特許 7065801 音響信号の合成装置及びプログラム

(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】

(24)【登録日】2022-04-28

(45)【発行日】2022-05-12

(54)【発明の名称】音響信号の合成装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04S 7/00 20060101AFI20220502BHJP

【ＦＩ】

H04S7/00 300

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019040533

(22)【出願日】2019-03-06

(65)【公開番号】P2020145577

(43)【公開日】2020-09-10

【審査請求日】2020-12-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】特許業務法人大塚国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100130409

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 治

(74)【代理人】

【識別番号】100134175

【弁理士】

【氏名又は名称】永川 行光

(74)【代理人】

【識別番号】100131886

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 隆志

(74)【代理人】

【識別番号】100170667

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 浩次

(72)【発明者】

【氏名】堀内 俊治

【審査官】堀 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１６９３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１８９４５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２７０４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０２９８６１０（ＵＳ，Ａ１）

(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】

Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の音場に対応するＭ個のセットであって、前記Ｍ個のセットの各セットは対応する音場を再現するための第１音響信号から第Ｎ音響信号（Ｎは３以上の整数）を含む、前記Ｍ個のセットに基づき、第１スピーカから第Ｎスピーカを駆動するための第１駆動信号から第Ｎ駆動信号を出力する合成装置であって、
前記第１スピーカから前記第Ｎスピーカの内の互いに隣接して配置される２つのスピーカは、第１スピーカ組から第（Ｎ－１）スピーカ組の（Ｎ－１）個のスピーカ組にグループ化され、第ｎスピーカ組（ｎは１～Ｎ－１までの整数）は、第ｎスピーカ及び第（ｎ＋１）スピーカを含み、
各セットの前記第１音響信号から前記第Ｎ音響信号は、第１音響信号組から第（Ｎ－１）音響信号組の（Ｎ－１）個の音響信号組にグループ化され、第ｋ音響信号組（ｋは１からＮ－１までの整数）は、第ｋ音響信号及び第（ｋ＋１）音響信号を含み、
前記合成装置は、
前記Ｍ個の音場それぞれの拡縮率及びシフト量に基づき、合計（Ｎ－１）×Ｍ個の第ｘ音響信号組（ｘは１～（Ｎ－１）×Ｍまでの整数）それぞれについて、対応するスピーカ組と、拡縮係数及びシフト係数と、を判定する判定手段と、
前記第ｘ音響信号組それぞれについて、前記判定手段が判定した前記拡縮係数及び前記シフト係数に基づき、前記第ｘ音響信号組に対応する第ｙスピーカ組（ｙは１からＮ－１までの整数）の第ｙスピーカに対応する第ｙ中間信号と、第（ｙ＋１）スピーカに対応する第（ｙ＋１）中間信号を出力する処理手段と、
前記第ｘ音響信号組それぞれについて前記処理手段が出力する第ｚ中間信号（ｚは１からＮまでの整数）を加算して、第ｚスピーカを駆動するための第ｚ駆動信号を生成する合成手段と、
を備えていることを特徴とする合成装置。

【請求項2】

請求項１に記載の合成装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の音場に対応する音響信号の合成技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、２つのマイクにより収音した音響信号を音場の伸縮率に基づき処理することで音場の範囲を調整する構成を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３９０５３６４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、特許文献１は、異なる場所又は時間、つまり、異なる音場で集音した複数の音響信号を合成して、異なる音場にある音源それぞれが同じ音場に存在していた様に再生する方法を開示してはいない。

【0005】

本発明は、異なる音場に対応する音響信号を合成する技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様によると、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の音場に対応するＭ個のセットであって、前記Ｍ個のセットの各セットは対応する音場を再現するための第１音響信号から第Ｎ音響信号（Ｎは３以上の整数）を含む、前記Ｍ個のセットに基づき、第１スピーカから第Ｎスピーカを駆動するための第１駆動信号から第Ｎ駆動信号を出力する合成装置であって、前記第１スピーカから前記第Ｎスピーカの内の互いに隣接して配置される２つのスピーカは、第１スピーカ組から第（Ｎ－１）スピーカ組の（Ｎ－１）個のスピーカ組にグループ化され、第ｎスピーカ組（ｎは１～Ｎ－１までの整数）は、第ｎスピーカ及び第（ｎ＋１）スピーカを含み、各セットの前記第１音響信号から前記第Ｎ音響信号は、第１音響信号組から第（Ｎ－１）音響信号組の（Ｎ－１）個の音響信号組にグループ化され、第ｋ音響信号組（ｋは１からＮ－１までの整数）は、第ｋ音響信号及び第（ｋ＋１）音響信号を含む前記合成装置は、前記Ｍ個の音場それぞれの拡縮率及びシフト量に基づき、合計（Ｎ－１）×Ｍ個の第ｘ音響信号組（ｘは１～（Ｎ－１）×Ｍまでの整数）それぞれについて、対応するスピーカ組と、拡縮係数及びシフト係数と、を判定する判定手段と、前記第ｘ音響信号組それぞれについて、前記判定手段が判定した前記拡縮係数及び前記シフト係数に基づき、前記第ｘ音響信号組に対応する第ｙスピーカ組（ｙは１からＮ－１までの整数）の第ｙスピーカに対応する第ｙ中間信号と、第（ｙ＋１）スピーカに対応する第（ｙ＋１）中間信号を出力する処理手段と、前記第ｘ音響信号組それぞれについて前記処理手段が出力する第ｚ中間信号（ｚは１からＮまでの整数）を加算して、第ｚスピーカを駆動するための第ｚ駆動信号を生成する合成手段と、を備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によると、異なる音場に対応する音響信号を合成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】２つの異なる音場の説明図。

【図2】一実施形態による合成装置により再生される音場の説明図。

【図3】一実施形態による合成装置の構成図。

【図4】Ｍ個の異なる音場の説明図。

【図5】Ｍ個の音場のうちの１つの音場のサブ音場への分割の説明図。

【図6】Ｍ個の音場のうちの１つの音場とスピーカ組との対応関係例を示す図。

【図7】１つのサブ音場のシフト率の説明図。

【図8】一実施形態による合成装置の構成図。

【図9】一実施形態による合成装置の構成図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。さらに、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

【0010】

＜第一実施形態＞
図１（Ａ）は、音響信号＃１－１及び音響信号＃１－２のセットにより再生される音場を示し、図１（Ｂ）は、音響信号＃２－１及び音響信号＃２－２のセットにより再生される音場を示している。図１（Ａ）によると、音響信号＃１－１でスピーカ（ＳＰ）＃１を駆動し、音響信号＃１－２でＳＰ＃２を駆動すると、音源Ｓ＃１、音源Ｓ＃２及び音源Ｓ＃３を含む音場＃１が再現されている。また、図１（Ｂ）によると、音響信号＃２－１でＳＰ＃１を駆動し、音響信号＃２－２でＳＰ＃２を駆動すると、音源Ｓ＃４及び音源Ｓ＃５を含む音場＃２が再現されている。なお、音場＃１における音源Ｓ＃１の位置と、音場＃２における音源Ｓ＃４の位置は同じであり、音場＃１における音源Ｓ＃３の位置と、音場＃２における音源Ｓ＃５の位置は同じである。

【0011】

ここで、音響信号＃１－１と音響信号＃２－１を合成（加算）した音響信号でＳＰ＃１を駆動し、音響信号＃１－２と音響信号＃２－２を合成した音響信号でＳＰ＃２を駆動すると、音場＃１及び音場＃２を合成した音場が再現される。このとき、音源Ｓ＃１と音源Ｓ＃４が同じ位置に存在し、音源Ｓ＃３と音源Ｓ＃５が同じ位置に存在する様に音場が再現されてしまう。本実施形態では、音響信号＃１－１、音響信号＃１－２、音響信号＃２－１及び音響信号＃２－２に基づき駆動信号＃１及び駆動信号＃２を生成する。そして、図２に示す様に、ＳＰ＃１を駆動信号＃１で駆動し、ＳＰ＃２を駆動信号＃２で駆動することで、各音源の位置を異ならせた音場を再現する。なお、図２に示す様に、駆動信号＃１及び駆動信号＃２で再現される音場に含まれる音場＃１及び音場＃２の範囲は、それぞれ、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）と比較して、ｐ１倍及びｐ２倍になる。なお、図２の例において、ｐ１及びｐ２は、０より大きく、かつ、１未満の値である。また、図２の例において、音場＃１の中心位置は、ＳＰ＃１とＳＰ＃２の中心位置から距離ｓ１×Ｌだけ左方向にシフトしている。さらに、音場＃２の中心位置は、ＳＰ＃１とＳＰ＃２の中心位置から距離ｓ２×Ｌだけ右方向にシフトしている。

【0012】

なお、音場の範囲を拡大することもでき、この場合、ｐ１及びｐ２は、１より大きく、かつ、２より小さい数とすることができる。以下、ｐ１及びｐ２を音場の拡縮率と呼び、ｓ１及びｓ２を、音場のシフト率と呼ぶものとする。なお、ｐ１及びｓ１は、それぞれ、音場＃１の拡縮率及びシフト率であり、ｐ２及びｓ２は、それぞれ、音場＃２の拡縮率及びシフト率である。

【0013】

図３は、本実施形態による合成装置の構成図である。音響信号の第１セットである音響信号＃１－１及び音響信号＃１－２は、処理部＃１に入力され、音響信号の第２セットである音響信号＃２－１及び音響信号＃２－２は、処理部＃２に入力される。なお、音響信号の第１セットは、音場＃１を再現するものであり、音響信号の第２セットは、音場＃２を再現するものである。また、係数判定部には、音場＃１の拡縮率ｐ１及びシフト率ｓ１と、音場＃２の拡縮率ｐ２及びシフト率ｓ２がユーザにより入力される。係数判定部は、音場＃１の拡縮率ｐ１に基づき、後述する拡縮係数κ１を判定し、音場＃１のシフト率ｓ１に基づき、後述するシフト係数τ１を判定して処理部＃１に出力する。また、係数判定部は、音場＃２の拡縮率ｐ２に基づき、後述する拡縮係数κ２を判定し、音場＃２のシフト率ｓ２に基づき、後述するシフト係数τ２を判定して処理部＃２に出力する。

【0014】

処理部＃１は、音場＃１の拡縮係数κ１及びシフト係数τ１に基づき音響信号＃１－１及び音響信号＃１－２を処理して、中間信号＃１－１及び中間信号＃１－２を出力する。同様に、処理部＃２は、音場＃２の拡縮係数κ２及びシフト係数τ２に基づき音響信号＃２－１及び音響信号＃２－２を処理して、中間信号＃２－１及び中間信号＃２－２を出力する。合成部＃１は、中間信号＃１－１と中間信号＃２－１とを加算して駆動信号＃１を出力する。合成部＃２は、中間信号＃１－２と中間信号＃２－２とを加算して駆動信号＃２を出力する。図２に示す様に、駆動信号＃１及び駆動信号＃２は、それぞれ、ＳＰ＃１及びＳＰ＃２を駆動するための信号である。

【0015】

処理部＃１及び処理部＃２での処理は同様であるため、以下では、纏めて処理部での処理として説明する。なお、処理部には、音響信号Ａ及びＢが入力され、音響信号Ａ及びＢに基づき中間信号Ｌ及びＲを出力するものとする。なお、音響信号Ａは、音響信号＃１－１、＃２－１に対応し、音響信号Ｂは、音響信号＃１－２、＃２－２に対応する。また、中間信号Ｌは、中間信号＃１－１、＃２－１に対応し、中間信号Ｒは、中間信号＃１－２、＃２－２に対応する。また、係数判定部から処理部に入力された拡縮係数をκとし、係数判定部から処理部に入力されたシフト係数をτとする。

【0016】

処理部は、音響信号Ａ及び音響信号Ｂを所定の時間区間毎に離散フーリエ変換する。以下では、音響信号Ａ及び音響信号Ｂを離散フーリエ変換した周波数領域の信号を、それぞれ、信号Ａ及び信号Ｂとする。処理部は、以下の式（１）により信号Ａ及び信号Ｂから周波数領域の信号Ｒ及び信号Ｌを生成する。なお、式（１）で示す処理は、信号Ａ及び信号Ｂそれぞれの各周波成分（ビン）に対して個別に行われる。そして、処理部は、周波数領域の信号Ｒ及び信号Ｌを離散逆フーリエ変換して、中間信号Ｒと中間信号Ｌを出力する。

【0017】

【数1】

【0018】

式（１）において、ｆは処理対象の周波数（ビン）であり、φは２つの音響信号Ａ及び音響信号Ｂの偏角の主値である。したがって、式（１）においてｆ及びφは処理対象の信号Ａ及びＢに応じて決まる値である。また、上述した様に、拡縮係数κ及びシフト係数τは、係数判定部から通知される値である。以下、拡縮係数κ及びシフト係数τの技術的な意味について説明する。

【0019】

拡縮係数κは、音場の範囲の拡縮率を決定し、０以上２以下の値である。なお、拡縮係数κが１より小さいと、音場の範囲は縮小され、拡縮係数κが１より大きいと音場の範囲は拡大される。シフト係数τは、音場の範囲のシフト量を決定する。なお、シフトする方向は、シフト係数τの正負で決まり、シフトする量は、シフト係数τの絶対値の大きさにより決定される。

【0020】

例えば、中間信号＃１－１及び中間信号＃１－２で、ＳＰ＃１及びＳＰ＃２を駆動すると、図２に示す音場＃１が再現され、中間信号＃２－１及び中間信号＃２－２で、ＳＰ＃１及びＳＰ＃２を駆動すると、図２に示す音場＃２が再現される。本実施形態では、中間信号＃１－１及び中間信号＃２－１を合成部＃１で加算して駆動信号＃１を生成し、中間信号＃１－２及び中間信号＃２－２を合成部＃２で加算して駆動信号＃２を生成する。したがって、駆動信号＃１及び駆動信号＃２で、ＳＰ＃１及びＳＰ＃２を駆動すると、図２に示す音場＃１及び音場＃２を含む音場が再現される。

【0021】

なお、図２では、音場＃１及び音場＃２が重複しない様にしていたが、音場＃１及び音場＃２を重複させても良い。また、本実施形態では、音場＃１及び音場＃２を、それぞれ、元の音響信号で再現される音場より縮小させていたが、拡大させても良い。また、本実施形態では、２つの異なる音場を合成していたが、３つ以上の異なる音場を合成することもできる。この場合、処理部は、音場に応じて設けられる。また、係数判定部には、音場ごとの拡縮率及びシフト率が入力される。これにより、ユーザの操作に応じて、異なる音場の音源を様々な位置に配置することができる。

【0022】

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態においては、合成対象の音場に対応する音響信号のセットは、それぞれ、２つのスピーカを駆動する２つの音響信号を含むものであった。本実施形態において、音響信号の各セットは、それぞれ、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）のスピーカ（ＳＰ）＃１～ＳＰ＃Ｎを駆動するＮ個の音響信号を含むものとする。また、合成対象の音場を、音場＃１～音場＃Ｍ（Ｍは２以上の整数）の計Ｍ個とする。したがって、音響信号のセット数も、音場の数と同じＭ個になる。なお、ＳＰ＃１～ＳＰ＃Ｎの内、ＳＰ＃ｎ（ｎは、１～Ｎ－１までの整数）とＳＰ＃（ｎ＋１）は互いに隣接して配置されるものとする。本実施形態では、互いに隣接して配置される２つのスピーカを１つのスピーカ組とする。したがって、Ｎ個のスピーカにより（Ｎ－１）個のスピーカ組が形成される。以下では、ＳＰ＃ｎとＳＰ＃（ｎ＋１）で構成されるスピーカ組をスピーカ組＃ｎと表記する。また、合成装置は、各スピーカ組の２つのスピーカ間の距離を示す距離情報を保持しているものとする。以下では、スピーカ組の２つのスピーカ間の距離を"スピーカ組の距離"と表現する。なお、各スピーカ組の距離が総て同じ場合、合成装置に距離情報を保持させる必要はない。

【0023】

図４は、音響信号のＭ個のセットそれぞれに含まれるＮ個の音響信号をＮ個のスピーカに入力した際に再現される音場を示している。なお、第１セットにより音場＃１が再現され、第２セットにより音場＃２が再現される。第３セット～第Ｍセットと、再現される音場との関係も同様である。また、第１セットは、音響信号＃１－１～＃１－Ｎの計Ｎ個の音響信号を含み、図４に示す音場＃１は、音響信号＃１－１～＃１－Ｎを、それぞれ、ＳＰ＃１～ＳＰ＃Ｎに入力したときに再現される。他のセットについても同様である。

【0024】

図５は、音場＃ｍ（ｍは１からＭまでの整数）を（Ｎ－１）個に分割したサブ音場＃ｍ－１～＃ｍ－（Ｎ－１）を示している。音場＃ｍは、距離情報に基づき分割される。具体的には、サブ音場＃ｍ－１～＃ｍ－（Ｎ－１）それぞれの範囲の比は、スピーカ組＃１～スピーカ組＃（Ｎ－１）の距離の比に等しい。また、本実施形態では、音響信号＃ｍ－ｋ（ｋは、１～Ｎ－１までの整数）と音響信号＃ｍ－（ｋ＋１）を、１つの音響信号組と定義する。よって、各セットについて、（Ｎ－１）個の音響信号組が定義される。以下の説明において、音響信号＃ｍ－ｋと音響信号＃ｍ－（ｋ＋１）を含む音響信号組を、音場＃ｍの音響信号組＃ｋと表記する。なお、音場＃ｍの音響信号組＃ｋは、サブ音場＃ｍ－ｋに関連付けられる。

【0025】

本実施形態においても、ユーザは、音場＃１～音場＃Ｍそれぞれの拡縮率及びシフト率を合成装置に入力する。図６は、音場＃ｍがｐ倍され、かつ、入力されたシフト率により、音場＃ｍが、スピーカＳＰ＃ｑ－１からスピーカＳＰ＃ｑ＋１の配置位置の範囲内となった状態を示している。

【0026】

合成装置は、音場＃ｍの拡縮率及びシフト率に基づき、音場＃ｍを構成する複数のサブ音場＃ｍ－１～＃ｍ－（Ｎ－１）それぞれについて、どのスピーカ組に対応するかを判定する。例えば、図７に示す様に、サブ音場＃ｍ－ｋの範囲が、スピーカ組＃ｑの範囲内になると、サブ音場＃ｍ－ｋは、スピーカ組＃ｑに対応すると判定する。なお、サブ音場＃ｍ－ｋの範囲が、スピーカ組＃（ｑ－１）の範囲とスピーカ組＃ｑの範囲に跨る場合、スピーカ組＃（ｑ－１）の範囲とスピーカ組＃ｑの範囲の内、サブ音場＃ｍ－ｋの範囲との重複領域がより長い方のスピーカ組に対応していると判定する。合成装置は、Ｍ個のセットそれぞれに含まれる（Ｎ－１）個のサブ音場、つまり、合計Ｍ×（Ｎ－１）個のサブ音場それぞれについて、どのスピーカ組に対応するかを判定する。

【0027】

また、合成装置は、サブ音場＃ｍ－ｋがスピーカ組＃ｑに対応していると判定すると、対応するスピーカ組＃ｑにおけるサブ音場＃ｍ－ｋのシフト率ｓも判定する。スピーカ組＃ｑにおけるサブ音場＃ｍ－ｋのシフト率ｓ（図７参照）は、音場＃ｍの拡縮率及びシフト率と、距離情報に基づき判定することができる。合成装置は、音場＃ｍの拡縮率に基づき、サブ音場＃ｍ－ｋの拡縮係数κを判定し、サブ音場＃ｍ－ｋのシフト率ｓに基づき、サブ音場＃ｍ－ｋのシフト係数τを判定する。そして、合成装置は、サブ音場＃ｍ－ｋに関連付けられた第ｍセットの音響信号組＃ｋに含まれる２つの音響信号＃ｋ及び音響信号＃（ｋ＋１）を、上記サブ音場＃ｍ－ｋの拡縮係数κ及びシフト係数τを使用して式（１）に基づき処理し、中間信号＃ｑ及び中間信号＃（ｑ＋１）を出力する。なお、中間信号＃ｑは、ＳＰ＃ｑに対応する信号であり、中間信号＃（ｑ＋１）は、ＳＰ＃（ｑ＋１）に対応する信号である。

【0028】

この様に、合成装置は、合計Ｍ×（Ｎ－１）個のサブ音場それぞれについて、どのスピーカ組に対応するかを判定する。例えば、合計Ｍ×（Ｎ－１）個のサブ音場を、サブ音場＃ｘ（ｘは、１から（Ｎ－１）×Ｍまでの整数）として表現する。サブ音場＃ｘは、それぞれ、関連付けられた音響信号組＃ｘを有するため、サブ音場＃ｘに対応するスピーカ組を判定することは、音響信号組＃ｘに対応するスピーカ組を判定することでもある。例えば、音響信号組＃ｘがスピーカ組＃ｙ（ｙは、１からＮ－１までの整数）に対応するものとする。合成装置は、上述した様に、サブ音場＃ｘの拡縮係数及びシフト係数を求める。これは、音響信号組＃ｘに対する拡縮係数及びシフト係数を求めることでもある。合成装置は、音響信号組＃ｘに対する拡縮係数及びシフト係数に基づき、音響信号組＃ｘに含まれる２つの音響信号を式（１）に従い処理して、対応するスピーカ組＃ｙのスピーカ＃ｙに関連付けられる中間信号＃ｙと、対応するスピーカ組＃ｙのスピーカ＃（ｙ＋１）に関連付けられる中間信号＃ｙ＋1を出力する。なお、音響信号組の数も（Ｎ－１）×Ｍであるため、処理部は、合計２×（Ｎ－１）×Ｍ個の中間信号を出力する。そして、合成装置は、同じＳＰ＃ｚ（ｚは、１からＮまでの整数）に関連付けられる中間信号＃ｚを加算して駆動信号＃ｚを生成する。駆動信号＃ｚは、ＳＰ＃ｚを駆動するための信号である。この様に生成した駆動信号＃１～＃ＮでＳＰ＃１～ＳＰ＃Ｎを駆動することで、第一実施形態と同様に、音場＃１～音場＃Ｍに含まれる各音源が重ならない様にした音場を再現することができる。

【0029】

図８は、本実施形態による合成装置の構成図である。合成装置の決定部には、音響信号のＭ個のセットが入力される。各セットは、Ｎ個の音響信号を含んでいる。また、合成装置の係数判定部には、Ｍ個の音場それぞれの拡縮率及びシフト係数が入力される。決定部は、合計Ｍ×（Ｎ－１）個のサブ音場とスピーカ組の対応関係を決定する。そして、決定部は、サブ音場とスピーカ組の対応関係に基づき、サブ音場に関連付けられた合計Ｍ×（Ｎ－１）個の音響信号組それぞれを、対応する処理部に出力する。なお、処理部＃ｎは、スピーカ組＃ｎに対応する。例えば、サブ音場＃１－２が、スピーカ組＃２に対応すると、当該サブ音場＃１－２に関連付けられた音響信号＃１－２及び＃１－３を含むセット＃１の音響信号組＃２は、処理部＃２に出力される。

【0030】

係数判定部は、各音場の拡縮率及びシフト係数と、距離情報と、決定部が決定したサブ音場とスピーカ組との対応関係に基づき、各サブ音場の拡縮係数及びシフト係数を各処理部に通知する。各処理部は、各音響信号組に対して、係数判定部から通知される拡縮係数及びシフト係数に基づき式（１）に従い処理を行って、中間信号を対応する合成部に出力する。なお、合成部＃ｚは、ＳＰ＃ｚに対応する。例えば、処理部＃２は、中間信号＃２と中間信号＃３を出力するため、処理部＃２は、中間信号＃２を合成部＃２に出力し、中間信号＃３を合成部＃３に出力する。各合成部は、入力される中間信号を加算して、対応するスピーカを駆動する駆動信号を出力する。なお、各駆動信号のレベル差については、図示しない調整部により調整される。

【0031】

なお、本実施形態では、Ｎ個のスピーカを直線状に配置していた。しかしながら、Ｎ個のスピーカを円状に配置することもできる。この場合、Ｎ個のスピーカによりＮ個のスピーカ組が形成される。

【0032】

＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について説明する。本実施形態において、音響信号の各セットは、それぞれ、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のスピーカ（ＳＰ）＃１～ＳＰ＃Ｎを駆動するＮ個の音響信号を含むものとする。また、合成対象の音場の数を、音場＃１～音場＃Ｍ（Ｍは２以上の整数）の計Ｍ個とし、音響信号のセット数を、各音場に対応するＭ個とする。なお、第二実施形態と同様に、第ｍ（ｍは１からＭまでの整数）セットは、音場＃ｍを再現するための音響信号＃ｍ－１～＃ｍ－Ｎを含むものとする。

【0033】

しかしながら、本実施形態においては、音場＃１～音場＃Ｍの範囲の拡縮を行わず、かつ、音場＃１～音場＃Ｍの範囲のシフトも行わない。代わりに、音響信号の各セットを周波数帯域において処理する際に、周波数毎に減衰量を異ならせる。

【0034】

図９は、本実施形態による合成装置の構成図である。合成装置には、それぞれがＮ個の音響信号を含む、音響信号のＭ個のセットが入力される。合成装置は、各セットに対応する合計Ｍ個の処理部を有する。なお、処理部＃ｍには、第ｍセットの音響信号＃ｍ－１～＃ｍ－Ｎが入力される。ここで、第ｍセットの音響信号＃ｍ－１～＃ｍ－Ｎそれぞれを周波数領域の信号に離散フーリエ変換した後の、周波数ｆ_ｋの信号をＣ_ｋｍ１～Ｃ_ｋｍＮとする。処理部＃ｍは、以下の式（２）に従い、信号Ｃ_ｋｍ１～Ｃ_ｋｍＮから、周波数ｆ_ｋの信号Ｄ_ｋｍ１～Ｄ_ｋｍＮを生成して出力する。
Ｄ_ｋｍｉ＝ｒ_ｋｍ×Ｃ_ｋｍｉ （２）
なお、式（２）において、ｉは１からＮまでの整数である。また、ｒ_ｋｍは、第ｍセットの周波数ｆ_ｋの減衰係数である。なお、減衰係数は、元の信号Ｃ_ｋｍｉのレベルを通過させる割合を示している。なお、減衰係数は０以上、かつ、１以下の値であり、減衰係数が０であると、元の信号Ｃ_ｋｍｉを通過させず、減衰係数が１であると、元の信号Ｃ_ｋｍｉは減衰されない。処理部＃ｍは、各周波数について、信号Ｄ_ｋｍ１～Ｄ_ｋｍＮを求めた後、時間領域の信号に変換することで、中間信号＃ｍ－１～＃ｍ－Ｎを生成して出力する。

【0035】

また、合成装置には、各スピーカに対応する合成部＃１～＃Ｎが設けられる。なお、合成部＃ｉは、ＳＰ＃ｉに対応する。処理部＃ｍは、中間信号＃ｍ－ｉを合成部＃ｉに出力する。したがって、合成部＃ｉには、中間信号＃１－ｉ～中間信号＃Ｍ－ｉが入力される。合成部＃ｉは、入力される中間信号＃１－ｉ～中間信号＃Ｍ－ｉを加算して駆動信号＃ｉを出力する。駆動信号＃ｉは、ＳＰ＃ｉを駆動する信号である。

【0036】

ここで、本実施形態では、周波数ｆ_ｋに対して、減衰係数ｒ_ｋ１～減衰係数ｒ_ｋＭの計Ｍ個の減衰係数を設定するが、減衰係数ｒ_ｋ１～減衰係数ｒ_ｋＭの和が１となる様に減衰係数ｒ_ｋ１～減衰係数ｒ_ｋＭを設定する。例えば、１つの減衰係数を１とし、残りの（Ｍ－１）個の減衰係数を０とする。或いは、１つの減衰係数を閾値より大きい第１の値とし、残りの（Ｍ－１）個の減衰係数を第２の値とする。この場合、（Ｍ－１）個の第２の値の和が、第１の値より小さくなる様にする。なお、周波数変換後のサンプル数がＫであると、減衰係数ｒ_ｋ１～減衰係数ｒ_ｋＭのセットをＫ個設定するが、Ｋ個の各セットにおいて、どの減衰係数を１又は閾値より大きくするかは任意である。

【0037】

例えば、Ｎ＝２及びＭ＝２とする。そして、第１セットで再現される音場＃１から所定の周波数帯域の部分を抜き出し、第２セットで再現される音場＃２から当該所定の周波数帯域以外の残りの周波数帯域の部分を抜き出すものとする。この場合、当該所定の周波数帯域内の周波数については、第１セットの減衰係数を１にし、第２セットの減衰係数を０にし、それ以外の周波数帯域内の周波数については、第１セットの減衰係数を０にし、第２セットの減衰係数を１にする。

【0038】

例えば、図１において、Ｓ＃２からの音の周波数が、前記所定の周波数帯域内であり、Ｓ＃１及びＳ＃３～Ｓ＃５からの音の周波数が、前記所定の周波数帯域外であると、合成した音場は、Ｓ＃２と、Ｓ＃４と、Ｓ＃５と、を含むものとすることができる。

【0039】

＜その他の実施形態＞
本発明による合成装置は、プロセッサ及び記憶部を含むコンピュータを上記合成装置として動作させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

【0040】

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】