JP3753540B2 - 複数のスピーカの接続が可能なコンピュータ及び、記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のスピーカを接続することが可能なコンピュータ及び、接続されている複数のスピーカを設置すべき位置を算出して音信号をこれらのスピーカに分配するプログラムが記録されている記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２台のスピーカを備えた従来のコンピュータは、コンピュータの左右に設置されたスピーカに、２チャンネルのステレオサウンドを分配し、２台のスピーカの間に音の広がりを形成している。
また、４台以上のスピーカを備えた従来のコンピュータは、聴取者の周りに設置されたスピーカに、マルチチャンネルのサウンドを分配し、聴取者の周囲に音の広がりを形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のコンピュータでは、接続するスピーカの台数と、これらのスピーカの設置可能範囲（コンピュータの左右、聴取者の周囲）とが予め決められており、また各スピーカへの音の分配の仕方は固定的であって、ユーザが任意に指定できるものではなかった。
従って、形成される音の広がりは左右方向又は聴取者の周りに限られ、上下方向、コンピュータの奥行き方向等に音の広がりを形成することができず、ゲーム、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ−Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）閲覧等のアプリケーションで求められる多様な立体音響の出力要求に対応できなかった。
【０００４】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、接続されているスピーカの台数、聴取位置とディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及びスピーカの設置可能範囲に基づいて、どのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出し、算出したこの位置に応じてスピーカを配置すべき位置を指示し、出力すべき音信号を各スピーカに分配することにより、任意の台数のスピーカを接続することができ、また任意の設置可能範囲に適切に設置して上下方向、コンピュータの奥行き方向等に音の広がりを形成することができ、さらにこれによって現実感に富んだ仮想空間を形成するコンピュータ及び、接続されている複数のスピーカを設置すべき位置を算出して音信号をこれらのスピーカに分配するプログラムが記録されている記録媒体の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１発明のコンピュータは、複数のスピーカを接続することが可能なコンピュータにおいて、ディスプレイと、接続されているスピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及びスピーカを設置することが可能な設置可能範囲をユーザから入力する入力手段と、入力手段により入力された、スピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及び設置可能範囲に基づいて、接続されているどのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出してユーザに指示する位置指示手段と、出力すべき音信号を保存する音データ保存手段と、音データ保存手段が保存している、出力すべき音信号を読み込む音データ読み込み手段と、指示された前記位置に応じて、出力すべき音信号を、指示された前記位置にユーザにより設置され、接続されているスピーカのそれぞれに分配する分配手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
第１発明のコンピュータは、ユーザがキー入力、マウスのクリック操作等で指定した、接続されているスピーカの台数と、上下方向、奥行き方向といったようなスピーカの設置可能範囲と、聴取者の位置からディスプレイの表示面までの距離を含むデータとに基づいて、接続されているどのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出してユーザに指示し、この位置に応じて、出力すべき音信号を、指示された位置にユーザにより設置された、これらのスピーカに分配する。これにより、ユーザは任意の台数のスピーカを接続することができ、また適切な位置に設置して上下方向、コンピュータの奥行き方向等に音の広がりを形成させることができる。
【０００７】
第２発明のコンピュータは、ディスプレイに表示された画像に含まれる音源に応じた音信号を生成するための生成モードを設定する生成モード設定手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、出力すべき音信号を接続されているスピーカのそれぞれに分配する分配手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
第２発明のコンピュータは、ディスプレイに表示された画像に含まれる鳥，飛行機，川，自動車，工事現場等の音源の二次元位置，三次元位置，種類等に応じたスピーカから音源の音を出力すべき音信号を生成するための生成モードを設定し、この生成モードに応じて、出力すべき音信号を、接続されているスピーカのそれぞれに分配する。
これにより、音源が上にあるか下にあるかに応じて、また音源が移動した場合はその移動先の位置に応じた位置からその音が聞こえてくるので、現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【０００９】
第３発明のコンピュータは、三次元画像における音源の表示位置を検出する表示位置検出手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、該表示位置を二次元位置に変換し、該二次元位置に応じた位置に音像を生成すべく、出力すべき音信号を接続されているスピーカのそれぞれに分配する手段であることを特徴とする。
【００１０】
第３発明のコンピュータは、三次元画像における音源の表示位置を検出し、設定された生成モードに応じて、表示位置を二次元位置に変換し、この二次元位置に応じた位置に音像を生成すべく、出力すべき音信号を、接続されているスピーカのそれぞれに分配する。
これにより、画像上の音源の位置に近い位置から音源の音が聞こえてくるので、現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【００１１】
第４発明のコンピュータは、三次元画像における音源の表示位置を検出する表示位置検出手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、該表示位置に応じた三次元位置に音像を生成すべく、出力すべき音信号を接続されているスピーカのそれぞれに分配する手段であることを特徴とする。
【００１２】
第４発明のコンピュータは、三次元画像における音源の表示位置を検出し、設定された生成モードに応じて、表示位置に応じた三次元位置に音像を生成すべく、出力すべき音信号を、接続されているスピーカのそれぞれに分配する。
これにより、画像が形成している三次元空間の音源の位置に応じた位置から音源の音が聞こえてくるので、現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【００１３】
第５発明のコンピュータは、音源の種類を識別する音源種類識別手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、該音源の音信号を、該音源の種類に応じた位置に設置されているスピーカに分配する手段であることを特徴とする。
【００１４】
第５発明のコンピュータは、例えば小鳥，飛行機等のように一般的に画面の上側に表示される種類であるか、川，自動車，工事現場等のように一般的に画面の下側に表示される種類であるか、画像に表示されている音源であるか、画像に付けられた音楽であるかといったような、音源の種類を識別し、設定された生成モードに応じて、この音源の音信号を、音源の種類に応じた位置、即ち上側に表示される種類の音源の場合は上側に設置されているスピーカに、また下側に表示される種類の音源の場合は下側に設置されているスピーカに分配する。また画像に表示されている音源の場合は前側に設置されているスピーカに、画像に付けられた音楽の場合は奥側に設置されているスピーカに分配する。
これにより、処理量の多い音像定位処理を行わなくても、音源の種類に応じた位置に設置されているスピーカから、この音源の音を出力できるので、簡単な処理で現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【００１５】
第６発明のコンピュータは、設定された生成モードに応じて、接続されているスピーカをメインスピーカとサブスピーカとにグループ分けするグループ分け手段を備え、前記分配手段が、ディスプレイに音源が表示されている場合は、該音源の音信号をメインスピーカに分配し、音源がディスプレイに表示されている画像の範囲外に存在する場合は、該音源の音信号をサブスピーカに分配する手段であることを特徴とする。
【００１６】
第６発明のコンピュータは、設定された生成モードに応じて、接続されているスピーカを、例えばディスプレイの左右に設置されて、その音の広がりを画像の範囲内に形成するようなメインスピーカと、例えばディスプレイの上方の左右に設置されて、その音の広がりを画像の範囲外に形成するようなサブスピーカとにグループ分けし、ディスプレイに音源が表示されている場合は、この音源の音信号をメインスピーカに分配し、音源がディスプレイに表示されている画像の範囲外に存在する場合は、この音源の音信号をサブスピーカに分配する。
これにより、音源が、画像の範囲外に移動した場合でも、音源の位置に応じた位置から音源の音が聞こえてくるので、現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【００１７】
第７発明のコンピュータは、スピーカの台数及び設置すべき位置に基づきディスプレイ上の表示領域を分割し、接続されている各スピーカに対応する分割領域を決定する分割領域決定手段を備え、前記分配手段が、設定されたモードに応じて、音源の表示位置を含む分割領域に対応するスピーカに該音源の音信号を分配する手段であることを特徴とする。
【００１８】
第７発明のコンピュータは、スピーカの台数及び設置すべき位置に基づきディスプレイの表示領域を分割し、接続されている各スピーカに対応する分割領域を決定して、設定されたモードに応じて、音源の表示位置を含む分割領域に対応するスピーカにこの音源の音信号を分配する。
これにより、処理量の多い音像定位処理を行わなくても、画像上の音源の位置に応じた位置に設置されているスピーカから、この音源の音を出力できるので、簡単な処理で現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【００１９】
第８発明の記録媒体は、複数のスピーカを接続することが可能なコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、前記コンピュータに、接続されているスピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及びスピーカを設置することが可能な設置可能範囲の入力をユーザから受け付けさせるプログラムコード手段と、前記コンピュータに、入力された、スピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及び設置可能範囲に基づいて、接続されているどのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出させてユーザに指示させるプログラムコード手段と、前記コンピュータに、出力すべき音信号を読み込ませるプログラムコード手段と、前記コンピュータに、指示された前記位置に応じて、出力すべき音信号を、指示された前記位置にユーザにより設置され、接続されているスピーカのそれぞれに分配させるプログラムコード手段とを含むことを特徴とする。
【００２０】
第８発明の記録媒体を、複数のスピーカを接続することが可能なコンピュータが読み取ると、ユーザがキー入力、マウスのクリック操作等で指定した、接続されているスピーカの台数と、上下方向、奥行き方向といったようなスピーカの設置可能範囲と、聴取者の位置からディスプレイの表示面までの距離とに基づいて、接続されているどのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出してユーザに指定し、この位置に応じて、出力すべき音信号を、指示された位置にユーザにより設置された、これらのスピーカに分配する。これにより、２以上のスピーカ接続端子を備えた汎用のコンピュータであっても、ユーザは任意の台数のスピーカを接続することができ、また任意の設置可能範囲に適切に設置して上下方向、コンピュータの奥行き方向等に音の広がりを形成させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のコンピュータの機能ブロック図である。スピーカ位置算出部１は、ユーザがキー入力，マウスのクリック操作等で指定したスピーカの設置可能範囲（ディスプレイの上下方向、コンピュータの奥行き方向等）、ユーザによりキー入力，マウスのクリック操作等で入力されたデータ、又はスピーカの接続端子の状態から検出した、接続されているスピーカの台数、及びユーザにより入力されたか、又はデフォルトで設定されている、聴取者からディスプレイまでの距離を含むデータに基づき、後述する設置ルール保存部３を参照して、接続されているスピーカを設置すべき設置位置を算出し、算出結果は設置位置保存部６に保存される。コンピュータは、前記設置位置をユーザに指示し、ユーザは、指示された前記設置位置にスピーカを配置する。
【００２２】
設置ルール保存部３は、接続されているスピーカの台数及び設置可能範囲と、聴取者からディスプレイまでの距離、上方向に設置するスピーカに対する聴取者の耳の位置からの仰角又は下方向に設置するスピーカに対する聴取者の耳の位置からの俯角、ディスプレイの奥行き寸法、コンピュータの背面から壁までの距離等のデータとに基づいて、接続されているスピーカの設置位置を算出するためのルールを保存している。
【００２３】
スピーカ音生成部２は、設置位置保存部６が保存しているスピーカ位置と、音データ保存部４が保存している音源の位置情報、音の波形データ等と、モード保存部５が保存している、音源の位置，種類等に応じたスピーカから音源の音を出力すべき音信号を生成するための生成モードのプログラムとに基づいて、音源の位置，種類等に応じた位置に設置されているスピーカＳｐ０，Ｓｐ１，…，Ｓｐｎから、音源の音を出力する。
【００２４】
図２は、スピーカ音生成部２におけるデータ格納状態の一例の図である。
各音源の音の波形データと音源の座標位置、音源の座標位置に対応する位置に設置されているスピーカの番号、音源の音をメイン／サブの音のいずれとして出力するかのフラグ、及び音源の種類（例えば、上、下、前、後）を音源番号別に格納する。
なお、図２は画像が静止画で、音源位置が固定の場合の格納状態であるが、画像が動画で音源位置が可変の場合は音源が移動する都度、メモリに格納されている音源位置のデータが更新されるので、音源位置と音源番号とをメモリから随時読み出すようにすれば良い。
【００２５】
以下に、スピーカ音生成部２の構成について説明する。
音データ読み込み部２１は、音データ保存部４が保存している音源の位置情報、音の波形データ等を読み込む。
スピーカ位置読み込み部２２は、設置位置保存部６が保存している、スピーカを設置すべき位置の情報を読み込む。
モード設定部２３は、モード保存部５が保存している、ユーザにより選択された生成モードで音源の音を生成するための生成モードに応じたプログラムを読み込み、生成モードを設定する。
【００２６】
分割平面決定部２４は、モード設定部２３が設定した生成モードが、複雑な音像定位処理を行わずに、スピーカを設置すべき位置とディスプレイの表示領域とを対応付けて音を分配するような簡単な処理での生成モードである場合、接続されているスピーカの台数及び設置位置に基づきディスプレイの表示領域を分割するための平面を決定し（図８及び図９参照）、接続されている各スピーカに対応する分割領域を決定する。
【００２７】
音振り分け部２５は、モード設定部２３が設定した生成モードに応じて、音源の位置に応じた音像定位処理を行うか、又は分割平面決定部２４の決定結果に基づき、音源が存在する分割領域に対応する位置、又は音源の種類に応じた位置に設置されているスピーカからこの音源の音が出力されるように、出力すべき音信号を、接続されているスピーカＳｐ０，Ｓｐ１，…，Ｓｐｎに分配すべく、スピーカＳｐ０，Ｓｐ１，…，Ｓｐｎの出力音をそれぞれ生成する音生成部２６，２６，…，２６に出力する。
【００２８】
【実施例】
図３は、複数台のスピーカの設置例の図である。
２台の場合は、コンピュータの左右、上下(a) 、３台の場合はコンピュータの上に１台と下側の左右に２台(b) 、４台の場合はコンピュータの上寄りの左右に２台と下寄りの左右に２台(c) 、コンピュータの上方の左右に２台と、下寄りの左右に２台(d) 、コンピュータの手前側の左右に２台と奥側の左右に２台(e) 等といった設置が可能である。
【００２９】
聴取者とディスプレイとの距離から、上下方向に設置するスピーカの設置位置を算出する設置ルールの一例について、図４のスピーカ位置の算出例（上下方向）の図に基づいて説明する。
設置ルールとして、聴取者から上側のスピーカに対する仰角θを、例えば３０°といったような値に予め設定しておき、聴取者とディスプレイとの距離ｒとθとから、聴取者の耳の高さに相当するディスプレイ上の位置から、上側に設置するスピーカまでの距離ｄを下記の式で決定する。
ｄ＝ｒ×ｔａｎθ
同様に、聴取者から下側のスピーカに対する俯角を予め設定しておけば、下側に設置するスピーカまでの距離が決定できることは明らかである。
【００３０】
また、聴取者とディスプレイとの距離から、コンピュータの奥行き方向に設置するスピーカの設置位置を算出する設置ルールの一例について、図５のスピーカ位置の算出例（奥行き方向）の図に基づいて説明する。
聴取者とディスプレイとの距離ｒ１、コンピュータの奥行き寸法ｄ１、及びコンピュータから後方の壁までの距離ｄ２から、手前側に設置するスピーカと奥側に設置するスピーカとの距離ｄを下記の式で決定する。なお、手前側のスピーカをディスプレイより手前に設置する場合の、このスピーカと聴取者との距離をｒ２とする。
【００３１】
ｄ１＋ｄ２＜ｒ１の場合は、ｄ＝ｒ２となるように、ｄ及びｒ２を設定する。
ｄ１＋ｄ２＞ｒ１の場合は、ｄ＝ｒ１、ｒ２＝ｒ１となるように、ｄ及びｒ２を設定する。
その理由は、手前のスピーカと奥のスピーカとの振幅比はｒ２／（ｒ２＋ｄ）であるので、ｄの値が大きいほど、振幅比が大きくなり、両者からの出力音をよりはっきり区別することができるが、一般的なコンピュータの設置環境を考えた場合、ｄの値には限界があるので、聴取者、手前側スピーカ及び奥側スピーカをほぼ均等に設置するというルールを適用する。これにより、再生音に奥行き感を出すスピーカ位置を算出するための計算を簡略化することができる。
【００３２】
以下に、生成モードの実施例について説明する。
図６は音源の３Ｄ座標を２Ｄ座標（上下方向）へ変換する生成モードの説明図、図７は音源の３Ｄ座標を２Ｄ座標（奥行き方向）へ変換する生成モードの説明図である。
スピーカを上下方向に設置する場合は、図５に示すように、黒点で示す音源の３Ｄ座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）を、ディスプレイの左下端を原点、横方向をｘ′軸、縦方向をｙ′軸とする２Ｄ座標（ｘ０′，ｙ０′）に変換する。
一方、スピーカを奥行き方向に設置する場合は、図７に示すように、黒点で示す音源の３Ｄ座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）を、ディスプレイの左下端を原点、横方向をｘ′軸、奥行き方向をｚ′軸とする２Ｄ座標（ｘ０′，ｚ０′）に変換する。
【００３３】
図８はメインスピーカとサブスピーカとにグループ分けする生成モードの説明図である。
本例では、コンピュータの下側の左右に設置された２台をメインスピーカ、コンピュータの上方の左右に設置された２台をサブスピーカとする。
この場合、分割平面決定部２４が、サブスピーカの上下方向の位置、即ちディスプレイの横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸としたｙ軸上の座標ｙ＝ｙmax を通る平面を分割平面と決定する。ｙmax は画面左下端をｙ＝０とした場合のｙの最大値、即ち画面の左上端に相当する。
そして、音振り分け部２５は、音源が画面に表示されており、かつ分割平面下に存在する場合はメインスピーカからその音を出力し、例えば、音源が移動して分割平面より上に存在するようになり、画面に表示されなくなった場合はサブスピーカからその音を出力する。
【００３４】
図９は分割平面で表示領域を分割する生成モードの説明図である。
本例では、コンピュータの上に１台、下側の左右に２台を設置する。
この場合、分割平面決定部２４が、３台のスピーカの設置位置に応じて、ディスプレイの横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸としたｘ＝ｄｘ（但し、０＜ｄｘ＜ｘmax ）を通る平面、及びｙ＝ｄｙ（但し、０＜ｄｙ＜ｙmax ）を通る平面を分割平面と決定する。
【００３５】
図１０は、本発明を実現するためのハードウェア構成を示す模式図である。画像データ等を表示するディスプレイ１と、ポインティングデバイスとしてのマウス２とを備えた、本発明のコンピュータは、上述したような処理を行うためのプログラムを、磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体８５、コンピュータと無線又は有線にてプログラムの通信が可能な、例えばセンタに備えられた回線先メモリ８６、あるいは、コンピュータに備えつけられたＲＡＭ、ハードディスク等の処理装置側メモリ８７等の記録媒体からロードする。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のコンピュータ及び記録媒体は、接続されているスピーカの台数、聴取位置までの距離、及びスピーカの設置可能範囲に基づいて、どのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出し、算出した位置に応じてスピーカを配置し、出力すべき音信号を各スピーカに分配するので、任意の台数のスピーカを接続することができ、また任意の設置可能範囲に適切に設置して上下方向、コンピュータの奥行き方向等に音の広がりを形成することができ、さらにこれによって現実感に富んだ仮想空間を形成するという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンピュータの機能ブロック図である。
【図２】データ格納状態の一例の図である。
【図３】複数台のスピーカの設置例の図である。
【図４】スピーカ位置の算出例（上下方向）の図である。
【図５】スピーカ位置の算出例（奥行き方向）の図である。
【図６】音源の３Ｄ座標を２Ｄ座標（上下方向）へ変換する生成モードの説明図である。
【図７】音源の３Ｄ座標を２Ｄ座標（奥行き方向）へ変換する生成モードの説明図である。
【図８】メインスピーカとサブスピーカとにグループ分けする生成モードの説明図である。
【図９】分割平面で表示領域を分割する生成モードの説明図である。
【図１０】本発明を実現するためのハードウェア構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ スピーカ位置算出部
２ スピーカ音生成部
２１ 音データ読み込み部
２２ スピーカ位置読み込み部
２３ モード設定部
２４ 分割平面決定部
２５ 音振り分け部
２６ 音生成部
３ 設置ルール保存部
４ 音データ保存部
５ モード保存部
６ 設置位置保存部
Ｓｐ スピーカ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のスピーカを接続することが可能なコンピュータ及び、接続されている複数のスピーカを設置すべき位置を算出して音信号をこれらのスピーカに分配するプログラムが記録されている記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２台のスピーカを備えた従来のコンピュータは、コンピュータの左右に設置されたスピーカに、２チャンネルのステレオサウンドを分配し、２台のスピーカの間に音の広がりを形成している。
また、４台以上のスピーカを備えた従来のコンピュータは、聴取者の周りに設置されたスピーカに、マルチチャンネルのサウンドを分配し、聴取者の周囲に音の広がりを形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のコンピュータでは、接続するスピーカの台数と、これらのスピーカの設置可能範囲（コンピュータの左右、聴取者の周囲）とが予め決められており、また各スピーカへの音の分配の仕方は固定的であって、ユーザが任意に指定できるものではなかった。
従って、形成される音の広がりは左右方向又は聴取者の周りに限られ、上下方向、コンピュータの奥行き方向等に音の広がりを形成することができず、ゲーム、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ−Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）閲覧等のアプリケーションで求められる多様な立体音響の出力要求に対応できなかった。
【０００４】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、接続されているスピーカの台数、聴取位置とディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及びスピーカの設置可能範囲に基づいて、どのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出し、算出したこの位置に応じてスピーカを配置すべき位置を指示し、出力すべき音信号を各スピーカに分配することにより、任意の台数のスピーカを接続することができ、また任意の設置可能範囲に適切に設置して上下方向、コンピュータの奥行き方向等に音の広がりを形成することができ、さらにこれによって現実感に富んだ仮想空間を形成するコンピュータ及び、接続されている複数のスピーカを設置すべき位置を算出して音信号をこれらのスピーカに分配するプログラムが記録されている記録媒体の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１発明のコンピュータは、複数のスピーカを接続することが可能なコンピュータにおいて、ディスプレイと、接続されているスピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及びスピーカを設置することが可能な設置可能範囲をユーザから入力する入力手段と、入力手段により入力された、スピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及び設置可能範囲に基づいて、接続されているどのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出してユーザに指示する位置指示手段と、出力すべき音信号を保存する音データ保存手段と、音データ保存手段が保存している、出力すべき音信号を読み込む音データ読み込み手段と、指示された前記位置に応じて、出力すべき音信号を、指示された前記位置にユーザにより設置され、接続されているスピーカのそれぞれに分配する分配手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
第１発明のコンピュータは、ユーザがキー入力、マウスのクリック操作等で指定した、接続されているスピーカの台数と、上下方向、奥行き方向といったようなスピーカの設置可能範囲と、聴取者の位置からディスプレイの表示面までの距離を含むデータとに基づいて、接続されているどのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出してユーザに指示し、この位置に応じて、出力すべき音信号を、指示された位置にユーザにより設置された、これらのスピーカに分配する。これにより、ユーザは任意の台数のスピーカを接続することができ、また適切な位置に設置して上下方向、コンピュータの奥行き方向等に音の広がりを形成させることができる。
【０００７】
第２発明のコンピュータは、ディスプレイに表示された画像に含まれる音源に応じた音信号を生成するための生成モードを設定する生成モード設定手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、出力すべき音信号を接続されているスピーカのそれぞれに分配する分配手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
第２発明のコンピュータは、ディスプレイに表示された画像に含まれる鳥，飛行機，川，自動車，工事現場等の音源の二次元位置，三次元位置，種類等に応じたスピーカから音源の音を出力すべき音信号を生成するための生成モードを設定し、この生成モードに応じて、出力すべき音信号を、接続されているスピーカのそれぞれに分配する。
これにより、音源が上にあるか下にあるかに応じて、また音源が移動した場合はその移動先の位置に応じた位置からその音が聞こえてくるので、現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【０００９】
第３発明のコンピュータは、三次元画像における音源の表示位置を検出する表示位置検出手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、該表示位置を二次元位置に変換し、該二次元位置に応じた位置に音像を生成すべく、出力すべき音信号を接続されているスピーカのそれぞれに分配する手段であることを特徴とする。
【００１０】
第３発明のコンピュータは、三次元画像における音源の表示位置を検出し、設定された生成モードに応じて、表示位置を二次元位置に変換し、この二次元位置に応じた位置に音像を生成すべく、出力すべき音信号を、接続されているスピーカのそれぞれに分配する。
これにより、画像上の音源の位置に近い位置から音源の音が聞こえてくるので、現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【００１１】
第４発明のコンピュータは、三次元画像における音源の表示位置を検出する表示位置検出手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、該表示位置に応じた三次元位置に音像を生成すべく、出力すべき音信号を接続されているスピーカのそれぞれに分配する手段であることを特徴とする。
【００１２】
第４発明のコンピュータは、三次元画像における音源の表示位置を検出し、設定された生成モードに応じて、表示位置に応じた三次元位置に音像を生成すべく、出力すべき音信号を、接続されているスピーカのそれぞれに分配する。
これにより、画像が形成している三次元空間の音源の位置に応じた位置から音源の音が聞こえてくるので、現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【００１３】
第５発明のコンピュータは、音源の種類を識別する音源種類識別手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、該音源の音信号を、該音源の種類に応じた位置に設置されているスピーカに分配する手段であることを特徴とする。
【００１４】
第５発明のコンピュータは、例えば小鳥，飛行機等のように一般的に画面の上側に表示される種類であるか、川，自動車，工事現場等のように一般的に画面の下側に表示される種類であるか、画像に表示されている音源であるか、画像に付けられた音楽であるかといったような、音源の種類を識別し、設定された生成モードに応じて、この音源の音信号を、音源の種類に応じた位置、即ち上側に表示される種類の音源の場合は上側に設置されているスピーカに、また下側に表示される種類の音源の場合は下側に設置されているスピーカに分配する。また画像に表示されている音源の場合は前側に設置されているスピーカに、画像に付けられた音楽の場合は奥側に設置されているスピーカに分配する。
これにより、処理量の多い音像定位処理を行わなくても、音源の種類に応じた位置に設置されているスピーカから、この音源の音を出力できるので、簡単な処理で現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【００１５】
第６発明のコンピュータは、設定された生成モードに応じて、接続されているスピーカをメインスピーカとサブスピーカとにグループ分けするグループ分け手段を備え、前記分配手段が、ディスプレイに音源が表示されている場合は、該音源の音信号をメインスピーカに分配し、音源がディスプレイに表示されている画像の範囲外に存在する場合は、該音源の音信号をサブスピーカに分配する手段であることを特徴とする。
【００１６】
第６発明のコンピュータは、設定された生成モードに応じて、接続されているスピーカを、例えばディスプレイの左右に設置されて、その音の広がりを画像の範囲内に形成するようなメインスピーカと、例えばディスプレイの上方の左右に設置されて、その音の広がりを画像の範囲外に形成するようなサブスピーカとにグループ分けし、ディスプレイに音源が表示されている場合は、この音源の音信号をメインスピーカに分配し、音源がディスプレイに表示されている画像の範囲外に存在する場合は、この音源の音信号をサブスピーカに分配する。
これにより、音源が、画像の範囲外に移動した場合でも、音源の位置に応じた位置から音源の音が聞こえてくるので、現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【００１７】
第７発明のコンピュータは、スピーカの台数及び設置すべき位置に基づきディスプレイ上の表示領域を分割し、接続されている各スピーカに対応する分割領域を決定する分割領域決定手段を備え、前記分配手段が、設定されたモードに応じて、音源の表示位置を含む分割領域に対応するスピーカに該音源の音信号を分配する手段であることを特徴とする。
【００１８】
第７発明のコンピュータは、スピーカの台数及び設置すべき位置に基づきディスプレイの表示領域を分割し、接続されている各スピーカに対応する分割領域を決定して、設定されたモードに応じて、音源の表示位置を含む分割領域に対応するスピーカにこの音源の音信号を分配する。
これにより、処理量の多い音像定位処理を行わなくても、画像上の音源の位置に応じた位置に設置されているスピーカから、この音源の音を出力できるので、簡単な処理で現実感に富んだ仮想空間がコンピュータ上に形成される。
【００１９】
第８発明の記録媒体は、複数のスピーカを接続することが可能なコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、前記コンピュータに、接続されているスピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及びスピーカを設置することが可能な設置可能範囲の入力をユーザから受け付けさせるプログラムコード手段と、前記コンピュータに、入力された、スピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及び設置可能範囲に基づいて、接続されているどのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出させてユーザに指示させるプログラムコード手段と、前記コンピュータに、出力すべき音信号を読み込ませるプログラムコード手段と、前記コンピュータに、指示された前記位置に応じて、出力すべき音信号を、指示された前記位置にユーザにより設置され、接続されているスピーカのそれぞれに分配させるプログラムコード手段とを含むことを特徴とする。
【００２０】
第８発明の記録媒体を、複数のスピーカを接続することが可能なコンピュータが読み取ると、ユーザがキー入力、マウスのクリック操作等で指定した、接続されているスピーカの台数と、上下方向、奥行き方向といったようなスピーカの設置可能範囲と、聴取者の位置からディスプレイの表示面までの距離とに基づいて、接続されているどのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出してユーザに指定し、この位置に応じて、出力すべき音信号を、指示された位置にユーザにより設置された、これらのスピーカに分配する。これにより、２以上のスピーカ接続端子を備えた汎用のコンピュータであっても、ユーザは任意の台数のスピーカを接続することができ、また任意の設置可能範囲に適切に設置して上下方向、コンピュータの奥行き方向等に音の広がりを形成させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のコンピュータの機能ブロック図である。スピーカ位置算出部１は、ユーザがキー入力，マウスのクリック操作等で指定したスピーカの設置可能範囲（ディスプレイの上下方向、コンピュータの奥行き方向等）、ユーザによりキー入力，マウスのクリック操作等で入力されたデータ、又はスピーカの接続端子の状態から検出した、接続されているスピーカの台数、及びユーザにより入力されたか、又はデフォルトで設定されている、聴取者からディスプレイまでの距離を含むデータに基づき、後述する設置ルール保存部３を参照して、接続されているスピーカを設置すべき設置位置を算出し、算出結果は設置位置保存部６に保存される。コンピュータは、前記設置位置をユーザに指示し、ユーザは、指示された前記設置位置にスピーカを配置する。
【００２２】
設置ルール保存部３は、接続されているスピーカの台数及び設置可能範囲と、聴取者からディスプレイまでの距離、上方向に設置するスピーカに対する聴取者の耳の位置からの仰角又は下方向に設置するスピーカに対する聴取者の耳の位置からの俯角、ディスプレイの奥行き寸法、コンピュータの背面から壁までの距離等のデータとに基づいて、接続されているスピーカの設置位置を算出するためのルールを保存している。
【００２３】
スピーカ音生成部２は、設置位置保存部６が保存しているスピーカ位置と、音データ保存部４が保存している音源の位置情報、音の波形データ等と、モード保存部５が保存している、音源の位置，種類等に応じたスピーカから音源の音を出力すべき音信号を生成するための生成モードのプログラムとに基づいて、音源の位置，種類等に応じた位置に設置されているスピーカＳｐ０，Ｓｐ１，…，Ｓｐｎから、音源の音を出力する。
【００２４】
図２は、スピーカ音生成部２におけるデータ格納状態の一例の図である。
各音源の音の波形データと音源の座標位置、音源の座標位置に対応する位置に設置されているスピーカの番号、音源の音をメイン／サブの音のいずれとして出力するかのフラグ、及び音源の種類（例えば、上、下、前、後）を音源番号別に格納する。
なお、図２は画像が静止画で、音源位置が固定の場合の格納状態であるが、画像が動画で音源位置が可変の場合は音源が移動する都度、メモリに格納されている音源位置のデータが更新されるので、音源位置と音源番号とをメモリから随時読み出すようにすれば良い。
【００２５】
以下に、スピーカ音生成部２の構成について説明する。
音データ読み込み部２１は、音データ保存部４が保存している音源の位置情報、音の波形データ等を読み込む。
スピーカ位置読み込み部２２は、設置位置保存部６が保存している、スピーカを設置すべき位置の情報を読み込む。
モード設定部２３は、モード保存部５が保存している、ユーザにより選択された生成モードで音源の音を生成するための生成モードに応じたプログラムを読み込み、生成モードを設定する。
【００２６】
分割平面決定部２４は、モード設定部２３が設定した生成モードが、複雑な音像定位処理を行わずに、スピーカを設置すべき位置とディスプレイの表示領域とを対応付けて音を分配するような簡単な処理での生成モードである場合、接続されているスピーカの台数及び設置位置に基づきディスプレイの表示領域を分割するための平面を決定し（図８及び図９参照）、接続されている各スピーカに対応する分割領域を決定する。
【００２７】
音振り分け部２５は、モード設定部２３が設定した生成モードに応じて、音源の位置に応じた音像定位処理を行うか、又は分割平面決定部２４の決定結果に基づき、音源が存在する分割領域に対応する位置、又は音源の種類に応じた位置に設置されているスピーカからこの音源の音が出力されるように、出力すべき音信号を、接続されているスピーカＳｐ０，Ｓｐ１，…，Ｓｐｎに分配すべく、スピーカＳｐ０，Ｓｐ１，…，Ｓｐｎの出力音をそれぞれ生成する音生成部２６，２６，…，２６に出力する。
【００２８】
【実施例】
図３は、複数台のスピーカの設置例の図である。
２台の場合は、コンピュータの左右、上下(a) 、３台の場合はコンピュータの上に１台と下側の左右に２台(b) 、４台の場合はコンピュータの上寄りの左右に２台と下寄りの左右に２台(c) 、コンピュータの上方の左右に２台と、下寄りの左右に２台(d) 、コンピュータの手前側の左右に２台と奥側の左右に２台(e) 等といった設置が可能である。
【００２９】
聴取者とディスプレイとの距離から、上下方向に設置するスピーカの設置位置を算出する設置ルールの一例について、図４のスピーカ位置の算出例（上下方向）の図に基づいて説明する。
設置ルールとして、聴取者から上側のスピーカに対する仰角θを、例えば３０°といったような値に予め設定しておき、聴取者とディスプレイとの距離ｒとθとから、聴取者の耳の高さに相当するディスプレイ上の位置から、上側に設置するスピーカまでの距離ｄを下記の式で決定する。
ｄ＝ｒ×ｔａｎθ
同様に、聴取者から下側のスピーカに対する俯角を予め設定しておけば、下側に設置するスピーカまでの距離が決定できることは明らかである。
【００３０】
また、聴取者とディスプレイとの距離から、コンピュータの奥行き方向に設置するスピーカの設置位置を算出する設置ルールの一例について、図５のスピーカ位置の算出例（奥行き方向）の図に基づいて説明する。
聴取者とディスプレイとの距離ｒ１、コンピュータの奥行き寸法ｄ１、及びコンピュータから後方の壁までの距離ｄ２から、手前側に設置するスピーカと奥側に設置するスピーカとの距離ｄを下記の式で決定する。なお、手前側のスピーカをディスプレイより手前に設置する場合の、このスピーカと聴取者との距離をｒ２とする。
【００３１】
ｄ１＋ｄ２＜ｒ１の場合は、ｄ＝ｒ２となるように、ｄ及びｒ２を設定する。
ｄ１＋ｄ２＞ｒ１の場合は、ｄ＝ｒ１、ｒ２＝ｒ１となるように、ｄ及びｒ２を設定する。
その理由は、手前のスピーカと奥のスピーカとの振幅比はｒ２／（ｒ２＋ｄ）であるので、ｄの値が大きいほど、振幅比が大きくなり、両者からの出力音をよりはっきり区別することができるが、一般的なコンピュータの設置環境を考えた場合、ｄの値には限界があるので、聴取者、手前側スピーカ及び奥側スピーカをほぼ均等に設置するというルールを適用する。これにより、再生音に奥行き感を出すスピーカ位置を算出するための計算を簡略化することができる。
【００３２】
以下に、生成モードの実施例について説明する。
図６は音源の３Ｄ座標を２Ｄ座標（上下方向）へ変換する生成モードの説明図、図７は音源の３Ｄ座標を２Ｄ座標（奥行き方向）へ変換する生成モードの説明図である。
スピーカを上下方向に設置する場合は、図５に示すように、黒点で示す音源の３Ｄ座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）を、ディスプレイの左下端を原点、横方向をｘ′軸、縦方向をｙ′軸とする２Ｄ座標（ｘ０′，ｙ０′）に変換する。
一方、スピーカを奥行き方向に設置する場合は、図７に示すように、黒点で示す音源の３Ｄ座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）を、ディスプレイの左下端を原点、横方向をｘ′軸、奥行き方向をｚ′軸とする２Ｄ座標（ｘ０′，ｚ０′）に変換する。
【００３３】
図８はメインスピーカとサブスピーカとにグループ分けする生成モードの説明図である。
本例では、コンピュータの下側の左右に設置された２台をメインスピーカ、コンピュータの上方の左右に設置された２台をサブスピーカとする。
この場合、分割平面決定部２４が、サブスピーカの上下方向の位置、即ちディスプレイの横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸としたｙ軸上の座標ｙ＝ｙmax を通る平面を分割平面と決定する。ｙmax は画面左下端をｙ＝０とした場合のｙの最大値、即ち画面の左上端に相当する。
そして、音振り分け部２５は、音源が画面に表示されており、かつ分割平面下に存在する場合はメインスピーカからその音を出力し、例えば、音源が移動して分割平面より上に存在するようになり、画面に表示されなくなった場合はサブスピーカからその音を出力する。
【００３４】
図９は分割平面で表示領域を分割する生成モードの説明図である。
本例では、コンピュータの上に１台、下側の左右に２台を設置する。
この場合、分割平面決定部２４が、３台のスピーカの設置位置に応じて、ディスプレイの横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸としたｘ＝ｄｘ（但し、０＜ｄｘ＜ｘmax ）を通る平面、及びｙ＝ｄｙ（但し、０＜ｄｙ＜ｙmax ）を通る平面を分割平面と決定する。
【００３５】
図１０は、本発明を実現するためのハードウェア構成を示す模式図である。画像データ等を表示するディスプレイ１と、ポインティングデバイスとしてのマウス２とを備えた、本発明のコンピュータは、上述したような処理を行うためのプログラムを、磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体８５、コンピュータと無線又は有線にてプログラムの通信が可能な、例えばセンタに備えられた回線先メモリ８６、あるいは、コンピュータに備えつけられたＲＡＭ、ハードディスク等の処理装置側メモリ８７等の記録媒体からロードする。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のコンピュータ及び記録媒体は、接続されているスピーカの台数、聴取位置までの距離、及びスピーカの設置可能範囲に基づいて、どのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出し、算出した位置に応じてスピーカを配置し、出力すべき音信号を各スピーカに分配するので、任意の台数のスピーカを接続することができ、また任意の設置可能範囲に適切に設置して上下方向、コンピュータの奥行き方向等に音の広がりを形成することができ、さらにこれによって現実感に富んだ仮想空間を形成するという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンピュータの機能ブロック図である。
【図２】データ格納状態の一例の図である。
【図３】複数台のスピーカの設置例の図である。
【図４】スピーカ位置の算出例（上下方向）の図である。
【図５】スピーカ位置の算出例（奥行き方向）の図である。
【図６】音源の３Ｄ座標を２Ｄ座標（上下方向）へ変換する生成モードの説明図である。
【図７】音源の３Ｄ座標を２Ｄ座標（奥行き方向）へ変換する生成モードの説明図である。
【図８】メインスピーカとサブスピーカとにグループ分けする生成モードの説明図である。
【図９】分割平面で表示領域を分割する生成モードの説明図である。
【図１０】本発明を実現するためのハードウェア構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ スピーカ位置算出部
２ スピーカ音生成部
２１ 音データ読み込み部
２２ スピーカ位置読み込み部
２３ モード設定部
２４ 分割平面決定部
２５ 音振り分け部
２６ 音生成部
３ 設置ルール保存部
４ 音データ保存部
５ モード保存部
６ 設置位置保存部
Ｓｐ スピーカ
Claims (8)
- 複数のスピーカを接続することが可能なコンピュータにおいて、
ディスプレイと、
接続されているスピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及びスピーカを設置することが可能な設置可能範囲をユーザから入力する入力手段と、
入力手段により入力された、スピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及び設置可能範囲に基づいて、接続されているどのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出してユーザに指示する位置指示手段と、
出力すべき音信号を保存する音データ保存手段と、
音データ保存手段が保存している、出力すべき音信号を読み込む音データ読み込み手段と、
指示された前記位置に応じて、出力すべき音信号を、指示された前記位置にユーザにより設置され、接続されているスピーカのそれぞれに分配する分配手段と
を備えたことを特徴とするコンピュータ。 - ディスプレイに表示された画像に含まれる音源に応じた音信号を生成するための生成モードを設定する生成モード設定手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、出力すべき音信号を接続されているスピーカのそれぞれに分配する分配手段を備えた請求項１記載のコンピュータ。
- 三次元画像における音源の表示位置を検出する表示位置検出手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、該表示位置を二次元位置に変換し、該二次元位置に応じた位置に音像を生成すべく、出力すべき音信号を接続されているスピーカのそれぞれに分配する手段である請求項２記載のコンピュータ。
- 三次元画像における音源の表示位置を検出する表示位置検出手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、該表示位置に応じた三次元位置に音像を生成すべく、出力すべき音信号を接続されているスピーカのそれぞれに分配する手段である請求項２記載のコンピュータ。
- 音源の種類を識別する音源種類識別手段を備え、前記分配手段が、設定された生成モードに応じて、該音源の音信号を、該音源の種類に応じた位置に設置されているスピーカに分配する手段である請求項２記載のコンピュータ。
- 設定された生成モードに応じて、接続されているスピーカをメインスピーカとサブスピーカとにグループ分けするグループ分け手段を備え、前記分配手段が、ディスプレイに音源が表示されている場合は、該音源の音信号をメインスピーカに分配し、音源がディスプレイに表示されている画像の範囲外に存在する場合は、該音源の音信号をサブスピーカに分配する手段である請求項３又は４記載のコンピュータ。
- スピーカの台数及び設置すべき位置に基づきディスプレイ上の表示領域を分割し、接続されている各スピーカに対応する分割領域を決定する分割領域決定手段を備え、前記分配手段が、設定されたモードに応じて、音源の表示位置を含む分割領域に対応するスピーカに該音源の音信号を分配する手段である請求項２乃至４のいずれかに記載のコンピュータ。
- 複数のスピーカを接続することが可能なコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、
前記コンピュータに、接続されているスピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及びスピーカを設置することが可能な設置可能範囲の入力をユーザから受け付けさせるプログラムコード手段と、
前記コンピュータに、入力された、スピーカの台数、スピーカの出力音の聴取位置と前記ディスプレイの表示面との距離を含むデータ、及び設置可能範囲に基づいて、接続されているどのスピーカをどの位置に設置すべきかを算出させてユーザに指示させるプログラムコード手段と、
前記コンピュータに、出力すべき音信号を読み込ませるプログラムコード手段と、
前記コンピュータに、指示された前記位置に応じて、出力すべき音信号を、指示された前記位置にユーザにより設置され、接続されているスピーカのそれぞれに分配させるプログラムコード手段と
を含むことを特徴とする記録媒体。
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