(57)【要約】【課題】  定在波の周波数帯における信号の立ち上がりを補正可能とする。【解決手段】  室内の定在波による周波数特性の影響を補正する音場補正装置において、定在波による共振が発生する周波数域を決定する。そして決定された周波数域を抑制するフィルタの減衰量を調整する。この調整では、定在波の周波数域における信号の立ち上がり時に、そのフィルタの減衰量を小さくするように調整する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の定在波による周波数特性の影響を補正する音場補正方法であって、
前記定在波による共振が発生する周波数域を決定する決定工程と、
前記決定工程で決定された周波数域を抑制するフィルタの減衰量を調整する調整工程とを有し、
前記調整工程では、前記定在波の周波数域における信号の立ち上がり時に前記フィルタの減衰量を小さくするように調整することを特徴とする音場補正方法。
【請求項２】
前記決定工程では、スピーカが再生する周波数を解析し、前記定在波による共振が発生する周波数域を決定することを特徴とする請求項１に記載の音場補正方法。
【請求項３】
前記調整工程では、前記決定された周波数域における信号の波形から包絡線を算出し、該包絡線を時間微分した時間微分波形に基づいて前記フィルタの減衰量を調整することを特徴とする請求項１に記載の音場補正方法。
【請求項４】
前記フィルタの減衰量は、当該フィルタのゲイン調整であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の音場補正方法。
【請求項５】
室内の定在波による周波数特性の影響を補正する音場補正装置であって、
前記定在波による共振が発生する周波数域を決定する決定手段と、
前記決定手段で決定された周波数域を抑制するフィルタの減衰量を調整する調整手段とを有し、
前記調整手段は、前記定在波の周波数域における信号の立ち上がり時に前記フィルタの減衰量を小さくするように調整することを特徴とする音場補正装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の音場補正方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の定在波による周波数特性の影響を補正する音場補正技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭内などの室内においてスピーカなどの発音源から音を発した場合、室内の各個所に最短距離で到達する直接音に加え、部屋の壁や天井、床といった各面からの反射音が存在するため、これらの音波が互いに重なり合う。このとき、平行に向かい合った面の間で、面間距離が音波の半波長の整数倍となる周波数の場合、定在波が生じブーミングと呼ばれる低域の共振が生じる。
【０００３】
このような場合、パラメトリックイコライザでブーミングを抑えたり、予めリスニング位置でマイクにより音響特性を計測し、その逆特性で補正することが行われている。この技術に加えて、更に反射音の方向情報まで利用する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−８３７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、定在波は反射音が重なり合って発生するもので、例えば図１に示すような波形の音がスピーカから出力されると、部屋の中では時間と共に重なり具合が大きくなる。その結果、リスニングポイントでは図２に示すような波形になる。しかしながら、従来の補正方法では、以下に示すような問題があった。
【０００６】
従来のパラメトリックイコライザで補正する場合、その周波数における減衰量は時間によらず一定である。このため、ブーミングは抑えられるが、一定の音量になるまでは時間を要し、他の周波数の音と比べ遅れて発音されたような印象を受ける。
【０００７】
また、リスニング位置でマイクにより音響特性を計測し、その逆特性で補正する場合でも、補正特性は時間によらず一定なので、やはり他の周波数の音と比べ遅れて発音されたような印象をうける。
【０００８】
本発明は、定在波の周波数帯における信号の立ち上がりを補正可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、室内の定在波による周波数特性の影響を補正する音場補正方法であって、
前記定在波による共振が発生する周波数域を決定する決定工程と、
前記決定工程で決定された周波数域を抑制するフィルタの減衰量を調整する調整工程とを有し、
前記調整工程では、前記定在波の周波数域における信号の立ち上がり時に前記フィルタの減衰量を小さくするように調整することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、室内の定在波による周波数特性の影響を補正する音場補正装置であって、
前記定在波による共振が発生する周波数域を決定する決定手段と、
前記決定手段で決定された周波数域を抑制するフィルタの減衰量を調整する調整手段とを有し、
前記調整手段は、前記定在波の周波数域における信号の立ち上がり時に前記フィルタの減衰量を小さくするように調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、定在波の周波数帯における信号の立ち上がりを補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】スピーカへ入力される波形の一例を示す図である。
【図２】従来のリスニングポイントにおける音圧波形を示す図である。
【図３】本実施形態における音場補正装置の構成の一例を示す概略ブロック図である。
【図４】本実施形態における波形包絡時間微分計算部とピークホールド部との内部動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１４】
まず、本発明に係る音場補正方法を実行する音場補正装置の構成を、図３を用いて説明する。
【００１５】
図３は、本実施形態における音場補正装置の構成の一例を示す概略ブロック図である。図３において、１０１はホワイトノイズやスイープ信号を生成するための発振器である。１０２は二つの入力信号の一つを選択するための入力選択スイッチである。１０３は入力信号をスピーカで駆動できるように増幅するパワーアンプである。１０４は音を再生するためのスピーカである。１０５はスピーカ１０４で再生された音の音響をモニタするためのマイクロホンである。１０６はマイクロホン１０５で得られた音の信号の周波数解析を行う周波数解析部である。
【００１６】
１０７は音楽信号を入力するための信号入力端子である。１０８、１０９はある特定の著しく狭い周波数域のみを抑制するピークフィルタである。１１０、１１１はある特定の周波数域を通過させるバンドパスフィルタである。１１２、１１３はバンドパスフィルタ１１０、１１１の出力の波形包絡を計算した後、時間微分を行って信号の立ち上がり部分を算出する波形包絡時間微分計算部である。１１４、１１５は波形包絡時間微分計算部１１２、１１３で計算した立ち上がり波形信号に減衰を加えるピークホールド部である。
【００１７】
次に、図３に示す波形包絡時間微分計算部１１２、１１３、ピークホールド部１１４、１１５の内部動作を、図４を用いて説明する。
【００１８】
図４は、本実施形態における波形包絡時間微分計算部とピークホールド部との内部動作を説明するための図である。ここで、２０１は波形包絡時間微分計算部１１２（１１３）に入力された波形である。２０２は波形包絡時間微分計算部１１２（１１３）で算出された波形２０１の包絡線（エンベロープ）である。２０３は波形包絡時間微分計算部１１２（１１３）で算出された包絡線２０２の時間微分波形である。２０４はピークホールド部１１４（１１５）で時間微分波形２０３にホールド処理された波形である。
【００１９】
ここで、室内の状態を計測し、その結果に基づいて、定在波による共振が発生する第１及び第２の周波数を決定する手順１の一連の流れを詳細に説明する。尚、本実施形態では、この手順１と後述する手順２とを行うことにより、ブーミング周波数においても、立ち上がり特性の良好な音を得ることができる。
【００２０】
まず、部屋の定在波の状態を計測する前に、入力選択スイッチ１０２を発振器１０１側にセットする。そして、発振器１０１を起動すると、スピーカ１０４の再生周波数帯域をカバーするホワイトノイズやスイープ信号が生成され、パワーアンプ１０３に送られる。パワーアンプ１０３は室内で十分な音量を出せるだけの信号増幅を行い、スピーカ１０４を駆動する。
【００２１】
スピーカ１０４から放出された音は、部屋の反射などの影響を受けながらマイクロホン１０５に到達する。マイクロホン１０５で得られた信号は、周波数解析部１０６で周波数特性の解析が行われ、定在波と考えられる周波数を特定する。尚、説明を簡略化するため、図３では定在波を２つまでとしているが、これ以上あってもかまわない。仮に、周波数解析部１０６により決定された定在波の２つの周波数特性をそれぞれ定在波１と定在波２とする。
【００２２】
ここで、定在波１の情報はピークフィルタ１０８に送られ、決定された第１の周波数の帯域を抑える準備が行われる。また同時に、バンドパスフィルタ１１０にも送られ、決定された第１の周波数の帯域だけを取り出す準備が行われる。
【００２３】
また同様に、定在波２の情報はピークフィルタ１０９に送られ、決定された第２の周波数の帯域を抑える準備が行われる。また同時に、バンドパスフィルタ１１１にも送られ、決定された第２の周波数の帯域だけを取り出す準備が行われる。
【００２４】
次に、決定された第１及び第２の周波数を用いて音楽を再生する手順２の一連の流れを詳細に説明する。
【００２５】
実際に音楽信号を再生するために、入力選択スイッチ１０２をピークフィルタ１０９側にセットする。そして、信号入力端子１０７にはＣＤプレーヤなどの装置などを接続し、音楽信号が信号入力端子１０７に入力される。この信号はピークフィルタ１０８、バンドパスフィルタ１１０、バンドパスフィルタ１１１に同時に送られる。バンドパスフィルタ１１０は、この音楽信号から定在波１によって決められた第１の周波数の帯域信号を取り出し、波形包絡時間微分計算部１１２に送る。
【００２６】
ここで、波形包絡時間微分計算部１１２に入力された波形２０１は、特定の周波数だけ取り出されたもので正弦波に近い波形になっている。尚、波形２０１から包絡線（エンベロープ）２０２を算出する際に、包絡線の求め方は幾つか方法があるが、ヒルベルト変換を用いるのが一般的である。もちろん絶対値をとってローパスフィルタを通す検波方式でもかまわない。
【００２７】
次に、波形包絡時間微分計算部１１２は、波形２０１の包絡線の微分を取った後、負の部分を取り除いた波形を時間微分波形２０３としてピークホールド部１１４に送る。この時間微分波形２０３が第１の周波数の帯域信号の立ち上がりを示す信号となる。
【００２８】
一方、ピークホールド部１１４では、減衰特性を持つホールド処理により２０４の点線で示す波形を作り出す。ここでホールド処理された波形（２０４の点線で示す波形）は、図２に示す定在波の影響を打ち消す逆特性になっている。また、上述の処理と同様な処理を第２の周波数帯域においてバンドパスフィルタ１１１、波形包絡時間微分計算部１１３、ピークホールド部１１５でも行う。
【００２９】
そして、ピークホールド部１１４及び１１５で得られた波形がゲイン調整カーブとしてピークフィルタ１０８及び１０９に送られる。ピークフィルタ１０８では入力された音楽信号から第１の周波数帯域成分をピークホールド部１１４の指示（ゲイン調整カーブ）に従ってゲイン調整を行う。また同時に、ピークフィルタ１０９ではピークフィルタ１０８でフィルタ処理された音楽信号から更に第２の周波数帯域成分をピークホールド部１１５の指示（ゲイン調整カーブ）に従ってゲイン調整を行う。
【００３０】
このようにして、予めスピーカ１０４の放出後影響を受けるであろう定在波の周波数域における信号の立ち上がり時に、ピークフィルタの減衰量を小さくするように事前に調整する。その結果、リスニングポイントにおいて定在波の周波数域の立ち上がり特性が向上する。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ブーミング周波数においても、立ち上がり特性の良好な音を得ることができる。
【００３２】
尚、本発明は複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用しても良い。
【００３３】
また、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくはＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行する。これによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
【００３４】
この場合、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。
【００３５】
このプログラムコードを供給するための記録媒体として、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００３６】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、次の場合も含まれることは言うまでもない。即ち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合である。
【００３７】
更に、記録媒体から読出されたプログラムコードがコンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３８】
１０１  発振器
１０２  入力選択スイッチ
１０３  パワーアンプ
１０４  スピーカ
１０５  マイクロホン
１０６  周波数解析部
１０７  信号入力端子
１０８  ピークフィルタ
１０９  ピークフィルタ
１１０  バンドパスフィルタ
１１１  バンドパスフィルタ
１１２  波形包絡時間微分計算部
１１３  波形包絡時間微分計算部
１１４  ピークホールド部
１１５  ピークホールド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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