JP6535955B2 - 音場情報パラメータ群生成装置、方法及びプログラム - Google Patents

Description

この発明は、複数のマイクを用いて、音場再現のための音空間情報を取得する音場収録の技術に関する。

従来の音場情報パラメータ群生成装置では、マイクアレイの設置位置と異なる位置の音場情報パラメータ群を取得するため、マイクアレイで取得したマルチチャネル信号に対し，時空間フーリエ変換を施すことにより音場情報パラメータ群を算出し、算出された音場情報パラメータ群に対して加法定理に基づく手法を適用することで音場情報パラメータ群の原点を移動するという構成を取っている（例えば、非特許文献１，２参照。）。

Samarasinghe, P. N., et al., "3d spatial sound eld recording over large regions", Acoustic Signal Enhancement, Proceedings of IWAENC 2012, International Workshop on. VDE, pp. 1-4, 2012. Samarasinghe, P. N., et al., "Spatial sound eld recording over a large area using distributed higher order microphones", Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics (WASPAA), 2011 IEEE Workshop on. IEEE, pp. 221-224, 2011.

従来の音場情報パラメータ群生成装置では、一定の精度で音場情報を取得したい場合、推定位置が設置位置から離れるほど、マイクアレイで取得するべき情報量が増え、マイクアレイに必要な素子数及びチャネル数が増える可能性があった。

この発明の目的は、マイクアレイに必要な素子数及びチャネル数を一定にすることができる、又は、生成される音場情報パラメータ群の誤差が小さい音場情報パラメータ群生成装置、方法及びプログラムを提供することである。

上記の課題を解決するために、音場情報パラメータ群生成装置は、位置が既知である音源から生じた音をマイクアレイで収音することにより得られた信号に基づいて音場情報パラメータ群を算出する音場情報パラメータ群算出部と、音源の位置及びマイクアレイの位置から、音場情報パラメータの原点を移動するための移動作用素を算出する移動作用素算出部と、算出された音場情報パラメータ群及び算出された移動作用素から原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する原点移動部と、を備えている。

マイクアレイに必要な素子数及びチャネル数を一定にすることができる、又は、生成される音場情報パラメータ群の誤差が小さくなる。

音場情報パラメータ群生成装置の例を示す機能ブロック図。 音場情報パラメータ群生成方法の例を示す流れ図。 第一実施形態の座標系を説明するための図。 第二実施形態の座標系を説明するための図。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。以下の説明において、テキスト中で使用する記号「^」「→」等は、本来直前の文字の真上に記載されるべきものであるが、テキスト記法の制限により、当該文字の直前に記載する。式中においてはこれらの記号は本来の位置に記述している。また、ベクトルや行列の各要素単位で行われる処理は、特に断りが無い限り、そのベクトルやその行列の全ての要素に対して適用されるものとする。

［発明の概要］
音場情報パラメータ群生成装置及び方法は、ある点で録音した音場のパラメータ群を用いて、録音箇所の周囲の音場ではない音場のパラメータ群を取得するものである。

そのために、音場情報パラメータ群生成装置及び方法は、実際の空間に存在する音源の位置が既知であるとして、音源位置情報を用いることで原点移動を行う際に必要な移動作用素をマイクアレイの位置と音源位置情報から算出し、仮に算出した音場情報パラメータ群と移動作用素から最終的な音場情報パラメータ群を計算する。

すなわち、音場情報パラメータ群算出部１が、位置が既知である音源から生じた音をマイクアレイで収音することにより得られた信号に基づいて音場情報パラメータ群を算出する（ステップＳ１）。移動作用素算出部２が、上記音源の位置及び上記マイクアレイの位置から、上記音場情報パラメータの原点を移動するための移動作用素を算出する（ステップＳ２）。原点移動部３が、上記算出された音場情報パラメータ群及び上記算出された移動作用素から原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する（ステップＳ３）。

より詳細には、音場情報パラメータ群生成装置及び方法では、マイクアレイの設置位置と異なる位置の音場情報パラメータ群を取得するため、マイクアレイで取得したマルチチャネル信号に対し時空間フーリエ変換を施して音場情報パラメータ群を算出し、算出された音場情報パラメータ群に対して移動作用素を適用することで音場情報パラメータ群の原点を移動する。実際の空間に存在する音源の位置が既知であると仮定して、原点移動を行う際に必要な移動作用素は、無指向性音源を仮定した際に生成される音場情報パラメータ群（「第一音場情報パラメータ群」とも呼ぶ。）の平面波展開と原点移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場情報パラメータ（「第二音場情報パラメータ群」とも呼ぶ。）と、無指向性音源を仮定した際に生成される音場情報パラメータ群との比に基づいて算出される。

すなわち、音場情報パラメータ群算出部１は、上記信号に対して時空間フーリエ変換を行うことにより音場情報パラメータ群を算出する（ステップＳ１）。移動作用素算出部２は、無指向性音源を仮定した際に生成される音場情報パラメータ群の平面波展開及び原点の移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場情報パラメータ群と上記無指向性音源を仮定した際に生成される音場情報パラメータ群との比に基づいて上記移動作用素を算出する（ステップＳ２）。原点移動部３は、上記算出された音場情報パラメータ群に対して上記算出された移動作用素を適用することにより上記原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する（ステップＳ３）。

なお、第一音場情報パラメータ群及び第二音場情報パラメータ群を、マイクアレイで録音した信号から算出してもよい。

［関数］
以下の説明で用いる関数について説明する。

・を任意の実数として、n次の第一種ハンケル関数H_n ⁽¹⁾(・)及びn次のベッセル関数J_n(・)は、以下のように定義される。Γ(z)はガンマ関数であり、Y_n(z)はノイマン関数である。iは、虚数単位である。

n次の第一種球ハンケル関数h⁽¹⁾ _n(・)及びn次の球ベッセル関数j_n(・)は、以下のように定義される。なお、n次の第一種球ハンケル関数h⁽¹⁾ _n(・)のことを、単にn次の球ハンケル関数h_nと略記することもある。

・を任意の実数として、第二種ハンケル関数H_n ⁽²⁾(・)は、第一種ベッセル関数J_n(x)^#及び第二種ベッセル関数Y_n(x)を用いて、以下のように定義される。

ルジャンドル陪関数P^m _n(・)であり、以下のように定義される。P_n(・)はルジャンドル多項式を表す。

球面調和関数Y_n ^m(・)は、以下のように定義される。

［第一実施形態］
第一実施形態の音場情報パラメータ群生成装置及び方法は、球面マイクアレイで収音することにより得られた信号に基づいて音場情報パラメータ群を生成するものである。

音空間情報は、図３に例示する球座標系で表現されるとする。図３に例示するように、音場の位置^→r=（r,θ,φ)は、原点Oからの距離r、方位角θ、仰俯角φにより表される。^→r_s=（r_s,θ_s,φ_s)は、音源の位置である。0'は、移動先の原点である。^→T_1→2は、^→T_1→2=O'-Oであり、原点の移動ベクトルである。原点Oのことを点(1)、移動先の原点O'のことを点(2)とも呼ぶ。

第一実施形態の音場情報パラメータ群生成装置及び方法は、ある点で録音した音場の球面調和関数展開係数を用いて、録音箇所の周囲の音場ではない音場の球面調和関数展開係数、言い換えれば球面マイクアレイの設置位置と異なる位置の音場の球面調和関数展開係数を取得するものである。第一実施形態では、音場情報パラメータ群は、球面調和関数展開係数である。

音場情報パラメータ群生成装置は、図１に示すように、音場情報パラメータ群算出部１、移動作用素算出部２及び原点移動部３を例えば備えている。音場情報パラメータ群生成方法は、音場情報パラメータ群生成装置の各部が、図２や以下に説明するステップＳ１からステップＳ３の処理を例えば実行することにより実現される。

＜音場情報パラメータ群算出部１＞
球面マイクアレイで収音することにより得られた信号は、音場情報パラメータ群算出部１に入力される。

音場情報パラメータ群算出部１は、入力された信号に対して球面調和関数変換を行うことにより音場情報パラメータ群として球面調和関数展開係数を算出する（ステップＳ１）。算出された球面調和関数展開係数は、移動作用素算出部２及び原点移動部３に出力される。

ある点で録音した音場ψ_s(^→r)は、球面調和関数展開係数B_nmを用いて式(1)により表されるとする。

ここで、Nは所定の０以上の整数であり、kは波数である。

例えば、球面マイクアレイで取得したマルチチャネル信号Sに対し、参考文献１で使われている式(2)等を用いて音場の球面調和関数展開係数B_nmを算出することができる。

ここで、iは虚数単位であり、aは球面マイクアレイの半径であり、h'_nはn次の球ハンケル関数h_nの微分であり、p(a,θ,φ,ω)は球面マイクアレイの半径をaとしたときの角周波数ωの波の位置（θ,φ,ω）における音圧であり、Y^* _n ^mは球面調和関数Y_n ^mの複素共役である。

は、面積分であり、例えば以下の式により定義される。

〔参考文献１〕M.A. Poletti, "Three-dimensional surround sound systems based on spherical harmonics", J. Audio Eng. Soc., vol. 53, no. 11, pp. 1004-1025, 2005.

＜移動作用素算出部２＞
移動作用素算出部２は、無指向性音源である点音源を仮定した際に生成される球面調和関数展開係数の平面波展開及び原点の移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場の球面調和関数展開係数と上記無指向性音源を仮定した際に生成される球面調和関数展開係数との比に基づいて上記移動作用素を算出する（ステップＳ２）。算出された移動作用素は、原点移動部３に出力される。

例えば、移動作用素算出部３は、以下の式(3)により表される点音源を仮定した際に生成される球面調和関数展開係数A_n ⁽²⁾の以下の式(2')により定義される平面波展開P_n(^r・^r_s)及び原点の移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場の球面調和関数展開係数A_n ⁽¹⁾と、上記点音源を仮定した際に生成される球面調和関数展開係数A_n ⁽²⁾との比に基づいて以下の式(4)により定義される上記移動作用素をO_nmを算出する。

ここで、Ψ_s(^→r)は位置^→r=(r,θ,φ)における音場であり、^rは^→rの単位ベクトルであり、^r_sは^→r_sの単位ベクトルであり、^kは波数ベクトル^→kの単位ベクトルであり、j'_nはn次の第一種球ベッセル関数の微分であり、T_1→2は原点の移動ベクトル^→T_1→2の大きさであり、^T_1→2は^→T_1→2の単位ベクトルであり、πは円周率である。

球面調和関数展開係数A_n ⁽¹⁾及び球面調和関数展開係数A_n ⁽²⁾は、例えば後述する式（２０），式（２１）により定義することができる。

なお、移動作用素算出部３は、球面調和関数展開係数A_nm ⁽¹⁾及び球面調和関数展開係数A_nm ⁽²⁾を、複数の球面マイクアレイで録音した信号から算出し、これらの算出された球面調和関数展開係数A_nm ⁽¹⁾及び球面調和関数展開係数A_nm ⁽²⁾に基づいて、移動作用素O_nm=A_nm ⁽²⁾/A_nm ⁽¹⁾を求めてもよい。なお、１つの球面マイクアレイで同じ位置の同じ音源に由来する音場を別々に収録し、時間を同期して用いてもよい。

＜原点移動部３＞
原点移動部３は、音場情報パラメータ群１で算出された音場情報パラメータ群に対して、移動作用素算出部２で算出された移動作用素O_nmを適用することにより原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する（ステップＳ３）。

上記の構成により、実際の音源が点音源で音源位置が仮定した位置と等しければ，一定の精度で音場情報を取得したい場合、推定位置と設置位置の距離に関わらず、マイクアレイで取得するべき情報量は一定で、マイクアレイに必要な素子数、チャネル数が一定となる。ただし、実際の音源は必ずしも点音源であるとは限らず、仮定した音源位置と実際の音源の位置が異なる場合もある。その場合であっても、実際の音源が点音源に近似できる場合で、音源の位置が仮定した位置に近ければ、音場情報パラメータ群の誤差は少なくて済む。

なお、音場情報パラメータ群は、単一領域音場再現（高次アンビノニックス（例えば、参考文献１から２））や種々の複数領域音場再現（参考文献３から５）等で用いることができる。

〔参考文献２〕E.G. Williams, "Fourier Acoustics: Sound Radiation and Near eld Acoustical Holography", London UK, Academic Press, 1999.
〔参考文献３〕Terence B., "Theory and design of sound eld reproduction in reverberant rooms", J. Acoust. Soc. Am., vol. 117, no. 4, pp. 2100-2111, 2005.
〔参考文献４〕Wu, Y. J., et al., "Spatial Multizone Sound eld Reproduction: Theory and Design", IEEE Trans. Audio, Speech, Lang. Process., vol. 19, no. 6, pp. 1711-1720, 2011.
〔参考文献５〕Zha, M, et al., "3D multizone sound eld reproduction using spherical harmonic analysis", Signal and Information Processing (ChinaSIP), 2015 IEEE China Summit and International Conference on. IEEE, vol. 53, no. 11, pp. 625-629, 2015.

なお、従来技術は、音源の位置を既知と仮定せず、音源の位置が不明であることを仮定している。このため、音源の位置や志向特性が、本発明の仮定とずれたことによる効果は、従来技術にはそもそも存在しない。

［第二実施形態］
第二実施形態の音場情報パラメータ群生成装置及び方法は、円筒型マイクアレイで収音することにより得られた信号に基づいて音場情報パラメータ群を生成するものである。

音空間情報は、図４に例示する座標系で表現されるとする。図４に例示するように、音場の位置^→r=（r,θ)は、原点Oからの距離r、方位角θにより表される。^→r_s=（r_s,θ_s)は、音源の位置である。0'は、移動先の原点である。^→T_1→2は、^→T_1→2=O'-Oであり、原点の移動ベクトルである。原点Oのことを点(1)、移動先の原点O'のことを点(2)とも呼ぶ。

第二実施形態の音場情報パラメータ群生成装置及び方法は、ある点で録音した音場の円筒調和関数展開係数を用いて、録音箇所の周囲の音場ではない音場の円筒調和関数展開係数、言い換えれば円筒型マイクアレイの設置位置と異なる位置の音場の円筒調和関数展開係数を取得するものである。第二実施形態では、音場情報パラメータ群は、円筒調和関数展開係数である。

音場情報パラメータ群生成装置は、図１に示すように、音場情報パラメータ群算出部１、移動作用素算出部２及び原点移動部３を例えば備えている。音場情報パラメータ群生成方法は、音場情報パラメータ群生成装置の各部が、図２や以下に説明するステップＳ１からステップＳ３の処理を例えば実行することにより実現される。

＜音場情報パラメータ群算出部１＞
円筒型マイクアレイで収音することにより得られた信号は、音場情報パラメータ群算出部１に入力される。

音場情報パラメータ群算出部１は、入力された信号に対して円筒調和関数変換を行うことにより音場情報パラメータ群として円筒調和関数展開係数を算出する（ステップＳ１）。算出された円筒調和関数展開係数は、移動作用素算出部２及び原点移動部３に出力される。

ある点で録音した音場ψ_s(^→r)は、円筒調和関数展開係数B_nを用いて式(1)により表されるとする。

ここで、Nは所定の０以上の整数であり、kは波数であり、jは虚数単位である。

例えば、円筒型マイクアレイで取得したマルチチャネル信号Sに対し、参考文献６で使われている式(2)等を用いて音場の円筒調和関数展開係数B_nを算出することができる。

ここで、iは虚数単位であり、aを上記円筒型マイクアレイの半径とし、H'_n ⁽²⁾はn次の第二種ハンケル関数H_n ⁽²⁾の微分であり、p(a,θ,z,ω)は円筒型マイクアレイの半径をaとしたときの角周波数ωの波の位置（a,θ,z,ω）における音圧であり、f(z)はz方向の積分における重み関数である。

は、線積分であり、例えば以下の式により定義される。

〔参考文献６〕Shimizu, T., et al., "A multi-zone approach to sound eld reproduction based on spherical harmonic analysis", Acoustical Science and Technology, vol. 36, no. 5, pp. 441-444, 2015.

＜移動作用素算出部２＞
移動作用素算出部２は、無指向性音源である線音源を仮定した際に生成される円筒調和関数展開係数の平面波展開及び原点の移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場の円筒調和関数展開係数と上記無指向性音源を仮定した際に生成される円筒調和関数展開係数との比に基づいて上記移動作用素を算出する（ステップＳ２）。算出された移動作用素は、原点移動部３に出力される。

例えば、移動作用素算出部３は、以下の式(7)により表される線音源を仮定した際に生成される円筒調和関数展開係数A_n ⁽²⁾の以下の式(6')により定義される平面波展開D_n(^r・^r_s)及び原点の移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場の円筒調和関数展開係数A_n ⁽¹⁾と、上記線音源を仮定した際に生成される円筒調和関数展開係数A_n ⁽²⁾との比に基づいて以下の式(4)により定義される上記移動作用素をO_nを算出する。

ここで、Ψ_s(^→r)は位置^→r=(r,θ)における音場であり、^rは^→rの単位ベクトルであり、^r_sは^→r_sの単位ベクトルであり、^kは波数ベクトル^→kの単位ベクトルであり、J'_nはn次のベッセル関数J_nの微分であり、T_1→2は原点の移動ベクトル^→T_1→2の大きさであり、^T_1→2は^→T_1→2の単位ベクトルであり、πは円周率である。

円筒調和関数展開係数A_n ⁽¹⁾及び円筒調和関数展開係数A_n ⁽²⁾は、例えば後述する式（３７），式（３８）により定義することができる。

なお、移動作用素算出部３は、円筒調和関数展開係数A_nm ⁽¹⁾及び円筒調和関数展開係数A_nm ⁽²⁾を、複数の円筒マイクアレイで録音した信号から算出し、これらの算出された円筒調和関数展開係数A_nm ⁽¹⁾及び円筒和関数展開係数A_nm ⁽²⁾に基づいて、移動作用素O_nm=A_nm ⁽²⁾/A_nm ⁽¹⁾を求めてもよい。なお、１つの円筒マイクアレイで同じ位置の同じ音源に由来する音場を別々に収録し、時間を同期して用いてもよい。

＜原点移動部３＞
原点移動部３は、音場情報パラメータ群１で算出された音場情報パラメータ群に対して、移動作用素算出部２で算出された移動作用素O_nmを適用することにより原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する（ステップＳ３）。

上記の構成により、実際の音源が点音源で音源位置が仮定した位置と等しければ，一定の精度で音場情報を取得したい場合、推定位置と設置位置の距離に関わらず、マイクアレイで取得するべき情報量は一定で、マイクアレイに必要な素子数、チャネル数が一定となる。ただし、実際の音源は必ずしも点音源であるとは限らず、仮定した音源位置と実際の音源の位置が異なる場合もある。その場合であっても、実際の音源が点音源に近似できる場合で、音源の位置が仮定した位置に近ければ、音場情報パラメータ群の誤差は少なくて済む。

なお、音場情報パラメータ群は、単一領域音場再現（高次アンビノニックス（例えば、参考文献１から２））や種々の複数領域音場再現（参考文献３から５）等で用いることができる。

従来技術は、音源の位置を既知と仮定せず、音源の位置が不明であることを仮定している。このため、音源の位置や志向特性が、本発明の仮定とずれたことによる効果は、従来技術にはそもそも存在しない。

［式(4)の導出］
以下、点音源に由来する音場の球面調和関数展開係数のための移動作用素が、式(4)のように例えば記述することができる理由について説明する。

（仮定）
平面波の球面調和関数は、以下のように表される（例えば、参考文献１参照。）。

点音源の球面調和関数表現は、以下のように表される（例えば、参考文献１参照。）。

球面調和関数の加法定理は、以下のように表される（例えば、参考文献２参照。）。

ルジャンドル多項式の直交性は、以下のように表される（例えば、参考文献２参照。）。

（ルジャンドル多項式による音場表現）
式(9)で、式(11) を導入すると、以下のようになる。

式(10)で、式(11)を導入すると、以下のようになる。

（ルジャンドル多項式の平面波展開）
観測点の座標は、式(13) と式(14) の右辺の中で、球ベッセル関数とルジャンドル多項式の引数として表れる。ルジャンドル多項式に対する平面波展開(あるいは，直交座標系におけるフーリエ変換) は、式(12)と(13)を用いて以下のように計算される。

式(15) より、ルジャンドル多項式に対する次の恒等式が得られる。

（平面波音場のための移動作用素）
式(9) より、 平面波に対応する音場は、単純な位相補正により移動することができる。

（点音源による音場の移動作用素）
式(14) で式(16) を導入することで、以下の式を得る。

式(18) における観測点の座標は、平面波音場

の一部分としてのみ表れる。これらは、式(17) を適用で移動させることができ、次の式を得ることができる。

式(19) の球面調和関数展開のn 次の項は、以下のようになる。

これらの項を式(14) の中の原点における展開に対する項

と比較することができる。

点音源に由来する音場の球面調和関数展開係数に対する観測点(1) と(2) の間の移動作用素は、式(20) と式(21) の比で定義される。

式(22) で、式(13) を導入すると、点(1) と(2) の展開係数に関する移動作用素の式は、以下のようになる。

［式(8)の導出］
以下、線音源に由来する音場の円筒調和関数展開係数のための移動作用素が、式(8)のように例えば記述することができる理由について説明する。

（仮定）
水平伝搬する平面波の円筒調和関数は、以下のように表される（例えば、参考文献２参照。）。

z軸と平行な線音源の円筒調和関数は、以下のように表される（例えば、参考文献２参照。）。

簡潔に表記するため、部分デルタ関数を以下の様に定義する。

クロネッカーデルタの指数形式は、以下のように表される。

（部分デルタ関数による音場表現）
式(26)で、式(28) を導入すると、以下のようになる。

式(27)で、式(28) を導入すると、以下のようになる。

（部分デルタ関数の平面波展開）
観測点の座標が式(30) と(31) の右辺にベッセル関数と部分デルタ関数の引数として表れる部分デルタ関数に対する平面波展開(あるいは、直交座標系におけるフーリエ変換) は、式(29) と(30) を用いて計算することができる。

式(32) から部分デルタ関数に対する次の恒等式が得られる。

（平面波音場のための移動作用素（2 次元））
式(26)より、 平面波に相当する音場は基本的な位相補正により移動できる。

（垂直線音源による水平面上の音場のための移動作用素）
式(31) に式(33) を代入すると、以下のようになる。

式(35)における観測点の座標は、平面波音場

の一部分としてのみ表れる。 これらは式(34)により移動させることができ、次の式を得ることができる。

式(36) の円筒調和関数展開でn 次の項で、

これらの項を式(31) の中の原点における展開に対する項

と比較することができる。

垂直方向の線音源に由来する水平面上の音場の円筒調和関数展開係数に対する，観測点(1)と(2)の間の移動作用素は、式(37) と式(38) の間の比率で定義される。

式(39)で、式(30)を導入すると、点(1)と(2)に対する展開係数に関する移動作用素の式は、以下のようになる。

［プログラム及び記録媒体］
音場情報パラメータ群生成装置は、コンピュータによって実現することができる。この場合、この装置の各部の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、この装置における各部がコンピュータ上で実現される。

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、これらの装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。

［変形例］
この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

例えば、第一実施形態及び第二実施形態で挙げた式は一例である。第一実施形態及び第二実施形態において、他の方法により導出された式を用いても、同様の効果を奏する。

Claims (9)

1. 位置が既知である音源から生じた音をマイクアレイで収音することにより得られた信号に基づいて音場情報パラメータ群を算出する音場情報パラメータ群算出部と、
   上記音源の位置及び上記マイクアレイの位置から、上記音場情報パラメータの原点を移動するための移動作用素を算出する移動作用素算出部と、
   上記算出された音場情報パラメータ群及び上記算出された移動作用素から原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する原点移動部と、
   を含む音場情報パラメータ群生成装置。
2. 請求項１の音場情報パラメータ群生成装置において、
   上記音場情報パラメータ群算出部は、上記信号に対して時空間フーリエ変換を行うことにより音場情報パラメータ群を算出し、
   上記移動作用素算出部は、無指向性音源を仮定した際に生成される音場情報パラメータ群の平面波展開及び原点の移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場情報パラメータ群と上記無指向性音源を仮定した際に生成される音場情報パラメータ群との比に基づいて上記移動作用素を算出し、
   上記原点移動部は、上記算出された音場情報パラメータ群に対して上記算出された移動作用素を適用することにより上記原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する、
   音場情報パラメータ群生成装置。
3. 請求項２の音場情報パラメータ群生成装置において、
   上記音場情報パラメータ群算出部は、上記信号に対して球面調和関数変換を行うことにより音場情報パラメータ群として球面調和関数展開係数を算出し、
   上記移動作用素算出部は、点音源を仮定した際に生成される球面調和関数展開係数の平面波展開及び原点の移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場の球面調和関数展開係数と上記点音源を仮定した際に生成される球面調和関数展開係数との比に基づいて上記移動作用素を算出し、
   上記原点移動部は、上記算出された球面調和関数展開係数に対して上記算出された移動作用素を適用することにより上記原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する、
   音場情報パラメータ群生成装置。
4. 請求項２の音場情報パラメータ群生成装置において、
   上記音場情報パラメータ群算出部は、上記信号に対して円筒調和関数変換を行うことにより音場情報パラメータ群として円筒調和関数展開係数を算出し、
   上記移動作用素算出部は、線音源を仮定した際に生成される円筒調和関数展開係数の平面波展開及び原点の移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場の円筒調和関数展開係数と上記線音源を仮定した際に生成される円筒調和関数展開係数との比に基づいて上記移動作用素を算出し、
   上記原点移動部は、上記算出された円筒調和関数展開係数に対して上記算出された移動作用素を適用することにより上記原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する、
   音場情報パラメータ群生成装置。
5. 請求項３の音場情報パラメータ群生成装置において、
   iを虚数単位とし、kを波数とし、上記マイクアレイを球面マイクアレイとし、aを上記球面マイクアレイの半径とし、θを方位角とし、φを行俯角とし、ωを周波数とし、h'_nをn次の球ハンケル関数h_nの微分とし、pを音圧とし、Y^* _n ^mを球面調和関数Y_n ^mの複素共役として、上記音場情報パラメータ群算出部は、上記信号に対して球面調和関数変換を行うことにより音場情報パラメータ群として以下の式(2)により定義される球面調和関数展開係数B_nmを算出し、
   

   

   
   P_nをルジャンドル多項式とし、Ψ_s(^→r)を位置^→r=(r,θ,φ)における音場とし、^rを^→rの単位ベクトルとし、^→r_s=(r_s,θ_s,φ_s)を音源の位置とし、^r_sを^→r_sの単位ベクトルとし、j_nをn次の球ベッセル関数とし、h_n ⁽¹⁾をn次の第一種ハンケル関数とし、^kを波数ベクトル^→kの単位ベクトルとし、j'_nをn次の第一種球ベッセル関数の微分とし、T_1→2を原点の移動ベクトル^→T_1→2の大きさとし、^T_1→2を^→T_1→2の単位ベクトルとして、上記移動作用素算出部は、以下の式(3)により表される点音源を仮定した際に生成される球面調和関数展開係数A_nm ⁽²⁾の以下の式(2')により定義される平面波展開P_n(^r・^r_s)及び原点の移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場の球面調和関数展開係数A_nm ⁽¹⁾と上記点音源を仮定した際に生成される球面調和関数展開係数A_nm ⁽²⁾との比に基づいて以下の式(4)により定義される上記移動作用素をO_nmを算出し、
   

   

   上記原点移動部は、上記算出された球面調和関数展開係数B_nmに対して上記算出された移動作用素O_nmを適用することにより上記原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する、
   音場情報パラメータ群生成装置。
6. 請求項４の音場情報パラメータ群生成装置において、
   i,jを虚数単位とし、kを波数とし、上記マイクアレイを円筒型マイクアレイとし、aを上記円筒型マイクアレイの半径とし、θを方位角とし、φを行俯角とし、ωを周波数とし、H'_n ⁽²⁾をn次の第二種ハンケル関数H_n ⁽²⁾の微分とし、pを音圧とし、上記音場情報パラメータ群算出部は、上記信号に対して円筒調和関数変換を行うことにより音場情報パラメータ群として以下の式(6)により定義される円筒調和関数展開係数B_nを算出し、
   

   

   
   Ψ_s(^→r)を位置^→r=(r,θ)における音場とし、^rを^→rの単位ベクトルとし、^→r_s=(r_s,θ_s)を音源の位置とし、^kを波数ベクトル^→kの単位ベクトルとし、^r_sを^→r_sの単位ベクトルとし、H'_n ⁽¹⁾をn次の第一種ハンケル関数とし、J_nをn次のベッセル関数とし、J'_nをJ_nの微分とし、T_1→2を原点の移動ベクトル^→T_1→2の大きさとし、^T_1→2を^→T_1→2の単位ベクトルとして、上記移動作用素算出部は、以下の式(7)により表される線音源を仮定した際に生成される円筒調和関数展開係数A_n ⁽²⁾の以下の式(6')により定義される平面波展開D_n(^r・^r_s)及び原点の移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場の円筒調和関数展開係数A_n ⁽¹⁾と上記点音源を仮定した際に生成される円筒調和関数展開係数A_n ⁽²⁾との比に基づいて以下の式(8)により定義される上記移動作用素をO_nmを算出し、
   

   

   上記原点移動部は、上記算出された円筒調和関数展開係数B_nに対して上記算出された移動作用素O_nを適用することにより上記原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する、
   音場情報パラメータ群生成装置。
7. 音場情報パラメータ群算出部が、位置が既知である音源から生じた音をマイクアレイで収音することにより得られた信号に基づいて音場情報パラメータ群を算出する音場情報パラメータ群算出ステップと、
   移動作用素算出部が、上記音源の位置及び上記マイクアレイの位置から、上記音場情報パラメータの原点を移動するための移動作用素を算出する移動作用素算出ステップと、
   原点移動部が、上記算出された音場情報パラメータ群及び上記算出された移動作用素から原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する原点移動ステップと、
   を含む音場情報パラメータ群生成方法。
8. 請求項７の音場情報パラメータ群生成方法において、
   上記音場情報パラメータ群算出部は、上記信号に対して時空間フーリエ変換を行うことにより音場情報パラメータ群を算出し、
   上記移動作用素算出部は、無指向性音源を仮定した際に生成される音場情報パラメータ群の平面波展開及び原点の移動に伴う平面波の位相変換に基づき表現される音場情報パラメータ群と上記無指向性音源を仮定した際に生成される音場情報パラメータ群との比に基づいて上記移動作用素を算出し、
   上記原点移動部は、上記算出された音場情報パラメータ群に対して上記算出された移動作用素を適用することにより上記原点が移動された音場情報パラメータ群を生成する、
   音場情報パラメータ群生成方法。
9. 請求項１から６の何れかに記載された音場情報パラメータ群生成装置の各部としてコンピュータを機能させるための音場情報パラメータ群生成プログラム。

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