JP6311430B2 - 音響処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数のスピーカに音を出力させて、所望の音場を生成する音響処理装置に関する。

従来、コンテンツの音に音場効果を付与して音場を生成する音響処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。音場効果とは、コンサートホール等の音響空間で発生する反射音を模擬した擬似反射音を出力することで、部屋に居ながらにして実際のコンサートホール等の別の空間に居るような臨場感を聴取者に体感させるものである。

特許文献１に示す音響処理装置は、例えばセンターチャンネルのオーディオ信号を遅延させ、フロントの左右スピーカ、及びセンタースピーカに分配することにより、スピーカの実際の位置と異なる位置に模擬反射音の音源を発生させて、音場を生成している。

特開２００１−１８６５９９号公報

しかしながら、特許文献１に示す音響処理装置は、聴取環境の間接音を考慮していない。すなわち、天井及び壁、等で音が反射する聴取環境においては、スピーカから聴取位置に直接到達する直接音とは別に、天井及び壁、等で反射してから聴取位置に到達する間接音（例えば初期反射音）が音場に影響を与える。特許文献１に示す音響処理装置は、間接音が発生することにより、聴取環境を所望の音場とすることができない場合がある。

そこで、本発明は、間接音が発生する聴取環境においても、所望の音場を生成することができる音響処理装置を提供することを目的とする。

本発明の音響処理装置は、複数のスピーカから測定音を出力し、出力した測定音に対する間接音の到来方向を測定する測定部と、前記間接音を調整する調整音を生成する生成部と、前記生成部が生成した調整音を、前記到来方向に基づいた分配比率で各スピーカから出力される音に付加する調整音付加部と、を備える。

間接音とは、スピーカから聴取位置に直接到達する直接音以外の音であり、天井及び壁、等で反射してから聴取位置に到達する音（例えば初期反射音）である。測定部は、例えば近接四点法により、到来方向、直接音に対するレベル、及び直接音からの遅延時間を含めて間接音を測定する。近接四点法では、互いに近接配置され、かつ同一平面上に配置されない４つの無指向マイクを用いる。そして、近接四点法では、各無指向マイクが収音したオーディオ信号に含まれるインパルス応答に基づいて、間接音の到来方向等を測定する。ただし、本発明においては、測定部は、遅延時間及びレベルを測定しなくても、少なくとも間接音の到来方向を測定すればよい。また、測定部は、近接四点法で間接音の到来方向を立体的に測定するに限らず、聴取位置を通る水平面上において、間接音の到来方向を測定するだけであっても構わない。

調整音は、例えば、間接音と同じ成分であっても構わない。例えば、音響処理装置の聴取位置正面に左右スピーカが配置され、かつ間接音の到来方向が正面方向である場合、調整音付加部は、１対１の分配比率で左右スピーカに調整音を分配する。すると、調整音の到来方向は、間接音の到来方向に一致する。

本発明の音響処理装置は、調整音を間接音の到来方向と同じ方向から到来させることにより、間接音を強めたり、又は、弱めたりすることができる。また、本発明の音響処理装置は、間接音の到来方向と少しずれた方向から調整音が到来するようにすることにより、間接音の音像を広げることもできる。以上のように、本発明の音響処理装置は、間接音が発生する聴取環境に設置されても、間接音の到来方向に基づいた調整音で間接音を調整するため、所望の音場を生成することができる。

また、前記測定部は、直接音に対する前記間接音の遅延時間及びレベルを測定し、前記生成部は、前記測定部が測定した前記間接音の遅延時間及びレベルに基づいて、前記調整音を生成してもよい。

この態様では、調整音は、間接音の遅延時間及びレベルも考慮して生成される。間接音の遅延時間は、間接音の音源位置と聴取位置との距離に対応する。従って、例えば、音響処理装置は、間接音の音源位置と同じ位置に、間接音のレベルと同じレベルで調整音を生成することができる。これにより、調整音の調整効果はより高まる。

また、前記生成部は、前記間接音を逆相にした音を前記調整音として生成してもよい。これにより、間接音は、調整音によって相殺される。その結果、音響処理装置は、間接音が発生しない無響室に居るように聴取者に体感させることができる。

また、前記スピーカから出力される音に模擬反射音を付加して音場の効果を付与する音場効果付与部、を備え、前記音場効果付与部は、前記模擬反射音の音源位置がいずれかの前記間接音の音源位置に一致すると、該間接音のレベルに基づいて該模擬反射音のレベルを減衰させてもよい。

例えば、音場効果付与部は、コンサートホールで実測されたインパルス応答に基づいて、模擬反射音を生成して複数のスピーカから出力させる。この態様では、音場効果付与部は、間接音の音源位置と模擬反射音の音源位置とが略一致する場合であっても、模擬反射音のレベルを減衰させるため、聴取位置において模擬反射音のレベルが間接音によって大きくなってしまうことを防止することができる。

また、前記生成部は、前記直接音からの遅延時間が所定値未満の場合のみに前記調整音を生成してもよいし、前記直接音に対するレベルが所定値以上の場合のみに前記調整音を生成してもよい。

この態様では、生成部は、聴取者に知覚されやすく、音場に影響を与えやすい間接音のみに対して調整音を生成する。従って、この構成では、音響処理装置の処理負荷の増大が防止される。

また、生成部は、所謂ＦＩＲ（；Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタで調整音を生成しても構わないが、マルチタップディレイからなることが望ましい。

マルチタップディレイでは、各タップの遅延量は、間接音の遅延時間に基づいて、可変に設定される。生成部は、マルチタップディレイからなることにより、各タップで固定の遅延量のみでオーディオ信号を遅延させるＦＩＲフィルタに比べて、間接音の数のみのタップを備えればよいため、より少ないタップで調整音を生成することができる。

この発明の音響処理装置は、間接音が発生する聴取環境に設置されても、間接音の到来方向に基づいた調整音で間接音を調整するため、所望の音場を生成することができる。

（Ａ）は、実施形態１に係るオーディオシステムの構成の一部を示したブロック図であり、（Ｂ）は、聴取環境を平面視した模式図である。 ＡＶレシーバの機能ブロック図である。 間接音の測定を説明するための聴取環境の平面模式図である。 （Ａ）は、測定された複数の間接音について、到来方向、直接音に対する遅延時間、及び直接音に対するレベルを示す模式図であり、（Ｂ）は、測定された複数の間接音が含まれるインパルス応答を示す模式図である。 調整部の構成の一部を示すブロック図である。 間接音の到来方向に基づいた分配比率で調整音を分配する例を説明するための聴取環境の平面模式図である。 （Ａ）は、調整音付加前の聴取位置におけるインパルス応答を示す模式図であり、（Ｂ）は、調整音付加後の聴取位置におけるインパルス応答を示す模式図である。 調整音で間接音の音源位置を移動させる例を説明するための聴取環境の平面模式図である。 実施形態２に係るＡＶレシーバの機能ブロック図である。 模擬反射音及び間接音の各位置を示すための聴取環境の平面模式図である。

図１（Ａ）は、実施形態１に係るオーディオシステムの構成の一部を示したブロック図であり、図１（Ｂ）は、聴取環境を平面視した模式図である。図２は、ＡＶレシーバの機能ブロック図である。なお、図２では、オーディオ信号の経路を実線で示し、解析結果情報及び測定情報の経路は、点線で示している。

実施形態１に係るオーディオシステムでは、聴取環境で発生する間接音に対して、当該間接音の到来方向に基づいて調整音を出力することにより、所望の音場を生成するものである。間接音とは、スピーカから出力され、例えば天井及び壁、等で反射してから聴取位置に到達する音（例えば初期反射音）である。

図１（Ａ）に示すように、オーディオシステムは、ＡＶレシーバ１００、コンテンツ再生機器２００、複数のマイク３００（マイク３００Ａ、マイク３００Ｘ、マイク３００Ｙ、及びマイク３００Ｚ）、及び、複数のスピーカ４００（スピーカ４００ＦＬ、スピーカ４００ＦＲ、スピーカ４００Ｃ、スピーカ４００ＳＬ、及びスピーカ４００ＳＲ）を備えている。ＡＶレシーバ１００は、本発明の音響処理装置に相当する。

図１（Ｂ）に示すように、複数のスピーカ４００は、聴取環境において、聴取位置Ｇの周囲に設置されている。この例では、聴取位置Ｇの正面（以下、聴取位置Ｇの正面を０°の方位とし、時計回りに正の角度とする。）にスピーカ４００Ｃが設置され、聴取位置Ｇの右前方（３０°の方位）にスピーカ４００ＦＲが設置され、聴取位置Ｇの右後方（１２０°の方位）にスピーカ４００ＳＲが設置され、聴取位置Ｇの左後方（２４０°の方位）にスピーカ４００ＳＬが設置され、聴取位置Ｇの左前方（３３０°の方位）にスピーカ４００ＦＬが設置される態様を示す。ただし、実施形態１に係るオーディオシステムは、複数のスピーカ４００に加えて、さらに聴取位置Ｇを通る水平面より上方又は下方に他のスピーカを備えてもよい。

複数のマイク３００は、それぞれ略無指向マイクである。複数のマイク３００は、聴取位置Ｇに到達する間接音を測定するために、互いに近接配置され、かつ同一平面上には配置されていない。より具体的には、マイク３００Ａを基準として、マイク３００Ｘは、９０°の方位に距離ｄだけ離して配置され、マイク３００Ｙは、０°の方位に距離ｄだけ離して配置され、マイク３００Ｚは、鉛直上に距離ｄだけ離して配置されている。

ＡＶレシーバ１００は、入力部１０１、ＤＳＰ１０２、ＣＰＵ１０３、メモリ１０４、出力部１０５、及び表示部１０６を備えている。

入力部１０１は、コンテンツ再生機器２００からコンテンツデータを受信して、当該コンテンツデータから抽出されるオーディオ信号をＤＳＰ１０２に出力する。また、入力部１０１は、複数のマイク３００からの各収音信号が入力される。

メモリ１０４には、後述する解析結果情報が記憶される。メモリ１０４には、プログラムも記憶されている。このプログラムは、ＣＰＵ１０３によって読み出されて実行される。これにより、ＣＰＵ１０３は、入力部１０１、ＤＳＰ１０２、出力部１０５、及び表示部１０６の制御を行う。

出力部１０５は、入力された各オーディオ信号を増幅して、スピーカ４００ＦＬ、スピーカ４００ＳＬ、スピーカ４００Ｃ、スピーカ４００ＳＲ、及びスピーカ４００ＦＲに出力する。

表示部１０６は、ＣＰＵ１０３の制御により、メモリ１０４に記憶される解析結果情報に基づいた表示を行う。ただし、表示部１０６は、本実施形態に必須の構成ではない。

ＤＳＰ１０２は、ＣＰＵ１０３との組で本発明の生成部及び調整音付加部の各機能を実現するものであり、ＣＰＵ１０３の制御に従って、入力部１０１から入力された各オーディオ信号に所定の処理を施す。本実施形態では、調整音をコンテンツの音に付加することにより、聴取環境に発生する間接音を調整する場合について説明する。

図２に示すように、ＡＶレシーバ１００は、調整部１０、測定部１１、解析部１２、及び記憶部１３の各機能を実現している。測定部１１、及び解析部１２は、互いに近接配置された複数のマイク３００を用いた近接四点法によって、聴取位置Ｇに到来する複数の間接音について、到来方向、直接音に対する遅延時間、及び直接音に対するレベルを求めるものである。解析部１２による解析結果情報には、チャンネル毎に各間接音についての到来方向、遅延時間、及びレベルを示す情報が含まれる。解析結果情報は、記憶部１３（メモリ１０４）に記憶される。

測定部１１は、測定音のオーディオ信号をチャンネル毎に出力する。各スピーカ４００は、測定音の出力オーディオ信号に基づいて放音する。すると、測定部１１は、各マイク３００から各収音信号が入力される。測定部１１は、入力された収音信号毎のインパルス応答を示す情報（経過時間に対するレベル）を測定情報として、解析部１２に出力する。すなわち、測定部１１は、４つのマイク３００に対応する４つのインパルス応答を示す情報を測定情報として解析部１２に出力する。このインパルス応答は、聴取位置Ｇに到来する直接音及び複数の間接音を示している。解析部１２は、各インパルス応答において所定レベル以上の応答を検出したタイミングを直接音及び各間接音の検出タイミングとして、以下の解析に用いる。

解析部１２は、入力された測定情報に基づいて、複数の間接音について、到来方向、直接音に対する遅延時間、及び直接音に対するレベルを求める。解析部１２は、直接音発生の後、ｎ番目に発生した間接音ｎの到来方向を求めるために、間接音ｎの音源位置（Ｘ_ｎ、Ｙ_ｎ、Ｚ_ｎ）をピタゴラスの定理に基づく以下の式によって求める。なお、Ｘ軸は９０°の方位に沿い、Ｙ軸は０°の方位に沿い、Ｚ軸は聴取位置Ｇを通る鉛直線に沿うものとする。

Ｘ_ｎ ＝ （ｄ^２＋ｒ^２ _{Ａ_ｎ}−ｒ^２ _{Ｘ_ｎ}）／２ｄ
Ｙ_ｎ ＝ （ｄ^２＋ｒ^２ _{Ａ_ｎ}−ｒ^２ _{Ｙ_ｎ}）／２ｄ
Ｚ_ｎ ＝ （ｄ^２＋ｒ^２ _{Ａ_ｎ}−ｒ^２ _{Ｚ_ｎ}）／２ｄ
ただし、距離ｄは、上述のように、各マイク３００間の距離である。また、距離ｒ_{Ａ_ｎ}は、間接音ｎの音源位置と、マイク３００Ａの位置との距離であり、マイク３００Ａに対応するインパルス応答において測定音出力タイミングから間接音ｎが検出されたタイミングまでの時間及び音速に基づいて求められる。同様に、距離ｒ_{Ｘ_ｎ}は、間接音ｎの音源位置と、マイク３００Ｘの位置との距離であり、距離ｒ_{Ｙ_ｎ}は、間接音ｎの音源位置と、マイク３００Ｙの位置との距離であり、距離ｒ_{Ｚ_ｎ}は、間接音ｎの音源位置と、マイク３００Ｚの位置との距離である。

解析部１２は、間接音ｎ毎に、音源位置（Ｘ_ｎ、Ｙ_ｎ、Ｚ_ｎ）を求める。これにより、間接音ｎの到来方向は、音源位置（Ｘ_ｎ、Ｙ_ｎ、Ｚ_ｎ）と聴取位置Ｇ（マイク３００Ａの位置）とに基づいて求められる。解析部１２は、マイク３００Ａに対応するインパルス応答において直接音検出タイミングから間接音ｎの検出タイミングまでの時間を間接音ｎの遅延時間として求める。また、解析部１２は、各インパルス応答が示すレベルを間接音ｎのレベル（直接音のレベルに対する割合）として求める。

測定部１１及び解析部１２の処理例について、図３を用いて説明する。図３は、間接音の測定を説明するための聴取環境の平面模式図である。ただし、図３は、説明のためにマイク３００Ａ、マイク３００Ｘ及びマイク３００Ｙが配置される水平面上において間接音の音源位置を求める例を示している。また、図３に示す例において間接音が１つだけ発生しているものとして説明する。

まず、測定部１１は、センターチャンネル（Ｃ）に対して、例えば１００Ｈｚの正弦波からなる測定音のオーディオ信号を出力する。すると、スピーカ４００Ｃからの直接音と、天井及び壁、等で反射した間接音とが、マイク３００Ａ、マイク３００Ｘ、及びマイク３００Ｙに収音される。これにより、測定部１１は、収音信号毎のインパルス応答を示す情報を測定情報として得る。

図３において、各破線は、各マイク３００の位置を中心とした円を示している。各円の半径は、各間接音の音源位置とマイク３００の位置との距離であり、上述のように、直接音出力タイミングから間接音検出タイミングまでの時間及び音速に基づいて求められる。従って、図３は、間接音の音源が、これら円の線分上に位置していることを示している。図３に示すように、マイク３００Ａを中心とした半径ｒ_Ａの円、マイク３００Ｘを中心とした半径ｒ_Ｘの円、及びマイク３００Ｙを中心とした半径ｒ_Ｙの円は、点８００において交差している。すなわち、点８００に示す位置に間接音の音源位置が存在していることが分かる。解析部１２は、上述のように、センターチャンネルの音（スピーカ４００Ｃから出力される音）に対する間接音の位置（点８００に示す位置）をピタゴラスの定理を用いて求める。これにより、間接音の到来方向は、間接音の音源位置とマイク３００Ａとの位置に基づいて求められる。

次に、解析部１２による解析結果情報について説明する。図４（Ａ）は、測定された複数の間接音について、到来方向、直接音に対する遅延時間、及び直接音に対するレベルを示す模式図であり、図４（Ｂ）は、測定された複数の間接音が含まれるインパルス応答を示す模式図である。図４（Ａ）において、各円の中心位置は、各間接音の音源位置を示し、各円の半径は、各間接音のレベルを示し、各円の中心位置と聴取位置Ｇ（マイク３００の位置）との距離は、各間接音の遅延時間を示している。また、実施形態１に係るオーディオシステムは、図４（Ａ）に示すように、例えば周波数を異ならせた正弦波の測定音を出力することにより、周波数毎に間接音の到来方向、遅延時間、及びレベルを求めて解析結果情報に含めることができる。

オーディオシステムは、例えば、周波数１００Ｈｚの正弦波からなる測定音をスピーカ４００Ｃから出力する。すると、当該測定音に対する間接音９０１は、図４（Ａ）に示すように、略０°の方位から到来し、当該測定音に対する間接音９０２は、略２７０°の方位から到来している。また、図４（Ａ）に示すように、間接音９０１は、音源位置が間接音９０２より聴取位置Ｇに近く、すなわち、間接音９０２より遅延時間が短い。また、間接音９０１は、レベルが間接音９０２より大きい。従って、間接音９０１は、間接音９０２よりも聴取環境９００の音場に影響を強く与える。ＣＰＵ１０２は、聴取者に示すために、図４（Ａ）に示す解析結果情報を表示部１０６に表示させてもよい。なお、上述のように、これら間接音９０１及び間接音９０２のレベル及び遅延時間は、図４（Ｂ）に示すインパルス応答から求められる。

ただし、測定部１１及び解析部１２は、センターチャンネルに限らず、他のチャンネル毎に当該チャンネルに対応するスピーカ４００から測定音を出力させ、チャンネル毎に各間接音の到来方向、遅延時間、及びレベルを解析結果情報として求めてもよい。

また、測定部１１及び解析部１２は、マイク３００Ａから鉛直上に配置されたマイク３００Ｚからの収音信号も用いて、間接音の到来方向を立体的に求めてもよい。

さらに、測定部１１及び解析部１２は、マイク３００Ａ、マイク３００Ｘ、及びマイク３００Ｙで同時に測定音を収音する例に限らず、１つのマイク３００を各位置に移動させて順次収音させることにより間接音の到来方向等を求めてもよい。順次収音させることにより、１つのマイク３００で間接音の到来方向等を求めることが可能となる。

図２の説明に戻り、解析部１２による解析結果情報は、記憶部１３（メモリ１０４）に記憶される。調整部１０は、記憶部１３から解析結果情報を読み出して、入力されたオーディオ信号に対して、間接音を調整する調整音のオーディオ信号を付加する。

図５は、調整部の構成を示すブロック図である。ただし、図５に示す調整部１０のブロック図は、センターチャンネル（Ｃ）について、各間接音に調整音を付加するための構成例を示している。また、以下、センターチャンネルの各間接音を打ち消すために、各調整音信号を生成する例で説明する。ただし、調整音信号は、間接音を打ち消すものに限らず、間接音を強めるものであってもよい。

図５に示すように、調整部１０は、マルチタップディレイ１、及び複数の分配部３を備えている。

マルチタップディレイ１は、直列接続されるタップ２を複数（例えば１０個）備えている。各タップ２は、遅延器２０及びレベル調整部２１を備えている。遅延器２０は、入力されたオーディオ信号を所定の遅延量で遅延させて出力する。遅延されたオーディオ信号は、レベル調整部２１及び次段のタップ２の遅延器２０に出力される。レベル調整部２１は、入力されたオーディオ信号のレベルを調整して、レベルを調整したオーディオ信号を調整音信号としてタップ２に対応する分配部３に出力する。

各タップ２の遅延器２０の遅延量は、解析結果情報の間接音の遅延時間に基づいて設定される。各タップ２のレベル調整部２１のゲインは、解析結果情報の間接音のレベルに基づいて設定される。

各タップ２の遅延器２０の遅延量及びレベル調整部２１のゲインの設定値について、次の例を用いて説明する。例えば、解析結果情報に第１間接音及び第２間接音の遅延時間及びレベルの情報が含まれているものとする。第１間接音は、直接音から１０ミリ秒後に発生し、当該直接音に対してレベルが０．５倍である。第２間接音は、当該直接音から３０ミリ秒後（すなわち、第１間接音から２０ミリ秒後）に発生し、当該直接音に対してレベルが０．３倍である。この例においては、初段のタップ２の遅延器２０は、１０ミリ秒の遅延時間（又は１０ミリ秒に相当するサンプル数）が設定され、初段のタップ２のレベル調整部２１は、−６．０ｄＢのゲインが設定される。２段目のタップ２の遅延器２０は、２０ミリ秒の遅延時間（又は２０ミリ秒に相当するサンプル数）が設定され、２段目のタップ２のレベル調整部２１は、−１０．０ｄＢのゲインが設定される。

これにより、初段のタップ２のレベル調整部２１から出力された調整音信号は、第１間接音と同じ特徴量（遅延時間及びレベル）を有するようになる。２段目のタップ２のレベル調整部２１から出力された調整音信号は、第２間接音と同じ特徴量を有するようになる。各タップ２は、調整音信号を対応する分配部３に出力する。

調整部１０は、調整音信号を生成するための構成として、マルチタップディレイ１の代わりに、所謂、ＦＩＲ（；Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタを備えても構わない。すなわち、調整部１０は、マルチタップディレイ１の代わりに、固定の遅延量（例えばサンプリング周波数４８ｋＨｚに対応する０．０２ミリ秒の遅延時間）が各タップの遅延器に設定されるＦＩＲフィルタを用いても構わない。ただし、ＦＩＲフィルタでは、遅延器の遅延量が固定であるため、例えば直接音から３秒後に発生する間接音に対応する調整音を生成するためには、１５万個のタップが必要となる。しかしながら、上述のように、マルチタップディレイ１は、各タップ２の遅延器２０の遅延量を可変に設定することにより、間接音の数（例えば１０個）のみのタップ２を備えればよく、ＦＩＲフィルタに比べてより少ないタップ数で間接音に対応する調整音を生成することができる。

各分配部３は、入力された調整音信号を所定の分配比率で各チャンネルに分配する。チャンネル毎に分配された調整音信号は、調整部１０に入力された各オーディオ信号に合成される。すなわち、調整部１０は、調整音を分配して、コンテンツの音に付加する。

より具体的には、各分配部３は、それぞれレベル調整部３ＦＬ、レベル調整部３ＦＲ、レベル調整部３Ｃ、レベル調整部３ＳＬ、レベル調整部３ＳＲ、合成部４ＦＬ、合成部４ＦＲ、合成部４Ｃ、合成部４ＳＬ、及び合成部４ＳＲを備えている。各タップ２から出力された調整音信号は、対応する分配部３のレベル調整部３ＦＬ、レベル調整部３ＦＲ、レベル調整部３Ｃ、レベル調整部３ＳＬ、及びレベル調整部３ＳＲに入力される。レベル調整部３ＦＬに入力された調整音信号は、レベル調整後に合成部４ＦＬによって調整部１０に入力されたＦＬチャンネルのオーディオ信号に合成される。同様に、ＦＲ、Ｃ、ＳＬ、及びＳＲチャンネルについても、調整音信号は、チャンネル毎にレベル調整された後、当該チャンネルの入力オーディオ信号に合成される。そして、複数のスピーカ４００は、それぞれ調整音信号の分配成分が合成されたコンテンツのオーディオ信号に基づいて放音する。

各分配部３は、それぞれレベル調整部３ＦＬ、レベル調整部３ＦＲ、レベル調整部３Ｃ、レベル調整部３ＳＬ、及びレベル調整部３ＳＲのゲイン（振幅の増幅率に基づく）を設定することにより、所定の分配比率で調整音信号を各チャンネルのオーディオ信号に分配する。この分配比率は、解析結果情報に含まれる間接音の到来方向に基づいて設定される。

合成部４ＦＬ、合成部４ＦＲ、合成部４Ｃ、合成部４ＳＬ、及び合成部４ＳＲは、それぞれ分配された調整音信号を逆相にして、調整部１０に入力されたオーディオ信号に合成する。ただし、合成部４ＦＬ、合成部４ＦＲ、合成部４Ｃ、合成部４ＳＬ、及び合成部４ＳＲは、間接音を打ち消す場合以外では（例えば間接音を強める場合）、分配された各調整音信号を逆相にせずに、調整部１０に入力された各オーディオ信号に合成する。

調整音信号の分配例について、図６を用いて説明する。図６は、間接音の到来方向に基づいた分配比率で調整音を分配する例を説明するための聴取環境の平面模式図である。

図６において、間接音９２０は、聴取位置Ｇの正面方向を０°として反時計回りに１５°の方位から到来している。調整部１０は、この間接音９２０を打ち消すために、まず、調整音信号ｎ（間接音９２０と同じ特徴量を有する。）を間接音９２０の到来方向と同じ方向に定位させる。図６に示す例では、調整部１０は、間接音９２０の到来方向を挟み、かつ隣接するスピーカ４００ＦＬ及びスピーカ４００ＦＲを用いて、調整音信号ｎを間接音９２０の到来方向に定位させている。従って、分配部３に入力された調整音信号ｎは、スピーカ４００Ｃ、スピーカ４００ＳＬ、及びスピーカ４００ＳＲに、分配されない。

調整音信号ｎを間接音９２０と同じ方向に定位させるために、調整音信号ｎに対応する分配部３のレベル調整部３ＦＬの増幅率Ｗ_ｎ＿ＦＬ及びレベル調整部３ＦＲの増幅率Ｗ_ｎ＿ＦＲを以下の式によって求めて、分配比率（増幅率Ｗ_ｎ＿ＦＬ：増幅率Ｗ_ｎ＿ＦＲ）を設定する。

ＳＩＮ（１５°）／ＳＩＮ（４５°）＝（Ｗ_ｎ＿Ｌ−Ｗ_ｎ＿Ｒ）／（Ｗ_ｎ＿Ｌ＋Ｗ_ｎ＿Ｒ）
ただし、Ｗ_ｎ＿ＦＬ＋Ｗ_ｎ＿ＦＲ＝１
これにより、増幅率Ｗ_ｎ＿ＦＬは０．５９、増幅率Ｗ_ｎ＿ＦＲは０．４１と求められる。すなわち、分配比率（増幅率Ｗ_ｎ＿ＦＬ：増幅率Ｗ_ｎ＿ＦＲ）は、０．５９：０．４１である。この分配比率で調整音信号ｎをＦＬ及びＦＲチャンネルに分配すると、調整音信号ｎは、間接音９２０の到来方向と同じ方向に定位する。上述のように、調整音信号ｎは、間接音９２０と同じ特徴量（遅延量及びレベル）を有するため、間接音９２０と同じ位置に、同じ大きさで定位する。

合成部４ＦＬ、及び合成部４ＦＲは、それぞれ分配された調整音信号を逆相にして、調整部１０に入力されたＦＬ及びＦＲチャンネルのオーディオ信号に合成する。これにより、スピーカ４００ＦＬ及びスピーカ４００ＦＲは、間接音９２０の音源位置と同じ位置に、間接音９２０の逆相の調整音の音源を生成する。すると、間接音９２０は、逆相の調整音の音源により相殺されて、聴取者に知覚されにくくなる。

図７（Ａ）は、調整音付加前の聴取位置におけるインパルス応答を示す模式図であり、図７（Ｂ）は、調整音付加後の聴取位置におけるインパルス応答を示す模式図である。図７（Ａ）に示すように、調整音を付加しない場合では、直接音発生の後に、間接音１及び間接音２が順に発生している。しかしながら、この例では、各間接音を打ち消すために、２つの調整音をコンテンツの音に付加しているため、図７（Ｂ）に示すように、聴取者に感じさせないほど、各間接音のレベルを小さくすることができている。

ただし、ＡＶレシーバ１００は、各タップ２のレベル調整部２１のゲインを調整することにより、間接音と同じレベルの調整音を生成するに限らず、間接音と異なるレベルの調整音を生成してもよい。これにより、間接音は、調整音によって強められたり、弱められたりする。

なお、以上の例では、調整音は、間接音の到来方向を挟み、かつ隣接するスピーカ４００から出力されていたが、例えば、図６に示す例では、スピーカ４００Ｃ及びスピーカ４００ＦＬから調整音を出力してもよい。この場合、レベル調整部３Ｃ及びレベル調整部３ＦＬの各ゲインは、聴取位置Ｇを中心としたスピーカ４００Ｃ及びスピーカ４００ＦＬの方位、並びに間接音９２０の到来方向に応じて設定される。

また、調整部１０は、直接音からの遅延時間が所定時間（例えば１秒間）未満の間接音のみに対して、調整音を生成してもよい。さらに、調整部１０は、所定のレベル（例えば直接音に対して０．３）以上の間接音のみに対して、調整音を生成してもよい。調整部１０は、生成する調整音の数を抑えることにより、ＣＰＵ１０３及びＤＳＰ１０２の処理量増大を防止することができる。

なお、各タップ２のレベル調整部２１の機能は、分配部３で実現されても構わない。すなわち、分配部３のレベル調整部３ＦＬ、レベル調整部３ＦＲ、レベル調整部３Ｃ、レベル調整部３ＳＬ、及びレベル調整部３ＳＲの各ゲインは、レベル調整部２１のゲインと合成された値が設定されてもよい。これにより、調整部１０の構成が簡素化される。

また、調整部１０は、各間接音の遅延時間及びレベルによらず各調整音の遅延量及びレベルを固定し、各間接音の到来方向のみを考慮して、当該到来方向に基づいた分配比率で調整音をコンテンツの音に分配しても構わない。

また、測定部１１は、全チャンネルについて全てのスピーカ４００から一度に測定音を出力し、複数の間接音を一度に測定してもよい。この場合、調整部１０は、各チャンネルのオーディオ信号をミックスダウンしたモノラル信号から調整音を生成する。

また、測定部１１は、マイク３００で間接音を測定する例に限らず、部屋の形状から間接音の位置及びレベルをシミュレーションしてもよい。例えば、本実施形態に係るオーディオシステムは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）上で部屋の形状、スピーカ４００の位置、等の情報を聴取者に入力させ、入力された情報に基づいて複数の間接音について、到来方向、遅延時間、及びレベルをシミュレーションで算出する。

以上の例は、間接音を打ち消すために、調整音を生成して、間接音の到来方向に基づいた分配比率でコンテンツの音に調整音を付加していたが、調整部１０は、以下のように調整音を生成して、間接音の音源位置を移動させてもよい。

図８は、調整音で間接音の音源位置を移動させる例を説明するための聴取環境の平面模式図である。

図８の模式図に示すように、聴取環境９３０では、間接音９３１及び間接音９３２が発生している。間接音９３１は、６０°の方位から到来し、間接音９３２は、２９０°の方位から到来している。間接音９３２は、間接音９３１に対して、聴取位置Ｇから音源位置が遠く、かつレベルが小さい。すなわち、間接音９３１及び間接音９３２は、聴取位置Ｇを通る０°の方位に沿った鉛直面に対して、到来方向、遅延時間、及びレベルが不均一である。

そこで、調整部１０は、間接音９３２の音源位置を３００°の方位に、かつ聴取位置Ｇから間接音９３１までの距離ＤＩＳと同じ距離ＤＩＳだけ離れた位置に調整する。さらに、調整部１０は、間接音９３２のレベルを間接音９３１のレベルと同じ大きさに調整する。

より具体的には、調整部１０は、上述の例と同様に、マルチタップディレイ１の初段のタップ２で間接音９３２を打ち消すための調整音信号を生成する。そして、調整部１０は、２段目のタップ２で間接音９３１と同じ特徴量（遅延時間及びレベル）の調整音信号を生成する。そして、２段目のタップ２から出力された調整音信号に対応する分配部３において、当該調整音信号が３００°の方位に定位するように、レベル調整部３ＦＲ及びレベル調整部３ＳＲのゲインを設定する。すると、間接音９３２は、聴取位置Ｇを中心とした方位０°に沿った鉛直面で間接音９３１と鏡像となる位置に移動する。これにより、聴取者は、図８に示す仮想壁面に間接音９３３が存在すると知覚する。

以上のように、ＡＶレシーバ１００は、聴取位置Ｇから左右（９０°及び２７０°の方位）の壁までの距離が不均一であることにより、左右の間接音の各到来方向が対象でなくても、間接音９３２の位置を調整するため、聴取位置Ｇから左右の壁までの距離が均一な音響空間に居るように聴取者に感じさせることができる。

なお、本実施形態に係るオーディオシステムは、間接音の到来方向のみや、間接音の遅延時間のみを調整してもよい。

また、本実施形態に係るオーディオシステムは、間接音の音源位置の近傍に間接音と同じ成分の調整音の音源を生成することにより、間接音の音像を広げることもできる。

また、本実施形態にかかるオーディオシステムは、例えばＰＣを用いて、聴取者に間接音の調整操作をさせてもよい。そして、オーディオシステムは、ＰＣに図４に示す表示内容を表示させ、間接音を打ち消す操作、間接音のレベル調整操作、及び間接音を移動させる操作、等の入力をＰＣの入力装置（キーボード等）で受付ける。そして、ＡＶレシーバ１００は、操作入力情報に基づいて、調整音を生成する。

次に、実施形態２に係るオーディオシステムについて図９を用いて説明する。図９は、ＡＶレシーバ１００Ａの機能ブロック図である。

ＡＶレシーバ１００Ａは、調整部１０Ａ、記憶部１３Ａ、及び音場効果付与部１４を備える点において、ＡＶレシーバ１００と相違する。すなわち、ＡＶレシーバ１００Ａは、コンサートホール等の反射音を模擬した模擬反射音をコンテンツの音に付加しつつ、調整音で間接音を調整して所望の音場を生成するものである。

音場効果付与部１４には、ＡＶレシーバ１００Ａに入力されたオーディオ信号が入力される。ただし、音場効果付与部１４は、調整部１０Ａの後段でオーディオ信号が入力されても構わない。なお、音場効果付与部１４は、ＤＳＰ１０２によって機能が実現される。

音場効果付与部１４は、入力されたセンターチャンネルのオーディオ信号から模擬反射音を生成する。具体的には、音場効果付与部１４は、生成すべき各模擬反射音の設定情報を記憶部１３Ａから読み出す。各模擬反射音の設定情報には、聴取位置Ｇからの距離、聴取位置Ｇへの到来方向、及びレベルのそれぞれを示す情報が含まれる。音場効果付与部１４は、各模擬反射音の距離に応じた遅延量でオーディオ信号を遅延させ、設定情報に含まれるレベルに基づいてレベル調整する。音場効果付与部１４は、レベル調整し、かつ遅延させたオーディオ信号を、各模擬反射音の到来方向に応じたゲイン比率で各チャンネルのオーディオ信号に分配する。例えば、音場効果付与部１４は、１：１のゲイン比率でオーディオ信号をＦＬチャンネルとＳＬチャンネルとに分配する。すると、スピーカ４００ＦＬ（３３０°の方位に配置）及びスピーカ４００ＳＬ（２４０°の方位に配置）の中心位置を通る、聴取位置Ｇから２３５°の方位において、所定の距離だけ離れた位置に模擬反射音の音源が生成される。

なお、各模擬反射音の設定情報は、聴取者により変更が可能である。また、音場効果付与部１４は、センターチャネルに限らず、マルチチャンネルのオーディオ信号をミックスダウンしてモノラル信号から模擬反謝音を生成してもよい。

音場効果付与部１４から出力されたオーディオ信号は、調整部１０Ａに入力される。

ここで、音場効果付与部１４は、記憶部１３Ａから解析結果情報も読み出して、聴取位置Ｇに到来する各間接音のレベルに基づいて各模擬反射音のレベルを調整する。また、調整部１０Ａは、記憶部１３Ａから各模擬反射音の設定情報を読み出して、調整音を生成すべき間接音を決定する。

より具体的には、音場効果付与部１４は、各模擬反射音について、模擬反射音の到来方向がいずれかの間接音の到来方向に一致し、かつ到来方向が一致した間接音の聴取位置Ｇからの距離が当該模擬反射音の聴取位置Ｇからの距離に一致した場合、当該間接音のレベルに基づいて当該模擬反射音のレベルを減衰させる。すなわち、音場効果付与部１４は、模擬反射音の音源位置といずれかの間接音の音源位置とが一致すると、聴取位置Ｇにおいて当該模擬反射音の音圧が当該間接音によって大きくならないように、当該模擬反射音のレベルを減衰させる。例えば、音場効果付与部１４は、模擬反射音のレベルが５ｄＢであり、かつ当該模擬反射音の音源位置と同じ位置の間接音のレベルが２ｄＢである場合、模擬反射音のレベルを３ｄＢにする。また、調整部１０Ａは、当該レベルを減衰させた模擬反射音の音源位置と同じ位置に発生する間接音については、調整音を生成せず、他の間接音に対してのみ調整音を生成する。

図１０は、間接音の音源位置に応じて模擬反射音のレベルを減衰させる例を説明するための、聴取環境の平面模式図である。同図中において、星印は、間接音の音源を示し、三画印は、模擬反射音の音源を示している。

図１０に示すように、聴取環境９４０において、模擬反射音９４４は、間接音９４１の位置に発生するように距離及び到来方向が設定されている。聴取位置Ｇでは、聴取者は、間接音９４４と模擬反射音９４１とを同じタイミングで同じ方向から聞くことになる。そこで、ＡＶレシーバ１００Ａは、模擬反射音９４１のレベルを減衰させ、聴取位置Ｇにおいて間接音９４４によって音圧が上がってしまうことを防ぎ、所望の音場効果をコンテンツの音に付与することができる。

なお、ＡＶレシーバ１００Ａは、模擬反射音の音源位置と異なる位置の間接音９４２及び間接音９４３については、模擬反射音のレベルを減衰させず、かつ間接音９４２及び間接音９４３について調整音を生成して打ち消す。

１…マルチタップディレイ
２…タップ
３…分配部
３ＦＬ，３ＦＲ，３Ｃ，３ＳＬ，３ＳＲ…レベル調整部
４ＦＬ，４ＦＲ，４Ｃ，４ＳＬ，４ＳＲ…合成部
１０，１０Ａ…調整部
１１…測定部
１２…解析部
１３，１３Ａ…記憶部
１４…音場効果付与部
２０…遅延器
２１…レベル調整部
１００，１００Ａ…ＡＶレシーバ
１０１…入力部
１０２…ＤＳＰ
１０３…ＣＰＵ
１０４…メモリ
１０５…出力部
１０６…表示部
２００…コンテンツ再生機器
３００，３００Ａ，３００Ｘ，３００Ｙ，３００Ｚ…マイク
４００，４００ＦＬ，４００ＳＬ，４００Ｃ，４００ＦＲ，４００ＳＲ…スピーカ

Claims (6)

1. 複数のスピーカから測定音を出力し、出力した測定音に対する間接音の到来方向を測定する測定部と、
   前記間接音を調整する調整音を生成する生成部と、
   前記生成部が生成した調整音を、前記到来方向に基づいた分配比率で各スピーカから出力される音に付加する調整音付加部と、
   を備え、
   前記測定部は、直接音に対する前記間接音の遅延時間及びレベルを測定し、
   前記生成部は、前記測定部が測定した前記間接音の遅延時間及びレベルに基づいて、前記間接音を逆相にした音を前記調整音として生成する音響処理装置。
2. 複数のスピーカから測定音を出力し、出力した測定音に対する間接音の到来方向を測定する測定部と、
   前記間接音を調整する調整音を生成する生成部と、
   前記生成部が生成した調整音を、前記到来方向に基づいた分配比率で各スピーカから出力される音に付加する調整音付加部と、
   前記スピーカから出力される音に模擬反射音を付加して音場の効果を付与する音場効果付与部と、
   を備え、
   前記測定部は、直接音に対する前記間接音の遅延時間及びレベルを測定し、
   前記生成部は、前記測定部が測定した前記間接音の遅延時間及びレベルに基づいて前記調整音を生成し、
   前記音場効果付与部は、前記模擬反射音の音源位置がいずれかの前記間接音の音源位置に一致すると、該間接音のレベルに基づいて該模擬反射音のレベルを減衰させる、音響処理装置。
3. 前記生成部は、前記間接音を逆相にした音を前記調整音として生成する、
   請求項２に記載の音響処理装置。
4. 前記生成部は、前記直接音からの遅延時間が所定値未満の場合のみに前記調整音を生成する、
   請求項1乃至３のいずれかに記載の音響処理装置。
5. 前記生成部は、前記直接音に対するレベルが所定値以上の場合のみに前記調整音を生成する、
   請求項1乃至４のいずれかに記載の音響処理装置。
6. 前記生成部は、マルチタップディレイからなる、
   請求項１乃至５のいずれかに記載の音響処理装置。

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