JP6287191B2 - Speaker device - Google Patents
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Description
本発明は、指向性を有する音声ビームを出力するスピーカ装置に関する。 The present invention relates to a speaker device that outputs a sound beam having directivity.
従来、オーディオ信号をそれぞれ遅延させて複数のスピーカユニットに分配することで指向性を有する音声ビームを出力するアレイスピーカ装置が知られている(例えば、特許文献1,2を参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an array speaker device that outputs a sound beam having directivity by delaying an audio signal and distributing it to a plurality of speaker units (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1のアレイスピーカ装置は、Cチャンネルの音声ビームと、壁に反射させて聴者に到達する音声ビームと、を用いて、同じ信号を所定の比率で出力することにより、ファントム音源を定位させるものである。ファントム音源とは、同じチャンネルの音を聴者の左右の異なる方向から到達させた場合に、これら異なる方向の中間の方向に定位される仮想的な音源である。 The array speaker device of Patent Document 1 uses a C channel sound beam and a sound beam reflected on a wall to reach the listener, and outputs the same signal at a predetermined ratio to localize the phantom sound source. Is. A phantom sound source is a virtual sound source that is localized in the middle of these different directions when the sound of the same channel is reached from different directions on the left and right sides of the listener.
また、特許文献2のアレイスピーカ装置は、聴者の左右の壁で1回反射した音声ビームと、左右および後方の壁で2回反射した音声ビームと、を用いて、フロントチャンネルの定位方向とサラウンドチャンネルの定位方向との間にファントム音源を定位させるものである。
In addition, the array speaker device of
しかし、聴取環境によっては、壁からの反射が良好ではない場合(例えば音響反射率の低い壁素材からなる環境)がある。また、各音声ビームは、チャンネル毎に壁面で反射するビームの音量または周波数特性が完全に一致するものではない。したがって、音声ビームによるファントム音源では、意図する方向に明瞭に音源を定位させることが難しい。 However, depending on the listening environment, there are cases where reflection from the wall is not good (for example, an environment made of a wall material having low acoustic reflectivity). In addition, the sound volume or the frequency characteristic of the beam reflected from the wall surface for each channel does not completely match each sound beam. Therefore, with a phantom sound source using an audio beam, it is difficult to clearly localize the sound source in the intended direction.
そこで、本発明は、音声ビームを用いる場合であっても、意図する方向に明瞭に音源を定位させることができるスピーカ装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a speaker device capable of clearly localizing a sound source in an intended direction even when an audio beam is used.
本発明のスピーカ装置は、複数チャンネルのオーディオ信号が入力される入力部と、複数のスピーカと、前記入力部に入力された複数チャンネルのオーディオ信号をそれぞれ遅延して前記複数のスピーカに分配することにより、前記複数のスピーカに音声ビームを出力させる指向性制御部と、前記入力部に入力された複数チャンネルのオーディオ信号にそれぞれ頭部伝達関数に基づくフィルタ処理を行って前記複数のスピーカに入力する定位付加部と、を備えている。 The speaker device of the present invention delays and distributes the audio signals of a plurality of channels input to the input unit, the plurality of speakers, and the input unit to which the audio signals of a plurality of channels are input to the plurality of speakers. And a directivity control unit that outputs sound beams to the plurality of speakers, and a filtering process based on a head-related transfer function is performed on each of the plurality of channels of audio signals input to the input unit and input to the plurality of speakers. A localization addition unit.
そして、スピーカ装置の定位付加部は、聴取位置から見て、複数の音声ビームの到達方向の間に、前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定することを特徴とする。すなわち、ファントム音源のように複数のビーム間の方向に頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定する。 And the localization addition part of a speaker apparatus sets the direction of the virtual sound source based on the said head-related transfer function between the arrival directions of a several sound beam seeing from a listening position. That is, the direction of the virtual sound source based on the head-related transfer function is set in the direction between a plurality of beams like a phantom sound source.
これにより、本発明のスピーカ装置は、音声ビームによる定位感を用いながら、壁の音響反射率等の聴取環境に依存しない頭部伝達関数による仮想音源によって、意図する方向に明瞭に音源を定位させることができる。 As a result, the speaker device of the present invention clearly locates the sound source in the intended direction using the virtual sound source based on the head-related transfer function that does not depend on the listening environment such as the acoustic reflectivity of the wall while using the sense of localization by the sound beam. be able to.
なお、頭部伝達関数による仮想音源の方向は、例えば、複数のビームにより生成されるファントム音源と同じ方向に設定する。これにより、音声ビームによるファントム音源の定位感を補い、より明瞭に音源を定位させることができる。 Note that the direction of the virtual sound source by the head-related transfer function is set to the same direction as the phantom sound source generated by a plurality of beams, for example. As a result, the localization of the phantom sound source due to the sound beam can be compensated and the sound source can be localized more clearly.
また、前記定位付加部は、前記音声ビームのうち、少なくとも1つの到達方向に対し、前記聴取位置を中心軸として左右対称となる方向に、前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定する態様としてもよい。この場合、聴取位置から見て左右対称の方向に音源が定位する。 The localization adding unit sets a direction of a virtual sound source based on the head-related transfer function in a direction that is symmetrical with respect to the listening position as a central axis with respect to at least one arrival direction of the sound beam. It is good also as an aspect. In this case, the sound source is localized in a symmetrical direction when viewed from the listening position.
また、本発明のスピーカ装置は、聴取位置に設置されるマイクと、前記指向性制御部にテスト信号を入力して前記複数のスピーカにテスト音声ビームを出力させ、当該テスト音声ビームが前記マイクに入力されるレベルを測定する検出手段と、前記検出手段が測定したレベルのピークに基づいて音声ビームの出力角度を設定するビーム角度設定手段と、をさらに備えていてもよい。この場合、前記定位付加部は、前記検出手段が測定したレベルのピークに基づいて前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定する。これにより、聴取位置にマイクを設置して測定を行うだけで各チャンネルの音声ビームの出力角度とともに、仮想音源の方向も自動設定される。 The speaker device according to the present invention includes a microphone installed at a listening position, a test signal input to the directivity control unit, and a test audio beam output to the plurality of speakers, the test audio beam being transmitted to the microphone. The apparatus may further comprise detection means for measuring an input level and beam angle setting means for setting an output angle of the sound beam based on a peak of the level measured by the detection means. In this case, the localization adding unit sets the direction of the virtual sound source based on the head-related transfer function based on the level peak measured by the detection means. Thereby, the direction of the virtual sound source is automatically set together with the output angle of the sound beam of each channel simply by installing the microphone at the listening position and performing the measurement.
本発明のスピーカ装置は、音声ビームを用いる場合であっても、意図する方向に明瞭に音源を定位させることができる。 The speaker device of the present invention can clearly localize a sound source in an intended direction even when an audio beam is used.
図1は、本実施形態に係るアレイスピーカ装置2を備えたAVシステム1の概略図である。AVシステム1は、アレイスピーカ装置2、サブウーファ3、テレビ4、およびマイク7を備えている。アレイスピーカ装置2は、サブウーファ3およびテレビ4に接続される。アレイスピーカ装置2には、テレビ4で再生される映像に応じたオーディオ信号や不図示のコンテンツプレーヤからのオーディオ信号が入力される。
FIG. 1 is a schematic diagram of an AV system 1 including an
アレイスピーカ装置2は、図1に示すように、例えば、直方体形状の筐体を備え、テレビ4の近傍(テレビ4の表示画面の下部)に設置される。アレイスピーカ装置2は、前面(聴者に対向する面)に、例えば16個のスピーカユニット21A〜21P、ウーファ33L、およびウーファ33Rを備えている。
As shown in FIG. 1, the
スピーカユニット21A〜21Pは、聴者から見て横方向に沿って一列に配置されている。スピーカユニット21Aは、聴者から見て最も左側に配置され、スピーカユニット21Pは、聴者から見て最も右側に配置されている。ウーファ33Lは、スピーカユニット21Aのさらに左側に配置されている。ウーファ33Rは、スピーカユニット21Pのさらに右側に配置されている。この例では、スピーカユニット21A〜21P、ウーファ33L、およびウーファ33Rが本発明の「複数のスピーカ」に相当する。
The
なお、スピーカユニットの数は、16個に限らず、例えば8個等であってもよい。また、配置態様も横方向に沿って1列に配置する例に限らず、例えば横方向に沿って3列に配置する等であってもよい。 Note that the number of speaker units is not limited to 16, and may be, for example, 8 or the like. Also, the arrangement is not limited to the example in which the arrangement is arranged in one row along the horizontal direction, and for example, the arrangement may be arranged in three rows along the horizontal direction.
サブウーファ3は、アレイスピーカ装置2の近傍に設置される。図1の例では、アレイスピーカ装置2の左側に配置されているが、設置位置はこの例に限るものではない。
The
また、アレイスピーカ装置2には、聴取環境測定用のマイク7が接続されている。マイク7は、聴取位置に設置されている。マイク7は、聴取環境を測定する場合に用いられ、実際にコンテンツを視聴する際には設置する必要はない。
The
図2は、アレイスピーカ装置2の構成を示すブロック図である。アレイスピーカ装置2は、入力部11、デコーダ10、フィルタ処理部14、フィルタ処理部15、ビーム化処理部20、加算処理部32、加算処理部70、バーチャル処理部40、制御部35、およびユーザI/F36を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the
入力部11は、HDMIレシーバ111、DIR112、およびA/D変換部113を備えている。HDMIレシーバ111は、HDMI規格に適合したHDMI信号を入力し、デコーダ10に出力する。DIR112は、デジタルオーディオ信号(SPDIF)を入力し、デコーダ10に出力する。A/D変換部113は、アナログオーディオ信号を入力し、デジタルオーディオ信号に変換してデコーダ10に出力する。
The
デコーダ10は、DSPからなり、入力された信号をデコードする。デコーダ10は、例えば、AAC(登録商標)、Dolby Digital(登録商標)、DTS(登録商標)、MPEG−1/2、MPEG−2マルチチャンネル、MP3等の各種フォーマットの信号を入力し、マルチチャンネルオーディオ信号(FLチャンネル、FRチャンネル、Cチャンネル、SLチャンネル、およびSRチャンネルのデジタルオーディオ信号。以下、単にオーディオ信号と称す場合は、デジタルオーディオ信号を示すものとする。)に変換して出力する。図2に示す太い実線は、マルチチャンネルオーディオ信号を示すものである。なお、デコーダ10は、例えばステレオチャンネルのオーディオ信号をマルチチャンネルオーディオ信号に拡張する機能も有する。
The
デコーダ10から出力されたマルチチャンネルオーディオ信号は、フィルタ処理部14およびフィルタ処理部15に入力される。フィルタ処理部14は、デコーダ10から出力されたマルチチャンネルオーディオ信号について、各スピーカユニットに適した帯域を抽出して出力する。
The multi-channel audio signal output from the
図3(A)は、フィルタ処理部14の構成を示すブロック図であり、図3(B)は、フィルタ処理部15の構成を示すブロック図である。
FIG. 3A is a block diagram illustrating the configuration of the
フィルタ処理部14は、FLチャンネル、FRチャンネル、Cチャンネル、SLチャンネル、およびSRチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するHPF14FL、HPF14FR、HPF14C、HPF14SL、およびHPF14SRを備えている。また、フィルタ処理部14は、FLチャンネル、FRチャンネル、Cチャンネル、SLチャンネル、およびSRチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するLPF15FL、LPF15FR、LPF15C、LPF15SL、およびLPF15SRを備えている。
The
HPF14FL、HPF14FR、HPF14C、HPF14SL、およびHPF14SRは、それぞれ入力された各チャンネルのオーディオ信号の高域を抽出して出力する。HPF14FL、HPF14FR、HPF14C、HPF14SL、およびHPF14SRのカットオフ周波数は、スピーカユニット21A〜21Pの再生周波数の下限(例えば200Hz)に合うように設定されている。HPF14FL、HPF14FR、HPF14C、HPF14SL、およびHPF14SRの出力信号は、ビーム化処理部20に出力される。
The HPF 14FL, HPF 14FR, HPF 14C, HPF 14SL, and HPF 14SR extract and output the high frequencies of the input audio signals of the respective channels. The cut-off frequencies of HPF 14FL, HPF 14FR, HPF 14C, HPF 14SL, and HPF 14SR are set to match the lower limit (eg, 200 Hz) of the reproduction frequency of
LPF15FL、LPF15FR、LPF15C、LPF15SL、およびLPF15SRは、それぞれ入力された各チャンネルのオーディオ信号の低域(例えば200Hz未満)を抽出して出力する。LPF15FL、LPF15FR、LPF15C、LPF15SL、およびLPF15SRのカットオフ周波数は、上記HPF14FL、HPF14FR、HPF14C、HPF14SL、およびHPF14SRのカットオフ周波数に対応している(例えば200Hzである)。 LPF15FL, LPF15FR, LPF15C, LPF15SL, and LPF15SR each extract and output a low frequency (for example, less than 200 Hz) of an audio signal of each input channel. The cut-off frequencies of the LPF 15FL, LPF 15FR, LPF 15C, LPF 15SL, and LPF 15SR correspond to the cut-off frequencies of the HPF 14FL, HPF 14FR, HPF 14C, HPF 14SL, and HPF 14SR (for example, 200 Hz).
LPF15FL、LPF15C、およびLPF15SLの出力信号は、加算部16で加算され、Lチャンネルオーディオ信号となる。Lチャンネルオーディオ信号は、さらにHPF30LおよびLPF31Lに入力される。
The output signals of the LPF 15FL, LPF 15C, and LPF 15SL are added by the
HPF30Lは、入力されたオーディオ信号の高域を抽出して出力する。LPF31Lは、入力されたオーディオ信号の低域を抽出して出力する。HPF30LおよびLPF31Lのカットオフ周波数は、ウーファ33Lとサブウーファ3とのクロスオーバ周波数(例えば100Hz)に対応する。なお、当該クロスオーバ周波数は、ユーザI/F36を介して聴者により変更できるようにしてもよい。
The
LPF15FR、LPF15C、およびLPF15SRの出力信号は、加算部17で加算され、Rチャンネルオーディオ信号となる。Rチャンネルオーディオ信号は、さらにHPF30RおよびLPF31Rに入力される。
The output signals of the LPF 15FR, LPF 15C, and LPF 15SR are added by the
HPF30Rは、入力されたオーディオ信号の高域を抽出して出力する。LPF31Rは、入力されたオーディオ信号の低域を抽出して出力する。HPF30Rのカットオフ周波数は、ウーファ33Rとサブウーファ3とのクロスオーバ周波数(例えば100Hz)に対応する。上述のように、クロスオーバ周波数は、ユーザI/F36を介して聴者により変更できるようにしてもよい。
The
HPF30Lから出力されたオーディオ信号は、加算処理部32を介してウーファ33Lに入力される。同様に、HPF30Rから出力されたオーディオ信号は、加算処理部32を介してウーファ33Rに入力される。
The audio signal output from the
LPF31Lから出力されたオーディオ信号およびLPF31Rから出力されたオーディオ信号は、加算処理部70で加算されてモノラル化され、サブウーファ3に入力される。なお、図示は省略するが、加算処理部70には、LFEチャンネルも入力され、LPF31Lから出力されたオーディオ信号およびLPF31Rから出力されたオーディオ信号と加算されてサブウーファ3に出力される。
The audio signal output from the LPF 31 </ b> L and the audio signal output from the LPF 31 </ b> R are added to a monaural signal by the
一方、フィルタ処理部15は、FLチャンネル、FRチャンネル、Cチャンネル、SLチャンネル、およびSRチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するHPF40FL、HPF40FR、HPF40C、HPF40SL、およびHPF40SRを備えている。また、フィルタ処理部15は、FLチャンネル、FRチャンネル、Cチャンネル、SLチャンネル、およびSRチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するLPF41FL、LPF41FR、LPF41C、LPF41SL、およびLPF41SRを備えている。
On the other hand, the
HPF40FL、HPF40FR、HPF40C、HPF40SL、およびHPF40SRは、それぞれ入力された各チャンネルのオーディオ信号の高域を抽出して出力する。HPF40FL、HPF40FR、HPF40C、HPF40SL、およびHPF40SRのカットオフ周波数は、ウーファ33Rおよびウーファ33Lとサブウーファ3とのクロスオーバ周波数(例えば100Hz)に対応する。上述のように、クロスオーバ周波数は、ユーザI/F36を介して聴者により変更できるようにしてもよい。また、HPF40FL、HPF40FR、HPF40C、HPF40SL、およびHPF40SRのカットオフ周波数は、HPF14FL、HPF14FR、HPF14C、HPF14SL、およびHPF14SRのカットオフ周波数と同一にしてもよい。また、フィルタ処理部15においては、HPF40FL、HPF40FR、HPF40C、HPF40SL、およびHPF40SRのみ備える態様として、低域をサブウーファ3に出力させないようにしてもよい。HPF40FL、HPF40FR、HPF40C、HPF40SL、およびHPF40SRから出力されたオーディオ信号は、バーチャル処理部40に出力される。
The HPF 40FL, HPF 40FR, HPF 40C, HPF 40SL, and HPF 40SR extract and output the high frequencies of the input audio signals of the respective channels. The cutoff frequency of HPF40FL, HPF40FR, HPF40C, HPF40SL, and HPF40SR corresponds to the crossover frequency (for example, 100 Hz) between the
LPF41FL、LPF41FR、LPF41C、LPF41SL、およびLPF41SRは、それぞれ入力された各チャンネルのオーディオ信号の低域を抽出して出力する。LPF41FL、LPF41FR、LPF41C、LPF41SL、およびLPF41SRのカットオフ周波数は、上記クロスオーバ周波数に対応している(例えば100Hzである)。LPF41FL、LPF41FR、LPF41C、LPF41SL、およびLPF41SRから出力されたオーディオ信号は、加算器171で加算されたてモノラル化された後、加算処理部70を介しサブウーファ3に入力される。加算処理部70では、LPF41FL、LPF41FR、LPF41C、LPF41SL、およびLPF41SRから出力されたオーディオ信号と、LPF31RおよびLPF31Lから出力されたオーディオ信号と、上述のLFEチャンネルのオーディオ信号と、が加算される。なお、加算処理部70は、これら信号の加算比率を変更するゲイン調整部を備えていてもよい。
The LPF 41FL, LPF 41FR, LPF 41C, LPF 41SL, and LPF 41SR extract and output the low frequencies of the input audio signals of the respective channels. The cut-off frequencies of LPF 41FL, LPF 41FR, LPF 41C, LPF 41SL, and LPF 41SR correspond to the crossover frequency (for example, 100 Hz). The audio signals output from the LPF 41FL, LPF 41FR, LPF 41C, LPF 41SL, and LPF 41SR are added to a monaural signal by the
次に、ビーム化処理部20について説明する。図4は、ビーム化処理部20の構成を示すブロック図である。ビーム化処理部20は、FLチャンネル、FRチャンネル、Cチャンネル、SLチャンネル、およびSRチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するゲイン調整部18FL、ゲイン調整部18FR、ゲイン調整部18C、ゲイン調整部18SL、およびゲイン調整部18SRを備えている。
Next, the
ゲイン調整部18FL、ゲイン調整部18FR、ゲイン調整部18C、ゲイン調整部18SL、およびゲイン調整部18SRは、各チャンネルのオーディオ信号のゲインを調整する。ゲイン調整された各チャンネルのオーディオ信号は、それぞれ指向性制御部91FL、指向性制御部91FR、指向性制御部91C、指向性制御部91SL、および指向性制御部91SRに入力される。指向性制御部91FL、指向性制御部91FR、指向性制御部91C、指向性制御部91SL、および指向性制御部91SRは、各チャンネルのオーディオ信号をスピーカユニット21A〜21Pに分配する。分配されたスピーカユニット21A〜21Pに対するオーディオ信号は、合成部92で合成されてスピーカユニット21A〜21Pに供給される。このとき、指向性制御部91FL、指向性制御部91FR、指向性制御部91C、指向性制御部91SL、および指向性制御部91SRは、各スピーカユニットに供給するオーディオ信号の遅延量を調整する。
The gain adjusting unit 18FL, the gain adjusting unit 18FR, the
スピーカユニット21A〜21Pから出力される音は、位相が揃う箇所において互いに強められ、指向性を有した音声ビームとして出力される。例えば、全スピーカから同じタイミングで音が出力されると、アレイスピーカ装置2の前方に指向性を有する音声ビームが出力される。指向性制御部91FL、指向性制御部91FR、指向性制御部91C、指向性制御部91SL、および指向性制御部91SRは、各オーディオ信号に付与する遅延量を変更することで、音声ビームの出力方向を変更することができる。
The sounds output from the
また、指向性制御部91FL、指向性制御部91FR、指向性制御部91C、指向性制御部91SL、および指向性制御部91SRは、スピーカユニット21A〜21Pから出力される各音の位相が所定位置でそろうように遅延量を付与し、当該所定位置で焦点を結ぶ音声ビームを形成することもできる。
In addition, the directivity control unit 91FL, the directivity control unit 91FR, the
音声ビームは、アレイスピーカ装置2から直接、または室内の壁等に反射して聴取位置に到達させることができる。例えば、図5(C)に示すように、Cチャンネルオーディオ信号の音声ビームは、正面方向に出力させて、Cチャンネルの音声ビームが聴取位置の正面から到達させることができる。また、FLチャンネルオーディオ信号およびFRチャンネルオーディオ信号の音声ビームは、アレイスピーカ装置2の左右方向に出力させ、聴取位置の左右に存在する壁に反射させて、それぞれ聴取位置の左方向および右方向から到達させることができる。また、SLチャンネルオーディオ信号およびSRチャンネルオーディオ信号の音声ビームを左右方向に出力させ、聴取位置の左右に存在する壁および後方に存在する壁に2回反射させて、それぞれ聴取位置の左後方方向および右後方方向から到達させることができる。
The sound beam can reach the listening position directly from the
このような音声ビームの出力方向の設定は、マイク7を用いて聴取環境を測定することにより、自動的に行うことができる。図5(A)に示すように、聴者が聴取位置にマイク7を設置し、ユーザI/F36(または不図示のリモコン)を操作して、音声ビームの設定を指示すると、制御部35は、テスト信号(例えばホワイトノイズ)からなる音声ビームをビーム化処理部20に出力させる。
Such setting of the output direction of the sound beam can be automatically performed by measuring the listening environment using the
制御部35は、アレイスピーカ装置2の前面と平行な左方向(−90度方向と称する。)から、アレイスピーカ装置2の前面と垂直な方向(0度方向と称する、)を経てアレイスピーカ装置2の前面と平行な右方向(90度方向と称する。)まで、音声ビームを旋回させる。アレイスピーカ装置2の前面において音声ビームを旋回させると、音声ビームの旋回角θに応じて、部屋Rの壁に音声ビームが反射して、所定の角度でマイク7に音声ビームが収音される。
The
制御部35は、マイク7から入力されたオーディオ信号のレベルを音声ビームの出力角度と対応付けてメモリ(不図示)に記憶する。そして、制御部35は、オーディオ信号のレベルのピーク成分に基づいて、マルチチャンネルオーディオ信号の各チャンネルと音声ビームの出力角度を割り当てる。例えば、制御部35は、収音データ中に所定の閾値以上のピークを検出する。制御部35は、これらピークの中で、最も高レベルである時の音声ビームの出力角度を、Cチャンネルの音声ビームの出力角度として割り当てる。例えば、図5(B)では、最も高レベルである時の角度θ3aをCチャンネルの音声ビームの出力角度として割り当てる。また、制御部35は、Cチャンネルに設定したピークを挟んで近接するピークについて、SLチャンネルおよびSRチャンネルの音声ビームの出力角度を割り当てる。例えば、図5(B)では、Cチャンネルに近接し、−90度方向に近い角度θ2aをSLチャンネルの音声ビームとして割り当て、Cチャンネルに近接し、90度方向に近い角度θ4aをSRチャンネルの音声ビームの出力角度として割り当てる。さらに、制御部35は、最も外側のピークについて、FLチャンネルおよびFRチャンネルの音声ビームの出力角度を割り当てる。例えば、図5(B)の例では、最も−90度方向に近い角度θ1aをFLチャンネルの音声ビームとして割り当て、最も90度方向に近い角度θ5aをFRチャンネルの音声ビームの出力角度として割り当てる。このようにして、制御部35は、各チャンネルの音声ビームが聴取位置に到達するレベルを検出する検出手段、および検出手段が測定したレベルのピークに基づいて音声ビームの出力角度を設定するビーム角度設定手段を実現する。
The
以上のようにして、図5(C)に示すように、聴者(マイク7)の位置において、周囲から音声ビームが到達するような設定を行う。 As described above, as shown in FIG. 5C, setting is performed such that the sound beam reaches from the surroundings at the position of the listener (microphone 7).
次に、バーチャル処理部40について説明する。図6は、バーチャル処理部40の構成を示すブロック図である。バーチャル処理部40は、レベル調整部43、定位付加部42、補正部51、遅延処理部60L、および遅延処理部60Rを備えている。
Next, the
レベル調整部43は、FLチャンネル、FRチャンネル、Cチャンネル、SLチャンネル、およびSRチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するゲイン調整部43FL、ゲイン調整部43FR、ゲイン調整部43C、ゲイン調整部43SL、およびゲイン調整部43SRを備えている。
The
ゲイン調整部43FL、ゲイン調整部43FR、ゲイン調整部43C、ゲイン調整部43SL、およびゲイン調整部43SRは、各チャンネルのオーディオ信号のゲインを調整する。各ゲイン調整部のゲインは、例えば、制御部35によりテスト音声ビームの検出結果に基づいて設定される。例えば、図5(B)に示すように、Cチャンネルの音声ビームは、直接音であるため、最も高レベルである。したがって、ゲイン調整部43Cのゲインは最も低く設定される。また、Cチャンネルの音声ビームは、直接音であり、部屋の環境に依存する可能性が低いため、例えば固定値としてもよい。そして、他のゲイン調整部は、Cチャンネルとのレベル差に応じたゲインが設定される。例えば、Cチャンネルの検出レベルG1=1.0としてゲイン調整部43Cのゲイン0.1を設定する場合、FRチャンネルの検出レベルG3=0.6であればゲイン調整部43FRのゲインを0.4とし、SRチャンネルの検出レベルG2=0.4であれば、ゲイン調整部43SRのゲインを0.6とする。このようにして、各チャンネルのゲインが調整される。なお、図5(A)、図5(B)、および図5(C)の例では、制御部35がテスト信号の音声ビームを旋回させて各チャンネルの音声ビームが聴取位置に到達するレベルを検出する例を示したが、聴者がユーザI/F36を用いて、制御部35に対して手動で音声ビームを出力させる指示を行い、ゲイン調整部43FL、ゲイン調整部43FR、ゲイン調整部43C、ゲイン調整部43SL、およびゲイン調整部43SRのレベルを手動で設定するようにしてもよい。また、ゲイン調整部43FL、ゲイン調整部43FR、ゲイン調整部43C、ゲイン調整部43SL、およびゲイン調整部43SRの設定は、テスト音声ビームをスイープさせて検出したレベルとは別に、それぞれチャンネルごとにレベルを測定してもよい。具体的には、各チャンネルについてテスト音声ビームのスイープにより決定した方向にテスト音声ビームを出力し、聴取位置においてマイク7で収音した音を解析することにより行うことができる。
The gain adjustment unit 43FL, the gain adjustment unit 43FR, the
ゲイン調整された各チャンネルのオーディオ信号は、定位付加部42に入力される。定位付加部42は、入力された各チャンネルのオーディオ信号を所定の位置に仮想音源として定位させる処理を行う。仮想音源として定位させるためには、所定位置と聴者の耳との間の伝達関数を示す頭部伝達関数(以下、HRTFと称す。)を用いる。
The gain-adjusted audio signal of each channel is input to the
HRTFは、ある位置に設置した仮想スピーカからそれぞれ左右の耳に至る音の大きさ、到達時間、および周波数特性等を表現したインパルス応答である。定位付加部42は、入力された各チャンネルのオーディオ信号にHRTFを付与して、ウーファ33Lまたはウーファ33Rから放音させることにより、聴者に仮想音源を定位させることができる。
The HRTF is an impulse response that expresses the volume, arrival time, frequency characteristics, and the like of the sound from the virtual speaker installed at a certain position to the left and right ears. The
図7(A)は、定位付加部42の構成を示すブロック図である。定位付加部42は、各チャンネルのオーディオ信号にHRTFのインパルス応答を畳み込むためのFLフィルタ421L、FRフィルタ422L、Cフィルタ423L、SLフィルタ424L、およびSRフィルタ425Lと、FLフィルタ421R、FRフィルタ422R、Cフィルタ423R、SLフィルタ424R、およびSRフィルタ425Rと、を備えている。
FIG. 7A is a block diagram illustrating a configuration of the
例えば、FLチャンネルのオーディオ信号は、FLフィルタ421LおよびFLフィルタ421Rに入力される。FLフィルタ421Lは、FLチャンネルのオーディオ信号に、聴者の左前方の仮想音源VSFL(図8(A)を参照。)の位置から左耳に至る経路のHRTFを付与する。FLフィルタ421Rは、FLチャンネルのオーディオ信号に、仮想音源VSFLの位置から右耳に至る経路のHRTFを付与する。同様にして、各チャンネルについて、聴者の周囲の仮想音源の位置から各耳に至るHRTFが付与される。
For example, an audio signal of the FL channel is input to the
加算部426Lは、FLフィルタ421L、FRフィルタ422L、Cフィルタ423L、SLフィルタ424L、およびSRフィルタ425LでそれぞれHRTFが付与されたオーディオ信号を合成して、オーディオ信号VLとして補正部51に出力する。加算部426Rは、FLフィルタ421R、FRフィルタ422R、Cフィルタ423R、SLフィルタ424R、およびSRフィルタ425RでそれぞれHRTFが付与されたオーディオ信号を合成して、オーディオ信号VRとして補正部51に出力する。
The
補正部51は、クロストークキャンセル処理を行う。図7(B)は、補正部51の構成を示すブロック図である。補正部51は、ダイレクト補正部511L、ダイレクト補正部511R、クロス補正部512L、およびクロス補正部512Rを備えている。
The
オーディオ信号VLは、ダイレクト補正部511Lおよびクロス補正部512Lに入力される。オーディオ信号VRは、ダイレクト補正部511Rおよびクロス補正部512Rに入力される。
The audio signal VL is input to the
ダイレクト補正部511Lは、ウーファ33Lから出力された音が左耳付近で放音されたように聴者に知覚させる処理を行う。ダイレクト補正部511Lは、ウーファ33Lから出力された音の周波数特性が左耳の位置でフラットになるようなフィルタ係数が設定されている。ダイレクト補正部511Lは、入力されたオーディオ信号VLを当該フィルタで処理して、オーディオ信号VLDを出力する。ダイレクト補正部511Rは、ウーファ33Rから出力された音の周波数特性が右耳の位置でフラットになるようなフィルタ係数が設定されている。ダイレクト補正部511Rは、入力されたオーディオ信号VLを当該フィルタで処理して、オーディオ信号VRDを出力する。
The
クロス補正部512Lは、ウーファ33Lから右耳に回り込む音の周波数特性を付与するためのフィルタ係数が設定されている。このウーファ33Lから右耳に回り込む音(VLC)を合成部52Rで逆相にしてウーファ33Rから放音させることにより、ウーファ33Lの音が右耳に聞こえるのを抑制する。これにより、ウーファ33Rから放音される音が右耳付近で放音されたように聴者に知覚させる。
The
クロス補正部512Rは、ウーファ33Rから左耳に回り込む音の周波数特性を付与するためのフィルタ係数が設定されている。このウーファ33Rから左耳に回り込む音(VRC)を合成部52Lで逆相にしてウーファ33Lから放音させることにより、ウーファ33Rの音が左耳に聞こえるのを抑制する。これにより、ウーファ33Lから放音される音が左耳付近で放音されたように聴者に知覚させる。
The
合成部52Lから出力されたオーディオ信号は、遅延処理部60Lに入力される。遅延処理部60Lによって所定時間遅延されたオーディオ信号は、加算処理部32に入力される。また、合成部52Rから出力されたオーディオ信号は、遅延処理部60Rに入力される。遅延処理部60Rによって所定時間遅延されたオーディオ信号は、加算処理部32に入力される。
The audio signal output from the
遅延処理部60Lおよび遅延処理部60Rによる遅延時間は、例えば、ビーム化処理部20の指向性制御部で与えられる遅延時間のうち、最長の遅延時間よりも長く設定される。これにより、仮想音源を知覚させる音が、音声ビームの形成を阻害することがない。なお、ビーム化処理部20の後段に遅延処理部を設け、音声ビーム側に遅延を加えて、音声ビームが仮想音像を定位させる音を阻害しないようにする態様であってもよい。
The delay time by the
遅延処理部60Lから出力されたオーディオ信号は、加算処理部32を介してウーファ33Lに入力される。加算処理部32では、遅延処理部60Lから出力されたオーディオ信号とHPF30Lから出力されたオーディオ信号とが加算される。なお、加算処理部32は、これらオーディオ信号の加算比率を変更するゲイン調整部の構成を備えていてもよい。同様に、遅延処理部60Rから出力されたオーディオ信号は、加算処理部32を介してウーファ33Rに入力される。加算処理部32では、遅延処理部60Rから出力されたオーディオ信号とHPF30Rから出力されたオーディオ信号とが加算される。加算処理部32は、これらオーディオ信号の加算比率を変更するゲイン調整部の構成を備えていてもよい。
The audio signal output from the
次に、アレイスピーカ装置2が生成する音場について図8(A)を用いて説明する。図8(A)において、実線矢印は、アレイスピーカ装置2から出力される音声ビームの経路を示す。図8(A)において、白い星印は、音声ビームが生成する音源の位置を示し、黒い星印は、仮想音源の位置を示す。
Next, the sound field generated by the
図8(A)の例では、アレイスピーカ装置2は、音声ビームを5本出力する。Cチャンネルのオーディオ信号は、アレイスピーカ装置2の後方の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定される。これにより、聴者は、音源SCが聴者の前方にあると知覚する。
In the example of FIG. 8A, the
同様に、FLチャンネルのオーディオ信号は、部屋Rの左前方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、聴者は、音源SFLが聴者の左前方の壁にあると知覚する。FRチャンネルのオーディオ信号は、部屋Rの右前方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、聴者は、音源SFRが聴者の右前方の壁にあると知覚する。SLチャンネルのオーディオ信号は、部屋Rの左後方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、聴者は、音源SSLが聴者の左後方の壁にあると知覚する。SRチャンネルのオーディオ信号は、部屋Rの右後方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、聴者は、音源SSRが聴者の左後方の壁にあると知覚する。 Similarly, in the audio signal of the FL channel, an audio beam focused on the position of the left front wall of the room R is set, and the listener perceives that the sound source SFL is on the left front wall of the listener. The audio signal of the FR channel is set with a sound beam that focuses on the position of the right front wall of the room R, and the listener perceives that the sound source SFR is on the right front wall of the listener. The audio signal of the SL channel is set with an audio beam focused on the position of the left rear wall of the room R, and the listener perceives that the sound source SSL is on the left rear wall of the listener. The audio signal of the SR channel is set with a sound beam that focuses on the position of the right rear wall of the room R, and the listener perceives that the sound source SSR is on the left rear wall of the listener.
しかし、図8(A)の例では、右前方の壁と聴取位置との距離が左前方の壁と聴取位置との距離よりも遠くなっている。したがって、音源SFRは、音源SFLよりも後方寄りに知覚されることになる。そこで、定位付加部42は、Cチャンネルの音声ビームとFRチャンネルの音声ビームとの間に設定する。この例では、定位付加部42は、仮想音源VSFRの方向を、FLチャンネルの音声ビームの到達方向に対して左右対称(聴取位置を中心軸として左右対称)となる方向に設定する。この設定は、聴者がユーザI/F36を用いて手動で設定してもよいが、例えば以下の様に自動設定することも可能である。
However, in the example of FIG. 8A, the distance between the right front wall and the listening position is longer than the distance between the left front wall and the listening position. Therefore, the sound source SFR is perceived closer to the rear than the sound source SFL. Therefore, the
制御部35は、図8(B)に示すように、Cチャンネルに設定したピークの角度θa3を挟んで両側の領域に存在するピークの対称性について判定する。
As shown in FIG. 8B, the
制御部35は、例えば、許容誤差を±10度として、−10度≦θa2+θa4≦10度であればSLチャンネルとSRチャンネルの音声ビームの到達方向が左右対称であると判定する。同様に、制御部35は、−10度≦θa1+θa5≦10度であればFLチャンネルとFRチャンネルの音声ビームの到達方向が左右対称であると判定する。
For example, if the allowable error is ± 10 degrees and the
図8(B)では、θa1+θa5の値が許容誤差を超えている例を示している。したがって、制御部35は、定位付加部42に対して、仮想音源の方向を、2本の音声ビーム(Cチャンネルの音声ビームとFRチャンネルの音声ビーム)の到達方向の間に設定するように指示する。仮想音源の方向は、理想的な到達方向(例えば聴取位置から見て左右約30度)に近い側の音声ビームと対称となるように設定することが好ましい。
FIG. 8B shows an example in which the value of θa1 + θa5 exceeds the allowable error. Therefore, the
図8(B)の例では、中心軸(ここではθa3=0度)を挟んでθa1と対称となるθa5’に仮想音源VSFRの方向を設定する。他のチャンネルは、上記音源SFL,SC,SSL,およびSSRの位置と略同じ位置に仮想音源の位置が設定される。したがって、聴者は、仮想音源VSC,VSFL,VSSL,およびVSSRを音源SC,SFL,SSL,およびSSRの位置と略同じ位置に知覚する。 In the example of FIG. 8B, the direction of the virtual sound source VSFR is set to θa5 ′ that is symmetrical to θa1 across the central axis (here, θa3 = 0 degree). In the other channels, the positions of the virtual sound sources are set at substantially the same positions as the positions of the sound sources SFL, SC, SSL, and SSR. Therefore, the listener perceives the virtual sound sources VSC, VSFL, VSSL, and VSSR at substantially the same positions as the positions of the sound sources SC, SFL, SSL, and SSR.
これにより、アレイスピーカ装置2は、音声ビームによる定位感を用いながらも、壁の音響反射率等の聴取環境に依存しない頭部伝達関数による仮想音源によって、意図する方向に明瞭に音源を定位させることができる。また、図8(A)および図8(B)の例では、聴取位置から見て左右対称の方向に音源が定位するため、より理想的な聴取態様となる。
As a result, the
次に、図9(A)は、SRチャンネルがSLチャンネルよりも前方寄りに到達する場合の例を示す図である。この場合、右側の壁と聴取位置との距離が左側の壁と聴取位置との距離よりも遠くなっている。サラウンドチャンネルは、2回反射であるため、右側の壁面が遠い場合、音源SSRは、音源SSLよりも前方寄りに知覚されることになる。上述と同様に、制御部35は、例えば、許容誤差を±10度として、−10度≦θa2+θa4≦10度であるか否かを判断する。図9(B)では、θa2+θa4の値が許容誤差を超えている例を示している。したがって、制御部35は、定位付加部42に対して、仮想音源の方向を、2本の音声ビームの到達方向の間に設定するように指示する。
Next, FIG. 9A is a diagram illustrating an example in the case where the SR channel reaches further forward than the SL channel. In this case, the distance between the right wall and the listening position is longer than the distance between the left wall and the listening position. Since the surround channel is reflected twice, the sound source SSR is perceived closer to the front than the sound source SSL when the right wall surface is far. Similarly to the above, the
ここでも、仮想音源の方向は、理想的な到達方向(例えば聴取位置から見て左右約110度)に近い側の音声ビームと対称となるように設定することが好ましい。サラウンドチャンネルは、フロントチャンネルに比べて前方左右方向寄りに理想的な到達方向が存在するため、中心軸との角度差が大きいピーク(左右寄りに到達する音声ビーム)側に仮想音源の方向を設定する。図9(B)の例では、中心軸(ここではθa3と)を挟んでθa4と対称となるθa2’に仮想音源VSSLの方向を設定する。他のチャンネルは、上記音源SFL,SFR,SC,およびSSRの位置と略同じ位置に仮想音源の位置が設定される。したがって、聴者は、仮想音源VSC,VSFR,VSSL,およびVSSRを音源SC,SFR,SSL,およびSSRの位置と略同じ位置に知覚する。 Also in this case, the direction of the virtual sound source is preferably set so as to be symmetric with the sound beam on the side close to the ideal arrival direction (for example, about 110 degrees left and right as viewed from the listening position). The surround channel has an ideal arrival direction closer to the front left / right direction than the front channel, so the direction of the virtual sound source is set to the peak (audio beam reaching the left / right side) with a large angle difference from the central axis. To do. In the example of FIG. 9B, the direction of the virtual sound source VSSL is set to θa2 ′ that is symmetrical to θa4 across the central axis (here, θa3). In other channels, the positions of the virtual sound sources are set at substantially the same positions as the positions of the sound sources SFL, SFR, SC, and SSR. Therefore, the listener perceives the virtual sound sources VSC, VSFR, VSSL, and VSSR at substantially the same positions as the positions of the sound sources SC, SFR, SSL, and SSR.
これにより、サラウンドチャンネルについても、聴取位置から見て左右対称の方向に音源が定位するため、より理想的な聴取態様となる。 As a result, the sound source is localized in a bilaterally symmetric direction as viewed from the listening position for the surround channel, which is a more ideal listening mode.
特に、音源SSLおよび音源SSRは、音声ビームが壁に2度反射することにより生成されるため、フロント側のチャンネルに比べて明瞭な定位感が得られない場合がある。しかし、アレイスピーカ装置2は、ウーファ33Lおよびウーファ33Rにより聴者の耳に直接届く音で生成される仮想音源VSSLおよび仮想音源VSSRで定位感を補うことができ、より理想的な方向に明瞭に音源を定位させることができる。
In particular, since the sound source SSL and the sound source SSR are generated by reflecting the sound beam twice on the wall, there may be a case where a clear localization feeling cannot be obtained as compared with the channel on the front side. However, the
次に、図10は、ファントム音源を併用する場合のアレイスピーカ装置2Aの構成を示すブロック図である。図2のアレイスピーカ装置2と共通する構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
Next, FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the
アレイスピーカ装置2Aは、ファントム処理部90を備えた点でアレイスピーカ装置2と異なる。ファントム処理部90は、フィルタ処理部14から入力したオーディオ信号のうち、各チャンネルのオーディオ信号を、自身のチャンネルおよび他チャンネルに分配することにより、特定のチャンネルをファントム定位させる(ファントム音源を生成する)ものである。
The
図11(A)は、ファントム処理部90の構成を示すブロック図である。図11(B)は、指定角度とゲイン比率との対応付けテーブルを示す図である。図11(C)は、指定角度とフィルタ係数(定位付加部42が付与する頭部伝達関数)との対応付けテーブルを示す図である。ファントム処理部90は、ゲイン調整部95FL、ゲイン調整部96FL、ゲイン調整部95FR、ゲイン調整部96FR、ゲイン調整部95SL、ゲイン調整部96SL、ゲイン調整部95SR、ゲイン調整部96SR、加算部900、加算部901、および加算部902を備えている。
FIG. 11A is a block diagram illustrating a configuration of the
ゲイン調整部95FLおよびゲイン調整部96FLには、FLチャンネルのオーディオ信号が入力される。ゲイン調整部95FRおよびゲイン調整部96FRには、FRチャンネルのオーディオ信号が入力される。ゲイン調整部95SLおよびゲイン調整部96SLには、SLチャンネルのオーディオ信号が入力される。ゲイン調整部95SRおよびゲイン調整部96SRには、SRチャンネルのオーディオ信号が入力される。 An audio signal of the FL channel is input to the gain adjustment unit 95FL and the gain adjustment unit 96FL. The FR channel audio signal is input to the gain adjustment unit 95FR and the gain adjustment unit 96FR. The SL channel audio signal is input to the gain adjustment unit 95SL and the gain adjustment unit 96SL. The SR channel audio signal is input to gain adjustment unit 95SR and gain adjustment unit 96SR.
FLチャンネルのオーディオ信号は、ゲイン調整部95FLおよびゲイン調整部96FLでゲイン比率が調整され、それぞれ加算部901および加算部900に入力される。FRチャンネルのオーディオ信号は、ゲイン調整部95FRおよびゲイン調整部96FRでゲイン比率が調整され、それぞれ加算部902および加算部900に入力される。SLチャンネルのオーディオ信号は、ゲイン調整部95SLおよびゲイン調整部96SLでゲイン比率が調整され、それぞれビーム化処理部20および加算部901に入力される。SRチャンネルのオーディオ信号は、ゲイン調整部95SRおよびゲイン調整部96SRでゲイン比率が調整され、それぞれビーム化処理部20および加算部902に入力される。
The gain ratio of the FL channel audio signal is adjusted by the gain adjusting unit 95FL and the gain adjusting unit 96FL, and then input to the adding
各ゲイン調整部のゲインは、制御部35により設定される。制御部35は、図11(B)に示すように、メモリ(不図示)に記憶されている対応付けテーブルを読み出し、指定された角度に対応付けられているゲイン比率を読み出す。この例では、制御部35は、聴取位置の右前方から到達するFRチャンネルの音声ビームと、聴取位置の前方から到達するCチャンネルの音声ビームと、のゲイン比率を制御することで、FRチャンネルのファントム音源の方向を制御する。
The gain of each gain adjustment unit is set by the
図12を参照して、ファントム音源と仮想音源を併用する例について説明する。この例では、FRチャンネルの音声ビームの到達方向θa5が80度(聴取位置から見て右80度)であった場合において、指定角度が40度(聴取位置から見て右40度)の方向にFRチャンネルのファントム音源を定位させる場合を説明する。 An example in which a phantom sound source and a virtual sound source are used together will be described with reference to FIG. In this example, when the arrival direction θa5 of the sound beam of the FR channel is 80 degrees (80 degrees to the right when viewed from the listening position), the designated angle is in the direction of 40 degrees (40 degrees to the right when viewed from the listening position). A case where the FR channel phantom sound source is localized will be described.
制御部35は、指定角度が40度であり、FRチャンネルの音声ビームの到達方向θa5(FR角度)が80度、Cチャンネルの音声ビームの到達方向θa3(C角度)が0度であるため、ゲイン比率100*(40/80)=50に対応するゲイン調整部95FRおよびゲイン調整部96FRのゲインを読み出す。この場合、制御部35は、ゲイン調整部95FRのゲインを0.5、ゲイン調整部96FRのゲインを0.5に設定する。これにより、図12に示すように、FRチャンネルの音声ビームと、聴取位置の前方から到達するCチャンネルの音声ビームと、の間の右40度の方向にファントム音源を定位させることができる。なお、ここでは、ゲイン調整部95FRのゲイン(0.5)+ゲイン調整部96FRのゲイン(0.5)=1.0となるように(ゲインが一定となるように)ゲイン比率を設定する例を示したが、パワーが一定になるようにゲインを設定してもよい。この例では、ゲイン調整部95FRのゲインおよびゲイン調整部96FRのゲインは−3dB(約0.707)となる。
The
そして、制御部35は、指定角度である40度の方向に仮想音源が定位するフィルタ係数を図11(C)に示すテーブルから読み出し、定位付加部42に設定する。これにより、ファントム音源SFRと同じ方向に仮想音源VSFRが定位する。
Then, the
なお、指定角度は、聴者がユーザI/F36を介して手動で入力することも可能であるが、上述したテスト音声ビームの測定結果を用いて自動設定することも可能である。例えば、FLチャンネルの音声ビームの到達方向θa1が−60度(聴取位置から見て左60度)であり、FLチャンネルの音声ビームの到達方向と対称の方向にFRチャンネルのファントム音源を定位させる場合、指定角度が右60度となる。この場合、FR角度が80度、C角度が0度であれば、ゲイン比率100*(60/80)=75に対応するゲイン調整部95FRおよびゲイン調整部96FRのゲインを読み出す。したがって、制御部35は、ゲイン調整部95FRのゲインを0.75、ゲイン調整部96FRのゲインを0.25に設定する。
The designated angle can be manually input by the listener via the user I /
このようにして、アレイスピーカ装置2Aは、音声ビームによるファントム音源の定位感を壁の音響反射率等の聴取環境に依存しない頭部伝達関数による仮想音源によって補い、より明瞭にファントム音源を定位させることができる。
In this way, the
特に、サラウンドチャンネルは、音声ビーム同士(例えばFLチャンネルの音声ビームおよびSLチャンネルの音声ビーム)を用いてファントム音源を定位させるため、フロント側のチャンネルをファントム音源として定位させる場合に比べて明瞭な定位感が得られない場合がある。しかし、アレイスピーカ装置2Aは、ウーファ33Lおよびウーファ33Rにより聴者の耳に直接届く音で生成される仮想音源VSSLおよび仮想音源VSSRで定位感を補うことができ、より明瞭にファントム音源を定位させることができる。
In particular, since the surround channel uses the sound beams (for example, FL channel sound beam and SL channel sound beam) to localize the phantom sound source, the localization is clearer than when the front channel is localized as the phantom sound source. A feeling may not be obtained. However, the
なお、アレイスピーカ装置2Aは、さらに多数チャンネルのオーディオ信号を、少ない音声ビームで定位させる場合に好適である。図13は、7.1チャンネルのオーディオ信号を5本の音声ビームで定位させる例を示す図である。7.1チャンネルサラウンドは、5.1チャンネルサラウンド(C、FL、FR、SL、SR、LFE)に加えて、聴者の後方から再生させる2チャンネル(SBL、SBR)が含まれている。この例では、アレイスピーカ装置2Aは、SBLチャンネルを部屋Rの左後方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームに設定し、SBRチャンネルを部屋Rの右左後方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームに設定する。
The
また、アレイスピーカ装置2Aは、SBLチャンネルおよびFLチャンネルの音声ビームを用いて、その間の位置(聴取位置の左−90度)にSLチャンネルのファントム音源SSLを設定する。同様に、SBRチャンネルおよびFRチャンネルの音声ビームを用いて、その間の位置(聴取位置の右90度)にSRチャンネルのファントム音源SSRを設定する。
Further, the
そして、アレイスピーカ装置2Aは、ファントム音源SSLの位置に仮想音源VSSLを設定し、ファントム音源SSRの位置に仮想音源VSSRを設定する。
Then, the
このように、少ない音声ビームで多数のチャンネルを定位させる場合でも、アレイスピーカ装置2Aは、ウーファ33Lおよびウーファ33Rにより聴者の耳に直接届く音で生成される仮想音源で定位感を補うことができ、より明瞭に多数のチャンネルを定位させることができる。
Thus, even when a large number of channels are localized with a small number of sound beams, the
次に、図14(A)は、変形例に係るアレイスピーカ装置2Bを示す図である。アレイスピーカ装置2と重複する構成の説明は省略する。
Next, FIG. 14A is a diagram showing an
アレイスピーカ装置2Bは、ウーファ33Lおよびウーファ33Rから出力する音をそれぞれスピーカユニット21Aおよびスピーカユニット21Pから出力する点において、アレイスピーカ装置2と相違する。
アレイスピーカ装置2Bは、仮想音源を知覚させる音をスピーカユニット21A〜21Pのうち、両端のスピーカユニット21Aおよびスピーカユニット21Pから出力する。
The
スピーカユニット21Aおよびスピーカユニット21Pは、アレイスピーカにおける最も端部に配置されたスピーカユニットであり、聴者から見てそれぞれ最も左側および右側に配置されている。したがって、スピーカユニット21Aおよびスピーカユニット21Pは、それぞれLチャンネルおよびRチャンネルの音を出力する場合に好適であり、仮想音源を知覚させる音を出力するスピーカユニットとして好適である。
The speaker unit 21 </ b> A and the speaker unit 21 </ b> P are the speaker units arranged at the extreme ends of the array speaker, and are arranged on the left and right sides as viewed from the listener. Therefore, the
また、アレイスピーカ装置2は、一つの筐体にスピーカユニット21A〜21P、ウーファ33Lおよびウーファ33Rを全て備える必要はない。例えば、図14(B)に示すスピーカセット2Cのように、各スピーカユニットを個別の筐体に設けて、各筐体を並べて配置する態様であってもよい。
Further, the
1…AVシステム
2…アレイスピーカ装置
2A…アレイスピーカ装置
2A…スピーカ装置
3…サブウーファ
4…テレビ
7…マイク
10…デコーダ
11…入力部
14,15…フィルタ処理部
20…ビーム化処理部
32…加算処理部
33L,33R…ウーファ
35…制御部
36…ユーザI/F
40…バーチャル処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
40 ... Virtual processing section
Claims (4)
複数のスピーカと、
前記入力部に入力された複数チャンネルのオーディオ信号をそれぞれ遅延して前記複数のスピーカに分配することにより、前記複数のスピーカに音声ビームを出力させる指向性制御部と、
前記入力部に入力された複数チャンネルのオーディオ信号にそれぞれ頭部伝達関数に基づくフィルタ処理を行って前記複数のスピーカに入力する定位付加部と、
を備えたスピーカ装置であって、
前記定位付加部は、聴取位置から見て、複数の音声ビームの到達方向の間に、前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定することを特徴とするスピーカ装置。 An input unit for inputting multi-channel audio signals;
Multiple speakers,
A directivity control unit that outputs audio beams to the plurality of speakers by delaying and distributing the plurality of channels of audio signals input to the input unit to the plurality of speakers;
A localization adding unit that performs filtering processing based on a head-related transfer function to audio signals of a plurality of channels input to the input unit and inputs the audio signals to the plurality of speakers;
A speaker device comprising:
The speaker apparatus, wherein the localization adding unit sets a direction of a virtual sound source based on the head-related transfer function between arrival directions of a plurality of sound beams as viewed from a listening position.
前記定位付加部は、前記ファントム音源の定位方向に対応する方向に、前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定することを特徴とする請求項1に記載のスピーカ装置。 A phantom processing unit that outputs audio signals of the same channel to a plurality of sound beams and localizes the phantom sound source;
The speaker device according to claim 1, wherein the localization adding unit sets the direction of the virtual sound source based on the head-related transfer function in a direction corresponding to the localization direction of the phantom sound source.
前記指向性制御部にテスト信号を入力して前記複数のスピーカにテスト音声ビームを出力させ、当該テスト音声ビームが前記マイクに入力されるレベルを測定する検出手段と、
前記検出手段が測定したレベルのピークに基づいて音声ビームの出力角度を設定するビーム角度設定手段と、をさらに備え、
前記定位付加部は、前記検出手段が測定したレベルのピークに基づいて前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のスピーカ装置。 A microphone installed at the listening position;
Detecting means for inputting a test signal to the directivity control unit to output a test sound beam to the plurality of speakers, and measuring a level at which the test sound beam is input to the microphone;
Beam angle setting means for setting the output angle of the sound beam based on the level peak measured by the detection means,
The said localization addition part sets the direction of the virtual sound source based on the said head-related transfer function based on the peak of the level which the said detection means measured, The Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Speaker device.
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