、処理を終了する。

分岐ブロック５ｄにおいて、判定結果が“画面の手前”ではなかった場合は、判定結果が“画面の奥”であると見なし、処理ブロック５ｆに進む。
処理ブロック５ｆにおいては、入力端子２及び入力端子３から入力された左チャネル信号及び右チャネル信号の再生音像位置を、視聴者から見て映像表示装置の後方に定位させる制御を行う指示を音像位置制御部６に送出して、処理を終了する。
以上が音像位置決定部５の動作説明である。引き続き音響再生装置の説明に戻る。

音像位置制御部６は、入力端子２及び入力端子３から入力された左チャネル信号及び右チャネル信号に対して、音像位置決定部５からの指示に従って再生音像位置の制御処理を行った後、出力端子７及び出力端子８を経由して左右のスピーカから音声出力される。
ここで、音像位置制御部６の動作について補足しておく。音像位置制御部６における再生音像位置の制御処理の内容は、再生音像位置を映像表示装置の前方や映像表示装置の後方に制御する処理であれば何でも良い。ここでは、その一例として、再生音像位置を映像表示装置の前方と映像表示装置の後方に定位させる処理を２種類用意しておき、これらの処理を行わないものを含めて、３つの動作モードを切り替える方法について、図４、図５を用いて説明する。

図４は、音源位置Ａ及び音源位置Ｂで発生させた音が、ダミーヘッドの左耳部及び右耳部に届く様子を示したものである。この図４で、“映像表示装置の音源位置”は映像表示装置に付随する左右のスピーカ位置、“音源位置Ａ”は視聴者から見て映像表示装置の前方の位置にある左右のスピーカ位置、“音源位置Ｂ”は視聴者から見て映像表示装置の後方の位置にある左右のスピーカ位置である。また、“ＨＡ_Ｌ”は音源位置Ａの左側で鳴動させた音に対する左耳部の頭部伝達関数、“ＨＡ_Ｒ”は音源位置Ａの右側で鳴動させた音に対する右耳部の頭部伝達関数、“ＨＢ_Ｌ”は音源位置Ｂの左側で鳴動させた音に対する左耳部の頭部伝達関数、“ＨＢ_Ｒ”は音源位置Ｂの右側で鳴動させた音に対する右耳部の頭部伝達関数である。

音源位置Ａの左側に音像を定位させる頭部伝達関数を作成するには、例えば、スピーカを用いて音源位置Ａの左側からパルス信号を発生させ、ダミーヘッドの左耳部にあらかじめ設置しておいたマイクで集音してインパルス応答を求めればよい。なお、音源位置Ａの右側、音源位置Ｂの左側及び右側での頭部伝達関数も同様にして作成すればよい。

図５は、音像位置制御部６の詳細構成を示したものである。図５において、符号６１、６２、６３、６４はスイッチ、ＨＡ_Ｌ、ＨＡ_Ｒ、ＨＢ_Ｌ、ＨＢ_Ｒは、図４に示した頭部伝達関数である。次に、音像位置制御部６の動作について説明する。

音像位置制御部６は、音像位置決定部５からの指示に従って処理内容を変更する。
音像位置決定部５からの制御信号が、再生音像位置を制御しない指示内容であった場合は、スイッチ６１とスイッチ６３を直接つなぎ、また、スイッチ６２とスイッチ６４を直接つないで、左チャネル信号及び右チャネル信号が、そのまま出力されるようにする。

一方、音像位置決定部５からの制御信号が、再生音像位置を視聴者から見て映像表示装置の前方に定位させる制御を行う指示内容であった場合は、スイッチ６１とスイッチ６３を頭部伝達関数ＨＡ_Ｌにつなぎ、また、スイッチ６２とスイッチ６４を頭部伝達関数ＨＡ_Ｒにつないで、左チャネル信号及び右チャネル信号に対して、再生音像位置を視聴者から見て映像表示装置の前方に定位させる頭部伝達関数の処理を行い、処理後の信号が出力されるようにする。

一方、音像位置決定部５からの制御信号が、再生音像位置を視聴者から見て映像表示装置の後方に定位させる制御を行う指示内容であった場合は、スイッチ６１とスイッチ６３を頭部伝達関数ＨＢ_Ｌにつなぎ、また、スイッチ６２とスイッチ６４を頭部伝達関数ＨＢ_Ｒにつないで、左チャネル信号及び右チャネル信号に対して、再生音像位置を視聴者から見て映像表示装置の後方に定位させる頭部伝達関数の処理を行い、処理後の信号が出力されるようにする。
以上がこの発明の実施の形態１の詳細説明である。

なお、この実施の形態１に係る説明においては、図１に示した音響再生装置の構成として、音響再生装置の入力信号及び出力信号は、左チャネルと右チャネルの２チャネル音響信号の構成としていたが、この構成に限定するものではなく、入力及び出力するチャネル数を複数チャネルの構成にしてもよいことを付け加えておく。

以上のように、この実施の形態１によれば、視聴者が映像表示装置に対して指定する奥行き感や飛び出し感に関する制御情報に連動して、音響信号の再生音像位置を制御することが可能な構成としたので、３Ｄ映像への没入感を一層深めることが可能な音響再生装置を実現することができる。

この発明に係る音響再生装置は、３Ｄテレビジョン受像装置等の３Ｄ映像表示装置における音響再生装置に利用される可能性がある。

１ ３Ｄ映像描画位置情報の入力端子、２ 左チャネル信号の入力端子、３ 右チャネル信号の入力端子、４ ３Ｄ映像描画位置判定部、５ 音像位置決定部、５ａ、５ｃ、５ｅ、５ｆ 図２に示したフローチャートの処理ブロック、５ｂ、５ｄ 図２に示したフローチャートの条件分岐ブロック、６ 音像位置制御部、７ 左スピーカへの出力端子、８ 右スピーカへの出力端子、６１、６２、６３、６４ スイッチ。

Claims (6)

1. ３Ｄ映像の奥行き感や飛び出し感が制御情報により調整可能な映像表示装置に用いられる音響再生装置であって、映像の描画位置を判定する３Ｄ映像描画位置判定部と、３Ｄ映像描画位置判定部で判定された映像描画位置に基づいて、スピーカから再生される音響信号の再生音像位置を決定する音像位置決定部と、前記音像位置決定部により決定された再生音像位置への音像形成処理を行う音像位置制御部とを備えることを特徴とする音響再生装置。
2. ３Ｄ映像描画位置判定部は、視聴者が３Ｄ映像の奥行き感や飛び出し感を制御するために指定する制御情報を用いて、３Ｄ映像描画位置を判定する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の音響再生装置。
3. 音像位置制御部は、再生音像位置を制御する処理経路と、再生音像位置を制御しない処理経路と、これらの処理経路を切り替えて制御する手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の音響再生装置。
4. 再生音像位置を制御する処理経路が、再生音像位置を視聴者から見て映像表示装置の前方に定位させる制御を行う音像位置制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の音響再生装置。
5. 再生音像位置を制御する処理経路が、再生音像位置を視聴者から見て映像表示装置の後方に定位させる制御を行う音像位置制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の音響再生装置。
6. 再生音像位置を制御する処理経路が、再生音像位置を視聴者から見て映像表示装置の前方に定位させる制御を行う音像位置制御手段と、再生音像位置を視聴者から見て映像表示装置の後方に定位させる制御を行う音像位置制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の音響再生装置。

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