JP5730555B2 - 音場制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、特定空間の音場を制御する音場制御装置に関する。

従来、車室内においてコンサートホールのような良好な音響環境を実現するために、車室内における音の拡がり感を高める技術が提案されている。

たとえば、特許文献１には、遅延時間の異なる複数の遅延素子を用いて初期反射音や残響音といった反射音を複数生成し、生成した複数の反射音を音声信号へ付加して出力する技術が知られている。なお、初期反射音とは、直接音から僅かに遅れて到達する反射音であり、残響音とは、初期反射音よりも遅れて到達する反射音である。

特開平６−２６９０９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術のように、初期反射音や残響音といった反射音を生成することとした場合、処理負荷が大きくなり、コストも増大するという問題があった。また、音声信号は、反射音が付加されることで人工的な音となる傾向があり、不自然な音場が形成されるおそれもある。

開示の技術は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、簡易な構成で音の拡がり感を高めることができる音場制御装置を提供することを目的とする。

本願の開示する音場制御装置は、一つの態様において、左チャネル信号および右チャネル信号に含まれる音声信号から相関成分を抽出する相関成分抽出手段と、前記相関成分抽出手段によって抽出された相関成分を前記左チャネル信号および前記右チャネル信号間から低減することによって、前記左チャネル信号に対応する左無相関信号および前記右チャネル信号に対応する右無相関信号をそれぞれ生成する無相関信号生成手段と、前記無相関信号生成手段によって生成された左無相関信号と前記左チャネル信号とに基づいて左出力信号を生成するとともに、前記無相関信号生成手段によって生成された右無相関信号と前記右チャネル信号とに基づいて右出力信号を生成する出力信号生成手段とを備えることを特徴とする。

本願の開示する音場制御装置の一つの態様によれば、相関成分抽出手段が、左チャネル信号および右チャネル信号に含まれる音声信号から相関成分を抽出し、無相関信号生成手段が、相関成分抽出手段によって抽出された相関成分を左チャネル信号および右チャネル信号間から低減することによって、左チャネル信号に対応する左無相関信号および右チャネル信号に対応する右無相関信号をそれぞれ生成し、出力信号生成手段が、無相関信号生成手段によって生成された左無相関信号と左チャネル信号とに基づいて左出力信号を生成するとともに、無相関信号生成手段によって生成された右無相関信号と右チャネル信号とに基づいて右出力信号を生成することとしたため、簡易な構成で音の拡がり感を高めることができるという効果を奏する。

図１は、音場制御手法の概要を示す図である。 図２は、音場制御システムの構成を示す図である。 図３は、音場制御装置の構成を示すブロック図である。 図４は、音場制御装置によって生成される出力信号と元のチャネル信号との両耳間相互相関関数の比較結果の一例を示す図である。 図５は、無相関信号生成装置の構成の一例を示すブロック図である。 図６は、左右のチャネル信号に対応する複素平面上のベクトルの一例を示す図である。 図７は、シェルビングフィルタの説明図である。 図８は、相関係数に応じて遅延時間を変更する場合の例を示す図である。 図９は、音場制御システムの構成を示す図である。 図１０は、音場制御装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、第１の系統と第２の系統とで無相関信号の足し込み量を異ならせる場合の一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る音場制御装置の実施例を詳細に説明する。まず、実施例の詳細な説明に先立ち、音場制御手法の概要について図１を用いて説明する。図１は、音場制御手法の概要を示す図である。なお、図１の（Ａ）には無相関信号生成処理の概要を、図１の（Ｂ）には音場制御手法によって出力される出力信号の一例を、それぞれ示している。

図１に示すように、音場制御手法では、左右のチャネルの音声信号から相関成分を低減することによって、相関成分が低減された左右のチャネル信号（以下、「無相関信号」と記載する）をそれぞれ生成する。そして、音場制御手法では、生成した無相関信号および元のチャネル信号に基づいて出力信号を生成する。

具体的には、図１の（Ａ）に示すように、音場制御手法では、左チャネル信号Ｌおよび右チャネル信号Ｒが入力されると、左チャネル信号Ｌおよび右チャネル信号Ｒから相関成分を抽出する。ここで、相関成分とは、たとえばボーカル成分などのように左右のチャネル信号Ｌ，Ｒに共通して含まれる成分である。

つづいて、音場制御手法では、抽出した相関成分を左チャネル信号Ｌおよび右チャネル信号Ｒからそれぞれ差し引く。これによって、右チャネル信号Ｒとの相関がない左無相関信号Ｌ’および左チャネル信号Ｌとの相関がない右無相関信号Ｒ’が得られる。

なお、各チャネル信号Ｌ，Ｒから差し引く相関成分の割合を調整することで、各無相関信号Ｌ’，Ｒ’に相関成分を残存させてもよい。図１の（Ａ）に示した無相関信号生成処理の詳細については、図４などを用いて後述することとする。

つづいて、音場制御手法では、図１の（Ｂ）に示したように、左無相関信号Ｌ’を所定の割合で左チャネル信号Ｌへ加算した左出力信号Ｌ＋ａＬ’および右無相関信号Ｒ’を所定の割合で右チャネル信号Ｒへ加算した右出力信号Ｒ＋ａＲ’を出力する。

このように、元のチャネル信号Ｌ，Ｒに対して無相関信号Ｌ’，Ｒ’を加算することで、出力信号Ｌ＋ａＬ’，Ｒ＋ａＲ’に含まれる相関成分の割合は、元のチャネル信号Ｌ，Ｒと比較して小さくなる。相関成分の割合が低減された出力音声（相関低減音声）は、元の音声信号（チャネル信号Ｌ，Ｒ）と比べて残響成分を多く含んだ音となる。すなわち、相関低減音声は、リスナーにとって、元の音声信号よりも音の拡がり感が高まって聴こえる。したがって、音場制御手法によれば、反射音を付加しなくとも音の拡がり感を高めることができる。

このように、音場制御手法では、左右のチャネル信号Ｌ，Ｒから相関成分を低減することによって無相関信号Ｌ’，Ｒ’を生成し、生成した無相関信号Ｌ’，Ｒ’を対応するチャネル信号Ｌ，Ｒへ加算することによって出力信号Ｌ＋ａＬ’，Ｒ＋ａＲ’を生成することとした。したがって、簡易な構成で音の拡がり感を高めることができる。

なお、左出力信号Ｌ＋ａＬ’および右出力信号Ｒ＋ａＲ’中の係数ａは、任意に変更することができる。すなわち、音場制御手法では、元のチャネル信号Ｌ，Ｒへ足し込む無相関信号Ｌ’，Ｒ’の割合をリスナーの好みに応じて変更することができる。たとえば、係数ａを高く設定した場合には、出力信号Ｌ＋ａＬ’，Ｒ＋ａＲ’に含まれる相関成分の割合がさらに少なくなるため、音の拡がり感をより一層高めることができる。

ところで、音場制御手法は、たとえば、車載用の音場制御システムへ適用することが可能である。かかる場合には、前席側のスピーカから出力する出力信号と後席側のスピーカから出力する出力信号とで無相関信号の足し込み量を異ならせることで、車室内により自然な音場を形成することもできる。かかる点の詳細については、図１０を用いて後述することとする。

以下では、音場制御手法を適用した音場制御装置についての実施例を詳細に説明する。また、以下の各実施例では、音場制御装置を車両へ搭載した場合の例について説明する。

まず、実施例１に係る音場制御システムの構成について図２を用いて説明する。図２に示すように、実施例１では、音場制御装置１０によって生成された出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}を車両１００の前席側に設けられたスピーカ４０ａ，４０ｂから出力する場合について説明する。

図２に示すように、音場制御システムは、音場制御装置１０と、音源２０と、パワーアンプ３０と、左スピーカ４０ａと、右スピーカ４０ｂとを含む。これらは、車両１００内に搭載されるものとする。なお、音場制御システムは、少なくとも音場制御装置１０、左スピーカ４０ａおよび右スピーカ４０ｂを含んでいればよい。

音場制御装置１０は、音源２０から入力された音声信号（左チャネル信号Ｌ_inおよび右チャネル信号Ｒ_in）の相関を低減させることによって出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}を生成し、パワーアンプ３０へ出力する装置である。かかる音場制御装置１０の構成については、図３を用いて説明する。

音源２０は、たとえば、ＣＤプレーヤーのような音声再生装置あるいはＤＶＤプレーヤーやＴＶチューナのような映像・音声再生装置などである。音源２０は、左チャネル信号Ｌ_inおよび右チャネル信号Ｒ_inを含む音声信号を音場制御装置１０へ出力する。

パワーアンプ３０は、音場制御装置１０から出力された出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}を増幅してスピーカ４０ａ，４０ｂへ出力する音声増幅器である。具体的には、パワーアンプ３０は、出力信号Ｌ_{out_1}を増幅して左スピーカ４０ａへ出力するとともに、出力信号Ｒ_{out_1}を増幅して右スピーカ４０ｂへ出力する。なお、パワーアンプ３０の利得は、リスナーである乗車者によって任意に変更可能である。

左スピーカ４０ａおよび右スピーカ４０ｂは、車両１００の中央よりも前方側に設けられた前席用のスピーカである。たとえば、左スピーカ４０ａは、車両１００の助手席側のフロントドア下部などに設置され、右スピーカ４０ｂは、車両１００の運転席側のフロントドア下部などに設置される。なお、左スピーカ４０ａおよび右スピーカ４０ｂの設置箇所は、これに限ったものではない。

次に、音場制御装置１０の構成について図３を用いて説明する。図３は、音場制御装置１０の構成を示すブロック図である。なお、図３では、音場制御装置１０の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図３に示すように、音場制御装置１０は、無相関信号生成装置１１と、遅延部１２ａ，１２ｂと、乗算部１３ａ，１３ｂと、加算部１４ａ，１４ｂと、乗算部１５ａ，１５ｂとを備える。ここで、音源２０から出力された左チャネル信号Ｌ_inは、音場制御装置１０内で分岐されて無相関信号生成装置１１および加算部１４ａへ入力される。また、右チャネル信号Ｒ_inは、音場制御装置１０内で分岐されて無相関信号生成装置１１および加算部１４ｂへ入力される。

無相関信号生成装置１１は、入力されたチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inからこれらチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_in間の相関成分を抽出し、抽出した相関成分を各チャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inから減算することで、無相関信号を生成する装置である。

無相関信号生成装置１１は、生成した無相関信号のうち、左チャネル信号Ｌ_inに対応する左無相関信号を遅延部１２ａへ出力し、右チャネル信号Ｒ_inに対応する右無相関信号を遅延部１２ｂへ出力する。

このように、無相関信号生成装置１１へ入力されたチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inは、無相関信号生成装置１１によって相関成分が減算されてそれぞれ左無相関信号および右無相関信号として出力される。なお、かかる無相関信号生成装置１１の具体的な構成については、図５を用いて後述することとする。

遅延部１２ａは、無相関信号生成装置１１から入力された左無相関信号を所定時間遅延させたうえで、乗算部１３ａへ出力する処理部である。また、遅延部１２ｂは、無相関信号生成装置１１から入力された右無相関信号を所定時間遅延させたうえで、乗算部１３ｂへ出力する処理部である。これら遅延部１２ａ，１２ｂは、後述するように出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}に対して残響を付加するために設けられた処理部である。

ここで、遅延部１２ａ，１２ｂによる信号の遅延時間を、無相関信号生成装置１１によって算出される相関係数に基づいて変更することとしてもよい。かかる点については、図８を用いて後述することとする。なお、音場制御装置１０は、これら遅延部１２ａ，１２ｂを備えていなくてもよい。

乗算部１３ａは、遅延部１２ａから出力された左無相関信号の利得（以下、「ゲイン」と記載する）を調整する処理部である。また、乗算部１３ｂは、遅延部１２ｂから出力された右無相関信号のゲインを調整する処理部である。ここで、これら乗算部１３ａ，１３ｂのゲイン値ｘは、乗車者により任意に変更可能である。乗算部１３ａ，１３ｂのゲイン値ｘを変更することにより、出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}中の相関成分の割合を乗車者の好みに応じて変更することができる。

なお、ここでは、乗算部１３ａ，１３ｂのゲイン値ｘが同一の値であるものとするが、乗算部１３ａ，１３ｂのゲイン値を異なる値に設定してもよい。

乗算部１３ａによってゲイン調整された左無相関信号は、加算部１４ａへ出力される。また、乗算部１３ｂによってゲイン調整された右無相関信号は、加算部１４ｂへ出力される。加算部１４ａは、音源２０から入力された左チャネル信号Ｌ_inと乗算部１３ａから出力された左無相関信号とを加算して乗算部１５ａへ出力する処理部である。また、加算部１４ｂは、音源２０から入力された右チャネル信号Ｒ_inと乗算部１３ｂから出力された右無相関信号とを加算して乗算部１５ｂへ出力する処理部である。

乗算部１５ａは、加算部１４ａから出力された信号のゲインを調整してパワーアンプ３０へ出力する処理部である。また、乗算部１５ｂは、加算部１４ｂから出力された信号のゲインを調整してパワーアンプ３０へ出力する処理部である。

ここで、これら乗算部１５ａ，１５ｂは、出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}の音量を一定に保つ役割を担う。すなわち、乗算部１５ａ，１５ｂのゲイン値は、乗算部１３ａ，１３ｂのゲイン値ｘに応じて変動する。たとえば、図３に示すように、乗算部１５ａ，１５ｂのゲイン値は、１／（１＋ｘ）であらわされる。これにより、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inに対して無相関信号を加算することで増加した音量を元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inと同等の音量へ戻すことができる。

このように、乗算部１５ａ，１５ｂは、乗算部１３ａ，１３ｂによって調整された無相関信号のゲインに応じて出力信号のゲインを調整することとしたため、出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}を一定の音量で出力することができる。

また、音場制御装置１０では、遅延部１２ａ，１２ｂによって無相関信号を所定時間遅らせて元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inへ足し込むこととしている。これにより、出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}は、残響が付加された音となるため、乗車者に対して更なる音の拡がり感を与えることができる。

次に、音場制御装置１０によって得られる音の拡がり感について図４を用いて説明する。図４は、音場制御装置１０によって生成される出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}と元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inとの両耳間相互相関関数の比較結果の一例を示す図である。図４では、音場制御装置１０によって生成される出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}の両耳間相互相関関数を実線で示し、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inとの両耳間相互相関関数を一点鎖線で示している。

図４に示すグラフの横軸である「遅れ時間」とは、右耳に入ってくる音に対する左耳に入ってくる音の遅れ時間である。また、図４に示すグラフの縦軸である「両耳間相互相関関数」とは、左右の耳に入る音の相互の関連度合をあらわす関数である。たとえば、左耳および右耳に全く同じ音が入ってきた場合には、両耳間相互相関関数は１となる。また、左耳および右耳に全く関係のない音が入ってきた場合には、両耳間相互相関関数は０となる。

音の拡がり感は、両耳間相互相関関数のピーク値である両耳間相互相関度（ＩＡＣＣ：Inter Aural Cross-Correlation）が小さいほど高くなることが一般的に知られている。また、音の拡がり感は、両耳間相互相関度が０．１以上低下した場合に感じられるようになることも知られている。

図４に示すように、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inの両耳間相互相関関数のピーク値は０．７２であり、音場制御装置１０によって生成される出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}の両耳間相互相関関数のピーク値は０．６２であった。すなわち、音場制御装置１０によって生成される出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}を出力した場合の方が、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inを出力した場合よりも音の拡がり感が高まることがわかった。

なお、図４に示したグラフは、運転席における両耳間相互相関関数を示している。運転席では、左スピーカ４０ａから出力された音が、右スピーカ４０ｂから出力された音よりも遅れて到達するため、両耳間相互相関関数のピーク位置が右側へずれている。

このように、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inに対して無相関信号を加算した出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}を左右のスピーカ４０ａ，４０ｂから出力することで、音の拡がり感を高めることができる。すなわち、音場制御装置１０では、仮に、遅延部１２ａ，１２ｂによる残響の付加を施さない場合であっても、音の拡がり感を高めることができるため、簡易な構成で音の拡がり感を高めることができる。

次に、無相関信号生成装置１１の構成の一例について図５を用いて説明する。図５は、無相関信号生成装置１１の構成の一例を示すブロック図である。なお、図５では、無相関信号生成装置１１の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図５に示すように、無相関信号生成装置１１は、直交化部１１１ａ，１１１ｂと、相関係数計算部１１２と、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１１３と、相関成分生成部１１４と、シェルビングフィルタ１１５と、乗算部１１６と、相関成分減算部１１７とを備える。

直交化部１１１ａは、左チャネル信号Ｌ_inを受け取ると、受け取った左チャネル信号Ｌ_inを複素信号へ変換して相関係数計算部１１２へ出力する処理部である。また、直交化部１１１ｂは、右チャネル信号Ｒ_inを受け取ると、受け取った右チャネル信号Ｒ_inを複素信号へ変換して相関係数計算部１１２へ出力する処理部である。

具体的には、直交化部１１１ａ，１１１ｂは、受け取ったチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inを実部の成分として出力するとともに、受け取ったチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inの位相をＦＩＲ（Finite Impulse Response）型のヒルベルトフィルタを用いて９０度シフトさせた信号を虚部の成分として出力する。そして、直交化部１１１ａは、左チャネル信号Ｌ_inに対応する複素信号を相関係数計算部１１２へ出力し、直交化部１１１ｂは、右チャネル信号Ｒ_inに対応する複素信号を相関係数計算部１１２へ出力する。

このように、ヒルベルト変換を用いて複素信号を生成することで、ＦＦＴのように信号を一旦バッファに貯めたうえで演算を行うといった処理が不要となるため、逐次処理が可能となる。すなわち、ヒルベルト変換を用いることで、リアルタイム性の高い処理を行うことが可能となる。なお、複素信号への変換手法は、ヒルベルト変換に限定されるものではなく、他の変換手法を用いて複素信号を生成してもよい。

相関係数計算部１１２は、直交化部１１１ａ，１１１ｂから受け取った複素信号に基づいて相関係数（α_１）を算出してＬＰＦ１１３へ出力する処理部である。

まず、相関係数計算部１１２は、直交化部１１１ａ，１１１ｂから受け取った複素信号に基づいてパワー（Ｐ_０）および内積（Ｃ_０）を算出するとともに、算出したパワー（Ｐ_０）および内積（Ｃ_０）を用いて仮相関係数（α_０）を算出する。具体的には、相関係数計算部１１２は、実部および虚部を座標軸とする複素平面において表現された各チャネル信号に対応するベクトルを用いてＰ_０，Ｃ_０およびα_０を算出する。

ここで、左右のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inに対応する複素平面上のベクトルについて図６を用いて説明しておく。図６は、左右のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inに対応する複素平面上のベクトルの一例を示す図である。

図６に示すように、実部および虚部を座標軸とする複素平面において、左チャネル信号Ｌ_inに対応するベクトルＬは、ベクトルＬ＝（Ｌ_Ｒｅ，Ｌ_Ｉｍ）であらわされ、右チャネル信号Ｒ_inに対応するベクトルＲは、ベクトルＲ＝（Ｒ_Ｒｅ，Ｒ_Ｉｍ）であらわされる。

また、これらのベクトルＬおよびベクトルＲは、相関成分に対応するベクトルＣｅを含む。かかるベクトルＣｅは、ベクトルＬおよびベクトルＲの和に対して相関係数（α_１）を乗じることによって割り出されるものである。

なお、ベクトルａ_Ｌ・ｌは、ベクトルＬからベクトルＣｅを差し引いたベクトルであり、ベクトルａ_Ｒ・ｒは、ベクトルＲからベクトルＣｅを差し引いたベクトルである。また、ベクトルｌおよびベクトルｒは、単位ベクトルであり、ａ_Ｒおよびａ_Ｌは、所定の係数である。これらベクトルａ_Ｌ・ｌおよびベクトルａ_Ｒ・ｒは、互いに相関がないため直交する。

つづいて、パワー（Ｐ_０）、内積（Ｃ_０）および仮相関係数（α_０）の算出手法について説明する。相関係数計算部１１２は、まず、ベクトルＬ＝（Ｌ_Ｒｅ，Ｌ_Ｉｍ）およびベクトルＲ＝（Ｒ_Ｒｅ，Ｒ_Ｉｍ）を用いてパワー（Ｐ_０）および内積（Ｃ_０）を算出する。

具体的には、パワー（Ｐ_０）は、

式（１）のようにあらわされる。また、内積（Ｃ_０）は、

式（２）のようにあらわされる。

そして、相関係数計算部１１２は、算出したパワー（Ｐ_０）および内積（Ｃ_０）を用いて仮相関係数（α_０）を算出する。具体的には、仮相関係数（α_０）は、

式（３）のようにあらわされる。

つづいて、相関係数計算部１１２は、仮相関係数（α_０）、パワー（Ｐ_０）および内積（Ｃ_０）に基づいて相関係数（α_１）を決定する。具体的には、相関係数計算部１１２は、まず、

式（４）に示す式を用いてパワー（Ｐ_２）を算出する。かかるパワー（Ｐ_２）は、パワー（Ｐ₀）のうち、虚部の成分（Ｌ^２ _Ｉｍ＋Ｒ^２ _Ｉｍ）に対して仮相関係数（α_０）を含んだ重み付け係数（１−２α_０）を乗じたものである。

そして、相関係数計算部１１２は、かかるパワー（Ｐ_２）および相関係数計算部１１２から受け取った内積（Ｃ_０）を用いて相関係数（α_１）を決定する。具体的には、相関係数（α_１）は、

式（５）のようにあらわされる。

ここで、ハイブリッド型のパワー（Ｐ_２）の内容について説明する。ハイブリッド型のパワー（Ｐ_２）は、虚部の成分（Ｌ^２ _Ｉｍ＋Ｒ^２ _Ｉｍ）が仮相関係数（α_０）の値に応じて０〜（Ｌ^２ _Ｉｍ＋Ｒ^２ _Ｉｍ）の範囲で変化するように重み付けされている。たとえば、仮相関係数（α_０）が「０」である場合には、パワー（Ｐ_２）は「Ｌ^２ _Ｒｅ＋Ｒ^２ _Ｒｅ＋Ｌ^２ _Ｉｍ＋Ｒ^２ _Ｉｍ」となり、仮相関係数（α_０）が「１／２」である場合には、パワー（Ｐ_２）は「Ｌ^２ _Ｒｅ＋Ｒ^２ _Ｒｅ」となる。

このように、パワー（Ｐ_２）は、チャネル信号Ｌ_in，Ｒ_in間の相関が弱い場合には、パワー（Ｐ_０）の式に近づき、チャネル信号Ｌ_in，Ｒ_in間の相関が強い場合にはパワー（Ｐ_１）の式に近づく。これにより、音声信号に含まれる相関成分の割合に関係なく、相関成分を精度良く抽出することが可能となる。

すなわち、仮相関係数（α_０）が小さい場合には、パワー（Ｐ_２）に含まれる虚部の成分の重み付けが大きくなる結果、パワー（Ｐ_２）が、チャネル信号Ｌ_in，Ｒ_in間の相関が弱い場合に有効なパワー（Ｐ_０）に近づく。また、仮相関係数（α_０）が大きい場合には、パワー（Ｐ_２）に含まれる虚部の成分の重み付けが小さくなる結果、パワー（Ｐ_２）が、チャネル信号Ｌ_in，Ｒ_in間の相関が強い場合に有効なパワー（Ｐ_１）に近づく。したがって、音声信号に含まれる相関成分の割合が多い場合であっても少ない場合であっても、相関成分を精度良く抽出することができる。

このように、相関係数計算部１１２は、仮相関係数（α_０）を用いてチャネル信号間の相関の強弱を概括的に特定したうえで、かかる相関の強弱に応じてパワー（Ｐ_２）に含まれる虚部の成分の重み付けを変更することとした。具体的には、無相関信号生成装置１１では、相関係数計算部１１２が、各チャネル信号に対応するベクトルの平方和であるパワー（Ｐ_０）および内積（Ｃ_０）を用いて仮相関係数（α_０）を算出するとともに、相関係数計算部１１２が、パワー（Ｐ_０）に含まれる虚部の成分に対して仮相関係数（α_０）に基づく重み付けを施したパワー（Ｐ_２）を算出し、かかるパワー（Ｐ_２）および内積（Ｃ_０）を用いて相関係数（α_１）を算出することとした。したがって、相関係数の算出精度を更に高めることができ、延いては、相関成分の抽出精度を高めることが可能となる。

なお、ここでは、相関係数計算部１１２によって算出されたパワー（Ｐ_０）に含まれる虚部の成分に対して乗じる重み付け係数を（１−２α_０）としたが、重み付け係数は、この値に限定されるものではなく、たとえば、仮相関係数（α_０）の２次式であってもよい。

また、相関係数計算部１１２は、相関係数（α_１）を算出すると、算出した相関係数（α_１）をＬＰＦ１１３へ出力する処理を行う。ＬＰＦ１１３は、相関係数計算部１１２から受け取った相関係数（α_１）を平滑化する処理部である。

具体的には、音声信号をヒルベルト変換した場合には、ＦＦＴの場合と比較して、音の切り替わりへの追従性も高く、処理速度も速くなる。ところが、追従性が高いことによって、相関係数（α_１）が頻繁に変更されるため、最終的に生成される出力信号に不要なピークが現れ、乗車者にとってノイズとして聞こえてしまうこととなる。

そこで、相関係数（α_１）に対してＬＰＦ１１３を用いたフィルタリングを施すことによって、相関係数（α_１）に含まれる高周波成分を除去することとした。具体的には、ＬＰＦ１１３は、相関係数（α_１）を、所定の閾値よりも高い周波数信号を減衰させて遮断し、低域周波数のみを信号として通過させる。

なお、ここでは、ＬＰＦ１１３を用いて相関係数（α_１）のフィルタリングを行う場合の例について説明したが、これに限らず、移動平均手法や法絡線処理等によって相関係数（α_１）の変動を抑制することとしてもよい。また、平滑化後の相関係数（α_１’）は、相関成分生成部１１４へ出力される。

相関成分生成部１１４は、平滑化後の相関係数（α_１’）に基づいて相関成分を生成する処理部である。具体的には、相関成分生成部１１４は、

式（６）を用いて相関成分（Ｃｅ）を算出する。また、相関成分生成部１１４は、算出した相関成分（Ｃｅ）をシェルビングフィルタ１１５へ出力する処理を行う。

シェルビングフィルタ１１５は、相関成分生成部１１４から出力された相関成分（Ｃｅ）に対して周波数領域に応じた重み付けを行う処理部である。ここで、シェルビングフィルタ１１５について図７を用いて説明する。図７は、シェルビングフィルタ１１５の説明図である。

図７に示すように、シェルビングフィルタ１１５は、入力された相関成分（Ｃｅ）中の低域成分を低減させるローシェルビングフィルタである。すなわち、相関成分（Ｃｅ）には、中〜高域成分および低域成分が含まれるが、後述する相関成分減算部１１７において相関成分（Ｃｅ）を単純に減算することとした場合、出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}中の低域成分が減少してバランスの悪い音となる場合がある。

このため、無相関信号生成装置１１では、シェルビングフィルタ１１５を用いて相関成分（Ｃｅ）中の低域成分だけを低減させることよって、出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}のバランスが崩れることを防止することができる。

しかも、シェルビングフィルタ１１５は、ＨＰＦ（High Pass Filter）のように低域のレベルを０にするのではなく、所定レベルだけ低減させる。すなわち、ＨＰＦを用いた場合には、相関成分（Ｃｅ）に含まれる低域成分が全て除去されるため、無相関信号Ｌ_in’，Ｒ_in’には、低域成分の全てが残存することとなる。この結果、図３に示した乗算部１３ａ，１３ｂ等において無相関信号Ｌ_in’，Ｒ_in’のゲインを調整した際に、低域成分のレベルが大きくなり過ぎて、出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}のバランスが崩れる場合がある。

このため、無相関信号生成装置１１では、シェルビングフィルタ１１５を用いて相関成分（Ｃｅ）中の低域成分を所定レベルだけ低減させることで、低域成分のレベルが大きくなり過ぎることが原因で出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}のバランスが崩れることを防止することができる。なお、シェルビングフィルタ１１５は、たとえば、相関成分（Ｃｅ）のうち、低域成分として、例えば２００Ｈｚ以下の成分のレベルを５ｄＢ低減させる。

なお、相関成分（Ｃｅ）中の低域成分を低減させるフィルタは、シェルビングフィルタ１１５に限定されるものではなく、ＨＰＦを用いることとしてもよい。

シェルビングフィルタ１１５を通過した相関成分（Ｃｅ）は、乗算部１１６へ入力される。乗算部１１６は、相関成分（Ｃｅ）のゲインを調整する処理部である。たとえば、乗算部１１６のゲイン値を０．５に設定した場合、後述する相関成分減算部１１７では、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inから相関成分（Ｃｅ）が半分だけ減算される。この結果、相関成分（Ｃｅ）が半分だけ残存する無相関信号Ｌ_in’，Ｒ_in’が出力されることとなる。

相関成分減算部１１７は、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inから相関成分（Ｃｅ）を減算する処理部である。具体的には、相関成分減算部１１７は、

式（７−１）および式（７−２）を用いて元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inから相関成分（Ｃｅ）をそれぞれ減算することによって、左無相関信号Ｌ_in’および右無相関信号Ｒ_in’をそれぞれ算出する。

なお、式（７−１）中の「Ｌ’」は、左無相関信号Ｌ_in’に相当し、「Ｌ」は、左チャネル信号Ｌ_inに相当する。同様に、式（７−２）中の「Ｒ’」は、右無相関信号Ｒ_in’に相当し、「Ｒ」は、右チャネル信号Ｒ_inに相当する。また、左無相関信号Ｌ_in’は、図３に示す遅延部１２ａに出力され、右無相関信号Ｒ_in’は、図３に示す遅延部１２ｂに出力される。

このように、直交化部１１１ａ，１１１ｂが、音声信号に含まれる左右のチャネル信号を実部および虚部を含んだ複素信号へ変換し、相関係数計算部１１２が、各チャネル信号に対応するベクトルの平方和であるパワー（Ｐ_０）および内積（Ｃ_０）を用いて仮相関係数（α_０）を算出するとともに、パワー（α_０）に含まれる虚部の成分に対して仮相関係数（α_０）に基づく重み付けを施したパワー（Ｐ_２）を算出し、かかるパワー（Ｐ_２）および内積（Ｃ_０）を用いて相関係数（α_１）を算出する。そして、相関成分生成部１１４が、相関係数（α_１）を用いて相関成分（Ｃｅ）を生成し、相関成分減算部１１７が、相関成分（Ｃｅ）をチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inから減算することとした。このため、処理量を削減しつつ相関成分を精度良く抽出することができる。

なお、ここでは、ベクトルＬおよびベクトルＲの平方和であるパワー（Ｐ_０）のうちの虚部の成分を使用しない、あるいは、部分的に使用することとしたが、これに限ったものではない。すなわち、複素信号のうち実部の成分がチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inそのものであり、かかるチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inから虚部の成分が算出されることからわかる通り、左右のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inを複素信号へ変換する場合には、実部の成分の算出と比較して虚部の成分の算出に多くの処理を要する。

そこで、算出に要する処理量が多い虚部の成分を一切用いることなくパワーおよび内積を算出することとしてもよい。このように虚部の成分を一切用いないこととした場合には、虚部の成分を用いる場合と比較して、相関成分（Ｃｅ）の抽出精度は多少低下するものの、相関低減処理に要する処理量を大幅に削減することができる。

かかる場合の無相関信号生成装置１１は、直交化部１１１ａ，１１１ｂが不要となる。すなわち、音源２０から出力された左チャネル信号Ｌ_inおよび右チャネル信号Ｒ_inは、相関係数計算部１１２、相関成分生成部１１４および相関成分減算部１１７へ入力される。

相関係数計算部１１２は、左チャネル信号Ｌ_inおよび右チャネル信号Ｒ_inを受け取ると、受け取ったチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inを用いて相関係数（α_２）を算出する。具体的には、相関係数計算部１１２は、まず、

式（８−１）に示した式を用いてパワー（Ｐ_３）を算出する。ここで、式（８−１）に示した式は、式（１）に示した式から虚部の成分（Ｌ^２ _Ｉｍ＋Ｒ^２ _Ｉｍ）を削除したものである。

また、相関係数計算部１１２は、式（８−２）に示した式を用いて内積（Ｃ_１）を算出する。ここで、式（８−２）に示した式は、式（２）に示した式から虚部の成分（Ｌ_Ｉｍ×Ｒ_Ｉｍ）を削除したものである。そして、相関係数計算部１１２は、式（８−３）に示した式を用いて相関係数（α_２）を算出する。

このように、チャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inを複素信号へ変換することなく、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inのみを用いて相関係数（α_２）を算出するため、相関係数（α_２）の算出に要する処理量を大幅に削減できる。

相関係数計算部１１２によって算出された相関係数（α_２）は、ＬＰＦ１１３を介して相関成分生成部１１４へ出力される。相関成分生成部１１４は、ＬＰＦ１１３によって平滑化された相関係数（α_２）および元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inを用いて相関成分（Ｃｅ’）を生成する。生成された相関成分（Ｃｅ’）は、シェルビングフィルタ１１５および乗算部１１６を介して相関成分減算部１１７へ出力される。

相関成分減算部１１７は、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inから相関成分（Ｃｅ’）を減算し、これによって得られた無相関信号Ｌ_in'，Ｒ_in'をそれぞれ遅延部１２ａ，１２ｂへ出力する。

このように、音声信号に含まれる左右のチャネル信号の平方和であるパワー（Ｐ_３）および積である内積（Ｃ_１）を算出し、算出したパワー（Ｐ_３）および内積（Ｃ_１）を用いて相関係数（α_２）を算出することで、相関成分の抽出精度の低下を抑えつつ、相関低減処理に要する処理量を大幅に削減することができる。

ところで、左右のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_in間の相関が比較的弱い音声信号、すなわち、相関係数計算部１１２によって算出される相関係数の値が小さい音声信号には、残響成分が多く含まれる。このため、遅延部１２ａ，１２ｂを用いて残響成分を付与せずとも、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inに対して無相関信号を加算することで音の拡がり感を高めることができる。

一方、左右のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_in間の相関が比較的強い音声信号、すなわち、相関係数計算部１１２によって算出される相関係数の値が大きい音声信号には、残響成分の割合が少ない。このため、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inに対して無相関信号を加算しただけでは、音の拡がり感を十分に高めることができない可能性がある。そこで、左右のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_in間の相関が比較的強い場合には、遅延部１２ａ，１２ｂによる遅延時間を長く設定して、残響を強調させるようにしてもよい。

以下では、かかる場合について図８を用いて説明する。図８は、相関係数に応じて遅延時間を変更する場合の例を示す図である。

図８に示すように、音場制御装置１０では、無相関信号生成装置１１の相関係数計算部１１２によって計算された相関係数（たとえば、相関係数（α_１））が小さいほど遅延部１２ａ，１２ｂの遅延時間を短く設定し、相関係数が大きいほど長く設定する。たとえば、音場制御装置１０では、相関係数が所定の閾値未満であれば、遅延時間を０とし、所定の閾値以上であれば、遅延時間を１０ｍｓｅｃに設定する。なお、所定の閾値以上である場合の遅延時間は、１０ｍｓｅｃに限らず、０より大きい実数であればよい。

これにより、左右のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_in間の相関が強い音声信号、すなわち、残響成分を付与する必要性が低い音声信号に対しては遅延時間が短く設定され、左右のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_in間の相関が弱い音声信号、すなわち、残響成分を付与する必要性が高い音声信号に対しては遅延時間が長く設定される。すなわち、相関係数に基づいて無相関信号の遅延時間を決定することとしたため、音声信号に適した残響の付与を行うことができる。なお、上記した遅延時間の決定処理は、遅延部１２ａ，１２ｂ自体が行ってもよいし、音場制御装置１０の図示しない制御部が行うこととしてもよい。

上述してきたように、実施例１では、無相関信号生成装置１１が、音声信号に含まれる左右のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inから相関成分を低減することによって、左チャネル信号Ｌ_inに対応する左無相関信号および右チャネル信号Ｒ_inに対応する右無相関信号を生成する。また、実施例１では、加算部１４ａが、生成された左無相関信号を左チャネル信号Ｌ_inへ加算することによって左出力信号Ｌ_{out_1}を生成し、加算部１４ｂが、生成された右無相関信号を右チャネル信号Ｒ_inへ加算することによって右出力信号Ｒ_{out_1}を生成することとした。したがって、簡易な構成で音の拡がり感を高めることができる。

ところで、上述してきた実施例１では、車両１００の前席側だけにスピーカ４０ａ，４０ｂを設けることとしたが、これに限らず、後席側にもスピーカを設けることとしてもよい。

以下では、車両１００に対してスピーカを２セット配置する場合の実施例２について図９〜１１を用いて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図９に示すように、実施例２に係る音場制御システムは、左スピーカ４０ｃおよび右スピーカ４０ｄをさらに含むとともに、音場制御装置１０およびパワーアンプ３０に代えてそれぞれ音場制御装置１０’およびパワーアンプ３０’を含む。なお、実施例２に係る音場制御システムは、少なくとも音場制御装置１０’、左スピーカ４０ａ，４０ｃおよび右スピーカ４０ｂ，４０ｄを含んでいればよい。

左スピーカ４０ｃおよび右スピーカ４０ｄは、車両１００の中央よりも後方側に設けられた後席用のスピーカである。たとえば、左スピーカ４０ｃは、車両１００の左側のリアドア下部などに設置され、右スピーカ４０ｄは、車両１００の右側のリアドア下部などに設置される。なお、左スピーカ４０ｃおよび右スピーカ４０ｄの設置箇所は、これに限ったものではない。

パワーアンプ３０’は、音場制御装置１０’から出力された出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}，Ｌ_{out_2}，Ｒ_{out_2}を増幅してスピーカ４０ａ〜４０ｄへ出力する音声増幅器である。具体的には、パワーアンプ３０’は、出力信号Ｌ_{out_2}を増幅して左スピーカ４０ｃへ出力するとともに、出力信号Ｒ_{out_2}を増幅して右スピーカ４０ｄへ出力する。なお、かかるパワーアンプ３０’のゲインも、リスナーである乗車者によって任意に変更可能である。

次に、音場制御装置１０’の構成について図１０を用いて説明する。図１０は、音場制御装置１０’の構成を示すブロック図である。なお、図１０では、音場制御装置１０’の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図１０に示すように、音場制御装置１０’は、音場制御装置１０が備える構成要素に加え、遅延部１２ｃ，１２ｄ、乗算部１３ｃ，１３ｄ、加算部１４ｃ，１４ｄ、乗算部１５ｃ，１５ｄ、分岐部１６ａ，１６ｂをさらに備える。

ここで、音場制御装置１０’では、乗算部１５ｃが、無相関信号生成装置１１、分岐部１６ａ、遅延部１２ｃおよび乗算部１３ｃ経由で出力された左無相関信号Ｌ_{_2}’と音源２０から出力された左チャネル信号Ｌ_inとを加算した出力信号Ｌ_{out_2}を加算部１４ｃから受け取る。そして、乗算部１５ｃは、受け取った出力信号Ｌ_{out_2}をゲイン調整したうえでパワーアンプ３０’へ出力する。また、音場制御装置１０’では、乗算部１５ｄが、無相関信号生成装置１１、分岐部１６ｂ、遅延部１２ｄおよび乗算部１３ｄ経由で出力された右無相関信号Ｒ_{_2}’と音源２０から出力された右チャネル信号Ｒ_inとを加算した出力信号Ｒ_{out_2}を加算部１４ｄから受け取る。そして、乗算部１５ｄは、受け取った出力信号Ｒ_{out_2}をゲイン調整したうえでパワーアンプ３０’へ出力する。

分岐部１６ａは、無相関信号生成装置１１から出力された左無相関信号を分岐させて遅延部１２ａおよび遅延部１２ｃへ出力する。また、分岐部１６ｂは、無相関信号生成装置１１から出力された右無相関信号を分岐させて遅延部１２ｂおよび遅延部１２ｄへ出力する。

以下では、分岐部１６ａ，１６ｂによって分岐される系統のうち、遅延部１２ａを経由する系統（すなわち、出力信号Ｌ_{out_1}を出力する系統）および遅延部１２ｂを経由する系統（すなわち、出力信号Ｒ_{out_1}を出力する系統）を第１の系統と呼ぶ。また、分岐部１６ａ，１６ｂによって分岐される系統のうち、遅延部１２ｃを経由する系統（すなわち、出力信号Ｌ_{out_2}を出力する系統）および遅延部１２ｄを経由する系統（すなわち、出力信号Ｒ_{out_2}を出力する系統）を第２の系統と呼ぶ。図９に示したように、第１の系統の出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}は、前席側のスピーカ４０ａ，４０ｂへ出力され、第２の系統の出力信号Ｌ_{out_2}，Ｒ_{out_2}は、後席側のスピーカ４０ｃ，４０ｄへ出力されることとなる。

遅延部１２ｃは、無相関信号生成装置１１から分岐部１６ａ経由で入力された左無相関信号を所定時間遅延させたうえで、乗算部１３ｃへ出力する処理部である。また、遅延部１２ｄは、無相関信号生成装置１１から分岐部１６ｂ経由で入力された右無相関信号を所定時間遅延させたうえで、乗算部１３ｄへ出力する処理部である。

なお、図８を用いて既に説明したように、遅延部１２ｃ，１２ｄによる信号の遅延時間を、無相関信号生成装置１１によって算出される相関係数に基づいて変更することとしてもよい。

乗算部１３ｃは、遅延部１２ｃから出力された左無相関信号のゲインを調整する処理部である。また、乗算部１３ｄは、遅延部１２ｄから出力された右無相関信号のゲインを調整する処理部である。

ここで、図１０に示すように、第１の系統に属する乗算部１３ａ，１３ｂのゲイン値はｘであり、第２の系統に属する乗算部１３ｃ，１３ｄのゲイン値はｙである。したがって、乗算部１３ａから出力される左無相関信号Ｌ_{_1}’および乗算部１３ｃから出力される左無相関信号Ｌ_{_2}’は異なり、また、乗算部１３ｂから出力される右無相関信号Ｒ_{_1}’および乗算部１３ｄから出力される右無相関信号Ｒ_{_2}’も異なる。

このように、実施例２では、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inに対する無相関信号の足し込み量を第１の系統と第２の系統とで異ならせることとしている。かかる点については、図１１を用いて後述する。

乗算部１３ｃによってゲイン調整された左無相関信号Ｌ_{_2}’は、加算部１４ｃへ出力される。また、乗算部１３ｄによってゲイン調整された右無相関信号Ｒ_{_2}’は、加算部１４ｄへ出力される。加算部１４ｃは、音源２０から入力された左チャネル信号Ｌ_inと乗算部１３ｃから出力された左無相関信号Ｌ_{_2}’とを加算して乗算部１５ｃへ出力する処理部である。また、加算部１４ｄは、音源２０から入力された右チャネル信号Ｒ_inと乗算部１３ｄから出力された右無相関信号Ｒ_{_2}’とを加算して乗算部１５ｄへ出力する処理部である。

乗算部１５ｃは、加算部１４ｃから出力された信号のゲインを調整してパワーアンプ３０’へ出力する処理部である。また、乗算部１５ｄは、加算部１４ｄから出力された信号のゲインを調整してパワーアンプ３０’へ出力する処理部である。

ここで、これら乗算部１５ｃ，１５ｄは、乗算部１５ａ，１５ｂと同様、出力信号Ｌ_{out_2}，Ｒ_{out_2}の音量を一定に保つために設けられた乗算部である。たとえば、図１０に示すように、乗算部１５ｃ，１５ｄのゲイン値は、１／（１＋ｙ）であらわされ、乗算部１３ｃ，１３ｄのゲイン値ｙに応じて変動する。これにより、元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inに対して無相関信号Ｌ_{_2}’，Ｒ_{_2}’を加算することによって増加した音量を元のチャネル信号Ｌ_in，Ｒ_inと同じ音量へ戻すことができる。

このように、乗算部１５ｃ，１５ｄは、乗算部１３ｃ，１３ｄによって調整された無相関信号Ｌ_{_2}’，Ｒ_{_2}’のゲインに応じて出力信号のゲインを調整することとしたため、出力信号を一定の音量で出力することができる。

次に、第１の系統と第２の系統とで無相関信号の足し込み量を異ならせる場合の一例について図１１を用いて説明する。図１１は、第１の系統と第２の系統とで無相関信号の足し込み量を異ならせる場合の一例を示す図である。なお、図１１の（Ａ）には、第１の系統のゲイン値ｘおよび第２の系統のゲイン値ｙの大小関係について、図１１の（Ｂ）には、車両１００の車室内に形成される音場について、それぞれ示している。

図１１の（Ａ）に示すように、音場制御装置１０では、たとえば、第１の系統に属する乗算部１３ａ，１３ｂのゲイン値ｘを第２の系統に属する乗算部１３ｃ，１３ｄのゲイン値ｙよりも小さく設定する（Ａ−１）。これにより、第１の系統の出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}中の相関成分の割合は、第２の系統の出力信号Ｌ_{out_2}，Ｒ_{out_2}中の相関成分の割合よりも多くなる（Ａ−２）。

この結果、図１１の（Ｂ）に示すように、車両１００の車室内では、左右の相関が比較的強く残った相関低減音声Ａが前席側のスピーカ４０ａ，４０ｂから出力され、相関低減音声Ａよりも左右の相関が弱い相関低減音声Ｂが後席側のスピーカ４０ｃ，４０ｄから出力される。

ここで、上述したように、左右の相関が弱いほど音の拡がり感は高まることとなる。一方、左右の相関が強いほど音の拡がり感は低くなるが、逆に、音の定位感が高まることとなる。したがって、図１１の（Ｂ）に示した車両１００の車室内には、車両１００の前方側では定位感が高く、後方側では拡がり感の高い音場が形成されることとなる。

このように、左右の相関を比較的強く残した出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}を前席側から出力しつつ、左右の相関が弱い出力信号Ｌ_{out_2}，Ｒ_{out_2}を後席側から出力することで、相関成分（たとえば、ボーカル成分）が車両１００の中央よりも前方側で定位する。ボーカル成分などの相関成分は、後方から聴こえるよりも前方から聴こえる方が自然である。したがって、第１の系統のゲイン値ｘを第２の系統のゲイン値ｙよりも小さい値に調整することで、乗車者に対してより自然な音場を提供することができる。

なお、ここでは、前席側の出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}の相関を後席側の出力信号Ｌ_{out_2}，Ｒ_{out_2}の相関よりも強くする場合の例を示したが、これに限定されるものではない。たとえば、前席側の出力信号Ｌ_{out_1}，Ｒ_{out_1}の相関を後席側の出力信号Ｌ_{out_2}，Ｒ_{out_2}の相関よりも弱くしてもよい。かかる場合、第１の系統のゲイン値ｘを第２の系統のゲイン値ｙよりも小さく設定すればよい。また、第１の系統のゲイン値ｘと第２の系統のゲイン値ｙとが同一であってもよい。このように、第１の系統のゲイン値ｘおよび第２の系統のゲイン値ｙは、乗車者の好みに合わせて乗車者が任意に変更することができる。

以上のように、音場制御装置は、簡易な構成で音の拡がり感を高めたい場合に有効であり、特に、車載用の音場制御システムに対して適用する場合に適している。

１０，１０’ 音場制御装置
１１ 無相関信号生成装置
１１１ａ，１１１ｂ 直交化部
１１２ 相関係数計算部
１１３ ＬＰＦ
１１４ 相関成分生成部
１１５ シェルビングフィルタ
１１６ 乗算部
１１７ 相関成分減算部
１２ａ〜１２ｄ 遅延部
１３ａ〜１３ｄ 乗算部
１４ａ〜１４ｄ 加算部
１５ａ〜１５ｄ 乗算部
１６ａ，１６ｂ 分岐部
２０ 音源
３０，３０’ パワーアンプ
４０ａ，４０ｃ 左スピーカ
４０ｂ，４０ｄ 右スピーカ
１００ 車両

Claims (8)

1. 左チャネル信号および右チャネル信号に含まれる音声信号に基づいて各チャネル信号の平方和および内積を算出し、前記平方和および前記内積を用いて前記チャネル信号間の相関の度合いを示す相関係数を算出し、前記相関係数を用いて前記チャネル信号に共通して含まれる相関成分を抽出する相関成分抽出手段と、
   前記相関成分抽出手段によって抽出された相関成分を前記左チャネル信号および前記右チャネル信号間から低減することによって、前記左チャネル信号に対応する左無相関信号および前記右チャネル信号に対応する右無相関信号をそれぞれ生成する無相関信号生成手段と、
   前記無相関信号生成手段によって生成された左無相関信号と前記左チャネル信号とに基づいて左出力信号を生成するとともに、前記無相関信号生成手段によって生成された右無相関信号と前記右チャネル信号とに基づいて右出力信号を生成する出力信号生成手段と
   を備えることを特徴とする音場制御装置。
2. 前記無相関信号生成手段によって生成された左無相関信号および右無相関信号の利得をそれぞれ調整する無相関信号利得調整手段
   をさらに備え、
   前記出力信号生成手段は、
   前記無相関信号利得調整手段によって利得が調整された左無相関信号を前記左チャネル信号へ加算することによって前記左出力信号を生成し、前記無相関信号利得調整手段によって利得が調整された右無相関信号を前記右チャネル信号へ加算することによって前記右出力信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の音場制御装置。
3. 前記無相関信号生成手段によって生成された左無相関信号を第１の系統および第２の系統へ分岐するとともに、前記無相関信号生成手段によって生成された右無相関信号を第１の系統および第２の系統へ分岐する分岐手段
   をさらに備え、
   前記無相関信号利得調整手段は、
   前記第１の系統へ分岐された左無相関信号および右無相関信号の利得と、前記第２の系統へ分岐された左無相関信号および右無相関信号の利得とを異なる値に調整することを特徴とする請求項２に記載の音場制御装置。
4. 前記第１の系統における左出力信号および右出力信号は、車両の中央よりも前方側へ設けられた第１の左右スピーカからそれぞれ出力され、前記第２の系統における左出力信号および右出力信号は、前記車両の中央よりも後方側へ設けられた第２の左右スピーカからそれぞれ出力され、
   前記無相関信号利得調整手段は、
   前記第１の系統へ分岐された左無相関信号および右無相関信号の利得を前記第２の系統へ分岐された左無相関信号および右無相関信号の利得よりも小さい値に調整することを特徴とする請求項３に記載の音場制御装置。
5. 前記無相関信号利得調整手段によって調整された左無相関信号の利得に応じて前記左出力信号の利得を調整するとともに、前記無相関信号利得調整手段によって利得が調整された右無相関信号の利得に応じて前記右出力信号の利得を調整する出力信号利得調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の音場制御装置。
6. 前記左無相関信号および前記右無相関信号をそれぞれ所定時間遅延させる遅延手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の音場制御装置。
7. 前記遅延手段は、
   前記相関成分抽出手段によって算出された前記相関係数に基づいて前記左無相関信号および前記右無相関信号の遅延時間をそれぞれ決定することを特徴とする請求項６に記載の音場制御装置。
8. 前記相関成分に対して周波数領域に応じた重み付けを行う重み付け手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の音場制御装置。

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