特許 6268807 オーディオ信号処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6268807

(24)【登録日】2018年1月12日

(45)【発行日】2018年1月31日

(54)【発明の名称】オーディオ信号処理装置

(51)【国際特許分類】

   H04S 7/00 20060101AFI20180122BHJP

【ＦＩ】

   H04S7/00 320

   H04S7/00 310

   H04S7/00

【請求項の数】3

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2013-171264(P2013-171264)

(22)【出願日】2013年8月21日

(65)【公開番号】特開2015-41842(P2015-41842A)

(43)【公開日】2015年3月2日

【審査請求日】2016年6月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004075

【氏名又は名称】ヤマハ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125689

【弁理士】

【氏名又は名称】大林 章

(74)【代理人】

【識別番号】100121108

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 太朗

(72)【発明者】

【氏名】青木 良太郎

(72)【発明者】

【氏名】須山 明彦

【審査官】 菊池 充

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２４３５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６１１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７９９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３０４５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１３５９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１９７１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６６２５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｓ １／００− ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のスピーカから視聴位置までの距離を取得する距離取得部と、
全体の音量を取得する音量取得部と、
前記音量取得部により取得した前記音量が所定音量以下であり、前記距離取得部により取得した距離に基づいて、前記視聴位置が、前記複数のスピーカに対して所定距離の位置にある基準位置から移動していると判断した場合、前記視聴位置に対して遠い側のスピーカについての出力オーディオ信号の出力音量についての補正分を、当該出力音量と、前記距離取得部により取得した前記視聴位置に対して近い側のスピーカから前記視聴位置までの距離とに基づいて算出する算出部と、
前記視聴位置に対して遠い側のスピーカの出力オーディオ信号の出力音量を保った状態で、前記補正分を、前記視聴位置に対して近い側のスピーカの出力オーディオ信号に加算する加算部と、
を備えることを特徴とするオーディオ信号処理装置。

【請求項2】

前記距離取得部は、前記複数のスピーカのそれぞれの座標と、前記視聴位置の座標とに基づいて、前記複数のスピーカから前記視聴位置までの距離を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号処理装置。

【請求項3】

オーディオ信号を所定時間遅延させるディレイ部を備え、
前記加算部は、当該ディレイ部により所定時間遅延させた前記補正分を、前記出力オーディオ信号に加算する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオーディオ信号処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、複数のスピーカを用いてオーディオ信号を再生する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複数のスピーカで合成音像による音場を形成するオーディオ信号処理装置が知られている。例えば、オーディオソースにはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）のように５．１チャンネル等のマルチチャンネル音声信号が記録されているものがある。そして、このようなオーディオソースを再生するオーディオ信号処理装置が一般家庭でも普及しつつある。リスニングルーム内の推奨位置に各スピーカが配置されていれば、オーディオ信号処理装置を用いてオーディオソースを再生すると、サラウンドなどの音響再生効果が得られる。一方、スピーカの配置が推奨位置にあり、所定の視聴位置において各スピーカからの音量のバランスを調節した場合であっても、その後の視聴位置が前記所定の視聴位置と異なる場合には、各スピーカからの音量のバランスが崩れる可能性があった。そこで、複数の空間的な位置において相対的に音量が異なるように空間特性を調整し、視聴位置等に合わせて異なる音量でスピーカからの音を放射させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−２６５０７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のオーディオ信号処理装置では、視聴位置に合わせて各スピーカから異なる音量で音を放射させた場合であっても、そのまま全体の音量レベルを所定の音量レベル、例えば−４０ｄＢまで下げると、部屋全体のノイズや部屋の反射などの影響により、視聴位置からの距離が遠いスピーカ程、音が聞こえにくくなることがあった。このような場合に、遠い位置にあるスピーカからの音量を大きくする処理をしてしまうと、全体の音量レベルを下げているにも拘わらず、当該スピーカの音量は下がらなくなってしまい、当該スピーカの周りへの騒音となってしまう可能性がある。

【0005】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、スピーカの位置が理想的な位置からずれ、かつ、全体の音量レベルを下げた場合でも、所望の音響効果を実現することを解決課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するため、本発明に係るオーディオ信号処理装置は、複数のスピーカから視聴位置までの距離を取得する距離取得部と、全体の音量を取得する音量取得部と、前記音量取得部により取得した前記音量が所定音量以下であり、前記距離取得部により取得した距離に基づいて、前記視聴位置が、前記複数のスピーカに対して所定距離の位置にある基準位置から移動していると判断した場合、前記視聴位置に対して遠い側のスピーカについての出力オーディオ信号の出力音量についての補正分を、当該出力音量と、前記距離取得部により取得した前記視聴位置に対して近い側のスピーカから前記視聴位置までの距離とに基づいて算出する算出部と、前記補正分を、前記視聴位置に対して近い側のスピーカの出力オーディオ信号に加算する加算部とを備えることを特徴とする。

【0007】

この発明によれば、算出部は、音量取得部により取得した前記音量が所定音量以下であり、前記距離取得部により取得した距離に基づいて、前記視聴位置が、前記複数のスピーカに対して所定距離の位置にある基準位置から移動していると判断した場合、前記視聴位置に対して遠い側のスピーカについての出力オーディオ信号の出力音量についての補正分を、当該出力音量と、前記距離取得部により取得した前記視聴位置に対して近い側のスピーカから前記視聴位置までの距離とに基づいて算出するので、全体の音量が所定音量以下となり、前記視聴位置が前記基準位置から移動して、遠い側のスピーカからの信号が前記視聴位置において聞こえにくくなる場合でも、補正分として出力される信号の適切な音量が算出される。また、加算部は、このようにして算出された補正分を、前記出力対象スピーカの出力オーディオ信号に加算するので、前記所定距離以上のスピーカにおける出力音量を増大させることなく、前記視聴位置において、前記遠い側のスピーカから出力されるべきだった信号を本来の音量で到達させることができる。したがって、全体の音量が所定音量以下となり、前記視聴位置が、前記基準位置から移動している場合でも、視聴位置において全体の広がり感を保つことができる。

【0008】

上述したオーディオ信号処理システムにおいて、前記距離取得部は、前記複数のスピーカのそれぞれの座標と、前記視聴位置の座標とに基づいて、前記複数のスピーカから前記視聴位置までの距離を取得するようにしてもよい。
この発明によれば、前記座標に基づいてそれぞれの距離を取得するので、したがって、全体の音量が前記所定音量以下となり、前記視聴位置が、前記基準位置から移動している場合でも、前記視聴位置に近いスピーカから当該視聴位置までの距離に応じて、前記視聴位置から遠い側のスピーカの出力信号の音量を適切に補正して、前記近いスピーカから出力させることができる。したがって、全体の音量が所定音量以下となり、前記視聴位置が、前記基準位置から移動している場合でも、当該視聴位置において全体の広がり感を保つことができる。

【0009】

上述したオーディオ信号処理システムにおいて、オーディオ信号を所定時間遅延させるディレイ部を備え、前記加算部は、当該ディレイ部により所定時間遅延させた前記補正分を、前記出力オーディオ信号に加算するようにしてもよい。
この発明によれば、前記補正分のオーディオ信号は、本来出力されるべきスピーカとは異なるスピーカから出力されることになるが、ディレイ部により所定時間遅延させて出力される。同じ音が複数の音源方向から聞こえた場合には、最も早く到達した音の音源方向に定位が偏って聞こえる現象が起こる。この現象は一般的にハース効果と呼ばれ、本発明においても、前記補正分のオーディオ信号はディレイ部により所定時間遅延させるので、視聴者に対してはハース効果により本来出力されるべきスピーカから出力されたように感じさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るオーディオ信号処理システム１Ａの構成例を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施形態に係るリスニングルーム内のスピーカＳＰ１〜ＳＰ５の配置を示す平面図である。

【図3】本発明の実施形態に係るオーディオ信号処理装置２０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図4】本発明の実施形態に係るメモリ２３０に記憶されたテーブルＴＢＬ１のデータ構成を示す説明図である。

【図5】全体の音量レベル、視聴位置での音量レベル、及び部屋全体のノイズの音量レベルの関係を示す図である。

【図6】スピーカＳＰ１〜ＳＰ４と視聴位置Ｐｌｐとの位置関係及び各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を示す図である。

【図7】スピーカＳＰ１〜ＳＰ４と視聴位置Ｐｌｐとの位置関係及び各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を示す図である。

【図8】スピーカＳＰ１〜ＳＰ４と視聴位置Ｐｌｐとの位置関係及び各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を示す図である。

【図9】スピーカＳＰ１〜ＳＰ４と視聴位置Ｐｌｐとの位置関係及び各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を示す図である。

【図10】スピーカＳＰ１〜ＳＰ４と視聴位置Ｐｌｐとの位置関係及び各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を示す図である。

【図11】スピーカＳＰ１〜ＳＰ４と視聴位置Ｐｌｐとの位置関係及び各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を示す図である。

【図12】スピーカＳＰ１〜ＳＰ４と視聴位置Ｐｌｐとの位置関係及び各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を示す図である。

【図13】スピーカＳＰ１〜ＳＰ４と視聴位置Ｐｌｐとの位置関係及び各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を示す図である。

【図14】本発明の実施形態に係るオーディオ信号処理装置における信号補正処理の内容を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
＜１：オーディオ信号処理システムの構成＞
図１に、第１実施形態に係るオーディオ信号処理システムの構成例を示す。オーディオ信号処理システム１Ａは、スマートフォンなどの端末装置１０と、オーディオ信号処理装置２０と、スピーカＳＰ１〜ＳＰ５とを備える。端末装置１０は、例えば、スマートフォンなどの通信機器であり、オーディオ信号処理装置２０と通信可能である。通信の形態は無線又は有線のいずれであってもよいが、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）を介して通信が可能である。また、端末装置１０は、インターネット上の所定のサイトからアプリケーションプログラムをダウンロードすることができる。そのようなアプリケーションプログラムには、例えば、複数のスピーカＳＰ１〜ＳＰ５と視聴位置との距離を測定するために用いるプログラムが含まれる。

【0012】

オーディオ信号処理装置２０は、いわゆるマルチチャネルアンプである。オーディオ信号処理装置２０は、入力オーディオ信号ＩＮ１〜ＩＮ５に音響効果を付与した出力オーディオ信号ＯＵＴ１〜ＯＵＴ５を生成し、ＯＵＴ１〜ＯＵＴ５をスピーカＳＰ１〜ＳＰ５に供給する。スピーカＳＰ１〜ＳＰ５は、オーディオ信号処理装置２０と有線又は無線にて接続されている。

【0013】

図２に、オーディオ信号処理システム１Ａのリスニングルーム内のスピーカＳＰ１〜ＳＰ５の配置例を示す。この例では、５つのスピーカＳＰ１〜ＳＰ５がリスニングルーム内に配置されているが、スピーカの数は、５つに限らず、４つ以下であってもよいし、６つ以上であってもよい。例えば、サブウーハのスピーカを追加することによって、いわゆる５.１サラウンドシステムとしてもよい。

【0014】

利用者Ｂは、あらかじめ定められた位置（以下「基準位置Ｐｒｅｆ」と称する。）で、スピーカＳＰ１〜ＳＰ５から放音された音を視聴する。この例では、スピーカＳＰ５は利用者Ｂの正面に配置され、スピーカＳＰ１は利用者Ｂの左斜め前方に配置され、スピーカＳＰ２は利用者Ｂの右斜め前方に配置され、スピーカＳＰ３は利用者Ｂの右斜め後方に配置され、スピーカＳＰ４は利用者Ｂの左斜め後方に配置される。利用者Ｂは、スピーカＳＰ１〜ＳＰ５から放音された音を同時に聞くことにより、特定の位置に音源があるかのように利用者Ｂには聞こえる。

【0015】

オーディオ信号処理装置２０は、複数のスピーカＳＰ１〜ＳＰ５が配置された位置に基づいて、所望の位置から音が出ているように聞こえる出力オーディオ信号ＯＵＴ１〜ＯＵＴ５を生成し、出力する。複数のスピーカＳＰ１〜ＳＰ５の各位置は、あらかじめ測定しておく。

【0016】

図３にオーディオ信号処理装置２０は、装置全体の制御中枢として機能する制御部２１０、外部と通信を実行する通信インターフェース２２０、プログラムやデータを記憶するとともに制御部２１０の作業領域として機能するメモリ２３０、マイクロフォンなどの外部装置からの信号を入力して制御部２１０に供給する外部インターフェース２４０、及び処理ユニット２５０を備える。処理ユニット２５０及び制御部２１０は、複数のスピーカＳＰ１〜ＳＰ４の各位置に基づいて、入力オーディオ信号ＩＮ１〜ＩＮ４に後述する補正処理を施した出力オーディオ信号ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４を複数のスピーカＳＰ１〜ＳＰ４の各々について生成する。なお、本実施形態では、スピーカＳＰ５用の入力オーディオ信号ＩＮ５には後述する補正処理を行わず、出力オーディオ信号ＯＵＴ５としてスピーカＳＰ５に供給するようになっている。なお、処理ユニット２５０及び制御部２１０は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される機能ブロックである。処理ユニット２５０及び制御部２１０は、複数のスピーカＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４から所定の視聴位置までの距離を取得する距離取得部と、全体の音量を取得する音量取得部と、音量取得部により取得した音量が所定音量以下であり、前記所定の視聴位置が、前記複数のスピーカに対して所定距離の位置にある基準位置から移動している場合、前記所定の視聴位置に対して遠い側のスピーカについての出力オーディオ信号の出力音量についての補正分を、当該出力音量と、前記距離取得部により取得した前記所定の視聴位置に対して近い側のスピーカから前記所定の視聴位置までの距離とに基づいて算出する算出部と、補正分を出力対象スピーカの出力オーディオ信号に加算する加算部として機能する。

【0017】

処理ユニット２５０は、加算部３３１〜３３４、係数部４００〜４１１、及びディレイ部５００〜５１１を有する。制御部２１０は、視聴位置及び全体の音量に応じて、係数部４００〜４１１及びディレイ部５００〜５１１のうちのいずれかを適宜選択し、駆動させるようになっている。係数部４００〜４１１及びディレイ部５００〜５１１の選択の具体例については後述する。

【0018】

係数部４００は、スピーカＳＰ４用の入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４１を掛けたオーディオ信号Ａ１をディレイ部５００に出力する。係数部４０１は、スピーカＳＰ３用の入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３１を掛けたオーディオ信号Ａ２をディレイ部５０１に出力する。係数部４０２は、スピーカＳＰ２用の入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２１を掛けたオーディオ信号Ａ３をディレイ部５０２に出力する。

【0019】

係数部４０３は、スピーカＳＰ１用の入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１２を掛けたオーディオ信号Ａ４をディレイ部５０３に出力する。係数部４０４は、スピーカＳＰ３用の入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３２を掛けたオーディオ信号Ａ５をディレイ部５０４に出力する。係数部４０５は、スピーカＳＰ４用の入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４２を掛けたオーディオ信号Ａ６をディレイ部５０５に出力する。

【0020】

係数部４０６は、スピーカＳＰ２用の入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２３を掛けたオーディオ信号Ａ７をディレイ部５０６に出力する。係数部４０７は、スピーカＳＰ１用の入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１３を掛けたオーディオ信号Ａ８をディレイ部５０７に出力する。係数部４０８は、スピーカＳＰ４用の入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４３を掛けたオーディオ信号Ａ９をディレイ部５０８に出力する。

【0021】

係数部４０９は、スピーカＳＰ１用の入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１４を掛けたオーディオ信号Ａ１０をディレイ部５０９に出力する。係数部４１０は、スピーカＳＰ２用の入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２４を掛けたオーディオ信号Ａ１１をディレイ部５１０に出力する。係数部４１１は、スピーカＳＰ３用の入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３４を掛けたオーディオ信号Ａ１２をディレイ部５１１に出力する。

【0022】

ディレイ部５００〜５１１は、ハース効果を得るために、係数部４００〜４１１から出力されたオーディオ信号Ａ１〜Ａ１２を所定時間遅延させ、加算部３３１〜３３４に出力する。なお、ハース効果の詳細については後述する。

【0023】

加算部３３１〜３３４は、スピーカＳＰ１〜ＳＰ４用の入力オーディオ信号ＩＮ１〜ＩＮ４と、ディレイ部５００〜５１１から出力されるオーディオ信号Ａ１〜Ａ１２とを加算して、オーディオ信号ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４を出力する。

【0024】

メモリ２３０は、図４に示すテーブルＴＢＬ１をあらかじめ記憶している。テーブルＴＢＬ１は、視聴位置と選択する係数部との関係を表すデータが格納されたテーブルである。また、メモリ２３０は、各係数部の係数Ｋ１２、Ｋ１３、Ｋ１４、Ｋ２１、Ｋ２３、Ｋ２４、Ｋ３１、Ｋ３２、Ｋ３４、Ｋ４１、Ｋ４２、Ｋ４３を算出するための数式をあらかじめ記憶している。数式の詳細については後述する。

【0025】

＜２：オーディオ信号処理システムの動作＞
次に、オーディオ信号処理システムの動作を、係数部における係数の算出と、係数部及び加算部を用いた信号処理と、ハース効果処理とに分けて説明する。
＜２−１：係数部における係数の算出＞
一例として、図６に示すようにリスニングルーム３０が正方形の場合について説明する。スピーカＳＰ１、スピーカＳＰ２、スピーカＳＰ３、及びスピーカＳＰ４は、リスニングルーム３０の四隅に配置されているものとする。スピーカＳＰ１とスピーカＳＰ４との中間点、リスニングルーム３０の中心点、及びスピーカＳＰ２とスピーカＳＰ３との中間点を通る直線をＸ軸とし、リスニングルーム３０の中心点を通り、Ｘ軸に直交する軸をＹ軸とする。スピーカＳＰ１とスピーカＳＰ４との中間点から、スピーカＳＰ２とスピーカＳＰ３との中間点に向かう方向をＸ軸の正方向とし、スピーカＳＰ４とスピーカＳＰ３との中間点から、スピーカＳＰ１とスピーカＳＰ２との中間点に向かう方向がＹ軸の正方向とする。

【0026】

まず、視聴位置Ｐｌｐが、図６に示すＳＰ２に最も近い場合を考える。この場合、スピーカＳＰ１から視聴位置Ｐｌｐまでの距離をｘ_１、スピーカＳＰ２から視聴位置Ｐｌｐまでの距離をｘ_２、スピーカＳＰ３から視聴位置Ｐｌｐまでの距離をｘ_３、及びスピーカＳＰ４から視聴位置Ｐｌｐまでの距離をｘ_４とする。

【0027】

視聴位置が基準位置Ｐｒｅｆにある場合、つまり、図６に示すＸＹ座標の原点にある場合には、各スピーカから視聴位置までの距離が等しいので、各スピーカから同じ音量の信号を出力すれば、視聴位置においてはどのスピーカからの信号も同じ音量で聞くことができる。

【0028】

しかしながら、図６に示すように、視聴位置ＰｌｐがＳＰ２に最も近い場合には、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離が異なるため、各スピーカから同じ音量の信号を出力すると、視聴位置Ｐｌｐにおいては各スピーカからの信号の音量バランスが崩れてしまう。例えば、スピーカＳＰ３の信号の出力音量ｖｏ３を０ｄｂ（１．０）、スピーカＳＰ３から基準位置Ｐｒｅｆまでの距離ｄ３を１ｍとすると、音量は距離の２乗に反比例するため、基準位置Ｐｒｅｆでの音量ｖｒ３は以下のようになる。

【0029】

（数１）
ｖｒ３＝ｖｏ３／ｄ３^２＝１．０／１＝１．０

【0030】

一方、スピーカＳＰ３の信号の出力音量ｖｏ３を０ｄｂ（１．０）、スピーカＳＰ３から視聴位置Ｐｌｐまでの距離ｘ_３を１．２ｍとすると、視聴位置Ｐｌｐでの音量ｖｐ３は以下のようになる。

【0031】

（数２）
ｖｐ３＝ｖｏ３／ｘ_３^２＝１．０／１．４４＝０．６９

【0032】

つまり、視聴位置ＰｌｐでのスピーカＳＰ３の信号の音量は、−３．２ｄｂ（０．６９）まで小さくなってしまう。したがって、視聴位置Ｐｌｐにおいて、スピーカＳＰ３の信号の音量は、−１０．２ｄｂ（０．３１）だけ不足していることになる。

【0033】

そこで、本実施形態においては、この不足分の音量の信号を補うように、スピーカＳＰ３の信号の出力音量ｖｏ３を調整している。つまり、スピーカＳＰ３から視聴位置Ｐｌｐまでの距離ｘ_３が１．２ｍのとき、視聴位置Ｐｌｐでの音量ｖｐ３が０ｄｂ（１．０）となるためには、スピーカＳＰ３の信号の出力音量ｖｏ３を以下のように調整すればよい。

【0034】

（数３）
ｖｏ３＝ｖｐ３＊ｘ_３^２＝１．０＊１．４４＝１．４４

【0035】

スピーカＳＰ３の信号の出力音量ｖｏ３を、３．２ｄＢ（１．４４）に調整することにより、距離ｘ_３が１．２ｍのときの視聴位置Ｐｌｐでの音量ｖｐ３は０ｄｂ（１．０）となる。本実施形態では、他のスピーカの出力音量についても同様にして調整が行われており、視聴位置Ｐｌｐが基準位置Ｐｒｅｆから移動した場合でも、各スピーカの出力音量差の発生を防いでいる。

【0036】

しかしながら、このように各スピーカの出力音量を行った場合であっても、全体の音量レベルを−４０ｄＢあたりまで下げると、図５に示すように、スピーカＳＰ３からの信号が部屋全体のノイズに埋もれたり、あるいは、部屋の反射などの影響により、聞こえにくくなることがある。この現象は、スピーカからの距離が遠いスピーカ程顕著になる。

【0037】

そこで、本実施形態では、以上のように各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離が異なる場合、つまり、視聴位置Ｐｌｐが基準位置Ｐｒｅｆから移動した位置にある場合であって、全体の音量レベルが所定レベル（例えば−４０ｄＢ）よりもり低くなった場合には視聴位置Ｐｌｐからの距離が基準位置Ｐｒｅｆからの距離よりも遠いスピーカからの距離減衰による出力不足が発生したと考え、当該不足分を、視聴位置Ｐｌｐに近いスピーカから出力する補正を行う。上述の例では、全体の音量レベルが所定レベル（例えば−４０ｄＢ）よりも低くなった場合における、その時点でのスピーカＳＰ１、ＳＰ４、及びＳＰ３からの出力信号の視聴位置Ｐｌｐにおける不足分を、視聴位置Ｐｌｐに近いスピーカＳＰ２から出力するように構成する。これは、全体の音量レベルが所定レベル（例えば−４０ｄＢ）よりも低くなることにより聞こえにくくなる出力信号を補うように、視聴位置Ｐｌｐから遠いスピーカＳＰ１、ＳＰ４、及びＳＰ３からの出力信号を大きくしてしまうと、全体の音量を下げているにも拘わらずスピーカＳＰ１、ＳＰ４、及びＳＰ３からの音量が下がらなくなってしまい、周りへの騒音となってしまう可能性があるためである。

【0038】

全体の音量レベルが所定レベル（例えば−４０ｄＢ）よりも低くなった場合におけるスピーカＳＰ３からの出力音量ｖｏ３の視聴位置Ｐｌｐにおける不足分を、視聴位置から最も近い位置にあるスピーカＳＰ２から出力する場合には、次のようになる。この例では、スピーカＳＰ２から出力させるスピーカＳＰ３用信号の出力音量をｖｏ２_３としている。

【0039】

まず、スピーカＳＰ３からの出力音量ｖｏ３の視聴位置Ｐｌｐにおける不足分は次のようになる。
（数４）
不足分＝ｖｏ３−（ｖｏ３／ｘ_３^２）＝［１−（１／ｘ_３^２）］＊ｖｏ３
スピーカＳＰ２から出力を行うことにより、この不足分を補うためには、スピーカＳＰ２から出力させるスピーカＳＰ３用信号の出力音量ｖｏ２_３は以下のようになる。
（数５） ｖｏ２_３＝［１−（１／ｘ_３^２）］＊ｖｏ３＊ｘ_２^２
但し、ｘ_３が１．０よりも小さい場合には、（数５）に示す式では正しい値が得られないので、距離をｘ_２で正規化する。
（数６）
ｖｏ２_３＝［１−(１／（ｘ_３／ｘ_２)^２)］＊ｖｏ３＊(ｘ_２／ｘ_２）^２
＝［１−(１／（ｘ_３／ｘ_２)^２)］＊ｖｏ３
ここで、［１−（１／ｘ_３^２）］または［１−(１／（ｘ_３／ｘ_２)^２)］を係数Ｋ３２として表すと、スピーカＳＰ２から出力するスピーカＳＰ３用の信号の音量ｖｏ２_３は、以下のように表すことができる。

【0040】

（数７）
ｖｏ２_３＝Ｋ３２＊ｖｏ３
Ｋ３２＝［１−（１／ｘ_３^２）］＊ｘ_２^２または［１−(１／（ｘ_３／ｘ_２)^２)］

【0041】

図６に示す例では、スピーカＳＰ１から視聴位置Ｐｌｐまでの距離ｘ_１についても、スピーカＳＰ１から基準位置Ｐｒｅｆまでの距離よりも長くなっており、スピーカＳＰ３の場合と同様に、全体の音量レベルが所定レベル（例えば−４０ｄＢ）よりも低くなると、スピーカＳＰ１からの信号が聞こえにくくなる。そこで、本実施形態では、スピーカＳＰ１からの信号についても、スピーカＳＰ３の場合と同様にスピーカＳＰ１用の信号の出力音量ｖｏ１に係数Ｋ１２を掛けて、スピーカＳＰ２から出力するように構成している。スピーカＳＰ２から出力するスピーカＳＰ１用の信号ｖｏ２＿１は以下のように求められる。

【0042】

まず、スピーカＳＰ１からの出力音量ｖｏ１の視聴位置Ｐｌｐにおける不足分は次のようになる。
（数８）
不足分＝ｖｏ１−（ｖｏ１／ｘ_１^２）＝［１−（１／ｘ_１^２）］＊ｖｏ１
スピーカＳＰ２から出力を行うことにより、この不足分を補うためには、スピーカＳＰ２から出力させるスピーカＳＰ１用信号の出力音量ｖｏ２_１は以下のようになる。 （数９）
ｖｏ２_１＝［１−（１／ｘ_１^２）］＊ｖｏ３＊ｘ_１^２
但し、ｘ_１が１．０よりも小さい場合には、（数９）に示す式では正しい値が得られないので、距離をｘ_２で正規化する。
（数１０）
ｖｏ２_１＝［１−(１／（ｘ_１／ｘ_２)^２)］＊ｖｏ３＊(ｘ_２／ｘ_２）^２
＝［１−(１／（ｘ_１／ｘ_２)^２)］＊ｖｏ３
ここで、［１−（１／ｘ_１^２）］または［１−(１／（ｘ_１／ｘ_２)^２)］を係数Ｋ１２として表すと、スピーカＳＰ２から出力するスピーカＳＰ１用の信号の音量ｖｏ２_１は、以下のように表すことができる。
（数１１）
ｖｏ２＿１＝Ｋ１２＊ｖｏ１
Ｋ１２＝［１−（１／ｘ_１^２）］＊ｘ_２^２または［１−(１／（ｘ_１／ｘ_２)^２)］

【0043】

図６に示す例では、スピーカＳＰ４から視聴位置Ｐｌｐまでの距離ｘ_４についても、スピーカＳＰ４から基準位置Ｐｒｅｆまでの距離よりも長くなっており、スピーカＳＰ３の場合と同様に、全体の音量レベルが所定レベル（例えば−４０ｄＢ）よりも低くなると、スピーカＳＰ４からの信号が聞こえにくくなる。そこで、本実施形態では、スピーカＳＰ４からの信号についても、スピーカＳＰ３の場合と同様にスピーカＳＰ４用の信号の出力音量ｖｏ４に係数Ｋ４２を掛けて、スピーカＳＰ２から出力するように構成している。スピーカＳＰ２から出力するスピーカＳＰ４用の信号ｖｏ２＿４は以下のように求められる。
まず、スピーカＳＰ４からの出力音量ｖｏ４の視聴位置Ｐｌｐにおける不足分は次のようになる。
（数１２）
不足分＝ｖｏ４−（ｖｏ４／ｘ_４^２）＝［１−（１／ｘ_４^２）］＊ｖｏ４
スピーカＳＰ２から出力を行うことにより、この不足分を補うためには、スピーカＳＰ２から出力させるスピーカＳＰ４用信号の出力音量ｖｏ２_４は以下のようになる。
（数１３）
ｖｏ２_４＝［１−（１／ｘ_４^２）］＊ｖｏ４＊ｘ_４^２
但し、ｘ_４が１．０よりも小さい場合には、（数１３）に示す式では正しい値が得られないので、距離をｘ_２で正規化する。
（数１４）
ｖｏ２_４＝［１−(１／（ｘ_４／ｘ_２)^２)］＊ｖｏ４＊(ｘ_４／ｘ_２）^２
＝［１−(１／（ｘ_４／ｘ_２)^２)］＊ｖｏ４
ここで、［１−（１／ｘ_４^２）］または［１−(１／（ｘ_４／ｘ_２)^２)］を係数Ｋ４２として表すと、スピーカＳＰ２から出力するスピーカＳＰ４用の信号の音量ｖｏ２_４は、以下のように表すことができる。

【0044】

（数１５）
ｖｏ２＿４＝Ｋ４２＊ｖｏ４
Ｋ４２＝［１−（１／ｘ_４^２）］＊ｘ_２^２または［１−(１／（ｘ_４／ｘ_２)^２)］

【0045】

＜２−２：信号補正処理＞
以上のように、本実施形態においては、全体の音量レベルが所定レベル（例えば−４０ｄＢ）よりも低くなり、かつ、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離が異なる場合、つまり、視聴位置Ｐｌｐが基準位置Ｐｒｅｆから移動した位置にある場合には、視聴位置Ｐｌｐまでの距離が、基準位置Ｐｒｅｆからの距離よりも長くなった各スピーカの出力信号を、視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカから出力するように構成した。この処理を図３の回路図、及び図１４のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の説明においては、図４、図６乃至図１３についても適宜参照する。

【0046】

＜２−２−１：ＳＰ２が最も近い場合＞
図３に示す制御部２１０は、まず、全体の音量レベルが変更されたかどうかを判断する（図１４：ステップＳ１）。この判断は、所定時間ごとに行われるか、レベルが変更されたことを検出するたびに行われる。判断の結果、全体の音量レベルが変更されていない場合には（図１４：ステップＳ１；ＮＯ）、処理を終了する。しかし、判断の結果、全体の音量レベルが変更された場合には（図１４：ステップＳ１；ＹＥＳ）、制御部２１０は、全体の音量レベルが所定レベル以下かどうかを判断する（図１４：ステップＳ２）。判断の結果、全体の音量レベルが所定レベルを超えている場合には（図１４：ステップＳ２；ＮＯ）、処理を終了する。

【0047】

しかし、判断の結果、全体の音量レベルが所定レベル以下の場合には（図１４：ステップＳ２；ＹＥＳ）、制御部２１０は、既知の方法により、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を取得する（図１４：ステップＳ３）。本実施形態では、制御部２１０は、各スピーカと視聴位置Ｐｌｐとの距離を測定し、視聴位置Ｐｌｐが基準位置から移動しているかどうかを判断する（図１４：ステップＳ４）。制御部２１０は、判断の結果、視聴位置Ｐｌｐが基準位置から移動していない場合には（図１４：ステップＳ４；ＮＯ）、処理を終了する。

【0048】

制御部２１０は、視聴位置Ｐｌｐが基準位置から移動していると判断した場合には（図１４：ステップＳ４；ＹＥＳ）、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を算出し、視聴位置Ｐｌｐに最も近い位置にあるスピーカを特定する。図６に示す例の場合には、制御部２１０は、スピーカＳＰ２が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカであると判断し、メモリ２３０に記憶されたテーブルＴＢＬ１を参照して、選択する係数部を決定する。図４に示すテーブルＴＢＬ１において、スピーカＳＰ２が視聴位置Ｐｌｐに最も近い場合に選択する係数部は、係数部４０３、４０４、４０５となる。

【0049】

係数部４０３において用いられる係数はＫ１２、係数部４０４において用いられる係数はＫ３２、係数部４０５において用いられる係数はＫ４２であり、これらの係数を算出するための数式は、あらかじめメモリ２３０に記憶されている。

【0050】

（数１６）
Ｋ１２＝［１−（１／ｘ_１^２）］＊ｘ_２^２
Ｋ３２＝［１−（１／ｘ_３^２）］＊ｘ_２^２
Ｋ４２＝［１−（１／ｘ_４^２）］＊ｘ_２^２
但し、ｘ_１、ｘ_３、ｘ_４が１．０以下の場合には、
Ｋ１２＝［１−(１／（ｘ_１／ｘ_２)^２)］
Ｋ３２＝［１−(１／（ｘ_３／ｘ_２)^２)］
Ｋ４２＝［１−(１／（ｘ_４／ｘ_２)^２)］
となる。

【0051】

制御部２１０は、これらの係数を上記の各式により算出し（図１４：ステップＳ５）、係数部４０３、４０４、４０５を選択する（図１４：ステップＳ６）。図３に示すように、係数部４０３にはディレイ部５０３が対応し、係数部４０４にはディレイ部５０４が対応し、係数部４０５にはディレイ部５０５が対応する。また、加算部としては加算部３３２が対応する。そこで、制御部２１０は、ディレイ部５０３、ディレイ部５０４、ディレイ部５０５、及び、加算部３３２を選択する（図１４：ステップＳ６）。

【0052】

次に、制御部２１０は、上述のように算出した係数Ｋ１２、Ｋ３２、Ｋ４２を、係数部４０３、４０４、４０５にそれぞれ受け渡し、係数部４０３、４０４、４０５においては、入力オーディオ信号に係数Ｋ１２、Ｋ３２、Ｋ４２を掛けて補正信号をディレイ部に出力する係数部処理が行われる（図１４：ステップＳ７）。具体的には、係数部４０３は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１２を掛けた補正信号をディレイ部５０３に出力する。係数部４０４は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３２を掛けた補正信号をディレイ部５０４に出力する。係数部４０５は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４２を掛けた補正信号をディレイ部５０５に出力する。

【0053】

ディレイ部５０３、５０４、５０５は、係数部４０３、４０４、４０５から出力される補正信号を所定時間遅延させ、加算部３３２に出力するディレイ部処理を行う（図１４：ステップＳ８）。具体的には、ディレイ部５０３は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１２を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ４として加算部３３２に出力する。ディレイ部５０４は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３２を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ５として加算部３３２に出力する。ディレイ部５０５は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４２を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ６として加算部３３２に出力する。

【0054】

加算部３３２は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に、上述したオーディオ信号Ａ４、Ａ５、Ａ６を加算する加算部処理を行い（図１４：ステップＳ９）、スピーカＳＰ２に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ２として出力する。

【0055】

＜２−２−２：ＳＰ１が最も近い場合＞
ステップＳ１からステップＳ４までの処理は、視聴位置ＰｌｐがＳＰ２に最も近い場合と同様なので説明を省略する。制御部２１０は、ステップＳ４において、視聴位置Ｐｌｐが基準位置から移動していると判断した場合には（図１４：ステップＳ４；ＹＥＳ）、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を算出し、視聴位置Ｐｌｐに最も近い位置にあるスピーカを特定する。制御部２１０は、図７に示すようにスピーカＳＰ１が視聴位置Ｐｌｐに最も近い位置にあるスピーカと判断した場合には、制御部２１０は、メモリ２３０に記憶されたテーブルＴＢＬ１を参照して、選択する係数部を決定する。図４に示すテーブルＴＢＬ１において、スピーカＳＰ１が視聴位置Ｐｌｐに最も近い位置にあるスピーカである場合に選択する係数部は、係数部４００、４０１、４０２となる。

【0056】

係数部４００において用いられる係数はＫ４１、係数部４０１において用いられる係数はＫ３１、係数部４０２において用いられる係数はＫ２１であり、これらの係数を算出するための数式は、あらかじめメモリ２３０に記憶されている。

【0057】

（数１７）
Ｋ４１＝［１−（１／ｘ_４^２）］＊ｘ_１^２
Ｋ３１＝［１−（１／ｘ_３^２）］＊ｘ_１^２
Ｋ２１＝［１−（１／ｘ_２^２）］＊ｘ_１^２
但し、ｘ_４、ｘ_３、ｘ_２が１．０以下の場合には、
Ｋ４１＝［１−(１／（ｘ_４／ｘ_１)^２)］
Ｋ３１＝［１−(１／（ｘ_３／ｘ_１)^２)］
Ｋ２１＝［１−(１／（ｘ_２／ｘ_１)^２)］
となる。

【0058】

制御部２１０は、これらの係数を上記の各式により算出し（図１４：ステップＳ５）、係数部４００、４０１、４０２を選択する（図１４：ステップＳ６）。図３に示すように、係数部４００にはディレイ部５００が対応し、係数部４０１にはディレイ部５０１が対応し、係数部４０２にはディレイ部５０２が対応する。また、加算部としては加算部３３１が対応する。そこで、制御部２１０は、ディレイ部５００、ディレイ部５０１、ディレイ部５０２、及び、加算部３３１を選択する（図１３：ステップＳ６）。

【0059】

次に、制御部２１０は、上述のように算出した係数Ｋ４１、Ｋ３１、Ｋ２１を、係数部４００、４０１、４０２にそれぞれ受け渡し、係数部４００、４０１、４０２においては、入力オーディオ信号に係数Ｋ４１、Ｋ３１、Ｋ２１を掛けて補正信号をディレイ部に出力する係数部処理が行われる（図１４：ステップＳ７）。具体的には、係数部４００は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４１を掛けた補正信号をディレイ部５００に出力する。係数部４０１は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３１を掛けた補正信号をディレイ部５０１に出力する。係数部４０２は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２１を掛けた補正信号をディレイ部５０２に出力する。

【0060】

ディレイ部５００、５０１、５０２は、係数部４００、４０１、４０２から出力される補正信号を所定時間遅延させ、加算部３３１に出力するディレイ部処理を行う（図１４：ステップＳ８）。具体的には、ディレイ部５００は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４１を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ１として加算部３３１に出力する。ディレイ部５０１は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３１を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ２として加算部３３１に出力する。ディレイ部５０２は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２１を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ３として加算部３３１に出力する。

【0061】

加算部３３１は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に、上述したオーディオ信号Ａ１、Ａ２、Ａ３を加算する加算部処理を行い（図１４：ステップＳ９）、スピーカＳＰ１に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ１として出力する。

【0062】

＜２−２−３：ＳＰ４が最も近い場合＞
ステップＳ１からステップＳ４までの処理は、視聴位置ＰｌｐがＳＰ２に最も近い場合と同様なので説明を省略する。制御部２１０は、ステップＳ４において、視聴位置Ｐｌｐが基準位置から移動していると判断した場合には（図１４：ステップＳ４；ＹＥＳ）、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を算出し、視聴位置Ｐｌｐに最も近い位置にあるスピーカを特定する。制御部２１０は、図８に示すようにスピーカＳＰ４が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカであると判断した場合には、制御部２１０は、メモリ２３０に記憶されたテーブルＴＢＬ１を参照して、選択する係数器を決定する。図４に示すテーブルＴＢＬ１において、スピーカＳＰ４が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカである場合に選択する係数部は、係数部４０９、４１０、４１１となる。

【0063】

係数部４０９において用いられる係数はＫ１４、係数部４１０において用いられる係数はＫ２４、係数部４１１において用いられる係数はＫ３４であり、これらの係数を算出するための数式は、あらかじめメモリ２３０に記憶されている。

【0064】

（数１８）
Ｋ１４＝［１−（１／ｘ_１^２）］＊ｘ_４^２
Ｋ２４＝［１−（１／ｘ_２^２）］＊ｘ_４^２
Ｋ３４＝［１−（１／ｘ_３^２）］＊ｘ_４^２
但し、ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３が１．０以下の場合には、
Ｋ１４＝［１−(１／（ｘ_１／ｘ_４)^２)］
Ｋ２４＝［１−(１／（ｘ_２／ｘ_４)^２)］
Ｋ３４＝［１−(１／（ｘ_３／ｘ_４)^２)］
となる。

【0065】

制御部２１０は、これらの係数を上記の各式により算出し（図１４：ステップＳ５）、係数部４０９、４１０、４１１を選択する（図１４：ステップＳ６）。図３に示すように、係数部４０９にはディレイ部５０９が対応し、係数部４１０にはディレイ部５１０が対応し、係数部４１１にはディレイ部５１１が対応する。また、加算部としては加算部３３４が対応する。そこで、制御部２１０は、ディレイ部５０９、ディレイ部５１０、ディレイ部５１１、及び、加算部３３４を選択する（図１４：ステップＳ６）。

【0066】

次に、制御部２１０は、上述のように算出した係数Ｋ１４、Ｋ２４、Ｋ３４を、係数部４０９、４１０、４１１にそれぞれ受け渡し、係数部４０９、４１０、４１１においては、入力オーディオ信号に係数Ｋ１４、Ｋ２４、Ｋ３４を掛けて補正信号をディレイ部に出力する係数部処理が行われる（図１４：ステップＳ７）。具体的には、係数部４０９は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１４を掛けた補正信号をディレイ部５０９に出力する。係数部４１０は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２４を掛けた補正信号をディレイ部５１０に出力する。係数部４１１は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３４を掛けた補正信号をディレイ部５１１に出力する。

【0067】

ディレイ部５０９、５１０、５１１は、係数部４０９、４１０、４１１から出力される補正信号を所定時間遅延させ、加算部３３４に出力するディレイ部処理を行う（図１４：ステップＳ７）。具体的には、ディレイ部５０９は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１４を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ１０として加算部３３４に出力する。ディレイ部５１０は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２４を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ１１として加算部３３４に出力する。ディレイ部５１１は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３４を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ１２として加算部３３４に出力する。

【0068】

加算部３３４は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に、上述したオーディオ信号Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２を加算する加算部処理を行い（図１４：ステップＳ９）、スピーカＳＰ４に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ４として出力する。

【0069】

＜２−２−４：ＳＰ３が最も近い場合＞
ステップＳ１からステップＳ４までの処理は、視聴位置ＰｌｐがＳＰ２に最も近い場合と同様なので説明を省略する。制御部２１０は、ステップＳ４において、視聴位置Ｐｌｐが基準位置から移動していると判断した場合には（図１４：ステップＳ４；ＹＥＳ）、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を算出し、視聴位置Ｐｌｐに最も近い位置にあるスピーカを特定する。制御部２１０は、図９に示すようにスピーカＳＰ３が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカであると判断した場合には、制御部２１０は、メモリ２３０に記憶されたテーブルＴＢＬ１を参照して、選択する係数部を決定する。図４に示すテーブルＴＢＬ１において、スピーカＳＰ３が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカである場合に選択する係数部は、係数部４０６、４０７、４０８となる。

【0070】

係数部４０６において用いられる係数はＫ２３、係数部４０７において用いられる係数はＫ１３、係数部４０８において用いられる係数はＫ４３であり、これらの係数を算出するための数式は、あらかじめメモリ２３０に記憶されている。

【0071】

（数１９）
Ｋ２３＝［１−（１／ｘ_２^２）］＊ｘ_３^２
Ｋ１３＝［１−（１／ｘ_１^２）］＊ｘ_３^２
Ｋ４３＝［１−（１／ｘ_４^２）］＊ｘ_３^２
但し、ｘ_２、ｘ_１、ｘ_４が１．０以下の場合には、
Ｋ２３＝［１−(１／（ｘ_２／ｘ_３)^２)］
Ｋ１３＝［１−(１／（ｘ_１／ｘ_３)^２)］
Ｋ４３＝［１−(１／（ｘ_４／ｘ_３)^２)］
となる。

【0072】

制御部２１０は、これらの係数を上記の各式により算出し（図１４：ステップＳ５）、係数部４０６、４０７、４０８を選択する（図１４：ステップＳ６）。図３に示すように、係数部４０６にはディレイ部５０６が対応し、係数部４０７にはディレイ部５０７が対応し、係数部４０８にはディレイ部５０８が対応する。また、加算部としては加算部３３３が対応する。そこで、制御部２１０は、ディレイ部５０６、ディレイ部５０７、ディレイ部５０８、及び、加算部３３３を選択する（図１４：ステップＳ６）。

【0073】

次に、制御部２１０は、上述のように算出した係数Ｋ２３、Ｋ１３、Ｋ４３を、係数部４０６、４０７、４０８にそれぞれ受け渡し、係数部４０６、４０７、４０８においては、入力オーディオ信号に係数Ｋ２３、Ｋ１３、Ｋ４３を掛けて補正信号をディレイ部に出力する係数部処理が行われる（図１４：ステップＳ７）。具体的には、係数部４０６は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２３を掛けた補正信号をディレイ部５０６に出力する。係数部４０７は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１３を掛けた補正信号をディレイ部５０７に出力する。係数部４０８は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４３を掛けた補正信号をディレイ部５０８に出力する。

【0074】

ディレイ部５０６、５０７、５０８は、係数部４０６、４０７、４０８から出力される補正信号を所定時間遅延させ、加算部３３３に出力するディレイ部処理を行う（図１４：ステップＳ８）。具体的には、ディレイ部５０６は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２３を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ７として加算部３３３に出力する。ディレイ部５０７は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１３を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ８として加算部３３３に出力する。ディレイ部５０８は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４３を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ９として加算部３３３に出力する。

【0075】

加算部３３３は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に、上述したオーディオ信号Ａ７、Ａ８、Ａ９を加算する加算部処理を行い（図１４：ステップＳ９）、スピーカＳＰ３に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ３として出力する。

【0076】

＜２−２−５：Ｙ軸上の正の位置＞
ステップＳ１からステップＳ４までの処理は、視聴位置ＰｌｐがＳＰ２に最も近い場合と同様なので説明を省略する。制御部２１０は、ステップＳ４において、視聴位置Ｐｌｐが基準位置から移動していると判断した場合には（図１４：ステップＳ４；ＹＥＳ）、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を算出し、視聴位置Ｐｌｐに最も近い位置にあるスピーカを特定する。制御部２１０は、図１０に示すようにスピーカＳＰ１とスピーカＳＰ２が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカであると判断した場合には、制御部２１０は、メモリ２３０に記憶されたテーブルＴＢＬ１を参照して、選択する係数部を決定する。図４に示すテーブルＴＢＬ１において、スピーカＳＰ１とスピーカＳＰ２が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカである場合に選択する係数部は、係数部４００、４０４となる。

【0077】

係数部４００において用いられる係数は上述したようにＫ４１であり、係数部４０４において用いられる係数は上述したようにＫ３２である。

【0078】

制御部２１０は、これらの係数を上記の各式により算出し（図１４：ステップＳ５）、係数部４００、４０４を選択する（図１４：ステップＳ６）。図３に示すように、係数部４００にはディレイ部５００が対応し、係数部４０４にはディレイ部５０４が対応する。また、加算部としては加算部３３１と加算部３３２が対応する。そこで、制御部２１０は、ディレイ部５００、ディレイ部５０４、加算部３３１、及び加算部３３２を選択する（図１４：ステップＳ６）。

【0079】

次に、制御部２１０は、上述のように算出した係数Ｋ４１、Ｋ３２を、係数部４００、４０４にそれぞれ受け渡し、係数部４００、４０４においては、入力オーディオ信号に係数Ｋ４１、Ｋ３２を掛けて補正信号をディレイ部に出力する係数部処理が行われる（図１４：ステップＳ７）。具体的には、係数部４００は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４１を掛けた補正信号をディレイ部５００に出力する。係数部４０４は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３２を掛けた補正信号をディレイ部５０４に出力する。

【0080】

ディレイ部５００、５０４は、係数部４００、４０４から出力される補正信号を所定時間遅延させ、加算部３３１、３３２に出力するディレイ部処理を行う（図１４：ステップＳ８）。具体的には、ディレイ部５００は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４１を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ１として加算部３３１に出力する。ディレイ部５０４は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３２を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ５として加算部３３２に出力する。

【0081】

加算部３３１は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に、上述したオーディオ信号Ａ１を加算する加算部処理を行い（図１４：ステップＳ９）、スピーカＳＰ１に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ１として出力する。加算部３３２は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に、上述したオーディオ信号Ａ５を加算する加算部処理を行い（図１４：ステップＳ９）、スピーカＳＰ２に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ２として出力する。

【0082】

＜２−２−６：Ｙ軸上の負の位置＞
ステップＳ１からステップＳ４までの処理は、視聴位置ＰｌｐがＳＰ２に最も近い場合と同様なので説明を省略する。制御部２１０は、ステップＳ４において、視聴位置Ｐｌｐが基準位置から移動していると判断した場合には（図１４：ステップＳ４；ＹＥＳ）、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を算出し、視聴位置Ｐｌｐに最も近い位置にあるスピーカを特定する。制御部２１０は、図１１に示すようにスピーカＳＰ４とスピーカＳＰ３が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカであると判断した場合には、制御部２１０は、メモリ２３０に記憶されたテーブルＴＢＬ１を参照して、選択する係数部を決定する。図４に示すテーブルＴＢＬ１において、スピーカＳＰ４とスピーカＳＰ３が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカである場合に選択する係数部は、係数部４０６、４０９となる。

【0083】

係数部４０６において用いられる係数は上述したようにＫ２３であり、係数部４０９において用いられる係数は上述したようにＫ１４である。

【0084】

制御部２１０は、これらの係数を上記の各式により算出し（図１４：ステップＳ５）、係数部４０６、４０９を選択する（図１４：ステップＳ６）。図３に示すように、係数部４０６にはディレイ部５０６が対応し、係数部４０９にはディレイ部５０９が対応する。また、加算部としては加算部３３３と加算部３３４が対応する。そこで、制御部２１０は、ディレイ部５０６、ディレイ部５０９、加算部３３３、及び加算部３３４を選択する（図１４：ステップＳ６）。

【0085】

次に、制御部２１０は、上述のように算出した係数Ｋ２３、Ｋ１４を、係数部４０６、４０９にそれぞれ受け渡し、係数部４０６、４０９においては、入力オーディオ信号に係数Ｋ２３、Ｋ１４を掛けて補正信号をディレイ部に出力する係数部処理が行われる（図１４：ステップＳ７）。具体的には、係数部４０６は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２３を掛けた補正信号をディレイ部５０６に出力する。係数部４０９は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１４を掛けた補正信号をディレイ部５０９に出力する。

【0086】

ディレイ部５０６、５０９は、係数部４０６、４０９から出力される補正信号を所定時間遅延させ、加算部３３３、３３４に出力するディレイ部処理を行う（図１４：ステップＳ８）。具体的には、ディレイ部５０６は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２３を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ７として加算部３３３に出力する。ディレイ部５０９は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１４を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ１０として加算部３３４に出力する。

【0087】

加算部３３３は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に、上述したオーディオ信号Ａ７を加算する加算部処理を行い（図１４：ステップＳ９）、スピーカＳＰ３に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ３として出力する。加算部３３４は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に、上述したオーディオ信号Ａ１０を加算する加算部処理を行い（図１３：ステップＳ６）、スピーカＳＰ４に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ４として出力する。

【0088】

＜２−２−７：Ｘ軸上の負の位置＞
ステップＳ１からステップＳ４までの処理は、視聴位置ＰｌｐがＳＰ２に最も近い場合と同様なので説明を省略する。制御部２１０は、ステップＳ４において、視聴位置Ｐｌｐが基準位置から移動していると判断した場合には（図１４：ステップＳ４；ＹＥＳ）、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を算出し、視聴位置Ｐｌｐに最も近い位置にあるスピーカを特定する。制御部２１０は、図１２に示すようにスピーカＳＰ１とスピーカＳＰ４が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカであると判断した場合には、制御部２１０は、メモリ２３０に記憶されたテーブルＴＢＬ１を参照して、選択する係数部を決定する。図４に示すテーブルＴＢＬ１において、スピーカＳＰ１とスピーカＳＰ４が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカである場合に選択する係数部は、係数部４０２、４１１となる。

【0089】

係数部４０２において用いられる係数は上述したようにＫ２１であり、係数器４１１において用いられる係数は上述したようにＫ３４である。

【0090】

制御部２１０は、これらの係数を上記の各式により算出し（図１４：ステップＳ５）、係数部４０２、４１１を選択する（図１４：ステップＳ６）。図３に示すように、係数部４０２にはディレイ部５０２が対応し、係数部４１１にはディレイ部５１１が対応する。また、加算部としては加算部３３１と加算部３３４が対応する。そこで、制御部２１０は、ディレイ部５０２、ディレイ部５１１、加算部３３１、及び加算部３３４を選択する（図１４：ステップＳ６）。

【0091】

次に、制御部２１０は、上述のように算出した係数Ｋ２１、Ｋ３４を、係数部４０２、４１１にそれぞれ受け渡し、係数部４０２、４１１においては、入力オーディオ信号に係数Ｋ２１、Ｋ３４を掛けて補正信号をディレイ部に出力する係数部処理が行われる（図１４：ステップＳ７）。具体的には、係数部４０２は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２１を掛けた補正信号をディレイ部５０２に出力する。係数部４１１は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３４を掛けた補正信号をディレイ部５１１に出力する。

【0092】

ディレイ部５０２、５１１は、係数部４０２、４１１から出力される補正信号を所定時間遅延させ、加算部３３１、３３４に出力するディレイ部処理を行う（図１４：ステップＳ８）。具体的には、ディレイ部５０２は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に係数Ｋ２１を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ３として加算部３３１に出力する。ディレイ部５１１は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３４を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ１２として加算部３３４に出力する。

【0093】

加算部３３１は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に、上述したオーディオ信号Ａ３を加算する加算部処理を行い（図１４：ステップＳ９）、スピーカＳＰ１に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ１として出力する。加算部３３４は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に、上述したオーディオ信号Ａ１２を加算する加算部処理を行い（図１４：ステップＳ９）、スピーカＳＰ４に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ４として出力する。

【0094】

＜２−２−８：Ｘ軸上の正の位置＞
ステップＳ１からステップＳ４までの処理は、視聴位置ＰｌｐがＳＰ２に最も近い場合と同様なので説明を省略する。制御部２１０は、ステップＳ４において、視聴位置Ｐｌｐが基準位置から移動していると判断した場合には（図１４：ステップＳ４；ＹＥＳ）、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離を算出し、視聴位置Ｐｌｐに最も近い位置にあるスピーカを特定する。制御部２１０は、図１３に示すようにスピーカＳＰ２とスピーカＳＰ３が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカであると判断した場合には、制御部２１０は、メモリ２３０に記憶されたテーブルＴＢＬ１を参照して、選択する係数部を決定する。図４に示すテーブルＴＢＬ１において、スピーカＳＰ２とスピーカＳＰ３が視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカである場合に選択する係数部は、係数部４０３、４０８となる。

【0095】

係数部４０３において用いられる係数は上述したようにＫ１２であり、係数部４０８において用いられる係数は上述したようにＫ４３である。

【0096】

制御部２１０は、これらの係数を上記の各式により算出し（図１４：ステップＳ５）、係数部４０３、４０８を選択する（図１３：ステップＳ３）。図３に示すように、係数部４０３にはディレイ部５０３が対応し、係数部４０８にはディレイ部５０８が対応する。また、加算部としては加算部３３２と加算部３３３が対応する。そこで、制御部２１０は、ディレイ部５０３、ディレイ部５０８、加算部３３２、及び加算部３３３を選択する（図１４：ステップＳ６）。

【0097】

次に、制御部２１０は、上述のように算出した係数Ｋ１２、Ｋ４３を、係数部４０３、４０８にそれぞれ受け渡し、係数部４０３、４０８においては、入力オーディオ信号に係数Ｋ１２、Ｋ４３を掛けて補正信号をディレイ部に出力する係数部処理が行われる（図１４：ステップＳ７）。具体的には、係数部４０３は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１２を掛けた補正信号をディレイ部５０３に出力する。係数部４０８は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４３を掛けた補正信号をディレイ部５０８に出力する。

【0098】

ディレイ部５０３、５０８は、係数部４０３、４０８から出力される補正信号を所定時間遅延させ、加算部３３２、３３３に出力するディレイ部処理を行う（図１４：ステップＳ８）。具体的には、ディレイ部５０３は、スピーカＳＰ１への入力オーディオ信号ＩＮ１に係数Ｋ１２を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ４として加算部３３２に出力する。ディレイ部５０８は、スピーカＳＰ４への入力オーディオ信号ＩＮ４に係数Ｋ４３を掛けた補正信号を所定時間遅延させ、オーディオ信号Ａ９として加算部３３３に出力する。

【0099】

加算部３３２は、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に、上述したオーディオ信号Ａ４を加算する加算部処理を行い（図１４：ステップＳ９）、スピーカＳＰ２に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ２として出力する。加算部３３３は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に、上述したオーディオ信号Ａ９を加算する加算部処理を行い（図１４：ステップＳ９）、スピーカＳＰ３に供給する出力オーディオ信号ＯＵＴ３として出力する。

【0100】

＜２−３：ハース効果処理＞
本実施形態は、全体の音量レベルが所定レベルより低くなり、かつ、各スピーカから視聴位置Ｐｌｐまでの距離が異なる場合、つまり、視聴位置Ｐｌｐが基準位置Ｐｒｅｆから移動した位置にある場合には、視聴位置Ｐｌｐまでの距離が、基準位置Ｐｒｅｆからの距離よりも長くなった各スピーカの出力信号を、視聴位置Ｐｌｐに最も近いスピーカから出力する。したがって、例えば図６の場合には、本来はリアスピーカであるスピーカＳＰ３から出力される信号が、フロントスピーカＳＰ２からも出力されるので、あらかじめ設定された音響効果とは異なる可能性がある。そこで、本実施形態では、先行音効果であるハース効果を利用して、音量の不足分を補う信号として出力される補正信号を、ディレイ部５００〜５１１を用いて所定時間だけ遅延させる。

【0101】

例えば図６の場合には、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３に、係数部４０４により係数Ｋ３２を掛ける際、ディレイ部５０４によりこの信号を１０〜２０ｍｓ遅延させて、オーディオ信号Ａ５として加算部３３２に出力する。その結果、スピーカＳＰ２への入力オーディオ信号ＩＮ２に、上述したオーディオ信号Ａ５が加算され、スピーカＳＰ２からの出力オーディオ信号ＯＵＴ２として出力されるが、加算されたオーディオ信号Ａ５は、スピーカＳＰ３から出力される信号よりも１０〜２０ｍｓ遅れてスピーカＳＰ２から出力される。つまり、スピーカＳＰ３から出力される信号は、スピーカＳＰ２から出力される加算されたオーディオ信号Ａ５よりも１０〜２０ｍｓ早く出力されることになる。スピーカＳＰ３から出力される信号は、スピーカＳＰ３への入力オーディオ信号ＩＮ３がそのまま出力される出力オーディオ信号ＯＵＴ３であり、オーディオ信号Ａ５は、入力オーディオ信号ＩＮ３に係数Ｋ３２を掛けた信号である。つまり、どちらの信号も、ソースを入力オーディオ信号ＩＮ３とする信号であり、このようにソースが共通の信号を、一方のスピーカでは他方のスピーカよりも所定時間だけ早く出力すると、視聴者は、当該信号が当該一方のスピーカから出力されているように感じる。本実施形態では、このようなハース効果を利用して、本来出力されるスピーカとは異なるスピーカから出力される場合でも、本来出力されるスピーカから出力されたように感じさせるように構成している。

【0102】

本実施形態では、図３に示すように、係数部４００〜４１１とディレイ部５００〜５１１は一対に設けられており、制御部２１０が上述のように何れかの係数部を選択する場合には、制御部２１０は、当該選択した係数部と一対になっているディレイ部を選択するようになっている。また、本実施形態では、ディレイ部による遅延時間として１０〜２０ｍｓ程度を採用している。これは、これ以上の遅延差があると、別の音源に聞こえてしまうためである。

【0103】

以上のように、本実施形態によれば、全体の音量レベルが所定レベルよりも低くなり、かつ、スピーカから視聴位置までの距離が所定距離よりも長くなった場合であっても、バランスの取れた音響効果を得ることができる。

【0104】

＜変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる各種の変形が可能である。また、各変形例と上述した実施形態は適宜組み合わせることができる。

【0105】

（１）上述した実施形態では、視聴位置に対する各スピーカからの距離を取得して、視聴位置に最も近いスピーカーを判断する例について説明したが、視聴位置の座標を取得して、視聴位置に最も近いスピーカーを判断するようにしてもよい。

【0106】

（２）上述した各実施形態では、リスニングルームの形状が正方形である場合について説明したが、本発明はこのような例に限定されるものではなく、例えば、リスニングルームの形状は長方形であってもよい。また、リスニングルームの形状は、台形、あるいは非対称の形状であってもよい。この場合には、所定の位置を視聴位置の基準位置として設定し、当該基準位置において各スピーカからの音量が所望のバランスとなるように各スピーカからの出力オーディオ信号の音量を設定する。そして、この設定した音量を、各スピーカの基準の音量として、実際の視聴位置が基準位置から変位した場合の各係数部の係数を算出するようにすればよい。

【符号の説明】

【0107】

１Ａ…オーディオ信号処理システム、１０…端末装置、２０…オーディオ信号処理装置、２１０…制御部、２２０…通信インターフェース、２３０…メモリ、２４０…外部インターフェース、２５０，２６０…処理ユニット、４００，４０１，４０２，４０３，４０４，４０５，４０６，４０７，４０８，４０９，４１０，４１１…係数部、５００，５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，５０６，５０７，５０８，５０９，５１０，５１１…ディレイ部、３３１，３３２，３３３，３３４…加算部、ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ４，ＳＰ５…スピーカ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】