JP2013098634A - 音響処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充分な音場効果を実現する。
【解決手段】音響処理部２０は、音響信号ＡLおよび音響信号ＡRを利用した音響処理で反射音の効果信号ＸLおよび効果信号ＸRを生成する。音像域拡張部３０は、左チャネルのスピーカ１４Lと右チャネルのスピーカ１４Rとから再生した場合の音像が両者の外側に定位する音像信号ＺLおよび音像信号ＺRを効果信号ＸLおよび効果信号ＸRから生成する。信号合成部４０は、音響信号ＡLと音像信号ＺLとの加算で音響信号ＢLを生成してスピーカ１４Lに供給し、音響信号ＡRと音像信号ＺRとの加算で音響信号ＢRを生成してスピーカ１４Rに供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、音場を制御する技術に関する。

左右２チャネルの音響信号に対する信号処理で左チャネルおよび右チャネルの２個のスピーカの外側に音像を定位させる技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、左チャネルの音響信号のうち特定の周波数Ｆdの成分を抑圧したうえで右チャネルの音響信号に加算し、右チャネルの音響信号のうち特定の周波数Ｆdの成分を抑圧したうえで左チャネルの音響信号の加算する構成が開示されている。抑圧対象の周波数Ｆdを適切に選定することで、左右チャネルのスピーカの外側の範囲に音像を定位させることが可能である。

特開２００９−３０２６６６号公報

しかし、特許文献１の技術により音像の位置を拡張するだけでは、実際には所期の音場効果（例えば充分な臨場感や拡がり感を知覚できる音場や所期の音響空間に充分に近似した音場）を実現することが困難な場合もある。以上の事情を考慮して、本発明は、充分な音場効果を実現することを目的とする。

以上の課題を解決するために本発明が採用する手段を説明する。なお、本発明の理解を容易にするために、以下の説明では、本発明の各要素と後述の各実施形態の要素との対応を括弧書で付記するが、本発明の範囲を実施形態の例示に限定する趣旨ではない。

本発明の音響処理装置は、左チャネルおよび右チャネルの音響信号を利用した音響処理で左チャネルおよび右チャネルの効果信号を生成する音響処理手段と、左チャネルおよび右チャネルの各々の効果信号（例えば効果信号ＸLおよび効果信号ＸR）に対して、左チャネルおよび右チャネルの他方の効果信号と当該他方の効果信号を遅延させた信号との加算信号を加算することで、左チャネルおよび右チャネルの２個のスピーカの外側に音像が定位する左チャネルおよび右チャネルの音像信号（例えば音像信号ＺLおよび音像信号ＺR）を生成する音像域拡張手段と、音響処理前の左チャネルの音響信号（例えば音響信号ＡL）と音像域拡張手段による処理後の左チャネルの音像信号とを加算するとともに音響処理前の右チャネルの音響信号（例えば音響信号ＡR）と音像域拡張手段による処理後の右チャネルの音像信号とを加算する信号合成手段とを具備する。なお、「左チャネルおよび右チャネルの音響信号を利用した音響処理」は、左右２チャネルの音響信号のみを利用した音響処理のほか、左右チャネルを含む３チャネル以上の音響信号を利用した音響処理も包含する。

以上の構成によれば、音響処理前の音響信号が示す音響は左チャネルおよび右チャネルの現実のスピーカから到来し、音像域拡張手段による処理後の音像信号が示す音響（反射音や効果音）は、左チャネルおよび右チャネルのスピーカの外側の仮想的なスピーカから到来するように受聴者に知覚される。したがって、特許文献１の構成と比較すると、例えば音響的に明瞭な音響が前方から到来するとともに音響処理後の音響が側方から到来するという臨場感や拡がり感に富んだ実効的な音場効果を実現することが可能である。

本発明の好適な態様において、音像域拡張手段は、左チャネルおよび右チャネルの各々の効果信号に対して、左チャネルおよび右チャネルの他方の効果信号と、当該他方の効果信号を６２.５マイクロ秒から１２５マイクロ秒の範囲内の遅延時間だけ遅延させた信号との加算信号を加算する。換言すると、音像域拡張手段は、左チャネルおよび右チャネルの各々の効果信号に対して、左チャネルおよび右チャネルの他方の効果信号のうち４ｋＨｚから８ｋＨｚまでの範囲内の成分を低減させた信号（例えば定位信号ＹR，定位信号ＹL）を加算する。以上の構成によれば、音像域拡張手段による処理後の音像信号の音像を、左右チャネルのスピーカの外側に有効に定位させることが可能である。

音響処理手段が実行する音響処理の種類は任意であるが、左チャネルおよび右チャネルの音響信号を利用した音響処理により、左前方からの反射音を示す左チャネルの効果信号と、右前方からの反射音を示す右チャネルの効果信号とを生成する音響処理を音響処理手段が実行する構成が好適である。以上の構成によれば、音響的に明瞭な直接音が前方から到来するとともにその反射音が側方から到来するという臨場感や拡がり感に富んだ実効的な音場効果を実現することが可能である。

本発明の好適な態様において、音響処理手段は、左チャネル，右チャネル，左後方チャネルおよび右後方チャネルの音響信号を利用した音響処理で左チャネル，右チャネル，左後方チャネルおよび右後方チャネルの効果信号を生成し、音像域拡張手段は、左チャネルおよび左後方チャネルのスピーカ間と右チャネルおよび右後方チャネルのスピーカ間とに音像が定位するように左チャネルおよび右チャネルの音像信号を生成し、信号合成手段は、音響処理前の左後方チャネルの音響信号と音響処理後の左後方チャネルの効果信号とを加算し、音響処理前の右後方チャネルの音響信号と音響処理後の右後方チャネルの効果信号とを加算する。以上の構成によれば、受聴者の左後方チャネルおよび右後方チャネルのスピーカからも直接音と反射音とが再生されるから、受聴者の全周にわたり連続する好適な音場を形成できるという利点がある。

以上の各態様に係る音響処理装置は、専用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのハードウェア（電子回路）によって実現されるほか、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの汎用の演算処理装置とプログラムとの協働によっても実現される。本発明に係るプログラムは、左チャネルおよび右チャネルの音響信号を利用して左チャネルおよび右チャネルの効果信号を生成する音響処理と、左チャネルおよび右チャネルの各々の効果信号（例えば効果信号ＸLおよび効果信号ＸR）に対して、左チャネルおよび右チャネルの他方の効果信号と当該他方の効果信号を遅延させた信号との加算信号を加算することで、左チャネルおよび右チャネルの２個のスピーカの外側に音像が定位する左チャネルおよび右チャネルの音像信号（例えば音像信号ＺLおよび音像信号ＺR）を生成する音像域拡張処理と、音響処理前の左チャネルの音響信号（例えば音響信号ＡL）と音像域拡張処理後の左チャネルの音像信号とを加算するとともに音響処理前の右チャネルの音響信号（例えば音響信号ＡR）と音像域拡張処理後の右チャネルの音像信号とを加算する信号合成処理とをコンピュータに実行させる。以上のプログラムによれば、本発明に係る音響処理装置と同様の作用および効果が実現される。なお、本発明のプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされるほか、通信網を介した配信の形態で提供されてコンピュータにインストールされる。

本発明の他の態様に係る音響処理装置（例えば第２実施形態の音響処理装置１２）は、左チャネル，右チャネル，左後方チャネルおよび右後方チャネルの各々の音響信号の強度を調整する強度調整手段と、左チャネルおよび左後方チャネルの一方の音響信号の強度を調整して左チャネルの効果信号（例えば図４の効果信号ＸL）を生成する第１信号選択手段と、右チャネルおよび右後方チャネルの一方の音響信号の強度を調整して右チャネルの効果信号（例えば図４の効果信号ＸR）を生成する第２信号選択手段と、左チャネルおよび右チャネルの各々の効果信号に対して、他方の効果信号と当該他方の効果信号を遅延させた信号との加算信号を加算することで、左チャネルおよび右チャネルの２個のスピーカの外側の仮想スピーカの位置に音像が定位する左チャネルおよび右チャネルの音像信号を生成する音像域拡張手段と、強度調整後の左チャネルの音響信号と音像域拡張手段による処理後の左チャネルの音像信号とを加算し、強度調整後の右チャネルの音響信号と音像域拡張手段による処理後の右チャネルの音像信号とを加算する信号合成手段と、第１信号選択手段に左後方チャネルの音響信号を選択させ、強度調整手段による左チャネルの強度調整（例えば係数ＧL）と第１信号選択手段が生成する効果信号の強度調整（例えば係数ＫLS）とを制御することで左チャネルのスピーカと左チャネルの仮想スピーカとの間（例えば領域ＱL1）に音像を定位させる一方、第１信号選択手段に左チャネルの音響信号を選択させ、強度調整手段による左後方チャネルの強度調整（例えば係数ＧLS）と第１信号選択手段が生成する効果信号の強度調整（例えば係数ＫL）とを制御することで左後方チャネルのスピーカと左チャネルの仮想スピーカとの間（例えば領域ＱL2）に音像を定位させる第１定位制御手段（例えば定位制御部８０）と、第２信号選択手段に右後方チャネルの音響信号を選択させ、強度調整手段による右チャネルの強度調整（例えば係数ＧR）と第２信号選択手段が生成する効果信号の強度調整（例えば係数ＫRS）とを制御することで右チャネルのスピーカと右チャネルの仮想スピーカとの間（例えば領域ＱR1）に音像を定位させる一方、第２信号選択手段に右チャネルの音響信号を選択させ、強度調整手段による右後方チャネルの強度調整（例えば係数ＧRS）と第２信号選択手段が生成する効果信号の強度調整（例えば係数ＫR）とを制御することで右後方チャネルのスピーカと右チャネルの仮想スピーカとの間（例えば領域ＱR2）に音像を定位させる第２定位制御手段（例えば定位制御部８０）とを具備する。

本発明の第１実施形態に係る音響システムのブロック図である。 スピーカの配置位置の説明図である。 音像域拡張部のブロック図である。 第２実施形態に係る音響システムのブロック図である。 第１信号選択部および第２信号選択部のブロック図である。 スピーカの配置位置の説明図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る音響システム１００Aのブロック図である。第１実施形態の音響システム１００Aは、臨場感のある音場を提供するサラウンドシステムであり、音響処理装置１２と５個のスピーカ１４（１４C，１４L，１４R，１４LS，１４RS）とを具備する。

図２は、５個のスピーカ１４の位置の説明図である。図２に示すように、各スピーカ１４は、受聴者Ｈを包囲する位置（受聴者Ｈを中心とする円周上）に配置される。具体的には、スピーカ１４Cは受聴者Ｈの正面方向ＤCに配置され、スピーカ１４Lは正面方向ＤCに対して反時計回りに角度αをなす方向ＤL（すなわち受聴者Ｈの左前方）に配置され、スピーカ１４Rは正面方向ＤCに対して時計回りに角度αをなす方向ＤR（すなわち受聴者Ｈの右前方）に配置される。角度αは例えば３０°に設定される。また、スピーカ１４LSは受聴者Ｈの左後方（方向ＤLS）に配置され、スピーカ１４RSは受聴者Ｈの右後方（方向ＤRS）に配置される。なお、５個のスピーカ１４に低域用のスピーカを追加することで５.１チャネルの音響システム１００Aを構成することも可能である。

図１に示すように、音響処理装置１２にはサラウンド形式の５チャネルの音響信号Ａ（ＡC，ＡL，ＡR，ＡLS，ＡRS）が信号供給装置２００から供給される。各音響信号Ａは、音響の時間波形を示すデジタル信号である。音響信号ＡLおよび音響信号ＡRは受聴者Ｈの前方に音像を定位させ、音響信号ＡLSおよび音響信号ＡRSは受聴者Ｈの後方に音像を定位させる。信号供給装置２００は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の記録媒体から各音響信号Ａを取得して音響処理装置１２に供給する再生装置や、他の通信端末から送信された各音響信号Ａを通信網から受信して音響処理装置１２に供給する通信装置である。なお、音響処理装置１２と信号供給装置２００とを一体に構成することも可能である。

音響処理装置１２は、５チャネルの音響信号Ａから５チャネルの音響信号Ｂ（ＢC，ＢL，ＢR，ＢLS，ＢRS）を生成する信号処理装置である。音響信号ＢLはスピーカ１４Lに供給され、音響信号ＢRはスピーカ１４Rに供給され、音響信号ＢCはスピーカ１４Cに供給され、音響信号ＢLSはスピーカ１４LSに供給され、音響信号ＢRSはスピーカ１４RSに供給される。なお、各音響信号Ｂをアナログ信号に変換するＤ/Ａ変換器や変換後の信号を増幅する増幅器の図示は便宜的に省略されている。

図１に示すように、音響処理装置１２は、音響処理部２０と音像域拡張部３０と信号合成部４０とを具備する。音響処理部２０は、音響信号Ａの音響特性を変化させる音響処理を実行する。第１実施形態の音響処理部２０は、５チャネルの音響信号Ａ（ＡL，ＡR，ＡC，ＡLS，ＡRS）から４チャネルの反射音（残響音）の音響信号（以下「効果信号」という）Ｘ（ＸL，ＸR，ＸLS，ＸRS）を生成する音響処理（反射音生成処理）を実行する。効果信号Ｘが示す反射音は、初期反射音および後部残響音の双方を包含する。効果信号ＸLは、左前方から受聴者Ｈに到来する反射音に相当し、効果信号ＸRは、右前方から受聴者Ｈに到来する反射音に相当する。また、効果信号ＸLSは、左後方から受聴者Ｈに到来する反射音に相当し、効果信号ＸRSは、右後方から受聴者Ｈに到来する反射音に相当する。各効果信号Ｘの生成には、例えば特許第２７５５２０８号公報に開示された音場制御技術等の公知の技術が任意に採用され得る。

音像域拡張部３０は、音響処理部２０が生成した効果信号ＸLおよび効果信号ＸRから音像信号ＺLおよび音像信号ＺRを生成する。図２には、受聴者Ｈの正面方向ＤCに対して反時計回りに角度βをなす方向ＤLWと時計回りに角度βをなす方向ＤRWとが図示されている。角度βは角度αを上回る。音像信号ＺLをスピーカ１４Lで再生した場合の音像が方向ＤLWの仮想スピーカ１４LWの位置（すなわちスピーカ１４Lの左方）に定位し、音像信号ＺRをスピーカ１４Rで再生した場合の音像が方向ＤRWの仮想スピーカ１４RWの位置（すなわちスピーカ１４Rの右方）に定位するように、音像域拡張部３０は音像信号ＺLおよび音像信号ＺRを生成する。すなわち、音像信号ＺLおよび音像信号ＺRは再生音の音像をスピーカ１４Lおよびスピーカ１４Rの外側に定位させる。なお、音響処理部２０は、方向ＤLWから到来する反射音の効果信号ＸLと方向ＤRWから到来する反射音の効果信号ＸRとを生成する。

図３は、音像域拡張部３０のブロック図である。図３に示すように、音像域拡張部３０は第１処理部３０Aと第２処理部３０Bとを具備する。第１処理部３０Aは、音響処理部２０が生成した効果信号ＸLと効果信号ＸRとから左チャネルの音像信号ＺLを生成し、第２処理部３０Bは、効果信号ＸLと効果信号ＸRとから右チャネルの音像信号ＺRを生成する。

第１処理部３０Aは、フィルタ３２と増幅部３４と加算部３６とを具備する。フィルタ３２は、効果信号ＸRのうち特定の周波数Ｆdの成分を抑圧する櫛形フィルタであり、遅延部３２２と加算部３２４とを含んで構成される。遅延部３２２は効果信号ＸRを遅延時間τだけ遅延させ、加算部３２４は、遅延前の効果信号ＸRと遅延後の効果信号ＸRとを加算することで定位信号ＹRを生成する。増幅部３４は、定位信号ＹRに所定の係数を乗算する。加算部３６は、増幅部３４による増幅後の定位信号ＹRの位相を反転し、位相反転後の定位信号ＹRと音響処理部２０が生成した左チャネルの効果信号ＸLとを加算（すなわち逆相加算）することで音像信号ＺLを生成する。

第２処理部３０Bは、第１処理部３０Aと同様にフィルタ３２と増幅部３４と加算部３６とを具備する。第２処理部３０Bのフィルタ３２は、左チャネルの効果信号ＸLのうち遅延時間τに応じた周波数Ｆdの成分を抑圧することで定位信号ＹLを生成し、増幅部３４は定位信号ＹLに係数を乗算する。第２処理部３０Bの加算部３６は、増幅部３４による増幅後の定位信号ＹLと右チャネルの効果信号ＸRと逆相加算することで音像信号ＺRを生成する。

特許文献１に開示される通り、正面方向ＤCに対して角度θの方向に配置された音源で発生した音響が間接的に受聴者Ｈに到達する経路の頭部伝達関数の周波数特性では、角度θが３０°以上の範囲内で増加するほど、４ｋＨｚ以上かつ８ｋＨｚ以下の範囲内に発生する谷部（ディップ）の周波数が上昇するという相関が観測される。すなわち、頭部伝達関数の周波数特性のうち４ｋＨｚ以上かつ８ｋＨｚ以下の範囲内の谷部の周波数が上昇するほど、受聴者Ｈが知覚する音像位置の角度θは増加するという傾向がある。

以上の知見から、第１実施形態では特許文献１と同様に、第１処理部３０Aおよび第２処理部３０Bの各々のフィルタ３２で抑圧される周波数（櫛形フィルタの周波数特性に存在する複数の谷部の周波数のうちの最低周波数）Ｆdが、４ｋＨｚ以上かつ８ｋＨｚ以下の範囲内で仮想スピーカ１４LWおよび仮想スピーカ１４RWの所望の角度βに応じた数値となるように選定される。具体的には、仮想スピーカ１４LWや仮想スピーカ１４RWの角度βは、周波数Ｆdを５ｋＨｚに設定した場合に約３０°となり、周波数Ｆdを６ｋＨｚに設定した場合に約４５°となり、周波数Ｆdを６.５ｋＨｚに設定した場合に約６０°となる。また、遅延部３２２による遅延時間τに着目すると、遅延時間τを６２.５マイクロ秒以上かつ１２５マイクロ秒以下の範囲内に設定することでフィルタ３２の周波数Ｆdは４ｋＨｚ以上かつ８ｋＨｚ以下に包含される。例えば効果信号ＸRや効果信号ＸLのサンプリング周波数を４８ｋＨｚと仮定すると、遅延時間τは、サンプルの３個分から６個分に相当する時間長に設定される。

以上に説明した特許文献１の技術を利用して、第１実施形態の音像域拡張部３０では、スピーカ１４Lの角度αを上回る角度βの方向ＤLWおよび方向ＤRWに音像信号ＺLおよび音像信号ＺRの音像が定位するようにフィルタ３２の周波数Ｆd（遅延部３２２の遅延時間τ）が設定される。

図１の信号合成部４０は、４個の加算部４２（４２L，４２R，４２LS，４２RS）で構成される。加算部４２Lは、信号供給装置２００から供給される音響信号ＡLと音像域拡張部３０が生成した音像信号ＺLとを加算することで音響信号ＢLを生成する。同様に、加算部４２Rは、音響信号ＡRと音像信号ＺRとの加算で音響信号ＢRを生成する。加算部４２LSは、信号供給装置２００から供給される音響信号ＡLSと音響処理部２０が生成した効果信号ＸLSとを加算することで音響信号ＢLSを生成する。同様に、加算部４２RSは、音響信号ＡRSと効果信号ＸRSとの加算で音響信号ＢRSを生成する。音響信号ＡCはそのまま音響信号ＢCとして出力される。

信号合成部４０で生成された各音響信号Ｂが各スピーカ１４で再生される。音響信号ＢCの音響はスピーカ１４Cから再生される。音響信号ＡLSが示す音響と効果信号ＸLSが示す反射音との混合音（音響信号ＢLS）はスピーカ１４LSから再生され、音響信号ＡRSが示す音響と効果信号ＸRSが示す反射音との混合音（音響信号ＢRS）はスピーカ１４RSから再生される。また、音響信号ＢLは実際には１個のスピーカ１４Lから再生されるが、受聴者Ｈは、音響信号ＢLのうちの音響信号ＡLの音響がスピーカ１４Lから再生され、音像信号ＺLが示す反射音は仮想スピーカ１４LWから再生されたと知覚する。同様に、音響信号ＢRは実際には１個のスピーカ１４Rから再生されるが、受聴者Ｈは、音響信号ＢRのうちの音響信号ＡRの音響がスピーカ１４Rから再生され、音像信号ＺRが示す反射音は仮想スピーカ１４RWから再生されたと知覚する。したがって、音響信号ＡLおよび音響信号ＡRで形成される音像はスピーカ１４Lとスピーカ１４Rとの間の範囲に定位する一方、音像信号ＺLおよび音像信号ＺRが示す反射音の音像は方向ＤLWの仮想スピーカ１４LWと方向ＤRWの仮想スピーカ１４RWとの各位置に定位する。すなわち、仮想的な７チャネルのサラウンドシステムが実現される。

以上に説明した第１実施形態では、音響信号ＡLおよび音響信号ＡRが示す直接音（原音）はスピーカ１４Lとスピーカ１４Rとの間の範囲から到来し、かつ、音像信号ＺLおよび音像信号ＺRが示す反射音はスピーカ１４Lおよびスピーカ１４Rの外側の仮想スピーカ１４LWおよび仮想スピーカ１４RWの各々から到来するように受聴者Ｈに知覚される。したがって、音像信号ＺLおよび音像信号ＺRのみを再生する特許文献１の構成と比較すると、音響的に明瞭な直接音が前方から到来するとともにその反射音が側方から到来するという臨場感や拡がり感に富んだ実効的な音場効果を実現することが可能である。

ところで、音像が定位する位置をスピーカ１４Lおよびスピーカ１４Rの外側の領域に拡張する技術としては、特許文献１の技術以外にも例えばクロストークキャンセル技術が従来から提案されている。クロストークキャンセル技術では、左チャネルのスピーカから受聴者の右耳に到達する音響経路の周波数特性が右チャネルの音響信号から減殺され、右チャネルのスピーカから受聴者の左耳に到達する音響経路の周波数特性が左チャネルの音響信号から減殺される。

しかし、クロストークキャンセル技術では、受聴者の平面的な位置が所期の位置とは相違する場合に充分な効果が実現されないという問題や、受聴者の頭部の形状や高さ等に応じて効果に個人差が発生するというという問題がある。他方、第１実施形態では、音像域拡張部３０の各フィルタ３２で抑圧される周波数Ｆdを制御することで音像信号ＺLおよび音像信号ＺRの音像位置が制御されるから、受聴者Ｈの位置または頭部の形状や高さ等に関わらず、音像信号ＺLおよび音像信号ＺRの音像をスピーカ１４Lおよびスピーカ１４Rの外側に定位させることが可能である。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

スピーカ１４Lとスピーカ１４LSとの間の範囲（受聴者Ｈの左前方から左後方までの範囲）内に音像を定位させる方法としては、例えば音響信号ＡLと音響信号ＡLSとを音像位置に応じた混合比で混合してスピーカ１４Lおよびスピーカ１４LSから再生するという方法も想定され得る。しかし、スピーカ１４Lとスピーカ１４LSとはスピーカ１４Lとスピーカ１４Rとの間隔と比較して大きく離れた位置に配置されるという事情や、左右方向の定位と比較して前後方向の定位を受聴者Ｈが知覚し難いという事情に起因して、スピーカ１４Lの再生音とスピーカ１４LSの再生音とを利用して所期の位置に音像を正確に定位させることは実際には困難である。

例えば、スピーカ１４Lとスピーカ１４LSとの間をスピーカ１４L側から１：２の角度比に区分する位置に音像を定位させることを想定すると、音響信号ＡLと音響信号ＡLSとの強度比を角度比に対応する１：２に設定した場合には、所期の位置よりもスピーカ１４Lに近い位置に音像が定位するという傾向がある。他方、音像の位置を所期の位置に調整するために音響信号ＡLと音響信号ＡLSとの強度比を例えば３：２に設定すると、今度は所期の位置よりもスピーカ１４LSに近い位置に音像が定位する。なお、以上の説明では受聴者Ｈの左方の音像に着目したが、受聴者Ｈの右方の音像についても同様の問題が発生し得る。以上の事情を考慮して、第２実施形態では、音像域拡張部３０により実現される仮想スピーカ１４LWおよび仮想スピーカ１４RWを音像の定位に利用することで、広範囲にわたる正確な音像の定位を実現する。

図４は、第２実施形態における音響システム１００Bのブロック図である。図４に示すように、第２実施形態の音響処理装置１２は、信号供給装置２００から供給される５チャネルの音響信号Ａ（ＡC，ＡL，ＡR，ＡLS，ＡRS）から５チャネルの音響信号Ｂ（ＢC，ＢL，ＢR，ＢLS，ＢRS）を生成する信号処理装置であり、強度調整部５０と第１信号選択部６１と第２信号選択部６２と音像域拡張部３０と信号合成部４０と定位制御部８０とを具備する。

強度調整部５０は、各チャネルに対応する５個の増幅部５２（５２L，５２R，５２C，５２LS，５２RS）で構成される。増幅部５２Lは音響信号ＡLに係数ＧLを乗算し、増幅部５２Rは音響信号ＡRに係数ＧRを乗算する。増幅部５２Cは、音響信号ＡCに係数ＧCを乗算することで音響信号ＢCを生成する。同様に、増幅部５２LSは、音響信号ＡLSに係数ＧLSを乗算することで音響信号ＢLSを生成し、増幅部５２RSは、音響信号ＡRSに係数ＧRSを乗算することで音響信号ＢRSを生成する。

第１信号選択部６１は、音響信号ＡLおよび音響信号ＡLSの一方を選択して効果信号ＸLを生成する。第２信号選択部６２は、音響信号ＡRおよび音響信号ＡRSの一方を選択して効果信号ＸRを生成する。

図５は、第１信号選択部６１および第２信号選択部６２のブロック図である。図５に示すように、第１信号選択部６１は、音響信号ＡLに係数ＫLを乗算する増幅部７２Lと、音響信号ＡLSに係数ＫLSを乗算する増幅部７２LSと、音響信号ＡLおよび音響信号ＡLSの一方を選択する選択部（スイッチ）７４と、選択部７４が選択した信号を遅延させることで効果信号ＸLを生成する遅延部７６とを含んで構成される。なお、遅延部７６を省略した構成では、音像信号ＺLと音響信号ＡLとの相関が過度に高くなり、所期の位置よりもスピーカ１４R側の位置に音像が知覚される可能性がある。遅延部７６は、音像信号ＺLを音響信号ＡLに対して遅延させて両者間の相関を低減することで音像位置の誤差を低減するための要素である。第２信号選択部６２は、第１信号選択部６１と同様に、音響信号ＡRに係数ＫRを乗算する増幅部７２Rと、音響信号ＡRSに係数ＫRSを乗算する増幅部７２RSと、音響信号ＡRおよび音響信号ＡRSの一方を選択する選択部７４と、選択部７４が選択した信号を遅延させることで効果信号ＸRを生成する遅延部７６とを含んで構成される。

図４の音像域拡張部３０は、第１信号選択部６１が生成した効果信号ＸLと第２信号選択部６２が生成した効果信号ＸRとから、第１実施形態と同様に音像信号ＺLおよび音像信号ＺRを生成する。具体的には、図６に示すように、音像信号ＺLをスピーカ１４Lから再生した場合の音像が方向ＤLW（仮想スピーカ１４LW）に定位し、音像信号ＺRをスピーカ１４Rから再生した場合の音像が方向ＤRW（仮想スピーカ１４RW）に定位するように、音像域拡張部３０は音像信号ＺLおよび音像信号ＺRを生成する。音像域拡張部３０の構成は第１実施形態（図３）と同様である。

図４の信号合成部４０は、２個の加算部４２（４２L，４２R）で構成される。加算部４２Lは、増幅部５２Lによる処理後の音響信号ＡLと音像域拡張部３０が生成した音像信号ＺLとを加算することで音響信号ＢLを生成する。同様に、加算部４２Rは、増幅部５２Rによる処理後の音響信号ＡRと音像域拡張部３０が生成した音像信号ＺRとを加算することで音響信号ＢRを生成する。したがって、第１実施形態と同様に、音響信号ＡLがスピーカ１４Lから再生されるとともに音像信号ＺLが仮想スピーカ１４LWから再生されるように受聴者Ｈに知覚され、音響信号ＡRがスピーカ１４Rから再生されるとともに音像信号ＺRが仮想スピーカ１４RWから再生されるように受聴者Ｈに知覚される。

図４の定位制御部８０は、音響処理装置１２での各処理に適用される係数（ＧL，ＧR，ＧLS，ＧRS，ＫL，ＫLS，ＫR，ＫRS）を可変に制御するとともに第１信号選択部６１および第２信号選択部６２の各選択部７４を制御することで、図６の方向ＤLと方向ＤLSとの間の目標位置ＶLに音像を定位させ、方向ＤRと方向ＤRSとの間の目標位置ＶRに音像を定位させる。音像定位の目標位置Ｖ（ＶL，ＶR）を設定する方法は任意であるが、例えば各音響信号Ａから推定される音像位置を目標位置Ｖに設定する方法や、入力装置（図示略）に対する利用者からの指示に応じて目標位置Ｖを決定する方法が好適に採用される。

方向ＤLと方向ＤLWとの間の領域ＱL1内に目標位置ＶLが指定された場合、定位制御部８０は、音響信号ＡLSを選択するように第１信号選択部６１の選択部７４を制御し、かつ、増幅部５２Lの係数ＧLと第１信号選択部６１の増幅部７２LSの係数ＫLSとを、音像が目標位置ＶLに定位するように制御する。係数ＧLが係数ＫLSと比較して大きいほど、音像の定位位置は領域ＱL1内で方向ＤL（スピーカ１４L）に近付く。他方、方向ＤLWと方向ＤLSとの間の領域ＱL2内に目標位置ＶLが指定された場合、定位制御部８０は、音響信号ＡLを選択するように第１信号選択部６１の選択部７４を制御し、かつ、増幅部５２LSの係数ＧLSと第１信号選択部６１の係数ＫLとを、音像が目標位置ＶLに定位するように制御する。係数ＧLSが係数ＫLと比較して大きいほど音像の定位位置は領域ＱL2内で方向ＤLS（スピーカ１４LS）に近付く。

同様に、方向ＤRと方向ＤRWとの間の領域ＱR1内に目標位置ＶRが指定された場合、定位制御部８０は、音響信号ＡRSを選択するように第２信号選択部６２の選択部７４を制御し、かつ、増幅部５２Rの係数ＧRと第２信号選択部６２の係数ＫRSとを、音像が目標位置ＶRに定位するように制御する。係数ＧRが係数ＫRSと比較して大きいほど、音像の定位位置は領域ＱR1内で方向ＤR（スピーカ１４R）に近付く。また、方向ＤRWと方向ＤRSとの間の領域ＱR2内に目標位置ＶRが指定された場合、定位制御部８０は、音響信号ＡRを選択するように第２信号選択部６２の選択部７４を制御し、かつ、増幅部５２RSの係数ＧRSと第２信号選択部６２の係数ＫRとを、音像が目標位置ＶRに定位するように制御する。係数ＧRSが係数ＫRと比較して大きいほど音像の定位位置は領域ＱR2内で方向ＤRS（スピーカ１４RS）に近付く。

以上の説明から理解されるように、第２実施形態では、スピーカ１４Lで再生される音響信号ＡLと仮想スピーカ１４LWで再生される音像信号ＺLとを利用して領域ＱL1内に音像を定位させ、仮想スピーカ１４LWで再生される音像信号ＺLとスピーカ１４LSで再生される音響信号ＡLSとを利用して領域ＱL2内に音像を定位させる。したがって、スピーカ１４Lの再生音とスピーカ１４LSの再生音とで両者間に音像を定位させる場合と比較すると、スピーカ１４Lとスピーカ１４LSとの間の広範囲にわたり音像を正確な位置に定位させることが可能である。同様に、スピーカ１４Rと仮想スピーカ１４RWとで領域ＱR1内に音像を定位させ、仮想スピーカ１４RWとスピーカ１４RSとで領域ＱR2内に音像を定位させるから、スピーカ１４Rとスピーカ１４RSとの間の広範囲にわたり音像を正確な位置に定位させることが可能である。

なお、第１信号選択部６１の選択部７４を加算器で構成し、係数ＫLおよび係数ＫLSの一方をゼロに設定することで音響信号ＡLおよび音響信号ＡLSの一方を選択することも可能である。同様に、第２信号選択部６２の選択部７４を加算器で構成し、係数ＫRおよび係数ＫRSの一方をゼロに設定することで音響信号ＡRおよび音響信号ＡRSの一方を選択することも可能である。

＜変形例＞
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は適宜に併合され得る。

（１）第１実施形態では５チャネルの音響システム１００Aを例示したが、左右２チャネルの音響システムにも同様に本発明を適用することが可能である。また、第２実施形態ではスピーカ１４Cは省略され得る。

（２）第１実施形態では、音響信号Ａから反射音の効果信号Ｘ（ＸL，ＸR，ＸLS，ＸRS）を生成する反射音生成処理を音響処理部２０が実行したが、音響処理部２０による音響処理は以上の例示に限定されない。例えば、ディレイ，トレモロ，コーラス，フランジャー，フェイザー，イコライザー等の音響効果を付与する音響処理を音響処理部２０が実行することも可能である。

（３）前述の各形態では、音像域拡張部３０の第１処理部３０Aの加算部３６において定位信号ＹRの位相を反転させたうえで効果信号ＸLに加算したが、定位信号ＹRの位相を反転させる必要はない。すなわち、定位信号ＹRの位相を効果信号ＸRの位相とは相違させたうえで効果信号ＸLに加算する構成が好適である。同様に、定位信号ＹLの位相を効果信号ＸLの位相とは相違させたうえで効果信号ＸRに加算する構成が採用され得る。

１００A，１００B……音響システム、２００……信号供給装置、１２……音響処理装置、１４（１４L，１４R，１４C，１４LS，１４RS）……スピーカ、２０……音響処理部、３０……音像域拡張部、３０A……第１処理部、３０B……第２処理部、４０……信号合成部、５０……強度調整部、６１……第１信号選択部、６２……第２信号選択部。

Claims (4)

1. 左チャネルおよび右チャネルの音響信号を利用した音響処理で左チャネルおよび右チャネルの効果信号を生成する音響処理手段と、
   左チャネルおよび右チャネルの各々の効果信号に対して、左チャネルおよび右チャネルの他方の効果信号と当該他方の効果信号を遅延させた信号との加算信号を加算することで、左チャネルおよび右チャネルの２個のスピーカの外側に音像が定位する左チャネルおよび右チャネルの音像信号を生成する音像域拡張手段と、
   前記音響処理前の左チャネルの音響信号と前記音像域拡張手段による処理後の左チャネルの音像信号とを加算し、前記音響処理前の右チャネルの音響信号と前記音像域拡張手段による処理後の右チャネルの音像信号とを加算する信号合成手段と
   を具備する音響処理装置。
2. 音像域拡張手段は、左チャネルおよび右チャネルの各々の効果信号に対して、左チャネルおよび右チャネルの他方の効果信号と、当該他方の効果信号を６２.５マイクロ秒から１２５マイクロ秒の範囲内の遅延時間だけ遅延させた信号との加算信号を加算する
   請求項１の音響処理装置。
3. 前記音響処理手段は、左チャネルおよび右チャネルの音響信号を利用した音響処理により、左前方からの反射音を示す左チャネルの効果信号と、右前方からの反射音を示す右チャネルの効果信号とを生成する
   請求項１または請求項２の音響処理装置。
4. 前記音響処理手段は、左チャネル，右チャネル，左後方チャネルおよび右後方チャネルの音響信号を利用した音響処理で左チャネル，右チャネル，左後方チャネルおよび右後方チャネルの効果信号を生成し、
   前記音像域拡張手段は、左チャネルおよび左後方チャネルのスピーカ間と右チャネルおよび右後方チャネルのスピーカ間とに音像が定位するように左チャネルおよび右チャネルの音像信号を生成し、
   前記信号合成手段は、前記音響処理前の左後方チャネルの音響信号と前記音響処理後の左後方チャネルの効果信号とを加算し、前記音響処理前の右後方チャネルの音響信号と前記音響処理後の右後方チャネルの効果信号とを加算する
   請求項１から請求項３の何れかの音響処理装置。
   

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