JP4949638B2 - オーディオ信号供給装置 - Google Patents
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Description
請求項2に係る発明は、請求項1記載のオーディオ信号供給装置において、前記伝播経路の距離についての閾値を表す閾値データを記憶する記憶手段を備え、前記信号処理手段は、前記各伝播経路の距離が前記閾値データの表す閾値を超えている場合には第1の窓関数を用いて前記各オーディオ信号の信号レベルに重み付けを行い、前記各伝播経路の距離が前記閾値データの表す閾値以下の場合には第2の窓関数を用いて前記各オーディオ信号の信号レベルに重み付けを行うことを特徴としている。
図1は、本発明の1実施形態に係るオーディオ信号供給装置100を含んでいるスピーカアレイシステム10の構成例を表すブロック図である。図1のオーディオ信号供給装置100は、外部から入力されたオーディオ信号をスピーカアレイ200を構成しているスピーカユニット210−n(n=1〜N)の数分だけ分岐させ、その各々に各スピーカユニット210−nに応じた信号処理(遅延や信号レベルの調整)を施して各スピーカユニット210−nへ供給するものであり、遅延回路300と、重み付け手段400と、増幅手段500と、指向性制御部600と、を備えている。なお、遅延回路300の前段には、A/D変換器が設けられていることが一般的であるが説明を簡略化するため省略する。また、増幅手段500の前段にも、D/A変換器が設けられていること(すなわち、重み付け手段400により後述する重み付けが為されたデジタル信号をD/A変換器によってアナログ信号に変換して増幅手段500へ入力すること)が通常であるが、同じく説明を簡略化するため省略する。
エリア設定手段610は、スピーカアレイシステム10が設置される音響空間内に所定の広さを有する受聴エリアを設定させるためのものである。本実施形態では、図3に示すように、予め定められた半径rを有する円形の受聴エリアSRの中心位置Oを表す音響空間RM内での座標をユーザに設定させることによって、受聴エリアの設定が行われる。
経路特定手段620は、各スピーカユニット210−n毎に、それらスピーカユニット210−nから出力された音波が上記受聴エリアに至るまでに辿る伝播経路を特定する。具体的には、経路特定手段620は、図3に示すように、音響空間RMの左側壁を中心にしてその音響空間RMの虚像RM´を考えた場合に得られる受聴エリアSRの虚像SR´の中心位置O´の座標と各スピーカユニット210−nの座標とを結ぶ直線を求めることによって各スピーカユニット210−nから出力された音波が辿る伝播経路を特定する。
遅延算出手段630は、経路特定手段620により各スピーカユニット210−n毎に特定された伝播経路の距離差(例えば、スピーカアレイ200の中心に位置するスピーカユニットと受聴エリアの虚像SR´の中心位置O´との直線距離を基準とし、その直線距離と他のスピーカユニットと受聴エリアの虚像SR´の中心位置O´との直線距離の差)に応じた遅延量(本実施形態では、上記伝播経路の距離差を音速で除して算出される遅延時間)を算出し、その遅延量を表す遅延制御情報を遅延回路300へ設定する。なお、本実施形態では、各スピーカユニット210−n毎に特定された伝播経路の距離差に応じた遅延時間を上記遅延量として遅延算出手段630に算出させ、その遅延量を表す遅延制御情報を遅延回路300へ設定させる場合について説明した。しかしながら、上記距離差に応じた位相差を上記遅延量として遅延算出手段630に算出させ、その位相差を表す遅延制御情報を遅延回路300へ設定させるようにしても良い。また、本実施形態では、スピーカアレイの中心に位置するスピーカユニットと受聴エリアの虚像SR´の中心位置O´との直線距離を上記距離差を算出する場合の基準とする場合について説明したが、スピーカアレイの右端または左端に位置するスピーカユニットなど他のスピーカユニットについての上記直線距離を基準としても良いことは勿論である。
そして、窓関数特定手段640は、各スピーカユニット210−nへ供給するオーディオ信号の信号レベルに付与する重みを表す窓関数係数を経路特定手段620により各スピーカユニット210−n毎に特定された伝播経路の距離差および受聴エリアSRの広さに応じて特定し、その窓関数係数を表す窓関数情報を生成して各乗算器410−nへ設定する。
(変形例1)上述した実施形態では、エリア設定手段610によって受聴エリアの中心位置を設定することによって、所定の半径を有する円形の受聴エリアを音響空間内に設定する場合について説明した。しかしながら、受聴エリアの位置とともに、その受聴エリアの広さを表すパラメータ(例えば、円形の受聴エリアであればその半径)を設定させるようにしても良く、その受聴エリアの形状を表すパラメータ(例えば、その受聴エリアの外周を表す曲線や直線の方程式を表すパラメータなど)を設定させるとともに、受聴エリアに至るまでに辿る伝播経路の距離についての閾値に加えて、その受聴エリアの広さについての閾値を上記記憶部に書き込んでおき、経路特定手段620により特定された伝播経路の距離やエリア設定手段610により設定されたパラメータの表す受聴エリアの広さと記憶部に書き込まれている各閾値とを窓関数特定手段640に比較させて窓関数係数を特定させるようにしても良い。つまり、任意の広さまたは形状を有する受聴エリアがエリア設定手段610により設定された場合には、各スピーカユニット210−nから出力される音波がその受聴エリアへ至るまでに辿る伝播経路の距離に加えて、その受聴エリアの広さや形状を加味して、その受聴エリアを覆いつくす広さの指向性を与えるような窓関数を窓関数特定手段640に特定させるようにしても良い。このようにすると、任意の広さまたは形状を有する受聴エリアを音響空間内の任意の位置に設定することが可能になる。また、各スピーカユニット210−nから出力される音波の減衰率などその音波の伝播特性は、音響空間の音響特性にも依存するのであるから、その音響特性を表すパラメータ(上記音響空間の広さや形状や反射面の吸収率を表すパラメータ)を設定する特性設定手段をさらに設け、その特性設定手段により設定された音響特性を加味して上記窓関数や各オーディオ信号の遅延量を特定させるようにしても良い。このようなことは、上記音響特性についての閾値を上記記憶部に書き込んでおき、特性設定手段により設定されたパラメータとその閾値とを比較して窓関数を特定させるようにすることで実現可能である。
また、図4と図5との比較から明らかなように、サラウンドリア系統のチャネルに対応するスピーカから出力される音波は、サラウンドウォール系統のチャネルに対応するスピーカから出力される音波に比較して音響空間の壁面での反射角度が浅くなっていることが一般的である。このため、サラウンドリア系統のチャネルに対応するスピーカから出力される音波の指向性を広く設定してしまうと、そのスピーカから出力される音波やその一次反射波が受聴エリアを横切ってしまう可能性が高くなってしまう。このように、スピーカから出力された音波やその一次反射波が受聴エリアを横切ってしまうと、その受聴エリア内に形成される音場に悪影響を与えてしまうことは言うまでもない。したがって、受聴エリア内に形成される音場に悪影響を与えることを回避するという観点からも、サラウンドリア系統のチャネルに対応するスピーカから出力される音波についてはその指向性を狭くしておくことが好ましい。
以上が、サラウンドリア系統のチャネルについて狭指向性の窓関数を設定する理由である。
Claims (4)
- 音響空間内に所定の広さの受聴エリアを設定するエリア設定手段と、
スピーカアレイを構成する複数のスピーカの各々から出力された音が前記エリア設定手段により設定された受聴エリアに達するまでに前記音響空間内を辿る伝播経路を各スピーカ毎に特定する経路特定手段と、
外部から入力されるオーディオ信号を前記複数のスピーカの数だけ分岐させ、各オーディオ信号の遅延量を前記経路特定手段により特定された各伝播経路の距離差に応じて調整するとともに、その伝播経路の距離が長いほど狭い指向性を与える窓関数を用いて各オーディオ信号の信号レベルに重み付けを行って前記各スピーカへ供給する信号処理手段と、
を備え、
前記伝播経路の距離が長いほど狭い指向性を与える窓関数は、
その伝播経路を辿って前記受聴エリアへ至る音波に、その受聴エリアを覆いつくす広さの指向性を与える窓関数である
ことを特徴とするオーディオ信号供給装置。 - 前記伝播経路の距離についての閾値を表す閾値データを記憶する記憶手段を備え、
前記信号処理手段は、前記各伝播経路の距離が前記閾値データの表す閾値を超えている場合には第1の窓関数を用いて前記各オーディオ信号の信号レベルに重み付けを行い、前記各伝播経路の距離が前記閾値データの表す閾値以下の場合には第2の窓関数を用いて前記各オーディオ信号の信号レベルに重み付けを行う
ことを特徴とする請求項1記載のオーディオ信号供給装置。 - 前記エリア設定手段は、前記音響空間内での受聴エリアの配置位置に加えて、その受聴エリアの広さを設定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のオーディオ信号供給装置。 - 前記音響空間の音響特性を設定する特性設定手段を備え、
前記信号処理手段は、
前記特性設定手段により設定された音響特性と前記経路特定手段により特定された各伝播経路の距離差に応じて前記各オーディオ信号の遅延量を調整するとともに、その音響特性に応じて定まる、その伝播経路の距離が長いほど狭い指向性を与える窓関数を用いて各オーディオ信号の信号レベルに重み付けを行って前記各スピーカへ供給する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のオーディオ信号供給装置。
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