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(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】2023-12-25
(45)【発行日】2024-01-09
(54)【発明の名称】音響シミュレーション装置
(51)【国際特許分類】
H04S 3/00 20060101AFI20231226BHJP
H04S 7/00 20060101ALI20231226BHJP
G10K 15/00 20060101ALI20231226BHJP
【ＦＩ】
H04S3/00 200
H04S7/00 300
G10K15/00 L
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021508809
(86)(22)【出願日】2020-02-20
(86)【国際出願番号】 JP2020006854
(87)【国際公開番号】W WO2020195407
(87)【国際公開日】2020-10-01
【審査請求日】2022-11-14
(31)【優先権主張番号】P 2019056484
(32)【優先日】2019-03-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成３０年１０月２５日に林テレンプ株式会社のウェブサイト、中部経済新聞、日刊自動車新聞及び日刊工業新聞にて公開
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成３０年１０月３１日に中日新聞朝刊にて公開
(73)【特許権者】
【識別番号】000251060
【氏名又は名称】林テレンプ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100096703
【弁理士】
【氏名又は名称】横井 俊之
(72)【発明者】
【氏名】春日井 将士
【審査官】間宮 嘉誉
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－２２００３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－３８９７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】THRESH, Lewis et al.，A Direct Comparison of Localisation Performance When Using First, Third and Fifth Order Ambisonics for Real Loudspeaker and Virtual Loudspeaker Rendering，Proc. 143rd Convention of the Audio Engineering Society，米国，Audio Engineering Society，2017年10月19日，pp.1-9，[online]，[retrieved on 2023-12-12]，Retrieved from the Internet: <URL: https://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=19261>
【文献】BOEHM, Johannes，Decoding for 3D，Proc. 130th Convention of the Audio Engineering Society，英国，Audio Engineering Society，2011年05月15日，pp.1-16，[online]，[retrieved on 2023-12-12]，Retrieved from the Internet: <URL: https://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=15893>
【文献】MISDARIIS, Nicolas et al.，Urban Environment Audio Simulation for Contextual Evaluation of Quiet Vehicles' Sound Design，Proc. 43rd International Congress on Noise Control Engineering，AU，Australian Acoustic Society，2014年11月18日，pp.1-10，[online]，[retrieved on 2023-12-12]，Retrieved from the Internet: <URL: https://www.acoustics.asn.au/conference_proceedings/INTERNOISE2014/papers/p753.pdf>
【文献】MALHAM, David G. et al.，3-D Sound Spatialization using Ambisonic Techniques，Computer Music Journal，米国，The MIT Press，1995年，Vol.19, No.4，pp.58-70，[online]，[retrieved on 2023-12-12]，Retrieved from the Internet: <URL: https://www.jstor.org/stable/3680991>，https://doi.org/10.2307/3680991
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｓ １／００－ ７／００
Ｇ１０Ｋ １５／００－１５／１２
Ｇ１０Ｌ １９／００－９９／００
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の室内の音響をシミュレートする音響シミュレーション装置であって、前記車両の２箇所以上であるＮｐ箇所の部位にそれぞれ仮想スピーカーがあるとして、前記室内の聴取位置における立体音の収音信号に基づいて、前記Ｎｐ箇所の仮想スピーカーに前記立体音を再現させる仮想再現信号を生成する仮想再現信号生成部と、
前記仮想再現信号、及び、前記Ｎｐ箇所の部位の少なくとも一部を変更した時の音響特性の変化を表す情報に基づいて、前記聴取位置において予測される予測音を前記Ｎｐ箇所の仮想スピーカーに出力させる仮想予測信号を生成する仮想予測信号生成部と、
前記仮想予測信号に基づいて、複数箇所のスピーカーに前記予測音を出力させる出力信号を生成する出力信号生成部と、を備える音響シミュレーション装置。
【請求項2】
前記仮想再現信号生成部は、前記収音信号を複数の収音指向特性の第一エンコード信号に変換する第一フォーマット変換部と、
前記第一エンコード信号に基づいて前記仮想再現信号を生成する第一デコード部と、を有し、
前記出力信号生成部は、
前記仮想予測信号を前記複数の収音指向特性の第二エンコード信号に変換する第二フォーマット変換部と、
前記第二エンコード信号に基づいて前記出力信号を生成する第二デコード部と、を有する、請求項１に記載の音響シミュレーション装置。
【請求項3】
前記仮想スピーカーの設定箇所の数Ｎｐは、前記スピーカーの設置箇所の数よりも多い、請求項１又は請求項２に記載の音響シミュレーション装置。【請求項4】
前記仮想スピーカーの設定箇所を受け付ける仮想スピーカー設定箇所受付部をさらに備える、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の音響シミュレーション装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の室内の音響をシミュレートする音響シミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の車室の音響を予測するため、車室の音響のコンピューターシミュレーションが行われている。
また、特開平9-149491号公報には、音響を立体的に再現する技術が開示されている。この技術では、正四面体の頂点となる位置にそれぞれ設置されたマイクにより４方向の録音が行われ、正四面体の頂点となる位置にそれぞれ設置されたスピーカーから立体音が出力される。
また、特開平9-149491号公報には、音響を立体的に再現する技術が開示されている。この技術では、正四面体の頂点となる位置にそれぞれ設置されたマイクにより４方向の録音が行われ、正四面体の頂点となる位置にそれぞれ設置されたスピーカーから立体音が出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平９－１４９４９１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、車室の音響を立体的に予測することは、行われていない。車室の立体音をシミュレートすることができると、車室の音響を精度よく評価することができる。
【0005】
本発明は、車両の室内の立体音を精度よくシミュレートすることが可能な音響シミュレーション装置を開示するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の音響シミュレーション装置は、車両の室内の音響をシミュレートする音響シミュレーション装置であって、
前記車両の２箇所以上であるＮｐ箇所の部位にそれぞれ仮想スピーカーがあるとして、前記室内の聴取位置における立体音の収音信号に基づいて、前記Ｎｐ箇所の仮想スピーカーに前記立体音を再現させる仮想再現信号を生成する仮想再現信号生成部と、
前記仮想再現信号、及び、前記Ｎｐ箇所の部位の少なくとも一部を変更した時の音響特性の変化を表す情報に基づいて、前記聴取位置において予測される予測音を前記Ｎｐ箇所の仮想スピーカーに出力させる仮想予測信号を生成する仮想予測信号生成部と、
前記仮想予測信号に基づいて、複数箇所のスピーカーに前記予測音を出力させる出力信号を生成する出力信号生成部と、を備える、態様を有する。
前記車両の２箇所以上であるＮｐ箇所の部位にそれぞれ仮想スピーカーがあるとして、前記室内の聴取位置における立体音の収音信号に基づいて、前記Ｎｐ箇所の仮想スピーカーに前記立体音を再現させる仮想再現信号を生成する仮想再現信号生成部と、
前記仮想再現信号、及び、前記Ｎｐ箇所の部位の少なくとも一部を変更した時の音響特性の変化を表す情報に基づいて、前記聴取位置において予測される予測音を前記Ｎｐ箇所の仮想スピーカーに出力させる仮想予測信号を生成する仮想予測信号生成部と、
前記仮想予測信号に基づいて、複数箇所のスピーカーに前記予測音を出力させる出力信号を生成する出力信号生成部と、を備える、態様を有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、車両の室内の立体音を精度よくシミュレートすることが可能な音響シミュレーション装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。
【0010】
（１）本発明に含まれる技術の概要：
まず、図１～４に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。
また、本願において、数値範囲「Min～Max」は、最小値Min以上、且つ、最大値Max以下を意味する。
まず、図１～４に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。
また、本願において、数値範囲「Min～Max」は、最小値Min以上、且つ、最大値Max以下を意味する。
【0011】
［態様１］
本技術の一態様に係る音響シミュレーション装置１は、車両（例えば自動車１００）の室内ＳＰ０の音響をシミュレートする音響シミュレーション装置１であって、仮想再現信号生成部Ｕ１、仮想予測信号生成部Ｕ２、及び、出力信号生成部Ｕ３を備える。前記仮想再現信号生成部Ｕ１は、前記車両（１００）の２箇所以上であるＮｐ箇所の部位にそれぞれ仮想スピーカーＶＳ０があるとして、前記室内ＳＰ０の聴取位置１２０における立体音の収音信号ＳＧ１に基づいて、前記Ｎｐ箇所の仮想スピーカーＶＳ０に前記立体音を再現させる仮想再現信号ＳＧ３を生成する。前記仮想予測信号生成部Ｕ２は、前記仮想再現信号ＳＧ３、及び、前記Ｎｐ箇所の部位の少なくとも一部を変更した時の音響特性の変化を表す情報（例えば音響特性変化情報ＩＭ１）に基づいて、前記聴取位置１２０において予測される予測音を前記Ｎｐ箇所の仮想スピーカーＶＳ０に出力させる仮想予測信号ＳＧ４を生成する。前記出力信号生成部Ｕ３は、前記仮想予測信号ＳＧ４に基づいて、複数箇所のスピーカー３００に前記予測音を出力させる出力信号ＳＧ６を生成する。
本技術の一態様に係る音響シミュレーション装置１は、車両（例えば自動車１００）の室内ＳＰ０の音響をシミュレートする音響シミュレーション装置１であって、仮想再現信号生成部Ｕ１、仮想予測信号生成部Ｕ２、及び、出力信号生成部Ｕ３を備える。前記仮想再現信号生成部Ｕ１は、前記車両（１００）の２箇所以上であるＮｐ箇所の部位にそれぞれ仮想スピーカーＶＳ０があるとして、前記室内ＳＰ０の聴取位置１２０における立体音の収音信号ＳＧ１に基づいて、前記Ｎｐ箇所の仮想スピーカーＶＳ０に前記立体音を再現させる仮想再現信号ＳＧ３を生成する。前記仮想予測信号生成部Ｕ２は、前記仮想再現信号ＳＧ３、及び、前記Ｎｐ箇所の部位の少なくとも一部を変更した時の音響特性の変化を表す情報（例えば音響特性変化情報ＩＭ１）に基づいて、前記聴取位置１２０において予測される予測音を前記Ｎｐ箇所の仮想スピーカーＶＳ０に出力させる仮想予測信号ＳＧ４を生成する。前記出力信号生成部Ｕ３は、前記仮想予測信号ＳＧ４に基づいて、複数箇所のスピーカー３００に前記予測音を出力させる出力信号ＳＧ６を生成する。
【0012】
上記態様１では、Ｎｐ箇所の部位の少なくとも一部を変更した時の音響特性の変化が精度よく反映された予測音を出力させる出力信号ＳＧ６が生成される。従って、本態様は、車両の室内の立体音を精度よくシミュレートすることが可能な音響シミュレーション装置を提供することができる。
【0013】
ここで、信号は、データを表現するために用いられる物理量の変化を意味し、例えば、デジタルデータで表現される。
収音信号には、アンビソニックマイクロフォンにより収音されたＡフォーマット信号等を用いることができる。
仮想再現信号は、Ｎｐ箇所の仮想スピーカーの位置に実際にスピーカーがあるとすれば該スピーカーにより聴取位置に元の立体音が再現されるような信号を意味する。
仮想予測信号は、Ｎｐ箇所の仮想スピーカーの位置に実際にスピーカーがあるとすれば該スピーカーにより聴取位置に予測音が出力されるような信号を意味する。
尚、上述した付言は、以下の態様においても適用される。
収音信号には、アンビソニックマイクロフォンにより収音されたＡフォーマット信号等を用いることができる。
仮想再現信号は、Ｎｐ箇所の仮想スピーカーの位置に実際にスピーカーがあるとすれば該スピーカーにより聴取位置に元の立体音が再現されるような信号を意味する。
仮想予測信号は、Ｎｐ箇所の仮想スピーカーの位置に実際にスピーカーがあるとすれば該スピーカーにより聴取位置に予測音が出力されるような信号を意味する。
尚、上述した付言は、以下の態様においても適用される。
【0014】
［態様２］
図３，４に例示するように、前記仮想再現信号生成部Ｕ１は、前記収音信号ＳＧ１を複数の収音指向特性（例えば成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）の第一エンコード信号ＳＧ２に変換する第一フォーマット変換部Ｕ１１を有していてもよく、前記第一エンコード信号ＳＧ２に基づいて前記仮想再現信号ＳＧ３を生成する第一デコード部Ｕ１２を有していてもよい。前記出力信号生成部Ｕ３は、前記仮想予測信号ＳＧ４を前記複数の収音指向特性（Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）の第二エンコード信号ＳＧ５に変換する第二フォーマット変換部Ｕ３１を有していてもよく、前記第二エンコード信号ＳＧ５に基づいて前記出力信号ＳＧ６を生成する第二デコード部Ｕ３２を有していてもよい。本態様は、第一エンコード信号ＳＧ２の複数の収音指向特性（Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）が第二エンコード信号ＳＧ５の複数の収音指向特性（Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）と同じであるので、第一フォーマット変換部Ｕ１１の変換処理、及び、第二フォーマット変換部Ｕ３１の変換処理を簡素化させることができる。また、第一デコード部Ｕ１２の信号生成処理、及び、第二デコード部Ｕ３２の信号生成処理も簡素化させることができる。従って、本態様は、信号処理を簡素化させた音響シミュレーション装置を提供することができる。
図３，４に例示するように、前記仮想再現信号生成部Ｕ１は、前記収音信号ＳＧ１を複数の収音指向特性（例えば成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）の第一エンコード信号ＳＧ２に変換する第一フォーマット変換部Ｕ１１を有していてもよく、前記第一エンコード信号ＳＧ２に基づいて前記仮想再現信号ＳＧ３を生成する第一デコード部Ｕ１２を有していてもよい。前記出力信号生成部Ｕ３は、前記仮想予測信号ＳＧ４を前記複数の収音指向特性（Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）の第二エンコード信号ＳＧ５に変換する第二フォーマット変換部Ｕ３１を有していてもよく、前記第二エンコード信号ＳＧ５に基づいて前記出力信号ＳＧ６を生成する第二デコード部Ｕ３２を有していてもよい。本態様は、第一エンコード信号ＳＧ２の複数の収音指向特性（Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）が第二エンコード信号ＳＧ５の複数の収音指向特性（Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）と同じであるので、第一フォーマット変換部Ｕ１１の変換処理、及び、第二フォーマット変換部Ｕ３１の変換処理を簡素化させることができる。また、第一デコード部Ｕ１２の信号生成処理、及び、第二デコード部Ｕ３２の信号生成処理も簡素化させることができる。従って、本態様は、信号処理を簡素化させた音響シミュレーション装置を提供することができる。
【0015】
ここで、「第一」及び「第二」は、類似する構成要素が複数有る場合にこれら複数の構成要素に含まれる各構成要素を識別するために使用している用語であり、順序を意味しない。
第一エンコード信号及び第二エンコード信号には、アンビソニックスのＢフォーマット信号等を用いることができる。
尚、上述した付言は、以下の態様においても適用される。
第一エンコード信号及び第二エンコード信号には、アンビソニックスのＢフォーマット信号等を用いることができる。
尚、上述した付言は、以下の態様においても適用される。
【0016】
［態様３］
前記仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所の数Ｎｐは、前記スピーカー３００の設置箇所の数Ｎｓよりも多くてもよい。この態様は、車両の室内の立体音をさらに精度よくシミュレートする音響シミュレーション装置を提供することができる。
前記仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所の数Ｎｐは、前記スピーカー３００の設置箇所の数Ｎｓよりも多くてもよい。この態様は、車両の室内の立体音をさらに精度よくシミュレートする音響シミュレーション装置を提供することができる。
【0017】
［態様４］
図３，４に例示するように、本音響シミュレーション装置１は、前記仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所を受け付ける仮想スピーカー設定箇所受付部Ｕ４をさらに備えていてもよい。この態様は、車両に応じた室内の立体音をシミュレートすることが容易な音響シミュレーション装置を提供することができる。
図３，４に例示するように、本音響シミュレーション装置１は、前記仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所を受け付ける仮想スピーカー設定箇所受付部Ｕ４をさらに備えていてもよい。この態様は、車両に応じた室内の立体音をシミュレートすることが容易な音響シミュレーション装置を提供することができる。
【0018】
また、本技術は、前記音響シミュレーション装置を含む複合装置、音響シミュレーション方法、前記複合装置の制御方法、音響シミュレーションプログラム、前記複合装置の制御プログラム、前記音響シミュレーションプログラムや前記制御プログラムを記録したコンピューター読み取り可能な媒体、等に適用可能である。前記音響シミュレーション装置や前記複合装置は、分散した複数の部分で構成されてもよい。
【0019】
（２）音響シミュレーション装置の具体例：
図１は、アンビソニックマイクロフォンＡＭ０が設置された自動車１００の内装１１０を側面部の図示が省略された状態で模式的に例示している。図１の下部には、アンビソニックマイクロフォンＡＭ１，ＡＭ２を総称するアンビソニックマイクロフォンＡＭ０の拡大図を示している。図１中、FRONT、REAR、UP、DOWNは、それぞれ、前、後、上、下を示す。左右の位置関係は、自動車１００から前を見る方向を基準とする。また、Ｚ方向は自動車１００の前後方向を示し、Ｘ方向は自動車１００の上下方向を示している。むろん、各部の位置関係の説明は、例示に過ぎない。
図１は、アンビソニックマイクロフォンＡＭ０が設置された自動車１００の内装１１０を側面部の図示が省略された状態で模式的に例示している。図１の下部には、アンビソニックマイクロフォンＡＭ１，ＡＭ２を総称するアンビソニックマイクロフォンＡＭ０の拡大図を示している。図１中、FRONT、REAR、UP、DOWNは、それぞれ、前、後、上、下を示す。左右の位置関係は、自動車１００から前を見る方向を基準とする。また、Ｚ方向は自動車１００の前後方向を示し、Ｘ方向は自動車１００の上下方向を示している。むろん、各部の位置関係の説明は、例示に過ぎない。
【0020】
図１に示す自動車１００は、道路上で使用されるように設計及び装備された路上走行自動車とされ、例えば、鋼板製といった金属製の車体パネルが車室ＳＰ１及び荷室ＳＰ２を囲んで車体を形成している。本技術を適用可能な自動車は、ステーションワゴン等のように車室ＳＰ１と荷室ＳＰ２が繋がった自動車に限定されず、セダン等のように車室ＳＰ１と荷室ＳＰ２が分離している自動車も含まれる。尚、車室ＳＰ１と荷室ＳＰ２を室内ＳＰ０と総称する。
【0021】
自動車１００の車体パネルには、室内ＳＰ０側において種々の内装材、例えば、内装材１１１～１１６が配置されている。車室ＳＰ１から下方にあるフロアパネル（車体パネルの例）には、車室ＳＰ１に面しているフロアカーペット１１１が設置されている。車室ＳＰ１から側方にあるドアパネル（車体パネルの例）には、車室ＳＰ１に面しているドアトリム１１２が設置されている。同じく車室ＳＰ１から側方にあるピラー（車体パネルの例）には、車室ＳＰ１側に面しているピラートリム１１３が設置されている。ピラートリムは、ピラーガーニッシュとも呼ばれる。車室ＳＰ１及び荷室ＳＰ２から上方にあるルーフパネル（車体パネルの例）には、車室ＳＰ１及び荷室ＳＰ２に面しているルーフトリム１１４が設置されている。荷室ＳＰ２から側方にあるデッキサイドパネル（車体パネルの例）には、荷室ＳＰ２に面しているデッキサイドトリム１１５が設置されている。車室ＳＰ１から前方にあるインストルメントパネル（車体パネルの例）には、車室ＳＰ１に面しているインストルメントパネル内装材１１６が設置されている。
【0022】
車室ＳＰ１には、運転席と助手席を総称する前席１０１、及び、前席１０１の背後に配置された後席１０２が配置されている。運転席に座る運転手の頭部に合わせた位置にアンビソニックマイクロフォンＡＭ１が配置され、運転席の背後における後席１０２に座る乗員の頭部に合わせた位置にアンビソニックマイクロフォンＡＭ２が配置されている。アンビソニックマイクロフォンＡＭ１の位置は運転席に座る運転手の聴取位置１２０であり、アンビソニックマイクロフォンＡＭ２の位置は運転席の背後における後席１０２に座る乗員の聴取位置１２０である。むろん、アンビソニックマイクロフォンＡＭ１は助手席に座る乗員の頭部に合わせた位置に配置されてもよいし、アンビソニックマイクロフォンＡＭ２は助手席の背後における後席１０２に座る乗員の頭部に合わせた位置に配置されてもよい。
【0023】
図１の下部に示すように、アンビソニックマイクロフォンＡＭ０は、正四面体の各面に対して外向きとなる向きの４個のマイクロフォンカプセルＡＭｃを有している。各カプセルＡＭｃは、空気中を伝播してきた音を電気信号に変換する。アンビソニックマイクロフォンＡＭ０は、各カプセルＡＭｃからの電気信号をデジタルの個別収音信号Ｍ１～Ｍ４（図３参照）に変換する。図３に例示するように、個別収音信号Ｍ１～Ｍ４をまとめて収音信号ＳＧ１と呼ぶことにする。収音信号ＳＧ１は、４方向からの音を収音することにより得られるデジタルの電気信号であり、室内ＳＰ０の聴取位置１２０における立体音の収音信号である。
【0024】
図２は、模擬的な自動車２００を含む音響シミュレーション装置１を模式的に例示している。模擬的な自動車２００は、自動車１００の前席１０１に対応する前席２０１、及び、自動車１００の後席１０２に対応する後席２０２を備えている。音響シミュレーション装置１は、１６個のスピーカー３００を備えている。１６個のスピーカー３００は、前席２０１の聴取位置１２０に立体音を再現させるための８個のスピーカー３００、及び、後席２０２の聴取位置１２０に立体音を再現させるための８個のスピーカー３００を含んでいる。図示の都合上、前席２０１用のスピーカー３００は４個しか示されておらず、後席２０２用のスピーカー３００は４個しか示されていない。前席２０１用の８個のスピーカー３００は、前席２０１の聴取位置１２０から見て、前方左斜め上、前方右斜め上、後方左斜め上、後方右斜め上、前方左斜め下、前方右斜め下、後方左斜め下、及び、後方右斜め下に配置されている。後席２０２用の８個のスピーカー３００も、後席２０２の聴取位置１２０から見て、前方左斜め上、前方右斜め上、後方左斜め上、後方右斜め上、前方左斜め下、前方右斜め下、後方左斜め下、及び、後方右斜め下に配置されている。
【0025】
音響シミュレーション装置１は、さらに、前席２０１を基準として前方から両側方にかけて配置された曲面ディスプレイ２１１を有する映像表示装置２１０、座席２０１，２０２から下方に配置された振動装置２２０、及び、制御部１０を備えている。映像表示装置２１０は、自動車の仮想的な走行時の映像をディスプレイ２１１に表示する。振動装置２２０は、自動車の仮想的な走行時のＺ方向への振動を座席２０１，２０２に加える。制御部１０は、自動車の仮想的な走行時の立体音を複数のスピーカー３００に出力させ、自動車の仮想的な走行時の映像を映像表示装置２１０に表示させ、自動車の仮想的な走行時のＺ方向への振動を振動装置２２０に生じさせる。制御部１０は、スピーカー３００による立体音の出力、映像表示装置２１０による映像表示、及び、振動装置２２０による振動出力を同期させる。自動車走行時の映像及び振動を立体音と同時に再生することにより、音響シミュレーション装置１の利用者は臨場感に優れた体感を得ることができる。
【0026】
図３は、音響シミュレーション装置１の信号処理を模式的に例示している。この信号処理は、前席１０１用のアンビソニックマイクロフォンＡＭ１から得られる個別収音信号Ｍ１～Ｍ４、及び、後席１０２用のアンビソニックマイクロフォンＡＭ２から得られる個別収音信号Ｍ１～Ｍ４に対して独立して行われる。本具体例において、スピーカー３００の設置箇所の数Ｎｓ（整数）は、８個である。前席１０１を対象とした信号処理により得られる個別出力信号Ｓ１～ＳＮｓは、前席２０１用の８個のスピーカー３００に出力される。後席１０２を対象とした信号処理により得られる個別出力信号Ｓ１～ＳＮｓは、後席２０２用の８個のスピーカー３００に出力される。図３に例示するように、個別出力信号Ｓ１～ＳＮｓをまとめて出力信号ＳＧ６と呼ぶことにする。
【0027】
図３に示す音響シミュレーション装置１は、シミュレートされた立体音を複数のスピーカー３００から出力させる出力信号ＳＧ６を収音信号ＳＧ１から生成するため、仮想再現信号生成部Ｕ１、仮想予測信号生成部Ｕ２、出力信号生成部Ｕ３、及び、仮想スピーカー設定箇所受付部Ｕ４を備えている。仮想再現信号生成部Ｕ１は、収音信号ＳＧ１を第一エンコード信号ＳＧ２に変換する第一フォーマット変換部Ｕ１１、及び、第一エンコード信号ＳＧ２を仮想再現信号ＳＧ３に変換する第一デコード部Ｕ１２を含んでいる。仮想予測信号生成部Ｕ２は、仮想再現信号ＳＧ３と音響特性変化情報ＩＭ１に基づいて仮想予測信号ＳＧ４を生成する。出力信号生成部Ｕ３は、仮想予測信号ＳＧ４を第二エンコード信号ＳＧ５に変換する第二フォーマット変換部Ｕ３１、及び、第二エンコード信号ＳＧ５を出力信号ＳＧ６に変換する第二デコード部Ｕ３２を含んでいる。図３に示す音響シミュレーション装置１はアンビソニックスを利用しており、フォーマット変換部Ｕ１１，Ｕ３１はＡフォーマット信号をＢフォーマット信号に変換する。Ｂフォーマットの第一エンコード信号ＳＧ２からＮｐ箇所の仮想スピーカーＶＳ０に割り当てられた仮想再現信号ＳＧ３を仮想予測信号生成部Ｕ２がＡフォーマットの仮想予測信号ＳＧ４に変換することにより、室内ＳＰ０の立体音が精度よくシミュレートされる。
【0028】
まず、図４を参照して、音響シミュレーション装置１の制御部１０の構成例を説明する。図４は、制御部１０の構成を周辺部とともに模式的に例示している。
制御部１０は、プロセッサーであるＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、半導体メモリーであるＲＯＭ（Read Only Memory）１２、半導体メモリーであるＲＡＭ（Random Access Memory）１３、タイマー（Timer）１４、記憶装置１５、入力装置１６、出力装置１７、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１８、等を有する。各部１１～１８は、互いに情報を入出力可能に接続されている。記憶装置１５は、オペレーティングシステム、音響シミュレーションプログラム、収音信号ＳＧ１、第一エンコード信号ＳＧ２、音響特性変化情報ＩＭ１、等を記憶している。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３をワークエリアとして使用しながらオペレーティングシステムと音響シミュレーションプログラムを実行することにより、仮想再現信号生成部Ｕ１、仮想予測信号生成部Ｕ２、出力信号生成部Ｕ３、及び、仮想スピーカー設定箇所受付部Ｕ４を有する制御部１０としてコンピューターを機能させる。これにより、制御部１０は音響シミュレーション装置１の動作を制御し、音響シミュレーション方法が実施される。記憶装置１５は、コンピューターを音響シミュレーション装置１として機能させる音響シミュレーションプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体となる。
制御部１０は、プロセッサーであるＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、半導体メモリーであるＲＯＭ（Read Only Memory）１２、半導体メモリーであるＲＡＭ（Random Access Memory）１３、タイマー（Timer）１４、記憶装置１５、入力装置１６、出力装置１７、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１８、等を有する。各部１１～１８は、互いに情報を入出力可能に接続されている。記憶装置１５は、オペレーティングシステム、音響シミュレーションプログラム、収音信号ＳＧ１、第一エンコード信号ＳＧ２、音響特性変化情報ＩＭ１、等を記憶している。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３をワークエリアとして使用しながらオペレーティングシステムと音響シミュレーションプログラムを実行することにより、仮想再現信号生成部Ｕ１、仮想予測信号生成部Ｕ２、出力信号生成部Ｕ３、及び、仮想スピーカー設定箇所受付部Ｕ４を有する制御部１０としてコンピューターを機能させる。これにより、制御部１０は音響シミュレーション装置１の動作を制御し、音響シミュレーション方法が実施される。記憶装置１５は、コンピューターを音響シミュレーション装置１として機能させる音響シミュレーションプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体となる。
【0029】
入力装置１６は、仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所の入力といった種々の入力を受け付ける。入力装置１６には、ポインティングデバイス、キーボード、タッチパネル、等を用いることができる。出力装置１７は、仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所の表示といった種々の出力を受け付ける。出力装置１７には、液晶ディスプレイといった表示装置、音声出力装置、プリンター、等を用いることができる。Ｉ／Ｆ１８は、アンビソニックマイクロフォンＡＭ０からの収音信号ＳＧ１の入力、複数のスピーカー３００に対する出力信号ＳＧ６の出力、映像表示装置２１０に対する映像信号の出力、振動装置２２０に対する駆動信号の出力、等、周辺装置に対する通信を行う。尚、アンビソニックマイクロフォンＡＭ０による収音信号ＳＧ１は記憶装置１５に記憶されるため、音響をシミュレートする時に制御部１０とアンビソニックマイクロフォンＡＭ０とが接続されている必要は無い。
【0030】
図３に戻って、音響シミュレーション装置１の信号処理を詳細に説明する。上述したように前席１０１を対象とした信号処理と後席１０２を対象とした信号処理とは独立して行われるので、前席１０１を対象とした信号処理を例として説明する。
【0031】
収音信号ＳＧ１は、前席１０１に座る乗員の頭部に合わせた聴取位置１２０における立体音を収音することにより得られるＡフォーマット信号である。アンビソニックマイクロフォンＡＭ１のカプセルＡＭｃの数Ｎｍは４個であるので、収音信号ＳＧ１を構成する個別収音信号Ｍｉは４つある。ここで、変数ｉは、個別収音信号を識別する変数であり、１からＮｍまでの整数をとり得る。尚、数Ｎｍは、４に限定されず、５以上でもよい。第一フォーマット変換部Ｕ１１は、Ａフォーマットの収音信号ＳＧ１を複数の収音指向特性（成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）の第一エンコード信号ＳＧ２に変換し、記憶装置１５に記憶する。収音信号ＳＧ１が変わらない限り、第一エンコード信号ＳＧ２から出力信号ＳＧ６を生成する処理が行われてもよい。
【0032】
第一エンコード信号ＳＧ２は、無指向性の０次成分Ｗ、前後方向の１次成分Ｘ、左右方向の１次成分Ｙ、及び、上下方向の１次成分Ｚを含むＢフォーマット信号である。ここで、１次成分Ｘは図１，２におけるＸ方向に対応し、１次成分Ｚは図１，２におけるＺ方向に対応している。個別収音信号Ｍｉから第一エンコード信号ＳＧ２の成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚへは、公知の換算式により変換することができる。例えば、西村竜一、「アンビソニックス」、映像情報メディア学会誌、映像情報メディア学会、２０１４年８月、第６８巻、第８号、ｐ．６１６－６２０には、左前方の上向きのマイクロフォンカプセルによる信号ＬF、左後方の下向きのマイクロフォンカプセルによる信号ＬB、右前方の下向きのマイクロフォンカプセルによる信号ＲF、及び、右後方の上向きのマイクロフォンカプセルによる信号ＲBからＢフォーマット信号の成分Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗへの換算式が示されている。
Ｘ＝ＬF－ＲB＋ＲF－ＬB （１）
Ｙ＝ＬF－ＲB－ＲF＋ＬB （２）
Ｚ＝ＬF－ＬB＋ＲB－ＲF （３）
Ｗ＝ＬB－ＬF＋ＲF－ＲB （４）
図１に示す４個のマイクロフォンカプセルＡＭｃの向きが上述の向きである場合、換算式（１）～（４）に従って個別収音信号Ｍ１～Ｍ４を成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに変換することができる。
Ｘ＝ＬF－ＲB＋ＲF－ＬB （１）
Ｙ＝ＬF－ＲB－ＲF＋ＬB （２）
Ｚ＝ＬF－ＬB＋ＲB－ＲF （３）
Ｗ＝ＬB－ＬF＋ＲF－ＲB （４）
図１に示す４個のマイクロフォンカプセルＡＭｃの向きが上述の向きである場合、換算式（１）～（４）に従って個別収音信号Ｍ１～Ｍ４を成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに変換することができる。
【0033】
第一デコード部Ｕ１２は、自動車１００のＮｐ箇所の部位にそれぞれ仮想スピーカーＶＳ０があるとして、聴取位置１２０における立体音をＮｐ箇所の仮想スピーカーＶＳ０に再現させる仮想再現信号ＳＧ３を第一エンコード信号ＳＧ２に基づいて生成する。仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所は、図１で示した内装材１１１～１１６といった内装１１０の各部位である。また、フロアカーペット１１１における異なる箇所にそれぞれ仮想スピーカーＶＳ０が設定される等、各内装材１１１～１１６の中で異なる箇所にそれぞれ仮想スピーカーＶＳ０が設定されてもよい。仮想再現信号ＳＧ３を構成する個別仮想再現信号Ｐｊの数は、Ｎｐである。ここで、変数ｊは、個別仮想再現信号Ｐ１～ＰＮｐを識別する変数であり、１からＮｐまでの整数をとり得る。仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所の数Ｎｐは、２以上であればよいが、室内ＳＰ０の立体音を精度よくシミュレートする点から、４以上が好ましく、個別収音信号Ｍｉの数Ｎｍよりも多い方がより好ましく、実際のスピーカー３００の設置箇所の数Ｎｓよりも多い方がさらに好ましい。Ｎｐ個の仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所は、同一平面に無い方が好ましい。
【0034】
模擬的な自動車２００におけるＮｐ箇所の仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所は、仮想スピーカー設定箇所受付部Ｕ４により変更可能である。仮想スピーカー設定箇所受付部Ｕ４は、出力装置１７、例えば、表示装置に模擬的な自動車を表す画面を聴取位置１２０とともに表示し、画面の中から入力装置１６、例えば、ポインティングデバイスによる操作を受け付けることにより仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所を受け付ける。これにより、車両に応じた室内ＳＰ０の立体音をシミュレートすることが容易となる。仮想スピーカー設定箇所受付部Ｕ４は、仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所を２箇所以上、より好ましくは４箇所以上、さらに好ましくはＮｓ箇所以上、受け付けることが可能である。
【0035】
第一エンコード信号ＳＧ２の成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚから個別仮想再現信号Ｐｊへは、各仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所から聴取位置１２０までのベクトルに応じた換算式により変換することができる。
Ｐｊ＝ｗｊ・Ｗ＋ｘｊ・Ｘ＋ｙｊ・Ｙ＋ｚｊ・Ｚ （５）
ここで、成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに対する係数ｗｊ，ｘｊ，ｙｊ，ｚｊは、変数ｊに対応する仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所から聴取位置１２０までのベクトルに応じた値である。
Ｐｊ＝ｗｊ・Ｗ＋ｘｊ・Ｘ＋ｙｊ・Ｙ＋ｚｊ・Ｚ （５）
ここで、成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに対する係数ｗｊ，ｘｊ，ｙｊ，ｚｊは、変数ｊに対応する仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所から聴取位置１２０までのベクトルに応じた値である。
【0036】
参考として、仮想的な立方体の中心に聴取位置１２０があり、この聴取位置１２０から見て、前方左斜め上、前方右斜め上、後方左斜め上、後方右斜め上、前方左斜め下、前方右斜め下、後方左斜め下、及び、後方右斜め下の頂点にそれぞれ仮想スピーカーＶＳ０が設置されていると仮定する。各仮想スピーカーＶＳ０に割り当てる個別仮想再現信号をＬFU，ＲFU，ＬBU，ＲBU，ＬFD，ＲFD，ＬBD，ＲBDとすると、上述した文献である「アンビソニックス」に示された換算式を適用することができる。
ＬFU＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） （６）
ＲFU＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ－Ｙ＋Ｚ） （７）
ＬBU＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） （８）
ＲBU＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ－Ｙ＋Ｚ） （９）
ＬFD＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ＋Ｙ－Ｚ） （１０）
ＲFD＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ－Ｙ－Ｚ） （１１）
ＬBD＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ＋Ｙ－Ｚ） （１２）
ＲBD＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ－Ｙ－Ｚ） （１３）
ＬFU＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） （６）
ＲFU＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ－Ｙ＋Ｚ） （７）
ＬBU＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） （８）
ＲBU＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ－Ｙ＋Ｚ） （９）
ＬFD＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ＋Ｙ－Ｚ） （１０）
ＲFD＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ－Ｙ－Ｚ） （１１）
ＬBD＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ＋Ｙ－Ｚ） （１２）
ＲBD＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ－Ｙ－Ｚ） （１３）
【0037】
仮想予測信号生成部Ｕ２は、聴取位置１２０において予測される予測音をＮｐ箇所の仮想スピーカーＶＳ０に出力させる仮想予測信号ＳＧ４を仮想再現信号ＳＧ３と音響特性変化情報ＩＭ１に基づいて生成する。音響特性変化情報ＩＭ１は、自動車１００のＮｐ箇所の部位の少なくとも一部を変更した時の音響特性の変化を表す情報であり、例えば、コンピューターシミュレーションにより得られる。各部位の音響特性は、図３に示すように、周波数ｆ（単位：Hz）とＳＰＬ（音圧レベル）（単位：dB）との対応関係を表すデータ、例えば、１／３オクターブバンド毎の周波数帯域に対するＳＰＬを示すデータにより表される。音響特性変化情報ＩＭ１は、基準仕様との差を表す情報といえ、乗員の頭部に対して各部位の方向から周波数毎の音圧が基準仕様からどれだけ上下したかを表す情報といえる。
【0038】
仮想予測信号生成部Ｕ２は、自動車における内装材等の諸元を変更した時の解析をコンピューターシミュレーションにより行うことが可能であり、立体音について基準仕様との差を予測する。
仮想予測信号生成部Ｕ２は、自動車における内装材や座席といった部材のそれぞれの位置、部材のそれぞれの形状を表すデータ、等といった室内ＳＰ０の構造を表す車両モデルを有している。また、仮想予測信号生成部Ｕ２は、様々な条件で自動車１００を走行させた時に得られる音響特性を表す実車データベースも有している。さらに、仮想予測信号生成部Ｕ２は、自動車の部材毎に音の吸音率の特性、音の反射率の特性、流れ抵抗、損失係数、等といった音響に関する特性を表す部材データベースを有している。ここで、前述の部材は、フロアカーペット１１１に適用可能な複数の種類の部材といった、同じ部位に適用可能な複数の種類の部材を含む。仮想予測信号生成部Ｕ２は、実車データベースと部材データベースに格納されているデータのうち利用者の希望に応じた組合せのデータを車両モデルに適用するコンピューターシミュレーションにより音響特性変化情報ＩＭ１を求めることが可能である。
仮想予測信号生成部Ｕ２は、自動車における内装材や座席といった部材のそれぞれの位置、部材のそれぞれの形状を表すデータ、等といった室内ＳＰ０の構造を表す車両モデルを有している。また、仮想予測信号生成部Ｕ２は、様々な条件で自動車１００を走行させた時に得られる音響特性を表す実車データベースも有している。さらに、仮想予測信号生成部Ｕ２は、自動車の部材毎に音の吸音率の特性、音の反射率の特性、流れ抵抗、損失係数、等といった音響に関する特性を表す部材データベースを有している。ここで、前述の部材は、フロアカーペット１１１に適用可能な複数の種類の部材といった、同じ部位に適用可能な複数の種類の部材を含む。仮想予測信号生成部Ｕ２は、実車データベースと部材データベースに格納されているデータのうち利用者の希望に応じた組合せのデータを車両モデルに適用するコンピューターシミュレーションにより音響特性変化情報ＩＭ１を求めることが可能である。
【0039】
また、簡単な例として、仮想予測信号生成部Ｕ２は、或る条件で自動車１００を走行させた時にＮｐ箇所の部位について音響特性ＣＨ０を表すデータを取得し、或る部材を別の種類に変えた自動車１００を走行させた時にＮｐ箇所の部位について音響特性ＣＨ１を表すデータを取得し、音響特性ＣＨ０，ＣＨ１の差からＮｐ箇所の音響特性変化情報ＩＭ１を求めてもよい。フロアカーペット１１１のみ種類を変えた場合の音響特性変化情報、ドアトリム１１２のみ種類を変えた場合の音響特性変化情報、等を求めることにより、多くの音響特性変化情報ＩＭ１が求められる。より簡単な例としては、部材の種類が変わった部位のみ音響特性変化情報ＩＭ１を求め、部材の種類が変わっていない部位の音響特性は変化しないとして扱ってもよい。
【0040】
仮想予測信号生成部Ｕ２は、内装材１１１～１１６といった内装１１０の各部材の種類の変更を受け付け可能である。仮想予測信号生成部Ｕ２は、出力装置１７、例えば、表示装置に模擬的な自動車を表す画面を表示し、画面の中から入力装置１６、例えば、ポインティングデバイスによる操作を受け付けることにより部材の選択、及び、当該部材の種類の変更を受け付ける。仮想予測信号生成部Ｕ２は、実車データベースと部材データベースに格納されているデータの内、選択された部材の変更前の音響特性を示すデータ、及び、選択された部材の変更後の音響特性を示すデータを車両モデルに適用するコンピューターシミュレーションにより各部位の音響特性変化情報ＩＭ１を求める。これにより、利用者の多様な要望に応じた音響のシミュレーションが行われる。
例えば、上述した画面で利用者がフロアカーペット１１１を選択する操作を入力装置１６により行い、フロアカーペット１１１を元の種類（種類Ｃ０とする。）から別の種類（種類Ｃ１とする。）に変更する操作を入力装置１６により行ったものとする。この場合、仮想予測信号生成部Ｕ２は、フロアカーペット１１１が元の種類Ｃ０である場合の音響特性ＣＨ０と別の種類Ｃ１である場合の音響特性ＣＨ１との差を各部位について表す音響特性変化情報ＩＭ１を求めることになる。
例えば、上述した画面で利用者がフロアカーペット１１１を選択する操作を入力装置１６により行い、フロアカーペット１１１を元の種類（種類Ｃ０とする。）から別の種類（種類Ｃ１とする。）に変更する操作を入力装置１６により行ったものとする。この場合、仮想予測信号生成部Ｕ２は、フロアカーペット１１１が元の種類Ｃ０である場合の音響特性ＣＨ０と別の種類Ｃ１である場合の音響特性ＣＨ１との差を各部位について表す音響特性変化情報ＩＭ１を求めることになる。
【0041】
仮想再現信号ＳＧ３と音響特性変化情報ＩＭ１に基づいて生成される仮想予測信号ＳＧ４を構成する個別仮想予測信号Ｑｊの数も、Ｎｐである。すなわち、１からＮｐまでの整数をとり得る変数ｊは、個別仮想予測信号Ｑ１～ＱＮｐを識別する変数でもある。個別仮想予測信号Ｑｊは、元の個別仮想再現信号Ｐｊから音響特性変化情報ＩＭ１に応じて変化した信号となる。簡単な例として、仮想予測信号生成部Ｕ２は、部材の種類の変更が受け付けられた部位にある仮想スピーカーＶＳ０に予測音を出力させる個別仮想予測信号Ｑｊのみ、元の個別仮想再現信号Ｐｊから音響特性変化情報ＩＭ１に応じて変化させた信号にしてもよい。この場合、部材の種類が変わっていない部位にある仮想スピーカーＶＳ０に予測音を出力させる個別仮想予測信号Ｑｊは、元の個別仮想再現信号Ｐｊのままでもよい。
【0042】
Ｎｐ個の仮想スピーカーＶＳ０に予測音を出力させる仮想予測信号ＳＧ４は、前席１０１に座る乗員の頭部に合わせた聴取位置１２０における予測音に対応するＡフォーマット信号といえる。第二フォーマット変換部Ｕ３１は、Ａフォーマットの仮想予測信号ＳＧ４を複数の収音指向特性（成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）の第二エンコード信号ＳＧ５に変換する。
【0043】
第二エンコード信号ＳＧ５も、無指向性の０次成分Ｗ、前後方向の１次成分Ｘ、左右方向の１次成分Ｙ、及び、上下方向の１次成分Ｚを含むＢフォーマット信号である。個別仮想予測信号Ｑ１～ＱＮｐから第二エンコード信号ＳＧ５の成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚへは、各仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所から聴取位置１２０までのベクトルに応じた換算式により変換することができる。
ここで、個別仮想予測信号Ｑｊに対する係数ｑｘｊ，ｑｙｊ，ｑｚｊ，ｑｗｊは、変数ｊに対応する仮想スピーカーＶＳ０の設定箇所から聴取位置１２０までのベクトルに応じた値である。
【数1】
【0044】
第二デコード部Ｕ３２は、Ｎｓ箇所のスピーカー３００に予測音を出力させる出力信号ＳＧ６を第二エンコード信号ＳＧ５に基づいて生成する。出力信号ＳＧ６を構成する個別出力信号Ｓｋの数は、Ｎｓである。ここで、変数ｋは、個別出力信号Ｓ１～ＳＮｓを識別する変数であり、１からＮｓまでの整数をとり得る。スピーカー３００の数Ｎｓは、立体的な予測音を精度よく出力する点から、４以上が好ましい。Ｎｓ個のスピーカー３００の設置箇所は、同一平面に無い方が好ましい。
【0045】
第二エンコード信号ＳＧ５の成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚから個別出力信号Ｓ１～ＳＮｓへは、各スピーカー３００の設置箇所から聴取位置１２０までのベクトルに応じた換算式により変換することができる。
Ｓｋ＝ｗｋ・Ｗ＋ｘｋ・Ｘ＋ｙｋ・Ｙ＋ｚｋ・Ｚ （１８）
ここで、成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに対する係数ｗｋ，ｘｋ，ｙｋ，ｚｋは、変数ｋに対応するスピーカー３００の設置箇所から聴取位置１２０までのベクトルに応じた値である。
Ｓｋ＝ｗｋ・Ｗ＋ｘｋ・Ｘ＋ｙｋ・Ｙ＋ｚｋ・Ｚ （１８）
ここで、成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚに対する係数ｗｋ，ｘｋ，ｙｋ，ｚｋは、変数ｋに対応するスピーカー３００の設置箇所から聴取位置１２０までのベクトルに応じた値である。
【0046】
参考として、仮想的な立方体の中心に聴取位置１２０があり、この聴取位置１２０から見て、前方左斜め上、前方右斜め上、後方左斜め上、後方右斜め上、前方左斜め下、前方右斜め下、後方左斜め下、及び、後方右斜め下の頂点にそれぞれスピーカー３００が設置されていると仮定する。各スピーカー３００に割り当てる個別出力信号をＬFU，ＲFU，ＬBU，ＲBU，ＬFD，ＲFD，ＬBD，ＲBDとすると、上述した文献である「アンビソニックス」に示された換算式を適用することができる。
ＬFU＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） （１９）
ＲFU＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ－Ｙ＋Ｚ） （２０）
ＬBU＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） （２１）
ＲBU＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ－Ｙ＋Ｚ） （２２）
ＬFD＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ＋Ｙ－Ｚ） （２３）
ＲFD＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ－Ｙ－Ｚ） （２４）
ＬBD＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ＋Ｙ－Ｚ） （２５）
ＲBD＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ－Ｙ－Ｚ） （２６）
ＬFU＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） （１９）
ＲFU＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ－Ｙ＋Ｚ） （２０）
ＬBU＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） （２１）
ＲBU＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ－Ｙ＋Ｚ） （２２）
ＬFD＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ＋Ｙ－Ｚ） （２３）
ＲFD＝Ｗ＋０．７０７（Ｘ－Ｙ－Ｚ） （２４）
ＬBD＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ＋Ｙ－Ｚ） （２５）
ＲBD＝Ｗ＋０．７０７（－Ｘ－Ｙ－Ｚ） （２６）
【0047】
以上、前席１０１を対象とした信号処理を説明したが、後席１０２を対象とした信号処理も上述した信号処理と同様に行われる。
【0048】
上述した具体例では、まず、Ｂフォーマットの成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚを有する第一エンコード信号ＳＧ２に基づいてＮｐ箇所の仮想スピーカーＶＳ０に立体音を再現させる個別仮想再現信号Ｐ１～ＰＮｐが生成される。仮想再現信号ＳＧ３を構成する個別仮想再現信号Ｐ１～ＰＮｐは、Ｎｐ箇所の部位の少なくとも一部を変更した時の音響特性の変化を表す音響特性変化情報ＩＭ１に基づいて個別仮想予測信号Ｑ１～ＱＮｐに変換される。仮想予測信号ＳＧ４を構成する個別仮想予測信号Ｑ１～ＱＮｐは、Ｂフォーマットの成分Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚを有する第二エンコード信号ＳＧ５を経てＮｓ箇所のスピーカー３００に予測音を出力させる個別出力信号Ｓ１～ＳＮｓに変換される。出力信号ＳＧ６を構成する個別出力信号Ｓ１～ＳＮｓは、Ｎｐ箇所の部位の少なくとも一部を変更した時の音響特性の変化が精度よく反映された予測音をＮｓ箇所のスピーカー３００に出力させる。
【0049】
以上により、Ｎｐ箇所の仮想スピーカーＶＳ０に対応する設定箇所からの音の変化がコンピューターシミュレーション等により予測され、Ｎｓ箇所のスピーカー３００から立体的な予測音が出力される。これにより、利用者は、聴取位置１２０においてコンピューターシミュレーション等の予測結果を臨場感のある立体音として体感することができる。このため、利用者は、部材を実際に作製したり実際の自動車の部材を組み換えたりしなくても、予測音又は出力信号ＳＧ６に基づいて部材をスピーディーに開発することができる。また、利用者は予測音を繰り返し聴くことができるので、実際の自動車を用いた官能評価では判断し難い小さな変化が分かり易くなる。
【0050】
（３）変形例：
本発明は、種々の変形例が考えられる。
上述した具体例では前席用の信号処理と後席用の信号処理の２系統の信号処理を行ったが、例えば、前席について運転席用の信号処理と助手席用の信号処理とを別々に行ってもよい。この場合、音響シミュレーション装置は、運転席用のＮｓ箇所のスピーカー３００と助手席用のＮｓ箇所のスピーカー３００とを備えていてもよい。後席についても、運転席後方の席のための信号処理と助手席後方の席のための信号処理とを別々に行ってもよい。むろん、音響シミュレーション装置は、前席用の信号処理のみ行ってもよいし、後席用の信号処理のみ行ってもよい。
本発明は、種々の変形例が考えられる。
上述した具体例では前席用の信号処理と後席用の信号処理の２系統の信号処理を行ったが、例えば、前席について運転席用の信号処理と助手席用の信号処理とを別々に行ってもよい。この場合、音響シミュレーション装置は、運転席用のＮｓ箇所のスピーカー３００と助手席用のＮｓ箇所のスピーカー３００とを備えていてもよい。後席についても、運転席後方の席のための信号処理と助手席後方の席のための信号処理とを別々に行ってもよい。むろん、音響シミュレーション装置は、前席用の信号処理のみ行ってもよいし、後席用の信号処理のみ行ってもよい。
【0051】
収音信号ＳＧ１から仮想再現信号ＳＧ３を生成する処理は、Ｂフォーマットの第一エンコード信号ＳＧ２を介する処理に限定されない。例えば、個別収音信号Ｍ１～Ｍ４から個別仮想再現信号Ｐ１～ＰＮｐへの換算式を用いて収音信号ＳＧ１から仮想再現信号ＳＧ３を直接生成することも可能である。
仮想予測信号ＳＧ４から出力信号ＳＧ６を生成する処理は、Ｂフォーマットの第二エンコード信号ＳＧ５を介する処理に限定されない。例えば、個別仮想予測信号Ｑ１～ＱＮｐから個別出力信号Ｓ１～ＳＮｓへの換算式を用いて仮想予測信号ＳＧ４から出力信号ＳＧ６を直接生成することも可能である。
仮想予測信号ＳＧ４から出力信号ＳＧ６を生成する処理は、Ｂフォーマットの第二エンコード信号ＳＧ５を介する処理に限定されない。例えば、個別仮想予測信号Ｑ１～ＱＮｐから個別出力信号Ｓ１～ＳＮｓへの換算式を用いて仮想予測信号ＳＧ４から出力信号ＳＧ６を直接生成することも可能である。
【0052】
（４）結び：
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、車両の室内の立体音を精度よくシミュレートすることが可能な音響シミュレーション装置等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、車両の室内の立体音を精度よくシミュレートすることが可能な音響シミュレーション装置等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】