JP6147636B2

JP6147636B2 - 演算処理装置、方法、プログラム及び音響制御装置

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Publication number: JP6147636B2
Application number: JP2013205871A
Authority: JP
Inventors: 恵一郎染田; 江波戸　明彦; 明彦江波戸
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Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2017-06-14
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Description

本発明の実施形態は、音響制御装置に関する。

立体音響信号の音響効果をフロントスピーカによって模擬する技法として、フロントスピーカから伝わる音の聴取者の両耳における音圧比を、立体音響信号の音響効果を実現するための目標音圧比に一致させるように制御フィルタ係数を算出し、この制御フィルタ係数を用いて音響制御を行う音響制御装置が知られている。ここで、立体音響信号の音響効果とは、あたかも仮想音源から音が聴こえてくるように聴取者が錯覚する効果のことである。

このような音響制御装置では、仮想音源の位置に依っては、音響制御に用いる制御フィルタ係数の値が過剰に増大してしまうことにより、再生される音質が劣化する場合がある。

特開２０１３−３１１４５公報

仮想音源の位置に依らずに音質の劣化を抑制することが可能な音響制御装置を提供する。

実施形態に係る演算処理装置は、第１制御フィルタ係数に基づいて、音響信号から前記第１音響信号を生成する第１制御フィルタと、第２制御フィルタ係数に基づいて、前記音響信号から前記第２音響信号を生成する第２制御フィルタと、仮想音源により近いスピーカに対応する制御フィルタ係数を算出し、当該制御フィルタ係数を用いて他方のスピーカに対応する制御フィルタ係数を算出する算出部とを備える。

各実施形態に係る音響制御装置の概略を説明するブロック図。第１の実施形態に係る音響制御装置を示すブロック図。第１の実施形態に係る仮想音源位置と各スピーカ位置の関係を示す図。第１の変形例に係る判定部を説明する図。第２の実施形態に係る音響制御装置を示すブロック図。第２の実施形態に係る仮想音源位置と各スピーカ位置の関係を示す図。実施例に係る仮想音源位置と各スピーカ位置の関係を示す図。実施例に係る各スピーカ出力レベルの周波数特性の一例を示す図。実施例に係る各スピーカ出力レベルの周波数特性の一例を示す図。実施例に係る各スピーカ出力レベルの周波数特性の一例を示す図。実施例に係る各スピーカ出力レベルの周波数特性の一例を示す図。

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための実施形態について説明する。

図１は、各実施形態に係る音響制御装置の概略を説明する図である。以下に説明する音響制御装置は、例えばモノラル音響信号またはバイノーラル音響信号に対して制御フィルタ処理を行い、音響制御装置が備えるフロントスピーカ（以下、単にスピーカ）から音を放射する。聴取者は、スピーカの前方に１または複数設定される聴取位置（ｉ）でスピーカからの音、すなわち立体音響を聴取する。ここで、立体音響とは、仮想的な音源（仮想音源）位置から聞こえてくるモノラル音響信号を模擬する音、またはバイノーラル音響信号を模擬する音である。

仮想音源位置に実際に音源が存在しているとすれば、当該音源から聴取者の両耳に到来する音響信号間には、音源から聴取者の左右の耳までの距離差等によって振幅比及び時間差（即ち、位相差）がつく。聴取者は、この振幅比及び時間差に応じて、音源方向を知覚できる。

各実施形態において共通して基本となる制御ポリシは、各聴取位置（ｉ）において、聴取者の両耳位置（左耳用の第１聴取点に対する右耳用の第２聴取点）における複素音圧比（聴取位置が複数の場合には、聴取位置群における複素音圧比の空間平均）を、仮想音源から到来する音響信号の（到来）複素音圧比（或いは、バイノーラル音響信号の複素音圧比）（聴取位置が複数の場合には、聴取位置群における複素音圧比の空間平均）に近似（一致）させる。なお、第１聴取点と第２聴取点との距離としては、例えば一般的なひとの両耳間の距離を用いることができる。

上記の制御ポリシによれば、フロントスピーカがM個の場合に、第m番目のスピーカに対応する制御フィルタ係数Wm（2≦m≦M）は次式に従って算出される。ここで、スピーカに
対応する制御フィルタ係数とは、スピーカが再生する音響信号を出力する制御フィルタの制御フィルタ係数のことである。なお、第１番目のスピーカに対応する制御フィルタ係数W₁は任意に決めることができる。W₁=1とすると第１番目のスピーカはスルー特性（出力）となる。

ここで、Ｎは考慮する聴取位置の数、C_Lijは第ｊのスピーカから第ｉの聴取位置までの左耳の頭部伝達関数、C_Rijは第ｊのスピーカから第ｉの聴取位置までの右耳の頭部伝達関数、d_Liは仮想音源から第ｉの聴取位置までの左耳の頭部伝達関数、d_Riは仮想音源から第ｉの聴取位置までの右耳の頭部伝達関数である。

すなわち、上式を見るとわかるように、第２番目以降のスピーカに対応する制御フィルタ係数Wm(2≦m≦M)は、第１番目のスピーカ（メインスピーカ）に対応する制御フィルタ
係数W1を基準の制御フィルタとして、この制御フィルタW₁に基づいて算出される。また、第M番目のスピーカに対応する制御フィルタW_Mは、制御フィルタW₁に加え、他のすべての
制御フィルタ係数制御フィルタWmに基づいて算出される。

（第１の実施形態）
図２は第１の実施形態に係る音響制御装置１００を示すブロック図である。

音響制御装置１００は、第１スピーカ（左用スピーカ）１０、第２スピーカ（右用スピーカ）２０、CPU等の演算処理装置３０、メモリ等の記憶装置４０を備える。

演算処理装置３０は、音響信号（モノラル信号）に対してフィルタリング処理（音響制御）を行うことにより、第１スピーカ１０に出力する第１音響信号と第２スピーカ２０に出力する第２音響信号を算出する。第１スピーカ１０は、演算処理装置３０から第１音響信号を得て、この第１音響信号に従って音（第１音）を放射する。第２スピーカ２０は、演算処理装置３０から第２音響信号を得て、この第２音響信号に従って音（第２音）を放射する。記憶装置４０は、演算処理装置３０が音響制御を行う際に用いる頭部伝達関数セット等の情報を記憶する。

演算処理装置３０は、音響信号取得部３１、第１入力部３２、第２入力部３３、第１制御フィルタ３４、第２制御フィルタ３５、判定部３６、生成部３７、算出部３８を有する。なお、これらは記録媒体（例えば記憶装置４０）に記憶されたプログラムに基づき、演算処理装置３０が各処理を実行することにより実現される。

音響信号取得部３１は、音響信号（モノラル信号）を取得して、第１制御フィルタ３４及び第２制御フィルタ３５に供給する。音響信号取得部３１が音響信号を取得する方法としては様々なバリエーションが考えられる。例えば、ＴＶ、オーディオ機器或いはＡＶ機器などのような、地上放送又は衛星放送等により、音響信号を含むコンテンツ（例えば、音響信号のみを含むコンテンツ、動画像や静止画像を伴う音響信号を含むコンテンツ、それらに更に他の関連情報を含むコンテンツなど）を取得することができる。インターネット又はイントラネット若しくはホームネット等のネットワークを介してコンテンツを取得してもよいし、ＣＤ、ＤＶＤ、または内臓のディスク装置等の記録媒体に格納されたコンテンツを読み込むことで取得してもよい。また、マイクロフォンにより入力した音声を取得してもよい。

第１入力部３２は、仮想音源の位置を示す仮想音源位置情報を取得して、判定部３６及び生成部３７に供給する。第１入力部３２が仮想音源位置情報を取得する方法としては、例えば図示しない入力端末により聴取者が入力した仮想音源位置情報を取得することができるし、音響信号取得部３１が取得するコンテンツに関連情報として含まれる仮想音源位置情報を取得することもできる。

第２入力部３３は、第１聴取点及び第２聴取点の位置を含む聴取位置を示す聴取位置情報を取得して、算出部３８に供給する。第２入力部３３が聴取位置情報を取得する方法としては、例えば図示しないセンサが聴取者の位置をリアルタイムに測定して、この測定結果に基づいて聴取位置情報を取得することができるし、事前に聴取位置が指定されている場合等、予め記憶装置４０が記憶している聴取位置情報を取得することもできる。

第１制御フィルタ３４は、第１スピーカ１０に対応する第１制御フィルタ係数を音響信号に対して畳み込むことにより第１音響信号を算出する。第１制御フィルタ３４は、第１音響信号を第１スピーカ１０に対して供給する。

第２制御フィルタ３５は、第２スピーカ２０に対応する第２制御フィルタ係数を音響信号に対して畳み込むことにより第２音響信号を算出する。第２制御フィルタ３５は、第２音響信号を第２スピーカ２０に対して供給する。

判定部３６は、第１入力部３２から受け取った仮想音源位置情報を用いて、第１スピーカ１０及び第２スピーカ２０のうち仮想音源位置により近い（最も近い）スピーカを判定する。以下では仮想音源位置から最も近いスピーカをメインスピーカと呼ぶ。判定部３６は、例えば第１入力部３２から新たな仮想音源位置情報を受け取るタイミング毎にその都度メインスピーカを判定する。

判定部３６は、第１手段５１と、第２手段５２を備える。第１手段５１は、例えば事前に記憶装置４０に格納されている各スピーカの位置を示す情報と、仮想音源位置情報を用いて、各スピーカ位置から仮想音源位置までの距離を算出する。第２手段５２は、算出した各スピーカ位置から仮想音源位置までの距離を比較することにより、距離が最も小さい場所にあるスピーカをメインスピーカとして判定する。

生成部３７は、第１入力部３２から受け取った仮想音源位置情報を用いて、第１スピーカ１０及び第２スピーカから第１聴取点及び第２聴取点に伝わる音（合成音）の、第１聴取点における音圧と第２聴取点における音圧との比（複素音圧比）が満たすべき目標の複素音圧比（目標音圧比）を生成する。生成部３７は、仮想音源位置にスピーカがあると仮定したとき、このスピーカが音響信号に従って音を放射した場合に、第１聴取点における音の音圧と、第２聴取点における音の音圧との比を目標音圧比として算出する。これには、音響信号と、記憶装置４０に記憶されている仮想音源位置から第１聴取点及び第２聴取点までの頭部伝達関数セット（第２頭部関数セット）を用いることにより算出することができる。

算出部３８は、第２入力部３３から受け取った聴取位置情報を用いて、第１フィルタ係数及び第２フィルタ係数を算出する。算出部３８は、第１スピーカ１０から放射された第１音と第２スピーカ２０から放射された第２音との合成音の、第１聴取点における音圧と第２聴取点における音圧の比（複素音圧比）を目標音圧比に一致させるように、第１制御フィルタ係数及び第２制御フィルタ係数を算出する。これには、第１スピーカ１０から第１聴取点及び第２聴取点までの頭部伝達関数、並びに第２スピーカ２０から第１聴取点及び第２聴取点までの頭部伝達関数（併せて第１頭部関数セット）を用いることにより、例えば式（１）乃至（４）に従って、第１制御フィルタ係数及び第２制御フィルタ係数を算出することができる。

このとき、本実施形態においては、算出部３８は、判定部３６が判定したメインスピーカ（一方）に対応する制御フィルタ係数を基準の制御フィルタ係数（例えば、スルー特性の制御フィルタ係数W₁=1）として算出し、残りのスピーカ（他方）に対応する制御フィルタ係数を基準の制御フィルタ係数に基づいて算出する。

図３は、第１の実施形態に係る仮想音源位置と各スピーカ位置の関係を示す図である。

制御フィルタ係数Wmの分母である

の値が小さくなると、制御フィルタ係数Wmの値が過剰に増大する。そして、この制御フィルタによって音響信号の一部の周波数成分が過剰に増大され、再生される音響信号の周波数間のパワーバランスが崩れるとその音質が劣化することになる。

ここで、図３に示すように、聴取者の前方（各スピーカを向く方向）を基準として、聴取者よりも右方に仮想音源位置がある場合を考える。この場合、聴取者の左耳（第１聴取点）に届く音の音量よりも右耳（第２聴取点）に届く音の音量のほうが大きい必要がある。

このとき、第１スピーカ１０に対応する第１制御フィルタ係数をスルー特性の制御フィルタ（すなわち１）とした場合（A）、第１スピーカ１０から放射される音の音量は、仮
想音源位置に依らずに常に一定の大きさである。したがって、第２スピーカ２０から放射される音の音量を増加させるために、第２スピーカ２０に対応する第２制御フィルタ係数の値が増大してしまうことになる。このとき、周波数が低い音波は回折しやすく、周波数が高い音波は回折しにくいため、低周波数の音に比べて高周波数の音のほうが左右の耳に届く音量差が大きい。したがって、低周波数に比べて高周波数のほうが制御フィルタ係数の値が過剰に増大しやすい。この結果、低周波数の音に比べて高周波数の音のゲインが過剰に増大することで、各スピーカから出力される音響信号の周波数間のパワーバランスが崩れることにより音質が劣化してしまう。

一方、第２スピーカ２０に対応する第２制御フィルタ係数をスルー特性の制御フィルタ（すなわち１）とした場合（B）、第２スピーカ２０から放射される音の音量は、仮想音
源位置に依らずに常に一定の大きさである。この場合には第１スピーカ１０から放射される音の音量は第２スピーカ１０から放射される音の音量に比べて小さくなる。したがって、第１スピーカ１０に対応する第１制御フィルタ係数の値は、図３（A）の例と比較して
増大することがない。この結果、図３（A）の例と比較して各スピーカから出力される音
響信号の周波数間のパワーバランスが崩れることがなく、音質の劣化を抑えることができる。

なお、ここでは、メインスピーカに対応する基準の制御フィルタ係数をスルー特性の制御フィルタ係数として説明したが、必ずしもスルー特性の制御フィルタ係数でなくともよく、例えば音響信号に対してゲイン乗じることにより音量を増幅させるような制御フィルタ係数であってもよい。また、ここでの詳細な説明は省略するが、聴取者よりも左方に仮想音源位置がある場合には、判定部３６が第２スピーカ２０をメインスピーカと判定した場合に音質が相対的に劣化し、第１スピーカ１０をメインスピーカと判定した場合に音質の劣化が相対的に抑えられる。

したがって、本実施形態においては、算出部３８が、仮想音源位置から最も近いメインスピーカに対応する制御フィルタ係数を、他の制御フィルタ係数を算出するための基となる制御フィルタ係数として算出することにより、仮想音源位置に依らずに音質の劣化を抑制することができる。

なお、図２の例では、第１制御フィルタ３４は第１スピーカ１０に直接第１音響信号を供給し、第２制御フィルタ３５は第２スピーカ２０に直接第２音響信号を供給している。

しかしながら、例えば音響制御装置１００が、第１制御フィルタ３４と第１スピーカ１０の間、第２制御フィルタ３５と第２スピーカ２０の間に音量を調整するための増幅部を備えてもよい。この場合、第１制御フィルタ３４及び第２制御フィルタ３５は、増幅部を介して第１スピーカ１０及び第２スピーカ２０に対して増幅された各音響信号を供給する。

この増幅部は、例えば図示しないスイッチ等の入力部からの情報に従って音響を調整する。

（第１の変形例）
図４は、第１の変形例に係る判定部３６を説明する図である。

第１の変形例に係る判定部３６は、第１入力部３２から仮想音源位置情報を、第２入力部３３から聴取位置情報を受け取る。第１手段５１は、例えば事前に記憶装置４０に格納されている各スピーカの位置を示す情報と、仮想音源位置情報と、聴取者位置情報を用いて、聴取位置を中心として、聴取位置の前方方向（スピーカを向く方向）を０°の基準軸として、この基準軸を基準に各スピーカ位置の方向（例えば聴取位置と各スピーカを結ぶ軸と、基準軸との成す角θ）を算出する。また、基準軸を基準に仮想音源位置の方向（例えば聴取位置と仮想音源位置を結ぶ軸と、基準軸との成す角φ）を算出する。第２手段５２は、各スピーカ位置の方向θと、仮想音源位置の方向φを比較することにより、仮想音源位置の方向に最も近い方向にあるスピーカをメインスピーカとして判定する。ここで、最も近い方向とは、｜θ-φ｜が最小となる方向θのことである。

（第２の変形例）
第２の変形例に係る判定部３６は、第１スピーカ１０に対応する制御フィルタ係数と第２スピーカ２０に対応する制御フィルタ係数とのエネルギー和が最小となるときに、基準の制御フィルタ係数に対応するスピーカをメインスピーカとして判定する。

これには、例えば算出部３８が、判定部３６からの指示に従って、第１スピーカ１０に対応する制御フィルタ係数を基準の制御フィルタ係数W₁としたときの、全ての制御フィルタ係数Wm（１≦ｍ≦２）を式（１）乃至（４）に従って算出し、次式（６）に従って全ての制御フィルタ係数のエネルギー和（第１エネルギー和）を算出する。

また、算出部３８が、第２スピーカ２０に対応する制御フィルタ係数を基準の制御フィルタ係数W₁としたときの、全ての制御フィルタ係数Wm（１≦ｍ≦２）を算出し、式（６）に従って全ての制御フィルタ係数のエネルギー和（第２エネルギー和）を算出する。

判定部３６は、算出部３８が算出した第１エネルギー和及び第２エネルギー和を比較することにより、最も小さいエネルギー和のときに、対応する制御フィルタが基準の制御フィルタであるスピーカをメインスピーカとして判定する。

なお、この変形例に係る判定部３６及び算出部３８は別々の機能として説明を行っているが、同一の機能としてまとめることもできる。

（第３の変形例）
第３の変形例に係る判定部３６は、第１スピーカ１０に対応する制御フィルタ係数の分母項と第２スピーカ２０に対応する制御フィルタ係数の分母項とのエネルギー和の逆数が最小となるときに、基準の制御フィルタ係数に対応するスピーカをメインスピーカとして判定する。

これには、例えば算出部３８が、判定部３６からの指示に従って、第１スピーカ１０に対応する制御フィルタ係数を基準の制御フィルタ係数W₁としたときの、全ての制御フィルタ係数の分母項Bm（１≦ｍ≦２）を式（２）乃至（４）に従って算出し、次式（６）に従って全ての制御フィルタ係数の分母項のエネルギー和の逆数（第１エネルギー和）を算出する。

また、算出部３８が、第２スピーカ２０に対応する制御フィルタ係数を基準の制御フィルタ係数W₁としたときの、全ての制御フィルタ係数の分母項Bm（１≦ｍ≦２）を算出し、式（７）に従って全ての制御フィルタ係数の分母項のエネルギー和の逆数（第２エネルギー和）を算出する。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る音響制御装置２００を示すブロック図である。音響制御装置２００は、M個（M≧３）のスピーカS₁〜S_Mを備え、M個の制御フィルタF₁〜F_Mを備え
る点で音響制御装置１００とは異なる。

本実施形態において、判定部３６は、第１入力部３２から受け取った仮想音源位置情報を用いて、スピーカS₁〜S_Mのうち仮想音源位置から最も近いスピーカ（メインスピーカ）を判定するとともに、仮想音源位置からより遠い（最も遠い）スピーカを判定する。以下では仮想音源位置から最も多いスピーカをサブスピーカと呼ぶ。第１手段５１は、例えば事前に記憶装置４０に格納されている各スピーカの位置を示す情報と、仮想音源位置情報を用いて、各スピーカ位置から仮想音源位置までの距離を算出する。第２手段５２は、算出した各スピーカ位置から仮想音源位置までの距離を比較することにより、距離が最も大きい場所にあるスピーカをサブスピーカとして判定する。

算出部３８は、第２入力部３３から受け取った聴取位置情報を用いて、第１フィルタ係数〜第Mフィルタ係数を算出する。算出部３８は、スピーカS_１〜S_Mから放射された音の、第１聴取点における音圧と第２聴取点における音圧の比（複素音圧比）を目標音圧比に一致させるように、第１制御フィルタ係数〜第M制御フィルタ係数を算出する。これには、
スピーカS₁〜S_Mから第１聴取点及び第２聴取点までの頭部伝達関数セットを用いることにより、例えば式（１）乃至（４）に従って、各制御フィルタ係数W_mを算出することができる。

このとき、本実施形態においては、算出部３８は、判定部３６が判定したメインスピーカに対応する制御フィルタ係数を基準の制御フィルタ係数（例えば、スルー特性の制御フィルタ係数W₁=1）として算出し、残りのスピーカ（スピーカS₁〜S_Mの中からメインスピーカを除いたスピーカ）に対応する制御フィルタ係数を基準の制御フィルタ係数W₁に基づいて算出する。中でもサブスピーカに対応する制御フィルタ係数W_Mを他の制御フィルタ係数W₁〜W_M-1に基づいて算出する。

図６は、第２の実施形態に係る仮想音源位置と各スピーカ位置の関係を示す図である。

第Mのスピーカ（式（１）において最後に計算される制御フィルタ係数W_Mに対応するスピーカ）に対応する制御フィルタ係数W_Mの分母は

となる。

ここで、図６に示すように、例えば、第Ｍのスピーカが聴取位置よりも右方に設置されているとする。このとき、第Ｍのスピーカから反対側の左耳へ届く音の大きさは小さくなり、|C_L,M|≒0となる。

このとき、聴取者の前方（各スピーカを向く方向）を基準として、聴取者よりも右方に仮想音源位置がある場合（A）、仮想音源から反対側の左耳へ届く音の大きさは小さくなる。すなわち|d_Li|≒0となる。すると、上式は全体としてB_M ^(M) ≒0となるので、制御フィルタ係数W_Mの値が過剰に増大することになる。

一方、聴取者の左方に仮想音源位置ある場合（B）は、仮想音源から左耳へ届く音の大きさは大きい。すなわち、|d_Li|の値は大きく、したがってB_M ^(M)の値は大きく、制御フィルタ係数W_Mの値は過剰に増大しない。

以上より、聴取位置よりも右方に設置されている第Ｍのスピーカから出力される音響信号は、仮想音源位置が聴取位置の右側にある場合に音質が劣化し、仮想音源が聴取者の左方にある場合は音質が劣化しないことがわかる。すなわち、仮想音源位置からの距離が最も大きいサブスピーカを第Ｍのスピーカとすることにより、音質の劣化を抑制することができる。

なお、ここでは第Ｍのスピーカが聴取位置の右方に設置されている場合を例として説明したが、第Ｍのスピーカが聴取位置の左方に設置されている場合には、音質が劣化する仮想音源位置の方向は左右反対になる。すなわち、第Ｍのスピーカの方向と仮想音源の方向とが、左右の同じ側である場合は音質が劣化し、左右の反対側である場合は音質が劣化しない。

したがって、本実施形態においては、算出部３８が、仮想音源位置から最も近いメインスピーカに対応する制御フィルタ係数を、他の制御フィルタ係数を算出するための基となる基準の制御フィルタ係数として算出することに加え、仮想音源位置から最も通りサブスピーカに対応する制御フィルタ係数を他の全ての制御フィルタ係数に基づいて算出することにより、仮想音源位置に依らずに音質の劣化をさらに抑制することができる。

図７は、実施例に係る仮想音源位置と各スピーカ位置の関係を示す図である。図７に示すように、音響制御装置は、聴取位置群A、B、C、D、Eの前方に４つのスピーカL、S、T、Rを備えている。ここで、聴取位置群において隣り合う聴取位置の間隔は５ｃｍであり、中心の聴取位置Cを基準として左６５ｃｍの位置にスピーカL、左３５ｃｍの位置にスピーカS、右３５ｃｍの位置にスピーカT、右６５ｃｍの位置にスピーカRが設定されている。

このとき、所定のモノラル信号を用いて本実施形態に係る音響制御を実施した。

図８は、仮想音源位置が聴取位置群の左方に設定されたときに、スピーカRをメインスピーカとした場合の各スピーカから出力される音響信号の出力レベルの周波数特性を示している。図８に示すように、太実線で示されるＲスピーカの周波数特性は、スルー出力であるので元の音響信号本来の周波数特性に等しい。他の３つのスピーカの出力レベルは、高音域を中心とした多数の周波数帯域においてＲスピーカを上回っていて、元の音響信号に比べて過剰に増大されている。すなわち、これらの音響信号は音質が劣化していることがわかる。

一方、図９は、仮想音源位置が聴取位置群の右方に設定されたときに、スピーカRをメインスピーカとした場合の各スピーカから出力される音響信号の出力レベルの周波数特性を示している。図９に示すように、Ｒスピーカ以外の３つのスピーカの出力レベルは、わずかな周波数帯域を除いて、とりわけ、特に音質に影響しやすい高音域においてＲスピーカを下回っている。したがって、これらの音響信号の音質劣化は抑制されていることがわかる。

同様に、Ｌスピーカをメインスピーカとした場合には、図１０に示すように、仮想音源位置が右方の場合、スルー出力のＬスピーカを除く３つのスピーカは音質が劣化し、図１１に示すように、仮想音源位置が左方の場合には、音質劣化は抑制されている。

すなわち、以上より、仮想音源位置に最も近いスピーカをメインスピーカとして、スルー出力に切り替えることにより、音質劣化を抑制できることがわかる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態に係る音響制御装置によれば、仮想音源の位置に依らずに音質の劣化を抑制することが可能となる。

これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０・・・第１スピーカ
２０・・・第２スピーカ
３０・・・演算処理装置
３１・・・音響信号取得部
３２・・・第１入力部
３３・・・第２入力部
３４・・・第１制御フィルタ
３５・・・第２制御フィルタ
３６・・・判定部
３７・・・生成部
３８・・・算出部
４０・・・記憶装置
５１・・・第１手段
５２・・・第２手段
１００、２００・・・音響制御装置

Claims

第１スピーカに第１音響信号を与え、第２スピーカに第２音響信号を与え、第１聴取点及び第２聴取点に向けて第１音及び第２音を放射させる演算処理装置であって、
第１制御フィルタ係数に基づいて、音響信号から前記第１音響信号を生成する第１制御フィルタと、
第２制御フィルタ係数に基づいて、前記音響信号から前記第２音響信号を生成する第２制御フィルタと、
前記第１聴取点における前記第１音と前記第２音との第１合成音圧と、前記第２聴取点における前記第１音と前記第２音との第２合成音圧との音圧比を目標音圧比に一致させるように、前記第１及び第２制御フィルタ係数のうち仮想音源により近いスピーカに対応する制御フィルタ係数を算出し、当該制御フィルタ係数を用いて他方のスピーカに対応する制御フィルタ係数を算出する算出部と、
を備える演算処理装置。
前記音響信号に従って前記仮想音源が音を放射する場合の、前記第１聴取点における音圧と、前記第２聴取点における音圧との音圧比を前記目標音圧比として生成する生成部を備え、
前記算出部は、前記生成部が算出した前記目標音圧比を得て、当該目標音圧比を用いることにより前記第１及び第２制御フィルタ係数を算出する、請求項１に記載の演算処理装置。
前記第１聴取点及び前記第２聴取点は複数あり、
前記算出部は、複数の前記第１聴取点及び第２聴取点における前記音圧比の空間平均を、複数の前記第１聴取点及び第２聴取点における前記目標音圧比の空間平均に一致させるように前記第１制御フィルタ係数及び前記第２制御フィルタ係数を算出する、請求項１または２に記載の演算処理装置。
仮想音源位置情報を入力する入力部と、
前記第１及び第２スピーカのうち前記仮想音源により近いスピーカを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、
前記仮想音源位置情報を用いて、前記仮想音源と前記第１スピーカとの第１距離及び前記仮想音源と前記第２スピーカとの第２距離を算出する第１手段と、
前記第１距離と第２距離とを比較する第２手段と、
を備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載の演算処理装置。
仮想音源位置情報を入力する第１入力部と、
聴取位置を示す聴取位置情報を入力する第２入力部と、
前記第１及び第２スピーカのうち前記仮想音源により近いスピーカを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、
前記仮想音源位置情報及び前記聴取位置情報を用いて、前記聴取位置から各スピーカに向かう第１方向及び前記聴取位置から前記仮想音源に向かう第２方向を算出する第１手段と、
各第１方向と前記第２方向とを比較する第２手段と、
を備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載の演算処理装置。
仮想音源位置情報を入力する入力部と、
前記仮想音源位置情報を用いて、前記第１及び第２スピーカのうち前記仮想音源により近いスピーカを判定する判定部と、
を備え、
前記算出部は、前記判定部の指示に従って、前記第１スピーカに対応する制御フィルタ係数を基準とした場合の第１制御フィルタ係数及び第２制御フィルタ係数の第１エネルギー和を算出し、前記第２スピーカに対応する制御フィルタ係数を基準とした場合の第１制御フィルタ係数及び第２制御フィルタ係数の第２エネルギー和を算出し、
前記判定部は、前記第１エネルギー和及び前記第２エネルギー和のうち最も小さいエネルギー和のときに基準である制御フィルタ係数に対応するスピーカを前記仮想音源により近いスピーカとして判定する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の演算処理装置。
前記算出部は、前記第１スピーカに対応する制御フィルタ係数を基準とした場合の第１制御フィルタ係数の分母項及び第２制御フィルタ係数の分母項のエネルギー和の逆数を前記第１エネルギー和として算出し、前記第２スピーカに対応する制御フィルタ係数を基準とした場合の第１制御フィルタ係数の分母項及び第２制御フィルタ係数の分母項のエネルギー和の逆数を前記第２エネルギー和として算出する、請求項６に記載の演算処理装置。
前記算出部は、前記第１スピーカ及び前記第２スピーカから前記第１聴取点及び前記第２聴取点までの第１頭部伝達関数セットを用いて、前記第１制御フィルタ係数及び前記第２制御フィルタ係数を算出する、請求項１に記載の演算処理装置。
前記生成部は、前記仮想音源から前記第１聴取点及び前記第２聴取点までの第２頭部伝達関数セットを用いて、前記目標音圧比を生成する、請求項２に記載の演算処理装置。
さらに少なくとも１つの第３スピーカに第３音響信号を与え、前記第１聴取点及び前記第２聴取点に向けて第３音を放射させるものであって、
少なくとも１つの第３制御フィルタをさらに備え、
前記第３制御フィルタは、第３制御フィルタ係数に基づいて、音響信号から前記第３音響信号を生成し、
前記算出部は、前記第１聴取点において前記第３音をさらに含む前記第１合成音圧と、前記第２聴取点において前記第３音をさらに含む前記第２合成音圧との音圧比を前記目標音圧比に一致させるように、前記第１、第２及び第３制御フィルタ係数のうち前記仮想音源により近いスピーカに対応する制御フィルタ係数を算出し、かつ前記仮想音源からより遠いスピーカに対応する制御フィルタ係数を、前記第１、第２及び第３スピーカから当該仮想音源からより遠いスピーカを除いた他のスピーカに対応する制御フィルタ係数に基づいて算出する、請求項１に記載の演算処理装置。
第１スピーカに第１音響信号を与え、第２スピーカに第２音響信号を与え、第１聴取点及び第２聴取点に向けて第１音及び第２音を放射させる演算処理装置が実行する方法であって、
第１制御フィルタ係数に基づいて、音響信号から前記第１音響信号を生成するステップと、
第２制御フィルタ係数に基づいて、前記音響信号から前記第２音響信号を生成するステップと、
前記第１聴取点における前記第１音と前記第２音との第１合成音圧と、前記第２聴取点における前記第１音と前記第２音との第２合成音圧との音圧比を目標音圧比に一致させるように、前記第１及び第２制御フィルタ係数のうち仮想音源により近いスピーカに対応する制御フィルタ係数を算出し、当該制御フィルタ係数を用いて他方のスピーカに対応する制御フィルタ係数を算出するステップと、
を備える方法。
第１スピーカに第１音響信号を与え、第２スピーカに第２音響信号を与え、第１聴取点及び第２聴取点に向けて第１音及び第２音を放射させる演算処理装置のコンピュータによって実行されるプログラムであって、
前記コンピュータに、
第１制御フィルタ係数に基づいて、音響信号から前記第１音響信号を生成するステップと、
第２制御フィルタ係数に基づいて、前記音響信号から前記第２音響信号を生成するステップと、
前記第１聴取点における前記第１音と前記第２音との第１合成音圧と、前記第２聴取点における前記第１音と前記第２音との第２合成音圧との音圧比を目標音圧比に一致させるように、前記第１及び第２制御フィルタ係数のうち仮想音源により近いスピーカに対応する制御フィルタ係数を算出し、当該制御フィルタ係数を用いて他方のスピーカに対応する制御フィルタ係数を算出するステップと、
を実行させるためのプログラム。
第１スピーカと、第２スピーカと、前記第１スピーカに第１音響信号を与え、第２スピーカに第２音響信号を与え、第１聴取点及び第２聴取点に向けて第１音及び第２音を放射させる演算処理装置とを備える音響制御装置において、
前記演算処理装置は、
第１制御フィルタ係数に基づいて、音響信号から前記第１音響信号を生成する第１制御フィルタと、
第２制御フィルタ係数に基づいて、前記音響信号から前記第２音響信号を生成する第２制御フィルタと、
前記第１聴取点における前記第１音と前記第２音との第１合成音圧と、前記第２聴取点における前記第１音と前記第２音との第２合成音圧との音圧比を目標音圧比に一致させるように、前記第１及び第２制御フィルタ係数のうち仮想音源により近いスピーカに対応する制御フィルタ係数を算出し、当該制御フィルタ係数を用いて他方のスピーカに対応する制御フィルタ係数を算出する算出部と、
を含む
音響制御装置。