音響空間制御装置
【課題】車両空間で音場制御する場合において、視聴者の嗜好を反映した音場制御が可能であるとともに操作性に優れたインターフェースを備える音場制御装置を提供することを課題とする
【解決手段】車両５０に複数配置されたスピーカ１０ａ〜１０ｌより出力する音を制御することにより音響空間を形成する音響空間制御装置であって、音声再生装置１と、インターフェース部３０と、制御部２０とを備え、制御部２０は音響空間の形状を算出し、算出した前記音響空間の形状に基づいて前記音声再生装置１より入力された音声信号について所定の処理し、所定の処理を実行した音声信号を前記複数のスピーカ１０ａ〜１０ｌから出力することとした。
【解決手段】車両５０に複数配置されたスピーカ１０ａ〜１０ｌより出力する音を制御することにより音響空間を形成する音響空間制御装置であって、音声再生装置１と、インターフェース部３０と、制御部２０とを備え、制御部２０は音響空間の形状を算出し、算出した前記音響空間の形状に基づいて前記音声再生装置１より入力された音声信号について所定の処理し、所定の処理を実行した音声信号を前記複数のスピーカ１０ａ〜１０ｌから出力することとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作性に優れたインターフェースを備えるとともに空間内に複数配置されたスピーカより出力する音を制御する音響空間を形成する音響空間制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内において空間制御を行う技術として、ＦＩＲフィルタを利用して残響音を付与する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この技術によれば、ＦＩＲフィルタを利用することで初期反射音や残響音を形成することが可能である。また、車両空間において定位制御と空間制御を行い、車両空間内の広さやスピーカの配置、聴取位置に応じて、音場をより好適なものとする技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。この技術によれば、定位制御によって求められた車両空間内の各スピーカから出力される各音響信号の遅延時間および減衰量と、対象車両空間内の対応する各スピーカから出力される各音響信号の遅延時間および減衰量とを同等にすることで対象車両空間内の定位制御を行うことができる。
【特許文献１】実開平６−２６３９９号公報
【特許文献２】特開２００３−２７４４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
空間内において音場を制御する際には、視聴者の嗜好をより反映した音場制御が可能であるとともに操作性に優れたインターフェースを備えていることが要求される。特に車両空間では、車両空間における視聴者には、車両の運転者も含まれることから安全性を確保する上でも重要である。
【０００４】
本発明では、上記した問題に鑑み、空間内で音場制御する場合において、視聴者の嗜好を反映した音場制御が可能であるとともに視聴者が直感的に音響空間をイメージしながら音場を操作できる優れたインターフェースを備える音場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】
【０００５】
本発明では、上記した課題を解決するため、以下の手段を採用した。すなわち、空間内に複数配置されたスピーカより出力する音を制御部が制御することにより音響空間を形成する音響空間制御装置であって、視聴者の嗜好に合わせた前記音響空間を形成するための指示を受け付ける操作受付手段と、前記音響空間に対応するイメージ画像であって、前記操作受付手段で受け付けた視聴者の指示に合わせて変化する該イメージ画像を表示する表示手段と、前記視聴者の指示に基づいて形成された前記音響空間のイメージ画像に対応するように音声信号について所定の処理を実行する音声信号処理手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
このような構成とすることで、本発明に係る音響空間制御装置は、操作性に優れているとともに視聴者の嗜好を反映した音場制御が可能となる。すなわち、イメージ画像を見ながら簡単な操作によりイメージ画像を変化させることができ、音響空間は該イメージ画像に基づいて形成されるため、例えば前方向のみ開放感（音響空間の拡がり）を持たせるなど、きめ細かな制御が可能となる。なお、本発明に係る空間とは、閉ざされた空間であれば特に限定されるものではないが、車両空間が適していると言える。
【０００７】
空間内には、スピーカが複数配置される。スピーカの配置箇所は特に限定されるもので
はない。例えば、空間として車両空間に適用する場合を考えると車両の運転席からみて、前方左側、前方右側、後方左側、後方右側、および天井の５つのスピーカを配置することができる。このような複数配置されたスピーカより出力される音を構成する各音声信号を制御部が制御することで視聴者の嗜好を反映した音響空間を形成することができる。なお、音響空間とは、前記スピーカから出力される音を構成する音声信号を制御することにより得られる音の拡がりにより形成される空間である。したがって車両空間には依存せずに形成される。また、車両空間は、閉ざされた空間であるとともにその大きさも一義的であるのに対して、音響空間は、音の拡がりで表される空間であってその大きさも一義的ではない。
【０００８】
また、本発明に係る音響空間制御装置は、音声信号を入力する音声信号入力手段を備える構成としてもよい。この場合、音声信号入力手段は、前記複数のスピーカに出力する音を構成する音声信号の発信源となるものである。すなわち、音を再生できるものであればよく、例えばＣＤ・ＭＤ等を備えるヘッドユニット等が例示できる。
【０００９】
表示手段は、音響空間に対応するイメージ画像を表示するものである。イメージ画像は、例えば車両と音響空間を表す仮想線とで構成され、実際に形成される音響空間を所定の倍率で縮小された画像である。そして、さらに前記イメージ画像は、車両上方からみた上面画像や、車両側方からみた側面画像により構成することができる。上面画像からは、車両の前方向、後方向、左方向、右方向についての音響空間（音の拡がり）を認識することができる。また、側面画像からは、車両の前方向、後方向、上方向についての音響空間を認識することができる。なお、これらの画像は並記して表示するものとしてもよいし、画像切替手段を更に備えさせることで、画像を切り替えて表示できるようにしてもよい。また、イメージ画像は上記に限らず、例えば車両後方から見た背面画像を備えることとしてもよい。背面画像からは、車両の左方向、右方向、上方向の音響空間を認識することができる。
【００１０】
上記のような表示手段を備えることで、視聴者は目で見て音響空間の形状を確認することができる。すなわち、音響空間は音で形成されるものであるが、視聴者は耳から入る音の感覚のみならず視覚により音響空間を認識可能であり、直感的に音響空間の形状を確認することができる。また、前記イメージ画像は、前記操作受付手段で受け付けた視聴者の指示に合わせて変化するものであることから、視聴者は常に音響空間を視覚により確認することができる。なお、表示手段には上述したイメージ画像の他、実際に所定の処理を実行した後に形成された音響空間、すなわち視聴者の嗜好が反映された現在形成されている音響空間を表示することとしてもよい。これにより、視聴者は現在形成されている音響空間を視覚によっても認識することができる。すなわち、操作時においてイメージした音響空間と実際に形成された音響空間とを比較することができる。これにより、次回の操作時において、自らの嗜好をより反映した音響空間を形成するための指示をすることが可能となり、結果としてより視聴者の嗜好が反映された音響空間が形成されることになる。
【００１１】
操作受付手段は、前記イメージ画像に基づいて視聴者の嗜好に合わせた音響空間を形成するための指示を受け付けるものである。換言すると、上述のように表示手段にはイメージ画像として車両と音響空間を表す仮想線が表示することができるが、操作受付手段はこのイメージ画像を操作する手段である。これにより、イメージ画像を容易に操作することができる。なお、操作受付手段としては、ボタン操作によりイメージ画像に表示される車両位置や仮想線を操作するものや表示手段をタッチパネルとして直接イメージ画像を操作できるものが例示できる。
【００１２】
上述した表示手段および操作受付手段は、本発明に係る音響空間制御装置のインターフェースとしての機能を発揮する。前記インターフェースは、操作性にも優れており、また
、視聴者の直感的な指示を受け付けること、すなわち視聴者の嗜好をきめ細かに受け付けることが可能となる。その結果、本発明に係る音響空間制御装置は、視聴者の嗜好をきめ細かに反映した音場制御をすることができる。
【００１３】
音声信号処理手段は、音響空間の形状に基づいて所定の処理を実行するものである。すなわち、表示手段に表示されるイメージ画像に対応する音響空間を形成するために、音声信号に残響音を付加する等の所定の処理を実行する。
【００１４】
また、本発明において、前記音響空間の形状は、基準点からの方向および距離で表されるものであり、前記音声信号処理手段は、前記基準点からの方向に対応するスピーカに出力する音声信号を選択し、選択した音声信号について所定の処理を実行するものとしてもよい。
【００１５】
このように音響空間の形状を基準点からの方向および距離で表すことで、前記方向に対応するスピーカから出力される音を構成する音声信号を選択し、選択した音声信号について前記算出した距離に基づいて所定の処理を実行することが可能となる。なお、基準点には例えば視聴者の位置が例示される。
【００１６】
また、本発明は、前記音声信号処理手段により所定の処理を実行した音声信号を前記複数のスピーカに出力する再生音出力手段を備える構成としてもよい。再生音出力手段は、前記音声信号処理手段により所定の処理を実行した音声信号を前記複数のスピーカに出力するものである。前記複数のスピーカは、前述したように例えば車両空間であれば、車両の運転席からみて、前方左側、前方右側、後方左側、後方右側、および天井の５つを配置することができる。このような複数のスピーカ、所定の処理が実行された音声信号を出力することで視聴者の嗜好を反映した音響空間を形成することができる。
【００１７】
また、本発明において、前記音声信号処理手段における所定の処理は、前記音声信号入力手段により入力された音声信号を畳み込み演算するフィルタ手段と、前記音声信号入力手段により入力された音声信号をイコライジングするイコライジング手段と、前記音声信号入力手段により入力された音声信号を遅延させる遅延手段と、前記音声信号入力手段により入力された音声信号に残響音を付与する残響音付与手段と、のうち少なくともいずれか一つを備えることとすることができる。フィルタ手段は、ＦＩＲフィルタに所定のフィルタ係数を設定して畳み込み演算するものが例示できる。前記フィルタ係数を変化させることで初期反射音や残響音を形成することもできる。イコライジング手段には、イコライザが例示でき、音声信号の周波特性を調整することができる。遅延手段には、遅延器が例示でき、音声信号の出力を遅らせることができる。これらの処理を適宜行うことで、視聴者の嗜好を反映した音響空間を形成することが可能となる。
【００１８】
また、本発明は、前記基準点からの方向および距離に対応するパラメータを有する記憶手段を更に備え、前記音声信号処理手段は、前記基準点からの方向および距離に対応する前記記憶手段に格納されたパラメータを抽出して前記所定の処理を実行するものとしてもよい。これにより、音響空間を制御する処理をより容易に行うことができる。
【００１９】
また、本発明は、前記イメージ画像を分析して前記音響空間の形状を算出するイメージ画像分析手段を更に備え、前記音声信号処理手段は、前記イメージ画像分析手段により算出した前記音響空間の形状に基づいて前記音声信号入力手段により入力された音声信号について所定の処理を実行するものとすることができる。
【００２０】
イメージ画像分析手段は、前記表示手段に表示される視聴者の嗜好が反映された音響空間に対応するイメージ画像を分析し、音響空間の形状を算出するものである。音響空間の
形状を算出するとは、前記イメージ画像を分析して、例えば視聴者からの方向を特定し、その方向における音響空間を示す仮想線までの距離を算出することを意味する。このように実際に表示されるイメージ画像を基準として音響空間の形状を算出することで、より視聴者の嗜好を反映した音響空間を形成することができる。具体的には、例えば、前記イメージ画像分析手段で視聴者からの方向を特定し、その方向における音響空間を示す仮想線までの距離を算出した場合には、方向により音の出力先のスピーカを特定し、出力先のスピーカが特定されることにより音声信号を特定できることから、係る音声信号に残響音付加やフィルタ処理を実行することができる。
【００２１】
また、本発明において、前記記憶手段に格納されたパラメータは、前記複数のスピーカにそれぞれ対応するとともに前記基準点からの距離に応じて段階的に設定され、前記イメージ画像は、前記音響空間を示す仮想線および視聴者の位置を示す基準点により構成され、前記音声信号処理手段は、前記基準点を基準として前記仮想線上の所定の点の方向および距離を算出し、算出した方向及び距離に基づいてパラメータを抽出して前記所定の処理を実行するものとすることができる。これにより、音響空間を制御する処理をより容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、空間内で音場制御する場合において、視聴者が直感的に音響空間をイメージしながら音場を操作できるとともに視聴者の嗜好を反映した音場制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明に係る音響空間制御装置の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、同一の構成要素については同一の参照番号を付すことでその詳細な説明を省略する。
【００２４】
図１は、本発明に係る音響空間制御装置を含む音響システム６０が搭載される車両５０の概略図である。車両５０には閉ざされた空間である車両空間５１が設けられ、車両５０には本発明に係る視聴者に相当する運転者を含む搭乗者５２が滞在可能である。車両５０の前方左側にはＦＬスピーカ１０ａ、前方右側にはＦＲスピーカ１０ｂ、後方左側にはＲＬスピーカ１０ｃ、後方右側にはＲＲスピーカ１０ｄが設けられている。更に、前方中央にはＦＣスピーカ１０ｆ、天井にはＳＰスピーカ１０ｅ、後方中央にはＳＷスピーカ１０ｇ、運転席にはシートＳＬスピーカ１０ｈおよびシートＳＲスピーカ１０ｉ、助手席にはシートＳＬスピーカ１０ｊおよびシートＳＲスピーカ１０ｋ、後部座席にはそれぞれシートスピーカ１０ｌが設けられている。
【００２５】
図２は、本発明に係る音響空間制御装置の概略構成を示す図である。図２に示すように、車両５０に音響システム６０が搭載され、音響システム６０は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＤ、チューナ、テープ、ＴＶなどからなる音声再生装置１、前記音声再生装置１の中から使用する再生装置を選択するセレクタ２、Ａ／Ｄコンバータ３、ＤＳＰ４（Digital Signal Processor）、Ｄ／Ａコンバータ５、表示部７および操作部８からなるインターフェース部３０、ＨＤＤ９、ナビ部１２、エンコーダ・デコーダ１３、制御部２０からなる音響装置７０と、メインアンプ６、スピーカ１０ａ〜１０ｌからなるスピーカ１０、により構成される。なお、制御部２０は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）２１、メモリ２２を備える。
【００２６】
上記音響システム６０の動作は以下のようになる。すなわち、音声再生装置１から出力された音声信号は、Ａ／Ｄコンバータ３によりデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された音声信号は、ＤＳＰ４にて所定の処理が実施され、Ｄ／Ａコンバータ５にてアナログ信号に変換され、メインアンプ６で音声信号が増幅され、スピーカ１０より出力
される。ここで、ＤＳＰ４にて実施される所定の処理は、インターフェース部３０から受け付けた視聴者の指示を反映すべく、制御部２０が行う。なお、インターフェース部３０を構成する表示部７および操作部８、ＤＳＰ４の構成の詳細については後述する。
【００２７】
なお、上記構成においてはメインアンプ６およびスピーカ１０ａ〜１０ｌ以外を一つのユニット３０としているがこれに限定されるわけではなく、例えばメインアンプ６をユニット３０に含ませる構成としてもよい。また、音声再生装置１としてＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ等を選択した場合には、これらの媒体には予め音声信号がデジタル信号として記録されているため、Ａ／Ｄコンバータ３を介さず、直接ＤＳＰ４に直接入力する構成とすることもできる。なお、このように直接ＤＳＰ４に入力する構成は、上記に限らずＴＶ等の信号についても、デコードされたデジタル信号を直接ＤＳＰ４に入力する構成とすることができる。
【００２８】
また、ＨＤＤ９にＭＰＥＧ方式などで圧縮した音楽データを記録しておきこれを再生することも可能であるが、この場合はＨＤＤ９から圧縮データを読み出してバス１１経由でデコーダ１３に入力し、デコードされたデジタル音声信号をＤＳＰ４に直接入力する構成としてもよい。
【００２９】
次に、ＤＳＰ４の詳細について説明する。図３は、ＤＳＰ４の構成の一例を示す図である。同図に示すように、ＤＳＰ４は可変器４ａ、遅延器４ｂ、イコライザ４ｃ、ＦＩＲフィルタ４ｄ、加算器４ｅ等を備える。また、これらの可変器４ａ、遅延器４ｂ、イコライザ４ｃ、ＦＩＲフィルタ４ｄ、加算器４ｅは、電気的に制御部２０と接続されている。音声信号Ｘ１〜Ｘ６は、スピーカ１０ａ〜１０ｌのそれぞれから出力される音を構成するものである。なお、可変器４ａ等の配置する順序は、これに限定されるわけではない。
【００３０】
ＤＳＰ４の動作は以下のようになる。すなわち、例えば音声信号Ｘ１についてみると、Ａ／Ｄコンバータ３によりデジタル信号化された音声信号Ｘ１は可変器４ａでゲイン調整後、音声信号Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅに分割される。分割された音声信号Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅのうち、例えばＸ１ａについてみると、遅延器４ｂで所定の時間出力が遅延され、イコライザ４ｃでイコライジングされ、ＦＩＲフィルタ４ｄでフィルタ処理された後、可変器４ａで再びゲイン調整される。その後、音声信号Ｘ１ａは、音声信号Ｘ１ａと同様所定の処理が実施された音声信号Ｘ１ｂと加算器４ｅにて加算されてメインアンプ６に出力され、最終的にスピーカ１０より出力される。なお、例えば遅延器４ｂにおける所定の時間出力時間を遅らせる処理は、電気的に接続された制御部２０に格納されたマイコン２１がパラメータテーブル２６よりパラメータを抽出し、操作部８で受け付けた指示に応じた所定の処理を実行することにより実現される。また、イコライザ４ｃ、ＦＩＲフィルタ４ｃ等における所定の処理も同様に制御部２０が行うことになる。
【００３１】
ここで、パラメータテーブル２６の例を図４〜図６に示す。図４は、スピーカ１０ａ〜１０ｅ（図１参照）を用いる場合のパラメータの設定例である。（ａ）は前方向の音響空間（音の拡がり）を形成するためのパラメータ、（ｂ）は左方向の音響空間を形成するためのパラメータ、（ｃ）は右方向の音響空間を設定するためのパラメータ、（ｄ）は後方の音響空間を設定するためのパラメータ、（ｅ）は上方向の音響空間を形成するためのパラメータを示す。例えば（ａ）に示すように、前方向の音響空間を制御するためのパラメータは、大別するとＦＬスピーカ１０ａから出力される音を構成する音声信号（ＦＬチャンネル）とＦＲスピーカ１０ｂから出力される音を構成する音声信号（ＦＲチャンネル）から構成され、設定レベルはＯＦＦから設定レベル５までの６段階により構成されている。そして、各スピーカは、更に初期遅延量、イコライザ（ＥＱ）、付加音パターンにより構成されている。このように、前方向の音響空間は、ＦＬスピーカ１０ａおよびＦＲスピーカ１０ｂより出力される音を構成する音声信号により制御され、操作部８により受け付
けた指示に基づいて各信号毎に所定の処理が実行されることになる。なお、設定レベルは、例えばレベル１を基準点からの距離１ｍ、レベル２を基準点からの距離２ｍのようにレベルの数字が実際の距離に対応するように設定してもよいし、レベル１を基準点からの距離２ｍ、レベル２を基準点からの距離４ｍのように実際の距離とは異なるものとしてもよい。
【００３２】
図５は、スピーカ１０ｆ（図１参照）を更に用いる場合のパラメータの設定例であり、図６は、シートスピーカであるスピーカ１０ｈ〜１０ｌを更に用いる場合のパラメータの設定例である。なお、シートスピーカにおいては初期音を出力せずに付加音のみ出力するようにしてもよい。また、シートスピーカを備えることにより、運転席、助手席のように座席毎に独立して音の拡がりを制御することも可能となる。
【００３３】
次に、インターフェース部３０を構成する表示部７および操作部８の詳細について説明する。図７は、インターフェース部３０の一例を示す図である。（ａ）はイメージ画像としてディスプレイ７ａに上面画像を表示した例、（ｂ）はイメージ画像としてディスプレイ７ａに側面画像を表示した例を示す。（ａ）に示すように、本実施例では表示部７と操作部８が一体構成となっている。表示部７には、車両５０と、視聴者の位置に対応する基準点７ｂと、音響空間に対応する仮想線７ｃと、カーソル７ｄが表示されている。また、操作部８は、カーソル７ｄを選択するカーソル選択ボタン８ａと、カーソル７ｄを移動するカーソル移動ボタン８ｂと、決定ボタン８ｃにより構成されている。なお、上面画像と側面画像は、操作部８に切り替えボタンを設けて必要に応じて画面を切り替えるようにすることができる。
【００３４】
次に、インターフェース部３０を構成する表示部７および操作部８の使用方法について説明する。まず、図７（ａ）に示す表示部７に上面画像を表示した場合には、車両５０の前方向、後方向、右方向、左方向の音響空間（音の拡がり）を設定することができる。まず、視聴者は、音の拡がりの中心となる基準点、すなわち視聴者の位置に対応する基準点７ｂを操作部８のカーソル選択ボタン８ａ、カーソル移動ボタン８ｂ、決定ボタン８ｃを用いて決定する。同図では、基準点７ｂを運転席に設定しているが、助手席、または後部座席等任意に設定することができる。また、視聴者ごとに基準点を設定してもよく、シートスピーカであるスピーカ１０ｈ〜１０ｌを用いる場合等に有効である。これにより、視聴者すなわち座席毎に独立して音の拡がりを設定することも可能となる。なお、基準点の設定位置は上記に限定されるわけではない。車両の中央に設定してもよいし、視聴者が複数存在する場合には、視聴者と視聴者との中間に設定してもよい。
【００３５】
次に、カーソル７ｄを多角形で構成される仮想線７ｃ上の頂点に移動し、音の拡がりを持たせたい方向に合わせて仮想線７ｃの形状を変化させて視聴者の嗜好する音響空間を設定する。また、視聴者の上方向に音の拡がりを持たせたい場合には、側面画像により前記と同様の操作により視聴者の嗜好する仮想空間を設定することができる。なお、本実施例においては、基準点７ａを設定後に仮想線７ｃの形状を変化させて音響空間を設定することとしたが、これに限らず、先に仮想線７ｃの形状を設定し、仮想線７ｃを移動して基準点７ａとの相対的位置を決定するようにしてもよい。
【００３６】
また、上記操作完了後にこれらの設定状況をメモリ２２に記憶させてパラメータを設定してもよい。これにより同設定の音響空間を次回設定する際の操作を簡易化することができる。
【００３７】
なお、図７におけるインターフェース部３０は、ボタン操作により仮想線７ｃを操作して音響空間を設定する構成としたが、表示部７を構成するディスプレイ７ａをタッチパネルとし、直接仮想線の頂点等を操作して視聴者の嗜好する音響空間を設定する構成として
もよい。これにより、より簡易な操作により音響空間を設定することが可能となる。
【００３８】
図８は、インターフェース部３０のその他の例を示す図である。（ａ）はイメージ画像としてディスプレイ７ａに上面画像を表示した例、（ｂ）はイメージ画像としてディスプレイ７ａに側面画像を表示した例を示す。同図に示すように、本実施例においては、前方向、後方向、左方向、右方向についての音の拡がりを数値化して示している。なお、前述した音響空間を示す仮想線も表示し、これと数値を並記する構成としてもよい。
【００３９】
図８に示すインターフェース部３０の使用方法は、基本的には上述した図７に示すインターフェース部３０と同様であるので説明を簡略化する。すなわち、基準点７ｂを設定後、音の拡がりを持たせたい方向にカーソル７ｄを移動し、距離入力ボタン８ｄを用いて基準点からの距離を入力する。これにより視聴者の嗜好する音響空間を設定することができる。なお、図７に示す表示部等と図８に示す表示部は、視聴者の好みにより選択的に使用できる構成としてもよい。
【００４０】
図９は、インターフェース部３０の上述した例とは別の一例を示す図である。（ａ）はタッチパネルを用いて視聴者が画面上を直接指等で音響空間を描いた場合を示す図、（ｂ）は直接指等で描いた音響空間を数値化して表示した例を示す。同図に示すように、本実施例においては、インターフェース部３０にタッチパネルを用い、画面を直接指等で音響空間を軌跡として描くことが可能であり、より簡易な操作により視聴者の嗜好する音響空間を設定することができる。また、視聴者が画面上に描いた音響空間を数値化して表示することで、視聴者は自らが設定した音の拡がり感をより正確に認識することができる。
【００４１】
次に、本発明に係る音響空間制御装置の動作例についてインターフェース部３０の動作と制御部２０の動作を関連づけて図面に基づいて説明する。なお、以下の説明はスピーカ１０ａから１０ｅ（図１参照）を用いる場合について説明する。
【００４２】
図１０は、本発明に係る音響空間制御装置の動作例を示すフロー図である。まず、視聴者は表示部７のイメージ画像を確認しながら操作部８に基づいて音響空間の基準となる基準点を設定する（ステップＳ１０１）。具体的には、図１１に示すように、視聴者は、音の拡がりの中心となる基準点、すなわち視聴者の位置に対応する基準点７ｂを操作部８のカーソル選択ボタン８ａ、カーソル移動ボタン８ｂ、決定ボタン８ｃを用いて決定する。
【００４３】
次に、視聴者は、音響空間の形状を設定する（ステップＳ１０２）。具体的には、図１１に示すように、先ず基準点７ａに位置するカーソル７ｄをカーソル選択ボタン８ａを用いて車両５０の前方向に移動し、レベル選択ボタン８ｄを用いてレベル４に設定する。次にカーソル７ｄをカーソル選択ボタン８ａにより車両５０の右方向に移動し、レベル選択ボタン８ｄを用いてレベル２に設定する。この動作を順次繰り返し、車両の後方向についてはレベル１、左方向についてはレベル２に設定する。その後、画面切り替えボタンによりディスプレイ７ａに表示される画面を側面図に切り替え、操作部８の各ボタンを用いて上方向のレベルを２に設定する。
【００４４】
次に、視聴者がインターフェース部３０により設定した音響空間を形成するための情報に基づいて制御部２０に格納されたマイコン２１が音声再生装置１より出力された音声信号に所定の処理を実行して音声を制御する（ステップＳ１０３）。音声制御の詳細については後述する。
【００４５】
所定の処理が実行された音声信号は、複数のスピーカ１０ａ〜１０ｅより出力され、音響空間が形成される（ステップＳ１０４）。
【００４６】
次に前述した音声制御（ステップＳ１０３）の詳細について説明する。
【００４７】
なお、ここでは、あらかじめメモリ２２にパラメータテーブル２６を格納しておき、マイコン２１がパラメータテーブル２６のパラメータを参照して本発明に係る所定の処理を実行する場合について説明する。
【００４８】
図１２は、制御部２０が実行する音声制御を示すフロー図である。まず、制御部２０に格納されたマイコン２１は、ユーザの操作を判断して音響空間の形状を算出する（ステップＳ２０１）。具体的には、操作部８により視聴者が設定した音響空間を形成するための値を取得すること意味する。すなわち、基準点７ａとして運転席、前方向レベル４、右方向レベル２、後方向レベル１、左方向レベル２、上方向レベル２を取得する（図１１参照）。これにより音響空間の形状の算出が完了する。
【００４９】
次に、マイコン２１は、基準点７ｂからの各方向に対応するスピーカに出力する音声信号を選択し、選択した音声信号について所定の処理を実行する（ステップＳ２０２）。具体的には、まず、マイコン２１は基準点７ａとして運転者を選択した場合のパラメータを選択する（図４参照）。そして、前方向については、図４（ａ）のレベル４を選択する。すなわち、前方向において、ＦＬスピーカに出力する信号については初期遅延量２５ｍｓｅｃ、イコライザについては７ｋＨｚＬＰＦ、付加音パターンはＢパターンを選択し処理を実行する。また、ＦＬスピーカに出力する信号については初期遅延量２２ｍｓｅｃ、イコライザについては７ｋＨｚＬＰＦ、付加音パターンはＢパターンを選択し処理を実行する。ここで付加音パターンとは、図１３で示すような反射音をパターン化したものである。縦軸は音のレベル、横軸は時間を表す。
【００５０】
同様に、左方向については図４（ｂ）のレベル２、右方向については図４（ｃ）のレベル２、後方向については図４（ｄ）のレベル１、上方向についてはレベル１を選択し、それぞれのスピーカに出力する信号について初期遅延量、イコライザ、付加音パターンを選択し、処理を実行する。各音声信号について所定の処理を実行後、メインアンプ６に出力し（ステップＳ２０３）、音声信号制御が完了する。
【００５１】
以上のような音響空間制御装置によれば、車両空間で音場制御する場合において、優れた操作性を有するインターフェース部３０により操作が容易であるとともに、インターフェース部３０を構成する表示部７に表示されるイメージ画像に基づいて操作できることから、聴覚のみならず視覚を通じて音響空間を設定することができ、視聴者の嗜好を反映した音場制御が可能となる。
【００５２】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係る音響空間制御装置はこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。また、本実施例ではメモリ２２に記憶されたパラメータテーブル２６を用いることとしたが、音声制御にあたっては、所定のアルゴリズムに基づいたプログラムをマイコン２１が読み込んで順次行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】音響空間制御装置が搭載される車両の概略図である。
【図２】音響空間制御装置の概略構成を示す図である。
【図３】ＤＳＰの構成を示す図である。
【図４】第１のパラメータの設定例である。
【図５】第２のパラメータの設定例である。
【図６】第３のパラメータの設定例である。
【図７】インターフェースの第１の例を示す図である。
【図８】インターフェースの第２の例を示す図である。
【図９】インターフェースの第３の例を示す図である。
【図１０】音響空間制御装置の動作例を示すフロー図である。
【図１１】操作時おけるインターフェースの表示状態を示す図である。
【図１２】制御部が実行する音声制御を示すフロー図である。
【図１３】反射音のパターン例を示すものである
【符号の説明】
【００５４】
１・・・再生装置
２・・・セレクタ
３・・・Ａ／Ｄコンバータ
４・・・ＤＳＰ
５・・・Ｄ／Ａコンバータ
６・・・メインアンプ
７・・・表示部
８・・・操作部
９・・・ＨＤＤ
１０・・・スピーカ
１２・・・ナビ部
１３・・・エンコーダ・デコーダ
２０・・・制御部
２１・・・マイコン
２２・・・メモリ
２６・・・パラメータテーブル
３０・・・インターフェース部
５０・・・車両
５１・・・車両空間
５２・・・搭乗者
６０・・・音響空間システム
Ｘ１〜Ｘ６・・・音声信号
７０・・・音響装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作性に優れたインターフェースを備えるとともに空間内に複数配置されたスピーカより出力する音を制御する音響空間を形成する音響空間制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内において空間制御を行う技術として、ＦＩＲフィルタを利用して残響音を付与する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この技術によれば、ＦＩＲフィルタを利用することで初期反射音や残響音を形成することが可能である。また、車両空間において定位制御と空間制御を行い、車両空間内の広さやスピーカの配置、聴取位置に応じて、音場をより好適なものとする技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。この技術によれば、定位制御によって求められた車両空間内の各スピーカから出力される各音響信号の遅延時間および減衰量と、対象車両空間内の対応する各スピーカから出力される各音響信号の遅延時間および減衰量とを同等にすることで対象車両空間内の定位制御を行うことができる。
【特許文献１】実開平６−２６３９９号公報
【特許文献２】特開２００３−２７４４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
空間内において音場を制御する際には、視聴者の嗜好をより反映した音場制御が可能であるとともに操作性に優れたインターフェースを備えていることが要求される。特に車両空間では、車両空間における視聴者には、車両の運転者も含まれることから安全性を確保する上でも重要である。
【０００４】
本発明では、上記した問題に鑑み、空間内で音場制御する場合において、視聴者の嗜好を反映した音場制御が可能であるとともに視聴者が直感的に音響空間をイメージしながら音場を操作できる優れたインターフェースを備える音場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】
【０００５】
本発明では、上記した課題を解決するため、以下の手段を採用した。すなわち、空間内に複数配置されたスピーカより出力する音を制御部が制御することにより音響空間を形成する音響空間制御装置であって、視聴者の嗜好に合わせた前記音響空間を形成するための指示を受け付ける操作受付手段と、前記音響空間に対応するイメージ画像であって、前記操作受付手段で受け付けた視聴者の指示に合わせて変化する該イメージ画像を表示する表示手段と、前記視聴者の指示に基づいて形成された前記音響空間のイメージ画像に対応するように音声信号について所定の処理を実行する音声信号処理手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
このような構成とすることで、本発明に係る音響空間制御装置は、操作性に優れているとともに視聴者の嗜好を反映した音場制御が可能となる。すなわち、イメージ画像を見ながら簡単な操作によりイメージ画像を変化させることができ、音響空間は該イメージ画像に基づいて形成されるため、例えば前方向のみ開放感（音響空間の拡がり）を持たせるなど、きめ細かな制御が可能となる。なお、本発明に係る空間とは、閉ざされた空間であれば特に限定されるものではないが、車両空間が適していると言える。
【０００７】
空間内には、スピーカが複数配置される。スピーカの配置箇所は特に限定されるもので
はない。例えば、空間として車両空間に適用する場合を考えると車両の運転席からみて、前方左側、前方右側、後方左側、後方右側、および天井の５つのスピーカを配置することができる。このような複数配置されたスピーカより出力される音を構成する各音声信号を制御部が制御することで視聴者の嗜好を反映した音響空間を形成することができる。なお、音響空間とは、前記スピーカから出力される音を構成する音声信号を制御することにより得られる音の拡がりにより形成される空間である。したがって車両空間には依存せずに形成される。また、車両空間は、閉ざされた空間であるとともにその大きさも一義的であるのに対して、音響空間は、音の拡がりで表される空間であってその大きさも一義的ではない。
【０００８】
また、本発明に係る音響空間制御装置は、音声信号を入力する音声信号入力手段を備える構成としてもよい。この場合、音声信号入力手段は、前記複数のスピーカに出力する音を構成する音声信号の発信源となるものである。すなわち、音を再生できるものであればよく、例えばＣＤ・ＭＤ等を備えるヘッドユニット等が例示できる。
【０００９】
表示手段は、音響空間に対応するイメージ画像を表示するものである。イメージ画像は、例えば車両と音響空間を表す仮想線とで構成され、実際に形成される音響空間を所定の倍率で縮小された画像である。そして、さらに前記イメージ画像は、車両上方からみた上面画像や、車両側方からみた側面画像により構成することができる。上面画像からは、車両の前方向、後方向、左方向、右方向についての音響空間（音の拡がり）を認識することができる。また、側面画像からは、車両の前方向、後方向、上方向についての音響空間を認識することができる。なお、これらの画像は並記して表示するものとしてもよいし、画像切替手段を更に備えさせることで、画像を切り替えて表示できるようにしてもよい。また、イメージ画像は上記に限らず、例えば車両後方から見た背面画像を備えることとしてもよい。背面画像からは、車両の左方向、右方向、上方向の音響空間を認識することができる。
【００１０】
上記のような表示手段を備えることで、視聴者は目で見て音響空間の形状を確認することができる。すなわち、音響空間は音で形成されるものであるが、視聴者は耳から入る音の感覚のみならず視覚により音響空間を認識可能であり、直感的に音響空間の形状を確認することができる。また、前記イメージ画像は、前記操作受付手段で受け付けた視聴者の指示に合わせて変化するものであることから、視聴者は常に音響空間を視覚により確認することができる。なお、表示手段には上述したイメージ画像の他、実際に所定の処理を実行した後に形成された音響空間、すなわち視聴者の嗜好が反映された現在形成されている音響空間を表示することとしてもよい。これにより、視聴者は現在形成されている音響空間を視覚によっても認識することができる。すなわち、操作時においてイメージした音響空間と実際に形成された音響空間とを比較することができる。これにより、次回の操作時において、自らの嗜好をより反映した音響空間を形成するための指示をすることが可能となり、結果としてより視聴者の嗜好が反映された音響空間が形成されることになる。
【００１１】
操作受付手段は、前記イメージ画像に基づいて視聴者の嗜好に合わせた音響空間を形成するための指示を受け付けるものである。換言すると、上述のように表示手段にはイメージ画像として車両と音響空間を表す仮想線が表示することができるが、操作受付手段はこのイメージ画像を操作する手段である。これにより、イメージ画像を容易に操作することができる。なお、操作受付手段としては、ボタン操作によりイメージ画像に表示される車両位置や仮想線を操作するものや表示手段をタッチパネルとして直接イメージ画像を操作できるものが例示できる。
【００１２】
上述した表示手段および操作受付手段は、本発明に係る音響空間制御装置のインターフェースとしての機能を発揮する。前記インターフェースは、操作性にも優れており、また
、視聴者の直感的な指示を受け付けること、すなわち視聴者の嗜好をきめ細かに受け付けることが可能となる。その結果、本発明に係る音響空間制御装置は、視聴者の嗜好をきめ細かに反映した音場制御をすることができる。
【００１３】
音声信号処理手段は、音響空間の形状に基づいて所定の処理を実行するものである。すなわち、表示手段に表示されるイメージ画像に対応する音響空間を形成するために、音声信号に残響音を付加する等の所定の処理を実行する。
【００１４】
また、本発明において、前記音響空間の形状は、基準点からの方向および距離で表されるものであり、前記音声信号処理手段は、前記基準点からの方向に対応するスピーカに出力する音声信号を選択し、選択した音声信号について所定の処理を実行するものとしてもよい。
【００１５】
このように音響空間の形状を基準点からの方向および距離で表すことで、前記方向に対応するスピーカから出力される音を構成する音声信号を選択し、選択した音声信号について前記算出した距離に基づいて所定の処理を実行することが可能となる。なお、基準点には例えば視聴者の位置が例示される。
【００１６】
また、本発明は、前記音声信号処理手段により所定の処理を実行した音声信号を前記複数のスピーカに出力する再生音出力手段を備える構成としてもよい。再生音出力手段は、前記音声信号処理手段により所定の処理を実行した音声信号を前記複数のスピーカに出力するものである。前記複数のスピーカは、前述したように例えば車両空間であれば、車両の運転席からみて、前方左側、前方右側、後方左側、後方右側、および天井の５つを配置することができる。このような複数のスピーカ、所定の処理が実行された音声信号を出力することで視聴者の嗜好を反映した音響空間を形成することができる。
【００１７】
また、本発明において、前記音声信号処理手段における所定の処理は、前記音声信号入力手段により入力された音声信号を畳み込み演算するフィルタ手段と、前記音声信号入力手段により入力された音声信号をイコライジングするイコライジング手段と、前記音声信号入力手段により入力された音声信号を遅延させる遅延手段と、前記音声信号入力手段により入力された音声信号に残響音を付与する残響音付与手段と、のうち少なくともいずれか一つを備えることとすることができる。フィルタ手段は、ＦＩＲフィルタに所定のフィルタ係数を設定して畳み込み演算するものが例示できる。前記フィルタ係数を変化させることで初期反射音や残響音を形成することもできる。イコライジング手段には、イコライザが例示でき、音声信号の周波特性を調整することができる。遅延手段には、遅延器が例示でき、音声信号の出力を遅らせることができる。これらの処理を適宜行うことで、視聴者の嗜好を反映した音響空間を形成することが可能となる。
【００１８】
また、本発明は、前記基準点からの方向および距離に対応するパラメータを有する記憶手段を更に備え、前記音声信号処理手段は、前記基準点からの方向および距離に対応する前記記憶手段に格納されたパラメータを抽出して前記所定の処理を実行するものとしてもよい。これにより、音響空間を制御する処理をより容易に行うことができる。
【００１９】
また、本発明は、前記イメージ画像を分析して前記音響空間の形状を算出するイメージ画像分析手段を更に備え、前記音声信号処理手段は、前記イメージ画像分析手段により算出した前記音響空間の形状に基づいて前記音声信号入力手段により入力された音声信号について所定の処理を実行するものとすることができる。
【００２０】
イメージ画像分析手段は、前記表示手段に表示される視聴者の嗜好が反映された音響空間に対応するイメージ画像を分析し、音響空間の形状を算出するものである。音響空間の
形状を算出するとは、前記イメージ画像を分析して、例えば視聴者からの方向を特定し、その方向における音響空間を示す仮想線までの距離を算出することを意味する。このように実際に表示されるイメージ画像を基準として音響空間の形状を算出することで、より視聴者の嗜好を反映した音響空間を形成することができる。具体的には、例えば、前記イメージ画像分析手段で視聴者からの方向を特定し、その方向における音響空間を示す仮想線までの距離を算出した場合には、方向により音の出力先のスピーカを特定し、出力先のスピーカが特定されることにより音声信号を特定できることから、係る音声信号に残響音付加やフィルタ処理を実行することができる。
【００２１】
また、本発明において、前記記憶手段に格納されたパラメータは、前記複数のスピーカにそれぞれ対応するとともに前記基準点からの距離に応じて段階的に設定され、前記イメージ画像は、前記音響空間を示す仮想線および視聴者の位置を示す基準点により構成され、前記音声信号処理手段は、前記基準点を基準として前記仮想線上の所定の点の方向および距離を算出し、算出した方向及び距離に基づいてパラメータを抽出して前記所定の処理を実行するものとすることができる。これにより、音響空間を制御する処理をより容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、空間内で音場制御する場合において、視聴者が直感的に音響空間をイメージしながら音場を操作できるとともに視聴者の嗜好を反映した音場制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明に係る音響空間制御装置の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、同一の構成要素については同一の参照番号を付すことでその詳細な説明を省略する。
【００２４】
図１は、本発明に係る音響空間制御装置を含む音響システム６０が搭載される車両５０の概略図である。車両５０には閉ざされた空間である車両空間５１が設けられ、車両５０には本発明に係る視聴者に相当する運転者を含む搭乗者５２が滞在可能である。車両５０の前方左側にはＦＬスピーカ１０ａ、前方右側にはＦＲスピーカ１０ｂ、後方左側にはＲＬスピーカ１０ｃ、後方右側にはＲＲスピーカ１０ｄが設けられている。更に、前方中央にはＦＣスピーカ１０ｆ、天井にはＳＰスピーカ１０ｅ、後方中央にはＳＷスピーカ１０ｇ、運転席にはシートＳＬスピーカ１０ｈおよびシートＳＲスピーカ１０ｉ、助手席にはシートＳＬスピーカ１０ｊおよびシートＳＲスピーカ１０ｋ、後部座席にはそれぞれシートスピーカ１０ｌが設けられている。
【００２５】
図２は、本発明に係る音響空間制御装置の概略構成を示す図である。図２に示すように、車両５０に音響システム６０が搭載され、音響システム６０は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＤ、チューナ、テープ、ＴＶなどからなる音声再生装置１、前記音声再生装置１の中から使用する再生装置を選択するセレクタ２、Ａ／Ｄコンバータ３、ＤＳＰ４（Digital Signal Processor）、Ｄ／Ａコンバータ５、表示部７および操作部８からなるインターフェース部３０、ＨＤＤ９、ナビ部１２、エンコーダ・デコーダ１３、制御部２０からなる音響装置７０と、メインアンプ６、スピーカ１０ａ〜１０ｌからなるスピーカ１０、により構成される。なお、制御部２０は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）２１、メモリ２２を備える。
【００２６】
上記音響システム６０の動作は以下のようになる。すなわち、音声再生装置１から出力された音声信号は、Ａ／Ｄコンバータ３によりデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された音声信号は、ＤＳＰ４にて所定の処理が実施され、Ｄ／Ａコンバータ５にてアナログ信号に変換され、メインアンプ６で音声信号が増幅され、スピーカ１０より出力
される。ここで、ＤＳＰ４にて実施される所定の処理は、インターフェース部３０から受け付けた視聴者の指示を反映すべく、制御部２０が行う。なお、インターフェース部３０を構成する表示部７および操作部８、ＤＳＰ４の構成の詳細については後述する。
【００２７】
なお、上記構成においてはメインアンプ６およびスピーカ１０ａ〜１０ｌ以外を一つのユニット３０としているがこれに限定されるわけではなく、例えばメインアンプ６をユニット３０に含ませる構成としてもよい。また、音声再生装置１としてＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ等を選択した場合には、これらの媒体には予め音声信号がデジタル信号として記録されているため、Ａ／Ｄコンバータ３を介さず、直接ＤＳＰ４に直接入力する構成とすることもできる。なお、このように直接ＤＳＰ４に入力する構成は、上記に限らずＴＶ等の信号についても、デコードされたデジタル信号を直接ＤＳＰ４に入力する構成とすることができる。
【００２８】
また、ＨＤＤ９にＭＰＥＧ方式などで圧縮した音楽データを記録しておきこれを再生することも可能であるが、この場合はＨＤＤ９から圧縮データを読み出してバス１１経由でデコーダ１３に入力し、デコードされたデジタル音声信号をＤＳＰ４に直接入力する構成としてもよい。
【００２９】
次に、ＤＳＰ４の詳細について説明する。図３は、ＤＳＰ４の構成の一例を示す図である。同図に示すように、ＤＳＰ４は可変器４ａ、遅延器４ｂ、イコライザ４ｃ、ＦＩＲフィルタ４ｄ、加算器４ｅ等を備える。また、これらの可変器４ａ、遅延器４ｂ、イコライザ４ｃ、ＦＩＲフィルタ４ｄ、加算器４ｅは、電気的に制御部２０と接続されている。音声信号Ｘ１〜Ｘ６は、スピーカ１０ａ〜１０ｌのそれぞれから出力される音を構成するものである。なお、可変器４ａ等の配置する順序は、これに限定されるわけではない。
【００３０】
ＤＳＰ４の動作は以下のようになる。すなわち、例えば音声信号Ｘ１についてみると、Ａ／Ｄコンバータ３によりデジタル信号化された音声信号Ｘ１は可変器４ａでゲイン調整後、音声信号Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅに分割される。分割された音声信号Ｘ１ａ〜Ｘ１ｅのうち、例えばＸ１ａについてみると、遅延器４ｂで所定の時間出力が遅延され、イコライザ４ｃでイコライジングされ、ＦＩＲフィルタ４ｄでフィルタ処理された後、可変器４ａで再びゲイン調整される。その後、音声信号Ｘ１ａは、音声信号Ｘ１ａと同様所定の処理が実施された音声信号Ｘ１ｂと加算器４ｅにて加算されてメインアンプ６に出力され、最終的にスピーカ１０より出力される。なお、例えば遅延器４ｂにおける所定の時間出力時間を遅らせる処理は、電気的に接続された制御部２０に格納されたマイコン２１がパラメータテーブル２６よりパラメータを抽出し、操作部８で受け付けた指示に応じた所定の処理を実行することにより実現される。また、イコライザ４ｃ、ＦＩＲフィルタ４ｃ等における所定の処理も同様に制御部２０が行うことになる。
【００３１】
ここで、パラメータテーブル２６の例を図４〜図６に示す。図４は、スピーカ１０ａ〜１０ｅ（図１参照）を用いる場合のパラメータの設定例である。（ａ）は前方向の音響空間（音の拡がり）を形成するためのパラメータ、（ｂ）は左方向の音響空間を形成するためのパラメータ、（ｃ）は右方向の音響空間を設定するためのパラメータ、（ｄ）は後方の音響空間を設定するためのパラメータ、（ｅ）は上方向の音響空間を形成するためのパラメータを示す。例えば（ａ）に示すように、前方向の音響空間を制御するためのパラメータは、大別するとＦＬスピーカ１０ａから出力される音を構成する音声信号（ＦＬチャンネル）とＦＲスピーカ１０ｂから出力される音を構成する音声信号（ＦＲチャンネル）から構成され、設定レベルはＯＦＦから設定レベル５までの６段階により構成されている。そして、各スピーカは、更に初期遅延量、イコライザ（ＥＱ）、付加音パターンにより構成されている。このように、前方向の音響空間は、ＦＬスピーカ１０ａおよびＦＲスピーカ１０ｂより出力される音を構成する音声信号により制御され、操作部８により受け付
けた指示に基づいて各信号毎に所定の処理が実行されることになる。なお、設定レベルは、例えばレベル１を基準点からの距離１ｍ、レベル２を基準点からの距離２ｍのようにレベルの数字が実際の距離に対応するように設定してもよいし、レベル１を基準点からの距離２ｍ、レベル２を基準点からの距離４ｍのように実際の距離とは異なるものとしてもよい。
【００３２】
図５は、スピーカ１０ｆ（図１参照）を更に用いる場合のパラメータの設定例であり、図６は、シートスピーカであるスピーカ１０ｈ〜１０ｌを更に用いる場合のパラメータの設定例である。なお、シートスピーカにおいては初期音を出力せずに付加音のみ出力するようにしてもよい。また、シートスピーカを備えることにより、運転席、助手席のように座席毎に独立して音の拡がりを制御することも可能となる。
【００３３】
次に、インターフェース部３０を構成する表示部７および操作部８の詳細について説明する。図７は、インターフェース部３０の一例を示す図である。（ａ）はイメージ画像としてディスプレイ７ａに上面画像を表示した例、（ｂ）はイメージ画像としてディスプレイ７ａに側面画像を表示した例を示す。（ａ）に示すように、本実施例では表示部７と操作部８が一体構成となっている。表示部７には、車両５０と、視聴者の位置に対応する基準点７ｂと、音響空間に対応する仮想線７ｃと、カーソル７ｄが表示されている。また、操作部８は、カーソル７ｄを選択するカーソル選択ボタン８ａと、カーソル７ｄを移動するカーソル移動ボタン８ｂと、決定ボタン８ｃにより構成されている。なお、上面画像と側面画像は、操作部８に切り替えボタンを設けて必要に応じて画面を切り替えるようにすることができる。
【００３４】
次に、インターフェース部３０を構成する表示部７および操作部８の使用方法について説明する。まず、図７（ａ）に示す表示部７に上面画像を表示した場合には、車両５０の前方向、後方向、右方向、左方向の音響空間（音の拡がり）を設定することができる。まず、視聴者は、音の拡がりの中心となる基準点、すなわち視聴者の位置に対応する基準点７ｂを操作部８のカーソル選択ボタン８ａ、カーソル移動ボタン８ｂ、決定ボタン８ｃを用いて決定する。同図では、基準点７ｂを運転席に設定しているが、助手席、または後部座席等任意に設定することができる。また、視聴者ごとに基準点を設定してもよく、シートスピーカであるスピーカ１０ｈ〜１０ｌを用いる場合等に有効である。これにより、視聴者すなわち座席毎に独立して音の拡がりを設定することも可能となる。なお、基準点の設定位置は上記に限定されるわけではない。車両の中央に設定してもよいし、視聴者が複数存在する場合には、視聴者と視聴者との中間に設定してもよい。
【００３５】
次に、カーソル７ｄを多角形で構成される仮想線７ｃ上の頂点に移動し、音の拡がりを持たせたい方向に合わせて仮想線７ｃの形状を変化させて視聴者の嗜好する音響空間を設定する。また、視聴者の上方向に音の拡がりを持たせたい場合には、側面画像により前記と同様の操作により視聴者の嗜好する仮想空間を設定することができる。なお、本実施例においては、基準点７ａを設定後に仮想線７ｃの形状を変化させて音響空間を設定することとしたが、これに限らず、先に仮想線７ｃの形状を設定し、仮想線７ｃを移動して基準点７ａとの相対的位置を決定するようにしてもよい。
【００３６】
また、上記操作完了後にこれらの設定状況をメモリ２２に記憶させてパラメータを設定してもよい。これにより同設定の音響空間を次回設定する際の操作を簡易化することができる。
【００３７】
なお、図７におけるインターフェース部３０は、ボタン操作により仮想線７ｃを操作して音響空間を設定する構成としたが、表示部７を構成するディスプレイ７ａをタッチパネルとし、直接仮想線の頂点等を操作して視聴者の嗜好する音響空間を設定する構成として
もよい。これにより、より簡易な操作により音響空間を設定することが可能となる。
【００３８】
図８は、インターフェース部３０のその他の例を示す図である。（ａ）はイメージ画像としてディスプレイ７ａに上面画像を表示した例、（ｂ）はイメージ画像としてディスプレイ７ａに側面画像を表示した例を示す。同図に示すように、本実施例においては、前方向、後方向、左方向、右方向についての音の拡がりを数値化して示している。なお、前述した音響空間を示す仮想線も表示し、これと数値を並記する構成としてもよい。
【００３９】
図８に示すインターフェース部３０の使用方法は、基本的には上述した図７に示すインターフェース部３０と同様であるので説明を簡略化する。すなわち、基準点７ｂを設定後、音の拡がりを持たせたい方向にカーソル７ｄを移動し、距離入力ボタン８ｄを用いて基準点からの距離を入力する。これにより視聴者の嗜好する音響空間を設定することができる。なお、図７に示す表示部等と図８に示す表示部は、視聴者の好みにより選択的に使用できる構成としてもよい。
【００４０】
図９は、インターフェース部３０の上述した例とは別の一例を示す図である。（ａ）はタッチパネルを用いて視聴者が画面上を直接指等で音響空間を描いた場合を示す図、（ｂ）は直接指等で描いた音響空間を数値化して表示した例を示す。同図に示すように、本実施例においては、インターフェース部３０にタッチパネルを用い、画面を直接指等で音響空間を軌跡として描くことが可能であり、より簡易な操作により視聴者の嗜好する音響空間を設定することができる。また、視聴者が画面上に描いた音響空間を数値化して表示することで、視聴者は自らが設定した音の拡がり感をより正確に認識することができる。
【００４１】
次に、本発明に係る音響空間制御装置の動作例についてインターフェース部３０の動作と制御部２０の動作を関連づけて図面に基づいて説明する。なお、以下の説明はスピーカ１０ａから１０ｅ（図１参照）を用いる場合について説明する。
【００４２】
図１０は、本発明に係る音響空間制御装置の動作例を示すフロー図である。まず、視聴者は表示部７のイメージ画像を確認しながら操作部８に基づいて音響空間の基準となる基準点を設定する（ステップＳ１０１）。具体的には、図１１に示すように、視聴者は、音の拡がりの中心となる基準点、すなわち視聴者の位置に対応する基準点７ｂを操作部８のカーソル選択ボタン８ａ、カーソル移動ボタン８ｂ、決定ボタン８ｃを用いて決定する。
【００４３】
次に、視聴者は、音響空間の形状を設定する（ステップＳ１０２）。具体的には、図１１に示すように、先ず基準点７ａに位置するカーソル７ｄをカーソル選択ボタン８ａを用いて車両５０の前方向に移動し、レベル選択ボタン８ｄを用いてレベル４に設定する。次にカーソル７ｄをカーソル選択ボタン８ａにより車両５０の右方向に移動し、レベル選択ボタン８ｄを用いてレベル２に設定する。この動作を順次繰り返し、車両の後方向についてはレベル１、左方向についてはレベル２に設定する。その後、画面切り替えボタンによりディスプレイ７ａに表示される画面を側面図に切り替え、操作部８の各ボタンを用いて上方向のレベルを２に設定する。
【００４４】
次に、視聴者がインターフェース部３０により設定した音響空間を形成するための情報に基づいて制御部２０に格納されたマイコン２１が音声再生装置１より出力された音声信号に所定の処理を実行して音声を制御する（ステップＳ１０３）。音声制御の詳細については後述する。
【００４５】
所定の処理が実行された音声信号は、複数のスピーカ１０ａ〜１０ｅより出力され、音響空間が形成される（ステップＳ１０４）。
【００４６】
次に前述した音声制御（ステップＳ１０３）の詳細について説明する。
【００４７】
なお、ここでは、あらかじめメモリ２２にパラメータテーブル２６を格納しておき、マイコン２１がパラメータテーブル２６のパラメータを参照して本発明に係る所定の処理を実行する場合について説明する。
【００４８】
図１２は、制御部２０が実行する音声制御を示すフロー図である。まず、制御部２０に格納されたマイコン２１は、ユーザの操作を判断して音響空間の形状を算出する（ステップＳ２０１）。具体的には、操作部８により視聴者が設定した音響空間を形成するための値を取得すること意味する。すなわち、基準点７ａとして運転席、前方向レベル４、右方向レベル２、後方向レベル１、左方向レベル２、上方向レベル２を取得する（図１１参照）。これにより音響空間の形状の算出が完了する。
【００４９】
次に、マイコン２１は、基準点７ｂからの各方向に対応するスピーカに出力する音声信号を選択し、選択した音声信号について所定の処理を実行する（ステップＳ２０２）。具体的には、まず、マイコン２１は基準点７ａとして運転者を選択した場合のパラメータを選択する（図４参照）。そして、前方向については、図４（ａ）のレベル４を選択する。すなわち、前方向において、ＦＬスピーカに出力する信号については初期遅延量２５ｍｓｅｃ、イコライザについては７ｋＨｚＬＰＦ、付加音パターンはＢパターンを選択し処理を実行する。また、ＦＬスピーカに出力する信号については初期遅延量２２ｍｓｅｃ、イコライザについては７ｋＨｚＬＰＦ、付加音パターンはＢパターンを選択し処理を実行する。ここで付加音パターンとは、図１３で示すような反射音をパターン化したものである。縦軸は音のレベル、横軸は時間を表す。
【００５０】
同様に、左方向については図４（ｂ）のレベル２、右方向については図４（ｃ）のレベル２、後方向については図４（ｄ）のレベル１、上方向についてはレベル１を選択し、それぞれのスピーカに出力する信号について初期遅延量、イコライザ、付加音パターンを選択し、処理を実行する。各音声信号について所定の処理を実行後、メインアンプ６に出力し（ステップＳ２０３）、音声信号制御が完了する。
【００５１】
以上のような音響空間制御装置によれば、車両空間で音場制御する場合において、優れた操作性を有するインターフェース部３０により操作が容易であるとともに、インターフェース部３０を構成する表示部７に表示されるイメージ画像に基づいて操作できることから、聴覚のみならず視覚を通じて音響空間を設定することができ、視聴者の嗜好を反映した音場制御が可能となる。
【００５２】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係る音響空間制御装置はこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。また、本実施例ではメモリ２２に記憶されたパラメータテーブル２６を用いることとしたが、音声制御にあたっては、所定のアルゴリズムに基づいたプログラムをマイコン２１が読み込んで順次行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】音響空間制御装置が搭載される車両の概略図である。
【図２】音響空間制御装置の概略構成を示す図である。
【図３】ＤＳＰの構成を示す図である。
【図４】第１のパラメータの設定例である。
【図５】第２のパラメータの設定例である。
【図６】第３のパラメータの設定例である。
【図７】インターフェースの第１の例を示す図である。
【図８】インターフェースの第２の例を示す図である。
【図９】インターフェースの第３の例を示す図である。
【図１０】音響空間制御装置の動作例を示すフロー図である。
【図１１】操作時おけるインターフェースの表示状態を示す図である。
【図１２】制御部が実行する音声制御を示すフロー図である。
【図１３】反射音のパターン例を示すものである
【符号の説明】
【００５４】
１・・・再生装置
２・・・セレクタ
３・・・Ａ／Ｄコンバータ
４・・・ＤＳＰ
５・・・Ｄ／Ａコンバータ
６・・・メインアンプ
７・・・表示部
８・・・操作部
９・・・ＨＤＤ
１０・・・スピーカ
１２・・・ナビ部
１３・・・エンコーダ・デコーダ
２０・・・制御部
２１・・・マイコン
２２・・・メモリ
２６・・・パラメータテーブル
３０・・・インターフェース部
５０・・・車両
５１・・・車両空間
５２・・・搭乗者
６０・・・音響空間システム
Ｘ１〜Ｘ６・・・音声信号
７０・・・音響装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間内に複数配置されたスピーカより出力する音を制御部が制御することにより音響空間を形成する音響空間制御装置であって、
視聴者の嗜好に合わせた前記音響空間を形成するための指示を受け付ける操作受付手段と、
前記音響空間に対応するイメージ画像であって、前記操作受付手段で受け付けた視聴者の指示に合わせて変化する該イメージ画像を表示する表示手段と、
前記視聴者の指示に基づいて形成された前記音響空間のイメージ画像に対応するように音声信号について所定の処理を実行する音声信号処理手段と、
を備えることを特徴とする音響空間制御装置。
【請求項２】
前記音響空間の形状は、基準点からの方向および距離で表されるものであり、
前記音声信号処理手段は、前記基準点からの方向に対応するスピーカに出力する音声信号を選択し、選択した音声信号について所定の処理を実行するものであることを特徴とする請求項１に記載の音響空間制御装置。
【請求項３】
前記音声信号処理手段における所定の処理は、
前記音声信号入力手段により入力された音声信号を畳み込み演算するフィルタ手段と、
前記音声信号入力手段により入力された音声信号をイコライジングするイコライジング手段と、
前記音声信号入力手段により入力された音声信号を遅延させる遅延手段と、
前記音声信号入力手段により入力された音声信号に残響音を付与する残響音付与手段と、
のうち少なくともいずれか一つを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の音響空間制御装置。
【請求項４】
前記基準点からの方向および距離に対応するパラメータを有する記憶手段を更に備え、
前記音声信号処理手段は、前記基準点からの方向および距離に対応する前記記憶手段に格納されたパラメータを抽出して前記所定の処理を実行するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の音響空間制御装置。
【請求項５】
前記イメージ画像を分析して前記音響空間の形状を算出するイメージ画像分析手段を更に備え、
前記音声信号処理手段は、前記イメージ画像分析手段により算出した前記音響空間の形状に基づいて前記音声信号入力手段により入力された音声信号について所定の処理を実行するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の音響空間制御装置。
【請求項６】
前記記憶手段に格納されたパラメータは、前記複数のスピーカにそれぞれ対応するとともに前記基準点からの距離に応じて段階的に設定され、
前記イメージ画像は、前記音響空間を示す仮想線および視聴者の位置を示す基準点により構成され、
前記音声信号処理手段は、前記基準点を基準として前記仮想線上の所定の点の方向および距離を算出し、算出した方向及び距離に基づいてパラメータを抽出して前記所定の処理を実行するものであることを特徴とする請求項４又は５に記載の音響空間制御装置。
【請求項１】
空間内に複数配置されたスピーカより出力する音を制御部が制御することにより音響空間を形成する音響空間制御装置であって、
視聴者の嗜好に合わせた前記音響空間を形成するための指示を受け付ける操作受付手段と、
前記音響空間に対応するイメージ画像であって、前記操作受付手段で受け付けた視聴者の指示に合わせて変化する該イメージ画像を表示する表示手段と、
前記視聴者の指示に基づいて形成された前記音響空間のイメージ画像に対応するように音声信号について所定の処理を実行する音声信号処理手段と、
を備えることを特徴とする音響空間制御装置。
【請求項２】
前記音響空間の形状は、基準点からの方向および距離で表されるものであり、
前記音声信号処理手段は、前記基準点からの方向に対応するスピーカに出力する音声信号を選択し、選択した音声信号について所定の処理を実行するものであることを特徴とする請求項１に記載の音響空間制御装置。
【請求項３】
前記音声信号処理手段における所定の処理は、
前記音声信号入力手段により入力された音声信号を畳み込み演算するフィルタ手段と、
前記音声信号入力手段により入力された音声信号をイコライジングするイコライジング手段と、
前記音声信号入力手段により入力された音声信号を遅延させる遅延手段と、
前記音声信号入力手段により入力された音声信号に残響音を付与する残響音付与手段と、
のうち少なくともいずれか一つを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の音響空間制御装置。
【請求項４】
前記基準点からの方向および距離に対応するパラメータを有する記憶手段を更に備え、
前記音声信号処理手段は、前記基準点からの方向および距離に対応する前記記憶手段に格納されたパラメータを抽出して前記所定の処理を実行するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の音響空間制御装置。
【請求項５】
前記イメージ画像を分析して前記音響空間の形状を算出するイメージ画像分析手段を更に備え、
前記音声信号処理手段は、前記イメージ画像分析手段により算出した前記音響空間の形状に基づいて前記音声信号入力手段により入力された音声信号について所定の処理を実行するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の音響空間制御装置。
【請求項６】
前記記憶手段に格納されたパラメータは、前記複数のスピーカにそれぞれ対応するとともに前記基準点からの距離に応じて段階的に設定され、
前記イメージ画像は、前記音響空間を示す仮想線および視聴者の位置を示す基準点により構成され、
前記音声信号処理手段は、前記基準点を基準として前記仮想線上の所定の点の方向および距離を算出し、算出した方向及び距離に基づいてパラメータを抽出して前記所定の処理を実行するものであることを特徴とする請求項４又は５に記載の音響空間制御装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−１１６３６３（Ｐ２００７−１１６３６３Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０４６８７（Ｐ２００５−３０４６８７）
【出願日】平成１７年１０月１９日（２００５．１０．１９）
【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１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１９日（２００５．１０．１９）
【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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