音響処理装置
【課題】ユーザに仮想スピーカが定位される様子が認識でき、バーチャルサラウンド機能を実感することができる音響処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】入力された音声信号にバーチャルサラウンド処理を行って処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段（１１０）と、音声信号及びバーチャルサラウンド処理手段から出力される処理済音声信号が入力され且つ所定時間毎に出力を音声信号と処理済音声信号とで切替る切替手段（１０７）を有することを特徴とする音響処理装置。
【解決手段】入力された音声信号にバーチャルサラウンド処理を行って処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段（１１０）と、音声信号及びバーチャルサラウンド処理手段から出力される処理済音声信号が入力され且つ所定時間毎に出力を音声信号と処理済音声信号とで切替る切替手段（１０７）を有することを特徴とする音響処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響処理装置に関するものであり、特にバーチャルサラウンド信号処理を行う音響処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカを受聴者の側方や後方に実際に置かなくても、側方や後方から音響が連続的に聞こえてくるようにする音場再生装置、所謂バーチャルサラウンド装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような、バーチャルサラウンド装置では、受聴者の前面にスピーカを配置するだけで、受聴者の側方や後方に定位された仮想スピーカから音響が連続的に聞こえてくるようにすることができるので、臨場感のある音響再生をリアルタイムで行うことが可能となる。
【０００３】
このようなバーチャルサラウンド装置では、バーチャルサラウンド機能をＯＦＦからＯＮに切換えた時点で、最もユーザに仮想スピーカが定位される様子が認識でき、本来の効果を実感することができる。しかしながら、常に、バーチャルサラウンド機能をＯＮにしておくと、仮想スピーカが定位されている様子が低く感じられ、本来の効果を発揮することができない場合があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２８８９００号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、上記の問題点を解決することを可能とする音響処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、ユーザに仮想スピーカが定位される様子が認識でき、バーチャルサラウンド機能を実感することができる音響処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る音声処理装置は、入力された音声信号にバーチャルサラウンド処理を行って処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、音声信号及びバーチャルサラウンド処理手段から出力される処理済音声信号が入力され且つ所定時間毎に出力を音声信号と処理済音声信号とで切替る切替手段を有することを特徴とする。
また、本発明にかかる音響処理装置は、音声信号を出力するソースを更に有すること、又は、切替手段からの信号を出力する出力部を更に有することが好ましい。
【０００８】
本発明に係る音響処理装置は、音声信号が入力され且つ音声信号にバーチャルサラウンド処理を行った処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段を備え、バーチャルサラウンド処理手段は所定時間毎にバーチャルサラウンド処理の処理レベルを制御することを特徴とする。
また、本発明に係る音響処理装置では、音声信号を出力するソースを更に有すること、又は、バーチャルサラウンド処理手段からの信号を出力する出力部を更に有することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る音響処理装置によれば、必ず、バーチャルサラウンド処理機能をＯＦＦした状態を聴かせた後に、バーチャルサラウンド処理機能をＯＮした状態を聴かせるので、ＯＦＦ状態とＯＮ状態との比較として確実にバーチャルサラウンド処理機能を感じることができ、バーチャルサラウンド処理機能をＯＮした効果を最大限にユーザに与えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照して、本発明に係る音響処理装置について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００１１】
図１は、本発明に係る音響処理装置を備える車両１におけるスピーカの配置例を示した図である。
【００１２】
車両１は、助手席１２、運転席１３、後部座席１７を有し、助手席用ヘッドレスト２１、運転席ヘッドレスト２２、後部座席左ヘッドレスト２３及び後部座席右ヘッドレスト２４等を有している。助手席１２には、前席用第１スピーカ４０及び第２スピーカ４１が装備されている。また、運転席１３には、前席用第３スピーカ４２及び第４スピーカ４３が装備されている。さらに、後部座席左ヘッドレスト２３には、後席用第１スピーカ５０及び第２スピーカ５１が装備され、後部座席右ヘッドレスト２４には、後席用第３スピーカ５２及び第４スピーカ５３が装備されている。前席用第１スピーカ４０〜第４スピーカ４３、及び後席用第１スピーカ５０〜第４スピーカ５３は、音響信号処理装置１００によって駆動される。
【００１３】
図２は、後部座席におけるスピーカの配置例を示した図である。
【００１４】
後部座席１７の後部座席左ヘッドレスト２３の両脇には２つのスピーカ５０及び５１が装着されており、後部座席右ヘッドレス路２４の両脇にも２つのスピーカ５２及び５３が装着されている。なお、後部座席用のスピーカの数は、ヘッドレスト毎に２つずつに限定されるものではなく、１つずつであっても、さらに多くのスピーカを設けるようにしても良い。また、本例では、後部座席に２つのヘッドレストが配置されているが、これに限定されるものではなく、３つのヘッドレストを設けるように構成しても良い。
【００１５】
図４は、ヘッドレストを示す図である。
【００１６】
図４に示すヘッドレストは後部座席１７だけでなく助手席１２及び運転席１３にも利用することができる。なお、前席用第１スピーカ４０〜第４スピーカ４３及び後席用第１スピーカ５０〜第４スピーカ５３は、指向性の強くない、一般のコーン型スピーカである。
【００１７】
図４は、音響処理システムの概要構成を示す図である。
【００１８】
音響処理システムは、音響信号処理装置１００及び各種スピーカ（前席用第１スピーカ４０〜第４スピーカ４３及び後席用第１スピーカ５０〜第４スピーカ５３）等から構成される。
【００１９】
音響信号処理装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む制御部１０１、記録媒体等から構成されるメモリ１０２、各種ボタン等を含む操作部１０３、ＤＶＤ再生器１０４、ＣＤ／ＭＤ再生部１０５、ラジオ受信部１０６、切替回路１０７、バーチャルサラウンド処理回路１１０、分配回路１２０、信号増幅部１３０等から構成される。なお、音声信号を出力するソースとして機能するＤＶＤ再生器１０４、ＣＤ／ＭＤ再生部１０５及びラジオ受信部１０６は、音響信号処理装置１００とは別体であっても良いし、音響処理システムは、ＴＶ受信部、ＨＤ（ハードディスク）再生部及びナビゲーション部等の他のソースを有していても良い。図４においては、音響信号処理装置１００が各種ソースを有するように構成したが、各種ソースを音響信号処理装置１００と別体としても良い。また、音響信号処理装置１００自体が各種スピーカを含んで構成されるようにしても良い。
【００２０】
制御部１０１によって選択されたソース（例えば、ＤＶＤ再生部１０４）から出力された音声信号は、切替回路１０７及びバーチャルサラウンド処理回路１１０に入力される。
【００２１】
制御部１０１がバーチャルサラウンド機能処理をＯＦＦとする場合には、選択されたソースから出力された音声信号が、そのまま分配回路１２０へ出力されるように切替回路１０７が制御される。分配回路１２０へ入力された音声信号は、所定のスピーカから出力されるように分配され、信号増幅部１３０で増幅されて、各スピーカへ出力される。なお、信号増幅部１３０は、前席用第１スピーカ４０〜第４スピーカ４３の各スピーカユニットに対応したアンプと、後席用第１スピーカ５０〜第４スピーカ５３に対応したアンプを有している。
【００２２】
一方、制御部１０１がバーチャルサラウンド機能処理をＯＮとする場合には、バーチャルサラウンド処理回路１１０においてバーチャルサラウンド処理済みの音声信号が、分配回路１２０へ出力されるように切替回路１０７が制御される。分配回路１２０へ入力された処理済音声信号は、分配回路１２０で所定のスピーカから出力されるように分配され、信号増幅部１３０で増幅されて、各スピーカへ出力される。なお、バーチャルサラウンド処理回路１１０は、常にバーチャルサラウンド処理済みの音声信号を出力するように構成されている。
【００２３】
即ち、制御部１０１がバーチャルサラウンド機能処理をＯＮすると、例えば、助手席１２に座る搭乗者１０にとっては、実際に配置される第１スピーカ４０及び第２スピーカ４１の他に、図１に４４及び４５として示す位置にあたかも出力音声が定位されているように（仮想スピーカが存在するように）知覚される。このようなバーチャルサラウンド機能によって、助手席１２に座る搭乗者１０は、２つのスピーカのみによって、四方から出力音声を知覚できるので、迫力及び臨場感のある音声をリアルタイムで受聴することが可能となる。
【００２４】
図５は、切替タイミングを示す図である。
【００２５】
図５（ａ）は切替回路１０７の第１の制御タイミングを示す図である。図５（ａ）において、時刻ｔ１は、ソースからの音声信号の出力が開始した時点（例えば、音響処理システムの電源をＯＮしてＤＶＤを再生し始めた時点）を示している。時刻ｔ１からｔ２では、ソース（例えば、ＤＶＤ再生部１０４）からの音声信号が、そのまま分配回路１２０へ出力されるように、制御部１０１が切替回路１０７を制御している。
【００２６】
時刻ｔ２になると、制御部１０１は切替回路１０７を制御して、バーチャルサラウンド処理回路１１０からの処理済音声信号のみを、分配回路１２０へ出力するように切替制御を行う。なお、制御部１０１と切替回路１０７は一体として構成されても良い。
【００２７】
即ち、図５（ａ）に示すタイミング制御の場合、ユーザは、音声を聴き始めた当初は、通常の音声出力（バーチャルサラウンド機能処理がなされていない音声出力）を受聴するが、その時刻ｔ２で、バーチャルサラウンド機能処理がなされている音声出力を受聴し始めるので、バーチャルサラウンド機能が良く機能していると実感することができるようになる。
【００２８】
図５（ａ）における時刻ｔ１からｔ２までの時間は予め定められており（例えば、２秒）、制御データとしてメモリ１０２等に記憶されている。
【００２９】
図５（ｂ）は切替回路１０７の第２の制御タイミングを示す図である。図５（ｂ）において、時刻ｔ１は、ソースからの音声信号の出力が開始した時点（例えば、音響処理システムの電源をＯＮしてＤＶＤを再生し始めた時点）を示している。時刻ｔ１からｔ２では、ソース（例えば、ＤＶＤ再生部１０４）からの音声信号が、そのまま分配回路１２０へ出力されるように、制御部１０１が切替回路１０７を制御している。
【００３０】
次に、時刻ｔ２から時刻ｔ３において、制御部１０１は切替回路１０７を制御して、バーチャルサラウンド処理回路１１０からの処理済音声信号を徐々に増加させながら分配回路１２０へ出力するように制御し、同時に時刻ｔ２まで出力されていたソースからの音声信号を徐々に低減させながら分配回路１２０へ出力するように制御する（クロスフェード処理）。なお、徐々に切替える処理は、クロスフェード処理に限らず、例えば、バーチャルサラウンド処理のフィルタ係数の連続的な更新など、他の処理方法を用いても良い。
【００３１】
したがって、時刻ｔ３では、制御部１０１は切替回路１０７を制御して、完全にバーチャルサラウンド処理回路１１０からの処理済音声信号のみが、分配回路１２０へ出力することとなる。また、バーチャルサラウンド処理回路１１０からの処理済音声信号を徐々に低減させながら分配回路１２０へ出力するように制御し、同時にソースからの音声信号を徐々に増加させながら分配回路１２０へ出力するように制御するようにしても良い。
【００３２】
即ち、図５（ｂ）に示すタイミング制御の場合、ユーザは、音声を聴き始めた当初は、通常の音声出力（バーチャルサラウンド機能処理がなされていない音声出力）を受聴するが、その後徐々に（突然ではなく）、バーチャルサラウンド機能処理がなされている音声出力を受聴し始めるので、バーチャルサラウンド機能が良く機能していると実感することができるようになる。
【００３３】
図５（ｂ）における時刻ｔ１からｔ２までの時間及び時刻ｔ２からｔ３までの時間は、予め定められており（例えば、２秒及び１秒）、制御データとしてメモリ１０２等に記憶されている。
【００３４】
図５（ａ）及び（ｂ）において、時刻ｔ１をソースからの音声信号の出力が開始した時点としたが、例えば、ソースの切替時（例えば、ＤＶＤ再生部１０４からラジオ受信部１０６への切替時）としても良い。即ち、ソースの切替時には、図５（ａ）又は（ｂ）に示したように、最初は通常の音声出力を行い、所定時刻後にバーチャルサラウンド機能処理の処理済音声出力を出力するように制御しても良い。
【００３５】
また、ソースとしてＤＶＤ再生部１０４、ＣＤ／ＭＤ再生部１０５又はラジオ受信部１０６を利用している場合、ＤＶＤのチャプタ変更時、ＣＤ／ＭＤのトラック変更時、又はラジオ選局変更時は、図５（ａ）又は（ｂ）に示したように、最初は通常の音声出力を行い、所定時刻後にバーチャルサラウンド機能処理の処理済音声出力を出力するように制御しても良い。
【００３６】
さらに、上記に示す音響処理システムでは、車載スピーカを用いて説明したが、本発明に係る音響処理システムは、車載スピーカ以外、例えば、床置きタイプのスピーカやイヤホン等にも利用することが可能である。
【００３７】
図６は、バーチャルサラウンドの原理を説明するための図である。
【００３８】
バーチャルサラウンド処理回路１１０は、原音場（仮想スピーカ４及び５を知覚する領域）特性付加部１１１と、クロストークキャンセル処理部１１２等を有している。
【００３９】
原音場特性付加部１１１では、仮想スピーカ４からユーザの左耳までの経路ＳＬ、仮想スピーカ４からユーザの右耳までの経路ＳＲ、仮想スピーカ５からユーザの左耳までの経路ＳＬ´、仮想スピーカ５からユーザの右耳までの経路ＳＲ´に対応する特性が、バーチャルサラウンド処理回路１１０に入力されるＬチャンネル信号及びＲチャンネル信号に付加される。
【００４０】
クロストークキャンセル処理部１１２では、実際のスピーカ２からユーザの左耳までの経路ＬＬ、実際のスピーカ２からユーザの右耳までの経路ＬＲ、実際のスピーカ３からユーザの左耳までの経路ＲＬ、実際のスピーカ３からユーザの右耳までの経路ＲＲに対応する特性が、更に付加されて、実際のスピーカ２への音声信号ＴＬ及び実際のスピーカ３への音声信号ＴＲとして出力される。
【００４１】
ここで、Ｌチャンネル信号に対しては、ＴＬ＝（ＳＬ＊ＲＲ−ＳＲ＊ＲＬ）／Ｄ、ＴＲ＝（ＳＲ＊ＬＬ−ＳＬ＊ＬＲ）／Ｄ、Ｄ＝ＬＬ＊ＲＲ−ＬＲ＊ＲＬである。なお、Ｒチャンネル信号については、上記の式において、ＳＬをＳＬ´に、ＳＲをＳＲ´に置き換える。
このような信号処理を行うことによって、仮想スピーカ４及び５が、図７に示す位置にあたかも存在するように知覚することが可能となる。
【００４２】
なお、図４に示すバーチャルサラウンド処理回路１１０は、図６に示す原理に基づいて、実際のスピーカと仮想スピーカを定位させたい位置とを考慮して、構成されるものであるが、バーチャルサラウンド処理回路１１０自体は、他の原理に基づいて動作されるものであっても良い。
【００４３】
図７は、スピーカの他の配置例を示した図である。
【００４４】
図７では、前述した前席用第１スピーカ４０及び第２スピーカ４１の代わりに、第１アレースピーカ７０及び第２アレースピーカ７１を、助手席１２の背もたれの肩口の部分にそれぞれ配置している。このように、本発明では、前述した前席用第１スピーカ４０及び第２スピーカ４１の代わりに、アレースピーカを利用することも可能である。
【００４５】
また、図示されるように、第２アレースピーカ７１が有する４つのスピーカユニット７５〜７８は、助手席１２の搭乗者１０の右耳との距離が全て等しくなるように円弧状に配置されている。なお、図示してはいないが、第１アレースピーカ７０の各スピーカユニットと助手席１２の搭乗者１０の左耳６０との距離が全て等しくなるように設定されている。このような配置構成によって、第１アレースピーカ７０から出力された音声は、助手席の搭乗者１０の左耳近傍に定位し、第２アレースピーカ７１から出力された音声は、助手席の搭乗者１０の右耳近傍に定位することとなる。なお、アレースピーカのスピーカユニット数は４つに限定される訳ではなく、必ずしも、助手席１２の搭乗者１０の右耳との距離が全て等しくなるように円弧状に配置されている必要もない。また、図７では、助手席１２について説明したが、運転席１３についても同様に変更可能である。
【００４６】
図８は、他の音響処理システムの概要構成を示す図である。
【００４７】
図８に示す音響処理システムと図４に示した音響処理システムとの違いは、図８に示す音響処理システムの音響信号処理装置２００では切替回路１０７を持たず、バーチャルサラウンド処理回路２１０自体を制御部１０１がＯＮ／ＯＦＦ制御する点のみである。図８において、図４と同様の構成には、同じ番号を付し説明を省略する。
【００４８】
バーチャルサラウンド処理回路２１０は、制御部１０１からの制御に基づいて、バーチャルサラウンド機能処理をＯＮすることによって、処理済音声信号を分配回路に出力し、バーチャルサラウンド機能処理をＯＦＦすることによって、ソースからの音声信号をそのまま分配回路に出力する。したがって、図８に示す音響処理システムでは、切替回路１０７を有していなくても、図４に示す音響処理システムと同様に、図５に示すような切替処理を行うことが可能となる。
【００４９】
図９は、切替タイミングの他の例を示す図であり、バーチャルサラウンド処理回路２１０の処理レベルの増減にのみ注目したものである。
【００５０】
図９に示すように、時刻ｔ１以前及び時刻ｔ４以後は、バーチャルサラウンド処理回路２１０はバーチャルサラウンド機能処理をＯＦＦした状態であって、ソースからの音声信号をそのまま分配回路に出力している。また、時刻ｔ１から時刻ｔ２では、バーチャルサラウンド処理回路２１０は処理レベルを徐々に増加させており、時刻ｔ２から時刻ｔ３ではバーチャルサラウンド処理回路２１０は処理レベルを一定に保持しており、時刻ｔ３から時刻ｔ４では、バーチャルサラウンド処理回路２１０は処理レベルを徐々に低減させている。即ち、時刻ｔ１から時刻ｔ４では、バーチャルサラウンド処理回路２１０はバーチャルサラウンド機能処理をＯＮした状態であって、処理済音声信号が、分配回路１２０へ出力することとなる。なお、図９の処理レベルの切替タイミングは一例であって、例えば、図５（ａ）に示すように、ある時刻で、処理レベルのＯＮ／ＯＦＦを切替えるように制御しても良い。
【００５１】
図９における時刻ｔ１からｔ２までの時間及び時刻ｔ３からｔ４までの時間は、予め定められており（例えば、１秒）、制御データとしてメモリ１０２等に記憶されている。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明に係る音響処理システムを備える車両１におけるスピーカの配置例を示した図である。
【図２】スピーカの配置例を示した図である。
【図３】ヘッドレストを示す図である。
【図４】本発明に係る音響処理システムの概要構成を示す図である。
【図５】切替タイミングを示す図である。
【図６】バーチャルサラウンドの原理を説明するための図である。
【図７】スピーカの他の配置例を示した図である。
【図８】本発明に係る他の音響処理システムの概要構成を示す図である。
【図９】他の切替タイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１２ 運転席
１３ 助手席
１７ 後部座席
２１〜２４ ヘッドレスト
４０〜４３ スピーカ
５０〜５３ スピーカ
１００、２００ 音響信号処理装置
１０１ 制御部
１０３ 操作部
１０７ 切替回路
１１０、２１０ バーチャルサラウンド処理回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響処理装置に関するものであり、特にバーチャルサラウンド信号処理を行う音響処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカを受聴者の側方や後方に実際に置かなくても、側方や後方から音響が連続的に聞こえてくるようにする音場再生装置、所謂バーチャルサラウンド装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような、バーチャルサラウンド装置では、受聴者の前面にスピーカを配置するだけで、受聴者の側方や後方に定位された仮想スピーカから音響が連続的に聞こえてくるようにすることができるので、臨場感のある音響再生をリアルタイムで行うことが可能となる。
【０００３】
このようなバーチャルサラウンド装置では、バーチャルサラウンド機能をＯＦＦからＯＮに切換えた時点で、最もユーザに仮想スピーカが定位される様子が認識でき、本来の効果を実感することができる。しかしながら、常に、バーチャルサラウンド機能をＯＮにしておくと、仮想スピーカが定位されている様子が低く感じられ、本来の効果を発揮することができない場合があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２８８９００号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、上記の問題点を解決することを可能とする音響処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、ユーザに仮想スピーカが定位される様子が認識でき、バーチャルサラウンド機能を実感することができる音響処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る音声処理装置は、入力された音声信号にバーチャルサラウンド処理を行って処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、音声信号及びバーチャルサラウンド処理手段から出力される処理済音声信号が入力され且つ所定時間毎に出力を音声信号と処理済音声信号とで切替る切替手段を有することを特徴とする。
また、本発明にかかる音響処理装置は、音声信号を出力するソースを更に有すること、又は、切替手段からの信号を出力する出力部を更に有することが好ましい。
【０００８】
本発明に係る音響処理装置は、音声信号が入力され且つ音声信号にバーチャルサラウンド処理を行った処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段を備え、バーチャルサラウンド処理手段は所定時間毎にバーチャルサラウンド処理の処理レベルを制御することを特徴とする。
また、本発明に係る音響処理装置では、音声信号を出力するソースを更に有すること、又は、バーチャルサラウンド処理手段からの信号を出力する出力部を更に有することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る音響処理装置によれば、必ず、バーチャルサラウンド処理機能をＯＦＦした状態を聴かせた後に、バーチャルサラウンド処理機能をＯＮした状態を聴かせるので、ＯＦＦ状態とＯＮ状態との比較として確実にバーチャルサラウンド処理機能を感じることができ、バーチャルサラウンド処理機能をＯＮした効果を最大限にユーザに与えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照して、本発明に係る音響処理装置について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００１１】
図１は、本発明に係る音響処理装置を備える車両１におけるスピーカの配置例を示した図である。
【００１２】
車両１は、助手席１２、運転席１３、後部座席１７を有し、助手席用ヘッドレスト２１、運転席ヘッドレスト２２、後部座席左ヘッドレスト２３及び後部座席右ヘッドレスト２４等を有している。助手席１２には、前席用第１スピーカ４０及び第２スピーカ４１が装備されている。また、運転席１３には、前席用第３スピーカ４２及び第４スピーカ４３が装備されている。さらに、後部座席左ヘッドレスト２３には、後席用第１スピーカ５０及び第２スピーカ５１が装備され、後部座席右ヘッドレスト２４には、後席用第３スピーカ５２及び第４スピーカ５３が装備されている。前席用第１スピーカ４０〜第４スピーカ４３、及び後席用第１スピーカ５０〜第４スピーカ５３は、音響信号処理装置１００によって駆動される。
【００１３】
図２は、後部座席におけるスピーカの配置例を示した図である。
【００１４】
後部座席１７の後部座席左ヘッドレスト２３の両脇には２つのスピーカ５０及び５１が装着されており、後部座席右ヘッドレス路２４の両脇にも２つのスピーカ５２及び５３が装着されている。なお、後部座席用のスピーカの数は、ヘッドレスト毎に２つずつに限定されるものではなく、１つずつであっても、さらに多くのスピーカを設けるようにしても良い。また、本例では、後部座席に２つのヘッドレストが配置されているが、これに限定されるものではなく、３つのヘッドレストを設けるように構成しても良い。
【００１５】
図４は、ヘッドレストを示す図である。
【００１６】
図４に示すヘッドレストは後部座席１７だけでなく助手席１２及び運転席１３にも利用することができる。なお、前席用第１スピーカ４０〜第４スピーカ４３及び後席用第１スピーカ５０〜第４スピーカ５３は、指向性の強くない、一般のコーン型スピーカである。
【００１７】
図４は、音響処理システムの概要構成を示す図である。
【００１８】
音響処理システムは、音響信号処理装置１００及び各種スピーカ（前席用第１スピーカ４０〜第４スピーカ４３及び後席用第１スピーカ５０〜第４スピーカ５３）等から構成される。
【００１９】
音響信号処理装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む制御部１０１、記録媒体等から構成されるメモリ１０２、各種ボタン等を含む操作部１０３、ＤＶＤ再生器１０４、ＣＤ／ＭＤ再生部１０５、ラジオ受信部１０６、切替回路１０７、バーチャルサラウンド処理回路１１０、分配回路１２０、信号増幅部１３０等から構成される。なお、音声信号を出力するソースとして機能するＤＶＤ再生器１０４、ＣＤ／ＭＤ再生部１０５及びラジオ受信部１０６は、音響信号処理装置１００とは別体であっても良いし、音響処理システムは、ＴＶ受信部、ＨＤ（ハードディスク）再生部及びナビゲーション部等の他のソースを有していても良い。図４においては、音響信号処理装置１００が各種ソースを有するように構成したが、各種ソースを音響信号処理装置１００と別体としても良い。また、音響信号処理装置１００自体が各種スピーカを含んで構成されるようにしても良い。
【００２０】
制御部１０１によって選択されたソース（例えば、ＤＶＤ再生部１０４）から出力された音声信号は、切替回路１０７及びバーチャルサラウンド処理回路１１０に入力される。
【００２１】
制御部１０１がバーチャルサラウンド機能処理をＯＦＦとする場合には、選択されたソースから出力された音声信号が、そのまま分配回路１２０へ出力されるように切替回路１０７が制御される。分配回路１２０へ入力された音声信号は、所定のスピーカから出力されるように分配され、信号増幅部１３０で増幅されて、各スピーカへ出力される。なお、信号増幅部１３０は、前席用第１スピーカ４０〜第４スピーカ４３の各スピーカユニットに対応したアンプと、後席用第１スピーカ５０〜第４スピーカ５３に対応したアンプを有している。
【００２２】
一方、制御部１０１がバーチャルサラウンド機能処理をＯＮとする場合には、バーチャルサラウンド処理回路１１０においてバーチャルサラウンド処理済みの音声信号が、分配回路１２０へ出力されるように切替回路１０７が制御される。分配回路１２０へ入力された処理済音声信号は、分配回路１２０で所定のスピーカから出力されるように分配され、信号増幅部１３０で増幅されて、各スピーカへ出力される。なお、バーチャルサラウンド処理回路１１０は、常にバーチャルサラウンド処理済みの音声信号を出力するように構成されている。
【００２３】
即ち、制御部１０１がバーチャルサラウンド機能処理をＯＮすると、例えば、助手席１２に座る搭乗者１０にとっては、実際に配置される第１スピーカ４０及び第２スピーカ４１の他に、図１に４４及び４５として示す位置にあたかも出力音声が定位されているように（仮想スピーカが存在するように）知覚される。このようなバーチャルサラウンド機能によって、助手席１２に座る搭乗者１０は、２つのスピーカのみによって、四方から出力音声を知覚できるので、迫力及び臨場感のある音声をリアルタイムで受聴することが可能となる。
【００２４】
図５は、切替タイミングを示す図である。
【００２５】
図５（ａ）は切替回路１０７の第１の制御タイミングを示す図である。図５（ａ）において、時刻ｔ１は、ソースからの音声信号の出力が開始した時点（例えば、音響処理システムの電源をＯＮしてＤＶＤを再生し始めた時点）を示している。時刻ｔ１からｔ２では、ソース（例えば、ＤＶＤ再生部１０４）からの音声信号が、そのまま分配回路１２０へ出力されるように、制御部１０１が切替回路１０７を制御している。
【００２６】
時刻ｔ２になると、制御部１０１は切替回路１０７を制御して、バーチャルサラウンド処理回路１１０からの処理済音声信号のみを、分配回路１２０へ出力するように切替制御を行う。なお、制御部１０１と切替回路１０７は一体として構成されても良い。
【００２７】
即ち、図５（ａ）に示すタイミング制御の場合、ユーザは、音声を聴き始めた当初は、通常の音声出力（バーチャルサラウンド機能処理がなされていない音声出力）を受聴するが、その時刻ｔ２で、バーチャルサラウンド機能処理がなされている音声出力を受聴し始めるので、バーチャルサラウンド機能が良く機能していると実感することができるようになる。
【００２８】
図５（ａ）における時刻ｔ１からｔ２までの時間は予め定められており（例えば、２秒）、制御データとしてメモリ１０２等に記憶されている。
【００２９】
図５（ｂ）は切替回路１０７の第２の制御タイミングを示す図である。図５（ｂ）において、時刻ｔ１は、ソースからの音声信号の出力が開始した時点（例えば、音響処理システムの電源をＯＮしてＤＶＤを再生し始めた時点）を示している。時刻ｔ１からｔ２では、ソース（例えば、ＤＶＤ再生部１０４）からの音声信号が、そのまま分配回路１２０へ出力されるように、制御部１０１が切替回路１０７を制御している。
【００３０】
次に、時刻ｔ２から時刻ｔ３において、制御部１０１は切替回路１０７を制御して、バーチャルサラウンド処理回路１１０からの処理済音声信号を徐々に増加させながら分配回路１２０へ出力するように制御し、同時に時刻ｔ２まで出力されていたソースからの音声信号を徐々に低減させながら分配回路１２０へ出力するように制御する（クロスフェード処理）。なお、徐々に切替える処理は、クロスフェード処理に限らず、例えば、バーチャルサラウンド処理のフィルタ係数の連続的な更新など、他の処理方法を用いても良い。
【００３１】
したがって、時刻ｔ３では、制御部１０１は切替回路１０７を制御して、完全にバーチャルサラウンド処理回路１１０からの処理済音声信号のみが、分配回路１２０へ出力することとなる。また、バーチャルサラウンド処理回路１１０からの処理済音声信号を徐々に低減させながら分配回路１２０へ出力するように制御し、同時にソースからの音声信号を徐々に増加させながら分配回路１２０へ出力するように制御するようにしても良い。
【００３２】
即ち、図５（ｂ）に示すタイミング制御の場合、ユーザは、音声を聴き始めた当初は、通常の音声出力（バーチャルサラウンド機能処理がなされていない音声出力）を受聴するが、その後徐々に（突然ではなく）、バーチャルサラウンド機能処理がなされている音声出力を受聴し始めるので、バーチャルサラウンド機能が良く機能していると実感することができるようになる。
【００３３】
図５（ｂ）における時刻ｔ１からｔ２までの時間及び時刻ｔ２からｔ３までの時間は、予め定められており（例えば、２秒及び１秒）、制御データとしてメモリ１０２等に記憶されている。
【００３４】
図５（ａ）及び（ｂ）において、時刻ｔ１をソースからの音声信号の出力が開始した時点としたが、例えば、ソースの切替時（例えば、ＤＶＤ再生部１０４からラジオ受信部１０６への切替時）としても良い。即ち、ソースの切替時には、図５（ａ）又は（ｂ）に示したように、最初は通常の音声出力を行い、所定時刻後にバーチャルサラウンド機能処理の処理済音声出力を出力するように制御しても良い。
【００３５】
また、ソースとしてＤＶＤ再生部１０４、ＣＤ／ＭＤ再生部１０５又はラジオ受信部１０６を利用している場合、ＤＶＤのチャプタ変更時、ＣＤ／ＭＤのトラック変更時、又はラジオ選局変更時は、図５（ａ）又は（ｂ）に示したように、最初は通常の音声出力を行い、所定時刻後にバーチャルサラウンド機能処理の処理済音声出力を出力するように制御しても良い。
【００３６】
さらに、上記に示す音響処理システムでは、車載スピーカを用いて説明したが、本発明に係る音響処理システムは、車載スピーカ以外、例えば、床置きタイプのスピーカやイヤホン等にも利用することが可能である。
【００３７】
図６は、バーチャルサラウンドの原理を説明するための図である。
【００３８】
バーチャルサラウンド処理回路１１０は、原音場（仮想スピーカ４及び５を知覚する領域）特性付加部１１１と、クロストークキャンセル処理部１１２等を有している。
【００３９】
原音場特性付加部１１１では、仮想スピーカ４からユーザの左耳までの経路ＳＬ、仮想スピーカ４からユーザの右耳までの経路ＳＲ、仮想スピーカ５からユーザの左耳までの経路ＳＬ´、仮想スピーカ５からユーザの右耳までの経路ＳＲ´に対応する特性が、バーチャルサラウンド処理回路１１０に入力されるＬチャンネル信号及びＲチャンネル信号に付加される。
【００４０】
クロストークキャンセル処理部１１２では、実際のスピーカ２からユーザの左耳までの経路ＬＬ、実際のスピーカ２からユーザの右耳までの経路ＬＲ、実際のスピーカ３からユーザの左耳までの経路ＲＬ、実際のスピーカ３からユーザの右耳までの経路ＲＲに対応する特性が、更に付加されて、実際のスピーカ２への音声信号ＴＬ及び実際のスピーカ３への音声信号ＴＲとして出力される。
【００４１】
ここで、Ｌチャンネル信号に対しては、ＴＬ＝（ＳＬ＊ＲＲ−ＳＲ＊ＲＬ）／Ｄ、ＴＲ＝（ＳＲ＊ＬＬ−ＳＬ＊ＬＲ）／Ｄ、Ｄ＝ＬＬ＊ＲＲ−ＬＲ＊ＲＬである。なお、Ｒチャンネル信号については、上記の式において、ＳＬをＳＬ´に、ＳＲをＳＲ´に置き換える。
このような信号処理を行うことによって、仮想スピーカ４及び５が、図７に示す位置にあたかも存在するように知覚することが可能となる。
【００４２】
なお、図４に示すバーチャルサラウンド処理回路１１０は、図６に示す原理に基づいて、実際のスピーカと仮想スピーカを定位させたい位置とを考慮して、構成されるものであるが、バーチャルサラウンド処理回路１１０自体は、他の原理に基づいて動作されるものであっても良い。
【００４３】
図７は、スピーカの他の配置例を示した図である。
【００４４】
図７では、前述した前席用第１スピーカ４０及び第２スピーカ４１の代わりに、第１アレースピーカ７０及び第２アレースピーカ７１を、助手席１２の背もたれの肩口の部分にそれぞれ配置している。このように、本発明では、前述した前席用第１スピーカ４０及び第２スピーカ４１の代わりに、アレースピーカを利用することも可能である。
【００４５】
また、図示されるように、第２アレースピーカ７１が有する４つのスピーカユニット７５〜７８は、助手席１２の搭乗者１０の右耳との距離が全て等しくなるように円弧状に配置されている。なお、図示してはいないが、第１アレースピーカ７０の各スピーカユニットと助手席１２の搭乗者１０の左耳６０との距離が全て等しくなるように設定されている。このような配置構成によって、第１アレースピーカ７０から出力された音声は、助手席の搭乗者１０の左耳近傍に定位し、第２アレースピーカ７１から出力された音声は、助手席の搭乗者１０の右耳近傍に定位することとなる。なお、アレースピーカのスピーカユニット数は４つに限定される訳ではなく、必ずしも、助手席１２の搭乗者１０の右耳との距離が全て等しくなるように円弧状に配置されている必要もない。また、図７では、助手席１２について説明したが、運転席１３についても同様に変更可能である。
【００４６】
図８は、他の音響処理システムの概要構成を示す図である。
【００４７】
図８に示す音響処理システムと図４に示した音響処理システムとの違いは、図８に示す音響処理システムの音響信号処理装置２００では切替回路１０７を持たず、バーチャルサラウンド処理回路２１０自体を制御部１０１がＯＮ／ＯＦＦ制御する点のみである。図８において、図４と同様の構成には、同じ番号を付し説明を省略する。
【００４８】
バーチャルサラウンド処理回路２１０は、制御部１０１からの制御に基づいて、バーチャルサラウンド機能処理をＯＮすることによって、処理済音声信号を分配回路に出力し、バーチャルサラウンド機能処理をＯＦＦすることによって、ソースからの音声信号をそのまま分配回路に出力する。したがって、図８に示す音響処理システムでは、切替回路１０７を有していなくても、図４に示す音響処理システムと同様に、図５に示すような切替処理を行うことが可能となる。
【００４９】
図９は、切替タイミングの他の例を示す図であり、バーチャルサラウンド処理回路２１０の処理レベルの増減にのみ注目したものである。
【００５０】
図９に示すように、時刻ｔ１以前及び時刻ｔ４以後は、バーチャルサラウンド処理回路２１０はバーチャルサラウンド機能処理をＯＦＦした状態であって、ソースからの音声信号をそのまま分配回路に出力している。また、時刻ｔ１から時刻ｔ２では、バーチャルサラウンド処理回路２１０は処理レベルを徐々に増加させており、時刻ｔ２から時刻ｔ３ではバーチャルサラウンド処理回路２１０は処理レベルを一定に保持しており、時刻ｔ３から時刻ｔ４では、バーチャルサラウンド処理回路２１０は処理レベルを徐々に低減させている。即ち、時刻ｔ１から時刻ｔ４では、バーチャルサラウンド処理回路２１０はバーチャルサラウンド機能処理をＯＮした状態であって、処理済音声信号が、分配回路１２０へ出力することとなる。なお、図９の処理レベルの切替タイミングは一例であって、例えば、図５（ａ）に示すように、ある時刻で、処理レベルのＯＮ／ＯＦＦを切替えるように制御しても良い。
【００５１】
図９における時刻ｔ１からｔ２までの時間及び時刻ｔ３からｔ４までの時間は、予め定められており（例えば、１秒）、制御データとしてメモリ１０２等に記憶されている。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明に係る音響処理システムを備える車両１におけるスピーカの配置例を示した図である。
【図２】スピーカの配置例を示した図である。
【図３】ヘッドレストを示す図である。
【図４】本発明に係る音響処理システムの概要構成を示す図である。
【図５】切替タイミングを示す図である。
【図６】バーチャルサラウンドの原理を説明するための図である。
【図７】スピーカの他の配置例を示した図である。
【図８】本発明に係る他の音響処理システムの概要構成を示す図である。
【図９】他の切替タイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１２ 運転席
１３ 助手席
１７ 後部座席
２１〜２４ ヘッドレスト
４０〜４３ スピーカ
５０〜５３ スピーカ
１００、２００ 音響信号処理装置
１０１ 制御部
１０３ 操作部
１０７ 切替回路
１１０、２１０ バーチャルサラウンド処理回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された音声信号にバーチャルサラウンド処理を行って処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、
前記音声信号及び前記バーチャルサラウンド処理手段から出力される前記処理済音声信号が入力され、所定時間毎に出力を前記音声信号と前記処理済音声信号とで切替る切替手段と、
を有することを特徴とする音響処理装置。
【請求項２】
前記切替手段は前記音声信号を徐々に低減且つ前記処理済音声信号を徐々に増加、又は、前記処理済音声信号を徐々に低減且つ前記音声信号を徐々に増加させるようにして、前記音声信号から処理済音声信号に切替を行うことを特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。
【請求項３】
音声信号を出力するソースと、
前記音声信号にバーチャルサラウンド処理を行って処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、
前記音声信号及び前記バーチャルサラウンド処理手段から出力される前記処理済音声信号が入力され、所定時間毎に出力を前記音声信号と前記処理済音声信号とで切替る切替手段と、
を有することを特徴とする音響処理装置。
【請求項４】
音声信号を出力するソースと、
前記音声信号にバーチャルサラウンド処理を行って処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、
前記音声信号及び前記バーチャルサラウンド処理手段から出力される前記処理済音声信号が入力され、所定時間毎に出力を前記音声信号と前記処理済音声信号とで切替える切替手段と、
前記切替手段からの信号を出力する出力部と、
を有することを特徴とする音響処理装置。
【請求項５】
音声信号が入力され、該音声信号にバーチャルサラウンド処理を行った処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段を有し、
前記バーチャルサラウンド処理手段は、所定時間毎にバーチャルサラウンド処理の処理レベルを制御することを特徴とする音響処理装置。
【請求項６】
前記バーチャルサラウンド処理手段は、前記処理レベルを徐々に増加または減少させる、請求項５に記載の音響処理装置。
【請求項７】
音声信号を出力するソースと、
前記音声信号が入力され、前記音声信号にバーチャルサラウンド処理を行った処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、を有し、
前記バーチャルサラウンド処理手段は、所定時間毎にバーチャルサラウンド処理の処理レベルを制御することを特徴とする音響処理装置。
【請求項８】
音声信号を出力するソースと、
前記音声信号が入力され、前記音声信号にバーチャルサラウンド処理を行った処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、該バーチャルサラウンド処理手段は所定時間毎にバーチャルサラウンド処理の処理レベルを制御し、
前記バーチャルサラウンド処理手段からの信号を出力する出力部と、
を有することを特徴とする音響処理装置。
【請求項１】
入力された音声信号にバーチャルサラウンド処理を行って処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、
前記音声信号及び前記バーチャルサラウンド処理手段から出力される前記処理済音声信号が入力され、所定時間毎に出力を前記音声信号と前記処理済音声信号とで切替る切替手段と、
を有することを特徴とする音響処理装置。
【請求項２】
前記切替手段は前記音声信号を徐々に低減且つ前記処理済音声信号を徐々に増加、又は、前記処理済音声信号を徐々に低減且つ前記音声信号を徐々に増加させるようにして、前記音声信号から処理済音声信号に切替を行うことを特徴とする請求項１に記載の音響処理装置。
【請求項３】
音声信号を出力するソースと、
前記音声信号にバーチャルサラウンド処理を行って処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、
前記音声信号及び前記バーチャルサラウンド処理手段から出力される前記処理済音声信号が入力され、所定時間毎に出力を前記音声信号と前記処理済音声信号とで切替る切替手段と、
を有することを特徴とする音響処理装置。
【請求項４】
音声信号を出力するソースと、
前記音声信号にバーチャルサラウンド処理を行って処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、
前記音声信号及び前記バーチャルサラウンド処理手段から出力される前記処理済音声信号が入力され、所定時間毎に出力を前記音声信号と前記処理済音声信号とで切替える切替手段と、
前記切替手段からの信号を出力する出力部と、
を有することを特徴とする音響処理装置。
【請求項５】
音声信号が入力され、該音声信号にバーチャルサラウンド処理を行った処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段を有し、
前記バーチャルサラウンド処理手段は、所定時間毎にバーチャルサラウンド処理の処理レベルを制御することを特徴とする音響処理装置。
【請求項６】
前記バーチャルサラウンド処理手段は、前記処理レベルを徐々に増加または減少させる、請求項５に記載の音響処理装置。
【請求項７】
音声信号を出力するソースと、
前記音声信号が入力され、前記音声信号にバーチャルサラウンド処理を行った処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、を有し、
前記バーチャルサラウンド処理手段は、所定時間毎にバーチャルサラウンド処理の処理レベルを制御することを特徴とする音響処理装置。
【請求項８】
音声信号を出力するソースと、
前記音声信号が入力され、前記音声信号にバーチャルサラウンド処理を行った処理済音声信号を出力するバーチャルサラウンド処理手段と、該バーチャルサラウンド処理手段は所定時間毎にバーチャルサラウンド処理の処理レベルを制御し、
前記バーチャルサラウンド処理手段からの信号を出力する出力部と、
を有することを特徴とする音響処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１４１５２４（Ｐ２００８−１４１５２４Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２６０９９（Ｐ２００６−３２６０９９）
【出願日】平成１８年１２月１日（２００６．１２．１）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１日（２００６．１２．１）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
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