JP2009038424A - 音場形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の音場を形成する際に、再生音量が小さかったり、再生音の高域特性が調整されていたりしても、設計者が意図したように音場の立体感が得られる音場形成装置を提供する。
【解決手段】音場形成装置１は、操作部６７が複数の音場の生成指示を受け付けた際に、電子ボリューム５１の出力音量が閾値以下であれば、出力音量に応じて効果レベル可変アンプ８９に音場の効果レベルを補正させる。また、操作部６７が複数の音場の生成指示を受け付けた際に、パラメトリックイコライザ４７が高域特性を低下させるターゲットカーブに基づいて調整されていると、反響音生成部の各ローパスフィルタのカットオフ周波数を所定量高域側に移動させる。これにより、聴取者に、音場の広さが変化していないように感じさせたり、抜けの良い音により音場が形成されているように感じさせたりすることができる。
【選択図】図５

Description

この発明は、利用者の周囲に音場を形成する音場形成装置に関する。

近時、マルチチャンネルサラウンドサウンドを再生できるＡＶシステムをリビングルームやリスニングルームなどに設けて、家の中で映画や音楽等のコンテンツを楽しむユーザが増加している。ユーザは、映画や音楽等のＤＶＤをこのＡＶシステムで再生すると、複数のスピーカからマルチチャンネルのサラウンドサウンドが再生されるので、ユーザは周囲から音に包まれる感覚を体感しながら映画や音楽等を楽しむことができる。

また、従来のＡＶシステムには、単にマルチチャンネルサラウンドサウンドを再生するだけでなく、マルチチャンネルサラウンドサウンドから複数の反射音を生成して複数の音場を形成することで、さらに立体感のあるサウンドを再生する音場制御装置があった（例えば、特許文献１参照。）。
特許第２７５５２０８号公報

従来の音場制御装置では、複数の音場を形成するように設定した際に、再生音量を小さくすると、音場が狭くなったように感じられて、設計者が意図したような広さの音場とならない場合があった。

また、音場制御装置に接続したスピーカの特性を自動的に調整する処理を行って、高域特性を抑制するように出力段で調整した状態で、複数の音場を形成するように設定すると、高域がこもったような音になるため、設計者が意図したような周波数特性の音場にならないことがあった。

そこで、本発明は、複数の音場を形成する際に、再生音量が小さかったり、再生音の高域特性が調整されていたりしても、設計者が意図したような音場効果が得られる音場形成装置を提供することを目的とする。

この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。

（１）複数チャンネルの音声信号に基づく音声と、前記複数チャンネルの音声信号から生成した反射音及び残響音と、を聴取位置の周囲に配置した複数のスピーカから放音させて、聴取位置の周囲に複数の音場を形成する音場形成装置であって、
複数の音場の生成指示を受け付ける操作手段と、
前記操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けると、前記複数チャンネルの音声信号から反射音及び残響音を生成する反響音生成手段と、
前記反響音生成手段が生成した反射音及び残響音による音場の効果レベルを調整する効果レベル調整手段と、
前記音声、反射音及び残響音の出力音量を一括して調整する主音量調整手段と、
前記操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けており、前記主音量調整手段の出力音量が閾値以下であれば、前記効果レベル調整手段に出力音量に応じて音場の効果レベルを補正させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

この構成においては、音場形成装置は、操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けた際に、主音量調整手段の出力音量が閾値以下であれば、効果レベル調整手段に出力音量に応じて音場の効果レベルを補正させる。したがって、この発明の音場形成装置は、聴取位置の周囲に複数の音場を形成する際に、出力音量が閾値より小さくても、反射音と残響音により形成される音場が狭くなったように感じさせることがなく、音場の広さが変化していないように聴取者に感じさせることができる。

（２）前記複数のスピーカに放音させるテスト音信号を生成するテスト音源手段と、
前記複数のスピーカが接続され、前記テスト音信号が出力されるスピーカ端子と、
ユーザの聴取位置において前記スピーカが放音したテスト音を収音してテスト収音信号を出力するマイクロフォンが接続されるマイク端子と、
前記マイク端子から入力されたテスト音信号を解析して、前記マイクロフォンが収音したテスト音声の音圧を算出する解析手段と、
リファレンス環境において測定された基準音圧を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記主音量調整手段は、設定されている出力音量の値を出力する機能を有し、
前記制御手段は、前記基準音圧と前記テスト音声の音圧の比率である実測音圧比を算出し、この実測音圧比と、前記主音量調整手段から取得した音量の値と、から実際の出力音圧を算出することを特徴とする。

この構成においては、音場形成装置は、基準音圧とテスト音声の音圧の比率である実測音圧比を算出し、この実測音圧比と、主音量調整手段から取得した音量の値と、から実際の出力音圧を算出して、この出力音圧が閾値以下であれば、効果レベル調整手段に出力音圧に応じて音場の効果レベルを補正させる。したがって、実測音圧比を算出することにより、再生環境における出力音圧を、リファレンス環境の出力音圧に補正することができるので、聴取位置の周囲に形成する複数の音場が狭くなったように感じないように、出力音圧に応じた音場の効果レベルをより正確に補正できる。

（３）複数の周波数特性補正パターンを記憶する記憶手段と、
前記複数の周波数特性補正パターンのいずれかの選択を受け付ける操作手段と、
前記操作手段が受け付けた周波数特性補正パターンを前記記憶手段から読み出して、この周波数特性補正パターンに基づいて、前記複数の音声、反射音及び残響音の周波数特性を調整する特性調整手段と、
遮断周波数を変更可能で所定のスロープ特性を有し、前記反射音及び前記残響音の高域を遮断して、空気減衰及び壁面反射による周波数の変化を演出する高域遮断手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けた際に、前記特性調整手段が高域の利得を低下させる周波数特性補正パターンに基づいて調整されていると、高域遮断手段の遮断周波数を所定量高域側に移動させることを特徴とする。

この構成においては、制御手段は、操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けた際に、特性調整手段が高域の利得を低下させる周波数特性補正パターンに基づいて調整されていると、高域遮断手段の遮断周波数を所定量高域側に移動させる。したがって、この発明の音場形成装置では、音声、反射音及び残響音の高域の利得が低下するように設定されている状態で複数の音場を生成しても、高域がこもったような音と感じさせることがなく、抜けの良い音により音場が形成されているように感じさせることができる。

この発明によれば、音場形成装置では、音場プログラムが選択・設定された際に、各スピーカの高域特性が低下するように補正されていたり、再生音量が一定値以下であったりすると、反射音及び残響音の効果レベルを補正したり、反射音及び残響音にその特有の効果を付与するための高域遮断手段（ローパスフィルタ）の遮断周波数を高域側に変更したりするので、設計者が意図したような音場効果が保たれるので、ユーザはその設定にかかわらず複数の音場による立体感を楽しむことができる。

図１は、音場形成装置の概略構成及びリスニングルームでのスピーカの配置状態を示す図である。図２は、反響音生成部の構成を示すブロック図である。図３は、音場形成装置により４つの音場を形成した状態のイメージを示す上面図及び斜視図である。

音場形成装置１は、一例として、５チャンネルのサラウンド音を出力するとともに、図３に示すように、プレゼンス音場９３、左サラウンド（ＬＳ）音場９５、右サラウンド（ＲＳ）音場９７、及び背面サラウンド（ＢＳ）音場９９の４つの音場を形成する。プレゼンス音場９３は、聴取位置９０のユーザＵの前方に奥行き感及び立体感を与え、ユーザＵを前方から包み込む音場である。左サラウンド音場９５及び右サラウンド音場９７は、聴取位置９０のユーザＵの左右に奥行き感及び立体感を与え、ユーザＵを側方から包み込む音場である。背面サラウンド音場９９は、聴取位置９０のユーザＵの後方にサラウンド感を与え、ユーザＵを後方から包み込む音場である。

図１に示すように、音場形成装置１は、信号入力端子３１、ＤＩＲ（Digital audio Interface Receiver）３３、Ａ／Ｄコンバータ３５、及びＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface）（登録商標）レシーバ３７、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）デコーダ３９、テスト音生成部４１、パラメータメモリ４３、信号処理部４５、遅延処理部４６、パラメトリックイコライザ４７、Ｄ／Ａコンバータ４９、電子ボリューム５１、パワーアンプ５３、スピーカ端子５５、マイク端子５７、マイクアンプ５９、Ａ／Ｄコンバータ６１、制御部６３、メモリ６５、操作部６７、及び表示部６９を備えている。また、音場形成装置１の信号入力端子３１には、デジタルテレビチューナ５及びＣＤプレーヤ７が接続され、スピーカ端子５５には、スピーカ１１〜１８が接続されている。マイク端子５７には、オプティマイザマイク３（以下、単にマイク３と称する。）が接続されている。

図１に示すように、リスニングルーム９１内には、聴取位置９０の前方左・前方中央・前方右に、それぞれ左チャンネル（Ｌｃｈ）用のスピーカ１１・センタチャンネル（Ｃｃｈ）用のスピーカ１２・右チャンネル（Ｒｃｈ）用のスピーカ１３が設置されている。また、聴取位置９０の前方に、低音用のスピーカとしてサブウーハチャンネル（ＬＦＥｃｈ）用のスピーカ１８が設置されている。さらに、聴取位置９０の前左右上方に音場制御用スピーカとして、それぞれプレゼンス左チャンネル（ＰＬｃｈ）用のスピーカ１４・プレゼンス右チャンネル（ＰＲｃｈ）用のスピーカ１５が設置されている。加えて、聴取位置９０の後左右にサラウンド左チャンネル（ＳＬｃｈ）用のスピーカ１６・サラウンド右チャンネル（ＳＲｃｈ）用のスピーカ１７が設置されている。また、聴取位置９０には、マイク３が設置されている。

ＤＳＰデコーダ３９は、信号入力端子３１及びＨＤＭＩ（登録商標）レシーバ３７を介して接続されたデジタルテレビチューナ５や、信号入力端子３１及びＡ／Ｄコンバータ３５を介して接続されたＣＤプレーヤ７などのＡＶ機器から出力されたアナログ音信号やデジタルビットストリームを、Ｌｃｈ（チャンネル）、Ｒｃｈ、Ｃｃｈ、ＳＬｃｈ、及びＳＲｃｈの５チャンネルのデジタル音信号（ＰＣＭ信号）に変換して、信号処理部４５へ出力する。また、ＤＳＰデコーダ３９は、ＡＡＣ（登録商標），Ｄｏｌｂｙ Ｄｉｇｉｔａｌ（登録商標），ＤＴＳ（登録商標），ＭＰＥＧ−１／２，ＭＰＥＧ−２マルチチャンネル，ＭＰ３など多様なデータフォーマットをサポートしており、外部入力信号を図外のデコーダにより５チャンネルのデジタル音信号（ＰＣＭ信号）にデコードする。また、ＤＳＰデコーダ３９は、例えばデジタルテレビチューナ５から５チャンネルのデジタル音信号（ＰＣＭ信号）が直接入力された場合には、これらの信号をそのまま信号処理部４５へ出力する。

信号処理部４５は、主信号線７１、反響音生成部７３、テスト音解析部７５、及び加算器７７・７９を備えている。また、反響音生成部７３は、プレゼンス（Ｐ）反射音生成部８０、左サラウンド（ＬＳ）反射音生成部８１、右サラウンド（ＲＳ）反響音生成部８２、背面サラウンド（ＢＳ）反響音生成部８３、及びリバーブ音生成部８４を備えている。

主信号線７１は、ＤＳＰデコーダ３９が出力した５．１チャンネルのデジタル音信号をパラメトリックイコライザ４７へ送出するラインであり、途中に設けた加算器７７・７９で反射音生成部７３で生成されたＥＢＬ信号・ＥＢＲ信号が加算される。

反響音生成部７３は、ユーザＵが選択した音場プログラムに応じたパラメータをパラメータメモリ４３から読み出して、プレゼンス音場９３、左サラウンド音場９５、右サラウンド音場９７、及び背面サラウンド音場９９を形成するための反射音及び残響音の信号を生成し、さらに、これらの反射音及び残響音の信号からＥＦＬ信号・ＥＦＲ信号・ＥＢＬ信号・ＥＢＲ信号を生成する。そして、反響音生成部７３は、ＥＦＬ信号をＰＬｃｈ用のスピーカ１４から放音させる信号として遅延処理部４６に出力し、ＥＦＲ信号をＰＲｃｈ用のスピーカ１５から放音させる信号して遅延処理部４６に出力し、ＥＢＬ信号をＳＬｃｈ用のスピーカ１６から放音させる信号として加算器７７に出力し、ＥＢＲ信号をＳＲｃｈ用のスピーカ１７から放音させる信号として加算器７９に出力する。さらに、詳細な構成は後述する。

パラメータメモリ４３は、複数の音場プログラムに応じた音場を反射音及び残響音により形成するためのパラメータを記憶している。パラメータメモリ４３は、例えば、コンサートホールやライブハウスや教会等で実測したデータに基づいて世界の著名なコンサートホールやライブハウスや教会等の音場がリアルに再現される音楽再生用の音場プログラムや、映画のジャンル毎に異なる音響効果が得られるできる映画再生用の音場プログラムを複数記憶している。これらの音場プログラムのパラメータは、４つの音場制御用のスピーカ１４〜１７から反射音を放音してリスニングルーム９１内に４つの音場９３・９５・９７・９９を形成するように、遅れ時間とゲインの組み合わせにより構成されている。

加算器７７は、反響音生成部７３が出力したＥＢＬ信号と、入力信号であるＳＬｃｈ用の音声信号と、を加算して遅延処理部４６へ出力する。

加算器７９は、反響音生成部７３が出力したＥＢＲ信号と、入力信号であるＳＲｃｈ用の音声信号と、を加算して遅延処理部４６へ出力する。

遅延処理部４６は、後述する視聴空間自動設定モードによる設定に基づいて、信号処理部４５が出力したＬＦＥｃｈ、Ｌｃｈ、Ｒｃｈ、Ｃｃｈ、ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈ、ＰＬｃｈ、ＰＲｃｈの合計８（７．１）チャンネルの音声信号を遅延させる。

パラメトリックイコライザ４７は、周波数、レベル、Ｑファクタの３つのパラメータをそれぞれ独立して可変することで、遅延処理部４６が出力した８チャンネルの各音声信号の周波数特性を補正する。

Ｄ／Ａコンバータ４９は、パラメトリックイコライザ４７が出力した８チャンネルの各デジタル音信号をそれぞれアナログ音信号に変換する。

電子ボリューム５１は、操作部６７で設定されたボリューム量に応じてパワーアンプ５３の増幅量を調整する。また電子ボリューム５１は、現在設定されているボリューム値を出力する。

パワーアンプ５３は、Ｄ／Ａコンバータ４９が出力した８チャンネルの各アナログ音信号を増幅して各スピーカ１１〜１８へ出力する。

スピーカ１１〜１８は、パワーアンプ５３から出力されたアナログ音信号に応じた音を放音する。すなわち、スピーカ１１はＬｃｈ、スピーカ１２はＣｃｈ、スピーカ１３はＲｃｈ、スピーカ１４はＰＬｃｈ、スピーカ１５はＰＲｃｈ、スピーカ１６はＳＬｃｈ、スピーカ１７はＳＲｃｈ、及びスピーカ１８はＬＦＥｃｈの音をそれぞれ放音する。

制御部６３は、操作部６７で行われた操作に応じて各部を制御する。例えば、操作部６７で音量の調整操作が行われると、制御部６３はこの操作に応じた制御信号を電子ボリューム５１に出力して、各スピーカ１１〜１８から放音する音の音量を変更する。制御部６３としては、ＣＰＵやＭＰＵが好適である。

メモリ６５は、制御部６３で行うプログラムやターゲットカーブを記憶している。

操作部６７は、音場形成装置１に対してユーザが各種の操作・設定などの入力を行うためのものである。

表示部６９は、音場形成装置１からユーザに対する伝達事項等を表示するためのものである。

また、音場形成装置１は、テスト音生成部４１で生成して各スピーカ１１〜１８から放音させたテスト音をマイク３で収音し、このテスト音を放音してからマイク３で収音するまでの時間を計測したり、マイク３で収音したテスト音の音圧や周波数特性等を測定・解析したりすることで、各スピーカ１１〜１８の配置、能力、リスニングルーム９１の音響特性を測定し、最適な視聴空間を自動的に設定する機能を備えている。

テスト音生成部４１は、操作部６７が操作されて、視聴空間自動設定モードが設定されると、テスト音信号を生成してＤＳＰデコーダ３９に出力する。このテスト音信号は、信号処理部４５、パラメトリックイコライザ４７、Ｄ／Ａコンバータ４９、パワーアンプ５３、スピーカ端子５５を介して、各スピーカ１１〜１８に出力されて、各スピーカ１１〜１８からテスト音が放音される。

マイク３は、各スピーカ１１〜１８から放音されたテスト音を収音して、マイク端子５７を介してマイクアンプ５９に収音信号を出力する。

マイク端子５７は、マイク３を接続するための端子である。

マイクアンプ５９は、マイク３が出力した収音信号を増幅する。

Ａ／Ｄコンバータ６１は、マイクアンプ５９が出力したアナログ収音信号をデジタル収音信号に変換する。

テスト音解析部７５は、各スピーカ１１〜１８からテスト音を放音してからマイク３で収音するまでの時間を計測したり、マイク３で収音したテスト音の音圧や周波数特性等を測定したりして、測定結果を制御部６３に出力する。

制御部６３は、テスト音解析部７５が出力した解析結果に基づいて、遅延処理部４６及びパラメトリックイコライザ４７に対して、各チャンネルの信号に対するパラメータを設定する。

次に、反響音生成部７３の詳細な構成について説明する。図２に示すように、反響音生成部７１は、プレゼンス反射音生成部８０、左サラウンド反射音生成部８１、右サラウンド反響音生成部８２、背面サラウンド反響音生成部８３、リバーブ音生成部８４、加算器８５〜８８、効果レベル可変アンプ８９を備えている。

また、プレゼンス反射音生成部８０は、Ｌｃｈアンプ１０１、Ｒｃｈアンプ１０２、Ｃｃｈアンプ１０３、ＳＬｃｈアンプ１０４、ＳＲｃｈアンプ１０５、加算器１０６、ローパスフィルタ１０７、ハイパスフィルタ１０８、アンプ１０９、畳み込み処理部１１０を備えている。

Ｌｃｈアンプ１０１・Ｒｃｈアンプ１０２・Ｃｃｈアンプ１０３・ＳＬｃｈアンプ１０４・ＳＲｃｈアンプ１０５は、それぞれ主信号線７１を介して入力されたＬｃｈ・Ｒｃｈ・Ｃｃｈ・ＳＬｃｈ・ＳＲｃｈの各音声信号（以下、５ｃｈの音声信号と称する。）を増幅して、加算器１０６へ出力する。

加算器１０６は、５ｃｈの音声信号を加算して、加算信号をローパスフィルタ１０７へ出力する。

ローパスフィルタ１０７は、空気減衰や壁面反射で周波数が変化する作用をシミュレートするためのフィルタであり、加算信号に対してカットオフ周波数（遮断周波数）以上を減衰させる。ローパスフィルタ１０７は、一例として、スロープ特性が−６ｄＢ／ｏｃｔであり、カットオフ周波数の標準値が７．１ｋＨｚで、カットオフ周波数を１／６オクターブずつ変更することが可能である。

ハイパスフィルタ１０８は、ローパスフィルタ１０７が出力した加算信号に対して不要な低域成分をカットする。

アンプ１０９は、ハイパスフィルタ１０８が出力した加算信号を増幅する。

畳み込み処理部１１０は、ＦＩＲフィルタを備えており、畳み込み演算処理を行ってプレゼンス音場を形成するための初期反射音信号を生成し、ＥＦＬ信号・ＥＦＲ信号・ＥＢＬ信号・ＥＢＲ信号の４つに分けて出力する。

このような構成により、プレゼンス反射音生成部８０は、プレゼンス音場を形成するための初期反射音信号を生成して出力する。

同様に、左サラウンド反射音生成部８１は、左サラウンド音場を形成するための初期反射音信号を生成して出力し、右サラウンド反響音生成部８２は、右サラウンド音場を形成するための初期反射音信号を生成して出力し、背面サラウンド反響音生成部８３は背面サラウンド音場を形成するための初期反射音信号を生成して出力する。

なお、左サラウンド反射音生成部８１、右サラウンド反響音生成部８２、及び背面サラウンド反響音生成部８３は、プレゼンス反射音生成部８０と同様の構成であるため、図２おいて詳細な構成の図示を省略している。

リバーブ音生成部８４は、Ｌｃｈアンプ１２１、Ｒｃｈアンプ１２２、Ｃｃｈアンプ１２３、ＳＬｃｈアンプ１２４、ＳＲｃｈアンプ１２５、加算器１２６、ローパスフィルタ１２７、ハイパスフィルタ１２８、アンプ１２９、リバーブディレイ１３０、リバーブ処理部１３１、ＥＦＬアンプ１３２、ＥＦＲアンプ１３３、ＥＢＬアンプ１３４、及びＥＢＲアンプ１３５を備えている。

Ｌｃｈアンプ１２１・Ｒｃｈアンプ１２２・Ｃｃｈアンプ１２３・ＳＬｃｈアンプ１２４・ＳＲｃｈアンプ１２５は、それぞれ主信号線７１を介して入力された５ｃｈの音声信号を増幅して、加算器１２６へ出力する。

加算器１２６は、５ｃｈの音声信号を加算して、加算信号をローパスフィルタ１２７へ出力する。

ローパスフィルタ１２７は、空気減衰や壁面反射で周波数が変化する作用をシミュレートするためのフィルタであり、加算信号に対してカットオフ周波数（遮断周波数）以上を減衰させる。ローパスフィルタ１２７は、一例として、スロープ特性が−６ｄＢ／ｏｃｔであり、カットオフ周波数の標準値が７．１０ｋＨｚで、カットオフ周波数を１／６オクターブずつ変更することが可能である。

ハイパスフィルタ１２８は、ローパスフィルタ１２７が出力した加算信号に対して不要な低域成分をカットする。

アンプ１２９は、ハイパスフィルタ１２８が出力した加算信号を増幅する。

リバーブディレイ１３０は、リバーブ音（残響音）を反射音よりも遅れて放音されるように、加算信号を遅延させる。

リバーブ処理部１１２は、複数のフィルタを内蔵しており、プレゼンス音場・左サラウンド音場・右サラウンド音場・背面サラウンド音場（４つの音場とも称する。）に対して付加する残響成分の信号を生成し、ＥＦＬ信号・ＥＦＲ信号・ＥＢＬ信号・ＥＢＲ信号の４つに分けて出力する。

このような構成により、リバーブ音生成部８４は、４つの音場に対して付加する残響成分（残響音）の信号を生成して出力する。

加算器８５〜８８は、それぞれプレゼンス反射音生成部８０、左サラウンド反射音生成部８１、右サラウンド反響音生成部８２、背面サラウンド反響音生成部８３、及びリバーブ音生成部８４が出力したＥＦＬ信号・ＥＦＲ信号・ＥＢＬ信号・ＥＢＲ信号を加算して、効果レベル可変アンプ８９に出力する。

効果レベル可変アンプ８９は、反射音及び残響音の効果レベルを調整するためのものであり、一例として、３ｄＢ〜−６ｄＢの範囲で効果レベルを変更できる。なお、効果レベルの変更範囲は、この値に限るものではなく、他の値でも良い。

ユーザＵは、音場形成装置１や各スピーカ１１〜１８を図１に示したようにセッティングした際には、マイク端子５７にマイク３を接続し、聴取位置９０のユーザＵの耳の高さにマイク３を設置する。そして、ユーザＵは、操作部６７を操作して視聴空間自動設定モードを選択することで、各スピーカ１１〜１８の配置、能力、リスニングルーム９１の音響特性を測定し、最適な視聴空間を自動的に設定することができる。

また、ユーザＵは、視聴空間自動設定モードを選択する際に、好みの周波数特性補正カーブ（ターゲットカーブ）を選択して、各スピーカの周波数特性がこのターゲットカーブとなるように補正させることができる。ここで、ターゲットカーブとは、パラメトリックイコライザ４７を調整するときに目標とする周波数特性のカーブのことである。

音場形成装置１は、各スピーカーの特性を均一にするフラットという名称のカーブ、高域特性を下げた状態にそろえるナチュラルという名称のカーブ、フロント側のＬ／Ｒスピーカの特性に、各スピーカの特性を合わるフロント近似という名称のカーブ等、複数のターゲットカーブをメモリ６５で記憶しており、操作部６７の操作によりいずれかのターゲットカーブが選択されると、各スピーカ１１〜１８の周波数特性がこのターゲットカーブに沿った特性となるように、パラメトリックイコライザ４７を調整する。このように、ターゲットカーブを選択することで、部屋や装置の条件によっては一部の周波数が極端に補正されるのを防いだり、好みの周波数特性に調整したりすることができる。

また、ユーザは、リファレンスルームで予め測定したリファレンス音圧レベルと、測定した音圧レベルと、により音圧を補正することができる実測音圧比測定を、視聴空間自動設定モードを行う際に実行するように設定することができる。音場形成装置１は、リファレンスルームで予め測定したリファレンス音圧レベルのデータをメモリ６５に記憶しており、視聴空間自動設定モードを行う際に実測音圧比測定を実行するようにユーザが選択したことを検出すると、例えば、−２０ｄＢ〜２０ｄＢまで０．５ｄＢステップで、再生環境における音圧を測定する。この実測音圧比測定を実行することで、後述する反射音及び残響音の効果レベルの補正をより正確に行うことができる。

また、ユーザＵは、上記のように視聴空間自動設定モードにより最適な視聴空間を自動的に設定するのではなく、操作部６７を操作して好みのパラメータを設定することも可能である。

このように、ユーザＵは、音楽を聴取したり映画を視聴したりする際に、操作部６７を操作して好みの音場プログラムを選択・設定することで、図３に示すように、音場形成装置１は、ユーザＵの周囲にプレゼンス音場９３・左サラウンド音場９５・右サラウンド音場９７・背面サラウンド音場９９を形成するので、ユーザＵは、立体的に音場に包まれるような感覚を味わいながら、音楽や映画を楽しむことができる。

次に、音場形成装置１における特徴的な動作について説明する。図４は、（Ａ）が反射音及び残響音の効果レベルの補正カーブの一例を示す図であり、（Ｂ）がターゲットカーブの一例を示す図である。音場形成装置１では、音場プログラムが選択・設定された際に、音量がリファレンスレベル（一定値）以下であると、ボリューム値に応じて、反射音生成部７３の効果レベル可変アンプ８９の増幅率を変更して、反射音及び残響音の効果レベルを補正する。例えば、リファレンスレベルを−１８ｄＢとする。ここで、リファレンスレベルとは、ユーザが気持ちよく音声を聴取できる最適レベルであり、音場プログラムが選択・設定された状態で、違和感なく音楽や映画の音声を聴取できる最適のレベルとして、設計者が定義したものである。

図４（Ａ）に示すように、音圧が−１８ｄＢ（リファレンスレベル）以下で、反射音及び残響音の効果レベルを補正するようにする。また、−１８ｄＢ〜−４８ｄＢまでは、音量が小さくなるほど効果レベルを大きくし、−４８ｄＢで効果レベルの最大値である３ｄＢとなるように設定する。さらに、音圧が−４８ｄＢ未満では効果レベルを最大値である３ｄＢに設定する。

このように、音場プログラムが選択・設定された際に、音量に応じて反射音及び残響音の効果レベルを補正することで、音場毎の違いがわかり、音場プログラムによる設計者が意図した効果が得られる。

なお、反射音及び残響音の効果レベルの補正カーブは、図４（Ａ）に示したものに限られるものではなく、実験等を行って設定すると良い。また、補正カーブや傾きやリファレンスレベルは、音場プログラムによって、その値を設定する用にしても良い。

次に、図４（Ｂ）に示すターゲットカーブは、ナチュラルという名称のものであり、高域の利得を徐々に低下させる周波数特性である。音場形成装置１において、視聴空間自動設定モードを行う際にターゲットカーブとして”ナチュラル”が選択されると、部屋や装置の条件によって、一部の周波数が極端に補正されるのを防ぐことができる。しかし、音場形成装置１では、視聴空間自動設定モードの際に、図４（Ｂ）示すような高域特性を低下させるターゲットカーブが選択されて、各スピーカ１１〜１８の周波数特性が補正されている場合には、高域の音がこもったように聞こえることがある。そこで、本発明は、高域の音がこもったように聞こえるのを防止するために、いずれの音場プログラムが選択されても、プレゼンス反射音生成部８０のローパスフィルタ１０７、左サラウンド反射音生成部８１・右サラウンド反響音生成部８２・背面サラウンド反響音生成部８３の不図示のローパスフィルタ、及びリバーブ音生成部８４のローパスフィルタ１２７のカットオフ周波数を１〜２ステップ高域側に移動させる。つまり、１／６オクターブ〜２／６オクターブ移動させる。例えば、各ローパスフィルタのカットオフ周波数の標準値が７．１０ｋＨｚの場合には、カットオフ周波数を８．０８ｋＨｚ、または９．０７ｋＨｚに変更する。これにより、複数の音場を形成するための反射音や残響音の高域を出力することができるので、ターゲットカーブとしてナチュラルを選択したことにより、高域がこもったような音になるのを防止できる。

また、音場形成装置１では、選択された音場プログラムによって、各ローパスフィルタのカットオフ周波数を移動させるステップ数を変えるようにすることも可能である。例えば、視聴空間自動設定モードを行う際にターゲットカーブとして”ナチュラル”が選択されて補正が完了した状態で、教会をシミュレートした音場プログラムが選択された場合には、カットオフ周波数を高域側に３ステップ移動させるようにし、大ホールをシミュレートした音場プログラムが選択された場合には、カットオフ周波数を高域側に２ステップ移動させるようにし、ドラマ映画用の音場プログラムが選択された場合には、カットオフ周波数を高域側に１ステップ移動させるようにすると良い。音場プログラムによって高域のこもり感が異なる場合には、このように音場プログラムに応じてカットオフ周波数の変更量を変化させることで、再生する音声の高域を適正に補正することができる。

なお、ローパスフィルタのカットオフ周波数は１／６オクターブステップで変更する構成に限るものではなく、任意の値に変更できるように構成しても良い。

次に、音場プログラムが選択・設定された際に、音量に応じた反射音及び残響音の効果レベルの補正処理についてフローチャートに基づいて説明する。図５は、反射音及び残響音の効果レベルの補正処理を説明するためのフローチャートである。

音場形成装置１の制御部６３は、音場プログラムの選択が有るまで待機しており（ｓ１：Ｎ）、操作部６７が操作されて音場プログラムが選択されたことを検出すると、メモリ６５の設定情報を確認して、視聴空間自動設定モードを行う際にターゲットカーブとしてナチュラルが選択されたか否かを確認する（ｓ２）。制御部６３は、ターゲットカーブとしてナチュラルが選択されていた場合には、プレゼンス反射音生成部８０・左サラウンド反射音生成部８１・右サラウンド反響音生成部８２・背面サラウンド反響音生成部８３・リバーブ音生成部８４の各ローパスフィルタのカットオフ周波数を、２ステップ（２／６オクターブ）移動させる（ｓ３）。そして、制御部６３は、電子ボリューム５１から現在のボリューム値を取得する（ｓ４）。

一方、ステップｓ２において、視聴空間自動設定モードを行う際にターゲットカーブとしてナチュラルが選択されていないか、または、視聴空間自動設定モードが行われていないし場合には、直ちにステップｓ４の処理を行う。

続いて、制御部６３は、視聴空間自動設定モードで実測音圧比の測定が実行されて、そのデータをメモリ６５が記憶しているか否かを確認する（ｓ５）。制御部６３は、実測音圧比のデータをメモリ６５が記憶していない場合には、ステップｓ２で取得した現在のボリューム値からスピーカ１１〜１８の再生音圧を算出する（ｓ６）。

一方、制御部６３は、実測音圧比のデータをメモリ６５が記憶している場合には、実測音圧比のデータと、ステップｓ４で取得した現在のボリューム値と、からスピーカ１１〜１８の実際の再生音圧を算出する（ｓ７）。

制御部６３は、リファレンスレベル（−１８ｄＢ）と、算出した実際の再生音圧と、の差分（リファレンスレベル−再生音圧）を算出する（ｓ８）。

制御部６３は、差分が３０ｄＢ以上の場合には（ｓ９：Ｙ）、効果レベルの最大値である３ｄＢとなるように補正する（ｓ１０）。そして処理を終了する。

また、制御部６３は、差分が０ｄＢ以下の場合には（ｓ９：Ｎ，ｓ１１：Ｙ）、効果レベルの補正は行わずに（ｓ１２）、処理を終了する。

また、制御部６３は、差分が０ｄＢ〜３０ｄＢの場合には（ｓ９：Ｎ，ｓ１１：Ｎ）、図４に示した補正カーブから補正値を算出し（ｓ１３）、反射音及び残響音の効果レベルをその補正値に補正する（ｓ１４）。そして、処理を終了する。

以上のように、音場形成装置１では、音場プログラムが選択・設定された際に、各スピーカ１１〜１８の高域の利得が低下するように補正されていたり、再生音量が一定値以下であったりすると、反射音及び残響音の効果レベルを補正したり、反射音及び残響音にその特有の効果を付与するためのローパスフィルタのカットオフ周波数を高域側に変更したりするので、ユーザはその設定にかかわらず複数の音場による立体感を楽しむことができる。

音場形成装置の概略構成及びリスニングルームでのスピーカの配置状態を示す図である。 反射音生成部の詳細な構成を示すブロック図である。 、音場形成装置により４つの音場を形成した状態のイメージを示す上面図及び斜視図である。 （Ａ）が反射音及び残響音の効果レベルの補正カーブを示す図であり、（Ｂ）がターゲットカーブの一例を示す図である。 反射音及び残響音の効果レベルの補正処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…音場形成装置 ３…オプティマイザマイク（マイク） ９…操作部 １１〜１８…スピーカ ３１…信号入力端子 ３９…ＤＳＰデコーダ ４１…テスト音生成部 ４３…パラメータメモリ ４５…信号処理部 ４６…遅延処理部 ４７…パラメトリックイコライザ ４９…Ｄ／Ａコンバータ ５１…電子ボリューム ５３…パワーアンプ ５５…スピーカ端子 ５７…マイク端子 ５９…マイクアンプ ６１…Ａ／Ｄコンバータ ６３…制御部 ６５…メモリ ６７…操作部 ６９…表示部 ７１…主信号線 ７３…反響音生成部 ７５…テスト音解析部 ８０…プレゼンス反射音生成部 ８１…左サラウンド反射音生成部 ８２…右サラウンド反響音生成部 ８３…背面サラウンド反響音生成部 ８４…リバーブ音生成部

Claims (3)

1. 複数チャンネルの音声信号に基づく音声と、前記複数チャンネルの音声信号から生成した反射音及び残響音と、を聴取位置の周囲に配置した複数のスピーカから放音させて、聴取位置の周囲に複数の音場を形成する音場形成装置であって、
   複数の音場の生成指示を受け付ける操作手段と、
   前記操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けると、前記複数チャンネルの音声信号から反射音及び残響音を生成する反響音生成手段と、
   前記反響音生成手段が生成した反射音及び残響音による音場の効果レベルを調整する効果レベル調整手段と、
   前記音声、反射音及び残響音の出力音量を一括して調整する主音量調整手段と、
   前記操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けており、前記主音量調整手段の出力音量が閾値以下であれば、前記効果レベル調整手段に出力音量に応じて音場の効果レベルを補正させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とする音場形成装置。
2. 前記複数のスピーカに放音させるテスト音信号を生成するテスト音源手段と、
   前記複数のスピーカが接続され、前記テスト音信号が出力されるスピーカ端子と、
   ユーザの聴取位置において前記スピーカが放音したテスト音を収音してテスト収音信号を出力するマイクロフォンが接続されるマイク端子と、
   前記マイク端子から入力されたテスト音信号を解析して、前記マイクロフォンが収音したテスト音声の音圧を算出する解析手段と、
   リファレンス環境において測定された基準音圧を記憶する記憶手段と、
   を備え、
   前記主音量調整手段は、設定されている出力音量の値を出力する機能を有し、
   前記制御手段は、前記基準音圧と前記テスト音声の音圧の比率である実測音圧比を算出し、この実測音圧比と、前記主音量調整手段から取得した音量の値と、から前記複数のスピーカの実際の出力音圧を算出する請求項１に記載の音場形成装置。
3. 複数の周波数特性補正パターンを記憶する記憶手段と、
   前記複数の周波数特性補正パターンのいずれかの選択を受け付ける操作手段と、
   前記操作手段が受け付けた周波数特性補正パターンを前記記憶手段から読み出して、この周波数特性補正パターンに基づいて、前記複数の音声、反射音及び残響音の周波数特性を調整する特性調整手段と、
   遮断周波数を変更可能で所定のスロープ特性を有し、前記反射音及び前記残響音の高域を遮断して、空気減衰及び壁面反射による周波数の変化を演出する高域遮断手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記操作手段が複数の音場の生成指示を受け付けた際に、前記特性調整手段が高域の利得を低下させる周波数特性補正パターンに基づいて調整されていると、高域遮断手段の遮断周波数を所定量高域側に移動させる請求項１または２に記載の音場形成装置。

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