JP6550473B2 - スピーカの配置位置提示装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係るスピーカ配置位置指示システムの主要な構成を示す図である。第1の実施形態に係るスピーカ配置位置指示システム1は、再生するコンテンツの特徴量を解析し、これに基づいた好適なスピーカ配置位置を指示する。すなわち、図1に示すように、スピーカ配置位置指示システム1は、DVDやBDなどのディスクメディア、HDD(Hard Disc Drive)等に記録されている映像コンテンツや音声コンテンツに含まれる音声信号を解析するコンテンツ解析部101と、コンテンツ解析部101で得られた解析結果や、コンテンツ解析に必要な各種パラメータを記録している記憶部104と、コンテンツ解析部101で得られた解析結果に基づきスピーカの配置位置を算出するスピーカ配置位置算出部102と、スピーカ配置位置算出部102で算出された各スピーカの位置に基づいて、各々が再生する音声信号を生成し、再合成する音声信号処理部103と、から構成されている。
コンテンツ解析部101は、再生するコンテンツに含まれる任意の特徴量を解析し、その情報をスピーカ配置位置算出部102に送る。
本実施形態では、再生コンテンツにオブジェクトベースオーディオが含まれていた場合、この特徴量を用いて、コンテンツに含まれる音声の定位の頻度グラフを作成し、これをスピーカ配置位置算出部102に送る特徴量情報とする。
この場合のヒストグラム生成方法は、以下の通りである。例えば、再生コンテンツに5.1ch音声が含まれていた場合、特許文献2に開示されている2チャネル間の相関情報に基づく音像定位算出技術を応用し、以下の手順に基づいて同様のヒストグラムを作成する。
ネルにおいて、隣り合うチャネル間でその相関を計算する。隣り合うチャネルの組は、5.1chの音声信号においては、図5(A)に示す通り、FRとFL、FRとSR、FLとSL、SLとSRの4対となる。この時、隣り合うチャネルの相関情報は、単位時間nあたりの任意に量子化されたf個の周波数帯の相関係数値d(i)が算出され、これに基づいてf個の周波数帯各々の音像定位位置θが算出される。これについては、特許文献2に記載されている。
スピーカ配置位置算出部102は、コンテンツ解析部101で得られた定位位置のヒストグラムに基づいて、スピーカの配置位置を算出する。図7は、スピーカの配置位置を算出する動作を示すフローチャートである。スピーカ配置位置算出部102の処理が開始されると(ステップS001)、閾値Thに値MAX_THが設定される(ステップS002)。ここで、MAX_THは、コンテンツ解析部101で得られた定位位置のヒストグラムの最大値である。次に、閾値Thと定位位置のヒストグラムグラフとの交点数を算出し(ステップS003)、これら交点の隣り合う交点との間隔があらかじめ設定された閾値Θ_min以上Θ_max未満を満たす場合は(ステップS004においてYES)、その交点位置各々をキャッシュ領域に記憶し(ステップS005)、次のステップS015に進む。
(1)再生コンテンツにオブジェクトベースオーディオの音声信号が含まれていた場合
音声信号処理部103は、スピーカ配置位置算出部102で算出されたスピーカの配置位置に基づいて、各スピーカから出力される音声信号を構築する。図9は、第2の実施形態において、ベクトルベースの音圧パンニングの概念を示した図である。図9において、オブジェクトベースオーディオ中の1つの発音オブジェクトのある時間における位置が1103であるとする。また、スピーカ配置位置算出部102で算出されたスピーカの配置位置が発音オブジェクトの位置1103を挟むように1101と1102に指定されていた場合、例えば、非特許文献2に示されるように、これらスピーカを用いたベクトルベースの音圧パンニングで発音オブジェクトを位置1103に再現する。具体的には、受聴者1107に対し、発音オブジェクトから発せられる音の強さを、ベクトル1105で表したとき、このベクトルを受聴者1107と位置1101に位置するスピーカ間のベクトル1104と、受聴者1107と位置1101に位置するスピーカ間のベクトル1106に分解し、この時のベクトル1105に対する比を求める。
r1=sin(θ2)/sin(θ1+θ2)
r2=cos(θ2)-sin(θ2)/tan(θ1+θ2)
で表すことができる。
この場合、例えば、5.1ch音声が含まれていた場合も同様の処理で、5.1chの推奨配置位置のひとつが位置1103、スピーカ配置位置算出部102で算出されたスピーカの配置位置が1101と1102と考え、上記手順を実行する。
記憶部104は、コンテンツ解析部101で用いられる種々のデータを記録するための二次記憶装置によって構成される。記憶部104は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどによって構成され、より具体的な例としては、HDD、SSD(Solid State Drive)、SDメモリーカード、BD、DVDなどが挙げられる。コンテン
ツ解析部101は、必要に応じて記憶部104からデータを読み出す。また、解析結果を含む各種パラメータデータを記憶部104に記録することもできる。
提示部105は、スピーカ配置位置算出部102で得られたスピーカの配置位置情報をユーザに提示する。提示方法としては、例えば、図10(A)に示すように液晶ディスプレイ等にユーザとスピーカの配置位置関係を図示しても良いし、図10(B)に示すように、配置位置を数値のみで示しても良い。また、ディスプレイ以外を用いてスピーカ位置を提示しても良く、例えば天井近くにレーザポインタやプロジェクタを設置し、これと連携することで、設置位置を現実世界にマッピングする形で提示することとしても良い。
音声出力部106は、音声信号処理部103で得られた音声を出力する。ここで、音声出力部106は、配置されるs個のスピーカ乃至これらを駆動させる増幅器(アンプ)で構成される。
第1の実施形態では、スピーカの位置に応じた出力音声の構築処理をスピーカ配置位置指示システム1内の音声信号処理部103で行なったが、この機能をスピーカ配置位置指示システム外部に持たせても良い。すなわち、図11に示すように、第1の実施形態の変形例1に係るスピーカ配置位置指示システム8は、映像コンテンツ乃至音声コンテンツに含まれる音声信号を解析するコンテンツ解析部101と、コンテンツ解析部101で得られた解析結果やコンテンツ解析に必要な各種パラメータを記録している記憶部104と、コンテンツ解析部101で得られた解析結果に基づきスピーカの配置位置を算出するスピーカ配置位置算出部801と、から構成される。なお、スピーカ配置位置指示システム(スピーカ配置位置指示部)8と提示部105とによって、スピーカの配置位置提示装置が構成される。
図12に示すように、ユーザが提示部105で提示した位置にスピーカを配置しているかを確認するために、第1の実施形態の構成にさらにスピーカ位置確認部1701を設ける構成としても良い。スピーカ位置確認部1701には、マイクロホンが少なくともひとつ具備され、例えば、特許文献1に開示された技術を用いて、ユーザが配置したスピーカから発せられた音をこのマイクロホンで集音、解析することで実際のスピーカの位置を把握し、これが、提示部105に示した位置と異なる場合は、その旨を提示部105に示し、ユーザに知らせるようにしても良い。なお、スピーカ配置位置指示システム(スピーカ配置位置指示部)17と提示部105とによって、スピーカの配置位置提示装置が構成される。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図13は、本発明の第2の実施形態に係るスピーカ配置位置指示システム9の主要な構成を示す図である。第2の実施形態に係るスピーカ配置位置指示システム9は、再生する環境情報例えば部屋の間取り情報を取得し、これに基づいた好適なスピーカ配置位置を指示するシステムである。図13に示すように、スピーカ配置位置指示システム9は、さまざまな外部機器から得られる環境情報からスピーカ配置に必要な情報を解析する環境情報解析部901と、環境情報解析部901で得られた解析結果や環境情報解析に必要な各種パラメータを記録している記憶部104と、環境情報解析部901で得られた解析結果に基づきスピーカの配置位置を算出するスピーカ配置位置算出部102と、スピーカ配置位置算出部102で算出された各スピーカの位置に基づいて各々が再生する音声信号を再合成する音声信号処理部103と、から構成される。
環境情報解析部901は、入力されたスピーカを配置する部屋の情報から、スピーカ配置位置の尤度情報を計算する。まず、環境情報解析部901は、図14Aに示すような平面図を取得する。平面図は、例えば、部屋の天井に設置されたカメラで撮影された画像を用いるものとする。本実施形態で入力された平面図1401内には、テレビ1402、ソファー1403、家具1404並びに1405が配置されているものとする。ここで、環境情報解析部901は、液晶ディスプレイ等で構成される提示部103を介してユーザに対し平面図1401を提示し、ユーザに、ユーザ入力受付部903を介して、テレビの位置1407と、視聴位置1406を入力させる。
スピーカ配置位置算出部902は、環境情報解析部901から得られたスピーカの設置尤度情報に基づいて、スピーカを配置する位置を決定する。図16は、スピーカ配置位置を算出する動作を示すフローチャートである。図16において処理が開始されると(ステップS201)、スピーカ配置位置算出部902は、記憶部104から、デフォルトのスピーカ配置位置情報を読み出す(ステップS202)。本実施形態では、5.1chのLFE(Low Frequency Effect)を除くスピーカの配置位置情報を読み出すものとする。
本出願は、2015年12月21日に出願された日本国特許出願:特願2015-248970に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
4 ヒストグラム
8 スピーカ配置位置指示システム(スピーカ配置位置指示部)
9 スピーカ配置位置指示システム(スピーカ配置位置指示部)
101 コンテンツ解析部
102 スピーカ配置位置算出部
103 音声信号処理部
104 記憶部
105 提示部
106 音声出力部
201 センターチャネル
202 フロントライトチャネル
203 フロントレフトチャネル
204 サラウンドライトチャネル
205 サラウンドレフトチャネル
701 定位位置ヒストグラム
702 閾値Th
703、704、705、706 交点
801 スピーカ配置位置算出部
802 音声信号処理部
901 環境情報解析部
902 スピーカ配置位置算出部
903 ユーザ入力受付部
1101、1102 発音オブジェクトの位置
1103 オブジェクトベースオーディオ中の1つの発音オブジェクトのある時間における位置
1104、1105、1106 ベクトル
1107 受聴者
1201 FL(フロントレフトチャネル)
1202 FR(フロントライトチャネル)
1203 音像定位位置
1301 設置尤度
1401 平面図
1402 テレビ
1403 ソファー
1404、1405 家具
1406 視聴位置
1407 入力されたテレビの位置
1408 同心円
1409、1410、1411 設置できないエリア
1501、1502、1503、1504、1505、1506、1507 スピーカ位置
Claims (5)
- 複数のスピーカの配置位置を提示するスピーカの配置位置提示装置であって、
入力されたコンテンツデータに含まれる音声信号に付随する位置情報パラメータに基づいて、スピーカの配置位置を算出するスピーカ配置位置指示部と、
算出した前記スピーカの配置位置を提示する提示部と、
を備えるスピーカの配置位置提示装置。 - 前記スピーカ配置位置指示部は、スピーカを配置する候補となる位置における音声定位の頻度に基づいて、前記スピーカの配置位置を算出することを特徴とする請求項1に記載のスピーカの配置位置提示装置。
- 前記スピーカ配置位置指示部は、隣接する位置から出力される音声信号間の相関値に基づいて、前記スピーカの配置位置を算出することを特徴とする請求項2に記載のスピーカの配置位置提示装置。
- 複数のスピーカの配置位置を提示するスピーカの配置位置提示装置であって、
スピーカの配置が可能である領域または不可能である領域を示す可否情報を入力し、スピーカを配置する候補となる位置の尤度を示す尤度情報を生成し、前記尤度情報に基づいて、スピーカの配置位置を決定するスピーカ配置位置指示部と、
算出した前記スピーカの配置位置を提示する提示部と、
を備えるスピーカの配置位置提示装置。 - ユーザの操作を受け付けて、スピーカの配置が可能である領域または不可能である領域を示す可否情報を入力するユーザ入力受付部を備える請求項4に記載のスピーカの配置位置提示装置。
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