JP2005079946A - マルチチャンネル音場調整装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 最適な音場を容易に作ることを可能としたマルチチャンネル音場調整装置および方法を提供する。
【解決手段】 隣接する２つのスピーカに対応するチャンネル間で、一方のチャンネルに供給する試験音を他方のチャンネルにも供給し、一方のチャンネルから他方のチャンネルへの試験音の漏れ量を徐々に変えていく処理を各隣接チャンネル間において順次行い、これによって各チャンネル間を循環移動する回転音を発生することにより、操作者が各チャンネル間の音像移動を容易に確認することができるようにして、スピーカが無い方向からの音像定位やスピーカ間の音像の繋がりが判断しやすくなるようにし、各チャンネルの音声の音圧、遅延時間、隣接チャンネルへの漏れ量の調整を容易に行うことができるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明はマルチチャンネル音場調整装置および方法に関し、特に、複数チャンネルの音声を出力して音場調整を行う装置および方法に用いて好適なものである。

従来、ホームオーディオ装置やカーオーディオ装置などのオーディオ再生装置の中には、複数のスピーカを備え、当該複数のスピーカから複数チャンネルの音声を出力するように成されたものが存在する。この種のオーディオ再生装置においては、各スピーカから出力される音声の音圧（ボリューム）、遅延時間（音声出力のタイミング）などを調整することにより、最適なサラウンド効果が得られるように音場を作ることができるようになっているものがある。

ところで、車室内などの小空間においては、音の反射成分が多く、理論値だけでは最適と言える音場を作ることが困難である。そこで、聴取位置に設定したマイクより入力された音声をフィードバック型デジタルフィルタに通して演算を行うことによって音場における反射音の影響を補正する装置など、反射音を考慮して音場を自動調整する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−５７６９７号公報

ただし、複数チャンネルの音場調整となると、自動調整を行うには指向性を考慮して膨大な演算を行うことが必要であり、比較的演算能力の低い演算器を搭載する車載機では実質的に音場の自動調整を行うことができない。そのため、多くの車載機においては、大体の音場を理論値により設定しておき、操作者によるマニュアル操作によって聴感上で最適な音場を作る必要があった。

マニュアル操作による音場調整は、以下のようにして行っていた。すなわち、各チャンネルのスピーカからピンクノイズ等の試験音を順番に出力する。このとき試験音は、１チャンネルずつ時系列に独立して出力する。通常の聴取位置（例えば、カーオーディオ装置の場合は運転席）において操作者は、この試験音を聞きながらリモコン等の操作子を操作して、各チャンネルの音声についてボリュームや遅延時間を調整する。

しかしながら、従来のマニュアル操作による音場調整方式では、各チャンネルの試験音は単独で出力されるため、各スピーカの位置に出力音が固定される（以下、これを「固定音」と称する）。そのため、スピーカが無い方向からの音像の定位や、スピーカ間の音の繋がり感を判断して音場を最適に調整することが極めて困難であるという問題があった。すなわち、各スピーカからの固定音を順番に聞いて各チャンネルのボリュームや遅延時間を個別に調整しても、その後で全体を鳴らしてみると意図した通りの音場になっていないことが多く、何度も微調整を繰り返す必要があった。

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、スピーカが無い方向からの音像定位やスピーカ間の音像の繋がり感を判断しやすくして、最適な音場を容易に作ることができるようにすることを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明のマルチチャンネル音場調整装置では、あるチャンネルの試験音をその隣接チャンネルへ徐々に漏らしていくという処理をそれぞれの隣接チャンネルにおいて順次行うことにより、各チャンネル間を循環移動する回転音を発生する回転音発生手段を備える。さらに、操作者がこの回転音を聞きながら各チャンネルの出力音の音圧、遅延時間、隣接チャンネルへの漏れ量を調整するための各種調整手段を備える。

上記のように構成した本発明によれば、スピーカ間における音像の移動を回転音の聴取によって実際に確認することができ、スピーカが無い方向からの音像定位やスピーカ間の音像の繋がりを判断しやすくなる。そして、この確認結果に基づいて、回転音の音像が一定の音量および一定の速度で移動するように各チャンネルの音声の音圧、遅延時間、隣接チャンネルへの漏れ量を適当に調整することができ、最適なサラウンド音を実現する音場を容易に作ることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のマルチチャンネル音場調整装置は、複数のチャンネルの音声を複数のスピーカから出力するように成された音響装置に適用されるものである。図１は、当該音響装置におけるスピーカの配置例および本実施形態において発生する回転音について説明するための図である。

図１に示すように、本実施形態において音響装置は、フロントの左チャンネルスピーカ（以下、ＦＬスピーカと言う）、フロントのセンタチャンネルスピーカ（以下、Ｃスピーカと言う）、フロントの右チャンネルスピーカ（以下、ＦＲスピーカと言う）、サウンド信号再生用のリアの左チャンネルスピーカ（以下、ＬＳスピーカと言う）、サウンド信号再生用のリアの右チャンネルスピーカ（以下、ＲＳスピーカと言う）を備えて構成されている。

本実施形態では、このように配置された複数のスピーカから試験音（ピンクノイズやホワイトノイズ等）を発生する際に、当該試験音を回転音として発生する。回転音とは、あるチャンネルの音声をその隣接チャンネル（隣接するスピーカに対応するチャンネル）へ徐々に漏らしていくという処理をそれぞれの隣接チャンネルにおいて順次行うことによって、各チャンネル間をとぎらず徐々に循環移動する音のことを言う。

例えば、Ｃスピーカ（Ｃチャンネル）の音をそれに隣接するＦＲスピーカ（ＦＲチャンネル）に漏らす。このとき、漏れ量の度合いを０％から１００％へと徐々に大きくしていく。Ｃスピーカの音をＦＲスピーカに１００％漏らし終わったら、次にＦＲスピーカの音をそれに隣接するＲＳスピーカに漏らし、その漏れ量の度合いを０％から１００％へと徐々に大きくしていく。以下同様にして、「Ｃ→ＦＲ、ＦＲ→ＲＳ、ＲＳ→ＬＳ、ＬＳ→ＦＬ、ＦＬ→Ｃ、Ｃ→ＦＲ、・・・」のような循環経路で音像を徐々に移動させる。

図２は、このような回転音を発生させるための構成例を示す図である。図２に示すように、５つのスピーカに音声を出力するための各チャンネルの信号ライン１〜５がそれぞれ独立して設けられている。これらの信号ライン１〜５は、スピーカの配置に倣って隣接するスピーカ用の信号ラインが互いに隣接するように配置されている。ただし、この信号ライン１〜５を必ずしもそのように配置しなければならない訳ではない。

これら５本の信号ライン１〜５のうち、互いに隣接する信号ライン間にはゲートおよび加算器が１つずつ設けられている。例えば、Ｃチャンネル用の信号ライン１とＦＲチャンネル用の信号ライン２との間には、ＣチャンネルからＦＲチャンネルへの音の漏れ量を調整するためのゲート１１および加算器２１が設けられている。ゲート１１は、ＣチャンネルからＦＲチャンネルへの音声の透過率（漏れ量）を可変とするように構成されている。加算器１２は、Ｃチャンネルから漏れてきた音声をＦＲチャンネルにミックスして出力する。

このような構成により、隣接する２つのＣスピーカおよびＦＲスピーカに対応するチャンネル間で、Ｃチャンネルに供給する試験音をＦＲチャンネルにも供給し、そのときのＣチャンネルからＦＲチャンネルへの漏れ量をゲート１１によって徐々に変えていくことができるように成されている。

同様に、ＦＲチャンネル用の信号ライン２とＲＳチャンネル用の信号ライン３との間には、ＦＲチャンネルからＲＳチャンネルへの音の漏れ量を調整するためのゲート１２および加算器２２が設けられている。ＲＳチャンネル用の信号ライン３とＬＳチャンネル用の信号ライン４との間には、ＲＳチャンネルからＬＳチャンネルへの音の漏れ量を調整するためのゲート１３および加算器２３が設けられている。

また、ＬＳチャンネル用の信号ライン４とＦＬチャンネル用の信号ライン５との間には、ＬＳチャンネルからＦＬチャンネルへの音の漏れ量を調整するためのゲート１４および加算器２４が設けられている。さらに、ＦＬチャンネル用の信号ライン５とＣチャンネル用の信号ライン１との間には、ＦＬチャンネルからＣチャンネルへの音の漏れ量を調整するためのゲート１５および加算器２５が設けられている。

なお、ゲート１１〜１５における音声の透過率は、直線状に変化させるようにしても良いし、階段状に変化させるようにしても良い。直線状に変化させた場合には、隣接スピーカ間を一定の割合で連続的に移動する回転音が得られる。一方、階段状に変化させた場合には、隣接スピーカ間を非連続的に移動する回転音が得られる。

また、図２の構成例によれば、例えばＣチャンネルからＦＲチャンネルに漏らす試験音の漏れ量をゲート１１によって徐々に変えている際に、Ｃチャンネルの試験音はＣチャンネルからそのまま出力され続けているが、この構成例に限定されない。例えば、ＣチャンネルからＦＲチャンネルに供給する試験音の漏れ量の度合いを０％から１００％へと徐々に大きくしていくのと同時に、Ｃチャンネルから出力する試験音を１００％から０％へと徐々に小さくしていっても良い。このようにすれば、最初はＣチャンネルのみから出ていた音が徐々にＦＲチャンネルへと移動していき、最後はＦＲチャンネルのみから出力されるようになり、音像の移動がより明確となるようにすることができる。

図３は、図２に示す回転音発生部を適用した本実施形態によるマルチチャンネル音場調整装置３０の構成例を示す図である。図３に示すように、本実施形態のマルチチャンネル音場調整装置３０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）マクロ部３１、ダウンミクス部３２、アッテネータ３３、遅延処理部３４、コントローラ３５、操作部３６および表示部３７を備えて構成されている。

ＤＳＰマクロ部３１は、音場を調整する際に用いる試験音を各チャンネル毎に発生する。このＤＳＰマクロ部３１は、図２に示した回転音発生部の構成を備えており、試験音を上述した回転音として発生する。

ダウンミクス部３２は、ＤＳＰマクロ部３１により発生された５チャンネルの音声を、必要に応じて２チャンネルの音声に変換する。すなわち、チャンネル数を落として、音声を一定基準に従って混合する。例えば、音響装置がＣスピーカやＲＳスピーカ、ＬＳスピーカを備えていない場合に、５チャンネルの音声をＦＬスピーカおよびＦＲスピーカの２チャンネルの音声にダウンミクスする。

アッテネータ３３は、各チャンネルの音声のレベル（音圧）を調整するものである。図３では１つのブロックとして図示しているが、実際には各チャンネル毎にアッテネータが設けられており、各チャンネルの音声レベルを個別に調整することが可能である。

遅延処理部３４は、各チャンネルの音声の遅延時間（音声出力のタイミング）を調整するものである。図３では１つのブロックとして図示しているが、実際には各チャンネル毎に遅延処理部が設けられており、各チャンネルの音声の遅延時間を個別に調整することが可能である。

コントローラ３５は、上述のＤＳＰマクロ部３１、ダウンミクス部３２、アッテネータ３３および遅延処理部３４の動作を制御するものである。本実施形態では特に、ＤＳＰマクロ部３１における隣接チャンネルへの音の漏れ量（連続的に移動する回転音の場合は単位時間当たりの漏れ量、非連続的に移動する回転音の場合は単位ステップ当たりの漏れ量）、アッテネータ３３における各チャンネルの音声レベル、遅延処理部３４における各チャンネルの音声の遅延時間を可変制御する。

操作部３６は、操作者がマルチチャンネル音場調整装置３０に対して各種の操作や指示を行うための操作子であり、例えばリモコンにより構成されている。操作者は、この操作部３６を操作してコントローラ３５に指示を出すことにより、上述した隣接チャンネルへの音の漏れ量、各チャンネルの音声レベル、各チャンネルの音声の遅延時間を任意に調整することが可能である。表示部３７は、操作部３６による操作状態等を画面表示するものであり、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）等により構成されている。

上述のアッテネータ３３、コントローラ３５および操作部３６によって本発明の音圧調整手段が構成される。また、遅延処理部３４、コントローラ３５および操作部３６によって本発明の遅延時間調整手段が構成される。さらに、ＤＳＰマクロ部３１、コントローラ３５および操作部３６によって本発明の漏れ量調整手段が構成される。

隣接チャンネルへの音の漏れ量、各チャンネルの音声レベル、各チャンネルの音声の遅延時間をどのように調整するかは操作者の自由である。ただ、理論的には、操作者の位置を中心として、回転音の音像が一定の音量および一定の速度で移動するように各チャンネルの出力音の音圧、遅延時間、漏れ量を調整すれば、スピーカ間の音像の移動が均一になるので、理想的なサラウンド音を得ることが可能である。

すなわち、操作者は、各スピーカから回転音となって出力される試験音を聞きながら、各スピーカから出力される試験音の音量が一定となるように、操作部３６を操作してアッテネータ３３の音圧レベル、遅延処理部３４の遅延時間を各チャンネル毎に調整する。また、各スピーカから回転音となって出力される試験音を聞きながら、各スピーカから出力される試験音が一定速度で回転するように、操作部３６を操作してＤＳＰマクロ部３１における音の漏れ量を各チャンネル毎に調整する。

図４は、一定速度で音像が回転する回転音の例を示す図である。例えば音響装置を車室内に設置する場合、ＩＴＵ−Ｒ ＢＳ．７７５−１規格によってスピーカの理想的な配置が推奨されている。それは、Ｃスピーカから左右に３０度ずれた位置にＦＬスピーカとＦＲスピーカとを配置し、Ｃスピーカから左右に１２０度ずれた位置にＬＳスピーカとＲＳスピーカとを配置するものである。

このようなスピーカ配置で、回転音の半径を３メートル、一周の周期を１００ミリ秒とした場合、Ｃ→ＦＲおよびＦＬ→Ｃの間は８．５ミリ秒、ＦＲ→ＲＳおよびＬＳ→ＦＬの間は２５ミリ秒、ＲＳ→ＬＳの間は３３ミリ秒で音像が移動するように隣接スピーカへの漏れ量を調整することで、ほぼ一定速度の回転音を得ることができる。すなわち、ＦＲ→ＲＳおよびＬＳ→ＦＬの間はＣ→ＦＲおよびＦＬ→Ｃの間に比べて約３倍の割合で変化する漏れ量を設定し、ＲＳ→ＬＳの間はＣ→ＦＲおよびＦＬ→Ｃの間に比べて約４倍の割合で変化する漏れ量を設定すれば良い。

なお、ここでは操作者が操作部３６を操作することによって漏れ量を上述のような理論値に調整する例について説明したが、ＤＳＰマクロ部３１にデフォルト値として上述の理論値を設定しておくようにしても良い。すなわち、ＤＳＰマクロ部３１は、複数のスピーカの配置から求まる理論値に基づき設定された各隣接チャンネル間の漏れ量に従って、各チャンネル間を一定速度で循環移動する回転音を発生する。

ただし、規格の推奨通りに各スピーカが実際に配置されるとは限らず、また、配置される車種によって反射音の影響も異なる。そのため、理論値に従って漏れ量を設定した場合でも、必ずしも一定速度の回転音が得られるとは限らない。この場合には、操作者は操作部３６を操作して一定速度の回転音となるように漏れ量を調整することが求められる。ただ、もともとが一定速度を得るための理論値に基づいているので、調整はわずかでよいことが多く、容易に調整を行うことができる。

以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、試験音を各チャンネルの成分に振り分けて回転音を発生するようにしたので、各チャンネル間（各スピーカ間）の音像移動を容易に確認することができる。これにより、例えば反射成分が多い車室内において、スピーカが無い方向からの音像定位やスピーカ間の音像の繋がりを判断しやすくなる。したがって、各チャンネルの音声の音圧、遅延時間、隣接チャンネルへの漏れ量を適切に調整することができ、操作者が好む最適なサラウンド音を容易に得ることができる。

また、回転音の音像が一定の音量および一定の速度で移動するように調整することも容易にできる。各チャンネルの遅延時間を調整することで音像の移動速度を調整することも可能であるが、上述した実施形態のように隣接チャンネル間における音の漏れ量を調整した方が、移動速度の調整は容易である。すなわち、隣接チャンネル間を移動する音像の速度を、当該隣接チャンネル間における音の漏れ量の割合によって直接規定するので、調整が感覚的に分かりやすくなる。

なお、上記実施形態では、５つのスピーカに対応する５チャンネルの音声を出力する音響装置において回転音を発生する例について説明したが、サブウーハ用のスピーカに対応する音声を加えた５．１チャンネルの音響装置に本実施形態のマルチチャンネル音場調整装置を適用することも可能である。もちろん、ＬチャンネルおよびＲチャンネルの２チャンネルのスピーカを備えた音響装置や、６．１チャンネル、７．１チャンネルなどのスピーカを備えた音響装置に本実施形態のマルチチャンネル音場調整装置を適用することも可能である。要するに、２チャンネル以上の音響装置には本実施形態のマルチチャンネル音場調整装置を適用することが可能である。

また、表示部３７の画面上に調整用のユーザインタフェースを設け、画面を見ながら各チャンネルの音声の音圧、遅延時間、隣接チャンネルへの漏れ量を調整できるようにしても良い。例えば、図１に示したようなスピーカ配置を模擬した絵を画面上に表示し、調整したいスピーカもしくは隣接スピーカ間を指示した上で、画面上に表示した操作ボタンや操作バーなどを操作することによって音圧、遅延時間、漏れ量を調整できるようにする。このような画面上での操作は、例えばリモコンに備えられたジョイスティックを用いて行ったり、画面をタッチパネル構成として行ったりすることが可能である。

また、本実施形態のマルチチャンネル音場調整装置は、車載用の音響装置のみでなく、室内に設置される家庭用あるいは業務用の音響装置にも適用することが可能である。また、コンサート会場などの屋外に設置される音響装置にも同様に適用することが可能である。

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明のマルチチャンネル音場調整装置は、複数チャンネルの音声を複数のスピーカから出力するように成された音響装置に有用である。

音響装置におけるスピーカの配置例および本実施形態において発生する回転音について説明するための図である。 本実施形態による回転音発部の構成例を示す図である。 本実施形態によるマルチチャンネル音場調整装置の構成例を示す図である。 一定速度で音像が回転する回転音の例を示す図である。

符号の説明

１〜５ 各チャンネルの信号ライン
１１〜１５ ゲート
２１〜２５ 加算器
３１ ＤＳＰマクロ部
３２ ダウンミクス部
３３ アッテネータ
３４ 遅延処理部
３５ コントローラ
３６ 操作部
３７ 表示部

Claims (4)

1. 複数のチャンネルの音声を複数のスピーカから出力するように成された音響装置に適用されるマルチチャンネル音場調整装置であって、
   上記複数のチャンネルのうち隣接する２つのスピーカに対応するチャンネル間で、一方のチャンネルに供給する音声を他方のチャンネルにも供給し、上記一方のチャンネルから上記他方のチャンネルへの音声の漏れ量を徐々に変えていく処理を各隣接チャンネル間において順次行うことにより、各チャンネル間を循環移動する回転音を発生する回転音発生手段と、
   上記複数のチャンネルの音声について音圧を調整するための音圧調整手段と、
   上記複数のチャンネルの音声について遅延時間を調整するための遅延時間調整手段と、
   上記一方のチャンネルから上記他方のチャンネルに供給される音声の漏れ量を調整するための漏れ量調整手段とを備えたことを特徴とするマルチチャンネル音場調整装置。
2. 上記回転音発生手段は、上記複数のスピーカの配置から求まる理論値に基づき設定された各隣接チャンネル間の音声の漏れ量に従って、各チャンネル間を一定速度で循環移動する回転音を発生することを特徴とする請求項１に記載のマルチチャンネル音場調整装置。
3. 複数のチャンネルの音声を複数のスピーカから出力するように成された音響装置における音場調整方法であって、
   上記複数のチャンネルのうち隣接する２つのスピーカに対応するチャンネル間で、一方のチャンネルに供給する音声を他方のチャンネルにも供給し、上記一方のチャンネルから上記他方のチャンネルへの音声の漏れ量を徐々に変えていく処理を各隣接チャンネル間において順次行うことにより、各チャンネル間を循環移動する回転音を発生させ、
   上記複数のスピーカから出力される上記回転音を操作者が聞きながら、上記複数のチャンネルの音声について、音圧、遅延時間、上記一方のチャンネルから上記他方のチャンネルに供給される音声の漏れ量を調整できるようにしたことを特徴とするマルチチャンネル音場調整方法。
4. 上記複数のスピーカの配置から求まる理論値に基づき設定された各隣接チャンネル間の音声の漏れ量に従って、各チャンネル間を一定速度で循環移動する回転音を発生することを特徴とする請求項３に記載のマルチチャンネル音場調整方法。

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