JP3402567B2 - マルチチャンネル信号処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチチャンネル
音声信号を信号処理して再生するサラウンド再生に係
り、特に、一般家庭などのリスニングルームでマルチチ
ャンネルの好適な音場を創造するためのマルチチャンネ
ル信号処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マルチチャンネル音声信号を再生する方
式として、ハイビジョンにおける３−１方式（前面左Ｌ
ｃｈ、右Ｒｃｈ、センタＣｃｈ、サラウンドＳｃｈ）と
か、ドルビーサラウンドによる４ｃｈマトリクス方式
（プロロジック）やディスクリート方式（ＡＣ−３）が
ある。特に、多くのアメリカ映画はドルビーサラウンド
音声処理がなされたサラウンドトラックを持ち、映画劇
場ではデコードを行い複数のスピーカにそれぞれの信号
を供給して再生される。これをビデオソフトとして作成
する際にはそのままサラウンド処理がなされた音声が写
され市販されている。その結果として、多くのドルビー
サラウンド処理がなされたビデオテープソフトやレーザ
ディスクあるいはＤＶＤディスクが販売されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな複数のスピーカを用いたマルチチャンネル再生で音
場を調整するにはレベルと遅延量によって行われるのが
一般的であるが、この音場が創生されるリスニングルー
ムには様々な制約がある。特に、映像を伴う場合のよう
に受聴者が映像をはっきりと見ようとして前方の画面に
近づくと、必然的に前方のスピーカに近づいて後方のス
ピーカとの音場バランスを崩す場合がある。ここで、後
方のスピーカが遠方にある場合に特に著しくなり、後方
の音が低くなり打ち消されて前方のみのステレオ音場に
なる。例えば図２５に示す距離−インテンシティレベル
の特性図のように、前方付近で聴感に関する縦軸のイン
テンシティレベル（これは横軸距離の２乗に反比例す
る）からわかるように、ほとんど前方のみ優勢になる。
他方、画面から離れて、後方のスピーカに近づくと、図
２５に示すように、後方では後方音が優勢になるため、
後方からの音が異常に大きくなり不快な感じになること
がある。

【０００４】したがって、受聴者の位置に合わせて音場
を調整することが必要となるが、受聴者の位置検出には
様々な方法が提案されている。例えば特公平１−６１１
９０号公報に示されるように、受聴者の位置から光信号
と音響信号とを送信し、音響装置側で受信して演算する
ことにより、受聴者の位置を検出するものがある。ま
た、特開平１−２７６９００号公報のように、スピーカ
を受聴者の位置検出のためのセンサの一部（発音体）と
して用いることにより、音場空間の任意の場所にいる受
聴者の位置を検出可能にするものがある。さらに、特開
平２−１８４１９６号公報に示されるように、複数のリ
モコン受信部からの受信データに基づいてリモコン送信
機の位置に対応したデータを得ることにより、受聴者の
位置を検出するものがある。しかしながら、これらはい
ずれも左右の音場バランスの調整を行わずに一定にする
必要があるが、これらの検出位置は各スピーカからの距
離であるため、アンバランスの調整を行っているのみで
あり、受聴者の前後の位置情報を検出してそれに応じて
広い音場範囲で立体音場による音場の調整を行うことが
できない。

【０００５】上述したように、マルチチャンネル再生で
任意の位置において音場を調整するにはレベル設定と距
離（位置）に応じた遅延量の付与によって行われるのが
一般的であり、受聴者にとって聞き易いように調整しよ
うとするが、図２５に示す特性図からも理解されるよう
に、音場調整した後にスピーカ側に近づくと狂うので１
回の固定の調整では広い範囲で使用可能に調整できない
のが実状である。

【０００６】そこで、本発明は上述した点に鑑みてなさ
れたもので、受聴者の位置に応じて立体音場による音場
補正を行うようにして音場を広い範囲で使用できるよう
調整可能にすることができるマルチチャンネル信号処理
方法及び装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係るマルチチャンネル信号処理方法及
び装置は、受聴者に対し略左右対称な前方位置に配置し
た一対のスピーカと後方位置に配置した一対のスピーカ
とから左右一対の前方ステレオ信号とリア信号を含むマ
ルチチャンネル信号を再生するようにしたマルチチャン
ネル信号処理方法及び装置であって、前記リア信号に対
して頭部伝達関数に基づいたフィルタ係数が設定された
コンボルバを実現するフィルタ処理された左右一対のリ
ア処理信号を出力するフィルタ処理ステップ及び手段
と、前記フィルタ処理ステップによりフィルタ処理され
た左右一対のリア処理信号を左右の前記前方ステレオ信
号に加算する加算ステップ及び手段と、前記前方ステレ
オ信号に加算する前記左右一対のリア処理信号のレベル
を調整・設定する第１のレベル設定ステップ及び手段
と、前記リア処理信号の調整・設定レベルに応じて前記
リア信号のレベルを調整・設定する第２のレベル設定ス
テップ及び手段とを有するものである。

【０００８】また、前記加算ステップ及び手段の出力信
号を前記前方位置に配置した一対のスピーカに供給する
ステップ及び手段と、前記第２のレベル設定ステップ及
び手段を経たリア信号を前記後方位置に配置した一対の
スピーカに供給するステップ及び手段とを更に有するこ
とを特徴とするものである。

【０００９】また、受聴者の位置情報を供給する位置情
報供給ステップ及び手段を更に有し、上記第１のレベル
設定ステップ及び手段は、前記位置情報に応じて前記ス
テレオ信号のレベルに加算する前記リア処理信号のレベ
ルを調整・設定することを特徴とするものである。

【００１０】また、前記位置情報供給ステップ及び手段
は、受聴者の前方移動及び／又は後方移動による位置情
報を供給することを特徴とするものである。

【００１１】また、前記マルチチャンネル信号は、２チ
ャンネルの前方ステレオ信号と１チャンネルのセンタチ
ャンネル信号及び２チャンネルのリア信号の５チャンネ
ル構成のＡＣ−３方式の信号であり、前記フィルタ処理
ステップ及び手段と前記加算ステップ及び手段との間
に、前記センタチャンネル信号を減衰させて左右一対の
前方ステレオ信号に加算するセンタ加算ステップ及び手
段を更に有することを特徴とするものである。

【００１２】また、前記マルチチャンネル信号は、ＤＶ
Ｄオーディオディスクに記録された広帯域のオーディオ
信号であり、前記フィルタ処理ステップ及び前記加算ス
テップの前に、前記ＤＶＤオーディオディスクに記録さ
れた信号をデコードするデコード処理ステップを更に有
することを特徴とするものである。

【００１３】また、前記フィルタ処理ステップ及び手段
は、左右一対のリア信号の各チャンネル毎に、フィルタ
係数ＨｌとＨｒが Ｈｌ＝（ＳＦ−ＡＫ）／（Ｓ²−Ａ²） Ｈｒ＝（ＳＫ−ＡＦ）／（Ｓ²−Ａ²） （ただし、Ｓは一対のスピーカから受聴者の同じ側の耳
までの伝達関数、Ａは一対のスピーカから受聴者の反対
側の耳までの伝達関数、Ｆは音像を定位させたい位置か
ら受聴者の同じ側の耳までの伝達関数、Ｋは音像を定位
させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達関数）
にそれぞれ設定されたフィルタ処理出力に基づいてフィ
ルタ係数がＨｌに設定されたフィルタ処理出力と他チャ
ンネルの異なるフィルタ係数Ｈｒが設定されたフィルタ
処理出力とをそれぞれ加算し、それら一対の加算出力を
フィルタ処理された左右一対のリア処理信号として出力
することを特徴とするものである。

【００１４】また、前記フィルタ処理ステップは、フィ
ルタ係数Ｐが Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／（Ｓ＋Ａ） （ただし、Ｓは一対のスピーカから受聴者の同じ側の耳
までの伝達関数、Ａは一対のスピーカから受聴者の反対
側の耳までの伝達関数、Ｆは音像を定位させたい位置か
ら受聴者の同じ側の耳までの伝達関数、Ｋは音像を定位
させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達関数）
に設定されて左右一対のリア信号の和信号をフィルタ処
理した第１のフィルタ処理出力と、フィルタ係数Ｎが Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ） に設定されて左右一対のリア信号の差信号をフィルタ処
理した第２のフィルタ処理出力とに基づきそれら第１と
第２のフィルタ処理出力の和信号と差信号を得て、その
和信号と差信号とをフィルタ処理された左右一対のリア
処理信号として出力することを特徴とするものである。

【００１５】また、他の発明に係るマルチチャンネル信
号処理方法及び装置は、受聴者に対し略左右対称な前方
位置に配置した一対のスピーカと後方位置に配置した一
対のスピーカとから左右一対の前方ステレオ信号とリア
信号を含むマルチチャンネル信号を再生するようにした
マルチチャンネル信号処理方法であって、前記前方ステ
レオ信号に対して頭部伝達関数に基づいたフィルタ係数
が設定されたコンボルバを実現するフィルタ処理された
左右一対の前方処理信号を出力するフィルタ処理ステッ
プ及び手段と、前記フィルタ処理ステップによりフィル
タ処理された左右一対の前方処理信号を左右の前記リア
信号に加算する加算ステップ及び手段と、前記リア信号
に加算する前記左右一対の前方処理信号のレベルを調整
・設定する第１のレベル設定ステップ及び手段と、前記
前方処理信号の調整・設定レベルに応じて前記前方ステ
レオ信号のレベルを調整・設定する第２のレベル設定ス
テップ及び手段とを有するものである。

【００１６】また、前記加算ステップ及び手段の出力信
号を前記後方位置に配置した一対のスピーカに供給する
ステップ及び手段と、前記第２のレベル設定ステップ及
び手段を経た前方ステレオ信号を前記前方位置に配置し
た一対のスピーカに供給するステップ及び手段とを更に
有することを特徴とするものである。

【００１７】また、受聴者の位置情報を供給する位置情
報供給ステップ及び手段を更に有し、上記第１のレベル
設定ステップ及び手段は、前記位置情報に応じて前記リ
ア信号のレベルに加算する前記前方処理信号のレベルを
調整・設定することを特徴とするものである。

【００１８】また、前記位置情報供給ステップ及び手段
は、受聴者の前方移動及び／又は後方移動による位置情
報を供給することを特徴とするものである。

【００１９】また、前記マルチチャンネル信号は、２チ
ャンネルの前方ステレオ信号と１チャンネルのセンタチ
ャンネル信号及び２チャンネルのリア信号の５チャンネ
ル構成のＡＣ−３方式の信号であり、前記センタチャン
ネル信号を減衰させて左右一対の前方ステレオ信号に加
算するセンタ加算ステップ及び手段を更に有することを
特徴とするものである。

【００２０】また、前記マルチチャンネル信号は、ＤＶ
Ｄオーディオディスクに記録された広帯域のオーディオ
信号であり、前記ＤＶＤオーディオディスクに記録され
た信号をデコードするデコード処理ステップ及び手段を
更に有することを特徴とするものである。

【００２１】また、前記フィルタ処理ステップ及び手段
は、左右一対の前方ステレオ信号の各チャンネル毎に、
フィルタ係数ＨｌとＨｒが Ｈｌ＝（ＳＦ−ＡＫ）／（Ｓ²−Ａ²） Ｈｒ＝（ＳＫ−ＡＦ）／（Ｓ²−Ａ²） （ただし、Ｓは一対のスピーカから受聴者の同じ側の耳
までの伝達関数、Ａは一対のスピーカから受聴者の反対
側の耳までの伝達関数、Ｆは音像を定位させたい位置か
ら受聴者の同じ側の耳までの伝達関数、Ｋは音像を定位
させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達関数）
にそれぞれ設定されたフィルタ処理出力に基づいてフィ
ルタ係数がＨｌに設定されたフィルタ処理出力と他チャ
ンネルの異なるフィルタ係数Ｈｒが設定されたフィルタ
処理出力とをそれぞれ加算し、それら一対の加算出力を
フィルタ処理された左右一対の前方ステレオ処理信号と
して出力することを特徴とするものである。

【００２２】さらに、前記フィルタ処理ステップ及び手
段は、フィルタ係数Ｐが Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／（Ｓ＋Ａ） （ただし、Ｓは一対のスピーカから受聴者の同じ側の耳
までの伝達関数、Ａは一対のスピーカから受聴者の反対
側の耳までの伝達関数、Ｆは音像を定位させたい位置か
ら受聴者の同じ側の耳までの伝達関数、Ｋは音像を定位
させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達関数）
に設定されて左右一対の前方ステレオ信号の和信号をフ
ィルタ処理した第１のフィルタ処理出力と、フィルタ係
数Ｎが Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ） に設定されて左右一対の前方ステレオ信号の差信号をフ
ィルタ処理した第２のフィルタ処理出力とに基づきそれ
ら第１と第２のフィルタ処理出力の和信号と差信号を得
て、その和信号と差信号とをフィルタ処理された左右一
対の前方ステレオ処理信号として出力することを特徴と
するものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明に係るマルチチャンネル信
号処理方法及び装置は、受聴者の位置に応じて立体音場
による音場補正を行うようにして音場を広い範囲で使用
できるよう調整可能にするものであって、受聴者に対し
略左右対称な前方位置に配置した一対のスピーカと後方
位置に配置した一対のスピーカとから左右一対の前方ス
テレオ信号とリア信号を含むマルチチャンネル信号を再
生する際、前記リア信号に対して頭部伝達関数に基づい
たフィルタ係数が設定されたコンボルバを実現するフィ
ルタ処理された左右一対のリア処理信号を出力するフィ
ルタ処理ステップ及び手段と、前記フィルタ処理ステッ
プによりフィルタ処理された左右一対のリア処理信号を
左右の前記前方ステレオ信号に加算する加算ステップ及
び手段と、前記前方ステレオ信号に加算する前記左右一
対のリア処理信号のレベルを調整・設定する第１のレベ
ル設定ステップ及び手段と、前記リア処理信号の調整・
設定レベルに応じて前記リア信号のレベルを調整・設定
する第２のレベル設定ステップ及び手段とを有するもの
である。

【００２４】〈実施の形態１〉図１は上述した本発明の
マルチチャネル信号処理方法を実施する装置の実施の形
態１を示す構成図である。図１において、１はドルビー
研究所のＡＣ−３システムに対応したデコーダで、デジ
タルの信号ストリームを、２チャンネルの前方ステレオ
信号Ｌ、Ｒ、１チャンネルのセンタチャンネル信号Ｃ、
及び２チャンネルのリアサラウンド信号ＳＬ、ＳＲの５
ｃｈの信号と１００Ｈｚ以下の低域信号とにデコード分
離する。通常、前記低域信号はスーパーウーファで再生
するか又は各ｃｈに振り分けたりするが、この実施の形
態では、説明を分かりやすくするために、この低域信号
は省略する。

【００２５】２は前記デコーダ１でデコード分離された
５ｃｈの信号を、図２（Ａ）に示す如く、受聴者に対し
略左右対称な前方位置に配置した一対のスピーカ３Ｌ、
３Ｒと、後方位置に配置した一対のスピーカ３ＳＬ、３
ＳＲから再生するための信号処理手段を示し、この信号
処理手段２は、リアサラウンド信号ＳＬ、ＳＲの各チャ
ンネル毎に、頭部伝達関数に基づいた係数が設定された
一対のコンボルバを有する左側と右側音像定位フィルタ
２１ａと２１ｂ、同様な右側と左側音像定位フィルタ２
１ｃと２１ｄ、センタチャンネル信号Ｃのレベルを３ｄ
Ｂ減衰させる減衰器２１ｅ、減衰器２１ｅを介して減衰
されたセンタチャンネル信号Ｃを２チャンネルの前方ス
テレオ信号Ｌ、Ｒに加算するための加算器２１ｆ及び２
１ｇを備えている。なお、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に対
して更にセンタスピーカＣを配置した場合を示す。

【００２６】また、左側と右側音像定位フィルタ２１ａ
と２１ｃの出力信号及び右側と左側音像定位フィルタ２
１ｂと２１ｄの出力信号をそれぞれ加算する加算器２１
ｈ及び２１ｉ、設定される係数ｇ_frに従って加算器２１
ｈ及び２１ｉの出力信号のレベルを調整するための減衰
器２１ｊ及び２１ｋ、加算器２１ｆの出力信号に減衰器
２１ｊを介したリア処理信号を加算してその加算出力を
スピーカ３Ｌに供給する加算器２１ｌ、同様に、加算器
２１ｇの出力信号に減衰器２１ｋを介したリア処理信号
を加算してその加算出力をスピーカ３Ｒに供給する加算
器２１ｍ、設定される係数ｇ_r に従ってリアサラウンド
信号ＳＬのレベルを調整してスピーカ３ＳＬに供給する
ための減衰器２１ｎ、同様に設定される係数ｇ_r に従っ
てリアサラウンド信号ＳＬのレベルを調整してスピーカ
３ＳＲに供給するための減衰器２１ｏを備えている。

【００２７】さらに、４は受聴者の位置情報を供給する
入力部、５と６は該位置情報に応じて前方ステレオ信号
Ｌ、Ｒのレベルに加算するリア処理信号のレベルを調整
・設定するための係数ｇ_fr及びリアサラウンド信号Ｓ
Ｌ、ＳＲのレベルを調整・設定するための係数ｇ_r を設
定するレベル設定手段をなすテーブル換算部と係数設定
部であり、テーブル換算部５には、例えば図５に実線示
す如く、受聴者の位置に応じて変化する減衰器２１ｊ及
び２１ｋと２１ｎ及び２１ｏとの係数ｇ_fr、ｇ_rが設定
されていて、入力部４からの位置情報に基づいてテーブ
ル換算部５から係数ｇ_fr及びｇ_r が得られ係数設定部６
を介して減衰器２１ｊ及び２１ｋ、２１ｎ及び２１ｏに
それぞれ設定される。

【００２８】ここで、前記リアサラウンド信号ＳＬ、Ｓ
Ｒの各チャンネル毎に設けられる左側と右側の一対の音
像定位フィルタ２１ａ及び２１ｂ、２１ｄ及び２１ｃと
しては、図３に示すように、スピーカからの空間特性を
キャンセルするＡＴＡＬ−ＳＣＨＲＯＥＤＥＲ（アタル
シュレーダー）タイプのフィルタを用い、それぞれ受
聴者の左側と右側に音像定位するように処理を行い、フ
ロントの２チャンネルステレオ信号Ｌ、Ｒにそれぞれ加
算する。

【００２９】図３に示すＡＴＡＬ−ＳＣＨＲＯＥＤＥＲ
タイプのフィルタは、図４に示す音像定位フィルタとク
ロストークキャンセリングフィルタアレイの組合せを２
つの音像用に構成したものである。すなわち、１チャン
ネルについて見ると、図４の構成となる。図４の音像定
位フィルタ回路の構成は、定位位置の特性Ｆ、Ｋを畳み
込む部分である音像定位フィルタと、クロストークキャ
ンセリングフィルタアレイからなり、クロストークキャ
ンセリングフィルタアレイ部分がＡＴＡＬ−ＳＣＨＲＯ
ＥＤＥＲフィルタに相当する。図４において、Ｓは一対
のスピーカから同じ側の耳への伝達関数を表し、一方Ａ
は反対側の耳への伝達関数を表している。スピーカは受
聴者に対して左右対称なので、各スピーカから両耳まで
の伝達関数も対称となる。

【００３０】スピーカＬＦ、ＲＦからの出力信号Ｘ’、
Ｙ’は、 Ｘ’＝（ＳＸ−ＡＹ）／（Ｓ²−Ａ²） Ｙ’＝（ＳＹ−ＡＸ）／（Ｓ²−Ａ²） となる。音像定位を行うには、Ｘ，Ｙの入力に定位させ
たい方向の伝達関数を畳み込んだ信号を入力する。つま
り、Ｘ＝Ｆｘ，Ｙ＝Ｋｘの入力で、 Ｘ’＝〔（ＳＦ−ＡＫ）／（Ｓ²−Ａ²）〕・ｘ＝Ｈｌ・
ｘ Ｙ’＝〔（ＳＫ−ＡＦ）／（Ｓ²−Ａ²）〕・ｘ＝Ｈｒ・
ｘ となり、音像定位が実現される。フィルタはこのＨｌ、
Ｈｒを係数として持つ。

【００３１】図３に戻り、Ｓは一対のスピーカから受聴
者の同じ側の耳までの伝達関数、Ａは一対のスピーカか
ら受聴者の反対側の耳までの伝達関数、Ｆは音像を定位
させたい位置から受聴者の同じ側の耳までの伝達関数、
Ｋは音像を定位させたい位置から受聴者の反対側の耳ま
での伝達関数をそれぞれ示している。スピーカは受聴者
に対して左右対称なので、各スピーカから両耳までの伝
達関数も対称となる。受聴者前方の左右対称な位置に配
置される実際のスピーカ３Ｌ、３Ｒからの出力をＸ’、
Ｙ’とする。前方の２つのスピーカ３Ｌ、３Ｒにより受
聴者の周囲に任意の音像を定位させるためには、定位さ
せる目標の位置から受聴者までの伝達関数Ｆ、Ｋを入力
信号に畳み込む処理を行い、次いで前方のスピーカ３
Ｌ、３Ｒから受聴者までの空間特性をキャンセルする処
理を行う。まず後者の空間特性のキャンセル処理につい
て説明する。

【００３２】前方の左右対称な位置に配置されたスピー
カ３Ｌ、３Ｒによる両耳での出力ｘ、ｙは、 ｘ＝ＳＸ’＋ＡＹ’ ｙ＝ＡＸ’＋ＳＹ’ で示され、この出力がキャンセルフィルタヘの入力Ｘ、
Ｙと等しくなるようにしたいので、ｘ、ｙを入力Ｘ、Ｙ
に置き換え、 Ｘ＝ＳＸ’＋ＡＹ’ Ｙ＝ＡＸ’＋ＳＹ’ と表すことができ、したがって、この式に基づき、入力
Ｘ、Ｙに対し、スピーカからの出力Ｘ’、Ｙ’は、 Ｘ’＝（ＳＸ−ＡＹ）／（Ｓ²−Ａ²） （１．１） Ｙ’＝（ＳＹ−ＡＸ）／（Ｓ²−Ａ²） （１．２） となる。

【００３３】次に定位させたい方向の伝達関数の畳み込
みを考える。図３において受聴者後方左側のスピーカ
（位置Ｘｐ）から信号ｘを再生すると、受聴者の左耳Ｌ
−ｅａｒと右耳Ｒ−ｅａｒにおいて、それぞれ伝達関数
ＦとＫを畳み込んだ信号ＦｘとＫｘとなる。この信号を
上記の入力Ｘ、Ｙに与えれば音像定位が実現できる。

【００３４】つまり、図３において、Ｘ＝Ｆｘ、Ｙ＝Ｋ
ｘとして式（１．２）に入力すると、 Ｘ’＝〔（ＳＦ−ＡＫ）／（Ｓ²−Ａ²）〕・ｘ＝Ｈｌ・ｘ （２．１） Ｙ’＝〔（ＳＫ−ＡＦ）／（Ｓ²−Ａ²）〕・ｘ＝Ｈｒ・ｘ （２．２） となる。これで、伝達関数の畳み込みと空間特性のキャ
ンセル処理をフィルタ係数ＨｌとＨｒにまとめたことに
なる。これは受聴者の後方左側位置Ｘｐにスピーカがあ
る場合なので、図３において、フィルタ係数Ｈｌはフィ
ルタ２１ａを指し、フィルタ係数Ｈｒはフィルタ２１ｂ
を指し、元の信号ｘをその入力とする。後方右側に別の
入力信号ｙの音像を作るには、同様に考えて左右対称な
ので、フィルタを左右入れ替えて２１ｃ、２１ｄとし入
力する。

【００３５】したがって、音像を受聴者前方の略左右対
称な位置の２カ所で定位させるためには、前記リアサラ
ウンド信号ＳＬ、ＳＲの各チャンネル毎に設けられる左
側と右側の一対の音像定位フィルタ２１ａ及び２１ｂ、
２１ｄ及び２１ｃを、（２．１）及び（２．２）式で示
されたＨｌ、Ｈｒをフィルタ係数として持つ４つのＦＩ
Ｒフィルタで構成することにより、音像定位を行うこと
ができる。

【００３６】上述の動作により、図１に示すデコーダ１
からデコード分離された５ｃｈ信号のうち、２チャンネ
ルステレオ信号Ｌ、Ｒは、加算器２１ｆ，２１ｇ，２１
ｌ，２１ｍを介して受聴者に対し略左右対称な前方位置
に配置されるテレビなどのステレオスピーカ３Ｌ、３Ｒ
により再生され、センタチャンネル信号Ｃは減衰器２１
ｅを介してレベルか３ｄＢ落とされた後、前記加算器２
１ｆ，２１ｇを介して前記スピーカ３Ｌ、３Ｒに振り分
けられる。

【００３７】また、リアサラウンド信号ＳＬ、ＳＲは、
図３に示すようなＡＴＡＬ−ＳＣＨＲＯＥＤＥＲタイプ
のフィルタを用いた左側と右側の一対の音像定位フィル
タ２１ａ及び２１ｂと、２１ｃ及び２１ｄを介してそれ
ぞれ受聴者の左側と右側に音像定位するようにフィルタ
処理された後、加算器２１ｈ及び２１ｉ、受聴者の位置
情報に応じた係数ｇ_frが設定される減衰器２１ｊ及び２
１ｋ、加算器２１ｌ及び２１ｍを介してフロントの２チ
ャンネルステレオ信号Ｌ、Ｒに加算されることにより、
受聴者は前方のテレビを見ながら５ｃｈの音像に囲まれ
その移動音を楽しめるようになされ、一方、前記リアサ
ラウンド信号ＳＬ、ＳＲ自体は、受聴者の位置情報に応
じた係数ｇ_rが設定される減衰器２１ｎ及び２１ｏを介
して受聴者に対し略左右対称な後方位置に配置されたス
ピーカ３ＳＬ及び３ＳＲにより再生されて、高い臨場感
が得られる。

【００３８】すなわち、図２（Ａ）に示すように、ディ
スプレイモニタの両側に一対のスピーカ３Ｌ、３Ｒを設
けることで、図２（Ｂ）に示すような位置から受聴者の
位置に応じてレベルが調整・設定されるリアサラウンド
信号ＳＬ、ＳＲが再生されて、フロントからのステレオ
信号、後方に定位したリア用のステレオ信号（リアサラ
ウンド）により、立体的なサラウンド音声を再生できる
とともに、リアサラウンド信号自体はリア用のスピーカ
３ＳＬ及び３ＳＲにより再生される。

【００３９】ここで、図５に示すように、点線で示す前
方に配置した前方ステレオ信号のスピーカ３Ｌ及び３Ｒ
と後方の位置に配置した後方スピーカ３ＳＬ及び３ＳＲ
とのインテンシティレベル（パワー）に対し、受聴者が
スピーカ３Ｌ及び３Ｒと３ＳＬ及び３ＳＲとの間の中央
にいる場合は、ほぼ上述したように通常の再生が行われ
るが、受聴者が中央より前方又は後方に移動すると次の
ようになる。

【００４０】すなわち、受聴者が前方に移動すると、受
聴者はそれに応じて手動で入力部４に位置情報を入力部
４に入力し、又は赤外線センサなどを用いて４つのスピ
ーカとの距離を求め前後位置を算出する図示しない検出
手段により位置情報を入力部４に入力すると、テーブル
換算部５で前記前方ステレオ信号のレベルに対して前記
リア処理信号のレベルをゼロから増強方向にすべく減衰
器２１ｊ及び２１ｋの係数ｇ_frが調整・設定される。そ
して、リスニング領域以外では減衰器２１ｊ及び２１ｋ
の係数ｇ_frは値が２となり一定となる。これによって、
図５に一点鎖線で示すように、前方のスピーカからも係
数ｇ_fr設定によるリア処理信号が加わって後方音を明確
に聞くことができる。一方、受聴者が中央より後方に移
動すると、前記リア処理信号のレベルは限りなくゼロに
なり、また、減衰器２１ｎ及び２１ｏの係数ｇ_r の設定
によってリア信号のレベルを減衰し、スピーカ３ＳＬ及
び３ＳＲから出力される後方の音がうるさくならないよ
うに調整される。これによって、図５に一点鎖線で示す
ように、スピーカ３ＳＬ及び３ＳＲから出力されるリア
信号のパワーは減衰する。

【００４１】したがって、上述したように、受聴者が中
央より前方又は後方に移動すると、前後方向に移動する
位置情報に応じて減衰器２１ｊ及び２１ｋと２１ｎ及び
２１ｏの係数ｇ_frとｇ_r が設定されて、スピーカ３Ｌ及
び３Ｒ、３ＳＬ及び３ＳＲから出力される音量が補正さ
れる結果、受聴者の位置に応じて立体音場による音場補
正がなされ、音場を広い範囲で使用できるように調整さ
れる。上記実施例は加算器２１ｌ、２１ｍで加算してス
ピーカ３Ｌ、３Ｒに供給しているが、スピーカ３Ｌ、及
び３Ｒがそれぞれ２１ｆと２１ｊの出力を再生する２つ
のスピーカ３Ｌ１、３Ｌ２、及び２１ｇと２１ｋの出力
を再生する２つのスピーカ３Ｒ１、３Ｒ２に供給して空
間で加算してもよく、実質的に加算するようにすればよ
い。この点は本実施の形態１のみならず、以下の実施の
形態にも言えることであり、請求項でいう一対のスピー
カとはこのように複合スピーカを含むように解釈される
べきである。

【００４２】〈実施の形態２〉次に、図６は本発明のマ
ルチチャンネル信号処理方法を実施する装置の実施の形
態２を示す構成図である。上述した実施の形態１におい
ては、リアサラウンド信号ＳＬ、ＳＲに対して各チャン
ネル毎にそれぞれ一対の音像定位処理を行うフィルタを
必要とするので、つまり、音像を２カ所に定位させるた
めに４つのフィルタが必要となり、ハードウエア規模が
大きくなってしまい、テレビジョン受像機のような民生
品に利用できなくなる。この実施の形態２においては、
受聴者の頭部を左右対称に分ける正中面に対し対称な位
置に音像定位を行うときに有効であり、使用するフィル
タの数を図１に示す実施の形態１に対し半分の２個で構
成することにより、上述した問題点を解消するものであ
る。

【００４３】すなわち、図６に示す実施の形態２におい
ては、デコーダ１でデコード分離された５ｃｈの信号を
受聴者前方の左右対称な位置に配置された、例えばテレ
ビジョン受像機ＴＶの２チャンネルのステレオスピーカ
３Ｌ、３Ｒ及び後方位置に配置したリアスピーカ３ＳＬ
及び３ＳＲから再生するための信号処理手段２として、
リアサラウンド信号ＳＬ、ＳＲを受聴者後方に音像定位
させるように信号処理して前方の２チャンネルのステレ
オスピーカ３Ｌ、３Ｒから再生させるための音像定位回
路２２ａ、センタチャンネル信号Ｃのレベルを３ｄＢ減
衰させる減衰器２２ｂ、減衰器２２ｂを介して減衰され
たセンタチャンネル信号Ｃを２チャンネルステレオ信号
Ｌ、Ｒに加算するための加算器２２ｃ及び２２ｄを備え
ている。

【００４４】また、音像定位回路２２ａを介したリアサ
ラウンド信号ＳＬ及びＳＲのレベルを受聴者の位置に応
じて調整・設定する係数ｇ₁ ＋α（＝ｇ_fr）に基づいて
補正するための増幅器２２ｅ及び２２ｆ、加算器２２ｃ
及び２２ｄを介した信号に前記音像定位回路２２ａと増
幅器２２ｅ及び２２ｆを介したリアサラウンド信号のＬ
及びＲチャンネル信号をそれぞれ加算してスピーカ３Ｌ
及び３Ｒに出力する加算器２２ｇ及び２２ｈ、リアサラ
ウンド信号ＳＬ及びＳＲのレベルを受聴者の位置に応じ
て調整・設定する係数１−ｇ₁（＝ｇ_r）に基づいてそれ
ぞれ補正して受聴者後方位置に配置したスピーカ３ＳＬ
及び３ＳＲに出力するための増幅器２２ｉ及び２２ｊを
備えている。

【００４５】また、図６に示す実施の形態においては、
前記増幅器２２ｅ及び２２ｆ、２２ｉ及び２２ｊに設定
する係数ｇ₁ ＋αと１−ｇ₁を入力するための手段とし
て、前後移動する受聴者とスピーカとの距離を検出する
距離検出手段７、その検出値に基づき受聴者の位置を算
出し位置情報に応じた係数ｇ₁ ＋αと１−ｇ₁を入力す
る位置算出／係数入力部８を備えている。

【００４６】ここで、前記距離検出手段７は、図示しな
い赤外線センサなどを用いて４つのスピーカと受聴者と
の距離を求めるようになされ、位置算出／係数入力部８
により、その検出値に基づき受聴者の前後位置を算出
し、該位置情報に応じた係数ｇ 1 ＋αと１−ｇ₁を増幅
器２２ｅ及び２２ｆ、２２ｉ及び２２ｊに入力する。そ
の際、位置算出／係数入力部８には、図７に示す如く、
受聴者の前後方向の位置に対応する係数ｇ_fr（＝ｇ₁ ＋
α）とｇ_r（＝１−ｇ₁）と関連する係数ｇ₁ ＋αとｇ₁
が設定されており、中央より前方に受聴者が移動したと
きは増幅器２２ｅ及び２２ｆに係数ｇ₁ ＋αが入力され
て作動し、中央より後方のときは増幅器２２ｉ及び２２
ｊに係数１−ｇ₁が入力されて作動するようにしてい
る。

【００４７】また、前記音像定位回路２２ａとしては、
本特許出願人などが既に提案した特開平８−５１６９８
号公報に示されるようなシャフラ（ＳＨＵＦＦＬＥＲ）
フィルタを用いる。このシャフラフィルタの構成を図８
に示す。図８において、２２ａ₁は前記左右一対のリア
サラウンド信号の和信号を得る第１の加算器、２２ａ₂
は前記左右一対のリアサラウンド信号の差信号を得る第
２の加算器、２２ａ₃は後述するフィルタ係数Ｐが設定
されて前記第１の加算器２２ａ₁の出力を処理する第１
のフィルタ、２２ａ₄は後述するフィルタ係数Ｎが設定
されて前記第２の加算器２２ａ₂の出力を処理する第２
のフィルタ、２２ａ₅は前記第１と第２のフィルタで処
理された信号の和信号を得る第３の加算器、２２ａ₆は
前記第１と第２のフィルタで処理された信号の差信号を
得る第４の加算器であり、前記第３と第４の加算器２２
ａ₅と２２ａ₆の出力をフィルタ処理された左右一対のリ
アサラウンド信号として出力するようになされている。

【００４８】ここで、（１．１）、（１．２）式を変形
すると、 Ｘ’＝〔（Ｘ−Ｙ）／（Ｓ−Ａ）〕＋Ｙ’ Ｙ’＝〔（Ｘ＋Ｙ）／（Ｓ＋Ａ）〕−Ｘ’ で示され、出力信号Ｘ’、Ｙ’について解くと、 Ｘ’＝Ｎ（Ｘ−Ｙ）＋Ｐ（Ｘ＋Ｙ） Ｙ’＝Ｐ（Ｘ＋Ｙ）一Ｎ（Ｘ−Ｙ） となり、シャフラフィルタを構成できることが示され、
前記フィルタ係数Ｐ、Ｎは、 Ｐ＝１／（Ｓ＋Ａ） （３．１） Ｎ＝１／（Ｓ−Ａ） （３．２） で与えられる。また、出力信号Ｘ’、Ｙ’は、 Ｘ’＝〔２（ＳＸ−ＡＹ）〕／（Ｓ²−Ａ²） （４．１） Ｙ’＝〔２（ＳＹ−ＡＸ）〕／（Ｓ²−Ａ²） （４．２） となり、実施の形態１の（１．１）、（１．２）式と同
様な結果を得る。ただし、２倍の値をもつため６ｄＢの
ゲインを持つ。

【００４９】そして、（３．１）、（３．２）式の分子
を Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／（Ｓ＋Ａ） （５．１） Ｓ＝（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ） （５．２） とすれば、 Ｘ’＝〔２（ＳＦＸ＋ＳＫＹ−ＡＦＹ−ＡＫＸ）〕／（Ｓ²−Ａ²）（６．１） Ｙ’＝〔２（ＳＦＹ＋ＳＫＸ−ＡＦＸ−ＡＫＹ）〕／（Ｓ²−Ａ²）（６．２） が得られる。

【００５０】これは、入力Ｘ＝ｘ、Ｙ＝０とした場合に
は、（２．１）、（２．２）式と同じ結果が得られる。
一方、Ｘ＝０、Ｙ＝ｙなる入力では、 Ｘ’＝Ｈｒ・ｙ （７．１） Ｙ’＝Ｈｌ・ｙ （７．２） となる。これは、ｙに入力した場合、ｘに入力した音像
位置に対して左右対称な位置に音像が定位することを示
しており、ｘとｙにそれぞれ信号を入力した場合重ね合
わせの理が成り立ち、左右対称な位置にそれぞれ音像が
定位することになる。

【００５１】したがって、上記実施の形態２によれば、
リアサラウンド信号ＳＬ、ＳＲの音像定位回路２２ａと
してシャフラフィルタを用い、受聴者の左側、右側に音
像定位するように処理を行い、受聴者の位置に応じて係
数ｇ_frが調整・設定される増幅器２２ｅ及び２２ｆを介
してフロントの２チャンネルステレオ信号Ｌ、Ｒに加算
するとともに、リアサラウンド信号ＳＬ、ＳＲは受聴者
の位置に応じて係数ｇ r が調整・設定される増幅器２２
ｉ及び２２ｊを介して出力するようにすることにより、
受聴者は、図２（Ａ）に示すように、前方のテレビジョ
ン受像機ＴＶを見ながら５ｃｈの音像に囲まれその移動
音を楽しむことができ、高い臨場感が得られるととも
に、使うフィルタの数を図１に示す実施の形態１に対し
半分の２個で済み、構成を簡略化することができ、コス
トを削減して民生用のテレビジョン受像機に組み込むこ
とも可能になる。また、その際、受聴者の位置に応じて
立体音場による音場補正を行うようにして音場を広い範
囲で使用できるように調整することができる。

【００５２】なお、上記各実施の形態での説明に当たっ
ては、５ｃｈ音声信号の例としてドルビー研究所の開発
したＡＣ−３方式を使用しているが、本発明はこれに限
らず、サラウンド信号がＬ、Ｒの２ｃｈに分かれている
ＳＤＤＳ（Ｓｏｎｙ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ
Ｓｏｕｎｄ）、ＤＴＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｈｅａｔ
ｅｒ Ｓｏｕｎｄ）などの信号フォーマット規格をすべ
て含むものである。

【００５３】〈実施の形態３〉次に、図９は本発明のマ
ルチチャンネル信号処理方法を実施する装置の実施の形
態３を示す構成図である。図６に示す実施の形態２との
違いのみを述べると、図９に示す実施の形態３において
は、加算器２２ｃと２２ｇとの間及び加算器２２ｄと２
２ｈとの間にそれぞれ増幅器２２ｋ及び２２ｌを設け
て、増幅器２２ｅ及び２２ｆに対する係数ｇ 1（＝
ｇ_fr）の設定に応じて前記増幅器２２ｋ及び２２ｌの係
数１−ｇ₁（＝ｇ_f）を設定するようにしている。すなわ
ち、位置検出／係数入力部９より前方のスピーカ３Ｌ及
び３Ｒに係る増幅器２２ｅ及び２２ｆと増幅器２２ｋ及
び２２ｌの係数ｇ₁と１−ｇ₁を規定して自動的に係数ｇ
_fとｇ_frを周囲に対する音量を一定にしながら調整して
いる。後方のスピーカ３ＳＬ及び３ＳＲに係る係数は一
定とする。後方のスピーカ３ＳＬ及び３ＳＲと受聴者と
の距離が十分離れていて、かつ高く配置され、後ろに下
がっても後方の音がうるさく感じない場合には、このよ
うに後方のスピーカのレベルを一定としてもよい。

【００５４】上記実施の形態１ないし３は、受聴者の位
置に応じて前方ステレオ信号に加算する左右一対のリア
処理信号のレベルを調整・設定するとともに、リア処理
信号の調整・設定レベルに応じてリア信号のレベルを調
整・設定するものであったが、以下の実施の形態４ない
し６では、受聴者の位置に応じてリア信号に加算する左
右一対の前方処理信号のレベルを調整・設定するととも
に、前方処理信号の調整・設定レベルに応じて前方信号
のレベルを調整・設定する発明について述べる。

【００５５】すなわち、他の発明に係るマルチチャンネ
ル信号処理方法及び装置は、受聴者に対し略左右対称な
前方位置に配置した一対のスピーカと後方位置に配置し
た一対のスピーカとから左右一対の前方ステレオ信号と
リア信号を含むマルチチャンネル信号を再生するように
したマルチチャンネル信号処理方法であって、前記前方
ステレオ信号に対して頭部伝達関数に基づいたフィルタ
係数が設定されたコンボルバを実現するフィルタ処理さ
れた左右一対の前方処理信号を出力するフィルタ処理ス
テップ及び手段と、前記フィルタ処理ステップによりフ
ィルタ処理された左右一対の前方処理信号を左右の前記
リア信号に加算する加算ステップ及び手段と、前記リア
信号に加算する前記左右一対の前方処理信号のレベルを
調整・設定する第１のレベル設定ステップ及び手段と、
前記前方処理信号の調整・設定レベルに応じて前記前方
ステレオ信号のレベルを調整・設定する第２のレベル設
定ステップ及び手段とを有するものである。

【００５６】〈実施の形態４〉次に、図１０は他の発明
に係るマルチチャンネル信号処理方法を実施する装置の
実施の形態４を示す構成図である。図１０に示す構成に
おいて、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号
を付してその説明は省略する。加算器２１ｆ及び２１ｇ
によりそれぞれ減算器２１ｅを介して減衰されたセンタ
チャンネル信号Ｃが加算された前方ステレオ信号Ｌ及び
Ｒは、受聴者の位置に応じて設定される係数ｇ_f に従っ
て出力レベルを調整・設定する増幅器２１ｐ及び２１ｑ
をそれぞれ介して図２（Ａ）に示す如く受聴者に対し略
左右対称な前方位置に配置した一対のスピーカ３Ｌ及び
３Ｒに供給される。

【００５７】また、前記加算器２１ｆ及び２１ｇを介し
た前方ステレオ信号Ｌ及びＲは、左側と右側の音像定位
フィルタ２１ａと２１ｂ及び２１ｃと２１ｄにそれぞれ
入力され、加算器２１ｈ及び２１ｉにより左側と右側の
音像定位フィルタ２１ａと２１ｃの出力信号が加算され
るとともに右側と左側の音像定位フィルタ２１ｂと２１
ｄの出力信号が加算され、それら加算出力の出力レベル
はそれぞれ減衰器２１ｊ及び２１ｋにより受聴者の位置
に応じて設定される係数ｇ_rfに従って調整される。デコ
ーダ１より出力されるリアサラウンド信号ＳＬ及びＳＲ
は、加算器２１ｒ及び２１ｓを介して上記減衰器２１ｊ
及び２１ｋより出力される左右一対の前方処理信号とそ
れぞれ加算されて、図２（Ａ）に示す如くスピーカ３Ｓ
Ｌ及び３ＳＲに供給される。

【００５８】ここで、前記前方ステレオ信号Ｌ、Ｒの各
チャンネル毎に設けられる左側と右側の一対の音像定位
フィルタ２１ａ及び２１ｂ、２１ｄ及び２１ｃとして
は、図１１に示すように、スピーカからの空間特性をキ
ャンセルするＡＴＡＬ−ＳＣＨＲＯＥＤＥＲ（アタル
シュレーダー）タイプのフィルタを用い、それぞれ受聴
者の左側と右側に音像定位するように処理を行い、リア
サラウンド信号ＳＬ、ＳＲにそれぞれ加算する。

【００５９】図１１に示すＡＴＡＬ−ＳＣＨＲＯＥＤＥ
Ｒタイプのフィルタは図１２に示す音像定位フィルタと
クロストークキャンセリングフィルタアレイの組合せを
２つの音像用に構成したものである。すなわち、１チャ
ンネルについて見ると、図１２の構成となる。図１２の
音像定位フィルタ回路の構成は、定位位置の特性Ｆ、Ｋ
を畳み込む部分である音像定位フィルタと、クロストー
クキャンセリングフィルタアレイからなり、クロストー
クキャンセリングフィルタアレイ部分がＡＴＡＬ−ＳＣ
ＨＲＯＥＤＥＲフィルタに相当する。図１２において、
Ｓは一対のスピーカから同じ側の耳への伝達関数を表
し、一方Ａは反対側の耳への伝達関数を表している。ス
ピーカは受聴者に対して左右対称なので、各スピーカか
ら両耳までの伝達関数も対称となる。

【００６０】スピーカ３ＳＬ、３ＳＲからの出力信号
Ｘ’、Ｙ’は、 Ｘ’＝（ＳＸ−ＡＹ）／（Ｓ²−Ａ²） Ｙ’＝（ＳＹ−ＡＸ）／（Ｓ²−Ａ²） となる。音像定位を行うには、Ｘ，Ｙの入力に定位させ
たい方向の伝達関数を畳み込んだ信号を入力する。つま
り、Ｘ＝Ｆｘ，Ｙ＝Ｋｘの入力で、 Ｘ’＝〔（ＳＦ−ＡＫ）／（Ｓ²−Ａ²）〕・ｘ＝Ｈｌ・
ｘ Ｙ’＝〔（ＳＫ−ＡＦ）／（Ｓ²−Ａ²）〕・ｘ＝Ｈｒ・
ｘ となり、音像定位が実現される。フィルタはこのＨｌ、
Ｈｒを係数として持つ。

【００６１】図１１に戻り、Ｓは一対のスピーカから受
聴者の同じ側の耳までの伝達関数、Ａは一対のスピーカ
から受聴者の反対側の耳までの伝達関数、Ｆは音像を定
位させたい位置から受聴者の同じ側の耳までの伝達関
数、Ｋは音像を定位させたい位置から受聴者の反対側の
耳までの伝達関数をそれぞれ示している。スピーカは受
聴者に対して左右対称なので、各スピーカから両耳まで
の伝達関数も対称となる。受聴者後方の左右対称な位置
に配置される実際のスピーカ３ＳＬ、３ＳＲからの出力
をＸ’、Ｙ’とする。後方の２つのスピーカ３ＳＬ、３
ＳＲにより受聴者の周囲に任意の音像を定位させるため
には、定位させる目標の位置から受聴者までの伝達関数
Ｆ、Ｋを入力信号に畳み込む処理を行い、次いで後方の
スピーカ３ＳＬ、３ＳＲから受聴者までの空間特性をキ
ャンセルする処理を行えばよく、実施の形態１と同様に
して、スピーカ３ＳＬ及び３ＳＲの出力として式（２．
１）及び（２．２）を得ることができ、伝達関数の畳み
込みと空間特性のキャンセル処理をフィルタ係数Ｈｌと
Ｈｒにまとめたことになる。

【００６２】したがって、音像を受聴者後方の略左右対
称な位置の２カ所で定位させるためには、前記前方ステ
レオ信号Ｌ、Ｒの各チャンネル毎に設けられる左側と右
側の一対の音像定位フィルタ２１ａ及び２１ｂ、２１ｄ
及び２１ｃを、（２．１）及び（２．２）式で示された
Ｈｌ、Ｈｒをフィルタ係数として持つ４つのＦＩＲフィ
ルタで構成することにより、音像定位を行うことができ
る。

【００６３】上述の動作により、図１０に示すデコーダ
１からデコード分離された５ｃｈ信号のうち、２チャン
ネルステレオ信号Ｌ、Ｒは、加算器２１ｆ，２１ｇ、受
聴者の位置に応じた係数ｇ_f が設定される増幅器２１
ｐ、２１ｑを介して受聴者に対し略左右対称な前方位置
に配置されるテレビなどのステレオスピーカ３Ｌ、３Ｒ
により再生され、センタチャンネル信号Ｃは減衰器２１
ｅを介してレベルが３ｄＢ落とされた後、加算器２１
ｆ，２１ｇを介して前記スピーカ３Ｌ、３Ｒ及び受聴者
に対し略左右対称な後方位置に配置されるスピーカ３Ｓ
Ｌ、３ＳＲ側に振り分けられる。また、リアサラウンド
信号ＳＬ、ＳＲは、加算器２１ｒ、２１ｓにより位置情
報に応じ係数ｇ_rfが設定される減衰器２１ｊ及び２１ｋ
を介して音像定位処理されたフロントの２チャンネルス
テレオ信号Ｌ、Ｒと加算されてスピーカ３ＳＬ、３ＳＲ
により再生されることになり、受聴者は前方のテレビを
見ながら５ｃｈの音像に囲まれその移動音を楽しめる。

【００６４】ここで、前記減衰器２１ｊ及び２１ｋの係
数ｇ_rfと前記増幅器２１ｐ及び２１ｑの係数ｇ_f は、図
１３に実線で示す如く、受聴者が中央より前方又は後方
に移動することで変化する値が設定される。減衰器２１
ｊ及び２１ｋと増幅器２１ｐ及び２１ｑに対する係数ｇ
_rfとｇ_f 適用前の前方に配置した前方ステレオ信号のス
ピーカ３Ｌ及び３Ｒと後方の位置に配置した後方スピー
カ３ＳＬ及び３ＳＲから出力される前方音と後方音のイ
ンテンシティレベル（パワー）が図１３に点線で示され
るのに対し、受聴者がスピーカ３Ｌ及び３Ｒと３ＳＬ及
び３ＳＲとの間の中央にいる場合は、ほぼ通常の再生が
行われる。すなわち、減衰器２１ｊ及び２１ｋに対し設
定される係数ｇ_rfはほぼゼロであり、増幅器２１ｐ及び
２１ｑに対し設定される係数ｇ_f は１である。

【００６５】受聴者が中央より後方に移動すると、それ
に応じて手動で入力部４に位置情報を入力し、又は赤外
線センサなどを用いて４つのスピーカとの距離を求め前
後位置を算出する図示しない検出手段により位置情報を
入力部４に入力することで、テーブル換算部５は、後方
音（リアサラウンド信号）のレベルに対して前記前方処
理信号のレベルをゼロから増強方向に調整すべく減衰器
２１ｊ及び２１ｋの係数ｇ_rfを設定し、リスニング領域
以外では減衰器２１ｊ及び２１ｋの係数ｇ_rfは値が２と
なり一定となる。そして、前記前方処理信号のレベルの
増強に応じてリアサラウンド信号のレベルを減衰し、２
つがバランスするように調整する。

【００６６】これによって、図１３に一点鎖線で示すよ
うに、後方のスピーカからも係数ｇ r_f設定による前方処
理信号が加わって前方音を明確に聞くことができる。一
方、受聴者が中央より前方に移動すると、前記前方処理
信号のレベルは限りなくゼロになり、また、増幅器２１
ｐ及び２１ｑの係数ｇ_f の設定によって前方信号のレベ
ルを減衰させ、スピーカ３Ｌ及び３Ｒから出力される前
方音がうるさくならないように調整される。これによっ
て、図１３に一点鎖線で示すように、スピーカ３Ｌ及び
３Ｒから出力される前方信号のパワーは減衰する。

【００６７】したがって、上述したように、受聴者が中
央より前方又は後方に移動すると、前後方向に移動する
位置情報に応じて減衰器２１ｊ及び２１ｋと増幅器２１
ｐ及び２１ｑの係数ｇ_rfとｇ_f が設定されて、スピーカ
３Ｌ及び３Ｒ、３ＳＬ及び３ＳＲから出力される音量が
補正される結果、受聴者の位置に応じて立体音場による
音場補正がなされ、音場を広い範囲で使用できるように
調整される。

【００６８】〈実施の形態５〉次に、図１４は他の発明
に係るマルチチャンネル信号処理方法を実施する装置の
実施の形態５を示す構成図である。上述した実施の形態
４においては、前方ステレオ信号Ｌ、Ｒに対して各チャ
ンネル毎にそれぞれ一対の音像定位処理を行うフィルタ
を必要とするので、つまり、音像を２カ所に定位させる
ために４つのフィルタが必要となり、ハードウエア規模
が大きくなってしまい、テレビジョン受像機のような民
生品に利用できなくなる。この実施の形態５において
は、受聴者の頭部を左右対称に分ける正中面に対し対称
な位置に音像定位を行うときに有効であり、使用するフ
ィルタの数を図１０に示す実施の形態４に対し半分の２
個で構成することにより、上述した問題点を解消するも
のである。

【００６９】すなわち、図１４に示す実施の形態におい
ては、デコーダ１でデコード分離された５ｃｈの信号を
受聴者前方の左右対称な位置に配置された例えばテレビ
ジョン受像機ＴＶの２チャンネルのステレオスピーカ３
Ｌ、３Ｒ及び後方位置に配置したリアスピーカ３ＳＬ及
び３ＳＲから再生するための信号処理手段２として、前
方ステレオ信号Ｌ、Ｒを受聴者後方に音像定位させるよ
うに信号処理して後方の２チャンネルのステレオスピー
カ３ＳＬ、３ＳＲから再生させるための音像定位回路２
２ａ、センタチャンネル信号Ｃのレベルを３ｄＢ減衰さ
せる減衰器２２ｂ、減衰器２２ｂを介して減衰されたセ
ンタチャンネル信号Ｃを２チャンネルステレオ信号Ｌ、
Ｒに加算するための加算器２２ｃ及び２２ｄを備えてい
る。

【００７０】また、音像定位回路２２ａを介した前方ス
テレオ信号Ｌ及びＲのレベルを受聴者の位置に応じて調
整・設定する係数ｇ₁ ＋α（＝ｇ_rf）に基づいて補正す
るための増幅器２２ｅ及び２２ｆ、加算器２２ｃ及び２
２ｄを介した信号をそれぞれ受聴者の位置に応じて調整
・設定される係数１−ｇ₁（＝ｇ_f）に基づいて増幅しそ
の増幅した出力を受聴者前方位置に配置したスピーカ３
Ｌ及び３Ｒに供給するための増幅器２２ｋ及び２２ｌ、
リアサラウンド信号ＳＬ及びＳＲに増幅器２２ｅを介し
た前方ステレオ信号のＬ及びＲチャンネル信号に加算し
て受聴者後方位置に配置したスピーカ３ＳＬ及び３ＳＲ
に供給する加算器２２ｍ及び２２ｎを備えている。

【００７１】また、図１４に示す実施の形態５において
は、前記増幅器２２ｅ及び２２ｆ、２２ｋ及び２２ｌに
設定する係数ｇ₁ ＋αと１−ｇ₁を入力するための手段
として、前後移動する受聴者とスピーカとの距離を検出
する距離検出手段７、その検出値に基づき受聴者の位置
を算出し位置情報に応じた係数ｇ₁ ＋αと１−ｇ₁を入
力する位置算出／係数入力部８を備えている。

【００７２】ここで、前記距離検出手段７は、図示しな
い赤外線センサなどを用いて４つのスピーカと受聴者と
の距離を求めるようになされ、位置算出／係数入力部８
により、その検出値に基づき受聴者の前後位置を算出
し、該位置情報に応じた係数ｇ 1 ＋αと１−ｇ₁を増幅
器２２ｅ及び２２ｆ、２２ｋ及び２２ｌに入力する。そ
の際、位置算出／係数入力部８には、図１５に示す如
く、受聴者の前後方向の位置に対応する係数ｇ_rf（＝ｇ
₁ ＋α）とｇ_f（＝１−ｇ₁）と関連する係数ｇ₁ ＋αと
ｇ₁ が設定されており、中央より後方に受聴者が移動し
たときは増幅器２２ｅ及び２２ｆに係数ｇ₁ ＋αが入力
されて作動し、中央より前方のときは増幅器２２ｋ及び
２２ｌに係数１−ｇ₁が入力されて作動するようにして
いる。

【００７３】また、前記音像定位回路２２ａとしては、
本特許出願人などが既に提案した特開平８−５１６９８
号公報に示されるようなシャフラ（ＳＨＵＦＦＬＥＲ）
フィルタを用いる。このシャフラフィルタの構成として
は、図１６に示す如く、図８に示す実施の形態２と同様
な構成及び式（５．１）、（５．２）で示すフィルタ係
数Ｐ、Ｎを有し、前記第３及び第４の加算器２２ａ₅及
び２２ａ₆の出力をフィルタ処理された左右一対の前方
ステレオ信号として受聴者後方位置に配置したスピーカ
３ＳＬ及び３ＳＲから出力するようになされている。

【００７４】したがって、上記実施の形態５によれば、
前方ステレオ信号Ｌ、Ｒの音像定位回路２２ａとしてシ
ャフラフィルタを用い、受聴者の左側、右側に音像定位
するように処理を行い、受聴者の位置に応じた係数ｇ_rf
が調整・設定される増幅器２２ｅ及び２２ｆを介した
後、後方の２チャンネルリアサラウンド信号ＳＬ、ＳＲ
に加算して出力するとともに、前方ステレオ信号Ｌ、Ｒ
は受聴者の位置に応じて係数ｇ_f が調整・設定される増
幅器２２ｋ及び２２ｌを介して出力するようにすること
により、受聴者は、前方のテレビジョン受像機ＴＶを見
ながら５ｃｈの音像に囲まれその移動音を楽しむことが
できるとともに、使うフィルタの数を図１０に示す実施
の形態４に対し半分の２個で済ませることができ、構成
を簡略化することができ、コストを削減して民生用のテ
レビジョン受像機に組み込むことも可能になる。また、
その際、受聴者の位置に応じて立体音場による音場補正
を行うようにして音場を広い範囲で使用できるように調
整することができる。

【００７５】なお、上述した各実施例での説明に当たっ
ては、５ｃｈ音声信号の例としてドルビー研究所の開発
したＡＣ−３方式を使用しているが、本発明はこれに限
らず、サラウンド信号がＬ、Ｒの２ｃｈに分かれている
信号フォーマットをすべて含むものである。

【００７６】〈実施の形態６〉次に、図１７は他の発明
に係るマルチチャンネル信号処理方法を実施する装置の
実施の形態６を示す構成図である。図１４に示す実施の
形態５との違いのみを述べると、図１７に示す実施の形
態６においては、受聴者の位置に応じた係数ｇ_r が設定
される増幅器２２ｉ及び２２ｊを介したリアサラウンド
信号ＳＬ，ＳＲを増幅器２２ｅ及び２２ｆを介してフィ
ルタ処理された前方ステレオ信号と加算器２２ｍ及び２
２ｎにより加算して後方位置に配置されたスピーカ３Ｓ
Ｌ及び３ＳＲに供給するようにしている。すなわち、位
置検出／係数入力部９より前方ステレオ信号Ｌ及びＲに
係る増幅器２２ｅ及び２２ｆとリアサラウンド信号ＳＬ
及びＳＲに係る増幅器２２ｉ及び２２ｊの係数ｇ₁と１
−ｇ₁を規定して自動的に係数ｇ_rfとｇ_rを周囲に対する
音量を一定にしながら変化させている。前方のスピーカ
３Ｌ及び３Ｒに係る係数は一定とする。前方のスピーカ
３Ｌ及び３Ｒと受聴者との距離が十分離れていて、かつ
高く配置され、前に移動しても前方の音がうるさく感じ
ない場合には、このように前方のスピーカのレベルを一
定としてもよい。

【００７７】〈実施の形態７〉ところで、最近、パーソ
ナルコンピュータ（以下、ＰＣ又はパソコンと称す）の
マルチメディア化が急速に進んだために動画像や音声な
どをＰＣで扱うことが普及している。実施の形態７で
は、上述したマルチチャンネル信号処理方法を実施する
装置として、パソコンで実施する場合を図１８に示す構
成図を参照して説明する。図１８に示すように、ディス
クドライブ１４又はネットワーク（例えばインターネッ
ト）ターミナル１５を介してサラウンド信号処理プログ
ラム及びサラウンドソースが供給されるパソコン１６
は、ＭＭＸ（ＩＮＴＥＬ社のＰ５５Ｃの拡張命令セッ
ト：特定用途向けの命令セットで主として画像・音声な
どのデジタル信号処理を効率よく扱うために追加された
命令セット）を装備するＣＰＵ（コントローラに相当）
１６ａと、データ処理時のバッファとして使用するＲＡ
Ｍ１６ｂと、ディスクドライブ１４又はネットワークタ
ーミナル１５を介して入力されるデータをコンバートす
るデータコンバータ１６ｃと、信号処理結果を増幅器を
介して複数のスピーカ３Ｌ，３Ｒ，３ＳＬ及び３ＳＲに
供給するためのオーディオインタフェース１６ｄとを備
えている。

【００７８】次に、図１８に示す構成における動作を図
１９に示すフローチャートを参照して説明する。図１９
はディスクドライブ１４にサラウンド信号処理プログラ
ムが記録されたディスクをセットした状態で、プログラ
ムロードの命令（コマンド）が図示しないキーボードか
ら入力された場合を示し、この状態でスタートすると、
ステップＳ１でプログラムロードであることがわかる
（コマンドが入力されるとプログラムロードであると判
断する）。プログラムデータを読み出してＣＰＵ１６ａ
の内部ＲＡＭに供給し（ステップＳ２）、プログラムロ
ードが終了したときにプログラムロードフラグをセット
して（ステップＳ３）終了する。このとき、ＣＰＵ１６
ａは、ＭＭＸ対応であるため、高速で信号処理が可能に
なる。

【００７９】次に、ディスクドライブ１４に、サラウン
ドソースが記録されたディスクをセットした状態で、プ
レイ命令が図示しないキーボードから入力され、この状
態でスタートすると、ステップＳ１でプログラムロード
フラグをみてプログラムがセットされているとわかるの
で（ステップＳ１でＮＯ）ステップＳ４に進み、ここ
で、ディスクの最初のトラック（特別トラック）をアク
セスしてそのディスクの種類を表すサブコードを読み取
り、これからサラウンドソースであることを判断してＹ
ＥＳであれば、ステップＳ５で次のトラックからデータ
をリードしデコード処理・コンプレス／リミット処理
し、オーディオインタフェース１６ｄに処理データをセ
ットし（ステップＳ６）、ステップＳ５に戻り、上記デ
コード処理・コンプレス／リミット処理を繰り返す。オ
ーディオインタフェース１６ｄは受け取ったデータを所
定のサンプリング周期でＤ／Ａ変換してアナログ信号に
してスピーカ３Ｌ、３Ｒ、３ＳＬ及び３ＳＲに供給す
る。ステップＳ４でＮＯであれば演奏不能を表示して
（ステップＳ７）終了する。

【００８０】ここで、上述したステップＳ５でのデコー
ド処理でなされる信号処理プログラムは、図２０に示す
処理ステップで構成される。すなわち、ステップＳ３１
でＡＣ−３方式の左右一対のリアサラウンド信号を含む
マルチチャンネル音声信号のデコード処理を行い、続く
ステップＳ３２で前記左右一対のリアサラウンド信号の
各チャンネル毎に頭部伝達関数に基づいたフィルタ係数
が設定されたコンボルバを実現するフィルタ処理により
受聴者に対し略左右対称な後方位置にそれぞれ音像定位
させるフィルタ処理を行う。また、ステップＳ３３で前
記マルチチャンネル音声信号のうち前面のセンタチャン
ネル信号を所定量減衰させて左右一対の前面ステレオ信
号に加算するセンタ加算処理を行い、ステップＳ３４で
図６及び図１４に示す位置算出／係数入力部８（図９及
び図１７では位置検出／係数入力部９）から係数ｇ₁＋
α、１−ｇ₁を読み取り、減衰器に設定する。その後、
ステップＳ３５でセンタチャンネル信号が加算された左
右一対の前面ステレオ信号に前記フィルタ処理ステップ
Ｓ３２及び前記減算処理ステップＳ３４を介した左右一
対のリアサラウンド信号を加算する左右加算処理を行
い、この左右加算処理ステップＳ３５を経て得られた受
聴者に対し略左右対称な後方位置にそれぞれ音像定位さ
せた出力を出力ステップＳ３６を介して図１８に示すオ
ーディオインタフェース１６ｄに出力する。

【００８１】ＡＣ−３のエンコーダでは図２１に示すよ
うに入力信号に対しフィルタ・バンク８０（分析用）で
周波数分析し、量子化器８１で量子化された信号がマル
チプレクサ８２に送られる。一方、入力信号はビット割
当器８３にも供給される。フィルタ・バンク８０の出力
はスペクトラム包絡線の符号化器８４にも供給される。
スペクトラム包絡線の符号化器８４（スペクトラム包絡
線を周波数領域で差分符号化する）の出力はビット割当
器８３とコアのビット割当器８５とマルチプレクサ８２
に供給される。ビット割当器８３の出力（ビット割当用
の副情報）はコアのビット割当器８５とマルチプレクサ
８２に供給される。コアのビット割当器の出力は量子化
器８１に供給される。マルチプレクサ８２からは符号化
したビット・ストリームを出力する。このような構成
で、スペクトラム包絡線からコアになるビット割当に聴
覚マスキング特性を考慮した音響心理を採用するととも
に、ビット割当器８３で理論的に最も正確なビット割当
情報を演算しマルチプレクサ８２に送るのでマルチプレ
クサ８２で圧縮効率のよい適応ビット割当を行うことが
できる。

【００８２】このようなビット・ストリームは、３１．
２５Ｈｚ（３２ｍｓ）のフレームからなる。各フレーム
は、１６ビットの同期ワードと、標本化周波数とフレ
ームの大きさを示す８ビットとからなる同期情報（ｓｙ
ｎｃ ｉｎｆｏ）と、ＢＳＩ（ビット・ストリーム情
報：符号化したチャンネル数など）と、６個の変換ブ
ロック（信号情報）と、未使用データ（補助データ）
からなる。

【００８３】このように符号化されている信号をデコー
ドするためのステップＳ３１は図２２に示すように、具
体的には、デマルチプレクサ９０と、スペクトラム包絡
線の復号化器９１と、逆量子化器９２と、コアのビット
割当器９３と、フィルタ・バンク（合成用）９４で構成
される。なお、フィルタ・バンク９４は分解能が可変で
ある。

【００８４】デマルチプレクサ９０ではフレームのと
の情報からデコーダの状態を設定し、との信号情
報を図２２で示したような手順によりデコードする。こ
のようなエンコードと逆の手順により元の信号（マルチ
チャンネル）が再現される。

【００８５】このような処理ステップを有するサラウン
ド信号処理プログラムをディスクなどの記録媒体に記録
することで、その記録媒体からのサラウンド信号処理プ
ログラムにしたがってサラウンドソースの容易な信号処
理を可能にすることができ、ＡＣ−３対応のコンピュー
タソフトを提供することができる。上述したようにし
て、サラウンド信号処理プログラム及びサラウンドソー
スがソフトとして供給された場合に、ＭＭＸ対応のＣＰ
Ｕ１６ａにより、高速に信号処理することを可能にする
ことができる。

【００８６】〈実施の形態８〉さらに、ディスクなどの
記録媒体として、記録面に複数のトラックが形成され、
かつ各トラックが複数のセクタに分割され、各セクタに
固有のアドレスが付されているディスクを用い、その記
録面に、前記サラウンド信号処理プログラムが複数のセ
クタに記録された第１データエリアと、サラウンドソー
スが前記複数のセクタとは異なるセクタに記録された第
２データエリアと、記録面に前記第１と第２データエリ
アがあることを示すデータが記録されたＴＯＣ（TABLE
OF CONTENTS）エリアとを設けることで、第１データと
してサラウンド信号処理プログラムを記録し、第２デー
タとしてサラウンドソースを記録するようにすれば、サ
ラウンド信号処理プログラムとサラウンドソースとの両
者が記録されたＡＣ−３対応のコンピュータソフトを提
供することができる。

【００８７】図２３は記録媒体の好ましい実施の形態と
して示すデータ記録済ディスクの平面を模式的に示す図
である。図２３に示すディスク１７は、例えばＣＤプラ
ス（System IdentifiierがＣＤ ＰＬＵＳとされる）あ
るいはエンハンストミュージックＣＤとも呼ばれる規格
ディスクで規定されている直径１２０ｍｍのオーディオ
信号が記録されたＤＶＤオーディオディスクとしての光
記録媒体であり、内周から外周に向かって第１リードイ
ンエリア１７ａ、第１データエリア１７ｂ、第１リード
アウトエリア１７ｃ、第２リードインエリア１７ｄ、第
２データエリア１７ｅ、第２リードアウトエリア１７ｆ
の順で各領域が略同心円状に配列されている。ここで、
第１リードインエリア１７ａは、第１データエリア１７
ｂの各データのアドレスなどを記録しておく第１ＴＯＣ
を構成し、また、第２リードインエリア１７ｄは、第２
データエリア１７ｅの各データのアドレスなどを記録し
ておく第２ＴＯＣを構成している。

【００８８】記録媒体として、図２３に示すディスクを
用いた場合の図１８に示すＣＰＵ１６ａによる動作を図
２４に示すフローチャートを参照して説明する。図２３
に示すような２つのデータ領域を持つ複合ディスク１７
がディスクドライブ１４にセットした状態で、プレイの
指示が図示しないキーボードから入力された場合に、ま
ず、プログラムのロードが済んでいるかフラグを見て判
断し（ステップＳ１１）、ＮＯであれば、図２３に示す
内側の第１データエリア１７ｂの第１リードインエリア
１７ａをみてＣＰＵのプログラム用データ領域を知り、
第１データエリア１７ｂに記録されているプログラムを
順次ＣＰＵの内部ＲＡＭにロードしてプログラムロード
が終了するまで続ける（ステップＳ１２〜Ｓ１５）。も
し、プログラムか不在であると判断すると（ステップＳ
１３でＹＥＳ）終了する。

【００８９】プログラムロードが終了した場合（ステッ
プＳ１５でＹＥＳ）、第１データのプログラムの後に収
納しているテストデータを読み出してＲＡＭ１６ｂにロ
ードする（ステップＳ１６）（ただし、ない場合にはこ
のステップは行わない）。そして、デコードプログラム
を稼働させてテストデコード処理する（Ｓ１７）。その
結果、正しくデコードされたと判断された場合（あらか
じめ正しいデコード信号がテストデータに対になって供
給されているので、それらをコンペアすることによって
正しいか否かが判断される）、プログラムロードが済ん
でいることを示すフラグをセットして（Ｓ１９）ステッ
プＳ１１に戻る。ステップＳ１８でＮＯであれば演奏不
能をディスプレイ上に表示して終了する。なお、ＡＣ−
３に限らず他の規格のサラウンドにも適用できる。ステ
ップＳ１１において、ＹＥＳと判断された場合、すなわ
ち、プログラムロード済みである場合は、第２データエ
リア１７ｅに記録されている第２データをリード（読み
出し）し、エンド・オブ・ファイル（ＥＯＦ）になるま
で上述したのと同様なデコード処理を行いオーディオイ
ンタフェース１６ｄに出力する（ステップＳ２１〜Ｓ２
４）。そして、ステップＳ２２でＹＥＳであれば終了す
る。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るマル
チチャンネル信号処理方法及び装置によれば、前方スピ
ーカと後方スピーカによる再生音の中の前方又は後方に
供給される音を受聴者の位置に応じて後方スピーカ又は
前方スピーカに立体音場処理して加え最適な音場範囲を
広げるようにしたので、受聴者の位置に応じて立体音場
による音場補正を行うようにして音場の広い範囲で使用
できるよう調整することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマルチチャンネル信号処理方法を実施
するための装置の実施の形態１を示す構成図である。

【図２】本発明に係るスピーカの配置を示す説明図であ
る。

【図３】図１のリアサラウンド信号ＳＬ、ＳＲの音像定
位回路として用いられるフィルタ（ＡＴＡＬ−ＳＣＨＲ
ＯＥＤＥＲ型フィルタ）の構成図である。

【図４】図３のＡＴＡＬ−ＳＣＨＲＯＥＤＥＲ型フィル
タの構成要素としてのＡＴＡＬ一ＳＣＨＲＯＥＤＥＲフ
ィルタを含む音像定位回路の構成図である。

【図５】図１の減衰器の係数と出力パワーの説明図であ
る。

【図６】本発明のマルチチャンネル信号処理方法を実施
するための装置の実施の形態２を示す構成図である。

【図７】図６の増幅器の係数に係る説明図である。

【図８】図６のリアサラウンド信号ＳＬ、ＳＲの音像定
位回路として用いられるフィルタ（シャフラフィルタ）
の構成図である。

【図９】本発明のマルチチャンネル信号処理方法を実施
するための装置の実施の形態３を示す構成図である。

【図１０】本発明のマルチチャンネル信号処理方法を実
施するための装置の実施の形態４を示す構成図である。

【図１１】図１０の前方信号Ｌ、Ｒの音像定位回路とし
て用いられるフィルタ（ＡＴＡＬ−ＳＣＨＲＯＥＤＥＲ
型フィルタ）の構成図である。

【図１２】図１１のＡＴＡＬ−ＳＣＨＲＯＥＤＥＲ型フ
ィルタの構成要素としてのＡＴＡＬ一ＳＣＨＲＯＥＤＥ
Ｒフィルタを含む音像定位回路の構成図である。

【図１３】図１の減衰器及び増幅器の係数と出力パワー
の説明図である。

【図１４】本発明のマルチチャンネル信号処理方法を実
施するための装置の実施の形態５を示す構成図である。

【図１５】図１４の増幅器の係数に係る説明図である。

【図１６】図１４の前方信号Ｌ、Ｒの音像定位回路とし
て用いられるフィルタ（シャフラフィルタ）の構成図で
ある。

【図１７】本発明のマルチチャンネル信号処理方法を実
施するための装置の実施の形態６を示す構成図である。

【図１８】本発明のマルチチャンネル信号処理方法を実
施する装置として、パソコンで実施する場合の実施の形
態に係る構成図である。

【図１９】図１８に示す構成における動作を示すフロー
チャートである。

【図２０】記録媒体に記録されたマルチチャンネル信号
処理プログラムの処理ステップを示すフローチャートで
ある。

【図２１】ＡＣ−３のエンコーダの構成を示すブロック
図である。

【図２２】符号化信号を復号するステップを実現する構
成のブロック図である。

【図２３】記録媒体として用いるデータ記録済ディスク
の平面を模式的に示す図である。

【図２４】記録媒体として、図２３に示すディスクを用
いた場合の図１８に示すＣＰＵ１６ａによる動作を示す
フローチャートである。

【図２５】従来例に係る受聴者位置と出力パワーの関係
に係る説明図である。

【符号の説明】

１ デコーダ ２ 信号処理手段 ３Ｌ、３Ｒ、３ＳＬ、３ＳＲ スピーカ ４ 入力部 ５ テーブル換算部 ６ 係数設定部 ７ 距離検出手段 ８、９ 位置算出／係数入力部 １４ ディスクドライブ １５ ネットワークターミナル １６ａ ＣＰＵ １６ｂ ＲＡＭ １６ｄ オーディオインターフェース １７ ディスク（記録媒体） １７ａ 第１リードインエリア（ＴＯＣエリア） １７ｂ 第１データエリア １７ｄ 第２リードインエリア（ＴＯＣエリア） １７ｅ 第２データエリア ２１ａ、２１ｄ 左側音像定位フィルタ（音像定位手
段） ２１ｂ、２１ｃ 右側音像定位フィルタ（音像定位手
段） ２１ｅ、２１ｊ、２１ｋ、２１ｎ、２１ｏ、２２ｂ
減衰器 ２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｉ、２１ｌ、２１ｍ、２
１ｒ、２１ｓ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｇ、２２ｈ、２２
ｍ、２２ｎ 加算器 ２１ｐ、２１ｑ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｉ、２２ｊ、２
２ｋ、２２ｌ 増幅器 ２２ａ シャフラフィルタ（音像定位回路） ２２ａ1 第１の加算器 ２２ａ2 第２の加算器 ２２ａ3 第１のフィルタ ２２ａ4 第２のフィルタ ２２ａ5 第３の加算器 ２２ａ6 算４の加算器 Ｓ３１ ＡＣ−３デコード処理ステップ Ｓ３２ フィルタ処理ステップ Ｓ３３ センタ加算処理ステップ Ｓ３４ 左右加算処理ステップ ８０、９４ フィルタ・バンク ８１ 量子化器 ８２ マルチプレクサ ８３ ビット割当器 ８４ スペクトラム包絡線の符号化器 ８５、９３ コアのビット割当器 ９０ デマルチプレクサ ９１ スペクトラム包絡線の復号化器 ９２ 逆量子化器

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受聴者に対し略左右対称な前方位置に配
   置した一対のスピーカと後方位置に配置した一対のスピ
   ーカとから左右一対の前方ステレオ信号とリア信号を含
   むマルチチャンネル信号を再生するようにしたマルチチ
   ャンネル信号処理方法であって、 前記リア信号に対して頭部伝達関数に基づいたフィルタ
   係数が設定されたコンボルバを実現するフィルタ処理さ
   れた左右一対のリア処理信号を出力するフィルタ処理ス
   テップと、 前記フィルタ処理ステップによりフィルタ処理された左
   右一対のリア処理信号を左右の前記前方ステレオ信号に
   実質的に加算する加算ステップと、 前記前方ステレオ信号に加算する前記左右一対のリア処
   理信号のレベルを調整・設定する第１のレベル設定ステ
   ップと、 前記リア処理信号の調整・設定レベルに応じて前記リア
   信号のレベルを調整・設定する第２のレベル設定ステッ
   プとを、 有するマルチチャンネル信号処理方法。
2. 【請求項２】 前記加算ステップの出力信号を前記前方
   位置に配置した一対のスピーカに供給するステップと、 前記第２のレベル設定ステップを経たリア信号を前記後
   方位置に配置した一対のスピーカに供給するステップと
   を、 更に有することを特徴とする請求項１記載のマルチチャ
   ンネル信号処理方法。
3. 【請求項３】 受聴者の位置情報を供給する位置情報供
   給ステップを更に有し、上記第１のレベル設定ステップ
   は、前記位置情報に応じて前記ステレオ信号のレベルに
   加算する前記リア処理信号のレベルを調整・設定するこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載のマルチチャンネル
   信号処理方法。
4. 【請求項４】 前記マルチチャンネル信号は、２チャン
   ネルの前方ステレオ信号と１チャンネルのセンタチャン
   ネル信号及び２チャンネルのリア信号の５チャンネル構
   成の所定の規格による方式の信号であり、前記フィルタ
   処理ステップと前記加算ステップとの間に、前記センタ
   チャンネル信号を減衰させて左右一対の前方ステレオ信
   号に加算するセンタ加算ステップを更に有することを特
   徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のマル
   チチャンネル信号処理方法。
5. 【請求項５】 前記マルチチャンネル信号は、ＤＶＤオ
   ーディオディスクに記録された広帯域のオーディオ信号
   であり、前記フィルタ処理ステップ及び前記加算ステッ
   プの前に、前記ＤＶＤオーディオディスクに記録された
   信号をデコードするデコード処理ステップを更に有する
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記
   載のマルチチャンネル信号処理方法。
6. 【請求項６】 前記フィルタ処理ステップは、左右一対
   のリア信号の各チャンネル毎に、フィルタ係数ＨｌとＨ
   ｒが Ｈｌ＝（ＳＦ−ＡＫ）／（Ｓ²−Ａ²） Ｈｒ＝（ＳＫ−ＡＦ）／（Ｓ²−Ａ²） （ただし、Ｓは一対のスピーカから受聴者の同じ側の耳
   までの伝達関数、Ａは一対のスピーカから受聴者の反対
   側の耳までの伝達関数、Ｆは音像を定位させたい位置か
   ら受聴者の同じ側の耳までの伝達関数、Ｋは音像を定位
   させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達関数）
   にそれぞれ設定されたフィルタ処理出力に基づいてフィ
   ルタ係数がＨｌに設定されたフィルタ処理出力と他チャ
   ンネルの異なるフィルタ係数Ｈｒが設定されたフィルタ
   処理出力とをそれぞれ加算し、それら一対の加算出力を
   フィルタ処理された左右一対のリア処理信号として出力
   することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つ
   に記載のマルチチャンネル信号処理方法。
7. 【請求項７】 前記フィルタ処理ステップは、フィルタ
   係数Ｐが Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／（Ｓ＋Ａ） （ただし、Ｓは一対のスピーカから受聴者の同じ側の耳
   までの伝達関数、Ａは一対のスピーカから受聴者の反対
   側の耳までの伝達関数、Ｆは音像を定位させたい位置か
   ら受聴者の同じ側の耳までの伝達関数、Ｋは音像を定位
   させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達関数）
   に設定されて左右一対のリア信号の和信号をフィルタ処
   理した第１のフィルタ処理出力と、フィルタ係数Ｎが Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ） に設定されて左右一対のリア信号の差信号をフィルタ処
   理した第２のフィルタ処理出力とに基づきそれら第１と
   第２のフィルタ処理出力の和信号と差信号を得て、その
   和信号と差信号とをフィルタ処理された左右一対のリア
   処理信号として出力することを特徴とする請求項１ない
   し６のいずれか１つに記載のマルチチャンネル信号処理
   方法。
8. 【請求項８】 受聴者に対し略左右対称な前方位置に配
   置した一対のスピーカと後方位置に配置した一対のスピ
   ーカとから左右一対の前方ステレオ信号とリア信号を含
   むマルチチャンネル信号を再生するようにしたマルチチ
   ャンネル信号処理方法であって、 前記前方ステレオ信号に対して頭部伝達関数に基づいた
   フィルタ係数が設定されたコンボルバを実現するフィル
   タ処理された左右一対の前方処理信号を出力するフィル
   タ処理ステップと、 前記フィルタ処理ステップによりフィルタ処理された左
   右一対の前方処理信号を左右の前記リア信号に加算する
   加算ステップと、 前記リア信号に加算する前記左右一対の前方処理信号の
   レベルを調整・設定する第１のレベル設定ステップと、 前記前方処理信号の調整・設定レベルに応じて前記前方
   ステレオ信号のレベルを調整・設定する第２のレベル設
   定ステップとを、 有するマルチチャンネル信号処理方法。
9. 【請求項９】 前記加算ステップの出力信号を前記後方
   位置に配置した一対のスピーカに供給するステップと、 前記第２のレベル設定ステップを経た前方ステレオ信号
   を前記前方位置に配置した一対のスピーカに供給するス
   テップとを、 更に有することを特徴とする請求項８記載のマルチチャ
   ンネル信号処理方法。
10. 【請求項１０】 受聴者の位置情報を供給する位置情報
    供給ステップを更に有し、上記第１のレベル設定ステッ
    プは、前記位置情報に応じて前記リア信号のレベルに加
    算する前記前方処理信号のレベルを調整・設定すること
    を特徴とする請求項８又は９記載のマルチチャンネル信
    号処理方法。
11. 【請求項１１】 前記マルチチャンネル信号は、２チャ
    ンネルの前方ステレオ信号と１チャンネルのセンタチャ
    ンネル信号及び２チャンネルのリア信号の５チャンネル
    構成のＡＣ−３方式の信号であり、前記第２のレベル設
    定ステップの前に、前記センタチャンネル信号を減衰さ
    せて左右一対の前方ステレオ信号に実質的に加算するセ
    ンタ加算ステップを更に有することを特徴とする請求項
    ８ないし１０のいずれかに１つに記載のマルチチャンネ
    ル信号処理方法。
12. 【請求項１２】 前記マルチチャンネル信号は、ＤＶＤ
    オーディオディスクに記録された広帯域のオーディオ信
    号であり、前記フィルタ処理ステップ及び前記加算ステ
    ップの前に、前記ＤＶＤオーディオディスクに記録され
    た信号をデコードするデコード処理ステップを更に有す
    ることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１つ
    に記載のマルチチャンネル信号処理方法。
13. 【請求項１３】 前記フィルタ処理ステップは、左右一
    対の前方ステレオ信号の各チャンネル毎に、フィルタ係
    数ＨｌとＨｒが Ｈｌ＝（ＳＦ−ＡＫ）／（Ｓ²−Ａ²） Ｈｒ＝（ＳＫ−ＡＦ）／（Ｓ²−Ａ²） （ただし、Ｓは一対のスピーカから受聴者の同じ側の耳
    までの伝達関数、Ａは一対のスピーカから受聴者の反対
    側の耳までの伝達関数、Ｆは音像を定位させたい位置か
    ら受聴者の同じ側の耳までの伝達関数、Ｋは音像を定位
    させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達関数）
    にそれぞれ設定されたフィルタ処理出力に基づいてフィ
    ルタ係数がＨｌに設定されたフィルタ処理出力と他チャ
    ンネルの異なるフィルタ係数Ｈｒが設定されたフィルタ
    処理出力とをそれぞれ加算し、それら一対の加算出力を
    フィルタ処理された左右一対の前方ステレオ処理信号と
    して出力することを特徴とする請求項８ないし１２のい
    ずれか１つに記載のマルチチャンネル信号処理方法。
14. 【請求項１４】 前記フィルタ処理ステップは、フィル
    タ係数Ｐが Ｐ＝（Ｆ＋Ｋ）／（Ｓ＋Ａ） （ただし、Ｓは一対のスピーカから受聴者の同じ側の耳
    までの伝達関数、Ａは一対のスピーカから受聴者の反対
    側の耳までの伝達関数、Ｆは音像を定位させたい位置か
    ら受聴者の同じ側の耳までの伝達関数、Ｋは音像を定位
    させたい位置から受聴者の反対側の耳までの伝達関数）
    に設定されて左右一対の前方ステレオ信号の和信号をフ
    ィルタ処理した第１のフィルタ処理出力と、フィルタ係
    数Ｎが Ｎ＝（Ｆ−Ｋ）／（Ｓ−Ａ） に設定されて左右一対の前方ステレオ信号の差信号をフ
    ィルタ処理した第２のフィルタ処理出力とに基づきそれ
    ら第１と第２のフィルタ処理出力の和信号と差信号を得
    て、その和信号と差信号とをフィルタ処理された左右一
    対の前方ステレオ処理信号として出力することを特徴と
    する請求項８ないし１２のいずれか１つに記載のマルチ
    チャンネル信号処理方法。