KR20190022537A - 음장 형성 장치 및 방법, 그리고 프로그램 - Google Patents

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마사후미 다카하시
유우키 미츠후지
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소니 주식회사
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Abstract

본 기술은, 보다 적은 연산량으로 파면의 재현성을 향상시킬 수 있게 하는 음장 형성 장치 및 방법, 및 프로그램에 관한 것이다. 음장 형성 장치는, 수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보를 취득하는 수청자 위치 취득부와, 수청자 위치 정보에 기초하여, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 음장의 형성에 사용할 하나 또는 복수의 스피커를 구동 스피커로서 선택하는 구동 스피커 선택부와, 구동 스피커의 선택 결과에 따라, 구동 스피커를 구동시켜서 음장을 형성하기 위한 스피커 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부를 가지고 있다. 본 기술은 음장 형성 장치에 적용할 수 있다.

Description

음장 형성 장치 및 방법, 그리고 프로그램
본 기술은 음장 형성 장치 및 방법, 그리고 프로그램에 관한 것으로, 특히, 보다 적은 연산량으로 파면의 재현성을 향상시킬 수 있게 한 음장 형성 장치 및 방법, 그리고 프로그램에 관한 것이다.
예를 들어 공간 상에 수청자가 복수 있고, 각자에게 상이한 소리를 들려주고 싶은 경우, 지향성 제어 기술을 사용함으로써 복수의 각 수청자가 각자 상이한 소리를 청취할 수 있다.
이러한 지향성 제어를 행하는 방법으로서, 파라메트릭 스피커를 사용하는 방법이 알려져 있다(예를 들어, 비특허문헌 1 참조).
그러나 파라메트릭 스피커를 사용하는 방법에서는, 제시하는 소리의 방향의 수만큼 파라메트릭 스피커를 준비하지 않으면 안되고, 또한 파라메트릭 스피커에 대하여 깊이 방향으로의 음장의 제어를 할 수 없다. 또한, 점음원이나 평면파 등의 특정의 음장을 형성할 수 없어, 통상의 스피커와 비교하면, 파라메트릭 스피커로부터 출력되는 소리의 음질은 좋지 않기 때문에, 재생할 콘텐츠가 제한되어버린다.
이에 비하여, 스피커 어레이를 사용함으로써, 신호 처리에 의해 지향성의 방향이나, 재생하는 소리의 수를 적응적으로 바꿀 수 있다. 또한, 지향성 제어 외에도, 파면 합성 기술에 의해 점음원이나 평면파의 형성도 가능하다. 이들 음장 형성을 사용하면, 특정한 수청자에게 특정한 음장을 제공할 수 있다.
가마쿠라 외, "파라메트릭 스피커의 실용화," 일본 음향 학회지, vol.62, p.791-797, 2006.
그런데, 스피커 어레이를 사용한 음장 형성에서는, 통상, 보다 많은 스피커를 사용한 쪽이 음장의 재현성은 높아진다.
그러나, 복수의 수청자에게 각각 상이한 음장을 제공하는 경우, 각 수청자에게 소리를 들려주기 위해서 생성된 파면이 서로 간섭해서 파면의 재현성이 저하되어, 수청자를 위해서 재생된 소리뿐만 아니라, 다른 수청자에 대하여 재생된 소리도 새서 들려버린다. 또한, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 수가 많아지면, 그만큼 컨벌루션 처리의 연산량이 많아져버린다.
본 기술은, 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 보다 적은 연산량으로 파면의 재현성을 향상시킬 수 있게 하는 것이다.
본 기술의 일측면의 음장 형성 장치는, 수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보를 취득하는 수청자 위치 취득부와, 상기 수청자 위치 정보에 기초하여, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 음장의 형성에 사용하는 하나 또는 복수의 스피커를 구동 스피커로서 선택하는 구동 스피커 선택부와, 상기 구동 스피커의 선택 결과에 따라, 상기 구동 스피커를 구동시켜서 상기 음장을 형성하기 위한 스피커 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부를 구비한다.
상기 스피커 구동 신호를, 파면 합성에 의해 상기 음장을 형성하기 위한 신호로 할 수 있다.
상기 구동 신호 생성부에는, 상기 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 상기 구동 스피커에 대해서만, 필터 계수와 음원 신호를 컨벌루션해서 상기 스피커 구동 신호를 생성시킬 수 있다.
음장 형성 장치에는, 상기 스피커 어레이의 스피커별 상기 필터 계수를 기록하는 필터 계수 기록부를 더 마련할 수 있다.
상기 구동 스피커 선택부에는, 상기 스피커 어레이와 평행한 방향에 있어서, 상기 수청자 근방에 위치하는 스피커를 상기 구동 스피커로서 선택시킬 수 있다.
상기 구동 스피커 선택부에는, 상기 스피커 어레이와 평행한 방향에 있어서, 상기 음장의 형성에 의해 생성되는 음원 근방에 위치하는 스피커를 상기 구동 스피커로서 선택시킬 수 있다.
상기 구동 스피커 선택부에는, 상기 스피커 어레이와 수직인 방향에 있어서, 상기 수청자가 상기 스피커 어레이로부터 먼 위치에 있을수록 상기 구동 스피커의 수가 많아지게, 상기 구동 스피커를 선택시킬 수 있다.
상기 구동 스피커 선택부에는, 상기 수청자 또는 수청자군별로 상기 구동 스피커를 선택하는 경우, 상기 수청자 또는 수청자군이 많을수록, 상기 수청자 또는 수청자군에 대해서 선택되는 상기 구동 스피커의 수가 적어지게, 상기 구동 스피커를 선택시킬 수 있다.
상기 구동 스피커 선택부에는, 상기 음장의 형성 방식에 따라 상기 구동 스피커를 선택시킬 수 있다.
본 기술의 일측면의 음장 형성 방법 또는 프로그램은, 수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보를 취득하고, 상기 수청자 위치 정보에 기초하여, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 음장의 형성에 사용하는 하나 또는 복수의 스피커를 구동 스피커로서 선택하고, 상기 구동 스피커의 선택 결과에 따라, 상기 구동 스피커를 구동시켜서 상기 음장을 형성하기 위한 스피커 구동 신호를 생성하는 스텝을 포함한다.
본 기술의 일측면에 있어서는, 수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보가 취득되고, 상기 수청자 위치 정보에 기초하여, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 음장의 형성에 사용하는 하나 또는 복수의 스피커가 구동 스피커로서 선택되고, 상기 구동 스피커의 선택 결과에 따라, 상기 구동 스피커를 구동시켜서 상기 음장을 형성하기 위한 스피커 구동 신호가 생성된다.
본 기술의 일측면에 따르면, 보다 적은 연산량으로 파면의 재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 여기에 기재된 효과는 반드시 한정되는 것은 아니며, 본 개시 중에 기재된 어느 효과여도 된다.
도 1은, 본 기술에 대해서 설명하는 도면이다.
도 2는, 본 기술에 대해서 설명하는 도면이다.
도 3은, 음장 형성 장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 4는, 좌표계에 대해서 설명하는 도면이다.
도 5는, 구동 스피커의 선택에 대해서 설명하는 도면이다.
도 6은, 구동 스피커의 선택에 대해서 설명하는 도면이다.
도 7은, 구동 스피커의 선택에 대해서 설명하는 도면이다.
도 8은, 구동 스피커의 선택에 대해서 설명하는 도면이다.
도 9는, 음장 형성 처리를 설명하는 흐름도이다.
도 10은, 컴퓨터의 구성예를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 기술을 적용한 실시 형태에 대해서 설명한다.
<제1 실시 형태>
<본 기술에 대해서>
본 기술은, 수청자의 위치나 수, 음장의 형성 방식에 따라 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 구동할 스피커를 선택함으로써, 형성 음장의 다른 음장에 대한 영향을 감소시켜, 보다 적은 연산량으로 파면의 재현성을 향상시킬 수 있게 하는 것이다.
예를 들어, 어떤 수청자에게 들려줄 소리를 재생하기 위한 음장의 형성에, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 모두를 구동하는 것이 아니라 일부의 스피커만을 사용하면, 스피커 구동 신호를 생성하는 데 필요한 컨벌루션 처리의 연산량을 저감시킬 수 있다.
또한, 음장을 형성하는 데 모든 스피커를 사용하지 않더라도, 충분한 길이로 어레이된 스피커를 사용하면, 소리의 파면을 충분한 재현성으로 형성할 수 있다. 즉, 이상적인 파면과의 오차가 충분히 적은 파면을 형성할 수 있다.
예를 들어 도 1에 나타내는 바와 같이 수청 에어리어에 수청자 LSN11과 수청자 LSN12가 있고, 스피커 어레이 SPA11을 사용하여, 파면 합성에 의해 이들 수청자에 대하여 각각 상이한 소리를 들려준다고 하자. 구체적으로는, 수청자 LSN11에게는 콘텐츠 A의 소리를 들려주고, 수청자 LSN12에게는 콘텐츠 B의 소리를 들려준다고 하자.
이때, 예를 들어 화살표 Q11로 나타내는 바와 같이 스피커 어레이 SPA11을 구성하는 모든 스피커를 구동시켜서 콘텐츠 A의 소리의 파면을 형성함과 동시에, 스피커 어레이 SPA11을 구성하는 전 스피커를 구동시켜서 콘텐츠 B의 소리의 파면을 형성했다고 하자.
그러한 경우, 콘텐츠 B의 소리의 파면의 진폭은, 예를 들어 수청자 LSN11에 가까운 위치에 있는 영역 R11에서도 충분히 크므로, 콘텐츠 A의 소리의 파면이 콘텐츠 B의 소리의 파면에 영향을 받게 되어, 콘텐츠 A의 소리의 파면의 재현성이 저하되어버린다. 즉, 콘텐츠 A의 소리의 파면과 콘텐츠 B의 소리의 파면이 서로 간섭하게 된다.
이 경우, 수청자 LSN11에게는, 자신을 향해서 재생된 콘텐츠 A의 소리가 들리지만, 수청자 LSN12를 향해서 재생된 콘텐츠 B의 소리도 새서 들려버린다.
마찬가지로, 콘텐츠 A의 소리의 파면의 진폭은, 예를 들어 수청자 LSN12에 가까운 위치에 있는 영역 R12에서도 충분히 크므로, 콘텐츠 B의 소리의 파면이 콘텐츠 A의 소리의 파면에 영향을 받게되어, 콘텐츠 B의 소리의 파면의 재현성이 저하되어버린다.
그래서, 본 기술에서는, 예를 들어 화살표 Q12로 나타내는 바와 같이 스피커 어레이 SPA11을 구성하는 스피커 중, 각 콘텐츠의 소리의 파면의 형성에 사용할 스피커를 선택하게 했다.
이 예에서는, 스피커 어레이 SPA11을 구성하는 스피커 중, 도면 중, 좌측에 배열하는 5개의 스피커만을 구동시켜서 콘텐츠 A의 소리의 파면을 형성시키고 있다. 또한, 스피커 어레이 SPA11을 구성하는 스피커 중, 도면 중, 우측에 배열하는 10개의 스피커만을 구동시켜서 콘텐츠 B의 소리의 파면을 형성시키고 있다.
이렇게 함으로써, 콘텐츠 A의 소리의 파면과, 콘텐츠 B의 소리의 파면이 서로 간섭하는 것을 억제할 수 있고, 음장 형성 시에 있어서의 소리의 파면의 재현성을 향상시킬 수 있다. 즉, 실제로 형성되는 파면과 이상적인 파면의 오차를 저감시킬 수 있다.
콘텐츠 A나 콘텐츠 B의 소리의 파면을 형성하는 데 있어서, 스피커 어레이 SPA11을 구성하는 일부의 스피커를 사용하고 있지만, 그 스피커들을 포함하는 스피커 어레이의 어레이 길이가 충분히 길면 충분한 재현성으로 파면을 형성할 수 있다.
파면 합성에서는, 통상, 스피커가 모노폴 특성, 즉 전방위로 균등하게 소리의 파면이 퍼지는 전지향성의 특성인 것을 가정하고 있지만, 실제의 스피커의 특성에는 오차가 존재한다. 특히 수청자로부터 보아 스피커 어레이의 끝의 위치에 있는 스피커일수록 모노폴 특성으로부터의 괴리가 커지고, 형성 음장에 오차가 발생하지만, 필요한 스피커만 구동시킴으로써, 스피커 특성 오차의 영향을 저감시켜, 파면의 재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 필요한 스피커만을 구동시킴으로써, 스피커 어레이 SPA11의 전 스피커를 사용하는 것보다도 컨벌루션 처리의 연산량을 삭감할 수 있다.
예를 들어 스피커 어레이 SPA11의 전 스피커를 구동시켜서 점음원을 생성하는 경우, 1 스피커를 1 채널로 하면 (채널 수)×(점음원 위치수)만큼 필터 계수가 필요해진다. 그러나, 필요한 스피커만 선택적으로 구동시킴으로써, 그만큼 연산에 사용하는 필터 계수의 수를 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 컨벌루션 처리의 연산량을 저감시킬 수 있다.
예를 들어 도 2에 나타내는 바와 같이, 스피커 어레이 SPA11을 사용해서 소정의 음원 AS11이 생성되게 음장 형성을 행했다고 하자. 또한, 도 2에 있어서 도 1에서의 경우와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여, 그의 설명은 적절히 생략한다. 또한, 도 2에 있어서, 각 위치의 농담은 형성 음장의 음압을 나타내고 있다.
도 2의 화살표 Q21로 나타내는 바와 같이 스피커 어레이 SPA11을 구성하는 모든 스피커를 구동시켜서, 콘텐츠 B의 소리를 재생하는 음장을 형성했다고 하자. 콘텐츠 B에서는, 그의 소리의 음원이 음원 AS11로 되어 있고, 음원 AS11은 콘텐츠 B의 소리를 들려주는 수청자 LSN12의 정면에 위치하고 있다.
이 경우, 수청자 LSN12의 위치에서는 충분한 음압이 확보되어 있어, 수청자 LSN12는 콘텐츠 B의 소리를 충분한 음량으로 알아들을 수 있다. 그러나, 수청자 LSN11의 위치에 있어서도 음압이 충분히 크기 때문에, 수청자 LSN11에게도 원래 의도하지 않은 콘텐츠 B의 소리가 들려버린다.
이에 비하여, 화살표 Q22로 나타내는 바와 같이 스피커 어레이 SPA11을 구성하는 스피커 중, 도면 중, 우측, 즉 수청자 LSN12나 음원 AS11측에 있는 스피커만을 구동시켜, 그 스피커들을 포함하는 스피커 어레이를 스피커 어레이 SPA11'로서 사용한다고 하자. 이 경우, 수청자 LSN12에게는 충분한 음압으로 콘텐츠 B의 소리가 들리지만, 수청자 LSN11의 위치에서는 음압이 낮아, 수청자 LSN11에게는 콘텐츠 B의 소리가 거의 들리지 않게 되어 있음을 알 수 있다.
이상과 같이, 복수의 수청자에게 각각 상이한 소리를 들려주는 경우, 수청자별로, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 일부의 스피커만을 선택적으로 구동시킴으로써, 보다 적은 연산량으로 소리의 파면의 재현성을 향상시킬 수 있게 된다.
<음장 형성 장치의 구성예>
계속해서, 이상에서 설명한 본 기술의 보다 구체적인 실시 형태에 대해서 설명한다.
도 3은, 본 기술을 적용한 음장 형성 장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3에 나타내는 음장 형성 장치(11)는, 수청자 위치 취득부(21), 구동 스피커 선택부(22), 음향 필터 계수 기록부(23), 음향 필터부(24) 및 스피커 어레이(25)를 가지고 있다.
수청자 위치 취득부(21)는, 음장을 형성하는 공간인 수청 에어리어에 있는 수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보를 취득하여, 구동 스피커 선택부(22)에 공급한다.
구동 스피커 선택부(22)는, 수청자 위치 취득부(21)로부터 공급된 수청자 위치 정보 및 외부로부터 공급된 음장의 형성 방식을 나타내는 형성 방식 정보에 기초하여, 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커 중 음장 형성에 사용할 스피커, 즉 구동시킬 스피커를 선택한다. 그리고, 구동 스피커 선택부(22)는, 구동할 스피커의 선택 결과를 나타내는 구동 스피커 정보를 생성하여, 음향 필터 계수 기록부(23)에 공급한다. 이하, 구동 스피커 선택부(22)에 의해 선택된, 음장 형성에 사용될 스피커를 구동 스피커라고도 칭하기로 한다.
여기에서는, 수청자별 또는 복수 수청자를 포함하는 그룹(수청자군)별로, 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커 중에서, 그들 수청자나 그룹에게 들려줄 소리의 파면, 즉 제시할 음장의 형성에 사용하는 하나 또는 복수의 스피커가 구동 스피커로서 선택된다. 그리고, 선택된 구동 스피커를 나타내는 정보가 구동 스피커 정보로서 생성된다.
또한, 이하에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서, 수청자별로 구동 스피커가 선택되는 것으로 하여 설명을 계속한다.
음향 필터 계수 기록부(23)는, 음장의 형성 방식마다, 소정의 음장을 형성하기 위한 음향 필터 필터 계수가 미리 기록되어 있다.
음향 필터 계수 기록부(23)는, 외부로부터 공급된 형성 방식 정보 및 구동 스피커 선택부(22)로부터 공급된 구동 스피커 정보에 기초하여, 미리 기록되어 있는 복수의 필터 계수 중에서 음장 형성에 사용하는 필터 계수를 선택하여, 음향 필터부(24)에 공급한다.
음향 필터부(24)에는, 재생하고자 하는 소리의 음원 신호가 공급된다. 즉, 예를 들어 수청 에어리어에 있는 수청자별로 상이한 콘텐츠의 소리를 들려주는 경우에는, 그 콘텐츠별로, 콘텐츠의 소리를 재생하기 위한 음원 신호가 음향 필터부(24)에 공급된다. 또한, 예를 들어 복수의 수청자 각각에 대하여, 동일한 콘텐츠의 소리를 상이한 타이밍에 들려주는 경우에는, 그 하나의 콘텐츠의 소리를 재생하기 위한 음원 신호가 음향 필터부(24)에 공급된다.
음향 필터부(24)는, 구동 스피커별로, 외부로부터 공급된 음원 신호와, 음향 필터 계수 기록부(23)로부터 공급된 필터 계수를 컨벌루션하여, 원하는 음장을 형성하기 위한 스피커 구동 신호를 생성하고, 스피커 어레이(25)에 공급한다. 즉, 음향 필터부(24)는, 구동 스피커 선택부(22)에 의한 구동 스피커의 선택 결과에 따라, 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커 중 구동 스피커에 대해서만, 음원 신호와 필터 계수의 컨벌루션 처리를 행해서 스피커 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부로서 기능한다.
이와 같이 하여 생성되는 스피커 구동 신호는, 예를 들어 구동 스피커를 구동시켜서, 파면 합성에 의해 원하는 음장을 형성하기 위한 신호이다.
스피커 어레이(25)는, 예를 들어 복수의 스피커가 직선형으로 배열된 직선 스피커 어레이나, 복수의 스피커가 평면형으로 배열된 평면 스피커 어레이, 복수의 스피커가 원형으로 배열된 환형 스피커 어레이, 복수의 스피커가 구형으로 배열된 구형 스피커 어레이 등을 포함한다. 또한, 스피커 어레이(25)는, 복수의 스피커를 배열해서 얻어지는 것이라면, 어떤 스피커 어레이어도 된다.
스피커 어레이(25)는, 음향 필터부(24)로부터 공급된 스피커 구동 신호에 기초하여 소리를 재생함으로써, 음장을 형성한다. 즉, 보다 상세하게는, 스피커 어레이(25)의 각 구동 스피커가 공급된 스피커 구동 신호에 기초하여 소리를 출력함으로써, 예를 들어 파면 합성에 의해 음장이 형성된다.
여기서, 이하에서 하는 설명에서 사용하는 좌표계에 대해서, 도 4를 참조하여 설명한다. 또한, 도 4에 있어서 도 3에 있어서의 경우와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여, 그의 설명은 적절히 생략한다.
즉, 이하에서 하는 설명에서는, 스피커 어레이(25)의 중심 위치가 3차원 직교 좌표계의 원점 O으로 된다.
또한, 3차원 직교 좌표계의 3개의 축은 원점 O을 통과하고, 서로 직교하는 x축, y축 및 z축으로 된다. 여기서, x축의 방향, 즉 x 방향은 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커가 배열되는 방향으로 된다. 또한, y축의 방향, 즉 y 방향은 x 방향과 수직인 방향이고, 또한 스피커 어레이(25)로부터 음파가 출력되는 방향과 평행한 방향이 되고, 이들 x 방향 및 y 방향과 수직인 방향이 z축의 방향, 즉 z 방향으로 된다. 특히, 스피커 어레이(25)로부터 음파가 출력되는 방향이 y 방향의 정의 방향이 된다.
이하에서는, 공간상의 위치, 즉 공간상의 위치를 나타내는 벡터를 x 좌표, y 좌표 및 z 좌표를 사용해서 (x,y,z)라고도 기재하기로 한다. 또한, 좌표 (x,y,z)에 의해 나타나는 위치를, 위치 v라고도 칭하기로 한다.
또한, 스피커 어레이(25)는 직선 스피커 어레이나, 평면 스피커 어레이, 환 형상 스피커 어레이, 구 형상 스피커 어레이 등 어떠한 것이어도 되지만, 이하에서는 스피커 어레이(25)가 직선 스피커 어레이인 것으로서 설명을 계속한다.
(수청자 위치 취득부)
다음에, 도 3에 나타낸 음장 형성 장치(11)의 각 부에 대해서, 보다 상세하게 설명한다. 먼저, 수청자 위치 취득부(21)에 대해서 설명한다.
수청자 위치 취득부(21)는, 예를 들어 수청 에어리어에 있는 수청자별로, 수청자의 위치를 나타내는 정보를 수청자 위치 정보로서 취득한다.
예를 들어 수청자 위치 취득부(21)가, 외부 장치로부터 공급되거나, 유저 등에 의해 입력되거나 한 수청자의 위치를 나타내는 정보를 수청자 위치 정보로서 취득하게 해도 된다.
또한, 예를 들어 수청자 위치 취득부(21)가, 수청자의 수와, 그들 수청자의 위치를 검출해서 수청자별로 수청자의 위치를 나타내는 정보를 생성함으로써, 그 정보를 수청자 위치 정보로서 취득하게 해도 된다.
그러한 경우, 수청자 위치 취득부(21)는, 예를 들어 수청자를 피사체로 하여 촬영하는 카메라, 수청자가 있는 공간의 바닥 부분에 배치된 감압 센서, 초음파 등에 의해 수청자까지의 거리를 검출하는 거리 센서 등으로부터 구성된다. 이 경우, 수청자 위치 취득부(21)는, 카메라나 감압 센서, 거리 센서 등을 사용해서 수청자를 인식하고, 그 인식 결과에 기초하여 수청자의 위치를 산출한다.
구체적으로는, 예를 들어 수청자 위치 취득부(21)는, 카메라에 의해 촬영된 화상으로부터, 사전을 사용한 물체 인식 등에 의해 수청자를 검출하고, 그 검출 결과로부터 각 수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보를 생성한다.
또한, 복수의 수청자간의 거리가 소정의 일정 거리보다도 가까운 경우에는, 그들 수청자를 하나의 그룹으로서 처리하게 해도 된다. 이 경우, 그룹에 속하는 대표적인 수청자의 위치나, 그룹에 속하는 각 수청자의 위치의 평균값 등이, 그 그룹을 1명의 수청자로 간주했을 때의 수청자 위치 정보로 된다.
(구동 스피커 선택부)
구동 스피커 선택부(22)는, 수청자 위치 정보 및 형성 방식 정보에 기초하여, 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커 중 구동할 스피커를 선택한다.
여기서, 형성 방식 정보는 음장을 형성하는 형성 방식을 나타내는 정보이다. 보다 상세하게는, 형성 방식 정보는, 예를 들어 소리의 파면을 형성하는 파면 형성 방법, 즉 음장의 형성 방법의 종류, 점음원이나 평면파와 같이 형성할 음장의 종류 등을 나타내는 정보를 포함하는 정보이다.
구동 스피커 선택부(22)는, 수청자 위치 정보 및 형성 방식 정보에 기초하여 구동 스피커를 선택하는데, 구동 스피커의 선택은 예를 들어 이하와 같이 해서 행해진다.
즉, 예를 들어 도 5에 나타내는 바와 같이 수청 에어리어에 있어서의 스피커 어레이(25)의 정면에 수청자 LSN21과 수청자 LSN22가 있다고 하자. 또한, 도 5에 있어서 도 3에 있어서의 경우와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여, 그의 설명은 적절히 생략한다.
이 예에서는, 수청자 위치 정보에 의해, 수청자 LSN21과 수청자 LSN22의 위치를 특정하는 것이 가능하다. 이 경우, 구동 스피커 선택부(22)는, 예를 들어 수청자 LSN21에 대해서는, 수청자 LSN21과 스피커 어레이(25)를 연결하는 y 방향의 직선 L11을 구하고, 그 직선 L11과 스피커 어레이(25)의 교점에 가장 가까운 스피커를 중심 스피커로 한다.
그리고 구동 스피커 선택부(22)는, 그 중심 스피커를 중심으로 해서 x 방향으로 배열되는 소정수의 스피커, 예를 들어 복수의 스피커를 수청자 LSN21에 대한 구동 스피커를 포함하는 스피커군 SPG11로서 선택한다.
이와 같이 하여 선택된 스피커군 SPG11은, 수청자 LSN21의 정면에 위치하는, 즉 수청자 LSN21로부터 보아서 y 방향에 위치하는 스피커를 중심으로 하는, 좌우 대칭인 하나 이상의 수의 스피커를 포함하는 스피커군이다. 이 예에서는, 스피커 어레이(25)와 평행한 방향, 즉 x 방향에 있어서, 수청자 LSN21의 근처(근방)에 위치하는 스피커가 구동 스피커로서 선택되게 된다.
이렇게 수청자 LSN21의 정면에 위치하는 스피커, 즉 수청자 LSN21 근방에 있는 스피커를 구동 스피커로서 사용하면, 파면 합성에 의해 수청자 LSN21에 대하여 제시할 음장을 형성했을 때, 수청자 LSN21의 위치에서 충분히 높은 재현성으로 소리의 파면을 형성하는 것이 가능하다. 특히 스피커 어레이로 소리의 파면을 형성하는 경우, 그 스피커 어레이의 중심 부근일 수록 파면의 재현성이 높아지므로, 수청자 LSN21의 정면을 구동 스피커를 포함하는 어레이의 중심 위치로 하면, 파면의 재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 수청자 LSN22에 대해서도 수청자 LSN21과 마찬가지로, 구동 스피커 선택부(22)는, 수청자 LSN22와 스피커 어레이(25)를 연결하는 y 방향의 직선 L12를 구하여, 그 직선 L12와 스피커 어레이(25)의 교점에 가장 가까운 스피커를 중심 스피커로 한다. 그리고 구동 스피커 선택부(22)는, 그 중심 스피커를 중심으로 해서 x 방향으로 배열되는 소정수의 스피커를, 수청자 LSN22에 대한 구동 스피커를 포함하는 스피커군 SPG12로서 선택한다.
또한, 여기에서는 수청자 LSN21 및 수청자 LSN22 각자의 구동 스피커로서, 수청자별로 상이한 스피커가 선택되고 있지만, 하나의 스피커가 복수의 수청자의 구동 스피커로서 사용되게 해도 된다. 반대로, 하나의 스피커가 복수의 수청자의 구동 스피커로서 선택되지 않게, 각 수청자의 구동 스피커를 선택하게 해도 된다. 그러한 경우, 각 수청자에게 들려주는 소리의 간섭을 억제할 수 있고, 소리의 파면의 재현성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 예를 들어 도 6에 나타내는 바와 같이 수청자의 위치뿐만 아니라, 음장 형성 시에 생성되는 음원의 위치도 고려해서 구동 스피커의 선택을 행하게 해도 된다. 또한, 도 6에 있어서 도 5에 있어서의 경우와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여, 그의 설명은 적절히 생략한다.
이 예에서는, 수청 에어리어에 수청자 LSN21과 수청자 LSN22가 있고, 수청자 LSN21에 대하여는 음장 형성 시에 음원 AS21을 생성하여, 그 음원 AS21의 소리를 수청자 LSN21에게 들려주는 것으로 한다. 또한, 수청자 LSN22에 대하여는 음장 형성 시에 음원 AS22를 생성하여, 그 음원 AS22의 소리를 수청자 LSN22에게 들려주는 것으로 한다. 예를 들어 음원 AS21이나 음원 AS22의 위치는, 미리 정해진 위치로 되게 해도 되고, 형성 방식 정보에 그 음원들의 위치를 나타내는 정보가 포함되어 있게 해도 된다.
이러한 경우, 구동 스피커 선택부(22)는, 예를 들어 수청자 LSN21에 대해서는, 수청자 LSN21과 음원 AS21을 연결하는 직선 L21을 구하고, 그 직선 L21과 스피커 어레이(25)의 교점에 가장 가까운 스피커를 중심 스피커로 한다. 그리고 구동 스피커 선택부(22)는, 그 중심 스피커를 중심으로 해서 x 방향으로 좌우 대칭으로 배열되는 소정수의 스피커를, 수청자 LSN21에 대한 구동 스피커를 포함하는 스피커군 SPG21로서 선택한다.
따라서, 이 예에서는 스피커 어레이(25)와 평행한 방향, 즉 x 방향에 있어서, 수청자 LSN21 및 음원 AS21의 근처(근방)에 위치하는 스피커가 구동 스피커로서 선택되게 된다.
복수의 스피커를 구동시켜서 파면 합성에 의해 음원 AS21을 생성(형성)하는 경우, 음원 AS21에 가까운 위치에 있는 스피커일수록, 그 음원 AS21의 생성에 대한 기여율은 높을 것이다. 그래서, 수청자 LSN21이나 음원 AS21에 가까운 위치에 있는 스피커를 구동 스피커로서 선택함으로써, 적은 스피커 수로도 충분한 재현성으로 파면을 형성할 수 있다.
또한, 수청자 LSN22에 대해서도 수청자 LSN21과 마찬가지로, 구동 스피커 선택부(22)는, 수청자 LSN22와 음원 AS22를 연결하는 직선 L22를 구하고, 그 직선 L22와 스피커 어레이(25)의 교점에 가장 가까운 스피커를 중심 스피커로 한다. 그리고 구동 스피커 선택부(22)는, 그 중심 스피커를 중심으로 해서 x 방향으로 좌우 대칭으로 배열되는 소정수의 스피커를, 수청자 LSN22에 대한 구동 스피커를 포함하는 스피커군 SPG22로서 선택한다.
또한, 구동 스피커로서 선택되는 스피커의 수는, 미리 정해진 수여도 되고, 스피커 어레이(25)와 수청자의 y 방향의 거리나, 음원과 수청자의 위치를 연결하는 직선의 기울기 등에 따라 정해지는 가변의 수로 되어도 된다. 예를 들어 음원과 수청자의 위치를 연결하는 직선의 기울기가 클수록, 더 많은 스피커를 구동 스피커로서 사용하게 하면, 충분한 재현성으로 파면을 형성하는 데 적절한 수의 스피커를 선택할 수 있다. 또한, 예를 들어 수청자와 스피커 어레이(25)의 y 방향의 거리가 짧을수록, 구동 스피커 수를 적어지게 해도 된다.
또한, 여기에서는 파면 합성에 의해 음장을 형성하는 경우를 예로서 설명했지만, 예를 들어 구동 스피커로서 선택된 스피커로부터, 동일한 소리를 동시에 출력시키게 해도 된다. 이렇게 함으로써, 스피커 구동 신호의 생성 시에 스피커별로 필터 처리 등을 행할 때는 연산량을 저감시킬 수 있을 뿐 아니라, 소정의 수청자에게 들려주는 재생음과, 다른 수청자에게 들려주는 소리가 혼합되어버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 구동 스피커의 선택 방법의 다른 예로서, 예를 들어 도 7에 나타내는 바와 같이 수청자와 스피커 어레이(25)의 y 방향의 거리의 비율, 즉 깊이 방향의 거리의 비율에 따라 구동 스피커를 선택하게 해도 된다. 또한, 도 7에 있어서 도 5에 있어서의 경우와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여, 그의 설명은 적절히 생략한다.
도 7의 화살표 Q31로 나타내는 예에서는, 수청 에어리어에 수청자 LSN21과 수청자 LSN22가 있고, 스피커 어레이(25)로부터 수청자 LSN21까지의 y 방향의 거리 y1과, 스피커 어레이(25)로부터 수청자 LSN22까지의 y 방향의 거리 y2의 비가 y1:y2=1:2로 되어 있다.
그래서, 구동 스피커 선택부(22)는, 수청자 LSN21에 대하여 들려주는 소리의 파면을 형성시키기 위한 구동 스피커의 수와, 수청자 LSN22에 대하여 들려주는 소리의 파면을 형성시키기 위한 구동 스피커의 수의 비가, 거리 y1과 거리 y2의 비인 1 대 2가 되게 구동 스피커를 선택한다. 즉, 스피커 어레이(25)와 수직인 방향인 y 방향에 있어서, 스피커 어레이(25)로부터 보아서 수청자가 먼 위치에 있을수록, 그 수청자에 대해서 선택되는 구동 스피커의 수가 많아지게 구동 스피커의 선택이 행해진다.
이 예에서는, 수청자 LSN21의 정면에 있고, x 방향으로 연속해서 배열되는 5개의 스피커가, 수청자 LSN21에 대한 구동 스피커를 포함하는 스피커군 SPG31로서 선택되어 있다. 이에 비해, 수청자 LSN22의 정면에 있고, x 방향으로 연속해서 배열되는 10개의 스피커가, 수청자 LSN22에 대한 구동 스피커를 포함하는 스피커군 SPG32로서 선택되어 있다.
이렇게 수청자에 가까운 위치의 스피커를 구동 스피커로서 선택하는 것뿐만 아니라, 각 수청자의 스피커 어레이(25)로부터의 거리의 비에 따라, 각 수청자에게 할당하는 구동 스피커의 수를 정함으로써, 각 수청자의 위치에서 충분한 재현성으로 파면을 형성할 수 있다.
예를 들어 이 예에서는, 수청자 LSN21과 수청자 LSN22에 대하여 하나의 레퍼런스 라인 RFL11이 설정되어 있다. 파면 합성은 스피커 어레이(25)로부터 보아서, 레퍼런스 라인 RFL11보다도 먼 측에 음장을 형성하는 기술이므로, 이 예에서는 스피커 어레이(25)에 보다 가까운 위치에 있는 수청자 LSN21의 근방에 레퍼런스 라인 RFL11이 설정되어 있다.
파면 합성에서는 레퍼런스 라인 RFL11에 가까울수록 파면의 재현성이 높으므로, 레퍼런스 라인 RFL11 근방에 있는 수청자 LSN21에 대하여는 적은 수의 구동 스피커로도 충분한 재현성으로 파면을 형성할 수 있다.
이에 비해, 수청자 LSN22는 레퍼런스 라인 RFL11로부터 먼 위치에 있으므로, 파면이 충분한 재현성을 확보하기 위해서는, 보다 많은 구동 스피커를 사용할 필요가 있다. 그래서, 수청자 LSN22에 대해서는, 수청자 LSN21보다도 많은 스피커를 구동 스피커로서 사용하게 되어 있다.
또한, 파면 합성에서는, 레퍼런스 라인보다도 스피커 어레이측으로 밖에는 음원을 생성할 수 없다. 그래서, 각 수청자의 근방에 음원을 생성할 때 등에는, 예를 들어 화살표 Q32로 나타내는 바와 같이 수청자별로 레퍼런스 라인을 지정하게 해도 된다.
이 예에서는, 수청자 LSN21에 대하여는 레퍼런스 라인 RFL21이 지정되고, 수청자 LSN22에 대하여는 레퍼런스 라인 RFL22가 지정되어 있다.
이 경우, 수청자 LSN21에 대하여 들려줄 소리의 파면을 형성하기 위한 스피커 구동 신호는, 레퍼런스 라인 RFL21을 레퍼런스 라인으로 해서 생성되고, 그 스피커 구동 신호에 기초하여 스피커군 SPG31이 구동되어, 수청자 LSN21에 대하여 제시될 음장이 형성된다. 이에 의해, 수청자 LSN21의 위치에서는, 그의 위치 근방에 생성된 음원으로부터의 소리가 재생된다.
이에 비해, 수청자 LSN22에 대하여 들려줄 소리의 파면을 형성하기 위한 스피커 구동 신호는, 레퍼런스 라인 RFL22를 레퍼런스 라인으로 해서 생성되고, 그의 스피커 구동 신호에 기초하여 스피커군 SPG32가 구동되어, 음장이 형성된다.
이렇게 함으로써, 수청자 LSN21과 수청자 LSN22 각자의 근방에 음원을 생성할 수 있다.
레퍼런스 라인이 스피커 어레이(25)로부터 멀어질수록, 충분한 재현성으로 파면을 형성하기 위해서는 더 많은 구동 스피커가 필요해진다. 그 때문에, 각 수청자의 근방에 레퍼런스 라인을 설정하고, 또한 각 수청자의 근방에 음원을 생성하는 경우에는, 스피커 어레이(25)로부터 각 수청자까지의 거리의 비에 의해 구동 스피커의 수를 정하게 하면, 각 수청자에 대하여 적절한 수의 구동 스피커를 사용할 수 있다. 이에 의해, 각 수청자의 위치에 있어서, 충분한 재현성으로 소리의 파면을 형성할 수 있다.
또한, 예를 들어 스피커 어레이(25)가 평면 스피커 어레이 등인 경우에는, 구동 스피커 선택부(22)가 각 수청자의 머리 높이, 즉 귀 높이에 따라 구동 스피커를 선택하게 해도 된다.
구체적으로는, 예를 들어 수청자의 귀의 위치와 동일한 높이의 스피커를 구동 스피커로서 선택하게 하면, 귀의 위치의 높이가 상이한 2명의 수청자가 근접해서 존재하는 경우라도, 그들 수청자별로 소리가 간섭되어버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 수청자별로 구동 스피커가 선택되는 경우, 예를 들어 도 8에 나타내는 바와 같이 수청 에어리어에 있는 수청자의 수에 따라 각 수청자의 구동 스피커의 수를 결정하게 해도 된다. 또한, 도 8에 있어서 도 3에 있어서의 경우와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙여, 그의 설명은 적절히 생략한다.
예를 들어 화살표 Q41로 나타내는 예에서는, 수청 에어리어에는 2명의 수청자 LSN31과 수청자 LSN32가 있다. 또한, 구동 스피커 선택부(22)는, 수청자 위치 정보로부터, 수청 에어리어에 있는 수청자의 수를 특정할 수 있다.
이러한 경우, 구동 스피커 선택부(22)는, 수청 에어리어에 있는 수청자의 수 「2」에 기초하여 각 수청자의 구동 스피커로 할 스피커의 수를 결정한다. 이 예에서는, 수청자별로 6개의 스피커가 구동 스피커로서 사용된다.
즉, 구동 스피커 선택부(22)는, 수청자 LSN31의 정면에 있고, x 방향으로 배열되는 6개의 스피커를, 수청자 LSN31에 대한 구동 스피커를 포함하는 스피커군 SPG41로서 선택한다. 마찬가지로, 구동 스피커 선택부(22)는 수청자 LSN32의 정면에 있고, x 방향으로 배열되는 6개의 스피커를, 수청자 LSN32에 대한 구동 스피커를 포함하는 스피커군 SPG42로서 선택한다.
또한, 예를 들어 화살표 Q42로 나타내는 바와 같이 수청 에어리어에 4명의 수청자 LSN41 내지 수청자 LSN44가 있는 경우, 구동 스피커 선택부(22)는, 그 수청자 수 「4」에 기초하여 각 수청자의 구동 스피커로 할 스피커의 수를 결정한다. 이 예에서는, 수청자별로 3개의 스피커가 구동 스피커로서 사용된다.
즉, 구동 스피커 선택부(22)는, 수청자 LSN41의 정면에 있고, x 방향으로 배열되는 3개의 스피커를, 수청자 LSN41에 대한 구동 스피커를 포함하는 스피커군 SPG51로서 선택한다. 또한, 구동 스피커 선택부(22)는 수청자 LSN42의 정면에 있고, x 방향으로 배열되는 3개의 스피커를, 수청자 LSN42에 대한 구동 스피커를 포함하는 스피커군 SPG52로서 선택한다. 마찬가지로, 구동 스피커 선택부(22)는 수청자 LSN43에 대하여 스피커군 SPG53을 선택하고, 수청자 LSN44에 대하여 스피커군 SPG54를 선택한다.
이렇게 수청자 수에 따라 각 수청자에 대해서 사용할 구동 스피커의 수를 정함으로써, 수청자 수가 많은 경우라도 각 수청자에 대하여 재생된 소리가 간섭되어버리는 것을 억제할 수 있다.
특히, 이 예에서는 수청 에어리어에 있는 수청자가 많을수록, 수청자 1명당 구동 스피커 수가 적어지게, 즉 수청자에 대해서 선택되는 구동 스피커의 수가 적어지게 구동 스피커의 선택이 행해진다. 이것은, 복수의 수청자를 포함하는 그룹(수청자군)별로 구동 스피커를 선택하는 경우도 마찬가지이고, 그룹 수가 많을수록, 그룹에 대해서 선택되는 구동 스피커의 수는 적어지게 된다.
또한, 어느 스피커를 구동 스피커로서 선택할지는, 예를 들어 도 5나 도 6을 참조하여 설명한 방법에 의해 정하면 된다.
또한, 예를 들어 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이 수청자의 수에 의해 구동 스피커 수를 결정하는 방법과, 도 7을 참조하여 설명한 방법을 조합해서 사용해도 된다. 그러한 경우, 예를 들어 스피커 어레이(25)로부터 각 수청자까지의 y 방향의 거리의 비에 기초하여, 수청자별로 구동 스피커 수의 비율(비)이 정해진다. 그리고, 그의 구동 스피커 수의 비율에 따라, 스피커 어레이(25)의 스피커가 어느 1명의 수청자에게 할당되거나, 또는 어느 수청자에게도 할당되지 않게, 즉 동일한 스피커가 복수인의 수청자에게 할당되지 않게, 각 수청자에 대해서 사용할 구동 스피커가 결정된다.
또한, 수청자끼리의 x 방향의 거리가 가까운 경우도 있을 수 있으므로, 동일한 스피커가 서로 상이한 수청자의 구동 스피커로 되게 해도 된다. 그러나, 가능한 한 하나의 스피커가 1명의 수청자의 구동 스피커로서 사용되게 하면, 소리의 간섭 억제 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 구동 스피커의 선택에 있어서는 수청자 위치 정보뿐만 아니라, 적절히, 형성 방식 정보가 사용되게 해도 된다. 바꾸어 말하면, 형성 방식 정보에 의해 나타나는 음장의 형성 방식에 따라 구동 스피커가 선택되게 해도 된다.
예를 들어 형성 방식 정보에 의해 나타나는 음장의 구체적인 형성 방법, 즉 음장 형성 방식으로서는, 지연 합 등에 의한 지향성 제어에 의한 방법이나, WFS(Wave Field Synthesis), SDM(Spectral Division Method)법에 의해 초점 음원을 생성하는 방법, 에바네센트 파를 생성하는 방법 등이 있다.
예를 들어 지향성 제어에 의해 수청자의 방향으로 날카로운 지향성의 음장을 형성하는 경우, 반드시 수청자 정면의 스피커를 구동 스피커로서 사용할 필요는 없다.
그 때문에, 예를 들어 상술한 도 7이나 도 8 등을 참조하여 설명한 방법으로 구동 스피커를 선택하는 경우, 지향성 제어에 의해 음장을 형성할 때는, 구동 스피커 선택부(22)는 각 수청자의 구동 스피커로서 동일한 스피커가 선택되지 않게 해도 된다. 즉, 예를 들어 각 수청자의 정면 스피커를 구동 스피커로 하면, 하나의 스피커가 복수의 수청자의 구동 스피커로 되어버릴 때는, 각 수청자의 정면으로부터 어긋난 위치의 스피커를 구동 스피커로서 선택함으로써, 그러한 구동 스피커의 중복이 발생되지 않게 할 수 있다.
또한, 예를 들어 에바네센트 파를 생성함으로써 음장이 형성되는 경우에는, 수청자의 정면 스피커를 구동 스피커로서 선택할 필요가 있다.
그래서, 예를 들어 상술한 도 5나 도 6 등을 참조하여 설명한 방법으로 구동 스피커를 선택하는 경우, 에바네센트 파의 생성에 의해 음장을 형성할 때는, 구동 스피커 선택부(22)는, 동일한 스피커가 복수의 수청자의 구동 스피커로서 선택되는 것을 허용하여, 각 수청자의 구동 스피커를 선택하게 해도 된다.
또한, 예를 들어 SDM법에 의해 음장을 형성하는 경우에는, 다른 방법보다도 비교적 적은 스피커로 음장을 형성하는 것이 가능하다.
그래서, 예를 들어 도 5나 도 6, 도 7, 도 8 등을 참조하여 설명한 방법으로 구동 스피커를 선택하는 경우, SDM법에 의해 음장을 형성할 때는, 구동 스피커 선택부(22)는, 동일한 스피커가 복수의 수청자의 구동 스피커로서 선택되지 않게, 각 수청자의 구동 스피커를 선택하게 해도 된다.
또한, 구동 스피커의 선택 방법은, 이상에서 설명한 예로 한정되지 않고, 적어도 수청자 위치 정보를 사용해서 구동 스피커를 선택하는 것이라면, 어떠한 방법이어도 된다. 예를 들어 이상에서 설명한 각 방법을 적절히 조합하거나 해도 된다.
(음향 필터 계수 기록부)
음향 필터 계수 기록부(23)는, 미리 준비된 음향 필터의 필터 계수 중에서, 스피커 구동 신호의 생성에 사용할 필터 계수를 결정한다.
즉, 음향 필터 계수 기록부(23)는, 형성 방식 정보에 의해 나타나는 방법으로 음장을 형성하기 위한 음향 필터의 필터 계수 중, 구동 스피커 선택부(22)로부터 공급된 구동 스피커 정보에 의해 나타나는 구동 스피커의 필터 계수만을 음향 필터부(24)에 공급한다.
예를 들어 형성 방식 정보에 의해 나타나는 음장 형성 방법이 SDM법인 경우, 음향 필터 계수 기록부(23)는, SDM법에서 사용하는 스피커 어레이(25)를 구성하는 각 스피커의 필터 계수 중, 구동 스피커 정보에 의해 나타나는 구동 스피커의 필터 계수만을 음향 필터부(24)에 공급한다. 음향 필터 계수 기록부(23)는, 수청자별로 형성 방식 정보와 구동 스피커 정보에 기초하여 필터 계수를 선택하고, 선택한 필터 계수를 음향 필터부(24)에 공급한다.
여기서, SDM법에 사용되는 음향 필터의 필터 계수는, 예를 들어 이하와 같이 구해진다. 또한, SDM법에 대해서는, 예를 들어 「Sascha Spors and Jens Ahrens, “Reproduction of Focused Sources by the Spectral Division Method,”4th International Symposium on Communications, Control and Signal Processing(ISCCSP), 2010.」등에 상세하게 기재되어 있다.
예를 들어, 3차원 자유 공간에 있어서의 음장 P(v, ntf)는 다음 식 (1)에 나타내는 바와 같이 표현된다.
Figure pct00001
또한, 식 (1)에 있어서 ntf는 시간 주파수 인덱스를 나타내고 있고, v는 공간상의 위치를 나타내는 벡터이며 v=(x,y,z)이다. 또한, 식 (1)에 있어서 v0는 x축 상의 소정의 위치를 나타내는 벡터이며 v0=(x0,0,0)이다. 또한, 이하, 벡터 v에 의해 나타나는 위치를 위치 v라고도 칭하고, 벡터 v0에 의해 나타나는 위치를 위치 v0라고도 칭하기로 한다.
또한, 식 (1)에 있어서 D(v0,ntf)는 2차 음원의 구동 신호를 나타내고 있고, G(v,v0,ntf)는, 위치 v와 위치 v0 사이의 전달 함수이다. 이 2차 음원의 구동 신호 D(v0,ntf)는, 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커의 스피커 구동 신호에 대응한다.
이러한 식 (1)의 계산에서는, 공간 영역에 있어서는 구동 신호 D(v0,ntf)와 전달 함수 G(v,v0,ntf)의 컨벌루션의 형태로 되어 있어, 식 (1)에 나타내는 음장 P(v,ntf)를 x축 방향으로 공간 푸리에 변환하면, 다음 식 (2)로 나타나게 된다.
Figure pct00002
또한, 식 (2)에 있어서, nsf은 공간 주파수 인덱스를 나타내고 있다.
이와 같이 음장 P(v,ntf)를 공간 푸리에 변환하면, 식 (2)에 나타내는 바와 같이 공간 주파수 영역의 음장 PF(nsf,y,z,ntf)는, 공간 주파수 영역의 구동 신호 DF(nsf,ntf)와 전달 함수 GF(nsf,y,z,ntf)의 곱에 의해 나타난다. 따라서, 2차 음원의 구동 신호의 공간 주파수 표현은, 다음 식 (3)으로 나타나게 된다.
Figure pct00003
또한, 직선 상의 2차 음원을 사용하는 경우, 그의 직선과 평행한 제어점 상, 즉 레퍼런스 라인 상에서만 실제로 형성되는 음장을 이상적인 음장과 일치시킬 수 있다. 그래서, 그의 제어점의 y 방향의 위치를 y=yref라 하고, 또한 수평면 상에서의 음장 형성을 고려하기 위해서 z=0으로 하면, 식 (3)은 다음 식 (4)로 나타나게 된다.
Figure pct00004
이 식 (4)에 의해 나타나는 2차 음원의 구동 신호 DF(nsf,ntf)는, y=yref의 위치를 제어점으로 하여, 그 제어점에서 이상적인 음장을 형성하기 위한 구동 신호이다.
또한, 예를 들어 원하는 음장 PF(nsf,yref,0,ntf)로서, 다음 식 (5)에 나타내는 바와 같이 점음원 모델 Pps(nsf,yref,0,ntf)를 사용할 수 있다.
Figure pct00005
또한, 식 (5)에 있어서, S(ntf)는 재생하려고 하는 소리의 음원 신호를 나타내고 있고, j는 허수 단위를 나타내고 있고, kx는 x축 방향의 파수를 나타내고 있다. 또한, xps 및 yps는 각각 점음원의 위치를 나타내는 x 좌표 및 y 좌표를 나타내고 있고, ω는 각 주파수를 나타내고 있고, c는 음속을 나타내고 있다. 또한, H0 (2)는 제2종 항켈 함수를 나타내고 있고, K0는 베셀 함수를 나타내고 있다. 또한, 필터 계수는 음원에 의존하지 않기 때문에, 여기에서는 S(ntf)=1로 된다.
또한, 전달 함수 GF(nsf,yref,0,ntf)는, 다음 식 (6)에 나타내는 바와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00006
이상의 식 (4), 식 (5) 및 식 (6)이 사용되어, 스피커 어레이(25)의 스피커 구동 신호의 공간 주파수 스펙트럼 DF(nsf,ntf)가 구해진다.
이어서, 공간 주파수 스펙트럼 DF(nsf,ntf)를, DFT(Discrete Fourier Transform)를 사용해서 공간 주파수 합성함으로써, 시간 주파수 스펙트럼 D(l,ntf)가 구해진다. 즉, 다음 식 (7)을 계산함으로써, 시간 주파수 스펙트럼 D(l,ntf)가 산출된다.
Figure pct00007
또한, 식 (7)에 있어서, l은 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커를 식별하고, 그 스피커의 x 방향의 위치를 나타내는 스피커 인덱스를 나타내고 있고, Mds은 DFT의 샘플 수를 나타내고 있다.
또한, 시간 주파수 스펙트럼 D(l,ntf)에 대하여, IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)를 사용해서 시간 주파수 합성이 행하여져, 시간 신호인 스피커 어레이(25)의 각 스피커의 스피커 구동 신호 d(l,nd)가 구해진다. 구체적으로는, 다음 식 (8)의 계산을 행함으로써, 스피커 구동 신호 d(l,nd)가 산출된다.
Figure pct00008
또한, 식 (8)에 있어서, nd는 시간 인덱스를 나타내고 있고, Mdt은 IDFT의 샘플 수를 나타내고 있다.
이와 같이 하여 구해진 스피커 구동 신호 d(l,nd)는, 음원에 의존하지 않는 필터 계수 자체를 나타내고 있다. 그래서, 이 스피커 구동 신호 d(l,nd)의 시간 인덱스 nd를, 시간 인덱스 n으로 치환된 것이, 점음원의 위치 (xps,yps) 및 제어점의 위치 y=yref에 대해서 구해진 음향 필터의 필터 계수 h(l,n)로 된다.
여기에서는, 하나의 제어점에 대해서, 스피커 어레이(25)의 스피커 인덱스 l에 의해 식별되는 스피커별로 필터 계수 h(l,n)가 구해진다. 즉, 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커별로 필터 계수 h(l,n)로부터 음향 필터가 구성된다.
이러한 필터 계수 h(l,n)는, 필요에 따라 점음원의 위치(xps,yps)별이나, 제어점의 위치별로 구해져서 음향 필터 계수 기록부(23)에 기록된다.
또한, 예를 들어 에바네센트 파를 생성함으로써 음장을 형성할 때 사용되는 음향 필터의 필터 계수는, 예를 들어 이하와 같이 해서 구해진다. 또한, 에바네센트 파에 의해 음장을 형성하는 방법에 대해서는, 예를 들어 「Itou et al. “EVANESCENT WAVE REPRODUCTION USING LINEAR ARRAY OF LOUDSPEAKERS," in IEEE Workshop on Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics(WASPAA), 2011.」등에 상세하게 기재되어 있다.
예를 들어, 3차원 자유 공간에 있어서, 임의의 위치 v에 있어서의 시각 t의 음장 p(v,t)는, 다음 식 (9)에 나타내는 파동 방정식을 만족시킨다.
Figure pct00009
또한, 식 (9)에 있어서 c는 음속을 나타내고 있고, ∇2은 다음 식 (10)에 나타내는 바와 같다.
Figure pct00010
또한, 시간 푸리에 역변환 T(t)를 다음 식 (11)에 나타내는 것으로 하면, 시간 푸리에 변환 F(·)는 이하의 식 (12)으로 나타나게 된다.
Figure pct00011
Figure pct00012
또한, 식 (11) 및 식 (12)에 있어서, j는 허수 단위를 나타내고 있고, ω는 각 주파수를 나타내고 있다.
여기서, 상술한 식 (9)에 대하여, 다음 식 (13)에 나타내는 바와 같이 변수 분리를 행해서 공간의 미분과 시간의 미분을 나누고, 추가로 식 (12)를 사용하면, 이하의 식 (14)로 나타나는 헬름홀츠 방정식이 얻어진다.
Figure pct00013
Figure pct00014
또한, 식 (14)에 있어서 P(v,ω)는, 위치 v에 있어서의 각 주파수 ω의 음장을 나타내고 있다. 또한, 각 주파수가 ωpw이고, x 방향, y 방향 및 z 방향 각각의 파수가 kpw,x, kpw,y 및 kpw,z일 때의, 각 주파수 ωpw, 파수 kpw,x, 파수 kpw,y 및 파수 kpw,z에 의해 나타나는 방향으로 전반하는 평면파를 나타내는, 식 (14)에 나타내는 헬름홀츠 방정식의 일반 해는, 다음 식 (15)로 나타나게 된다.
Figure pct00015
또한, 식 (15)에 있어서 δ(ω-ωpw)는 델타 함수를 나타내고 있다.
여기서, 파수 영역에서는, 다음 식 (16)에 나타내는 관계가 성립한다.
Figure pct00016
식 (16)을 y 방향의 파수 kpw,y에 대해서 풀면, 다음 식 (17)로 나타나게 된다.
Figure pct00017
이 식 (17)의 상단, 즉 상측에 나타나는 파수 kpw,y의 파는 통상의 전반 파를 나타내고 있고, 식 (17)의 하단, 즉 하측에 나타나는 파수 kpw,y의 파는 에바네센트 파를 나타내고 있다.
그래서, 식 (17)의 하단에 나타나는 에바네센트 파의 파수 kpw,y를 식 (15)에 나타낸 음장 P(v,ω)에 대입하면, 다음 식 (18)로 나타나게 된다.
Figure pct00018
단, 파수 kpw,y를 식 (15)에 대입하는데 있어서, 파수 kpw,y의 부호가 정인 항은 물리적으로 의미를 갖지 않는 해가 되기 때문에, 부호가 부인 항이 대입되어 있다.
또한, 식 (18)에 있어서의 (kpw,x 2+kpw,z 2-(ω/c)2)1/2는, 에바네센트 파의 감쇠의 크기를 결정하는 항이다.
따라서, 예를 들어 각 주파수 ω에 의존하지 않고, 일정한 감쇠의 크기로 하고 싶은 경우에는, 감쇠의 크기를 나타내는 상수 α를 사용하여, 다음 식 (19)를 만족하게 파수 kpw,x 및 파수 kpw,z를 설정하면 된다. 이때, 식 (18)로부터 알 수 있는 바와 같이 상수 α가 클수록, 에바네센트 파의 감쇠율이 커진다.
Figure pct00019
여기서, 식 (18)에서 나타나는 에바네센트 파를 생성하는 스피커 구동 신호를 얻기 위한 음향 필터의 필터 계수를 구하는 것을 생각한다.
식 (18)을 x에 대해서 공간 푸리에 변환하면, 다음 식 (20)에 나타내는 바와 같이 표현된다.
Figure pct00020
또한, 전달 함수의 공간 주파수 스펙트럼 Ｇ’(kx,y,z,ω)는, 다음 식 (21)에 나타내는 바와 같이 표현된다.
Figure pct00021
또한, 식 (21)에 있어서 H0 (2)는 제2종 항켈 함수를 나타내고 있고, K0는 베셀 함수를 나타내고 있다.
또한, 식 (20)과 식 (21)을 사용해서 SDM법으로부터, 스피커 구동 신호의 공간 주파수 스펙트럼 D'(kx,ω)는 다음 식 (22)로 나타나게 된다.
Figure pct00022
식 (22)에 있어서, yref는 y 방향에 있어서의 기준이 되는 제어점의 위치를 나타내고 있다.
이와 같이 하여 얻어진 식 (22)를, 파수 kx에 대해서 역 공간 푸리에 변환 함으로써, 다음 식 (23)에 나타내는 스피커 구동 신호의 시간 주파수 스펙트럼 D(x,ω)가 얻어진다.
Figure pct00023
또한, 이와 같이 하여 얻어진 시간 주파수 스펙트럼 D(x,ω)를 역 시간 푸리에 변환하면, 다음 식 (24)에 나타내는 바와 같이 스피커 구동 신호의 시간 파형d(x,t), 즉 시간 신호인 스피커 구동 신호 d(x,t)가 구해진다.
Figure pct00024
이때, 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커를 식별하고, 그 스피커의 x 방향의 위치를 나타내는 인덱스를 l이라 하면, 이하의 식 (25)에 나타내는 바와 같이, 식 (24)로부터 음향 필터의 인덱스 l의 스피커의 필터 계수 h(l,n)가 구해진다.
Figure pct00025
또한, 식 (25)에 있어서, n은 시간 인덱스를 나타내고 있다. 이 필터 계수 h(l,n)은, 식 (24)에 나타낸 스피커 구동 신호 d(x,t)에 있어서의 x를 인덱스 l로 치환함과 함께, t를 시간 인덱스 n으로 치환함으로써 얻어진다. 음향 필터 계수 기록부(23)에는, 이와 같이 하여 얻어진 필터 계수 h(l,n)가 미리 기록되어 있다.
또한, 이상에서는, 파수 영역에서 에바네센트 파를 구하고, 필터 계수 h(l,n)를 산출하는 방법에 대해서 설명했지만, 이외의 방법으로 에바네센트 파를 생성하는 필터 계수를 구하게 해도 된다.
이상과 같이 음향 필터 계수 기록부(23)에는, SDM법에서 사용되는 필터 계수나, 에바네센트 파에 의해 음장을 형성하기 위한 필터 계수 등, 음장을 형성하기 위한 하나 또는 복수 방법마다 필터 계수가 기록되어 있다.
(음향 필터부)
음향 필터부(24)에는, 재생하려고 하는 소리의 음원 신호 x(n)가 공급된다. 여기서, 음원 신호 x(n)에 있어서의 n은 시간 인덱스를 나타내고 있다.
음향 필터부(24)는, 공급된 음원 신호 x(n)와, 음향 필터 계수 기록부(23)로부터 공급된 필터 계수 h(l,n)를 컨벌루션해서 스피커 구동 신호 d(l,n)를 구한다. 즉, 음향 필터부(24)에서는, 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커 중 구동 스피커별로 다음 식 (26)의 계산이 행하여져서, 스피커 인덱스 l에 의해 식별되는 각 구동 스피커의 스피커 구동 신호 d(l,n)가 산출된다.
Figure pct00026
또한, 식 (26)에 있어서, N은 음향 필터의 필터 길이를 나타내고 있다.
또한, 구동 스피커 선택부(22)에 있어서, 수청자별로 구동 스피커가 선택된 경우에는, 음향 필터 계수 기록부(23)로부터는, 수청자별로 음향 필터의 필터 계수 h(l,n)가 공급된다. 그러한 경우, 음향 필터부(24)는, 수청자별로 각 구동 스피커의 스피커 구동 신호 d(l,n)를 구하여, 최종적인 스피커 구동 신호를 구한다. 이때, 예를 들어 하나의 스피커가 복수의 수청자의 구동 스피커로 되어 있는 경우에는, 그 스피커에 대해서 산출된 수청자별 스피커 구동 신호가 가산되어서, 최종적인 스피커 구동 신호로 된다.
음향 필터부(24)는, 이상과 같이 해서 얻어진 최종적인 스피커 구동 신호를 스피커 어레이(25)에 공급한다.
<음장 형성 처리의 설명>
이어서, 이상에서 설명한 음장 형성 장치(11)의 동작에 대해서 설명한다. 즉, 이하, 도 9의 흐름도를 참조하여, 음장 형성 장치(11)에 의한 음장 형성 처리에 대해서 설명한다.
스텝 S11에 있어서, 수청자 위치 취득부(21)는 수청자 위치 정보를 취득해서 구동 스피커 선택부(22)에 공급한다.
스텝 S11에서는, 예를 들어 외부 장치로부터 공급되거나, 유저 등에 의해 입력되거나 한 수청 에어리어에 있어서의 각 수청자의 위치를 나타내는 정보가, 수청자 위치 정보로서 취득된다. 또한, 예를 들어 수청자 위치 취득부(21)로서의 카메라에 의해 촬영된 화상에 대한 물체 인식이나, 수청자 위치 취득부(21)로서의 감압 센서에 의한 수청자의 검출 등에 의해 수청자의 위치가 구해지게 해도 된다.
스텝 S12에 있어서, 구동 스피커 선택부(22)는, 수청자 위치 취득부(21)로부터 공급된 수청자 위치 정보 및 외부로부터 공급된 형성 방식 정보에 기초하여, 수청자별로 구동 스피커를 선택하고, 그의 선택 결과를 나타내는 구동 스피커 정보를 생성한다.
예를 들어 스텝 S12에서는, 도 5나 도 6, 도 7, 도 8 등을 참조하여 설명한 방법 등에 의해 수청자별로 구동 스피커가 선택된다. 구동 스피커 선택부(22)는, 구동 스피커를 선택해서 생성한 구동 스피커 정보를 음향 필터 계수 기록부(23)에 공급한다.
스텝 S13에 있어서, 음향 필터 계수 기록부(23)는, 외부로부터 공급된 형성 방식 정보 및 구동 스피커 선택부(22)로부터 공급된 구동 스피커 정보에 기초하여, 미리 기록되어 있는 복수의 필터 계수 중에서 수청자별로 필터 계수를 선택하고, 음향 필터부(24)에 공급한다. 이때, 각 수청자에 대해서, 형성 방식 정보에 의해 나타나는 음장 형성 방법에서 사용되는 스피커 어레이(25)의 전 스피커의 필터 계수 중, 구동 스피커 정보에 의해 나타나는 구동 스피커의 필터 계수만이 선택되어서 음향 필터부(24)에 공급된다.
스텝 S14에 있어서, 음향 필터부(24)는, 각 수청자에 대해서, 외부로부터 공급된 음원 신호와, 음향 필터 계수 기록부(23)로부터 공급된 필터 계수를 컨벌루션해서 스피커 구동 신호를 구하고, 수청자별로 구한 스피커 구동 신호로부터 최종적인 스피커 구동 신호를 얻는다.
즉, 스텝 S14에서는, 상술한 식 (26)의 계산이 행하여져서 각 스피커의 스피커 구동 신호가 산출되고, 필요에 따라 동일한 스피커의 수청자별 스피커 구동 신호가 가산되어서, 최종적인 스피커 구동 신호가 생성된다.
구체적으로는, 예를 들어 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커 중, 1명의 수청자만의 구동 스피커로서 선택된 스피커에 대해서는, 그 스피커에 대해서 구해진 스피커 구동 신호가 그대로 최종적인 스피커 구동 신호로 된다.
이에 비해, 스피커 어레이(25)를 구성하는 스피커 중, 복수의 수청자의 구동 스피커로서 선택된 스피커에 대해서는, 그 스피커에 대해서 수청자별로 구해진 스피커 구동 신호의 합이 최종적인 스피커 구동 신호로 된다. 또한, 구동 스피커로서 선택되지 않은 스피커에 대해서는, 그 스피커의 스피커 구동 신호는, 예를 들어 무음 신호로 되어도 되고, 스피커 구동 신호 자체가 생성되지 않게 해도 된다.
음향 필터부(24)는, 스피커 어레이(25)의 각 스피커의 스피커 구동 신호를 생성하면, 얻어진 스피커 구동 신호를 스피커 어레이(25)에 공급한다.
스텝 S15에 있어서, 스피커 어레이(25)는, 음향 필터부(24)로부터 공급된 스피커 구동 신호에 기초하여 소리를 출력해서 원하는 음장을 형성하고, 음장 형성 처리는 종료된다.
이상과 같이 해서 음장 형성 장치(11)는, 수청자 위치 정보를 취득하고, 수청자 위치 정보와 형성 방식 정보로부터 구동 스피커를 선택한다. 또한, 음장 형성 장치(11)는, 선택한 구동 스피커의 필터 계수만을 사용해서 컨벌루션 처리를 행하고, 스피커 구동 신호를 생성한다.
이렇게 함으로써, 스피커 어레이(25)의 스피커 중에서, 수청자별로 적절한 스피커를 선택해서 음장 형성을 행할 수 있고, 각 수청자에 대하여 재생되는 소리의 간섭을 억제하여, 소리의 파면의 재현성을 향상시킬 수 있다. 또한, 수청자별로 구동 스피커에 대해서만 컨볼루션 연산을 행하면 되므로, 보다 적은 연산량으로 파면의 재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 음장 형성 장치(11)로 수청자의 위치에 점음원을 형성하는 경우, 수청자가 시간과 아울러 다른 위치로 이동했을 때는, 실시간으로 변화하는 수청자 위치 정보에 기초하여, 수청자의 움직임에 추종시켜서 점음원의 위치를 이동시킬 수 있다. 예를 들어 점음원의 이동은, 구동 스피커로서 선택되는 스피커의 위치를 수청자의 이동에 맞춰서 이동시킴으로써, 즉 이동 후의 수청자의 위치에 기초하여 구동 스피커를 재선택함으로써 실현할 수 있다.
또한, 이상에서는 수청자별로 구동 스피커의 선택이 행해지는 예에 대해서 설명했지만, 복수의 수청자가 근처에 있는 경우 등에는 복수의 수청자를 하나의 그룹으로 해서 그룹 단위로 처리를 행하게 해도 된다. 그러한 경우, 그룹별로 구동 스피커가 선택되거나, 음원 신호와 필터 계수의 컨벌루션이 행해지거나 한다.
수청자의 그룹화에 있어서는, 예를 들어 미리 정한 일정한 거리보다도 서로의 거리가 가까운 복수의 수청자를 하나의 그룹으로서 다루게 해도 되고, 다른 방법에 의해 수청자를 그룹화해도 된다.
예를 들어 음장 형성 시에는, 복수 수청자를 포함하는 그룹의 크기, 즉 그룹에 속하는 수청자를 포함하는 영역의 크기에 따라, 스피커 어레이(25)로부터 그의 그룹의 영역을 향해서 출력하는 소리의 지향성을 확장하게 스피커 구동 신호를 생성해도 된다. 즉, 예를 들어 지향성 제어에 의해 소리가 들리는 영역의 x 방향이나 y 방향의 폭을 변화시키게 해도 된다.
또한, 예를 들어 복수의 수청자를 포함하는 그룹에 대하여, 그 그룹 외에서 새로운 수청자가 이동해 와서 도달한 경우, 그 수청자를 그룹에 추가해서 새로운 그룹으로서 처리하게 해도 된다. 반대로, 이미 존재하는 그룹으로부터, 그 그룹 내에 있었던 수청자가 이동해서 떠나간 경우에는, 그 수청자를 제외하고 새로운 그룹으로서 처리하게 해도 된다.
또한, 예를 들어 음장 형성 장치(11)는, 수청자의 국적, 즉 사용 언어에 따라 콘텐츠를 전환해서 재생하는 시스템 등에도 적용할 수 있다. 그러한 경우, 예를 들어 수청 에어리어에 있는 수청자의 국적 정보를 이용하여, 그 수청자에게 들려주는 콘텐츠를 전환하게 하면 된다. 이때, 수청자의 국적 정보는, 예를 들어 수청자가 소지하고 있는 전자 여권 등으로부터 취득해도 되고, 다른 방법에 의해 취득하게 해도 된다.
<컴퓨터의 구성예>
그런데, 상술한 일련의 처리는, 하드웨어에 의해 실행할 수도 있고, 소프트웨어에 의해 실행할 수도 있다. 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 실행하는 경우에는, 그 소프트웨어를 구성하는 프로그램이, 컴퓨터에 인스톨된다. 여기서, 컴퓨터에는, 전용의 하드웨어에 내장되어 있는 컴퓨터나, 각종 프로그램을 인스톨함으로써, 각종 기능을 실행하는 것이 가능한, 예를 들어 범용의 컴퓨터 등이 포함된다.
도 10은, 상술한 일련의 처리를 프로그램에 의해 실행하는 컴퓨터의 하드웨어의 구성예를 나타내는 블록도이다.
컴퓨터에 있어서, CPU(Central Processing Unit)(501), ROM(Read Only Memory)(502), RAM(Random Access Memory)(503)은, 버스(504)에 의해 서로 접속되어 있다.
버스(504)에는, 또한 입출력 인터페이스(505)가 접속되어 있다. 입출력 인터페이스(505)에는, 입력부(506), 출력부(507), 기록부(508), 통신부(509) 및 드라이브(510)가 접속되어 있다.
입력부(506)는, 키보드, 마우스, 마이크로폰, 촬상 소자 등을 포함한다. 출력부(507)는, 디스플레이, 스피커 어레이 등을 포함한다. 기록부(508)는, 하드 디스크나 불휘발성이 메모리 등을 포함한다. 통신부(509)는, 네트워크 인터페이스 등을 포함한다. 드라이브(510)는, 자기 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, 또는 반도체 메모리 등의 리무버블 기록 매체(511)를 구동한다.
이상과 같이 구성되는 컴퓨터에서는, CPU(501)가, 예를 들어 기록부(508)에 기록되어 있는 프로그램을, 입출력 인터페이스(505) 및 버스(504)를 통해, RAM(503)에 로드해서 실행함으로써, 상술한 일련의 처리가 행해진다.
컴퓨터(CPU(501))가 실행하는 프로그램은, 예를 들어 패키지 미디어 등으로서의 리무버블 기록 매체(511)에 기록해서 제공할 수 있다. 또한, 프로그램은, 로컬 에어리어 네트워크, 인터넷, 디지털 위성 방송과 같은, 유선 또는 무선의 전송 매체를 통해 제공할 수 있다.
컴퓨터에서는, 프로그램은, 리무버블 기록 매체(511)를 드라이브(510)에 장착함으로써, 입출력 인터페이스(505)를 통해, 기록부(508)에 인스톨할 수 있다. 또한, 프로그램은, 유선 또는 무선의 전송 매체를 통해, 통신부(509)에서 수신하고, 기록부(508)에 인스톨할 수 있다. 그 외, 프로그램은, ROM(502)이나 기록부(508)에, 미리 인스톨해 둘 수 있다.
또한, 컴퓨터가 실행하는 프로그램은, 본 명세서에서 설명하는 순서를 따라 시계열로 처리가 행해지는 프로그램이어도 되고, 병렬로, 혹은 호출이 행해졌을 때 등 필요한 타이밍에 처리가 행해지는 프로그램이어도 된다.
또한, 본 기술의 실시 형태는, 상술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 본 기술의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 본 기술은, 하나의 기능을 네트워크를 통해 복수의 장치로 분담, 공동으로 처리하는 클라우드 컴퓨팅의 구성을 취할 수 있다.
또한, 상술한 흐름도에서 설명한 각 스텝은, 하나의 장치로 실행하는 것 외에, 복수의 장치로 분담해서 실행할 수 있다.
또한, 하나의 스텝에 복수의 처리가 포함되는 경우에는, 그 하나의 스텝에 포함되는 복수의 처리는, 하나의 장치로 실행하는 것 외에, 복수의 장치로 분담해서 실행할 수 있다.
또한, 본 명세서 중에 기재된 효과는 어디까지나 예시이지 한정되는 것은 아니고, 다른 효과가 있어도 된다.
또한, 본 기술은, 이하의 구성으로 하는 것도 가능하다.
(1)
수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보를 취득하는 수청자 위치 취득부와,
상기 수청자 위치 정보에 기초하여, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 음장의 형성에 사용하는 하나 또는 복수의 스피커를 구동 스피커로서 선택하는 구동 스피커 선택부와,
상기 구동 스피커의 선택 결과에 따라, 상기 구동 스피커를 구동시켜서 상기 음장을 형성하기 위한 스피커 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부를 구비하는
음장 형성 장치.
(2)
상기 스피커 구동 신호는, 파면 합성에 의해 상기 음장을 형성하기 위한 신호인
(1)에 기재된 음장 형성 장치.
(3)
상기 구동 신호 생성부는, 상기 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 상기 구동 스피커에 대해서만, 필터 계수와 음원 신호를 컨벌루션해서 상기 스피커 구동 신호를 생성하는
(1) 또는 (2)에 기재된 음장 형성 장치.
(4)
상기 스피커 어레이의 스피커별 상기 필터 계수를 기록하는 필터 계수 기록부를 더 구비하는
(3)에 기재된 음장 형성 장치.
(5)
상기 구동 스피커 선택부는, 상기 스피커 어레이와 평행한 방향에 있어서, 상기 수청자 근방에 위치하는 스피커를 상기 구동 스피커로서 선택하는
(1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 음장 형성 장치.
(6)
상기 구동 스피커 선택부는, 상기 스피커 어레이와 평행한 방향에 있어서, 상기 음장의 형성에 의해 생성되는 음원 근방에 위치하는 스피커를 상기 구동 스피커로서 선택하는
(1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 음장 형성 장치.
(7)
상기 구동 스피커 선택부는, 상기 스피커 어레이와 수직인 방향에 있어서, 상기 수청자가 상기 스피커 어레이로부터 먼 위치에 있을수록 상기 구동 스피커의 수가 많아지게, 상기 구동 스피커를 선택하는
(1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 음장 형성 장치.
(8)
상기 구동 스피커 선택부는, 상기 수청자 또는 수청자군별로 상기 구동 스피커를 선택하는 경우, 상기 수청자 또는 수청자군이 많을수록, 상기 수청자 또는 수청자군에 대해서 선택되는 상기 구동 스피커의 수가 적어지게, 상기 구동 스피커를 선택하는
(1) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 음장 형성 장치.
(9)
상기 구동 스피커 선택부는, 상기 음장의 형성 방식에 따라 상기 구동 스피커를 선택하는
(1) 내지 (8) 중 어느 한 항에 기재된 음장 형성 장치.
(10)
수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보를 취득하고,
상기 수청자 위치 정보에 기초하여, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 음장의 형성에 사용하는 하나 또는 복수의 스피커를 구동 스피커로서 선택하고,
상기 구동 스피커의 선택 결과에 따라, 상기 구동 스피커를 구동시켜서 상기 음장을 형성하기 위한 스피커 구동 신호를 생성하는
스텝을 포함하는 음장 형성 방법.
(11)
수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보를 취득하고,
상기 수청자 위치 정보에 기초하여, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 음장의 형성에 사용하는 하나 또는 복수의 스피커를 구동 스피커로서 선택하고,
상기 구동 스피커의 선택 결과에 따라, 상기 구동 스피커를 구동시켜서 상기 음장을 형성하기 위한 스피커 구동 신호를 생성하는
스텝을 포함하는 처리를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
11: 음장 형성 장치
21: 수청자 위치 취득부
22: 구동 스피커 선택부
23: 음향 필터 계수 기록부
24: 음향 필터부
25: 스피커 어레이

Claims (11)

  1. 수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보를 취득하는 수청자 위치 취득부와,
    상기 수청자 위치 정보에 기초하여, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 음장의 형성에 사용할 하나 또는 복수의 스피커를 구동 스피커로서 선택하는 구동 스피커 선택부와,
    상기 구동 스피커의 선택 결과에 따라, 상기 구동 스피커를 구동시켜서 상기 음장을 형성하기 위한 스피커 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부
    를 구비하는 음장 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스피커 구동 신호는, 파면 합성에 의해 상기 음장을 형성하기 위한 신호인
    음장 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동 신호 생성부는, 상기 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 상기 구동 스피커에 대해서만, 필터 계수와 음원 신호를 컨벌루션해서 상기 스피커 구동 신호를 생성하는
    음장 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스피커 어레이의 스피커별 상기 필터 계수를 기록하는 필터 계수 기록부를 더 구비하는
    음장 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동 스피커 선택부는, 상기 스피커 어레이와 평행한 방향에 있어서, 상기 수청자 근방에 위치하는 스피커를 상기 구동 스피커로서 선택하는
    음장 형성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동 스피커 선택부는, 상기 스피커 어레이와 평행한 방향에 있어서, 상기 음장의 형성에 의해 생성되는 음원 근방에 위치하는 스피커를 상기 구동 스피커로서 선택하는
    음장 형성 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동 스피커 선택부는, 상기 스피커 어레이와 수직인 방향에 있어서, 상기 수청자가 상기 스피커 어레이로부터 먼 위치에 있을수록 상기 구동 스피커의 수가 많아지게, 상기 구동 스피커를 선택하는
    음장 형성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동 스피커 선택부는, 상기 수청자 또는 수청자군별로 상기 구동 스피커를 선택하는 경우, 상기 수청자 또는 수청자군이 많을수록, 상기 수청자 또는 수청자군에 대해서 선택되는 상기 구동 스피커의 수가 적어지게, 상기 구동 스피커를 선택하는
    음장 형성 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구동 스피커 선택부는, 상기 음장의 형성 방식에 따라 상기 구동 스피커를 선택하는
    음장 형성 장치.
  10. 수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보를 취득하고,
    상기 수청자 위치 정보에 기초하여, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 음장의 형성에 사용할 하나 또는 복수의 스피커를 구동 스피커로서 선택하고,
    상기 구동 스피커의 선택 결과에 따라, 상기 구동 스피커를 구동시켜서 상기 음장을 형성하기 위한 스피커 구동 신호를 생성하는
    스텝을 포함하는 음장 형성 방법.
  11. 수청자의 위치를 나타내는 수청자 위치 정보를 취득하고,
    상기 수청자 위치 정보에 기초하여, 스피커 어레이를 구성하는 스피커 중 음장의 형성에 사용할 하나 또는 복수의 스피커를 구동 스피커로서 선택하고,
    상기 구동 스피커의 선택 결과에 따라, 상기 구동 스피커를 구동시켜서 상기 음장을 형성하기 위한 스피커 구동 신호를 생성하는
    스텝을 포함하는 처리를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
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