JP4233719B2 - 位相調整方法、音声再生装置及び記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は位相調整方法、音声再生装置及び記録媒体に係り、特に、複数のスピーカユニットから発せられる音声の位相の偏差を小さくするための位相調整方法、該位相調整方法が適用された音声再生装置、該音声再生装置としての機能を備えたコンピュータによって前記位相調整方法を実現するためのプログラムが記録された記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk/Digital Video Disk)に記録されている映像データや音声データを読み出して再生する機能（以下、単にＤＶＤ機能という）備えたコンピュータが出回ってきている。ＤＶＤの音声トラックに記録されている音声データは、臨場感のある音響効果（サラウンド効果）が生ずるように信号処理が施された５チャンネル分の音声データが、ＡＣ−３と称される符号化方式によってエンコードされることで圧縮されたデータであり、音声再生時にサラウンド効果を実現するためには、特開平４−３１８７９９号公報や特開平３−１８２００号公報にも記載されているように、４〜５個、又はそれ以上の数のスピーカを聴取位置の周囲に配置し、各スピーカで各々音声を再生させる必要がある。
【０００３】
コンピュータ利用の高度化及び多様化に伴い、音声データを実音声としてスピーカによって再生する等のオーディオ機能は、コンピュータ（特にパーソナルコンピュータ）にとって必要不可欠な機能となってきており、ＤＶＤ機能を備えたコンピュータでは、ＤＶＤの再生時にサラウンド効果を実現するために、ＤＶＤの音声トラックから読み出された音声データをデコードすることで得られる複数チャンネルの音声データを、複数個（例えば４個）のスピーカによって高音質の音声として再生できる、より高機能なオーディオ機能が搭載されるようになってきている。
【０００４】
これに対し、通常のコンピュータはステレオ音声を再生可能なようにスピーカユニットが２個付属している構成で販売されることが一般的であるので、ＤＶＤ機能を備えたコンピュータを所持し、ＤＶＤの再生に際してサラウンド効果を期待するユーザは、少なくとも２個のスピーカユニット（例えば聴取位置の後側に配置するためのスピーカユニット）を追加購入してコンピュータに接続し、コンピュータに付属していたスピーカユニットと併用することで、ＤＶＤ再生時のサラウンド効果を実現していた。
【０００５】
なお、スピーカユニットを追加購入してコンピュータに接続することは、ＤＶＤ再生時のサラウンド効果の実現を所望している場合に限られるものではない。例えば現在市場に多数出回っているゲームソフト等のアプリケーションの中には４チャンネルの音声データを出力するものがあり、このようなアプリケーションの実行に際し、より迫力のある音声再生を実現したい等の場合にも、追加購入したスピーカユニットがコンピュータに接続されることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンピュータに接続可能なスピーカユニットとして市販されているものの中には、スピーカユニットに入力された音声信号に対して位相が１８０°異なる音声（逆位相の音声）を発する構成のスピーカユニット（ＪＩＳの規格に準拠していないスピーカユニット）も含まれている。スピーカユニットに入力される音声信号とスピーカユニットが発する音声の位相の関係は、例として図９にも示すように、スピーカユニットに内蔵されている増幅器が非反転増幅器か反転増幅器か等の種々の要因によって変化するため、入力された音声信号に対して逆位相の音声を発するスピーカユニットは市場に多数出回っている。
【０００７】
従って、ユーザが追加購入したスピーカユニットが上記のように逆位相の音声を発する構成のスピーカユニットであることも頻繁に生じ得るが、この場合、例えば聴取位置の前側に配置したスピーカユニットから発せられる音声と、聴取位置の後側に配置したスピーカユニットから発せられる音声の位相が逆となることで互いに打ち消し合うので、再生音声の音質の著しい低下を招く、という問題があった。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、音声の再生に用いるスピーカユニットの構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避することができる位相調整方法、音声再生装置及び記録媒体を得ることが目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係る位相調整方法は、複数のスピーカユニット（２個でもよいし、４個以上でもよい）が、音声を再生するための互いに異なる位置に各々配置されている状態で、単一のスピーカユニットに所定の基準音声信号を入力し、単一のスピーカユニットから発せられた音声を所定の聴取位置(例えば聴取時に聴取者が位置する位置）に配置された音声検出手段によって検出し、前記音声に応じて音声検出手段から出力される音声信号と、前記所定の基準音声信号の位相差を検出することを、前記複数のスピーカユニットについて各々行う。
【００１０】
なお、複数のスピーカユニットの配置位置は、例えばスピーカユニットの数が２個であれば、例えば聴取位置の前方右側及び前方左側の２箇所でかつ聴取位置からの距離が略等しい位置とすることができ、例えばスピーカユニットの数が４個であれば、例えば上記２箇所に後方右側と後方左側を加えた４箇所でかつ聴取位置からの距離が略等しい位置とすることができ、例えばスピーカユニットの数が５個であれば、例えば上記４箇所に前方中央を加えた４箇所でかつ聴取位置からの距離が略等しい位置とすることができる。
【００１１】
上記の位相差の検出により、スピーカユニットに入力される音声信号と、スピーカユニットから発せられて聴取位置で聴取される音声との位相差を、複数のスピーカユニットの各々について検出することができ、例えば複数のスピーカユニットの中に、入力された音声信号に対して逆位相の音声を発する構成のスピーカユニットが混在していた場合にも、該スピーカユニットについての位相差の検出値が他のスピーカユニットと大きく相違することで、上記構成のスピーカユニットが混在していることを検知することができる。
【００１２】
そして本発明に係る位相調整方法は、複数のスピーカユニットについて各々検出した位相差の偏差が小さくなるように、音声再生時に各スピーカユニットに入力される音声信号の位相を相対的に変更する。音声信号の位相を相対的に変更することは、例えば音声再生時に特定のスピーカユニットに入力される音声信号の位相を反転したり、或いは位相を所定量（例えば位相差の偏差に相当する量）変化させることで実現できる。
【００１３】
これにより、複数のスピーカユニットの中に、入力された音声信号に対して逆位相の音声を発する構成のスピーカユニットが混在している場合にも、音声再生時に複数のスピーカユニットから各々発せられた音声が、聴取位置で互いに打ち消し合う位相となることを防止することができるので、音声の再生に用いるスピーカユニットの構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避することができる。
【００１４】
また、本発明に係る音声再生装置は、複数のスピーカユニットに各々入力するための複数チャンネルの音声信号を生成する音声信号生成手段を備えている。なお、本発明に係る音声再生装置は、複数のスピーカユニットによって音声を再生する機能を備えた装置であればよく、後述するようにコンピュータであってもよいし、オーディオ機器であってもよい。本発明に係る音声再生装置がコンピュータである場合、本発明に係る複数のスピーカユニットの一部又は全部を、コンピュータの音声信号出力端子に接続された外部スピーカユニットで構成することができる。
【００１５】
また、上記の音声信号生成手段としては、例えばＤＶＤの音声トラックに記録されているデータを読み取り、読み取ったデータをデコードすることで複数チャンネルの音声信号を生成する構成を採用することができる。なお、ＣＤ等のようにデジタルの音声データが記録されたＤＶＤ以外の他の媒体から音声データを読み取ったり、通信回線を介して他の情報処理装置から音声データを受信することで音声データを取得し、取得した音声データを音声信号に変換することで複数チャンネルの音声信号を生成する構成や、オーディオテープ等のようにアナログの音声信号が記録された媒体から音声信号を読み取ることで複数チャンネルの音声信号を生成する構成を採用することも可能である。
【００１６】
そして本発明に係る音声再生装置は、複数のスピーカユニットのうちの単一のスピーカユニットに所定の基準音声信号を入力し、前記単一のスピーカユニットから発せられた音声が所定の聴取位置に配置された音声検出手段によって検出されることで音声検出手段から出力される音声信号と、所定の基準音声信号の位相差を検出することを、複数のスピーカユニットについて各々行う位相差検出手段を備え、位相調整手段は、複数のスピーカユニットについて各々検出した位相差の偏差が小さくなるように、音声信号生成手段から各スピーカユニットに入力される音声信号の位相を相対的に変更するので、本発明に係る位相調整方法と同様に、音声の再生に用いるスピーカユニットの構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避することができる。
【００１７】
なお、位相調整手段としては、例えば各スピーカユニットに入力される音声信号のうちの一部の音声信号の位相を反転することで、音声信号の位相を相対的に変更する構成を採用することができる。本発明に係る音声信号生成手段が、例えばデジタルの音声データをアナログの音声信号に変換してスピーカユニットに入力することで音声を再生する構成である場合、上記のように音声信号の位相を反転することは音声データの正負の符号を反転することによって極めて容易に実現できる。また、音声信号生成手段が、音声データからの変換等を行うことなく、音声信号を直接生成する構成である場合にも、音声信号の位相を反転することは反転増幅器等を用いることで極めて容易に実現できる。従って、位相調整手段として、音声信号の位相を反転することで音声信号の位相を相対的に変更する構成を採用することにより、位相調整手段の構成（位相差の偏差を小さくするための構成）を簡単にすることができる。
【００１８】
また、本発明において、音声信号の位相を相対的に変更する際には、入力される音声信号の位相を変更するスピーカユニットを、複数のスピーカユニットの中から任意に選択可能であるが、例えば複数のスピーカユニットが、聴取位置の前方に配置される２個以上のスピーカユニットと、聴取位置の後方に配置されるサラウンド機能を実現するための２個のスピーカユニットと、から成る場合、例えば位相調整手段は、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニットについて検出した位相差と、聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットについて検出した位相差と、の偏差が小さくなるように、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニット及び聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットの何れか一方に入力される音声信号の位相を変更するように構成することができる。
【００１９】
本発明に係る音声再生装置がコンピュータである等の場合、スピーカユニットが追加購入される等の理由により、上記のように聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットと、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニットとで、メーカや構成が相違していることが多く、聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットが発する音声と、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニットが発する音声とが逆相の関係となることが多い。
【００２０】
これに対し、上記のように聴取位置の後方に配置されるスピーカユニット及び聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットの何れか一方に入力される音声信号の位相を変更するように位相調整手段を構成すれば、簡易な構成の位相調整手段により、聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットが発する音声と、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニットが発する音声と、が逆相の関係となっていることによる再生音声の音質の著しい低下を回避することができる。
【００２１】
本発明に係る記録媒体には、複数のスピーカユニットのうちの単一のスピーカユニットに所定の基準音声信号を入力し、所定の聴取位置に配置された音声検出手段が前記単一のスピーカユニットから発せられた音声を検出することで得られる音声信号と、所定の基準音声信号の位相差を検出することを、複数のスピーカユニットについて各々行う第１のステップ、複数のスピーカユニットについて各々検出した位相差の偏差が小さくなるように、各スピーカユニットに入力される音声信号の位相を相対的に変更する第２のステップを含む処理、すなわち本発明に係る位相調整方法をコンピュータによって実現するためのプログラムが記録されているので、コンピュータが前記記録媒体に記録されたプログラムを読み出して実行することにより、本発明に係る位相調整方法と同様に、音声の再生に用いるスピーカユニットの構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図１には、本発明を実現するのに適した典型的なパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）から成るコンピュータ・システム１０のハードウェア構成がサブシステム毎に模式的に示されている。本発明を実現するＰＣの一例は、ＯＡＤＧ（PC Open Architecture Developer's Group）仕様に準拠し、オペレーティング・システム（ＯＳ）として米マイクロソフト社の”Ｗｉｎｄｏｗｓ９８又はＮＴ”又は米ＩＢＭ社の”ＯＳ／２”を搭載したデスクトップ型のＰＣ１２（図２参照）である。以下、コンピュータ・システム１０の各部について説明する。
【００２３】
コンピュータ・システム１０全体の頭脳であるＣＰＵ１４は、ＯＳの制御下で各種プログラムを実行する。ＣＰＵ１４は、例えば米インテル社製のＣＰＵチップ”Ｐｅｎｔｉｕｍ”、”ＭＭＸテクノロジＰｅｎｔｉｕｍ”、”Ｐｅｎｔｉｕｍ Ｐｒｏ”や、ＡＭＤ社等の他社製のＣＰＵでも良いし、ＩＢＭ社製の”ＰｏｗｅｒＰＣ”でも良い。ＣＰＵ１４は、頻繁にアクセスするごく限られたコードやデータを一時格納することで、メイン・メモリ１６への総アクセス時間を短縮するための高速動作メモリであるＬ２（レベル２）−キャッシュを含んで構成されている。Ｌ２−キャッシュは、一般にＳＲＡＭ（スタティックＲＡＭ）チップで構成され、その記憶容量は例えば５１２ｋＢ又はそれ以上である。
【００２４】
ＣＰＵ１４は、自身の外部ピンに直結されたプロセッサ直結バスとしてのＦＳＢ１８、高速のＩ／Ｏ装置用バスとしてのＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス２０、及び低速のＩ／Ｏ装置用バスとしてのＩＳＡ（Industry Standard Architecture）バス等から成るＩ／Ｏバス２２という３階層のバスを介して、後述の各ハードウェア構成要素と相互接続されている。
【００２５】
ＦＳＢ１８とＰＣＩバス２０は、一般にメモリ／ＰＣＩ制御チップ２４と呼ばれるブリッジ回路（ホスト−ＰＣＩブリッジ）によって連絡されている。本実施形態のメモリ／ＰＣＩ制御チップ２４は、メイン・メモリ１６へのアクセス動作を制御するためのメモリ・コントローラ機能や、ＦＳＢ１８とＰＣＩバス２０の間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータ・バッファ等を含んだ構成となっており、例えばインテル社製の４４０ＥＸや４４０ＧＸ等を用いることができる。
【００２６】
メイン・メモリ１６は、ＣＰＵ１４の実行プログラムの読み込み領域として、或いは実行プログラムの処理データを書き込む作業領域として利用される書き込み可能メモリである。メイン・メモリ１６は、一般には複数個のＤＲＡＭ（ダイナミックＲＡＭ）チップで構成され、例えば３２ＭＢを標準装備し２５６ＭＢまで増設可能である。近年では、更に高速化の要求に応えるべく、ＤＲＡＭは高速ページＤＲＡＭ、ＥＤＯ ＤＲＡＭ、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、バーストＥＤＯ ＤＲＡＭ、ＲＤＲＡＭ等へと変遷している。
【００２７】
なお、ここでいう実行プログラムには、Ｗｉｎｄｏｗｓ９８等のＯＳ、周辺機器類をハードウェア操作するための各種デバイス・ドライバ、特定業務に向けられたアプリケーション・プログラムや、フラッシュＲＯＭ５６（詳細は後述）に格納されたＢＩＯＳ（Basic Input/Output System：キーボード６０（図２参照）やフロッピーディスク・ドライブ等の各ハードウェアの入出力操作を制御するためのプログラム）等のファームウェアが含まれる。
【００２８】
ＰＣＩバス２０は、比較的高速なデータ伝送が可能なタイプのバス（例えばバス幅３２／６４ビット、最大動作周波数３３／６６／１００ＭＨZ、最大データ転送速度１３２／２６４ＭＢｐｓ）であり、カードバス・コントローラ３０のような比較的高速で駆動するＰＣＩデバイス類がこれに接続される。なお、ＰＣＩアーキテクチャは、米インテル社の提唱に端を発したものであり、いわゆるＰｎＰ（プラグ・アンド・プレイ）機能を実現している。
【００２９】
ビデオ・サブシステム２６は、ビデオに関連する機能を実現するためのサブシステムであり、ＣＰＵ１４からの描画命令を実際に処理し、処理した描画情報をビデオメモリ（ＶＲＡＭ）に一旦書き込むと共に、ＶＲＡＭから描画情報を読み出して液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２８（図２参照）に描画データとして出力するビデオ・コントローラを含む。また、ビデオ・コントローラは、付設されたデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）によってデジタルのビデオ信号をアナログのビデオ信号へ変換することができる。アナログのビデオ信号は、信号線を介してＣＲＴポート（図示省略）へ出力される。
【００３０】
また、ＰＣＩバス２０にはカードバス・コントローラ３０、モデム・サブシステム３２及びオーディオ・コントローラ３４が各々接続されている。カードバス・コントローラ３０は、ＰＣＩバス２０のバス・シグナルをＰＣＩカードバス・スロット３６のインタフェース・コネクタ（カードバス）に直結させるための専用コントローラである。カードバス・スロット３６には、例えばＰＣ１２本体の壁面に配設され、ＰＣＭＣＩＡ（Personal Computer Memory Association）／ＪＥＩＤＡ（Japan Electronic Industry Development Association）が策定した仕様（例えば”PC Card standard 95”）に準拠したＰＣカード（図示せず）が装填される。
【００３１】
また、モデム・サブシステム３２にはＬＡＮや電話回線等の通信回線が接続される。コンピュータ・システム１０はこれらの通信回線を介してインターネットに接続可能とされている。
【００３２】
また、オーディオ・コントローラ３４にはオーディオ・ハードウェア回路６２（以下、オーディオＨ／Ｗ６２という）が接続されており、オーディオＨ／Ｗ６２には、ＰＣ１２の本体背面等に設けられたオーディオ信号入出力用の各種端子（詳しくはライン出力端子Ａ、ライン出力端子Ｂ、ライン入力端子、マイク入力端子）が各々接続されている。本実施形態に係るＰＣ１２には、図２に示すようにＬＣＤ２８の左右（ＤＶＤ再生時のユーザの位置（以下、聴取位置という）の前方左側及び右側）に配置するための一対のスピーカユニット（増幅器を内蔵したフロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒ）が付属しており、このフロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒはライン出力端子Ａに接続される。
【００３３】
また、ユーザがＤＶＤの再生時のサラウンド効果を期待して、図２に示すように聴取位置の後方左側及び右側に配置するための一対のスピーカユニット（増幅器を内蔵したリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒ）を追加購入した場合、このリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒはライン出力端子Ｂに接続される。オーディオＨ／Ｗ６２はＤ／Ａ変換器及び増幅器（何れも図示省略）を内蔵しており、オーディオ・コントローラ３４から音声データが入力されると、入力された音声データをアナログの音声信号に変換して増幅し、ライン出力端子に接続されているスピーカユニットへ出力する。
【００３４】
また、マイク入力端子にはマイクロフォン６８が接続され、ライン入力端子にはアナログの音声信号を出力する各種機器が接続される。オーディオＨ／Ｗ６２はＡ／Ｄ変換器及び増幅器（何れも図示省略）を内蔵しており、マイク入力端子又はライン入力端子からアナログの音声信号が入力されると、入力された音声信号を一定レベルまで増幅してデジタルの音声データに変換し、オーディオ・コントローラ３４へ出力する。オーディオ・コントローラ３４はアナログの音声信号のミキシング等の機能をサポートしている。
【００３５】
ＰＣＩバス２０とＩ／Ｏバス２２は多機能ＰＣＩデバイス３８によって相互に接続されている。多機能ＰＣＩデバイス３８は、ＰＣＩバス２０とＩ／Ｏバス２２とのブリッジ機能、ＤＭＡコントローラ機能、プログラマブル割り込みコントローラ（ＰＩＣ）機能、及びプログラマブル・インターバル・タイマ（ＰＩＴ）機能、ＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）インタフェース機能、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）機能、ＳＭＢ（System Management Bus）インタフェース機能を備えており、例えばインテル社製のＰＩＩＸ４というデバイスを用いることができる。
【００３６】
なお、ＤＭＡコントローラ機能は、周辺機器（たとえばＦＤＤ）とメイン・メモリ１６との間のデータ転送をＣＰＵ１４の介在なしに実行するための機能である。またＰＩＣ機能は、周辺機器からの割り込み要求（ＩＲＱ）に応答して所定のプログラム（割り込みハンドラ）を実行させる機能である。また、ＰＩＴ機能はタイマ信号を所定周期で発生させる機能であり、その発生周期はプログラマブルである。
【００３７】
また、ＩＤＥインタフェース機能によって実現されるＩＤＥインタフェースには、ＩＤＥハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）４０が接続される他、本実施形態ではＤＶＤ（Digital Video Disc又はDigital Versatile Disc）ドライブ４２がＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）接続されている。また、ＤＶＤドライブ４２の代わりに、ＩＤＥ ＣＤ−ＲＯＭドライブのような他のタイプのＩＤＥ装置を接続することも可能である。ＨＤＤ４０やＤＶＤドライブ４２等の外部記憶装置は、例えばＰＣ１２本体内の「メディア・ベイ」又は「デバイス・ベイ」と呼ばれる収納場所に格納される。これら標準装備された外部記憶装置は、ＦＤＤやバッテリ・パックのような他の機器類と交換可能かつ排他的に取り付けられる場合もある。
【００３８】
また、多機能ＰＣＩデバイス３８にはＵＳＢポートが設けられており、このＵＳＢポートは、例えばＰＣ１２本体の壁面等に設けられたＵＳＢコネクタ４４と接続されている。ＵＳＢは、電源投入のまま新しい周辺機器（ＵＳＢデバイス）を抜き差しする機能（ホット・プラギング機能）や、新たに接続された周辺機器を自動認識しシステム・コンフィギュレーションを再設定する機能（プラグ・アンド・プレイ）機能）をサポートしている。１つのＵＳＢポートに対して、最大６３個のＵＳＢデバイスをディジーチェーン接続することができる。ＵＳＢデバイスの例は、キーボード、マウス、ジョイスティック、スキャナ、プリンタ、モデム、ディスプレイモニタ、タブレットなど様々である。
【００３９】
更に、多機能ＰＣＩデバイス３８にはＳＭバスを介してＥＥＰＲＯＭ５０が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ５０はユーザによって登録されたパスワードやスーパーバイザー・パスワード、製品シリアル番号等の情報を保持するためのメモリであり、不揮発性で記憶内容を電気的に書き替え可能とされている。
【００４０】
Ｉ／Ｏバス２２は、ＰＣＩバス２０よりもデータ転送速度が低いバスであり（例えばバス幅１６ビット、最大データ転送速度４ＭＢｐｓ）、Ｓｕｐｅｒ Ｉ／Ｏコントローラ４６、電源コントローラ４８、ＥＥＰＲＯＭ等から成るフラッシュＲＯＭ５６、ＣＭＯＳ５８に加え、リアルタイム・クロック（ＲＴＣ）や、キーボード／マウス・コントローラのような比較的低速で動作する周辺機器類（何れも図示省略）を接続するのに用いられる。
【００４１】
Ｓｕｐｅｒ Ｉ／Ｏコントローラ４６にはＩ／Ｏポート５２が接続されており、フロッピーディスク・ドライブ（ＦＤＤ）の駆動、パラレル・ポートを介したパラレル・データの入出力（ＰＩＯ）、シリアル・ポートを介したシリアル・データの入出力（ＳＩＯ）を制御するための周辺コントローラである。
【００４２】
電源コントローラ４８は主にコンピュータ・システム１０のパワー・マネージメントやサーマル・マネージメントを行うものであり、ＭＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ及びタイマ等を備えたシングルチップ・マイコンで構成することができる。ＲＯＭにはパワー・マネージメントやサーマル・マネージメントを実行するのに必要なプログラム及び参照テーブルが格納されている。電源コントローラ４８にはパワー・サプライ・コントローラ５４が接続されている。パワー・サプライ・コントローラ５４には、ＡＣ／ＤＣコンバータ、コンピュータ・システム１０で使用される５Ｖ，３．３Ｖ等の直流定電圧を生成するためのＤＣ／ＤＣコンバータが含まれ、電源コントローラ４８の下で電力制御を行う。
【００４３】
フラッシュＲＯＭ５６は、ＢＩＯＳやブート・ストラップ・コード等のファームウェアのプログラムを保持するためのメモリであり、不揮発性で記憶内容を電気的に書き替え可能とされている。また、ＣＭＯＳ５８は揮発性の半導体メモリがバックアップ電源に接続されて構成されており、不揮発性でかつ高速の記憶手段として機能する。
【００４４】
なお、コンピュータ・システム１０を構成するためには、図１に示した以外にも多くの電気回路が必要である。但し、これらは当業者には周知であり、また、本発明の要旨を構成するものではないので、本明細書中では説明を省略する。また、図面の錯綜を回避するため、図中の各ハードウェアブロック間の接続も一部しか図示していないことを付記しておく。
【００４５】
次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態では、本発明に係る位相調整方法を実現するための位相調整プログラム及び位相反転プログラムが、ＤＶＤ（に記録されている映像データや音声データ）を再生する際に実行されるＤＶＤ再生プログラム群に含まれている。ＤＶＤ再生プログラム群は、その他のアプリケーションプログラムと共に、当初は、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の情報記憶媒体（本発明に係る記録媒体に相当）に記憶されている。
【００４６】
前記情報記憶媒体が対応するドライブ（フロッピーディスク・ドライブやＣＤ−ＲＯＭドライブ）に装填されている状態で、情報記憶媒体からのインストールが指示されると、情報記憶媒体が装填されているドライブによって情報記憶媒体からＤＶＤ再生プログラム群等が読み出され、ＨＤＤ４０に記憶される。
【００４７】
そして、映像データや音声データが記録されたＤＶＤがＤＶＤドライブ４２に装填され、ＤＶＤの再生が指示されると、ＨＤＤ４０からＤＶＤ再生プログラム群が読み出され、該プログラム群がＣＰＵ１４によって実行される。これにより、ＰＣ１２が本発明に係る音声再生装置として機能する。このように、ＤＶＤ再生プログラム群等を記憶している情報記憶媒体は本発明に係る記録媒体に対応している。
【００４８】
続いてＤＶＤの再生について説明する。図３に示すように、ＤＶＤ再生プログラムはＤＶＤプレーヤ８０、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２、及び位相反転部８４の各モジュールから構成されており、これらのモジュールに対応するプログラムをＣＰＵ１４が実行することでＤＶＤの再生が行われる。なお、前述の位相調整プログラムはＤＶＤプレーヤ８０に含まれ、位相反転部８４は前述の位相反転プログラムによって実現される。
【００４９】
ＤＶＤプレーヤ８０はＤＶＤ再生時にユーザ・インタフェースやＤＶＤドライブ４２の制御を司るモジュールであり、例えばＤＶＤドライブ４２にＤＶＤが装填され、装填されたＤＶＤが映像データや音声データが記録されたＤＶＤであることが検知されると、例として図４（Ａ）に示すように、ユーザがＤＶＤの再生を指示するためのウインドウをＬＣＤ２８に表示する。
【００５０】
そして、ＬＣＤ２８に表示している前記ウインドウ内の再生ボタンがユーザによってクリックされる等によってＤＶＤの再生が指示されると、ＯＳ及びＤＶＤデバイスドライバを介してＤＶＤドライブ４２に対し、ＤＶＤに記録されている映像データ及び音声データの読み取りを指示し、ＤＶＤドライブ４２によってＤＶＤの映像トラックから読み出された映像データをビデオサブシステム２６へ転送する（これにより、ＬＣＤ２８に映像が表示される）と共に、ＤＶＤの音声トラックから読み出された音声データを、ＯＳ（ＡＰＩ）を介してＡＣ３サウンド・デコーダ８２へ転送する。
【００５１】
ＤＶＤの音声トラックに記録されている音声データは、臨場感のある音響効果（サラウンド効果）が生ずるように信号処理が施された５チャンネル分の音声データが、ＡＣ−３と称される符号化方式によってエンコードされることで圧縮されたデータであり、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２は、ＤＶＤプレーヤ８０から転送された音声データをデコードし、５チャンネル分の音声データを生成する。
【００５２】
サラウンド効果を実現するための標準的なスピーカ配置は、前左方（ＦＬ）、前中央（ＦＣ）、前右方（ＦＲ）、後左方（ＲＬ）、後右方（ＲＲ）に各々スピーカが設置され、更にサブウーハが設けられた配置であり、上記のようなスピーカ配置が実装されているのであれば、生成した５チャンネル分の音声データから更にサブウーハ用の音声データを生成することで、それぞれのスピーカが発するべき音声を表す音声データ（５．１チャンネル分の音声データ）を得ることができる。
【００５３】
これに対してＰＣ１２は、２チャンネルのスピーカ（フロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒ）のみが付属している状態で市販され、場合によって更に２チャンネルのスピーカ（リアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒ）が追加（この場合のチャンネル数は４）される構成であるので、スピーカの数（チャンネル数）は、標準的なスピーカ配置と比較して少なくかつ一定していない。このため、例として図４（Ｂ）に示すように、ＤＶＤ再生時に使用するチャンネル数はユーザが設定可能とされており、ユーザによって設定されたチャンネル数は、ＤＶＤプレーヤ８０からＯＳ（ＡＰＩ）を介してＡＣ３サウンド・デコーダ８２へ通知される。
【００５４】
ＡＣ３サウンド・デコーダ８２は、通知されたチャンネル数が「４」である場合には、生成した５チャンネル分の音声データのうち、ＦＣチャンネルの音声データをＦＬチャンネルとＦＲチャンネルに振り分けることによって４チャンネル（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）の音声データを生成・出力する。また、通知されたチャンネル数が「２」である場合には、上記のようにして４チャンネルの音声データを生成した後に、ＲＬチャンネルの音声データをＦＬチャンネルに合成すると共に、ＲＲチャンネルの音声データをＦＲチャンネルの音声データに合成することによって２チャンネル（ＦＬ，ＦＲ）の音声データを生成・出力する。
【００５５】
ＡＣ３サウンド・デコーダ８２から出力された音声データは、ＯＳ（ＡＰＩ）及びオーディオ・デバイス・ドライバ８６を介してオーディオＨ／Ｗ６２へ転送される。なお、図３では、後チャンネル（ＲＬ，ＲＲチャンネル）の音声データが、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２から位相反転部８４を経由して出力される場合が示されているが、通常はＡＣ３サウンド・デコーダ８２から位相反転部８４をバイパスして出力される（位相反転部８４を経由する場合については後述）。オーディオＨ／Ｗ６２は入力された複数チャンネル分の音声データをアナログの音声信号に各々変換し（Ｄ／Ａ変換）、対応するスピーカユニットへ各々出力する。
【００５６】
これにより、ＤＶＤの音声トラックに記録されている音声データが、サラウンド効果が実現された実音声として再生され、聴取位置に位置しているユーザ（聴取者）により、サラウンド効果が実現された音声が聴取されることになる。
【００５７】
このように、ＤＶＤプレーヤ８０、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２及びオーディオＨ／Ｗ６２は、本発明に係る音声信号生成手段としての機能を備えている。
【００５８】
次に、ＤＶＤプレーヤ８０の位相調整プログラムがＣＰＵ１４によって実行されることによって実現される位相調整処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。なお、この位相調整処理は、例えばリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒが追加されることで４個のスピーカユニットが揃った場合や、スピーカユニットの一部又は全てを交換した場合に実行することが推奨されている処理であり、例として図４（Ｃ）に示すように、位相調整の実行をユーザが指示することによって実行される。
【００５９】
ステップ１５０では、フロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒ及びリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒが音声聴取時の望ましい位置（例えば聴取位置から各スピーカユニット迄の距離が略等しい位置）に配置されているか否かを確認すると共に、音声聴取時のユーザの聴取位置にマイクロフォン６８を設置し、該マイクロフォン６８をＰＣ１２のマイク入力端子に接続することを要請するメッセージをＬＣＤ２８に表示し、上記の各スピーカユニットの配置位置の確認、マイクロフォン６８の設置及び接続の各作業をユーザに行わせる。
【００６０】
次のステップ１５２では、上記の作業が完了したか否か判定し、判定が肯定される迄待機する。ユーザがキーボード６０又はマウスを操作することで上記の作業が完了したことを表す情報が入力されると、ステップ１５２の判定が肯定されてステップ１５４へ移行し、予め記憶されている基準音声データを特定の単一のスピーカユニットへ出力する。
【００６１】
本実施形態では、基準音声データの一例として周波数１ｋＨZの正弦波形の音波を表す音声データを用いており、該基準音声データがオーディオＨ／Ｗ６２によってアナログの音声信号に変換されて前記特定の単一のスピーカユニットに入力されることで、特定の単一のスピーカユニットからは周波数１ｋＨZの正弦波形の音波が発せられる。また、特定の単一のスピーカユニットから発せられた音波はマイクロフォン６８によって検出され、マイクロフォン６８から出力されるアナログの音声信号は、オーディオＨ／Ｗ６２によってデジタルの検出音声データへ変換（Ａ／Ｄ変換）され、オーディオ・デバイス・ドライバ８６、ＯＳ（ＡＰＩ）を介してＤＶＤプレーヤ８０に入力される。
【００６２】
ステップ１５６では、マイクロフォン６８からオーディオＨ／Ｗ６２及びＯＳを介して入力された検出音声データを取り込み、次のステップ１５８では、前記特定の単一のスピーカユニットへ出力した基準音声データ、及び取り込んだ検出音声データの各々について、各データが表す音声の波形においてピークが生じているタイミングを各々検出し、検出したタイミングの差を演算し、演算結果を基準音声データが表す波形と検出音声データが表す波形の位相差θ（図６（Ｂ）乃至（Ｄ）参照）として記憶する。
【００６３】
次のステップ１６０では、ＰＣ１２に接続されている全てのスピーカユニットに対してステップ１５４〜１５８の処理を行ったか否か判定する。判定が否定された場合にはステップ１５４に戻り、ステップ１５４〜１６０を繰り返す。これにより、ＰＣ１２に接続されている全てのスピーカユニットに対して位相差θが各々演算・記憶される。なお、上記のステップ１５４〜１６０は、音声を検出するマイクロフォン６８、マイクロフォン６８から出力された音声信号をデジタルの音声データに変換するオーディオＨ／Ｗ６２と共に、本発明に係る位相差検出手段に対応している。
【００６４】
ステップ１６０の判定が肯定されるとステップ１６２へ移行し、フロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒについて各々演算した位相差の平均値θF、及びリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒについて各々演算した位相差の平均値θRを各々演算する。そして次のステップ１６４では、フロントスピーカユニットの位相差θFとリアスピーカユニットの位相差θRとの差の絶対値｜θF−θR｜（本発明に係る位相差の偏差に相当）が９０°以上か否か判定する。
【００６５】
上記判定が否定された場合（例えば図６（Ｃ）に示すような場合）には、何ら処理を行うことなく位相調整処理を終了するが、判定が肯定された場合（例えば図６（Ｄ）に示すような場合）にはステップ１６６へ移行し、後チャンネル用の音声データの位相が反転されるように位相反転部８４のパラメータを設定した後に位相調整処理を終了する。なお、上記のステップ１６２〜１６６は本発明に係る位相調整手段に対応している。
【００６６】
上記のように、ステップ１６６で位相反転部８４のパラメータが設定された場合には、ＤＶＤ再生時に位相反転部８４が起動され、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２から出力された後チャンネル（ＲＬ，ＲＲチャンネル）の音声データは位相反転部８４に入力され、位相反転部８４によって位相が反転された後にオーディオＨ／Ｗ６２へ出力される（図３参照）。これにより、リアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒから発せられる音声の位相が反転されることになる。なお、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２から出力される音声データは符号付きのデータであるので、音声データの位相を反転することは音声データの符号の正負を反転する、という極めて簡易な処理によって実現できる。
【００６７】
一例として、フロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒが入力された音声信号に対して同位相の音声を発する構成であるのに対し、リアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒが入力された音声信号に対して逆位相の音声を発する構成である場合、｜θF−θR｜が１８０°又は１８０°に近い値となり（例として図６（Ｄ）参照）、フロントスピーカユニットから発せられた音声とリアスピーカユニットから発せられた音声が聴取位置で略逆相になることが多い（スピーカユニットに入力される音声信号の位相と、スピーカユニットから発せられた音声の聴取位置における位相と、の差は、スピーカユニットと聴取位置との距離によっても変化する）。
【００６８】
この場合、ユーザによって聴取される再生音声に著しい音質の低下が生じることになるが、本実施形態では、上記の場合にリアスピーカユニットに入力する音声信号の位相を位相反転部８４によって反転させるので、フロントスピーカユニットから発せられた音声とリアスピーカユニットから発せられた音声が聴取位置で略同位相となり、ユーザによって聴取される再生音声の音質が改善される。
【００６９】
また、本実施形態では｜θF−θR｜が１８０°又は１８０°に近い値である場合に限らず、｜θF−θR｜≧９０°の条件を満足すれば音声信号の位相を反転するので、フロントスピーカユニットから発せられた音声とリアスピーカユニットから発せられた音声の聴取位置における位相差を小さくすることができ、ユーザによって聴取される再生音声の音質を改善することができる。
【００７０】
なお、上記では所定の基準信号として一定周波数（１ｋＨｚ）の正弦波形の信号を用いていたが、所定の基準信号の周波数及び波形は上記に限定されるものではなく、任意の周波数・波形の信号を用いることができる。但し、位相差を検出することを考慮すると、正弦波のように波形のピークの位置が明瞭な波形を用いることが好ましい。
【００７１】
また、上記ではスピーカユニットに入力される音声信号の位相を反転することを、前記音声信号に変換する前のデジタルの音声データの符号の正負を反転することで実現していたが、これに限定されるものではなく、例として図７に示すように、アナログの音声信号の位相を反転増幅器等から成る位相反転回路９０によって反転するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００７２】
また、上記では本発明をデスクトップ型のＰＣ１２に適用した場合を説明したが、これに限定されるものではなく、ノートブック型のＰＣに適用することも可能である。ノートブック型のＰＣは本体が小型であり、端子を設けるためのスペースにも限りがあるので、フロント及びリアの各スピーカユニットを接続するための端子を新設することが困難な場合も考えられる。
【００７３】
このような場合には、例として図８に示すように、フロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒを接続するための端子としてヘッドフォン端子を用いると共に、ライン入力端子と接続される信号線の途中にマルチプレクサ（ＭＵＸ）９２を設け、ライン入力端子にリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒが接続されているときには、Ｄ／Ａ変換器から出力された音声データがライン入力端子を介してリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒへ出力されるようにマルチプレクサ９２を切替えるようにすれば、ＰＣに端子を新設することなく４個のスピーカユニットをＰＣに接続することができる。
【００７４】
更に、上記ではフロントスピーカユニットの位相差θFとリアスピーカユニットの位相差θRとの差の絶対値｜θF−θR｜が９０°以上の場合に、リアスピーカユニットに入力される音声信号の位相を反転する態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フロントスピーカユニットに入力される音声信号の位相を反転するようにしてもよい。
【００７５】
また、位相を反転することに代えて、｜θF−θR｜が０となるようにフロントとリアの音声信号の位相を相対的に変化させてもよい。これは、例えばフロントとリアの音声信号のうち、聴取位置において位相が進んでいる音声に対応する音声信号を位相変更対象とし、アナログの音声信号に変換する前のデジタルの音声データを、一旦バッファに記憶させ｜θF−θR｜に相当する時間経過後に出力することを繰り返すことで、音声データの出力タイミングを｜θF−θR｜に相当する時間だけ遅らせることによって実現できる。なお、スピーカユニットが２個設けられている構成に上記の処理を適用し、左側のスピーカから発せられて聴取位置で検出される音声の位相と、右側のスピーカから発せられて聴取位置で検出される音声の位相を揃えるようにしてもよい。
【００７６】
また、上記では本発明に係る音声再生装置としてＰＣ１２を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録媒体にデジタル又はアナログの形態で記録された音声信号、或いは無線通信又は有線通信によって受信した音声信号を再生する機能を備えた各種装置（例えばオーディオ装置やテレビ等）に適用可能である。
【００７７】
また、上記では本発明に係る位相調整方法を実現するための位相調整プログラム及び位相反転プログラムが、当初は、本発明に係る記録媒体としての情報記憶媒体に記憶されており、情報記憶媒体から本実施形態に係るＰＣ１２へ前記プログラムがインストールされて実行されることにより、ＰＣ１２が本発明に係る音声再生装置として機能する態様について説明したが、前記プログラムを、当初は公衆電話回線やコンピュータネットワーク（例えばＬＡＮ、インターネット、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバや無線回線）を介してＰＣ１２と接続される他の情報処理機器（例えばネットワークサーバ）の記憶装置に記憶しておき、ＰＣ１２が前記情報処理機器と通信することで、前記情報処理機器から前記通信媒体（伝送媒体）によって前記プログラムがＰＣ１２へ伝送され、伝送されたプログラムをＰＣ１２がＨＤＤ４０等の記憶手段にインストールして実行することにより、ＰＣ１２が本発明に係る音声再生装置として機能するようにしてもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、単一のスピーカユニットに所定の基準音声信号を入力し、前記スピーカユニットから発せられた音声を所定の聴取位置に配置された音声検出手段によって検出し、音声検出手段から出力される音声信号と、所定の基準音声信号の位相差を検出することを、複数のスピーカユニットについて各々行い、複数のスピーカユニットについて各々検出した位相差の偏差が小さくなるように、音声再生時に各スピーカユニットに入力される音声信号の位相を相対的に変更するので、音声の再生に用いるスピーカユニットの構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態に係るコンピュータ・システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】 デスクトップ型ＰＣの外観、位相調整処理実行時のスピーカユニット及びマイクロフォンの配置等を示す斜視図である。
【図３】 ＤＶＤの再生及び位相調整に係るソフトウェア及びハードウェアを示す概念図である。
【図４】 （Ａ）乃至（Ｃ）はＤＶＤプレーヤによってＬＣＤに表示されるウインドウの一例を示す概念図である。
【図５】 位相調整処理の内容を示すフローチャートである。
【図６】 （Ａ）は基準音声データが表す波形の一例、（Ｂ）はフロントスピーカユニットから音声を発することで検出された音波の波形の一例、（Ｃ）及び（Ｄ）はリアスピーカユニットから音声を発することで検出された音波の波形の一例を各々示す線図である。
【図７】 音声信号の位相の反転をハードウェアによって行う場合の構成の一例を示す概略図である。
【図８】 本発明をノートブック型のＰＣに適用した場合のスピーカユニットの接続の一例を示す概略図である。
【図９】 スピーカユニットに入力される音声信号に対してスピーカユニットが発する音声の位相が逆となる原因の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
１０ コンピュータ・システム
１２ ＰＣ
１４ ＣＰＵ
６２ オーディオ・ハードウェア回路
６４Ｌ，６４Ｒ フロントスピーカユニット
６６Ｌ，６６Ｒ リアスピーカユニット
６８ マイクロフォン
【発明の属する技術分野】
本発明は位相調整方法、音声再生装置及び記録媒体に係り、特に、複数のスピーカユニットから発せられる音声の位相の偏差を小さくするための位相調整方法、該位相調整方法が適用された音声再生装置、該音声再生装置としての機能を備えたコンピュータによって前記位相調整方法を実現するためのプログラムが記録された記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk/Digital Video Disk)に記録されている映像データや音声データを読み出して再生する機能（以下、単にＤＶＤ機能という）備えたコンピュータが出回ってきている。ＤＶＤの音声トラックに記録されている音声データは、臨場感のある音響効果（サラウンド効果）が生ずるように信号処理が施された５チャンネル分の音声データが、ＡＣ−３と称される符号化方式によってエンコードされることで圧縮されたデータであり、音声再生時にサラウンド効果を実現するためには、特開平４−３１８７９９号公報や特開平３−１８２００号公報にも記載されているように、４〜５個、又はそれ以上の数のスピーカを聴取位置の周囲に配置し、各スピーカで各々音声を再生させる必要がある。
【０００３】
コンピュータ利用の高度化及び多様化に伴い、音声データを実音声としてスピーカによって再生する等のオーディオ機能は、コンピュータ（特にパーソナルコンピュータ）にとって必要不可欠な機能となってきており、ＤＶＤ機能を備えたコンピュータでは、ＤＶＤの再生時にサラウンド効果を実現するために、ＤＶＤの音声トラックから読み出された音声データをデコードすることで得られる複数チャンネルの音声データを、複数個（例えば４個）のスピーカによって高音質の音声として再生できる、より高機能なオーディオ機能が搭載されるようになってきている。
【０００４】
これに対し、通常のコンピュータはステレオ音声を再生可能なようにスピーカユニットが２個付属している構成で販売されることが一般的であるので、ＤＶＤ機能を備えたコンピュータを所持し、ＤＶＤの再生に際してサラウンド効果を期待するユーザは、少なくとも２個のスピーカユニット（例えば聴取位置の後側に配置するためのスピーカユニット）を追加購入してコンピュータに接続し、コンピュータに付属していたスピーカユニットと併用することで、ＤＶＤ再生時のサラウンド効果を実現していた。
【０００５】
なお、スピーカユニットを追加購入してコンピュータに接続することは、ＤＶＤ再生時のサラウンド効果の実現を所望している場合に限られるものではない。例えば現在市場に多数出回っているゲームソフト等のアプリケーションの中には４チャンネルの音声データを出力するものがあり、このようなアプリケーションの実行に際し、より迫力のある音声再生を実現したい等の場合にも、追加購入したスピーカユニットがコンピュータに接続されることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンピュータに接続可能なスピーカユニットとして市販されているものの中には、スピーカユニットに入力された音声信号に対して位相が１８０°異なる音声（逆位相の音声）を発する構成のスピーカユニット（ＪＩＳの規格に準拠していないスピーカユニット）も含まれている。スピーカユニットに入力される音声信号とスピーカユニットが発する音声の位相の関係は、例として図９にも示すように、スピーカユニットに内蔵されている増幅器が非反転増幅器か反転増幅器か等の種々の要因によって変化するため、入力された音声信号に対して逆位相の音声を発するスピーカユニットは市場に多数出回っている。
【０００７】
従って、ユーザが追加購入したスピーカユニットが上記のように逆位相の音声を発する構成のスピーカユニットであることも頻繁に生じ得るが、この場合、例えば聴取位置の前側に配置したスピーカユニットから発せられる音声と、聴取位置の後側に配置したスピーカユニットから発せられる音声の位相が逆となることで互いに打ち消し合うので、再生音声の音質の著しい低下を招く、という問題があった。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、音声の再生に用いるスピーカユニットの構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避することができる位相調整方法、音声再生装置及び記録媒体を得ることが目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係る位相調整方法は、複数のスピーカユニット（２個でもよいし、４個以上でもよい）が、音声を再生するための互いに異なる位置に各々配置されている状態で、単一のスピーカユニットに所定の基準音声信号を入力し、単一のスピーカユニットから発せられた音声を所定の聴取位置(例えば聴取時に聴取者が位置する位置）に配置された音声検出手段によって検出し、前記音声に応じて音声検出手段から出力される音声信号と、前記所定の基準音声信号の位相差を検出することを、前記複数のスピーカユニットについて各々行う。
【００１０】
なお、複数のスピーカユニットの配置位置は、例えばスピーカユニットの数が２個であれば、例えば聴取位置の前方右側及び前方左側の２箇所でかつ聴取位置からの距離が略等しい位置とすることができ、例えばスピーカユニットの数が４個であれば、例えば上記２箇所に後方右側と後方左側を加えた４箇所でかつ聴取位置からの距離が略等しい位置とすることができ、例えばスピーカユニットの数が５個であれば、例えば上記４箇所に前方中央を加えた４箇所でかつ聴取位置からの距離が略等しい位置とすることができる。
【００１１】
上記の位相差の検出により、スピーカユニットに入力される音声信号と、スピーカユニットから発せられて聴取位置で聴取される音声との位相差を、複数のスピーカユニットの各々について検出することができ、例えば複数のスピーカユニットの中に、入力された音声信号に対して逆位相の音声を発する構成のスピーカユニットが混在していた場合にも、該スピーカユニットについての位相差の検出値が他のスピーカユニットと大きく相違することで、上記構成のスピーカユニットが混在していることを検知することができる。
【００１２】
そして本発明に係る位相調整方法は、複数のスピーカユニットについて各々検出した位相差の偏差が小さくなるように、音声再生時に各スピーカユニットに入力される音声信号の位相を相対的に変更する。音声信号の位相を相対的に変更することは、例えば音声再生時に特定のスピーカユニットに入力される音声信号の位相を反転したり、或いは位相を所定量（例えば位相差の偏差に相当する量）変化させることで実現できる。
【００１３】
これにより、複数のスピーカユニットの中に、入力された音声信号に対して逆位相の音声を発する構成のスピーカユニットが混在している場合にも、音声再生時に複数のスピーカユニットから各々発せられた音声が、聴取位置で互いに打ち消し合う位相となることを防止することができるので、音声の再生に用いるスピーカユニットの構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避することができる。
【００１４】
また、本発明に係る音声再生装置は、複数のスピーカユニットに各々入力するための複数チャンネルの音声信号を生成する音声信号生成手段を備えている。なお、本発明に係る音声再生装置は、複数のスピーカユニットによって音声を再生する機能を備えた装置であればよく、後述するようにコンピュータであってもよいし、オーディオ機器であってもよい。本発明に係る音声再生装置がコンピュータである場合、本発明に係る複数のスピーカユニットの一部又は全部を、コンピュータの音声信号出力端子に接続された外部スピーカユニットで構成することができる。
【００１５】
また、上記の音声信号生成手段としては、例えばＤＶＤの音声トラックに記録されているデータを読み取り、読み取ったデータをデコードすることで複数チャンネルの音声信号を生成する構成を採用することができる。なお、ＣＤ等のようにデジタルの音声データが記録されたＤＶＤ以外の他の媒体から音声データを読み取ったり、通信回線を介して他の情報処理装置から音声データを受信することで音声データを取得し、取得した音声データを音声信号に変換することで複数チャンネルの音声信号を生成する構成や、オーディオテープ等のようにアナログの音声信号が記録された媒体から音声信号を読み取ることで複数チャンネルの音声信号を生成する構成を採用することも可能である。
【００１６】
そして本発明に係る音声再生装置は、複数のスピーカユニットのうちの単一のスピーカユニットに所定の基準音声信号を入力し、前記単一のスピーカユニットから発せられた音声が所定の聴取位置に配置された音声検出手段によって検出されることで音声検出手段から出力される音声信号と、所定の基準音声信号の位相差を検出することを、複数のスピーカユニットについて各々行う位相差検出手段を備え、位相調整手段は、複数のスピーカユニットについて各々検出した位相差の偏差が小さくなるように、音声信号生成手段から各スピーカユニットに入力される音声信号の位相を相対的に変更するので、本発明に係る位相調整方法と同様に、音声の再生に用いるスピーカユニットの構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避することができる。
【００１７】
なお、位相調整手段としては、例えば各スピーカユニットに入力される音声信号のうちの一部の音声信号の位相を反転することで、音声信号の位相を相対的に変更する構成を採用することができる。本発明に係る音声信号生成手段が、例えばデジタルの音声データをアナログの音声信号に変換してスピーカユニットに入力することで音声を再生する構成である場合、上記のように音声信号の位相を反転することは音声データの正負の符号を反転することによって極めて容易に実現できる。また、音声信号生成手段が、音声データからの変換等を行うことなく、音声信号を直接生成する構成である場合にも、音声信号の位相を反転することは反転増幅器等を用いることで極めて容易に実現できる。従って、位相調整手段として、音声信号の位相を反転することで音声信号の位相を相対的に変更する構成を採用することにより、位相調整手段の構成（位相差の偏差を小さくするための構成）を簡単にすることができる。
【００１８】
また、本発明において、音声信号の位相を相対的に変更する際には、入力される音声信号の位相を変更するスピーカユニットを、複数のスピーカユニットの中から任意に選択可能であるが、例えば複数のスピーカユニットが、聴取位置の前方に配置される２個以上のスピーカユニットと、聴取位置の後方に配置されるサラウンド機能を実現するための２個のスピーカユニットと、から成る場合、例えば位相調整手段は、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニットについて検出した位相差と、聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットについて検出した位相差と、の偏差が小さくなるように、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニット及び聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットの何れか一方に入力される音声信号の位相を変更するように構成することができる。
【００１９】
本発明に係る音声再生装置がコンピュータである等の場合、スピーカユニットが追加購入される等の理由により、上記のように聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットと、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニットとで、メーカや構成が相違していることが多く、聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットが発する音声と、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニットが発する音声とが逆相の関係となることが多い。
【００２０】
これに対し、上記のように聴取位置の後方に配置されるスピーカユニット及び聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットの何れか一方に入力される音声信号の位相を変更するように位相調整手段を構成すれば、簡易な構成の位相調整手段により、聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットが発する音声と、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニットが発する音声と、が逆相の関係となっていることによる再生音声の音質の著しい低下を回避することができる。
【００２１】
本発明に係る記録媒体には、複数のスピーカユニットのうちの単一のスピーカユニットに所定の基準音声信号を入力し、所定の聴取位置に配置された音声検出手段が前記単一のスピーカユニットから発せられた音声を検出することで得られる音声信号と、所定の基準音声信号の位相差を検出することを、複数のスピーカユニットについて各々行う第１のステップ、複数のスピーカユニットについて各々検出した位相差の偏差が小さくなるように、各スピーカユニットに入力される音声信号の位相を相対的に変更する第２のステップを含む処理、すなわち本発明に係る位相調整方法をコンピュータによって実現するためのプログラムが記録されているので、コンピュータが前記記録媒体に記録されたプログラムを読み出して実行することにより、本発明に係る位相調整方法と同様に、音声の再生に用いるスピーカユニットの構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図１には、本発明を実現するのに適した典型的なパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）から成るコンピュータ・システム１０のハードウェア構成がサブシステム毎に模式的に示されている。本発明を実現するＰＣの一例は、ＯＡＤＧ（PC Open Architecture Developer's Group）仕様に準拠し、オペレーティング・システム（ＯＳ）として米マイクロソフト社の”Ｗｉｎｄｏｗｓ９８又はＮＴ”又は米ＩＢＭ社の”ＯＳ／２”を搭載したデスクトップ型のＰＣ１２（図２参照）である。以下、コンピュータ・システム１０の各部について説明する。
【００２３】
コンピュータ・システム１０全体の頭脳であるＣＰＵ１４は、ＯＳの制御下で各種プログラムを実行する。ＣＰＵ１４は、例えば米インテル社製のＣＰＵチップ”Ｐｅｎｔｉｕｍ”、”ＭＭＸテクノロジＰｅｎｔｉｕｍ”、”Ｐｅｎｔｉｕｍ Ｐｒｏ”や、ＡＭＤ社等の他社製のＣＰＵでも良いし、ＩＢＭ社製の”ＰｏｗｅｒＰＣ”でも良い。ＣＰＵ１４は、頻繁にアクセスするごく限られたコードやデータを一時格納することで、メイン・メモリ１６への総アクセス時間を短縮するための高速動作メモリであるＬ２（レベル２）−キャッシュを含んで構成されている。Ｌ２−キャッシュは、一般にＳＲＡＭ（スタティックＲＡＭ）チップで構成され、その記憶容量は例えば５１２ｋＢ又はそれ以上である。
【００２４】
ＣＰＵ１４は、自身の外部ピンに直結されたプロセッサ直結バスとしてのＦＳＢ１８、高速のＩ／Ｏ装置用バスとしてのＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス２０、及び低速のＩ／Ｏ装置用バスとしてのＩＳＡ（Industry Standard Architecture）バス等から成るＩ／Ｏバス２２という３階層のバスを介して、後述の各ハードウェア構成要素と相互接続されている。
【００２５】
ＦＳＢ１８とＰＣＩバス２０は、一般にメモリ／ＰＣＩ制御チップ２４と呼ばれるブリッジ回路（ホスト−ＰＣＩブリッジ）によって連絡されている。本実施形態のメモリ／ＰＣＩ制御チップ２４は、メイン・メモリ１６へのアクセス動作を制御するためのメモリ・コントローラ機能や、ＦＳＢ１８とＰＣＩバス２０の間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータ・バッファ等を含んだ構成となっており、例えばインテル社製の４４０ＥＸや４４０ＧＸ等を用いることができる。
【００２６】
メイン・メモリ１６は、ＣＰＵ１４の実行プログラムの読み込み領域として、或いは実行プログラムの処理データを書き込む作業領域として利用される書き込み可能メモリである。メイン・メモリ１６は、一般には複数個のＤＲＡＭ（ダイナミックＲＡＭ）チップで構成され、例えば３２ＭＢを標準装備し２５６ＭＢまで増設可能である。近年では、更に高速化の要求に応えるべく、ＤＲＡＭは高速ページＤＲＡＭ、ＥＤＯ ＤＲＡＭ、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、バーストＥＤＯ ＤＲＡＭ、ＲＤＲＡＭ等へと変遷している。
【００２７】
なお、ここでいう実行プログラムには、Ｗｉｎｄｏｗｓ９８等のＯＳ、周辺機器類をハードウェア操作するための各種デバイス・ドライバ、特定業務に向けられたアプリケーション・プログラムや、フラッシュＲＯＭ５６（詳細は後述）に格納されたＢＩＯＳ（Basic Input/Output System：キーボード６０（図２参照）やフロッピーディスク・ドライブ等の各ハードウェアの入出力操作を制御するためのプログラム）等のファームウェアが含まれる。
【００２８】
ＰＣＩバス２０は、比較的高速なデータ伝送が可能なタイプのバス（例えばバス幅３２／６４ビット、最大動作周波数３３／６６／１００ＭＨZ、最大データ転送速度１３２／２６４ＭＢｐｓ）であり、カードバス・コントローラ３０のような比較的高速で駆動するＰＣＩデバイス類がこれに接続される。なお、ＰＣＩアーキテクチャは、米インテル社の提唱に端を発したものであり、いわゆるＰｎＰ（プラグ・アンド・プレイ）機能を実現している。
【００２９】
ビデオ・サブシステム２６は、ビデオに関連する機能を実現するためのサブシステムであり、ＣＰＵ１４からの描画命令を実際に処理し、処理した描画情報をビデオメモリ（ＶＲＡＭ）に一旦書き込むと共に、ＶＲＡＭから描画情報を読み出して液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２８（図２参照）に描画データとして出力するビデオ・コントローラを含む。また、ビデオ・コントローラは、付設されたデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）によってデジタルのビデオ信号をアナログのビデオ信号へ変換することができる。アナログのビデオ信号は、信号線を介してＣＲＴポート（図示省略）へ出力される。
【００３０】
また、ＰＣＩバス２０にはカードバス・コントローラ３０、モデム・サブシステム３２及びオーディオ・コントローラ３４が各々接続されている。カードバス・コントローラ３０は、ＰＣＩバス２０のバス・シグナルをＰＣＩカードバス・スロット３６のインタフェース・コネクタ（カードバス）に直結させるための専用コントローラである。カードバス・スロット３６には、例えばＰＣ１２本体の壁面に配設され、ＰＣＭＣＩＡ（Personal Computer Memory Association）／ＪＥＩＤＡ（Japan Electronic Industry Development Association）が策定した仕様（例えば”PC Card standard 95”）に準拠したＰＣカード（図示せず）が装填される。
【００３１】
また、モデム・サブシステム３２にはＬＡＮや電話回線等の通信回線が接続される。コンピュータ・システム１０はこれらの通信回線を介してインターネットに接続可能とされている。
【００３２】
また、オーディオ・コントローラ３４にはオーディオ・ハードウェア回路６２（以下、オーディオＨ／Ｗ６２という）が接続されており、オーディオＨ／Ｗ６２には、ＰＣ１２の本体背面等に設けられたオーディオ信号入出力用の各種端子（詳しくはライン出力端子Ａ、ライン出力端子Ｂ、ライン入力端子、マイク入力端子）が各々接続されている。本実施形態に係るＰＣ１２には、図２に示すようにＬＣＤ２８の左右（ＤＶＤ再生時のユーザの位置（以下、聴取位置という）の前方左側及び右側）に配置するための一対のスピーカユニット（増幅器を内蔵したフロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒ）が付属しており、このフロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒはライン出力端子Ａに接続される。
【００３３】
また、ユーザがＤＶＤの再生時のサラウンド効果を期待して、図２に示すように聴取位置の後方左側及び右側に配置するための一対のスピーカユニット（増幅器を内蔵したリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒ）を追加購入した場合、このリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒはライン出力端子Ｂに接続される。オーディオＨ／Ｗ６２はＤ／Ａ変換器及び増幅器（何れも図示省略）を内蔵しており、オーディオ・コントローラ３４から音声データが入力されると、入力された音声データをアナログの音声信号に変換して増幅し、ライン出力端子に接続されているスピーカユニットへ出力する。
【００３４】
また、マイク入力端子にはマイクロフォン６８が接続され、ライン入力端子にはアナログの音声信号を出力する各種機器が接続される。オーディオＨ／Ｗ６２はＡ／Ｄ変換器及び増幅器（何れも図示省略）を内蔵しており、マイク入力端子又はライン入力端子からアナログの音声信号が入力されると、入力された音声信号を一定レベルまで増幅してデジタルの音声データに変換し、オーディオ・コントローラ３４へ出力する。オーディオ・コントローラ３４はアナログの音声信号のミキシング等の機能をサポートしている。
【００３５】
ＰＣＩバス２０とＩ／Ｏバス２２は多機能ＰＣＩデバイス３８によって相互に接続されている。多機能ＰＣＩデバイス３８は、ＰＣＩバス２０とＩ／Ｏバス２２とのブリッジ機能、ＤＭＡコントローラ機能、プログラマブル割り込みコントローラ（ＰＩＣ）機能、及びプログラマブル・インターバル・タイマ（ＰＩＴ）機能、ＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）インタフェース機能、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）機能、ＳＭＢ（System Management Bus）インタフェース機能を備えており、例えばインテル社製のＰＩＩＸ４というデバイスを用いることができる。
【００３６】
なお、ＤＭＡコントローラ機能は、周辺機器（たとえばＦＤＤ）とメイン・メモリ１６との間のデータ転送をＣＰＵ１４の介在なしに実行するための機能である。またＰＩＣ機能は、周辺機器からの割り込み要求（ＩＲＱ）に応答して所定のプログラム（割り込みハンドラ）を実行させる機能である。また、ＰＩＴ機能はタイマ信号を所定周期で発生させる機能であり、その発生周期はプログラマブルである。
【００３７】
また、ＩＤＥインタフェース機能によって実現されるＩＤＥインタフェースには、ＩＤＥハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）４０が接続される他、本実施形態ではＤＶＤ（Digital Video Disc又はDigital Versatile Disc）ドライブ４２がＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）接続されている。また、ＤＶＤドライブ４２の代わりに、ＩＤＥ ＣＤ−ＲＯＭドライブのような他のタイプのＩＤＥ装置を接続することも可能である。ＨＤＤ４０やＤＶＤドライブ４２等の外部記憶装置は、例えばＰＣ１２本体内の「メディア・ベイ」又は「デバイス・ベイ」と呼ばれる収納場所に格納される。これら標準装備された外部記憶装置は、ＦＤＤやバッテリ・パックのような他の機器類と交換可能かつ排他的に取り付けられる場合もある。
【００３８】
また、多機能ＰＣＩデバイス３８にはＵＳＢポートが設けられており、このＵＳＢポートは、例えばＰＣ１２本体の壁面等に設けられたＵＳＢコネクタ４４と接続されている。ＵＳＢは、電源投入のまま新しい周辺機器（ＵＳＢデバイス）を抜き差しする機能（ホット・プラギング機能）や、新たに接続された周辺機器を自動認識しシステム・コンフィギュレーションを再設定する機能（プラグ・アンド・プレイ）機能）をサポートしている。１つのＵＳＢポートに対して、最大６３個のＵＳＢデバイスをディジーチェーン接続することができる。ＵＳＢデバイスの例は、キーボード、マウス、ジョイスティック、スキャナ、プリンタ、モデム、ディスプレイモニタ、タブレットなど様々である。
【００３９】
更に、多機能ＰＣＩデバイス３８にはＳＭバスを介してＥＥＰＲＯＭ５０が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ５０はユーザによって登録されたパスワードやスーパーバイザー・パスワード、製品シリアル番号等の情報を保持するためのメモリであり、不揮発性で記憶内容を電気的に書き替え可能とされている。
【００４０】
Ｉ／Ｏバス２２は、ＰＣＩバス２０よりもデータ転送速度が低いバスであり（例えばバス幅１６ビット、最大データ転送速度４ＭＢｐｓ）、Ｓｕｐｅｒ Ｉ／Ｏコントローラ４６、電源コントローラ４８、ＥＥＰＲＯＭ等から成るフラッシュＲＯＭ５６、ＣＭＯＳ５８に加え、リアルタイム・クロック（ＲＴＣ）や、キーボード／マウス・コントローラのような比較的低速で動作する周辺機器類（何れも図示省略）を接続するのに用いられる。
【００４１】
Ｓｕｐｅｒ Ｉ／Ｏコントローラ４６にはＩ／Ｏポート５２が接続されており、フロッピーディスク・ドライブ（ＦＤＤ）の駆動、パラレル・ポートを介したパラレル・データの入出力（ＰＩＯ）、シリアル・ポートを介したシリアル・データの入出力（ＳＩＯ）を制御するための周辺コントローラである。
【００４２】
電源コントローラ４８は主にコンピュータ・システム１０のパワー・マネージメントやサーマル・マネージメントを行うものであり、ＭＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ及びタイマ等を備えたシングルチップ・マイコンで構成することができる。ＲＯＭにはパワー・マネージメントやサーマル・マネージメントを実行するのに必要なプログラム及び参照テーブルが格納されている。電源コントローラ４８にはパワー・サプライ・コントローラ５４が接続されている。パワー・サプライ・コントローラ５４には、ＡＣ／ＤＣコンバータ、コンピュータ・システム１０で使用される５Ｖ，３．３Ｖ等の直流定電圧を生成するためのＤＣ／ＤＣコンバータが含まれ、電源コントローラ４８の下で電力制御を行う。
【００４３】
フラッシュＲＯＭ５６は、ＢＩＯＳやブート・ストラップ・コード等のファームウェアのプログラムを保持するためのメモリであり、不揮発性で記憶内容を電気的に書き替え可能とされている。また、ＣＭＯＳ５８は揮発性の半導体メモリがバックアップ電源に接続されて構成されており、不揮発性でかつ高速の記憶手段として機能する。
【００４４】
なお、コンピュータ・システム１０を構成するためには、図１に示した以外にも多くの電気回路が必要である。但し、これらは当業者には周知であり、また、本発明の要旨を構成するものではないので、本明細書中では説明を省略する。また、図面の錯綜を回避するため、図中の各ハードウェアブロック間の接続も一部しか図示していないことを付記しておく。
【００４５】
次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態では、本発明に係る位相調整方法を実現するための位相調整プログラム及び位相反転プログラムが、ＤＶＤ（に記録されている映像データや音声データ）を再生する際に実行されるＤＶＤ再生プログラム群に含まれている。ＤＶＤ再生プログラム群は、その他のアプリケーションプログラムと共に、当初は、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の情報記憶媒体（本発明に係る記録媒体に相当）に記憶されている。
【００４６】
前記情報記憶媒体が対応するドライブ（フロッピーディスク・ドライブやＣＤ−ＲＯＭドライブ）に装填されている状態で、情報記憶媒体からのインストールが指示されると、情報記憶媒体が装填されているドライブによって情報記憶媒体からＤＶＤ再生プログラム群等が読み出され、ＨＤＤ４０に記憶される。
【００４７】
そして、映像データや音声データが記録されたＤＶＤがＤＶＤドライブ４２に装填され、ＤＶＤの再生が指示されると、ＨＤＤ４０からＤＶＤ再生プログラム群が読み出され、該プログラム群がＣＰＵ１４によって実行される。これにより、ＰＣ１２が本発明に係る音声再生装置として機能する。このように、ＤＶＤ再生プログラム群等を記憶している情報記憶媒体は本発明に係る記録媒体に対応している。
【００４８】
続いてＤＶＤの再生について説明する。図３に示すように、ＤＶＤ再生プログラムはＤＶＤプレーヤ８０、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２、及び位相反転部８４の各モジュールから構成されており、これらのモジュールに対応するプログラムをＣＰＵ１４が実行することでＤＶＤの再生が行われる。なお、前述の位相調整プログラムはＤＶＤプレーヤ８０に含まれ、位相反転部８４は前述の位相反転プログラムによって実現される。
【００４９】
ＤＶＤプレーヤ８０はＤＶＤ再生時にユーザ・インタフェースやＤＶＤドライブ４２の制御を司るモジュールであり、例えばＤＶＤドライブ４２にＤＶＤが装填され、装填されたＤＶＤが映像データや音声データが記録されたＤＶＤであることが検知されると、例として図４（Ａ）に示すように、ユーザがＤＶＤの再生を指示するためのウインドウをＬＣＤ２８に表示する。
【００５０】
そして、ＬＣＤ２８に表示している前記ウインドウ内の再生ボタンがユーザによってクリックされる等によってＤＶＤの再生が指示されると、ＯＳ及びＤＶＤデバイスドライバを介してＤＶＤドライブ４２に対し、ＤＶＤに記録されている映像データ及び音声データの読み取りを指示し、ＤＶＤドライブ４２によってＤＶＤの映像トラックから読み出された映像データをビデオサブシステム２６へ転送する（これにより、ＬＣＤ２８に映像が表示される）と共に、ＤＶＤの音声トラックから読み出された音声データを、ＯＳ（ＡＰＩ）を介してＡＣ３サウンド・デコーダ８２へ転送する。
【００５１】
ＤＶＤの音声トラックに記録されている音声データは、臨場感のある音響効果（サラウンド効果）が生ずるように信号処理が施された５チャンネル分の音声データが、ＡＣ−３と称される符号化方式によってエンコードされることで圧縮されたデータであり、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２は、ＤＶＤプレーヤ８０から転送された音声データをデコードし、５チャンネル分の音声データを生成する。
【００５２】
サラウンド効果を実現するための標準的なスピーカ配置は、前左方（ＦＬ）、前中央（ＦＣ）、前右方（ＦＲ）、後左方（ＲＬ）、後右方（ＲＲ）に各々スピーカが設置され、更にサブウーハが設けられた配置であり、上記のようなスピーカ配置が実装されているのであれば、生成した５チャンネル分の音声データから更にサブウーハ用の音声データを生成することで、それぞれのスピーカが発するべき音声を表す音声データ（５．１チャンネル分の音声データ）を得ることができる。
【００５３】
これに対してＰＣ１２は、２チャンネルのスピーカ（フロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒ）のみが付属している状態で市販され、場合によって更に２チャンネルのスピーカ（リアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒ）が追加（この場合のチャンネル数は４）される構成であるので、スピーカの数（チャンネル数）は、標準的なスピーカ配置と比較して少なくかつ一定していない。このため、例として図４（Ｂ）に示すように、ＤＶＤ再生時に使用するチャンネル数はユーザが設定可能とされており、ユーザによって設定されたチャンネル数は、ＤＶＤプレーヤ８０からＯＳ（ＡＰＩ）を介してＡＣ３サウンド・デコーダ８２へ通知される。
【００５４】
ＡＣ３サウンド・デコーダ８２は、通知されたチャンネル数が「４」である場合には、生成した５チャンネル分の音声データのうち、ＦＣチャンネルの音声データをＦＬチャンネルとＦＲチャンネルに振り分けることによって４チャンネル（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）の音声データを生成・出力する。また、通知されたチャンネル数が「２」である場合には、上記のようにして４チャンネルの音声データを生成した後に、ＲＬチャンネルの音声データをＦＬチャンネルに合成すると共に、ＲＲチャンネルの音声データをＦＲチャンネルの音声データに合成することによって２チャンネル（ＦＬ，ＦＲ）の音声データを生成・出力する。
【００５５】
ＡＣ３サウンド・デコーダ８２から出力された音声データは、ＯＳ（ＡＰＩ）及びオーディオ・デバイス・ドライバ８６を介してオーディオＨ／Ｗ６２へ転送される。なお、図３では、後チャンネル（ＲＬ，ＲＲチャンネル）の音声データが、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２から位相反転部８４を経由して出力される場合が示されているが、通常はＡＣ３サウンド・デコーダ８２から位相反転部８４をバイパスして出力される（位相反転部８４を経由する場合については後述）。オーディオＨ／Ｗ６２は入力された複数チャンネル分の音声データをアナログの音声信号に各々変換し（Ｄ／Ａ変換）、対応するスピーカユニットへ各々出力する。
【００５６】
これにより、ＤＶＤの音声トラックに記録されている音声データが、サラウンド効果が実現された実音声として再生され、聴取位置に位置しているユーザ（聴取者）により、サラウンド効果が実現された音声が聴取されることになる。
【００５７】
このように、ＤＶＤプレーヤ８０、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２及びオーディオＨ／Ｗ６２は、本発明に係る音声信号生成手段としての機能を備えている。
【００５８】
次に、ＤＶＤプレーヤ８０の位相調整プログラムがＣＰＵ１４によって実行されることによって実現される位相調整処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。なお、この位相調整処理は、例えばリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒが追加されることで４個のスピーカユニットが揃った場合や、スピーカユニットの一部又は全てを交換した場合に実行することが推奨されている処理であり、例として図４（Ｃ）に示すように、位相調整の実行をユーザが指示することによって実行される。
【００５９】
ステップ１５０では、フロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒ及びリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒが音声聴取時の望ましい位置（例えば聴取位置から各スピーカユニット迄の距離が略等しい位置）に配置されているか否かを確認すると共に、音声聴取時のユーザの聴取位置にマイクロフォン６８を設置し、該マイクロフォン６８をＰＣ１２のマイク入力端子に接続することを要請するメッセージをＬＣＤ２８に表示し、上記の各スピーカユニットの配置位置の確認、マイクロフォン６８の設置及び接続の各作業をユーザに行わせる。
【００６０】
次のステップ１５２では、上記の作業が完了したか否か判定し、判定が肯定される迄待機する。ユーザがキーボード６０又はマウスを操作することで上記の作業が完了したことを表す情報が入力されると、ステップ１５２の判定が肯定されてステップ１５４へ移行し、予め記憶されている基準音声データを特定の単一のスピーカユニットへ出力する。
【００６１】
本実施形態では、基準音声データの一例として周波数１ｋＨZの正弦波形の音波を表す音声データを用いており、該基準音声データがオーディオＨ／Ｗ６２によってアナログの音声信号に変換されて前記特定の単一のスピーカユニットに入力されることで、特定の単一のスピーカユニットからは周波数１ｋＨZの正弦波形の音波が発せられる。また、特定の単一のスピーカユニットから発せられた音波はマイクロフォン６８によって検出され、マイクロフォン６８から出力されるアナログの音声信号は、オーディオＨ／Ｗ６２によってデジタルの検出音声データへ変換（Ａ／Ｄ変換）され、オーディオ・デバイス・ドライバ８６、ＯＳ（ＡＰＩ）を介してＤＶＤプレーヤ８０に入力される。
【００６２】
ステップ１５６では、マイクロフォン６８からオーディオＨ／Ｗ６２及びＯＳを介して入力された検出音声データを取り込み、次のステップ１５８では、前記特定の単一のスピーカユニットへ出力した基準音声データ、及び取り込んだ検出音声データの各々について、各データが表す音声の波形においてピークが生じているタイミングを各々検出し、検出したタイミングの差を演算し、演算結果を基準音声データが表す波形と検出音声データが表す波形の位相差θ（図６（Ｂ）乃至（Ｄ）参照）として記憶する。
【００６３】
次のステップ１６０では、ＰＣ１２に接続されている全てのスピーカユニットに対してステップ１５４〜１５８の処理を行ったか否か判定する。判定が否定された場合にはステップ１５４に戻り、ステップ１５４〜１６０を繰り返す。これにより、ＰＣ１２に接続されている全てのスピーカユニットに対して位相差θが各々演算・記憶される。なお、上記のステップ１５４〜１６０は、音声を検出するマイクロフォン６８、マイクロフォン６８から出力された音声信号をデジタルの音声データに変換するオーディオＨ／Ｗ６２と共に、本発明に係る位相差検出手段に対応している。
【００６４】
ステップ１６０の判定が肯定されるとステップ１６２へ移行し、フロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒについて各々演算した位相差の平均値θF、及びリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒについて各々演算した位相差の平均値θRを各々演算する。そして次のステップ１６４では、フロントスピーカユニットの位相差θFとリアスピーカユニットの位相差θRとの差の絶対値｜θF−θR｜（本発明に係る位相差の偏差に相当）が９０°以上か否か判定する。
【００６５】
上記判定が否定された場合（例えば図６（Ｃ）に示すような場合）には、何ら処理を行うことなく位相調整処理を終了するが、判定が肯定された場合（例えば図６（Ｄ）に示すような場合）にはステップ１６６へ移行し、後チャンネル用の音声データの位相が反転されるように位相反転部８４のパラメータを設定した後に位相調整処理を終了する。なお、上記のステップ１６２〜１６６は本発明に係る位相調整手段に対応している。
【００６６】
上記のように、ステップ１６６で位相反転部８４のパラメータが設定された場合には、ＤＶＤ再生時に位相反転部８４が起動され、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２から出力された後チャンネル（ＲＬ，ＲＲチャンネル）の音声データは位相反転部８４に入力され、位相反転部８４によって位相が反転された後にオーディオＨ／Ｗ６２へ出力される（図３参照）。これにより、リアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒから発せられる音声の位相が反転されることになる。なお、ＡＣ３サウンド・デコーダ８２から出力される音声データは符号付きのデータであるので、音声データの位相を反転することは音声データの符号の正負を反転する、という極めて簡易な処理によって実現できる。
【００６７】
一例として、フロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒが入力された音声信号に対して同位相の音声を発する構成であるのに対し、リアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒが入力された音声信号に対して逆位相の音声を発する構成である場合、｜θF−θR｜が１８０°又は１８０°に近い値となり（例として図６（Ｄ）参照）、フロントスピーカユニットから発せられた音声とリアスピーカユニットから発せられた音声が聴取位置で略逆相になることが多い（スピーカユニットに入力される音声信号の位相と、スピーカユニットから発せられた音声の聴取位置における位相と、の差は、スピーカユニットと聴取位置との距離によっても変化する）。
【００６８】
この場合、ユーザによって聴取される再生音声に著しい音質の低下が生じることになるが、本実施形態では、上記の場合にリアスピーカユニットに入力する音声信号の位相を位相反転部８４によって反転させるので、フロントスピーカユニットから発せられた音声とリアスピーカユニットから発せられた音声が聴取位置で略同位相となり、ユーザによって聴取される再生音声の音質が改善される。
【００６９】
また、本実施形態では｜θF−θR｜が１８０°又は１８０°に近い値である場合に限らず、｜θF−θR｜≧９０°の条件を満足すれば音声信号の位相を反転するので、フロントスピーカユニットから発せられた音声とリアスピーカユニットから発せられた音声の聴取位置における位相差を小さくすることができ、ユーザによって聴取される再生音声の音質を改善することができる。
【００７０】
なお、上記では所定の基準信号として一定周波数（１ｋＨｚ）の正弦波形の信号を用いていたが、所定の基準信号の周波数及び波形は上記に限定されるものではなく、任意の周波数・波形の信号を用いることができる。但し、位相差を検出することを考慮すると、正弦波のように波形のピークの位置が明瞭な波形を用いることが好ましい。
【００７１】
また、上記ではスピーカユニットに入力される音声信号の位相を反転することを、前記音声信号に変換する前のデジタルの音声データの符号の正負を反転することで実現していたが、これに限定されるものではなく、例として図７に示すように、アナログの音声信号の位相を反転増幅器等から成る位相反転回路９０によって反転するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００７２】
また、上記では本発明をデスクトップ型のＰＣ１２に適用した場合を説明したが、これに限定されるものではなく、ノートブック型のＰＣに適用することも可能である。ノートブック型のＰＣは本体が小型であり、端子を設けるためのスペースにも限りがあるので、フロント及びリアの各スピーカユニットを接続するための端子を新設することが困難な場合も考えられる。
【００７３】
このような場合には、例として図８に示すように、フロントスピーカユニット６４Ｌ，６４Ｒを接続するための端子としてヘッドフォン端子を用いると共に、ライン入力端子と接続される信号線の途中にマルチプレクサ（ＭＵＸ）９２を設け、ライン入力端子にリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒが接続されているときには、Ｄ／Ａ変換器から出力された音声データがライン入力端子を介してリアスピーカユニット６６Ｌ，６６Ｒへ出力されるようにマルチプレクサ９２を切替えるようにすれば、ＰＣに端子を新設することなく４個のスピーカユニットをＰＣに接続することができる。
【００７４】
更に、上記ではフロントスピーカユニットの位相差θFとリアスピーカユニットの位相差θRとの差の絶対値｜θF−θR｜が９０°以上の場合に、リアスピーカユニットに入力される音声信号の位相を反転する態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フロントスピーカユニットに入力される音声信号の位相を反転するようにしてもよい。
【００７５】
また、位相を反転することに代えて、｜θF−θR｜が０となるようにフロントとリアの音声信号の位相を相対的に変化させてもよい。これは、例えばフロントとリアの音声信号のうち、聴取位置において位相が進んでいる音声に対応する音声信号を位相変更対象とし、アナログの音声信号に変換する前のデジタルの音声データを、一旦バッファに記憶させ｜θF−θR｜に相当する時間経過後に出力することを繰り返すことで、音声データの出力タイミングを｜θF−θR｜に相当する時間だけ遅らせることによって実現できる。なお、スピーカユニットが２個設けられている構成に上記の処理を適用し、左側のスピーカから発せられて聴取位置で検出される音声の位相と、右側のスピーカから発せられて聴取位置で検出される音声の位相を揃えるようにしてもよい。
【００７６】
また、上記では本発明に係る音声再生装置としてＰＣ１２を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録媒体にデジタル又はアナログの形態で記録された音声信号、或いは無線通信又は有線通信によって受信した音声信号を再生する機能を備えた各種装置（例えばオーディオ装置やテレビ等）に適用可能である。
【００７７】
また、上記では本発明に係る位相調整方法を実現するための位相調整プログラム及び位相反転プログラムが、当初は、本発明に係る記録媒体としての情報記憶媒体に記憶されており、情報記憶媒体から本実施形態に係るＰＣ１２へ前記プログラムがインストールされて実行されることにより、ＰＣ１２が本発明に係る音声再生装置として機能する態様について説明したが、前記プログラムを、当初は公衆電話回線やコンピュータネットワーク（例えばＬＡＮ、インターネット、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバや無線回線）を介してＰＣ１２と接続される他の情報処理機器（例えばネットワークサーバ）の記憶装置に記憶しておき、ＰＣ１２が前記情報処理機器と通信することで、前記情報処理機器から前記通信媒体（伝送媒体）によって前記プログラムがＰＣ１２へ伝送され、伝送されたプログラムをＰＣ１２がＨＤＤ４０等の記憶手段にインストールして実行することにより、ＰＣ１２が本発明に係る音声再生装置として機能するようにしてもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、単一のスピーカユニットに所定の基準音声信号を入力し、前記スピーカユニットから発せられた音声を所定の聴取位置に配置された音声検出手段によって検出し、音声検出手段から出力される音声信号と、所定の基準音声信号の位相差を検出することを、複数のスピーカユニットについて各々行い、複数のスピーカユニットについて各々検出した位相差の偏差が小さくなるように、音声再生時に各スピーカユニットに入力される音声信号の位相を相対的に変更するので、音声の再生に用いるスピーカユニットの構成に拘わらず、再生音声の音質の著しい低下を回避することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態に係るコンピュータ・システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】 デスクトップ型ＰＣの外観、位相調整処理実行時のスピーカユニット及びマイクロフォンの配置等を示す斜視図である。
【図３】 ＤＶＤの再生及び位相調整に係るソフトウェア及びハードウェアを示す概念図である。
【図４】 （Ａ）乃至（Ｃ）はＤＶＤプレーヤによってＬＣＤに表示されるウインドウの一例を示す概念図である。
【図５】 位相調整処理の内容を示すフローチャートである。
【図６】 （Ａ）は基準音声データが表す波形の一例、（Ｂ）はフロントスピーカユニットから音声を発することで検出された音波の波形の一例、（Ｃ）及び（Ｄ）はリアスピーカユニットから音声を発することで検出された音波の波形の一例を各々示す線図である。
【図７】 音声信号の位相の反転をハードウェアによって行う場合の構成の一例を示す概略図である。
【図８】 本発明をノートブック型のＰＣに適用した場合のスピーカユニットの接続の一例を示す概略図である。
【図９】 スピーカユニットに入力される音声信号に対してスピーカユニットが発する音声の位相が逆となる原因の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
１０ コンピュータ・システム
１２ ＰＣ
１４ ＣＰＵ
６２ オーディオ・ハードウェア回路
６４Ｌ，６４Ｒ フロントスピーカユニット
６６Ｌ，６６Ｒ リアスピーカユニット
６８ マイクロフォン
Claims (6)
- 聴取位置に相対して異なる複数の位置に配置されたコンピュータ用のスピーカユニットのフロント・セットおよびリア・セットに入力する音声信号の位相を調整する位相調整方法であって、
前記スピーカユニットの前記フロント・セットおよび前記リア・セットを構成するスピーカユニットの１つに対して正弦基準音声信号を入力するステップと、
単一の前記スピーカユニットから発せられた音声を前記聴取位置に配置された音声検出手段によって検出するステップと、
前記単一のスピーカユニットから発せられた前記音声に応答する前記音声検出手段からの音声信号と、前記正弦基準音声信号との間の位相差を検出するステップと、
前記各ステップを前記複数のスピーカユニットについて各々行うステップと、
前記スピーカユニットの単一のセットを構成するスピーカユニットの各々について検出された位相差を平均して得られた平均値と、他のセットを構成するスピーカユニットの各々について検出された位相差を平均して得られた平均値との差の絶対値が、設定した位相差を超える場合、前記単一のセットへの前記信号を反転させてそれぞれが再生するように、前記スピーカユニットの各セットへの音声信号の位相を調整するステップと
を含む、位相調整方法。 - コンピュータ用の複数のスピーカユニットに対する音声再生装置であって、
前記スピーカユニットのフロント・セットおよびリア・セットを構成するスピーカユニットの１つに対して入力するための正弦基準音声信号を生成する音声信号生成手段と、
複数の前記スピーカユニットの単一のスピーカユニットに対して前記正弦基準音声信号を入力し、前記正弦基準音声信号と、聴取位置で音声検出手段が前記単一のスピーカユニットから生成された音声を検出した結果として前記音声検出手段が出力する音声信号との間の位相差を検出する位相差検出手段と、
前記スピーカユニットの単一のセットを構成するスピーカユニットの各々について検出された位相差を平均して得られた平均値と、他のセットを構成するスピーカユニットの各々について検出された位相差を平均して得られた平均値との差の絶対値が、設定した角度を超える場合、前記単一のセットへの前記信号を反転させてそれぞれが再生するように、前記スピーカユニットの各セットへの音声信号の位相を調整する位相調整手段と
を含む、音声再生装置。 - 前記音声再生装置はコンピュータであり、前記複数のスピーカユニットは、前記コンピュータの音声信号出力端子に接続された外部スピーカユニットであることを特徴とする請求項２記載の音声再生装置。
- 前記音声信号生成手段は、ＤＶＤの音声トラックに記録されているデータを読み取り、読み取ったデータをデコードすることで複数チャンネルの音声信号を生成し、前記設定した角度は、９０°であることを特徴とする請求項２記載の音声再生装置。
- 前記複数のスピーカユニットは、前記聴取位置の前方に配置される２個以上のスピーカユニットと、前記聴取位置の後方に配置されるサラウンド機能を実現するための２個のスピーカユニットとから成り、前記位相調整手段は、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニットについて検出された位相差を平均して得られた平均値と、聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットについて検出された位相差を平均して得られた平均値との差の絶対値が小さくなるように、聴取位置の後方に配置されるスピーカユニット及び聴取位置の前方に配置されるスピーカユニットの何れか一方に入力される音声信号の位相を反転することを特徴とする請求項２記載の音声再生装置。
- 請求項１に記載の各ステップをコンピュータが実行するためのプログラムが記録された記録媒体。
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