JP2017212559A - 信号変換係数算出装置、信号変換装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】音響コンテンツの制作時とは異なる環境において音響コンテンツを再生させる際に、複数のリスニング位置において均質に近い受聴を可能とするための信号変換係数を算出する。【解決手段】再生環境の音場は、複数のスピーカから放射される音波によって合成される。信号変換係数算出装置１は、再生環境の音場における複数のリスニング位置のそれぞれで形成される波面の法線ベクトル同士が近くなるように、複数の前記スピーカから出力させる音声信号の変換に用いる複素重み係数を前記スピーカごとに算出する算出部１２を備える。算出部１２は、複数のリスニング位置のそれぞれで形成される波面の法線ベクトルの分散が小さくなるように複素重み係数を算出する。【選択図】図２

Description

本発明は、信号変換係数算出装置、信号変換装置及びプログラムに関する。

２２．２ｃｈ音響など、従来の５．１ｃｈを上回るチャンネル数を持つマルチチャンネル音響システムが存在する。これらのコンテンツ制作においては、規定の位置にスピーカが配置された環境で最適なバランスとなるように、音響エンジニアによってミクシングが行われる。一方、複数音源から放射された音波による合成音場でコンテンツを視聴すると、合成音場おいて、リスニング位置における波面の法線方向に音像が定位することがわかっている（例えば、非特許文献１参照）。

安藤彰男，"音場再現"，コロナ社，2014年，p106-121

音響コンテンツの制作においては、ある音声フォーマットに規定されたチャンネル数及びスピーカ配置によりコンテンツの制作を行う。したがって、ある音声フォーマットにより規定されたチャンネル数及びスピーカ配置で制作されたコンテンツを視聴する場合にも、その規定に応じたスピーカ数及びスピーカ配置でコンテンツが再生されることが望ましい。しかし、一般の家庭において、２２．２ｃｈ音響などの５．１ｃｈを越えるチャンネル数のスピーカを設置することは困難である。そこで、再生コンテンツの音声フォーマットにより規定されたチャンネル数及びスピーカ配置のうち少なくとも一方が異なる環境においても、その規定されたチャンネル数及びスピーカ配置の環境で視聴した場合と空間的な印象をできるだけ変えることなく視聴が可能なように、再生コンテンツの音声信号を変換することが望まれている。また、コンテンツを受聴する際に、複数人で同時に受聴することや、移動しながら受聴することも考えられる。そのため、複数のリスニング位置でも均質にコンテンツを受聴できることが望ましい。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、音響コンテンツの制作時とは異なる環境において音響コンテンツを再生させる際に、複数のリスニング位置において均質に近い受聴を可能とするための信号変換係数を算出することができる信号変換係数算出装置、信号変換装置及びプログラムを提供する。

本発明の一態様は、複数のスピーカから放射される音波によって合成される再生環境の音場における複数のリスニング位置で形成される波面の法線ベクトル同士が近くなるように、複数の前記スピーカから出力させる音声信号の変換に用いる複素重み係数を前記スピーカごとに算出する算出部、を備え、前記算出部は、複数の前記リスニング位置のそれぞれで形成される波面の法線ベクトルの分散が小さくなるように前記複素重み係数を算出する、信号変換係数算出装置である。

本発明の一態様は、上述した信号変換係数算出装置であって、前記算出部は、複数の前記リスニング位置のそれぞれで形成される波面の法線ベクトルと所望波面の法線ベクトルの差の任意のノルムが、あらかじめ定められた範囲になることを制約条件として前記複素重み係数を算出する。

本発明の一態様は、上述した信号変換係数算出装置であって、前記算出部は、複数の前記リスニング位置のそれぞれで形成される波面の法線ベクトルと所望波面の法線ベクトルとのなす角が、あらかじめ定められた範囲になることを制約条件として前記複素重み係数を算出する。

本発明の一態様は、上述した信号変換係数算出装置であって、前記算出部は、前記所望波面の法線ベクトルを、前記再生環境とは異なる環境におけるスピーカ位置及びリスニング位置に基づいて算出する。

本発明の一態様は、上述したいずれかの信号変換係数算出装置と、前記信号変換係数算出装置が複数のスピーカのそれぞれについて算出した複素重み係数に基づいて、複数の前記スピーカのそれぞれから出力させる音声信号を変換する信号変換部と、を備える信号変換装置である。

本発明の一態様は、コンピュータを、上述したいずれかの信号変換係数算出装置として機能させるプログラムである。

本発明によれば、音響コンテンツの制作時とは異なる環境において音響コンテンツを再生させる際に、複数のリスニング位置において均質に近い受聴を可能とするための信号変換係数を算出することができる。

本発明の一実施形態によるオーディオシステムの構成を示すブロック図である。 同実施形態による信号変換係数算出装置の構成を示す機能ブロック図である。 同実施形態による信号変換係数算出装置の処理を示すフロー図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
ある音声フォーマットで制作された音響コンテンツを、変換元環境とは異なる環境である変換先環境で再生することを考える。変換元環境は、音響コンテンツの音声フォーマットにより規定されたチャンネル数及びスピーカ配置の環境である。変換先環境は、変換元環境とはチャンネル数とスピーカ配置とのうち少なくとも一方が異なる再生環境である。例えば、変換元環境は２２．２ｃｈ、変換先環境は７．１ｃｈ又は９．１ｃｈなどであるが、変換元環境及び変換先環境は任意とすることができる。

図１は、本実施形態によるオーディオシステム１００の構成図である。オーディオシステム１００は、変換元環境で制作された音響コンテンツを変換先環境で再生する。変換元環境は、Ｍ台（Ｍは１以上の整数）のスピーカ３が存在する環境である。以下では、Ｍ台のスピーカ３をそれぞれ、スピーカ３−１〜３−Ｍと記載する。音響コンテンツには、Ｍ個のチャンネルの音声信号Ａが含まれる。ｍ番目（ｍは１以上Ｍ以下の整数）のチャンネルの音声信号Ａを音声信号Ａ−ｍと記載する。音声信号Ａ−ｍは、スピーカ３−ｍの位置で再生させる音声信号Ａである。

オーディオシステム１００は、信号変換係数算出装置１と、信号変換器５（信号変換装置）と、Ｌ台（Ｌは１以上の整数）のスピーカ７とを備える。以下では、Ｌ台のスピーカ７をそれぞれ、スピーカ７−１〜７−Ｌと記載する。同図においては、オーディオシステム１００は、信号変換係数算出装置１を信号変換器５の外部に備えているが、信号変換器５の内部に備えてもよい。

変換先環境においてスピーカ３と同じ位置にスピーカ７がないために、スピーカ３が存在しない位置のスピーカ７により、変換元環境で制作された音声信号を再生する場合がある。信号変換器５は、このような場合でも、変換元環境のスピーカ配置により再生したときと同じ方向に音像が定位するように変換先環境で音響コンテンツを再生させるため、音声信号の変換を行う。また、このときに、複数のリスニング位置又はある領域で均一な品質で受聴できることが望ましい。

信号変換器５は、音声信号Ａ−１〜Ａ−Ｍを入力する。信号変換器５は、各スピーカ７に対応して、Ｍ個のＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ５１（信号変換部）と、加算器５２とを備える。スピーカ７−ｌ（ｌは１以上Ｌ以下の整数）に対応し、かつ、音声信号Ａ−ｍが入力されるＦＩＲフィルタ５１を、ＦＩＲフィルタ５１−ｌ−ｍと記載する。また、スピーカ７−ｌに対応した加算器５２を、加算器５２−ｌと記載する。

ＦＩＲフィルタ５１は、デジタルフィルタである。ＦＩＲフィルタ５１−ｌ−ｍは、周波数領域において、音声信号Ａ−ｍの各周波数成分に複素重み係数を乗算し（時間領域における畳み込み演算をし）、乗算（畳み込み）結果の音声信号を加算器５２−ｌに出力する。複素重み係数を用いることにより、音声信号の振幅と位相の両方を制御することができる。加算器５２−ｌは、ＦＩＲフィルタ５１−ｌ−１〜ＦＩＲフィルタ５１−ｌ−Ｍのそれぞれから出力された音声信号を加算し、加算結果の音声信号をスピーカ７−ｌに出力する。スピーカ７−ｌは、加算器５２−ｌから入力した音声信号を再生する。

図２は、信号変換係数算出装置１の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図に示す信号変換係数算出装置１は、入力部１１、算出部１２及び出力部１３を備える。

入力部１１は、各種情報を算出部１２に入力する。スピーカ７−１〜７−Ｌから放射される音波によって変換先環境の音場が形成される。算出部１２は、音声信号Ａ−１〜Ａ−Ｍそれぞれについて、変換先環境の音場における複数のリスニング位置のそれぞれで形成される波面の法線ベクトル同士が近く、かつ、それら法線ベクトルが所望波面の法線ベクトルに近くなるように、各スピーカ７に入力する音声信号の変換に用いられる複素重み係数を算出する。そこで、算出部１２は、変換先環境の音場における複数のリスニング位置それぞれで形成される合成波面の法線ベクトルの分散を評価関数とし、この評価関数により算出される値が小さくなるように各スピーカ７それぞれに対応した複素重み係数を算出する。このとき、算出部１２は、複数のリスニング位置のそれぞれで形成される波面の法線ベクトルと所望の法線ベクトルとの差、又は、それら各法線ベクトルと所望の法線ベクトルとのなす角度が、予め定められた範囲になることを制約条件とする。算出部１２は、変換先環境の音場におけるリスニング位置で形成される波面の法線ベクトルを、スピーカそれぞれに対応した複素重み係数を用いて算出する。なお、リスニング位置とは、聴取点の位置である。所望波面は、変換元環境のスピーカ３が音声信号を再生したときのリスニング位置での波面であるが、ユーザーが任意に所望波面を決めてもよい。出力部１３は、算出部１２が算出した複素重み係数を信号変換器５に出力する。この複素重み係数は角周波数ビン毎に算出され、角周波数ビン毎に算出された複素重み係数を逆ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform；離散フーリエ変換）したものが、信号変換器５の各ＦＩＲフィルタ５１にフィルタ係数として実装される。角周波数ビンは、ＤＦＴによって離散化される角周波数である。

算出部１２は、法線ベクトル算出部１２１と、評価関数算出部１２２と、判定部１２３と、複素重み係数算出部１２４とを備える。以下に、各部の詳細を説明する。

非特許文献１に記載の理論によれば、複数音源から放射された音波による合成音場においてコンテンツを視聴すると、その合成音場内のリスニング位置における波面の法線方向に音像が定位する。算出部１２は、変換先環境の音場における複数のリスニング位置それぞれで形成される合成波面の法線ベクトルの分散をできるだけ小さく保った上で、この非特許文献１に記載の理論に基づき、変換元環境のあるスピーカ３で音声信号を再生した場合のリスニング位置における波面の法線ベクトルと、変換先環境の複数のスピーカ７それぞれの位置で音声信号を再生した場合の複数のリスニング位置又はある領域内における波面の法線ベクトルとができるだけ近づくように、変換先環境の各スピーカ７に入力される音声信号に対する複素重み係数を決定する。つまり、算出部１２は、音声信号Ａ−ｍをスピーカ７−１〜７−Ｌへ出力する際に、ＦＩＲフィルタ５１−１−ｍ〜５１−Ｌ−ｍのそれぞれに設定される、周波数領域において音声信号に乗算すべき複素重み係数を算出する。オーディオシステム１００は、各スピーカ７それぞれに対応したＦＩＲフィルタ５１が周波数領域において複素重み係数を乗算した（時間領域における畳み込み演算を行った）音声信号を再生する。これによって、オーディオシステム１００は、変換先環境の複数のリスニング位置又はある領域内においても、複数位置での品質をできるだけ保った上で、変換元環境のスピーカ配置で再生した場合と音像の定位方向を変えることなく、音響コンテンツを再生することができる。

変換先環境のＬ台のスピーカ７のうち、ｎ番目（ｎは１以上Ｌ以下の整数）のスピーカ７−ｎの位置ベクトルをｒ_ｓｎ＝（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ，ｚ_ｎ）とし、ｎ番目のスピーカ７に対応した複素重み係数をａ_ｎ（ω）とする。ωは角周波数である。変換先環境のＮ個（１≦Ｎ≦Ｌ）のスピーカ７から放射される音波によって得られる、位置ベクトルｒ＝（ｘ，ｙ，ｚ）の位置における音圧の和ｐ＾（ｒ，ω）は、下記の式（１）で表すことができる。ここで、音源はすべて点音源と見なせると仮定する。

ｊは虚数、ｃは音速、ｔは時刻である。式（１）を変形すると、以下の式（２）が得られる。

なお、Ｒｅ[・]は・の実部、Ｉｍ[・]は・の虚部を示す。Φ（ｒ，ω）は、Ｎ個のスピーカ７から再生された合成音場のある時刻のある位置における位相を表している。このとき、変換先環境における位置ベクトルがｒ_ｐ’＝（ｘ_ｐ'，ｙ_ｐ'，ｚ_ｐ'）（ｐ＝１，２，３，…，Ｐ）である複数の聴取点（リスニング位置）における合成音場の波面の法線ベクトルＧ（ｒ_ｐ'，ω）は、以下の式（３）のように表すことができる。

なお、|_{ｒ＝ｒｐ’}は、ｒにｒ_ｐ’の値を代入すること表す。

法線ベクトル算出部１２１は、式（３）により変換先環境の各リスニング位置における合成音場の波面の法線ベクトルＧ（ｒ_ｐ'，ω）を算出し、算出結果を評価関数算出部１２２に出力する。式（３）の算出に用いる各スピーカ７の位置ベクトル及び各リスニング位置の位置ベクトルは、入力部１１から入力された各スピーカ７の位置及び各リスニング位置の情報から得られる。

複数点で均質に受聴することを考えると、変換先環境の合成音場における複数点それぞれでの波面の法線ベクトルが所望の法線ベクトルと近い方向を向くという制約の下、それらの複数点での法線ベクトルの分散ができるだけ小さくなることが望ましい。そこで、位置ベクトルｒ_ｐ’＝（ｘ_ｐ'，ｙ_ｐ'，ｚ_ｐ'）（ｐ＝１，２，３，…，Ｐ）の複数のリスニング位置における所望の法線ベクトルをＦ_ｐとしたとき、複素重み係数算出部１２４は、以下の式（５）を制約条件として、式（４）の評価関数Ｊにより算出される評価値を最小化するような制約条件付き最適化を行って複素重み係数ａ_ｎを決定する。

式（４）の評価関数Ｊは、変換先環境における複数のリスニング位置それぞれでの波面の法線ベクトルの分散を算出する式である。式（５）に示す制約条件の左辺は、所望法線ベクトルＦ_ｐとリスニング位置における法線ベクトルＧ（ｒ_ｐ'，ω）との差ベクトルの二乗ノルムを表している。ｐ番目（ｐ＝１，２，３，…，Ｐ）のリスニング位置に対応した閾値ｋ_ｐは、予め設定されてもよく、ユーザーが任意に決定してもよい。

また、制約条件を下記の式（６）のようにしてもよい。

ここで、[・]^Ｔはベクトルあるいは行列の転置を表す。式（５）の左辺は、所望法線ベクトルＦ_ｐとｐ番目のリスニング位置における法線ベクトルＧ（ｒ_ｐ'，ω）とがなす角の余弦を表している。ｐ番目（ｐ＝１，２，３，…，Ｐ）のリスニング位置に対応した閾値ｃｏｓθ_ｐは、予め設定されてもよく、ユーザーが任意に決定してもよい。

評価関数算出部１２２は、複素重み係数算出部１２４により逐次算出される複素重み係数を用いて法線ベクトル算出部１２１が算出した各リスニング位置のＧ（ｒ_ｐ'，ω）に基づき、上記の評価関数Ｊの値を算出する。

また、この場合、算出部１２は、複素重み係数ａ_ｎ（ω）の初期値ａ_ｎ０（ω）を与え、再帰的に上記の評価関数Ｊを最小化するような最適なａ_ｎ（ω）を探索する。複素重み係数ａ_ｎ（ω）の初期値ａ_ｎ０（ω）は、ユーザーが任意に設定できる。

判定部１２３は、算出部１２において再帰的に複素重み係数ａ_ｎ（ω）を算出する際に、現在の評価値と前回の評価値との差分を算出する。現在の評価値は、現在の複素重み係数ａ_ｎ（ω）を用いて算出された各リスニング位置のＧ（ｒ_ｐ'，ω）に基づき、評価関数算出部１２２が、評価関数Ｊにより算出した評価値である。前回の評価値は、現在の複素重み係数ａ_ｎ（ω）に更新される直前の複素重み係数ａ_ｎ（ω）を用いて算出されたＧ（ｒ_ｐ'，ω）に基づき、評価関数算出部１２２が、評価関数Ｊにより算出した評価値である。判定部１２３は、差分が所定の閾値未満になったと判定した場合に、現在の複素重み係数ａ_ｎ（ω）を、最終的な複素重み係数として決定する。なお、その閾値は、予め与えられてもよく、ユーザーが任意に決定してもよい。

複素重み係数算出部１２４は、上記の評価関数Ｊを最小化する最適な複素重み係数ａ_ｎ（ω）（ｎ＝１，２，３，…，Ｌ）を逐次算出する。これによって、複数のリスニング位置で均質なリスニング環境で音響コンテンツを再生するための信号変換を実現することができる。Ｌ個のスピーカ７のうちユーザーが設定したＮ個のスピーカから音波を放射する場合、複素重み係数算出部１２４は、選択されなかった（Ｌ−Ｎ）個のスピーカ７については、複素重み係数ａ_ｎ＝０とする。これにより、例えばユーザーがＮ（＜Ｌ）個のスピーカ７を選択した場合においても、複素重み係数ａ_ｎ（ω）はＬ個算出され、評価関数が大域的な最適値に到達しなかった場合でも、明らかに不要なスピーカからは音は再生されない。

所望法線ベクトルを、変換元環境におけるリスニング位置での波面の法線ベクトルとする場合、法線ベクトル算出部１２１は、変換元環境のスピーカ位置とリスニング位置から変換元環境での波面の法線ベクトルも算出する。変換元環境のスピーカ配置における、i（i＝１，２，３，…,Ｍ）番目のスピーカ３の位置ベクトルをｒ_ｓｉ＝（ｘ_ｓｉ，ｙ_ｓｉ，ｚ_ｓｉ)とすると、ｒ＝（ｘ,ｙ,ｚ）における音圧ｐ_ｉ（ｒ，ω）は、次の式（７）のように表される。

ｊは虚数単位、ｃは音速、ｔは時刻を表す。ここで、Φ_０ｉ(ｒ，ω）を、以下の式（８）とする。

Φ_０ｉ(ｒ，ω）は、ある時刻のある位置における位相を表す。このとき、ｒ_ｌ＝（ｘ_１，ｙ_１，ｚ_１）における波面の法線ベクトルＦ_ｉ（ｒ_ｌ，ω）は以下の式（９）のように表すことができる。

なお、所望法線ベクトルを、変換元環境及び変換先環境とは異なる任意の環境における任意のリスニング位置の波面の法線ベクトルとしてもよい。式（９）により所望法線ベクトルを算出するための変換元環境又は任意の環境のスピーカ位置及びリスニング位置の情報は、入力部１１により入力される。また、所望法線ベクトルは、予め定められてもよく、ユーザーが任意に決めてもよい。

なお、以上の方法で複素重み係数を算出した場合には、振幅は補償されない。したがって、各音声チャンネルで振幅がそろうよう正規化を行うことは言うまでもない。

図３は、信号変換係数算出装置１が実行する複素重み係数算出処理を示すフロー図である。信号変換係数算出装置１は、各音声信号Ａ−１〜Ａ−Ｍのそれぞれについて同図に示す複素重み係数算出処理を行う。

まず、入力部１１は、変換先環境の各スピーカ７の位置、変換先環境の複数のリスニング位置、複素重み係数の初期値、及び、判定の閾値の情報を入力する（ステップＳ１１０）。評価関数算出部１２２は、所望法線ベクトルを取得する（ステップＳ１２０）。所望法線ベクトルは、予め算出部１２に設定されてもよく、入力部１１により入力されてもよい。あるいは、法線ベクトル算出部１２１が、入力部１１により入力された変換元環境又は任意の環境における各スピーカの位置及びリスニング位置に基づいて式（９）により所望法線ベクトルを算出してもよい。

法線ベクトル算出部１２１は、変換先環境の各スピーカ７の位置、変換先環境のリスニング位置、及び、現在の複素重み係数を用いて、式（３）により変換先環境の各リスニング位置における合成音場の波面の法線ベクトルＧ（ｒ_ｐ'，ω）を算出する（ステップＳ１３０）。なお、最初の法線ベクトルＧ（ｒ_ｐ'，ω）の算出には、複素重み係数の初期値が用いられる。

評価関数算出部１２２は、法線ベクトル算出部１２１が算出した法線ベクトルＧ（ｒ_ｐ'，ω）と、ステップＳ１２０において取得した所望法線ベクトルを用いて、式（４）に示す評価関数Ｊにより評価値を算出する（ステップＳ１４０）。

判定部１２３は、現在の複素重み係数を用いて算出された評価値と、前回の複素重み係数を用いて算出された評価値との差分が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５０）。判定部１２３は、差分が閾値以上であると判断した場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、複素重み係数の算出を複素重み係数算出部１２４に指示する。

複素重み係数算出部１２４は、複素重み係数の値を更新する（ステップＳ１６０）。例えば、複素重み係数算出部１２４は、複素重み係数の一部又は全ての値を変化させ、法線ベクトル算出部１２１に出力する。法線ベクトル算出部１２１は、複素重み係数算出部１２４が変化させた複素重み係数により法線ベクトルを算出し、算出結果を複素重み係数算出部１２４に出力する。複素重み係数算出部１２４は、算出された法線ベクトルが式（５）又は式（６）に示す制約条件を満たす場合、変化させた値を新たな複素重み係数とし、法線ベクトル算出部１２１に出力する。算出部１２は、ステップＳ１３０からの処理を繰り返す。

そして、判定部１２３は、現在の複素重み係数を用いて算出された評価値と、前回の複素重み係数を用いて算出された評価値との差分が閾値未満であると判断した場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）、現在の複素重み係数を出力する（ステップＳ１７０）。出力部１３は、判定部１２３が出力した複素重み係数を信号変換係数算出装置１の外部に出力する。

なお、算出部１２は、以下のように、ＦＩＲフィルタ５１に実装させるフィルタ列を算出し、出力部１３に出力してもよい。すなわち、算出部１２は、ｉ番目（ｉは１以上Ｍ以下の整数）のチャンネルの音声信号Ａ−ｉについて、角周波数ビンごとにＮ個のスピーカ７−ｎそれぞれに対する複素重み係数を算出する。角周波数ビンは、ＤＦＴによって離散化される角周波数である。算出部１２は、算出した複素重み係数を要素として並べた複素重み係数行列ａ_ｎｉ（ω）を生成する。算出部１２は、複素重み係数行列ａ_ｎｉ（ω）を逆ＤＦＴすることにより、ＦＩＲフィルタ５１−ｎ−ｉに実装させるフィルタ列を算出する。このようにして、算出部１２は、複数のスピーカ７のそれぞれに入力される音声信号に対するフィルタ係数を算出する。算出部１２は、変換元環境のすべてのチャンネルｉ（ｉ＝１，２，３，…,Ｍ）について複素重み係数行列を算出し、算出した結果をＦＩＲフィルタマトリクスとして信号変換器５に実装することができる。

上述した実施形態によれば、信号変換係数算出装置１は、音響コンテンツの制作時とは異なる環境において音響コンテンツを再生させる際に、複数のリスニング位置又はある領域で均質に近い受聴を可能とするための信号変換係数である複素重み係数を算出することができる。このとき、例えば、信号変換係数算出装置１は、音響コンテンツの制作時とは異なる環境における複数のリスニング位置又はある領域でも、制作時の環境に近い印象となるように音響コンテンツを再生させるための信号変換係数を算出することができる。

なお、上述の信号変換係数算出装置１は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、信号変換係数算出装置１の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

１…信号変換係数算出装置
３−１〜３−Ｍ、７−１〜７−Ｌ…スピーカ
５…信号変換器
１１…入力部
１２…算出部
１３…出力部
５１−１−１〜５１−Ｌ−Ｍ…ＦＩＲフィルタ
５２−１〜５１−Ｌ…加算器
１２１…法線ベクトル算出部
１２２…評価関数算出部
１２３…判定部
１２４…複素重み係数算出部

Claims (6)

1. 複数のスピーカから放射される音波によって合成される再生環境の音場における複数のリスニング位置で形成される波面の法線ベクトル同士が近くなるように、複数の前記スピーカから出力させる音声信号の変換に用いる複素重み係数を前記スピーカごとに算出する算出部、を備え、
   前記算出部は、複数の前記リスニング位置のそれぞれで形成される波面の法線ベクトルの分散が小さくなるように前記複素重み係数を算出する、
   を備えることを特徴とする信号変換係数算出装置。
2. 前記算出部は、複数の前記リスニング位置のそれぞれで形成される波面の法線ベクトルと所望波面の法線ベクトルの差の任意のノルムが、あらかじめ定められた範囲になることを制約条件として前記複素重み係数を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号変換係数算出装置。
3. 前記算出部は、複数の前記リスニング位置のそれぞれで形成される波面の法線ベクトルと所望波面の法線ベクトルとのなす角が、あらかじめ定められた範囲になることを制約条件として前記複素重み係数を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号変換係数算出装置。
4. 前記算出部は、前記所望波面の法線ベクトルを、前記再生環境とは異なる環境におけるスピーカ位置及びリスニング位置に基づいて算出する、
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の信号変換係数算出装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の信号変換係数算出装置と、
   前記信号変換係数算出装置が複数のスピーカのそれぞれについて算出した複素重み係数に基づいて、複数の前記スピーカのそれぞれから出力させる音声信号を変換する信号変換部と、
   を備えることを特徴とする信号変換装置。
6. コンピュータを、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の信号変換係数算出装置として機能させるプログラム。

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