音像定位制御装置
【課題】 音質や臨場感を保持したまま、車室内の反射波や遮蔽の影響を受けることなくセンター成分の音像定位位置の制御を行うことが可能な音像定位制御装置を提供すること。
【解決手段】 帯域分割手段２において中域周波数成分のオーディオ信号を抽出し、モノラル成分抽出手段において中域周波数成分のうちモノラル成分のオーディオ信号だけを抽出し、左右重み付け付加手段による左右のバランス量に対応する重み付けや、前後重み付け付加手段による前後のフェダー量に対応する重み付けを行う。このため、ボーカル音が多く含まれる中域周波数帯域のオーディオ信号であって、さらに音質や臨場感に対する影響の少ないモノラル成分のみに対して前後方向あるいは左右方向に対応する重み付け処理を施すことが可能となり、効果的に音像の定位位置の制御を行うことが可能となる。
【解決手段】 帯域分割手段２において中域周波数成分のオーディオ信号を抽出し、モノラル成分抽出手段において中域周波数成分のうちモノラル成分のオーディオ信号だけを抽出し、左右重み付け付加手段による左右のバランス量に対応する重み付けや、前後重み付け付加手段による前後のフェダー量に対応する重み付けを行う。このため、ボーカル音が多く含まれる中域周波数帯域のオーディオ信号であって、さらに音質や臨場感に対する影響の少ないモノラル成分のみに対して前後方向あるいは左右方向に対応する重み付け処理を施すことが可能となり、効果的に音像の定位位置の制御を行うことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音像定位制御装置に関し、より詳細には、中域周波数成分のオーディオ信号におけるセンター成分（モノラル成分）のバランスおよびフェダーの調節を行うことによって、ボーカル成分を多く含む中域周波数帯域の音像に対する定位制御を行うことが可能な音像定位制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な車載用オーディオでは、スピーカより出力される音像の定位を行う方法として、例えば、左右のスピーカの音量を調節するバランス機能や、前後のスピーカの音量を調節するフェダー機能を用いることが多い（例えば、特許文献１参照）。また、スピーカより出力された音が所定位置に到達するまでの時間差を調節することにより音像の定位制御を行うシートポジション機能（タイムアライメント調節機能）などが搭載される車両も存在する。
【０００３】
このように、左右スピーカに対するバランス機能や、前後スピーカに対するフェダー機能等を用いることにより、音像の定位位置を調節することが可能となっている。
【特許文献１】特開２０００―１９７１８２号公報 （第６頁、第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バランス機能やフェダー機能を用いて音像の定位位置の調節を行うと、スピーカ毎の音量のレベルバランスが変わってしまうため、音質や臨場感が大きく変化してしまうという問題があった。
【０００５】
また、シートポジション機能を用いて調節を行う場合であっても、車室内では反射波のレベルが大きくなりやすいため、さらには、シートの背もたれ部等による遮蔽の影響も多く存在するため、オーディオ信号の全帯域に渡って音の到達時間を調節することが困難であり、十分な音像定位位置の調節を行うことが容易ではないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、音質や臨場感を保持したまま、車室内の反射波や遮蔽の影響を受けることなく、音像の定位位置の制御を行うことが可能な音像定位制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る音像定位制御装置は、少なくとも右側スピーカと左側スピーカとを備えた車室内において、前記右側スピーカおよび前記左側スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、前記オーディオ信号における左右方向の定位設定を行うためのバランス設定手段と、前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記バランス設定手段により設定された左右のバランス量に対応する重み付けを付加することにより、左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とを生成する左右重み付け付加手段と、前記左右重み付け付加手段により前記重み付けが付加された前記左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とのそれぞれに対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、該中域周波数成分合成手段により生成された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける低高域周波数成分のオーディオ信号とを合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により生成された右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネルにおける低高域周波数成分のオーディオ信号とを合成する帯域合成手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る音像定位制御装置によれば、帯域分割手段において中域周波数成分のオーディオ信号を抽出し、モノラル成分抽出手段において中域周波数成分のうちモノラル成分のオーディオ信号だけを抽出し、左右重み付け付加手段によりバランス設定手段において設定された左右のバランス量に対応する重み付けを行う。このため、ボーカル音が多く含まれる中域周波数帯域のオーディオ信号であって、さらに音質や臨場感に対する影響の少ないモノラル成分のみに対して左右方向に対応する重み付け処理を施すことが可能となる。
【０００９】
従って、重み付け処理を行ったモノラル成分のオーディオ信号に対して中域周波数成分合成手段を用いて中域周波数におけるステレオ成分を合成し、帯域合成手段を用いて左右チャンネル用の低高域周波数のオーディオ信号を合成することにより生成されるステレオ音源のオーディオ信号は、音質や臨場感に対して影響を及ぼすステレオ成分に対して制御を行うことなく、ボーカル音を多く含む中域周波数成分の調整を行うことができる。このため、本発明に係る音像定位制御装置を用いることにより、音質や臨場感を損なうことなく音像の左右方向の定位位置制御を効果的に行うことが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る音像定位制御装置は、少なくとも前側スピーカと後側スピーカとを備えた車室内において、前記前側スピーカおよび前記後側スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、前記オーディオ信号における前後方向の定位設定を行うためのフェダー設定手段と、前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成する前後重み付け付加手段と、前記前後重み付け付加手段により前記重み付けが付加された前記前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号を、右側チャンネルおよび左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用のオーディオ信号に分割すると共に、さらに、前記後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号を、右側チャンネルおよび左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用のオーディオ信号に分割し、分割された全てのオーディオ信号に対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、該中域周波数成分合成手段により合成された前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により合成された前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成する帯域合成手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る音像定位制御装置によれば、帯域分割手段において中域周波数成分のオーディオ信号を抽出し、モノラル成分抽出手段において中域周波数成分のうちモノラル成分のオーディオ信号だけを抽出し、前後重み付け付加手段によりフェダー設定手段において設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを行う。このため、ボーカル音が多く含まれる中域周波数帯域のオーディオ信号であって、さらに音質や臨場感に対する影響の少ないモノラル成分のみに対して前後方向に対応する重み付け処理を施すことが可能となる。
【００１２】
従って、重み付け処理を行ったモノラル成分のオーディオ信号に対して中域周波数成分合成手段を用いて中域周波数におけるステレオ成分を合成し、帯域合成手段を用いて左右チャンネル用の低高域周波数のオーディオ信号を合成することにより生成されるステレオ音源のオーディオ信号は、音質や臨場感に対して影響を及ぼすステレオ成分に対して制御を行うことなく、ボーカル音を多く含む中域周波数成分の調整を行うことができる。このため、本発明に係る音像定位制御装置を用いることにより、音質や臨場感を損なうことなく音像の前後方向の定位位置制御を効果的に行うことが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明に係る音像定位制御装置は、少なくとも前後左右に４個のスピーカを備えた車室内において、各スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、前記オーディオ信号における左右方向の定位設定を行うためのバランス設定手段と、前記オーディオ信号における前後方向の定位設定を行うためのフェダー設定手段と、前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記バランス設定手段により設定された左右のバランス量に対応する重み付けを付加することにより、左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とを生成する左右重み付け付加手段と、該左右重み付け付加手段により生成された左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記左側チャンネルにおける前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成すると共に、前記左右重み付け付加手段により生成された右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記右側チャンネルにおける前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成する前後重み付け付加手段と、前記左右重み付け付加手段および前記前後重み付け付加手段により左右のバランス量および前後のフェダー量に対応する重み付けが行われた全てのオーディオ信号に対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、該中域周波数成分合成手段により合成された前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により合成された前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成する帯域合成手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る音像定位制御装置によれば、帯域分割手段において中域周波数成分のオーディオ信号を抽出し、モノラル成分抽出手段において中域周波数成分のうちモノラル成分のオーディオ信号だけを抽出し、左右重み付け付加手段による左右のバランス量に対応する重み付けおよび、前後重み付け付加手段による前後のフェダー量に対応する重み付けを行う。このため、ボーカル音が多く含まれる中域周波数帯域のオーディオ信号であって、さらに音質や臨場感に対する影響の少ないモノラル成分のみに対して前後左右方向に対応する重み付け処理を施すことが可能となる。
【００１５】
従って、重み付け処理を行ったモノラル成分のオーディオ信号に対して中域周波数成分合成手段を用いて中域周波数におけるステレオ成分を合成し、帯域合成手段を用いて左右チャンネル用の低高域周波数のオーディオ信号を合成することにより生成されるステレオ音源のオーディオ信号は、音質や臨場感に対して影響を及ぼすステレオ成分に対して制御を行うことなく、ボーカル音を多く含む中域周波数成分の調整を行うことができる。このため、本発明に係る音像定位制御装置を用いることにより、音質や臨場感を損なうことなく音像の前後左右方向の定位位置制御を効果的に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る音像定位制御装置では、帯域分割手段において中域周波数成分のオーディオ信号を抽出し、モノラル成分抽出手段において中域周波数成分のうちモノラル成分のオーディオ信号だけを抽出し、左右重み付け付加手段による左右のバランス量に対応する重み付けや、前後重み付け付加手段による前後のフェダー量に対応する重み付けを行う。このため、ボーカル音が多く含まれる中域周波数帯域のオーディオ信号であって、さらに音質や臨場感に対する影響の少ないモノラル成分のみに対して前後方向あるいは左右方向に対応する重み付け処理を施すことが可能となる。
【００１７】
従って、重み付け処理を行ったモノラル成分のオーディオ信号に対して中域周波数成分合成手段を用いて中域周波数におけるステレオ成分を合成し、帯域合成手段を用いて左右チャンネル用の低高域周波数のオーディオ信号を合成することにより生成されるステレオ音源のオーディオ信号は、音質や臨場感に対して影響を及ぼすステレオ成分に対して制御を行うことなく、ボーカル音を多く含む中域周波数成分の調整を行うことができる。このため、本発明に係る音像定位制御装置を用いることにより、音質や臨場感を損なうことなく音像の前後方向あるいは左右方向の定位位置制御を効果的に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る音像定位制御装置を、図面を用いて詳細に説明する。音像定位制御装置は、車載用のオーディオ装置やカーナビゲーションシステムなどに内設されており、車内において、次述する音像定位用バランス設定部および音像定位用フェダー設定部を用いて聴取者が操作を行うことによって、音像の定位位置を調整することが可能となっている。
【００１９】
図１は、音像定位制御装置の概略構成を示したブロック図である。音像定位制御装置１は、帯域分割部（帯域分割手段）２と、定位制御部３と、加算部（帯域合成手段）４〜７と、音像定位用バランス設定部（バランス設定手段）８と、音像定位用フェダー設定部（フェダー設定手段）９とを有している。
【００２０】
帯域分割部２は、入力された信号を低域部分と高域部分とが加算された低高域部分と、中域部分とに分割する役割を有している。なお、本実施の形態に係る音像定位制御装置１では、２チャンネルのオーディオ信号（Ｌ側チャンネル用のオーディオ信号とＲ側チャンネル用のオーディオ信号）が入力されるものとして説明を行う。
【００２１】
図２は、帯域分割部２の概略構成を示したブロック図である。帯域分割部２は、図２に示すように、第１ローパスフィルタ部１０と、第２ローパスフィルタ部１１と、第１ハイパスフィルタ部１２と、第２ハイパスフィルタ部１３と、加算部１４と、位相反転部１５とを有している。
【００２２】
第１ローパスフィルタ部１０および第２ローパスフィルタ部１１は、低域通過型の３次のButterworthフィルタを２段カスケード接続することにより構成されている。また、第１ハイパスフィルタ部１２および第２ハイパスフィルタ部１３は、高域通過型の３次のButterworthフィルタを２段カスケード接続することにより構成される。
【００２３】
図３は、第１ローパスフィルタ部１０、第２ローパスフィルタ部１１、第１ハイパスフィルタ部１２および第２ハイパスフィルタ部１３を用いることにより、帯域分割部２において帯域分割が行われる帯域別のフィルタ特性を示している。
【００２４】
ここで、第１ローパスフィルタ部１０のカットオフ周波数は３００Ｈｚ、第２ローパスフィルタ部１１のカットオフ周波数は、６，０００Ｈｚ、第１ハイパスフィルタ部１２のカットオフ周波数は３００Ｈｚ、第２ハイパスフィルタ部１３のカットオフ周波数は６，０００Ｈｚである。
【００２５】
このようなカットオフ周波数の設定がなされたフィルタ部１０〜１３を用いて、図２に示すように、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に対して第１ローパスフィルタ部１０を適用すると、第１ローパスフィルタ部１０を通過したオーディオ信号は、３００Ｈｚ以下の低域周波数帯域のオーディオ信号となり、低域周波数成分（図２及び図３に示す「Ｌｏｗ」）のみが抽出されることになる。また、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に対して第１ハイパスフィルタ部１２を適用すると、第１ハイパスフィルタ部１２を通過したオーディオ信号は、６，０００Ｈｚ以上の高域周波数帯域のオーディオ信号となり、高域周波数成分（図２及び図３に示す「Ｈｉｇｈ」）のみが抽出されることになる。
【００２６】
さらに、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に対して第２ローパスフィルタ部１１を適用すると、第２ローパスフィルタ部１１を通過したオーディオ信号は、６，０００Ｈｚ以下の中域周波数成分＋低域周波数成分のオーディオ信号（図２に示す「Ｌｏｗ＋Ｍｉｄ」）となり、さらに、この中域周波数成分＋低域周波数成分のオーディオ信号に対して、第２ハイパスフィルタ部１３を適用すると、第２ハイパスフィルタ部１３を通過したオーディオ信号は、３００Ｈｚ以上の高域周波数帯域のオーディオ信号となる。つまり、第２ローパスフィルタ部１１と第２ハイパスフィルタ部１３とを通過したオーディオ信号は、３００Ｈｚ以上かつ６，０００Ｈｚ以下となる中域周波数帯域のオーディオ信号（図２及び図３に示す「Ｍｉｄ」）となる。この中域周波数帯域のオーディオ信号は、一般的に、オーディオ信号の音声帯域に相当する信号である。
【００２７】
このように、それぞれのフィルタ部１０〜１３を組み合わせることによって、図３に示すように、入力されたＬ側チャンネルのステレオ信号の帯域を低域周波数成分（Ｌｏｗ）、中域周波数成分（Ｍｉｄ）、高域周波数成分（Ｈｉｇｈ）に分割することが可能となる。なお、図２においては、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に対してのみフィルタ部１０〜１３を適用する場合の帯域分割部２の構成しか示されていないが、Ｒ側チャンネルのオーディオ信号に対しても同様にフィルタ部１０〜１３が適用されて、Ｒ側チャンネルのステレオ信号の帯域が低域周波数成分（Ｌｏｗ）、中域周波数成分（Ｍｉｄ）、高域周波数成分（Ｈｉｇｈ）に分割される。
【００２８】
帯域分割部２の加算部１４では、帯域分割を行った低域周波数成分と高域周波数成分との合成を、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号とＲ側チャンネルのオーディオ信号とにおいてそれぞれ実行し、合成された信号を帯域分割部２より出力する（図１に示す「Ｌｏｗ+Ｈｉｇｈ Ｌ」がＬ側チャンネルの合成信号、「Ｌｏｗ+Ｈｉｇｈ Ｒ」がＲ側チャンネルの合成信号を示す。）。
【００２９】
一方で、第２ローパスフィルタ部１１と第２ハイパスフィルタ部１３とを通過した中域周波数帯域のオーディオ信号は、位相反転部１５において−１の乗算が行われて、位相反転が行われる。このように位相反転部１５において位相反転を行うことにより、図１に示す加算部４〜７における合成処理の際の信号間の干渉を低減することが可能となる。なお、この位相反転部１５における処理は、常に必要とされる処理ではなく、本実施の形態においては、フィルタ部１０〜１３に用いられるButterworthフィルタの次数が３次であるために、位相反転を行っている。
【００３０】
音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９は、車載用のカーオーディオの操作部あるいは、カーナビゲーションシステムの操作パネル等として設けられる操作手段である。
【００３１】
音像定位用バランス設定部８は、音像の定位位置を左右方向に調整する際に操作される。音像定位用バランス設定部８では、基本位置（左右のバランスが等しい位置）が０に規定されており、左側寄りに音像定位用バランス設定部８が操作されると、その操作量に応じてバランス信号が０から−１まで変動して設定されることになる。一方で、音像定位用バランス設定部８が、右側寄りに操作されると、その操作量に応じてバランス信号が０から＋１まで変動して設定されることになる。
【００３２】
また、音像定位用フェダー設定部９は、音像の定位位置を前後方向に調整する際に操作される。音像定位用フェダー設定部９では、基本位置（前後のバランスが等しい位置）が０に規定されており、後ろ寄りに音像定位用フェダー設定部９が操作されると、その操作量に応じてフェダー信号が０から−１まで変動して設定されることになる。一方で、音像定位用フェダー設定部９が、前側寄りに操作されると、その操作量に応じてフェダー信号が０から＋１まで変動して設定されることになる。
【００３３】
図４は、定位制御部３の概略構成を示したブロック図である。定位制御部３は、音像定位用バランス設定部８の操作により設定されるバランス信号および音像定位用フェダー設定部９の操作により設定されるフェダー信号に基づいて、中域周波数成分のゲイン調整を行う役割を有している。
【００３４】
定位制御部３は、図４に示すように、減算部（ステレオ成分抽出手段）２０と、加算部（モノラル成分抽出手段）２１、加算部（中域周波数成分合成手段）２２〜２５と、第１ゲイン部２６と、第２ゲイン部２７と、重み付け部（左右重み付け付加手段、前後重み付け付加手段）２８とを有している。
【００３５】
減算部２０は、Ｌ側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号（図４に示す「Ｍｉｄ Ｌ」）から、Ｒ側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号（図４に示す「Ｍｉｄ Ｒ」）を減算することにより、中域周波数成分のオーディオ信号から、モノラル信号すなわちセンター成分の除去を行い、ステレオ成分の抽出を行う。
【００３６】
第１ゲイン部２６および第２ゲイン部２７では、減算部２０においてセンター成分が除去されたステレオ成分の信号に対して、所定の重み付けを行う役割を有している。この第１ゲイン部２６および第２ゲイン部２７における重み付け処理は、後述する重み付け部２８の第３ゲイン部における重み付け処理と協働することにより、加算部４〜７において、低域周波数成分および高域周波数成分のオーディオ信号に対して加算される中域周波数成分のオーディオ信号の出力レベルが、低域周波数成分および高域周波数成分のオーディオ信号に比べて高すぎるレベルとなったり低すぎるレベルとなったりすることを回避するために行われる処理である。
【００３７】
本実施の形態に示す第１ゲイン部２６では、センター成分が除去された信号に対して０．７０７１（＝１／√２）の重み付けが行われ、第２ゲイン部２７では、センター成分が除去された信号に対して−０．７０７１（＝−１／√２）の重み付けが行われる。この重み付け処理における重み付けの正負の値の違いは、加算部４〜７における信号の合成処理での位相の補正を目的としたものである。
【００３８】
この重み付け処理により、２チャンネルのオーディオ信号（Ｌ側チャンネルのオーディオ信号とＲ側チャンネルのオーディオ信号）が、チャンネル間で相関のない信号すなわちステレオ信号である場合に、加算部４〜７における信号の合成処理における、信号の干渉を抑制することが可能となる。
【００３９】
一方で、加算部２１は、Ｌ側チャンネルの中域周波数成分のオーディオ信号（図４に示す「Ｍｉｄ Ｌ」）と、Ｒ側チャンネルの中域周波数成分のオーディオ信号（図４に示す「Ｍｉｄ Ｒ」）との加算を行う役割を有している。加算部２１により加算されたＬ側チャンネルおよびＲ側チャンネルの中域周波数成分におけるオーディオ信号は、重み付け部２８に出力される。
【００４０】
図５は、重み付け部２８の概略構成を示したブロック図である。重み付け部２８は、図５に示すように、第３ゲイン部３０と、乗算部３１〜３６と、第１ゲイン設定部３７と、第２ゲイン設定部３８とを有している。
【００４１】
第３ゲイン部３０は、定位制御部３の加算部２１において加算されたＬ側チャンネルおよびＲ側チャンネルの中域周波数成分におけるオーディオ信号に対して、重み付けを行う役割を有している。この重み付けの割合は、上述した第１ゲイン部２６および第２ゲイン部２７における重み付けの割合に応じて調整される。本実施の形態に係る第３ゲイン部３０においては、０．５の重み付けを行う。
【００４２】
第１ゲイン設定部３７は、音像定位用バランス設定部８より取得したバランス信号に基づいて、乗算部３１および乗算部３２より中域周波数成分のオーディオ信号に対して乗算するゲインの値を設定する役割を有している。
【００４３】
第１ゲイン設定部３７は、図６（ａ）に示すような関係に従って、バランス信号に対するゲインの設定を行う。図６（ａ）に示すように、バランス信号が０〜−１の間の値である場合には、音像定位用バランス設定部８が左側寄りに操作されたことになる。この場合、第１ゲイン設定部３７は、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３１のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ１Ｌに対応するゲイン出力）は低減させずに（０ｄＢを保ったままにして）、Ｒ側チャンネルのオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３２のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ１Ｒに対応するゲイン出力）を、バランス信号の値の減少に比例させて低減させる。このようにして、音像定位用バランス設定部８が左寄りに操作された場合において、Ｒ側チャンネルのオーディオ信号におけるゲインを低減させることによって、中域周波数成分におけるＲ側チャンネルのゲインが低減されることになり、Ｌ側チャンネルとＲ側チャンネルとの中域周波数成分におけるゲインの相違により、音像の定位位置を左側に移動させることが可能となる。
【００４４】
一方で、図６（ａ）に示すように、バランス信号が０〜＋１の間の値である場合には、音像定位用バランス設定部８が右側寄りに操作されたことになる。この場合、第１ゲイン設定部３７は、Ｒ側チャンネルのオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３２のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ１Ｒに対応するゲイン出力）は低減させずに（０ｄＢを保ったままにして）、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３１のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ１Ｌに対応するゲイン出力）を、バランス信号の値の増加に反比例させるようにして低減させる。このようにして、音像定位用バランス設定部８が右寄りに操作された場合において、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号におけるゲインを低減させることによって、中域周波数成分におけるＬ側チャンネルのゲインが低減されることになり、Ｌ側チャンネルとＲ側チャンネルの中域周波数成分におけるゲインの相違により、音像の定位位置を右側に移動させることが可能となる。
【００４５】
第２ゲイン設定部３８は、音像定位用フェダー設定部９より取得したフェダー信号に基づいて、乗算部３３〜乗算部３６により中域周波数成分のオーディオ信号に対して乗算するゲインの値を設定する役割を有している。
【００４６】
第２ゲイン設定部３８は、図６（ｂ）に示すような関係に従って、フェダー信号に対するゲインの設定を行う。図６（ｂ）に示すように、フェダー信号が０〜−１の間の値である場合には、音像定位用フェダー設定部９が後側寄りに操作されたことになる。この場合、第２ゲイン設定部３８は、後側のオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３４および乗算部３６のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ２Ｒに対応するゲイン出力）は低減させずに（０ｄＢを保ったままにして）、前側のオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３３および乗算部３５のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ２Ｆに対応するゲイン出力）を、フェダー信号の値の減少に比例させて低減させる。このようにして、音像定位用フェダー設定部９が後寄りに操作された場合において、前側のオーディオ信号におけるゲインを低減させることによって、中域周波数成分における前側のゲインが低減されることになり、後側と前側の中域周波数成分におけるゲインの相違により、音像の定位位置を後側に移動させることが可能となる。
【００４７】
一方で、図６（ｂ）に示すように、バランス信号が０〜＋１の間の値である場合には、音像定位用フェダー設定部９が前側寄りに操作されたことになる。この場合、第２ゲイン設定部３８は、前側のオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３３および乗算部３５のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ２Ｆに対応するゲイン出力）は低減させずに（０ｄＢを保ったままにして）、後側のオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３４および乗算部３６のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ２Ｒに対応するゲイン出力）を、フェダー信号の値の増加に反比例させるようにして低減させる。このようにして、音像定位用フェダー設定部９が前側寄りに操作された場合において、後側のオーディオ信号におけるゲインを低減させることによって、中域周波数成分における後側のゲインが低減されることになり、後側と前側の中域周波数成分におけるゲインの相違により、音像の定位位置を前側に移動させることが可能となる。
【００４８】
乗算部３１〜乗算部３６は、第１ゲイン設定部３７および第２ゲイン設定部３８において設定されたゲインに基づく制御信号Ｇ１Ｌ、Ｇ１Ｒ、Ｇ２Ｆ、Ｇ２Ｒと、オーディオ信号とに基づいて乗算処理を行い、音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９により設定された音像の定位制御に対応する重み付けがなされた重み信号Ｗ１〜Ｗ４を、定位制御部３の加算部２２〜加算部２５に対して出力する。
【００４９】
加算部２２〜加算部２５は、第１ゲイン部２６および第２ゲイン部２７において重み付け処理されたステレオ成分のオーディオ信号と、重み付け部２８より出力されたモノラル成分（センター成分）に関する重み信号Ｗ１〜Ｗ４との加算を行う役割を有しており、この加算部２２〜加算部２５において加算処理が行われた信号は、センター成分の定位を制御するための定位制御信号Ｃ１〜Ｃ４として、音像定位制御装置１の加算部４〜加算部７にそれぞれ出力されることになる。
【００５０】
音像定位制御装置１の加算部４〜加算部７では、帯域分割部２より出力される低域周波数成分と高域周波数成分とが合成されたオーディオ信号に対して、中域周波数成分における定位制御信号Ｃ１〜Ｃ４とを加算する。このように、加算部４〜加算部７で低高域周波数成分よりなるオーディオ信号に対して、モノラル成分に基づく音像の定位制御が行われた中域周波数成分のオーディオ信号を加算することにより、中域周波数成分のボーカル音部分のみを効果的に定位制御したオーディオ信号を生成することが可能となる。
【００５１】
加算部４〜加算部７において加算処理された各オーディオ信号（Ｆｒｏｎｔ Ｒ、Ｒｅａｒ Ｒ、Ｆｒｏｎｔ Ｌ、Ｒｅａｒ Ｌ）は、図示を省略するパワーアンプにおいて増幅処理された後に、図７に示すように車室４０内の右側前に設置されるスピーカ４１（オーディオ信号Ｆｒｏｎｔ Ｒが出力されるスピーカ）、右側後に設置されるスピーカ４２（オーディオ信号Ｒｅａｒ Ｒが出力されるスピーカ）、左側前に設置されるスピーカ４３（オーディオ信号Ｆｒｏｎｔ Ｌが出力されるスピーカ）、左側後に設置されるスピーカ４４（オーディオ信号Ｒｅａｒ Ｌが出力されるスピーカ）に対して、それぞれ対応するオーディオ信号が出力される。
【００５２】
次に、本実施の形態に係る音像定位制御装置１を用いて、音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９の操作を行うことによって、車室４０内の右側前に設置されるスピーカ４１、右側後に設置されるスピーカ４２、左側前に設置されるスピーカ４３、左側後に設置されるスピーカ４４より出力されるオーディオ信号の出力波形を示すことにより、音像の定位位置の制御効果について説明する。
【００５３】
図８〜図１４に示すグラフは、音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９を操作した状態において、右側前に設置されるスピーカ４１、右側後に設置されるスピーカ４２、左側前に設置されるスピーカ４３、左側後に設置されるスピーカ４４より出力される、モノラル音声あるいはステレオ音声におけるオーディオ信号の出力波形を示した図である。
【００５４】
ここで、音像定位制御装置１に入力される音源は、サンプリング速度が４８ｋＨｚ、符号長３２，７６７のＭ系列符号であって、モノラル音源は、Ｌ側チャンネルとＲ側チャンネルとの符号が同一の音源であり、ステレオ音源は、Ｌ側チャンネルとＲ側チャンネルとの符号が異なりほぼ無相関となっている音源である。また、図１０に示すＬ側チャンネルのみの音源は、Ｌ側チャンネル側にのみＭ系列符号を入力したものである。
【００５５】
なお、ステレオ音源は、いわゆる音質や臨場感を顕著に表すものであるため、音像定位用バランス設定部８や音像定位用フェダー設定部９の操作により、ステレオ音源の出力波形が大きく変化する場合には、音質や臨場感が音像の定位制御において大きく影響されていると判断することができる。
【００５６】
一方で、モノラル音源は、音像定位制御装置１の重み付け部２８においてバランス信号およびフェダー信号に基づいて定位制御が行われる中域周波数成分のセンター成分の音源（ボーカル音声に該当する音源）である。定位制御部３では、加算部２１において加算されたＬ側チャンネルおよびＲ側チャンネルの中域周波数成分におけるセンター成分のオーディオ信号に対して、重み付け部２８により定位制御処理が施される。この重み付け部２８に入力されるオーディオ信号は、加算された中域周波数成分の信号であるため、Ｌ側チャンネルおよびＲ側チャンネルのオーディオ信号において共通する成分の信号、つまり、モノラル音源としての特性を強く有している。
【００５７】
このため、音像定位用バランス設定部８や音像定位用フェダー設定部９の操作により、モノラル音源の出力波形が大きく変化する場合には、操作に応じて、音像の定位位置を効果的に制御することが可能であると判断することができる。
【００５８】
図８は、モノラル音源における出力波形を示し、図９は、ステレオ音源における出力波形を示しており、図８および図９は共に、バランス信号の値が０、フェダー信号の値が０に設定されている。
【００５９】
図８に示す出力波形と図９に示す出力波形とを比較すると、モノラル音源、ステレオ音源ともにほぼ同等の特性となっており、ほとんど処理を加えられずにそのまま出力されていることがわかる。
【００６０】
図１０は、図８および図９と同様に、バランス信号の値を０、フェダー信号の値を０に設定した状態で、音像定位制御装置１のＬ側チャンネルのみにモノラル音源のオーディオ信号を出力した場合に、４つのスピーカ４１〜４４から出力されるオーディオ信号の出力波形を示している。
【００６１】
音像定位制御装置１のＬ側チャンネルのみにオーディオ信号を出力した場合、図１０に示すように、右側前に設置されるスピーカ４１より出力されるオーディオ信号（Ｆｒｏｎｔ Ｒ）および右側後に設置されるスピーカ４２より出力されるオーディオ信号（Ｒｅａｒ Ｒ）の出力波形には、クロストーク成分が発生している。
【００６２】
しかしながら、このクロストーク成分は、中域周波数成分のみに限定されており、さらに、クロストークにより発生する出力波形の信号レベルは、Ｌ側チャンネルの信号レベルに比べて１２ｄＢ程度低い値となっている。このため、音像定位制御装置１に対してステレオ音源が入力される場合であっても、Ｌ側チャンネルとＲ側チャンネルとの間の干渉は十分に小さいものであり、音質や臨場感には影響を及ぼさないと判断することができる。
【００６３】
図１１は、モノラル音源における出力波形を示し、図１２は、ステレオ音源における出力波形を示しており、図１１および図１２は共に、バランス信号の値が−１、フェダー信号の値が０に設定されている。
【００６４】
図１１に示す出力波形と図１２に示す出力波形とを比較すると、バランス信号の値が−１に設定されているにもかかわらず、ステレオ音源の出力波形を示す図１２の信号の出力波形は、バランス信号の値が０に設定されている図８および図９とほぼ同等の波形特性を示している。このように、本実施の形態に係る音像定位制御装置１では、音像定位用バランス設定部８を操作してバランス信号の値を変更した場合であっても、音源の音質や臨場感を顕著に示すステレオ音源成分の出力波形を大きく変更させる可能性が低いといえる。
【００６５】
一方で、モノラル音源の出力波形を示す図１１の信号の出力波形は、右側前に設置されるスピーカ４１より出力されるオーディオ信号（Ｆｒｏｎｔ Ｒ）の出力波形における中域周波数帯域の信号レベルが２０ｄＢ程度減衰しており、また、右側後に設置されるスピーカ４２より出力されるオーディオ信号（Ｒｅａｒ Ｒ）の出力波形における中域周波数帯域の信号レベルが２０ｄＢ程度減衰している。このため、モノラル音源に対しては、左側前に設置されるスピーカ４３より出力されるオーディオ信号（Ｆｒｏｎｔ Ｌ）の中域周波数成分における信号レベルと、左側後に設置されるスピーカ４４より出力されるオーディオ信号（Ｒｅａｒ Ｌ）の中域周波数成分における信号レベルとが相対的に２０ｄＢ程度大きくなるため、音像の定位は、左側寄りに移動することになり、音像定位用バランス設定部８の設定により、ステレオ感すなわち臨場感を保持した状態のまま、ボーカル音声などを含むセンター成分（モノラル成分を有する中域周波数帯域）のみの定位が制御されることになる。
【００６６】
図１３は、モノラル音源における出力波形を示し、図１４は、ステレオ音源における出力波形を示しており、図１３および図１４は共に、バランス信号の値が−１、フェダー信号の値が１に設定されている。
【００６７】
図１３に示す出力波形と図１４に示す出力波形とを比較すると、バランス信号の値が−１に設定され、フェダー信号の値が１に設定されているにもかかわらず、ステレオ音源の出力波形を示す図１４の信号の出力波形は、バランス信号の値が０に設定され、フェダー信号が０に設定されている図８および図９とほぼ同等の波形特性を示している。このように、本実施の形態に係る音像定位制御装置１では、音像定位用バランス設定部８を操作してバランス信号の値を変更し、さらに、音像定位用フェダー設定部９を操作してフェダー信号の値を変更した場合であっても、音源の音質や臨場感を顕著に示すステレオ音源成分の出力波形を大きく変更させる可能性が低い。
【００６８】
一方で、モノラル音源の出力波形を示す図１３の信号の出力波形は、右側前に設置されるスピーカ４１より出力されるオーディオ信号（Ｆｒｏｎｔ Ｒ）の出力波形の中域周波数帯域における信号レベルが２０ｄＢ程度減衰しており、また、右側後に設置されるスピーカ４２より出力されるオーディオ信号（Ｒｅａｒ Ｒ）の出力波形の中域周波数帯域における信号レベルが４０ｄＢ程度減衰している。さらに、左側後に設置されるスピーカ４４より出力されるオーディオ信号（Ｒｅａｒ Ｌ）の出力波形の中域周波数帯域における信号レベルが２０ｄＢ程度減衰している。
【００６９】
このように、モノラル音源に対しては、音像定位用バランス設定部８を操作してバランス信号の値を−１に設定することにより、右側に設置されるスピーカ４１、４２より出力されるオーディオ信号の中域周波数成分における信号レベルよりも、左側に設置されるスピーカ４３，４４より出力されるオーディオ信号の中域周波数成分における信号レベルの方が相対的に２０ｄＢ程度大きくなるため、音像の定位は、左側寄りに移動することになる。さらに、音像定位用フェダー設定部９を操作してフェダー信号の値を１に設定することにより、後側に設置されるスピーカ４２、４４より出力されるオーディオ信号の中域周波数成分における信号レベルよりも、前側に設置されるスピーカ４１，４３より出力されるオーディオ信号の中域周波数成分における信号レベルの方が相対的に２０ｄＢ程度大きくなるため、音像の定位は、前側寄りに移動することになる。
【００７０】
従って、音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９を操作することにより、ステレオ感すなわち臨場感を保持した状態のまま、ボーカル音声などを含むセンター成分（モノラル成分を有する中域周波数帯域）のみの定位を前後方向および左右方向に制御することが可能となる。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態に係る音像定位制御装置１を用いることにより、音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９により設定されるバランス信号およびフェダー信号の値に基づいて、中域周波数帯域におけるモノラル成分（センター成分）に対して音像の定位位置制御に対応するゲイン制御を行うことができ、定位位置制御が行われた中域周波数帯域におけるモノラル成分に、中域周波数帯域におけるステレオ成分および低高域周波数成分のオーディオ信号を加算して各スピーカ４１〜４４より出力させることができる。このため、ボーカル音を構成する中域周波数帯域におけるモノラル成分（センター成分）に対して効果的に定位制御を行うことが可能となり、音質や臨場感を損なうことなく音像の定位位置制御を行うことが可能となる。
【００７２】
また、このように中域周波数成分におけるモノラル音源のゲイン調整を行うことによって、効果的に定位位置の制御を行うことができるので、出力される音源の音質や臨場感を損なうことなく維持したまま、車室内の反射波や遮蔽の影響などを受けることなく、センター成分における音像定位制御を行うことが可能となる。
【００７３】
以上、本実施の形態に係る音像定位制御装置１について、図面を用いて詳細に説明を行ったが、本発明に係る音像定位制御装置は、本実施の形態に記載された内容に限定されるものではない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７４】
例えば、図８〜図１４に示すオーディオ信号の出力波形は、図６（ａ）（ｂ）に示すバランス信号およびフェダー信号に対するゲインの設定に応じて変更することが可能であり、音像定位用バランス設定部８や音像定位用フェダー設定部９の操作に応じて制御される出力波形の特性を変更することにより、音像の定位位置を任意に制御することが可能である。
【００７５】
例えば、図１５（ａ）（ｂ）に示すグラフは、図６（ａ）（ｂ）に示したバランス信号およびフェダー信号に対するゲインの設定関係とは異なる関係を示したグラフである。図１５に示すような関係を用いてバランス信号およびフェダー信号に対するゲインの設定を行うことにより、音像定位用バランス設定部８や音像定位用フェダー設定部９の操作に応じて制御される出力波形の特性を、図８〜図１４に示したような出力波形の特性とは異なる特性となるように調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本実施の形態に係る音像定位制御装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る帯域分割部の概略構成を示したブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る帯域分割部において帯域分割が行われる帯域別のフィルタ特性を示した図である。
【図４】本実施の形態に係る定位制御部の概略構成を示したブロック図である。
【図５】本実施の形態に係る重み付け部の概略構成を示したブロック図である。
【図６】（ａ）は、本実施の形態に係る第１ゲイン設定部においてバランス信号に応じて設定されるゲインの関係の一例を示した図であり、（ｂ）は、本実施の形態に係る第２ゲイン設定部においてフェダー信号に応じて設定されるゲインの関係の一例を示した図である。
【図７】本実施の形態に係る音像定位制御装置が設けられた車両において設置されるスピーカの配置例を示した図である。
【図８】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、モノラル音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を０、フェダー信号を０に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図９】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、ステレオ音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を０、フェダー信号を０に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１０】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、Ｌ側のチャンネルに対してのみモノラル音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を０、フェダー信号を０に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１１】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、モノラル音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を−１、フェダー信号を０に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１２】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、ステレオ音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を−１、フェダー信号を０に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１３】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、モノラル音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を−１、フェダー信号を１に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１４】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、ステレオ音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を−１、フェダー信号を１に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１５】（ａ）は、本実施の形態に係る第１ゲイン設定部においてバランス信号に応じて設定されるゲインの関係の他の例を示した図であり、（ｂ）は、本実施の形態に係る第２ゲイン設定部においてフェダー信号に応じて設定されるゲインの関係の他の例を示した図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ …音像定位制御装置
２ …帯域分割部（帯域分割手段）
３ …定位制御部
４〜７ …（音像定位制御装置における）加算部（帯域合成手段）
８ …音像定位用バランス設定部（バランス設定手段）
９ …音像定位用フェダー設定部（フェダー設定手段）
１０ …（帯域分割部における）第１ローパスフィルタ部
１１ …（帯域分割部における）第２ローパスフィルタ部
１２ …（帯域分割部における）第１ハイパスフィルタ部
１３ …（帯域分割部における）第２ハイパスフィルタ部
１４ …（帯域分割部における）加算部
１５ …（帯域分割部における）位相反転部
２０ …（定位制御部における）減算部（ステレオ成分抽出手段）
２１ …（定位制御部における）加算部（モノラル成分抽出手段）
２２〜２５ …（定位制御部における）加算部（中域周波数成分合成手段）
２６ …（定位制御部における）第１ゲイン部
２７ …（定位制御部における）第２ゲイン部
２８ …（定位制御部における）重み付け部（左右重み付け付加手段、前後重み付け付加手段）
３０ …（重み付け部における）第３ゲイン部
３１〜３６ …（重み付け部における）乗算部
３７ …（重み付け部における）第１ゲイン設定部
３８ …（重み付け部における）第２ゲイン設定部
４０ …車室
４１ …スピーカ（右側スピーカ、前側スピーカ）
４２ …スピーカ（右側スピーカ、後側スピーカ）
４３ …スピーカ（左側スピーカ、前側スピーカ）
４４ …スピーカ（左側スピーカ、後側スピーカ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音像定位制御装置に関し、より詳細には、中域周波数成分のオーディオ信号におけるセンター成分（モノラル成分）のバランスおよびフェダーの調節を行うことによって、ボーカル成分を多く含む中域周波数帯域の音像に対する定位制御を行うことが可能な音像定位制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な車載用オーディオでは、スピーカより出力される音像の定位を行う方法として、例えば、左右のスピーカの音量を調節するバランス機能や、前後のスピーカの音量を調節するフェダー機能を用いることが多い（例えば、特許文献１参照）。また、スピーカより出力された音が所定位置に到達するまでの時間差を調節することにより音像の定位制御を行うシートポジション機能（タイムアライメント調節機能）などが搭載される車両も存在する。
【０００３】
このように、左右スピーカに対するバランス機能や、前後スピーカに対するフェダー機能等を用いることにより、音像の定位位置を調節することが可能となっている。
【特許文献１】特開２０００―１９７１８２号公報 （第６頁、第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バランス機能やフェダー機能を用いて音像の定位位置の調節を行うと、スピーカ毎の音量のレベルバランスが変わってしまうため、音質や臨場感が大きく変化してしまうという問題があった。
【０００５】
また、シートポジション機能を用いて調節を行う場合であっても、車室内では反射波のレベルが大きくなりやすいため、さらには、シートの背もたれ部等による遮蔽の影響も多く存在するため、オーディオ信号の全帯域に渡って音の到達時間を調節することが困難であり、十分な音像定位位置の調節を行うことが容易ではないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、音質や臨場感を保持したまま、車室内の反射波や遮蔽の影響を受けることなく、音像の定位位置の制御を行うことが可能な音像定位制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る音像定位制御装置は、少なくとも右側スピーカと左側スピーカとを備えた車室内において、前記右側スピーカおよび前記左側スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、前記オーディオ信号における左右方向の定位設定を行うためのバランス設定手段と、前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記バランス設定手段により設定された左右のバランス量に対応する重み付けを付加することにより、左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とを生成する左右重み付け付加手段と、前記左右重み付け付加手段により前記重み付けが付加された前記左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とのそれぞれに対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、該中域周波数成分合成手段により生成された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける低高域周波数成分のオーディオ信号とを合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により生成された右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネルにおける低高域周波数成分のオーディオ信号とを合成する帯域合成手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る音像定位制御装置によれば、帯域分割手段において中域周波数成分のオーディオ信号を抽出し、モノラル成分抽出手段において中域周波数成分のうちモノラル成分のオーディオ信号だけを抽出し、左右重み付け付加手段によりバランス設定手段において設定された左右のバランス量に対応する重み付けを行う。このため、ボーカル音が多く含まれる中域周波数帯域のオーディオ信号であって、さらに音質や臨場感に対する影響の少ないモノラル成分のみに対して左右方向に対応する重み付け処理を施すことが可能となる。
【０００９】
従って、重み付け処理を行ったモノラル成分のオーディオ信号に対して中域周波数成分合成手段を用いて中域周波数におけるステレオ成分を合成し、帯域合成手段を用いて左右チャンネル用の低高域周波数のオーディオ信号を合成することにより生成されるステレオ音源のオーディオ信号は、音質や臨場感に対して影響を及ぼすステレオ成分に対して制御を行うことなく、ボーカル音を多く含む中域周波数成分の調整を行うことができる。このため、本発明に係る音像定位制御装置を用いることにより、音質や臨場感を損なうことなく音像の左右方向の定位位置制御を効果的に行うことが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る音像定位制御装置は、少なくとも前側スピーカと後側スピーカとを備えた車室内において、前記前側スピーカおよび前記後側スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、前記オーディオ信号における前後方向の定位設定を行うためのフェダー設定手段と、前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成する前後重み付け付加手段と、前記前後重み付け付加手段により前記重み付けが付加された前記前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号を、右側チャンネルおよび左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用のオーディオ信号に分割すると共に、さらに、前記後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号を、右側チャンネルおよび左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用のオーディオ信号に分割し、分割された全てのオーディオ信号に対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、該中域周波数成分合成手段により合成された前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により合成された前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成する帯域合成手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る音像定位制御装置によれば、帯域分割手段において中域周波数成分のオーディオ信号を抽出し、モノラル成分抽出手段において中域周波数成分のうちモノラル成分のオーディオ信号だけを抽出し、前後重み付け付加手段によりフェダー設定手段において設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを行う。このため、ボーカル音が多く含まれる中域周波数帯域のオーディオ信号であって、さらに音質や臨場感に対する影響の少ないモノラル成分のみに対して前後方向に対応する重み付け処理を施すことが可能となる。
【００１２】
従って、重み付け処理を行ったモノラル成分のオーディオ信号に対して中域周波数成分合成手段を用いて中域周波数におけるステレオ成分を合成し、帯域合成手段を用いて左右チャンネル用の低高域周波数のオーディオ信号を合成することにより生成されるステレオ音源のオーディオ信号は、音質や臨場感に対して影響を及ぼすステレオ成分に対して制御を行うことなく、ボーカル音を多く含む中域周波数成分の調整を行うことができる。このため、本発明に係る音像定位制御装置を用いることにより、音質や臨場感を損なうことなく音像の前後方向の定位位置制御を効果的に行うことが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明に係る音像定位制御装置は、少なくとも前後左右に４個のスピーカを備えた車室内において、各スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、前記オーディオ信号における左右方向の定位設定を行うためのバランス設定手段と、前記オーディオ信号における前後方向の定位設定を行うためのフェダー設定手段と、前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記バランス設定手段により設定された左右のバランス量に対応する重み付けを付加することにより、左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とを生成する左右重み付け付加手段と、該左右重み付け付加手段により生成された左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記左側チャンネルにおける前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成すると共に、前記左右重み付け付加手段により生成された右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記右側チャンネルにおける前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成する前後重み付け付加手段と、前記左右重み付け付加手段および前記前後重み付け付加手段により左右のバランス量および前後のフェダー量に対応する重み付けが行われた全てのオーディオ信号に対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、該中域周波数成分合成手段により合成された前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により合成された前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成する帯域合成手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る音像定位制御装置によれば、帯域分割手段において中域周波数成分のオーディオ信号を抽出し、モノラル成分抽出手段において中域周波数成分のうちモノラル成分のオーディオ信号だけを抽出し、左右重み付け付加手段による左右のバランス量に対応する重み付けおよび、前後重み付け付加手段による前後のフェダー量に対応する重み付けを行う。このため、ボーカル音が多く含まれる中域周波数帯域のオーディオ信号であって、さらに音質や臨場感に対する影響の少ないモノラル成分のみに対して前後左右方向に対応する重み付け処理を施すことが可能となる。
【００１５】
従って、重み付け処理を行ったモノラル成分のオーディオ信号に対して中域周波数成分合成手段を用いて中域周波数におけるステレオ成分を合成し、帯域合成手段を用いて左右チャンネル用の低高域周波数のオーディオ信号を合成することにより生成されるステレオ音源のオーディオ信号は、音質や臨場感に対して影響を及ぼすステレオ成分に対して制御を行うことなく、ボーカル音を多く含む中域周波数成分の調整を行うことができる。このため、本発明に係る音像定位制御装置を用いることにより、音質や臨場感を損なうことなく音像の前後左右方向の定位位置制御を効果的に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る音像定位制御装置では、帯域分割手段において中域周波数成分のオーディオ信号を抽出し、モノラル成分抽出手段において中域周波数成分のうちモノラル成分のオーディオ信号だけを抽出し、左右重み付け付加手段による左右のバランス量に対応する重み付けや、前後重み付け付加手段による前後のフェダー量に対応する重み付けを行う。このため、ボーカル音が多く含まれる中域周波数帯域のオーディオ信号であって、さらに音質や臨場感に対する影響の少ないモノラル成分のみに対して前後方向あるいは左右方向に対応する重み付け処理を施すことが可能となる。
【００１７】
従って、重み付け処理を行ったモノラル成分のオーディオ信号に対して中域周波数成分合成手段を用いて中域周波数におけるステレオ成分を合成し、帯域合成手段を用いて左右チャンネル用の低高域周波数のオーディオ信号を合成することにより生成されるステレオ音源のオーディオ信号は、音質や臨場感に対して影響を及ぼすステレオ成分に対して制御を行うことなく、ボーカル音を多く含む中域周波数成分の調整を行うことができる。このため、本発明に係る音像定位制御装置を用いることにより、音質や臨場感を損なうことなく音像の前後方向あるいは左右方向の定位位置制御を効果的に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る音像定位制御装置を、図面を用いて詳細に説明する。音像定位制御装置は、車載用のオーディオ装置やカーナビゲーションシステムなどに内設されており、車内において、次述する音像定位用バランス設定部および音像定位用フェダー設定部を用いて聴取者が操作を行うことによって、音像の定位位置を調整することが可能となっている。
【００１９】
図１は、音像定位制御装置の概略構成を示したブロック図である。音像定位制御装置１は、帯域分割部（帯域分割手段）２と、定位制御部３と、加算部（帯域合成手段）４〜７と、音像定位用バランス設定部（バランス設定手段）８と、音像定位用フェダー設定部（フェダー設定手段）９とを有している。
【００２０】
帯域分割部２は、入力された信号を低域部分と高域部分とが加算された低高域部分と、中域部分とに分割する役割を有している。なお、本実施の形態に係る音像定位制御装置１では、２チャンネルのオーディオ信号（Ｌ側チャンネル用のオーディオ信号とＲ側チャンネル用のオーディオ信号）が入力されるものとして説明を行う。
【００２１】
図２は、帯域分割部２の概略構成を示したブロック図である。帯域分割部２は、図２に示すように、第１ローパスフィルタ部１０と、第２ローパスフィルタ部１１と、第１ハイパスフィルタ部１２と、第２ハイパスフィルタ部１３と、加算部１４と、位相反転部１５とを有している。
【００２２】
第１ローパスフィルタ部１０および第２ローパスフィルタ部１１は、低域通過型の３次のButterworthフィルタを２段カスケード接続することにより構成されている。また、第１ハイパスフィルタ部１２および第２ハイパスフィルタ部１３は、高域通過型の３次のButterworthフィルタを２段カスケード接続することにより構成される。
【００２３】
図３は、第１ローパスフィルタ部１０、第２ローパスフィルタ部１１、第１ハイパスフィルタ部１２および第２ハイパスフィルタ部１３を用いることにより、帯域分割部２において帯域分割が行われる帯域別のフィルタ特性を示している。
【００２４】
ここで、第１ローパスフィルタ部１０のカットオフ周波数は３００Ｈｚ、第２ローパスフィルタ部１１のカットオフ周波数は、６，０００Ｈｚ、第１ハイパスフィルタ部１２のカットオフ周波数は３００Ｈｚ、第２ハイパスフィルタ部１３のカットオフ周波数は６，０００Ｈｚである。
【００２５】
このようなカットオフ周波数の設定がなされたフィルタ部１０〜１３を用いて、図２に示すように、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に対して第１ローパスフィルタ部１０を適用すると、第１ローパスフィルタ部１０を通過したオーディオ信号は、３００Ｈｚ以下の低域周波数帯域のオーディオ信号となり、低域周波数成分（図２及び図３に示す「Ｌｏｗ」）のみが抽出されることになる。また、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に対して第１ハイパスフィルタ部１２を適用すると、第１ハイパスフィルタ部１２を通過したオーディオ信号は、６，０００Ｈｚ以上の高域周波数帯域のオーディオ信号となり、高域周波数成分（図２及び図３に示す「Ｈｉｇｈ」）のみが抽出されることになる。
【００２６】
さらに、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に対して第２ローパスフィルタ部１１を適用すると、第２ローパスフィルタ部１１を通過したオーディオ信号は、６，０００Ｈｚ以下の中域周波数成分＋低域周波数成分のオーディオ信号（図２に示す「Ｌｏｗ＋Ｍｉｄ」）となり、さらに、この中域周波数成分＋低域周波数成分のオーディオ信号に対して、第２ハイパスフィルタ部１３を適用すると、第２ハイパスフィルタ部１３を通過したオーディオ信号は、３００Ｈｚ以上の高域周波数帯域のオーディオ信号となる。つまり、第２ローパスフィルタ部１１と第２ハイパスフィルタ部１３とを通過したオーディオ信号は、３００Ｈｚ以上かつ６，０００Ｈｚ以下となる中域周波数帯域のオーディオ信号（図２及び図３に示す「Ｍｉｄ」）となる。この中域周波数帯域のオーディオ信号は、一般的に、オーディオ信号の音声帯域に相当する信号である。
【００２７】
このように、それぞれのフィルタ部１０〜１３を組み合わせることによって、図３に示すように、入力されたＬ側チャンネルのステレオ信号の帯域を低域周波数成分（Ｌｏｗ）、中域周波数成分（Ｍｉｄ）、高域周波数成分（Ｈｉｇｈ）に分割することが可能となる。なお、図２においては、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に対してのみフィルタ部１０〜１３を適用する場合の帯域分割部２の構成しか示されていないが、Ｒ側チャンネルのオーディオ信号に対しても同様にフィルタ部１０〜１３が適用されて、Ｒ側チャンネルのステレオ信号の帯域が低域周波数成分（Ｌｏｗ）、中域周波数成分（Ｍｉｄ）、高域周波数成分（Ｈｉｇｈ）に分割される。
【００２８】
帯域分割部２の加算部１４では、帯域分割を行った低域周波数成分と高域周波数成分との合成を、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号とＲ側チャンネルのオーディオ信号とにおいてそれぞれ実行し、合成された信号を帯域分割部２より出力する（図１に示す「Ｌｏｗ+Ｈｉｇｈ Ｌ」がＬ側チャンネルの合成信号、「Ｌｏｗ+Ｈｉｇｈ Ｒ」がＲ側チャンネルの合成信号を示す。）。
【００２９】
一方で、第２ローパスフィルタ部１１と第２ハイパスフィルタ部１３とを通過した中域周波数帯域のオーディオ信号は、位相反転部１５において−１の乗算が行われて、位相反転が行われる。このように位相反転部１５において位相反転を行うことにより、図１に示す加算部４〜７における合成処理の際の信号間の干渉を低減することが可能となる。なお、この位相反転部１５における処理は、常に必要とされる処理ではなく、本実施の形態においては、フィルタ部１０〜１３に用いられるButterworthフィルタの次数が３次であるために、位相反転を行っている。
【００３０】
音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９は、車載用のカーオーディオの操作部あるいは、カーナビゲーションシステムの操作パネル等として設けられる操作手段である。
【００３１】
音像定位用バランス設定部８は、音像の定位位置を左右方向に調整する際に操作される。音像定位用バランス設定部８では、基本位置（左右のバランスが等しい位置）が０に規定されており、左側寄りに音像定位用バランス設定部８が操作されると、その操作量に応じてバランス信号が０から−１まで変動して設定されることになる。一方で、音像定位用バランス設定部８が、右側寄りに操作されると、その操作量に応じてバランス信号が０から＋１まで変動して設定されることになる。
【００３２】
また、音像定位用フェダー設定部９は、音像の定位位置を前後方向に調整する際に操作される。音像定位用フェダー設定部９では、基本位置（前後のバランスが等しい位置）が０に規定されており、後ろ寄りに音像定位用フェダー設定部９が操作されると、その操作量に応じてフェダー信号が０から−１まで変動して設定されることになる。一方で、音像定位用フェダー設定部９が、前側寄りに操作されると、その操作量に応じてフェダー信号が０から＋１まで変動して設定されることになる。
【００３３】
図４は、定位制御部３の概略構成を示したブロック図である。定位制御部３は、音像定位用バランス設定部８の操作により設定されるバランス信号および音像定位用フェダー設定部９の操作により設定されるフェダー信号に基づいて、中域周波数成分のゲイン調整を行う役割を有している。
【００３４】
定位制御部３は、図４に示すように、減算部（ステレオ成分抽出手段）２０と、加算部（モノラル成分抽出手段）２１、加算部（中域周波数成分合成手段）２２〜２５と、第１ゲイン部２６と、第２ゲイン部２７と、重み付け部（左右重み付け付加手段、前後重み付け付加手段）２８とを有している。
【００３５】
減算部２０は、Ｌ側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号（図４に示す「Ｍｉｄ Ｌ」）から、Ｒ側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号（図４に示す「Ｍｉｄ Ｒ」）を減算することにより、中域周波数成分のオーディオ信号から、モノラル信号すなわちセンター成分の除去を行い、ステレオ成分の抽出を行う。
【００３６】
第１ゲイン部２６および第２ゲイン部２７では、減算部２０においてセンター成分が除去されたステレオ成分の信号に対して、所定の重み付けを行う役割を有している。この第１ゲイン部２６および第２ゲイン部２７における重み付け処理は、後述する重み付け部２８の第３ゲイン部における重み付け処理と協働することにより、加算部４〜７において、低域周波数成分および高域周波数成分のオーディオ信号に対して加算される中域周波数成分のオーディオ信号の出力レベルが、低域周波数成分および高域周波数成分のオーディオ信号に比べて高すぎるレベルとなったり低すぎるレベルとなったりすることを回避するために行われる処理である。
【００３７】
本実施の形態に示す第１ゲイン部２６では、センター成分が除去された信号に対して０．７０７１（＝１／√２）の重み付けが行われ、第２ゲイン部２７では、センター成分が除去された信号に対して−０．７０７１（＝−１／√２）の重み付けが行われる。この重み付け処理における重み付けの正負の値の違いは、加算部４〜７における信号の合成処理での位相の補正を目的としたものである。
【００３８】
この重み付け処理により、２チャンネルのオーディオ信号（Ｌ側チャンネルのオーディオ信号とＲ側チャンネルのオーディオ信号）が、チャンネル間で相関のない信号すなわちステレオ信号である場合に、加算部４〜７における信号の合成処理における、信号の干渉を抑制することが可能となる。
【００３９】
一方で、加算部２１は、Ｌ側チャンネルの中域周波数成分のオーディオ信号（図４に示す「Ｍｉｄ Ｌ」）と、Ｒ側チャンネルの中域周波数成分のオーディオ信号（図４に示す「Ｍｉｄ Ｒ」）との加算を行う役割を有している。加算部２１により加算されたＬ側チャンネルおよびＲ側チャンネルの中域周波数成分におけるオーディオ信号は、重み付け部２８に出力される。
【００４０】
図５は、重み付け部２８の概略構成を示したブロック図である。重み付け部２８は、図５に示すように、第３ゲイン部３０と、乗算部３１〜３６と、第１ゲイン設定部３７と、第２ゲイン設定部３８とを有している。
【００４１】
第３ゲイン部３０は、定位制御部３の加算部２１において加算されたＬ側チャンネルおよびＲ側チャンネルの中域周波数成分におけるオーディオ信号に対して、重み付けを行う役割を有している。この重み付けの割合は、上述した第１ゲイン部２６および第２ゲイン部２７における重み付けの割合に応じて調整される。本実施の形態に係る第３ゲイン部３０においては、０．５の重み付けを行う。
【００４２】
第１ゲイン設定部３７は、音像定位用バランス設定部８より取得したバランス信号に基づいて、乗算部３１および乗算部３２より中域周波数成分のオーディオ信号に対して乗算するゲインの値を設定する役割を有している。
【００４３】
第１ゲイン設定部３７は、図６（ａ）に示すような関係に従って、バランス信号に対するゲインの設定を行う。図６（ａ）に示すように、バランス信号が０〜−１の間の値である場合には、音像定位用バランス設定部８が左側寄りに操作されたことになる。この場合、第１ゲイン設定部３７は、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３１のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ１Ｌに対応するゲイン出力）は低減させずに（０ｄＢを保ったままにして）、Ｒ側チャンネルのオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３２のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ１Ｒに対応するゲイン出力）を、バランス信号の値の減少に比例させて低減させる。このようにして、音像定位用バランス設定部８が左寄りに操作された場合において、Ｒ側チャンネルのオーディオ信号におけるゲインを低減させることによって、中域周波数成分におけるＲ側チャンネルのゲインが低減されることになり、Ｌ側チャンネルとＲ側チャンネルとの中域周波数成分におけるゲインの相違により、音像の定位位置を左側に移動させることが可能となる。
【００４４】
一方で、図６（ａ）に示すように、バランス信号が０〜＋１の間の値である場合には、音像定位用バランス設定部８が右側寄りに操作されたことになる。この場合、第１ゲイン設定部３７は、Ｒ側チャンネルのオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３２のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ１Ｒに対応するゲイン出力）は低減させずに（０ｄＢを保ったままにして）、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３１のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ１Ｌに対応するゲイン出力）を、バランス信号の値の増加に反比例させるようにして低減させる。このようにして、音像定位用バランス設定部８が右寄りに操作された場合において、Ｌ側チャンネルのオーディオ信号におけるゲインを低減させることによって、中域周波数成分におけるＬ側チャンネルのゲインが低減されることになり、Ｌ側チャンネルとＲ側チャンネルの中域周波数成分におけるゲインの相違により、音像の定位位置を右側に移動させることが可能となる。
【００４５】
第２ゲイン設定部３８は、音像定位用フェダー設定部９より取得したフェダー信号に基づいて、乗算部３３〜乗算部３６により中域周波数成分のオーディオ信号に対して乗算するゲインの値を設定する役割を有している。
【００４６】
第２ゲイン設定部３８は、図６（ｂ）に示すような関係に従って、フェダー信号に対するゲインの設定を行う。図６（ｂ）に示すように、フェダー信号が０〜−１の間の値である場合には、音像定位用フェダー設定部９が後側寄りに操作されたことになる。この場合、第２ゲイン設定部３８は、後側のオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３４および乗算部３６のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ２Ｒに対応するゲイン出力）は低減させずに（０ｄＢを保ったままにして）、前側のオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３３および乗算部３５のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ２Ｆに対応するゲイン出力）を、フェダー信号の値の減少に比例させて低減させる。このようにして、音像定位用フェダー設定部９が後寄りに操作された場合において、前側のオーディオ信号におけるゲインを低減させることによって、中域周波数成分における前側のゲインが低減されることになり、後側と前側の中域周波数成分におけるゲインの相違により、音像の定位位置を後側に移動させることが可能となる。
【００４７】
一方で、図６（ｂ）に示すように、バランス信号が０〜＋１の間の値である場合には、音像定位用フェダー設定部９が前側寄りに操作されたことになる。この場合、第２ゲイン設定部３８は、前側のオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３３および乗算部３５のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ２Ｆに対応するゲイン出力）は低減させずに（０ｄＢを保ったままにして）、後側のオーディオ信号に乗算処理を行う乗算部３４および乗算部３６のゲイン（図５および図６における制御信号Ｇ２Ｒに対応するゲイン出力）を、フェダー信号の値の増加に反比例させるようにして低減させる。このようにして、音像定位用フェダー設定部９が前側寄りに操作された場合において、後側のオーディオ信号におけるゲインを低減させることによって、中域周波数成分における後側のゲインが低減されることになり、後側と前側の中域周波数成分におけるゲインの相違により、音像の定位位置を前側に移動させることが可能となる。
【００４８】
乗算部３１〜乗算部３６は、第１ゲイン設定部３７および第２ゲイン設定部３８において設定されたゲインに基づく制御信号Ｇ１Ｌ、Ｇ１Ｒ、Ｇ２Ｆ、Ｇ２Ｒと、オーディオ信号とに基づいて乗算処理を行い、音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９により設定された音像の定位制御に対応する重み付けがなされた重み信号Ｗ１〜Ｗ４を、定位制御部３の加算部２２〜加算部２５に対して出力する。
【００４９】
加算部２２〜加算部２５は、第１ゲイン部２６および第２ゲイン部２７において重み付け処理されたステレオ成分のオーディオ信号と、重み付け部２８より出力されたモノラル成分（センター成分）に関する重み信号Ｗ１〜Ｗ４との加算を行う役割を有しており、この加算部２２〜加算部２５において加算処理が行われた信号は、センター成分の定位を制御するための定位制御信号Ｃ１〜Ｃ４として、音像定位制御装置１の加算部４〜加算部７にそれぞれ出力されることになる。
【００５０】
音像定位制御装置１の加算部４〜加算部７では、帯域分割部２より出力される低域周波数成分と高域周波数成分とが合成されたオーディオ信号に対して、中域周波数成分における定位制御信号Ｃ１〜Ｃ４とを加算する。このように、加算部４〜加算部７で低高域周波数成分よりなるオーディオ信号に対して、モノラル成分に基づく音像の定位制御が行われた中域周波数成分のオーディオ信号を加算することにより、中域周波数成分のボーカル音部分のみを効果的に定位制御したオーディオ信号を生成することが可能となる。
【００５１】
加算部４〜加算部７において加算処理された各オーディオ信号（Ｆｒｏｎｔ Ｒ、Ｒｅａｒ Ｒ、Ｆｒｏｎｔ Ｌ、Ｒｅａｒ Ｌ）は、図示を省略するパワーアンプにおいて増幅処理された後に、図７に示すように車室４０内の右側前に設置されるスピーカ４１（オーディオ信号Ｆｒｏｎｔ Ｒが出力されるスピーカ）、右側後に設置されるスピーカ４２（オーディオ信号Ｒｅａｒ Ｒが出力されるスピーカ）、左側前に設置されるスピーカ４３（オーディオ信号Ｆｒｏｎｔ Ｌが出力されるスピーカ）、左側後に設置されるスピーカ４４（オーディオ信号Ｒｅａｒ Ｌが出力されるスピーカ）に対して、それぞれ対応するオーディオ信号が出力される。
【００５２】
次に、本実施の形態に係る音像定位制御装置１を用いて、音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９の操作を行うことによって、車室４０内の右側前に設置されるスピーカ４１、右側後に設置されるスピーカ４２、左側前に設置されるスピーカ４３、左側後に設置されるスピーカ４４より出力されるオーディオ信号の出力波形を示すことにより、音像の定位位置の制御効果について説明する。
【００５３】
図８〜図１４に示すグラフは、音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９を操作した状態において、右側前に設置されるスピーカ４１、右側後に設置されるスピーカ４２、左側前に設置されるスピーカ４３、左側後に設置されるスピーカ４４より出力される、モノラル音声あるいはステレオ音声におけるオーディオ信号の出力波形を示した図である。
【００５４】
ここで、音像定位制御装置１に入力される音源は、サンプリング速度が４８ｋＨｚ、符号長３２，７６７のＭ系列符号であって、モノラル音源は、Ｌ側チャンネルとＲ側チャンネルとの符号が同一の音源であり、ステレオ音源は、Ｌ側チャンネルとＲ側チャンネルとの符号が異なりほぼ無相関となっている音源である。また、図１０に示すＬ側チャンネルのみの音源は、Ｌ側チャンネル側にのみＭ系列符号を入力したものである。
【００５５】
なお、ステレオ音源は、いわゆる音質や臨場感を顕著に表すものであるため、音像定位用バランス設定部８や音像定位用フェダー設定部９の操作により、ステレオ音源の出力波形が大きく変化する場合には、音質や臨場感が音像の定位制御において大きく影響されていると判断することができる。
【００５６】
一方で、モノラル音源は、音像定位制御装置１の重み付け部２８においてバランス信号およびフェダー信号に基づいて定位制御が行われる中域周波数成分のセンター成分の音源（ボーカル音声に該当する音源）である。定位制御部３では、加算部２１において加算されたＬ側チャンネルおよびＲ側チャンネルの中域周波数成分におけるセンター成分のオーディオ信号に対して、重み付け部２８により定位制御処理が施される。この重み付け部２８に入力されるオーディオ信号は、加算された中域周波数成分の信号であるため、Ｌ側チャンネルおよびＲ側チャンネルのオーディオ信号において共通する成分の信号、つまり、モノラル音源としての特性を強く有している。
【００５７】
このため、音像定位用バランス設定部８や音像定位用フェダー設定部９の操作により、モノラル音源の出力波形が大きく変化する場合には、操作に応じて、音像の定位位置を効果的に制御することが可能であると判断することができる。
【００５８】
図８は、モノラル音源における出力波形を示し、図９は、ステレオ音源における出力波形を示しており、図８および図９は共に、バランス信号の値が０、フェダー信号の値が０に設定されている。
【００５９】
図８に示す出力波形と図９に示す出力波形とを比較すると、モノラル音源、ステレオ音源ともにほぼ同等の特性となっており、ほとんど処理を加えられずにそのまま出力されていることがわかる。
【００６０】
図１０は、図８および図９と同様に、バランス信号の値を０、フェダー信号の値を０に設定した状態で、音像定位制御装置１のＬ側チャンネルのみにモノラル音源のオーディオ信号を出力した場合に、４つのスピーカ４１〜４４から出力されるオーディオ信号の出力波形を示している。
【００６１】
音像定位制御装置１のＬ側チャンネルのみにオーディオ信号を出力した場合、図１０に示すように、右側前に設置されるスピーカ４１より出力されるオーディオ信号（Ｆｒｏｎｔ Ｒ）および右側後に設置されるスピーカ４２より出力されるオーディオ信号（Ｒｅａｒ Ｒ）の出力波形には、クロストーク成分が発生している。
【００６２】
しかしながら、このクロストーク成分は、中域周波数成分のみに限定されており、さらに、クロストークにより発生する出力波形の信号レベルは、Ｌ側チャンネルの信号レベルに比べて１２ｄＢ程度低い値となっている。このため、音像定位制御装置１に対してステレオ音源が入力される場合であっても、Ｌ側チャンネルとＲ側チャンネルとの間の干渉は十分に小さいものであり、音質や臨場感には影響を及ぼさないと判断することができる。
【００６３】
図１１は、モノラル音源における出力波形を示し、図１２は、ステレオ音源における出力波形を示しており、図１１および図１２は共に、バランス信号の値が−１、フェダー信号の値が０に設定されている。
【００６４】
図１１に示す出力波形と図１２に示す出力波形とを比較すると、バランス信号の値が−１に設定されているにもかかわらず、ステレオ音源の出力波形を示す図１２の信号の出力波形は、バランス信号の値が０に設定されている図８および図９とほぼ同等の波形特性を示している。このように、本実施の形態に係る音像定位制御装置１では、音像定位用バランス設定部８を操作してバランス信号の値を変更した場合であっても、音源の音質や臨場感を顕著に示すステレオ音源成分の出力波形を大きく変更させる可能性が低いといえる。
【００６５】
一方で、モノラル音源の出力波形を示す図１１の信号の出力波形は、右側前に設置されるスピーカ４１より出力されるオーディオ信号（Ｆｒｏｎｔ Ｒ）の出力波形における中域周波数帯域の信号レベルが２０ｄＢ程度減衰しており、また、右側後に設置されるスピーカ４２より出力されるオーディオ信号（Ｒｅａｒ Ｒ）の出力波形における中域周波数帯域の信号レベルが２０ｄＢ程度減衰している。このため、モノラル音源に対しては、左側前に設置されるスピーカ４３より出力されるオーディオ信号（Ｆｒｏｎｔ Ｌ）の中域周波数成分における信号レベルと、左側後に設置されるスピーカ４４より出力されるオーディオ信号（Ｒｅａｒ Ｌ）の中域周波数成分における信号レベルとが相対的に２０ｄＢ程度大きくなるため、音像の定位は、左側寄りに移動することになり、音像定位用バランス設定部８の設定により、ステレオ感すなわち臨場感を保持した状態のまま、ボーカル音声などを含むセンター成分（モノラル成分を有する中域周波数帯域）のみの定位が制御されることになる。
【００６６】
図１３は、モノラル音源における出力波形を示し、図１４は、ステレオ音源における出力波形を示しており、図１３および図１４は共に、バランス信号の値が−１、フェダー信号の値が１に設定されている。
【００６７】
図１３に示す出力波形と図１４に示す出力波形とを比較すると、バランス信号の値が−１に設定され、フェダー信号の値が１に設定されているにもかかわらず、ステレオ音源の出力波形を示す図１４の信号の出力波形は、バランス信号の値が０に設定され、フェダー信号が０に設定されている図８および図９とほぼ同等の波形特性を示している。このように、本実施の形態に係る音像定位制御装置１では、音像定位用バランス設定部８を操作してバランス信号の値を変更し、さらに、音像定位用フェダー設定部９を操作してフェダー信号の値を変更した場合であっても、音源の音質や臨場感を顕著に示すステレオ音源成分の出力波形を大きく変更させる可能性が低い。
【００６８】
一方で、モノラル音源の出力波形を示す図１３の信号の出力波形は、右側前に設置されるスピーカ４１より出力されるオーディオ信号（Ｆｒｏｎｔ Ｒ）の出力波形の中域周波数帯域における信号レベルが２０ｄＢ程度減衰しており、また、右側後に設置されるスピーカ４２より出力されるオーディオ信号（Ｒｅａｒ Ｒ）の出力波形の中域周波数帯域における信号レベルが４０ｄＢ程度減衰している。さらに、左側後に設置されるスピーカ４４より出力されるオーディオ信号（Ｒｅａｒ Ｌ）の出力波形の中域周波数帯域における信号レベルが２０ｄＢ程度減衰している。
【００６９】
このように、モノラル音源に対しては、音像定位用バランス設定部８を操作してバランス信号の値を−１に設定することにより、右側に設置されるスピーカ４１、４２より出力されるオーディオ信号の中域周波数成分における信号レベルよりも、左側に設置されるスピーカ４３，４４より出力されるオーディオ信号の中域周波数成分における信号レベルの方が相対的に２０ｄＢ程度大きくなるため、音像の定位は、左側寄りに移動することになる。さらに、音像定位用フェダー設定部９を操作してフェダー信号の値を１に設定することにより、後側に設置されるスピーカ４２、４４より出力されるオーディオ信号の中域周波数成分における信号レベルよりも、前側に設置されるスピーカ４１，４３より出力されるオーディオ信号の中域周波数成分における信号レベルの方が相対的に２０ｄＢ程度大きくなるため、音像の定位は、前側寄りに移動することになる。
【００７０】
従って、音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９を操作することにより、ステレオ感すなわち臨場感を保持した状態のまま、ボーカル音声などを含むセンター成分（モノラル成分を有する中域周波数帯域）のみの定位を前後方向および左右方向に制御することが可能となる。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態に係る音像定位制御装置１を用いることにより、音像定位用バランス設定部８および音像定位用フェダー設定部９により設定されるバランス信号およびフェダー信号の値に基づいて、中域周波数帯域におけるモノラル成分（センター成分）に対して音像の定位位置制御に対応するゲイン制御を行うことができ、定位位置制御が行われた中域周波数帯域におけるモノラル成分に、中域周波数帯域におけるステレオ成分および低高域周波数成分のオーディオ信号を加算して各スピーカ４１〜４４より出力させることができる。このため、ボーカル音を構成する中域周波数帯域におけるモノラル成分（センター成分）に対して効果的に定位制御を行うことが可能となり、音質や臨場感を損なうことなく音像の定位位置制御を行うことが可能となる。
【００７２】
また、このように中域周波数成分におけるモノラル音源のゲイン調整を行うことによって、効果的に定位位置の制御を行うことができるので、出力される音源の音質や臨場感を損なうことなく維持したまま、車室内の反射波や遮蔽の影響などを受けることなく、センター成分における音像定位制御を行うことが可能となる。
【００７３】
以上、本実施の形態に係る音像定位制御装置１について、図面を用いて詳細に説明を行ったが、本発明に係る音像定位制御装置は、本実施の形態に記載された内容に限定されるものではない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７４】
例えば、図８〜図１４に示すオーディオ信号の出力波形は、図６（ａ）（ｂ）に示すバランス信号およびフェダー信号に対するゲインの設定に応じて変更することが可能であり、音像定位用バランス設定部８や音像定位用フェダー設定部９の操作に応じて制御される出力波形の特性を変更することにより、音像の定位位置を任意に制御することが可能である。
【００７５】
例えば、図１５（ａ）（ｂ）に示すグラフは、図６（ａ）（ｂ）に示したバランス信号およびフェダー信号に対するゲインの設定関係とは異なる関係を示したグラフである。図１５に示すような関係を用いてバランス信号およびフェダー信号に対するゲインの設定を行うことにより、音像定位用バランス設定部８や音像定位用フェダー設定部９の操作に応じて制御される出力波形の特性を、図８〜図１４に示したような出力波形の特性とは異なる特性となるように調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本実施の形態に係る音像定位制御装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る帯域分割部の概略構成を示したブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る帯域分割部において帯域分割が行われる帯域別のフィルタ特性を示した図である。
【図４】本実施の形態に係る定位制御部の概略構成を示したブロック図である。
【図５】本実施の形態に係る重み付け部の概略構成を示したブロック図である。
【図６】（ａ）は、本実施の形態に係る第１ゲイン設定部においてバランス信号に応じて設定されるゲインの関係の一例を示した図であり、（ｂ）は、本実施の形態に係る第２ゲイン設定部においてフェダー信号に応じて設定されるゲインの関係の一例を示した図である。
【図７】本実施の形態に係る音像定位制御装置が設けられた車両において設置されるスピーカの配置例を示した図である。
【図８】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、モノラル音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を０、フェダー信号を０に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図９】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、ステレオ音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を０、フェダー信号を０に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１０】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、Ｌ側のチャンネルに対してのみモノラル音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を０、フェダー信号を０に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１１】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、モノラル音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を−１、フェダー信号を０に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１２】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、ステレオ音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を−１、フェダー信号を０に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１３】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、モノラル音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を−１、フェダー信号を１に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１４】本実施の形態に係る音像定位制御装置に対して、ステレオ音源のオーディオ信号を入力させ、バランス信号を−１、フェダー信号を１に設定した場合における各スピーカの出力波形を示した図である。
【図１５】（ａ）は、本実施の形態に係る第１ゲイン設定部においてバランス信号に応じて設定されるゲインの関係の他の例を示した図であり、（ｂ）は、本実施の形態に係る第２ゲイン設定部においてフェダー信号に応じて設定されるゲインの関係の他の例を示した図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ …音像定位制御装置
２ …帯域分割部（帯域分割手段）
３ …定位制御部
４〜７ …（音像定位制御装置における）加算部（帯域合成手段）
８ …音像定位用バランス設定部（バランス設定手段）
９ …音像定位用フェダー設定部（フェダー設定手段）
１０ …（帯域分割部における）第１ローパスフィルタ部
１１ …（帯域分割部における）第２ローパスフィルタ部
１２ …（帯域分割部における）第１ハイパスフィルタ部
１３ …（帯域分割部における）第２ハイパスフィルタ部
１４ …（帯域分割部における）加算部
１５ …（帯域分割部における）位相反転部
２０ …（定位制御部における）減算部（ステレオ成分抽出手段）
２１ …（定位制御部における）加算部（モノラル成分抽出手段）
２２〜２５ …（定位制御部における）加算部（中域周波数成分合成手段）
２６ …（定位制御部における）第１ゲイン部
２７ …（定位制御部における）第２ゲイン部
２８ …（定位制御部における）重み付け部（左右重み付け付加手段、前後重み付け付加手段）
３０ …（重み付け部における）第３ゲイン部
３１〜３６ …（重み付け部における）乗算部
３７ …（重み付け部における）第１ゲイン設定部
３８ …（重み付け部における）第２ゲイン設定部
４０ …車室
４１ …スピーカ（右側スピーカ、前側スピーカ）
４２ …スピーカ（右側スピーカ、後側スピーカ）
４３ …スピーカ（左側スピーカ、前側スピーカ）
４４ …スピーカ（左側スピーカ、後側スピーカ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも右側スピーカと左側スピーカとを備えた車室内において、前記右側スピーカおよび前記左側スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、
前記オーディオ信号における左右方向の定位設定を行うためのバランス設定手段と、
前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、
該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、
前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、
前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記バランス設定手段により設定された左右のバランス量に対応する重み付けを付加することにより、左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とを生成する左右重み付け付加手段と、
前記左右重み付け付加手段により前記重み付けが付加された前記左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とのそれぞれに対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、
該中域周波数成分合成手段により生成された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける低高域周波数成分のオーディオ信号とを合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により生成された右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネルにおける低高域周波数成分のオーディオ信号とを合成する帯域合成手段と
を備えることを特徴とする音像定位制御装置。
【請求項２】
少なくとも前側スピーカと後側スピーカとを備えた車室内において、前記前側スピーカおよび前記後側スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、
前記オーディオ信号における前後方向の定位設定を行うためのフェダー設定手段と、
前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、
該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、
前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、
前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成する前後重み付け付加手段と、
前記前後重み付け付加手段により前記重み付けが付加された前記前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号を、右側チャンネルおよび左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用のオーディオ信号に分割すると共に、さらに、前記後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号を、右側チャンネルおよび左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用のオーディオ信号に分割し、分割された全てのオーディオ信号に対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、
該中域周波数成分合成手段により合成された前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により合成された前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成する帯域合成手段と
を備えることを特徴とする音像定位制御装置。
【請求項３】
少なくとも前後左右に４個のスピーカを備えた車室内において、各スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、
前記オーディオ信号における左右方向の定位設定を行うためのバランス設定手段と、
前記オーディオ信号における前後方向の定位設定を行うためのフェダー設定手段と、
前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、
該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、
前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、
前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記バランス設定手段により設定された左右のバランス量に対応する重み付けを付加することにより、左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とを生成する左右重み付け付加手段と、
該左右重み付け付加手段により生成された左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記左側チャンネルにおける前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成すると共に、前記左右重み付け付加手段により生成された右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記右側チャンネルにおける前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成する前後重み付け付加手段と、
前記左右重み付け付加手段および前記前後重み付け付加手段により左右のバランス量および前後のフェダー量に対応する重み付けが行われた全てのオーディオ信号に対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、
該中域周波数成分合成手段により合成された前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により合成された前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成する帯域合成手段と
を備えることを特徴とする音像定位制御装置。
【請求項１】
少なくとも右側スピーカと左側スピーカとを備えた車室内において、前記右側スピーカおよび前記左側スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、
前記オーディオ信号における左右方向の定位設定を行うためのバランス設定手段と、
前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、
該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、
前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、
前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記バランス設定手段により設定された左右のバランス量に対応する重み付けを付加することにより、左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とを生成する左右重み付け付加手段と、
前記左右重み付け付加手段により前記重み付けが付加された前記左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とのそれぞれに対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、
該中域周波数成分合成手段により生成された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける低高域周波数成分のオーディオ信号とを合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により生成された右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネルにおける低高域周波数成分のオーディオ信号とを合成する帯域合成手段と
を備えることを特徴とする音像定位制御装置。
【請求項２】
少なくとも前側スピーカと後側スピーカとを備えた車室内において、前記前側スピーカおよび前記後側スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、
前記オーディオ信号における前後方向の定位設定を行うためのフェダー設定手段と、
前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、
該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、
前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、
前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成する前後重み付け付加手段と、
前記前後重み付け付加手段により前記重み付けが付加された前記前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号を、右側チャンネルおよび左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用のオーディオ信号に分割すると共に、さらに、前記後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号を、右側チャンネルおよび左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用のオーディオ信号に分割し、分割された全てのオーディオ信号に対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、
該中域周波数成分合成手段により合成された前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により合成された前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成する帯域合成手段と
を備えることを特徴とする音像定位制御装置。
【請求項３】
少なくとも前後左右に４個のスピーカを備えた車室内において、各スピーカに出力されるステレオ音源のオーディオ信号に対する音像の定位制御処理を行うための音像定位制御装置であって、
前記オーディオ信号における左右方向の定位設定を行うためのバランス設定手段と、
前記オーディオ信号における前後方向の定位設定を行うためのフェダー設定手段と、
前記ステレオ音源のオーディオ信号を左側チャンネルおよび右側チャンネルにおける低高域周波数成分と中域周波数成分とに帯域分割する帯域分割手段と、
該帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、共通する信号特性を備えるモノラル成分のオーディオ信号を抽出するモノラル成分抽出手段と、
前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号と右側チャンネルにおける中域周波数成分のオーディオ信号とに基づいて、相異なる信号特性を備えるステレオ成分のオーディオ信号を抽出するステレオ成分抽出手段と、
前記モノラル成分抽出手段により抽出されたモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記バランス設定手段により設定された左右のバランス量に対応する重み付けを付加することにより、左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号と、右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号とを生成する左右重み付け付加手段と、
該左右重み付け付加手段により生成された左側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記左側チャンネルにおける前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成すると共に、前記左右重み付け付加手段により生成された右側チャンネルにおけるモノラル成分のオーディオ信号に対して、前記フェダー設定手段により設定された前後のフェダー量に対応する重み付けを付加することにより、前記右側チャンネルにおける前側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける後側スピーカ用のモノラル成分のオーディオ信号とを生成する前後重み付け付加手段と、
前記左右重み付け付加手段および前記前後重み付け付加手段により左右のバランス量および前後のフェダー量に対応する重み付けが行われた全てのオーディオ信号に対して、前記ステレオ成分抽出手段により抽出されたステレオ成分のオーディオ信号を合成することにより、前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号と、前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号とを生成する中域周波数成分合成手段と、
該中域周波数成分合成手段により合成された前記右側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記右側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された右側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成すると共に、前記中域周波数成分合成手段により合成された前記左側チャンネルにおける前記前側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号および前記左側チャンネルにおける前記後側スピーカ用の中域周波数成分のオーディオ信号に対して、前記帯域分割手段により帯域分割された左側チャンネル用の低高域周波数成分のオーディオ信号を合成する帯域合成手段と
を備えることを特徴とする音像定位制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１２４２８３（Ｐ２０１０−１２４２８３Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９６５０３（Ｐ２００８−２９６５０３）
【出願日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
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