(57)【要約】自動音場補正装置は、各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正し、スピーカへ出力する。位相特性の補正は、各スピーカの特性に起因する位相の乱れを補正するように行われる。位相特性の補正においては、まず複数チャンネルのオーディオ信号についてチャンネル毎に位相特性が測定され、測定位相特性が得られる。次に、予め用意された位相特性モデル又は位相特性データを利用して、測定位相特性に十分に近似する位相特性が推定位相特性として生成される。そして、推定位相特性に基づいて、オーディオ信号の位相特性が補正される。
2009008068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正装置であって、
各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正手段と、
位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力手段と、を備え、
前記位相特性補正手段は、
各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定手段と、
前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定手段と、
前記推定位相特性に基づいて、前記オーディオ信号の位相特性を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする自動音場補正装置。
【請求項２】
前記位相特性推定手段は、予め用意された複数の位相特性モデルにより規定される位相特性のうち前記測定位相特性に近似する位相特性を前記推定位相特性とすることを特徴とする請求項１に記載の自動音場補正装置。
【請求項３】
前記位相特性モデルは、各チャンネルのスピーカを構成する複数の帯域別スピーカの伝達関数の集合により構成されることを特徴とする請求項２に記載の自動音場補正装置。
【請求項４】
前記伝達関数は、フィルタと、時間遅延要素と、位相反転要素とを含むことを特徴とする請求項３に記載の自動音場補正装置。
【請求項５】
前記伝達関数は、高域通過フィルタ及び低域通過フィルタと、ゲインと、時間遅延要素と、位相反転要素とを含むことを特徴とする請求項３に記載の自動音場補正装置。
【請求項６】
前記伝達関数は、高域通過フィルタ及び低域通過フィルタと、ゲインと、位相反転要素とを含むことを特徴とする請求項３に記載の自動音場補正装置。
【請求項７】
前記伝達関数Ｇｎは、位相反転要素及びゲインを示す定数をａｎ、高域通過フィルタの伝達関数をＧＬｎ、低域通過フィルタの伝達関数をＧＨｎとしたとき、
Ｇｎ＝ａｎ・ＧＬｎ・ＧＨｎ
で与えられることを特徴とする請求項３に記載の自動音場補正装置。
【請求項８】
前記位相特性推定手段は、予め用意された複数の位相特性データのうち、前記測定位相特性に近似する位相特性データを前記推定位相特性とすることを特徴とする請求項１に記載の自動音場補正装置。
【請求項９】
前記推定位相特性に対して、少なくとも低域側の特性を調整する位相調整手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の自動音場補正装置。
【請求項１０】
前記位相調整手段は、前記推定位相特性における所定の低域の位相特性を平坦化することを特徴とする請求項９に記載の自動音場補正装置。
【請求項１１】
１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正方法であって、
各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正工程と、
位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力工程と、を備え、
前記位相特性補正工程は、
各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定工程と、
前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定工程と、
前記推定位相特性に基づいて、前記オーディオ信号の位相特性を補正する補正工程と、を備えることを特徴とする自動音場補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスピーカを備えるオーディオシステムにおいて、スピーカ毎の位相特性の相違に起因するチャンネル間の位相特性の相違を補正する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のスピーカを備えて高品位の音響空間を提供するオーディオシステムでは、臨場感の得られる適切な音響空間を自動的に作り出すことが要求されている。即ち、聴取者自らが適切な音響空間を得ようとしてオーディオシステムを操作しても、複数のスピーカで再生される再生音の周波数特性、音圧レベル等を適切に調節することは極めて困難であるため、オーディオシステム側で自動的に音場特性を補正することが要求されている。【０００３】
従来、この種の自動音場補正システムとして、部屋（視聴環境）、スピーカの位相特性及び振幅特性を補正するために、聴取位置での測定を行い、得られた特性の逆特性を計算し、逆特性に基づいて振幅特性及び位相特性の補正のための逆フィルタを適用するものがある。例えば、特許文献１及び２に記載されたシステムでは、複数のチャンネルに対応する信号伝送路毎に、スピーカから出力したテスト信号を集音してその周波数特性を分析し、当該信号伝送路内に配置されたイコライザの係数を設定することにより、各信号伝送路を所望の周波数特性に補正している。また、各チャンネルの遅延特性の補正も行われている。【０００４】
また、スピーカユニット毎の特性を考慮して信号処理を行う例が特許文献３に記載されている。【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２４１００号公報
【特許文献２】特開２００２−３３０４９９号公報
【特許文献３】特開２００５−１８４０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなオーディオシステムでは、位相特性を補正する場合には、まずインパルス応答を測定し、それをＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、その結果をスピーカの逆特性とするか、その結果をスムージング（平滑化）してスピーカの逆特性とする。そして、その逆特性に応じて、出力オーディオ信号の位相を補正するための位相補正フィルタの定数を決定する。【０００７】
この場合、インパルス応答の測定においては、部屋内の所定の聴取位置にマイクを設置して測定を行うため、得られる測定結果はスピーカの特性のみならず、その部屋の特性を含む。よって、その測定結果に基づいて得られた位相特性補正方法は、その聴取位置では有効であるが、聴取位置がずれると必ずしも有効とはならない。また、測定された位相特性は部屋の定在波や反射の影響により乱れが大きいため、群遅延が増加する。よって、補正のためには演算量やレイテンシー（補正遅延）が大きくなってしまう。【０００８】
本発明が解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、部屋などの環境の影響を排除し、スピーカ固有の位相特性のみを補正することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正装置であって、各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正手段と、位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力手段と、を備え、前記位相特性補正手段は、各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定手段と、前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定手段と、前記推定位相特性に基づいて、前記オーディオ信号の位相特性を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。【００１０】
請求項１１に記載の発明は、１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正方法であって、各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正工程と、位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力工程と、を備え、前記位相特性補正工程は、各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定工程と、前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定工程と、前記推定位相特性に基づいて、前記オーディオ信号の位相特性を補正する補正工程と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例に係るオーディオシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】オーディオシステムによる自動音場測定の概略を示す図である。
【図３】複数のスピーカの配置例を示す。
【図４】信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】信号処理ブロックの構成を示すブロック図である。
【図６】係数演算部の構成を示すブロック図である。
【図７】第１実施例による位相特性補正部の構成を示すブロック図である。
【図８】位相特性モデルの説明図である。
【図９】位相特性モデルの他の説明図である。
【図１０】測定位相特性と推定位相特性の相違を模式的に示す。
【図１１】位相調整処理の説明図である。
【図１２】自動音場補正処理のフローチャートである。
【図１３】第１実施例による位相特性補正処理のフローチャートである。
【図１４】第２実施例による位相特性補正部の構成を示すブロック図である。
【図１５】第２実施例による位相特性補正処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００１２】
１  音源
２  信号処理部
３  測定用信号発生器
４  Ｄ／Ａ変換器
５  増幅器
６  スピーカ
８  マイク
１０  Ａ／Ｄ変換器
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好適な実施形態では、１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正装置は、各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正手段と、位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力手段と、を備え、前記位相特性補正手段は、各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定手段と、前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定手段と、前記推定位相特性に基づいて、前記オーディオ信号の位相特性を補正する補正手段と、を備える。【００１４】
上記の自動音場補正装置では、各チャンネルのオーディオ信号の位相特性が補正された上で、スピーカへ出力される。位相特性の補正は、各スピーカの特性に起因する位相の乱れを補正するように行われる。具体的には、位相特性の補正においては、まず複数チャンネルのオーディオ信号についてチャンネル毎に位相特性が測定され、測定位相特性が得られる。次に、測定位相特性に基づいて、それに所定以上の基準で十分に近似する位相特性が推定位相特性として生成される。そして、推定位相特性に基づいて、オーディオ信号の位相特性が補正される。【００１５】
この自動音場補正装置では、測定位相特性そのものを補正したり、それをスムージング処理したものを補正するのではなく、予め用意された位相特性であって測定位相特性に近似するものを推定位相特性として採用する。予め用意される位相特性は、スピーカの特性のみを含むので、生成された推定位相特性は部屋や周囲の環境などの影響を含まない。よって、スピーカの特性のみに基づいて各チャンネルの位相特性を補正することができる。【００１６】
上記の自動音場補正装置の一態様では、前記位相特性推定手段は、予め用意された複数の位相特性モデルにより規定される位相特性のうち前記測定位相特性に近似する位相特性を前記推定位相特性とする。この態様では、複数の位相特性モデルを予め用意し、それらのうち測定位相特性に近いものを推定位相特性とする。よって、位相特性モデルを規定するパラメータを予め用意しておけば、適切な推定位相特性を決定して位相特性補正を実行することができる。【００１７】
上記の自動音場補正装置の他の一態様では、前記位相特性モデルは、各チャンネルのスピーカを構成する複数の帯域別スピーカの伝達関数の集合により構成される。この場合の好適な例では、前記伝達関数は、フィルタと、時間遅延要素と、位相反転要素とを含む。他の好適な例では、前記伝達関数は、高域通過フィルタ及び低域通過フィルタと、ゲインと、時間遅延要素と、位相反転要素とを含む。さらに他の好適な例では、前記伝達関数は、高域通過フィルタ及び低域通過フィルタと、ゲインと、位相反転要素とを含む。典型的な例では、前記伝達関数Ｇｎは、位相反転要素及びゲインを示す定数をａｎ、高域通過フィルタの伝達関数をＧＬｎ、低域通過フィルタの伝達関数をＧＨｎとしたとき、Ｇｎ＝ａｎ・ＧＬｎ・ＧＨｎで与えられる。【００１８】
上記の自動音場補正装置の他の一態様では、前記位相特性推定手段は、予め用意された複数の位相特性データのうち、前記測定位相特性に近似する位相特性データを前記推定位相特性とする。この態様では、各種のスピーカに対応する位相特性データ自体を予めデータベースなどに用意しておく。そして、測定位相特性と近い位相特性データを測定位相特性として決定する。【００１９】
上記の自動音場補正装置の他の一態様は、前記推定位相特性に対して、少なくとも低域側の特性を調整する位相調整手段を備える。この態様では、決定された推定位相特性に対して、その低域側の特性を調整することにより、その後の逆フィルタ処理などにおける演算量を削減する。好適な例では、前記位相調整手段は、前記推定位相特性における所定の低域の位相特性を平坦化することにより、演算量を低減し、レイテンシーを改善する。【００２０】
本発明の他の実施形態では、１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正方法は、各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正工程と、位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力工程と、を備え、前記位相特性補正工程は、各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定工程と、前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定工程と、前記推定位相特性に基づいて、前記オーディオ信号の位相特性を補正する補正工程と、を備える。【００２１】
上記の自動音場補正方法では、各チャンネルのオーディオ信号の位相特性が補正された上で、スピーカへ出力される。位相特性の補正は、各スピーカの特性に起因する位相の乱れを補正するように行われる。具体的には、位相特性の補正においては、まず複数チャンネルのオーディオ信号についてチャンネル毎に位相特性が測定され、測定位相特性が得られる。次に、測定位相特性に基づいて、それに所定以上の基準で近似する位相特性が推定位相特性として生成される。そして、推定位相特性に基づいて、オーディオ信号の位相特性が補正される。【００２２】
この自動音場補正方法においても、測定位相特性そのものを補正したり、それをスムージング処理したものを補正するのではなく、予め用意された位相特性であって測定位相特性に近似するものを推定位相特性として採用する。予め用意される位相特性は、スピーカの特性のみを含むので、生成された推定位相特性は、部屋や周囲の環境などの影響を含まない。よって、スピーカの特性のみに基づいて各チャンネルの位相特性を補正することができる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。【００２４】
図１は、本実施例の自動音場補正装置を適用したオーディオシステムの構成を示すブロック図である。【００２５】
図１において、オーディオシステム１００には、ＣＤプレーヤやＤＶＤプレーヤ等の音源１から複数チャンネルの信号伝送路を通じてデジタルオーディオ信号Ｓａ〜Ｓｅが供給される信号処理回路２と、測定用信号発生器３とが設けられている。【００２６】
なお、オーディオシステム１００は複数チャンネルの信号伝送路を含むが、信号及び構成要素の表現において複数チャンネルの全てについて言及する時は参照符号の添え字を省略する場合がある。また、個別チャンネルの信号及び構成要素に言及する時はチャンネルを特定する添え字を参照符号に付す。例えば、「デジタルオーディオ信号Ｓ」と言った場合は全チャンネルのデジタルオーディオ信号Ｓａ〜Ｓｅを意味し、「デジタルオーディオ信号Ｓａ」と言った場合はＡチャンネルのみのデジタルオーディオ信号を意味するものとする。【００２７】
更に、オーディオシステム１００は、信号処理回路２によりチャンネル毎に信号処理されたデジタル出力Ｄａ〜Ｄｅをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器４ａ〜４ｅと、これらのＤ／Ａ変換器４ａ〜４ｅから出力される各アナログオーディオ信号を増幅する増幅器５ａ〜５ｅとを備えている。これらの増幅器５で増幅した各アナログオーディオ信号を、図３に例示するようなリスニングルーム等に配置された複数チャンネルのスピーカ６ａ〜６ｅに供給して鳴動させる。【００２８】
また、オーディオシステム１００は、聴取位置ＲＶにおける再生音を集音するマイク８と、マイク８から出力される集音信号ＳＭを増幅する増幅器９と、増幅器９の出力をデジタルの集音データＤＭに変換して信号処理回路２に供給するＡ／Ｄ変換器１０とを備えている。【００２９】
各スピーカの配置としては、例えば、図３に示すように、聴取者が好みに応じて、聴取位置ＲＶの前方に、左右２チャンネルのフロントスピーカ（前方左側スピーカ、前方右側スピーカ）６ａ、６ｂとセンタースピーカ６ｃを配置する。また、聴取位置ＲＶの後方に、左右２チャンネルのスピーカ（後方左側スピーカ、後方右側スピーカ）６ｄ、６ｅを配置する。なお、本実施例では設置していないが、これらに加えてサラウンドバックスピーカやサブウーファなどを設置してもよい。【００３０】
図２は、オーディオシステム１００を利用した自動音場補正の信号の流れを概略的に示す。【００３１】
自動音場補正においては、測定用信号発生器３がデジタルの測定用信号２１１を発生し、信号処理部２へ供給する。詳細は後述するが、信号処理部２は、チャンネル毎に測定用信号２１１をＤ／Ａ変換器４へ供給する。Ｄ／Ａ変換器４は測定用信号２１１をアナログの測定用信号２１２に変換し、スピーカ６より音響空間２００に再生音２５０として出力する。音響空間２００に設置されたマイク８は再生音２５０を集音し、アナログの集音信号ＳＭとしてＡ／Ｄ変換器１０へ供給する。Ａ／Ｄ変換器１０はアナログの集音信号ＳＭをデジタルの集音信号（集音データ）ＤＭに変換し、信号処理部２へ供給する。信号処理部２は、集音データＤＭを使用して振幅特性、音圧レベル、位相特性などの音響特性を補正する。なお、一般的にオーディオ信号は振幅成分と位相成分とを有し、周波数特性とは信号の振幅特性と位相特性とを含む概念である。本実施例では、後述するように振幅特性補正により振幅成分を補正し、位相特性補正処理により位相成分を補正することにより、オーディオ信号の振幅及び位相特性が補正される。【００３２】
次に、各構成要素について詳しく説明する。【００３３】
信号処理回路２は、デジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰ）等で形成されており、図４に示すように、大別して信号処理ブロック２０と、係数演算部３０とから構成される。信号処理ブロック２０は、ＣＤ、ＤＶＤ、その他の各種音楽ソースを再生する音源１から複数チャンネルのデジタルオーディオ信号Ｓａ〜Ｓｅを受け取り、各チャンネル毎に振幅特性補正、レベル補正及び位相特性補正を施してデジタル出力信号Ｄａ〜Ｄｅを出力する。【００３４】
係数演算部３０は、マイク８で集音された信号をデジタルの集音データＤＭとして受け取り、振幅特性補正、レベル補正及び位相特性補正のための調整信号ＳＦａ〜ＳＦｅ、ＳＧａ〜ＳＧｅ、ＳＰａ〜ＳＰｅ、ＳＤａ〜ＳＤｅをそれぞれ生成して信号処理ブロック２０へ供給する。こうして、信号処理ブロック２０が適切な振幅特性補正、レベル補正、位相特性補正及び遅延特性補正を行うことにより、各スピーカ６から最適な信号が出力される。【００３５】
信号処理ブロック２０は、図５に示すようにイコライザ１１ａ〜１１ｅと、チャンネル間アッテネータ１２ａ〜１２ｅと、位相補正フィルタ１３ａ〜１３ｅと、遅延回路１４ａ〜１４ｅとを備えている。一方、係数演算部３０は、図６に示すように、振幅特性補正部３１と、チャンネル間レベル補正部３２と、位相特性補正部３３とを備えている。【００３６】
振幅特性補正部３１は各チャンネルに対応するイコライザ１１ａ〜１１ｅの係数（パラメータ）を設定して振幅特性を調整する。チャンネル間レベル補正部３２は、チャンネル間アッテネータ１２ａ〜１２ｅの減衰率を設定して各チャンネルの音圧レベルを調整する。また、位相補正フィルタ１３ａ〜１３ｅは各チャンネルの位相特性を補正し、遅延回路１４ａ〜１４ｅは主にスピーカから聴取位置ＲＶまでの音の伝搬遅延を補正する。こうして、各チャンネルの信号について適切な音場補正が行われる。【００３７】
なお、各チャンネルのイコライザ１１ａ〜１１ｅは、それぞれ帯域毎に振幅特性補正を行うように構成されている。即ち、オーディオ周波数帯域を例えば９つの帯域（各帯域の中心周波数をｆ1〜ｆ9とする。）に分割し、帯域毎にイコライザＥＱの係数を決定して振幅特性補正を行う。【００３８】
オーディオシステム１００は、動作モードとして自動音場特性補正モードと音源信号再生モードの２つのモードを有する。自動音場特性補正モードは、音源１からの信号再生に先だって行われる調整モードであり、システム１００の設置された環境について自動音場特性補正を行う。その後、音源信号再生モードでＣＤなどの音源１からの音響信号が再生される。【００３９】
図５を参照すると、Ａチャンネルのイコライザ１１ａには、音源１からのデジタルオーディオ信号Ｓａの入力をオン／オフ制御するスイッチ素子ＳＷａ２と、測定用信号発生器３からの測定用信号ＤＮの入力をオン／オフ制御するスイッチ素子ＳＷａ１が接続され、スイッチ素子ＳＷａ１はスイッチ素子ＳＷＮを介して測定用信号発生器３に接続されている。音源信号再生時には、スイッチ素子ＳＷａ２がオン（導通）となり、スイッチ素子ＳＷａ１とＳＷＮがオフ（非導通）となる。自動音場特性補正時には、スイッチ素子ＳＷａ２がオフとなり、スイッチ素子ＳＷａ１とＳＷＮがオンとなる。【００４０】
イコライザ１１ａの出力接点には、チャンネル間アッテネータ１２ａが接続され、チャンネル間アッテネータ１２ａの出力接点には位相補正フィルタ１３ａが接続され、位相補正フィルタ１３ａの出力接点には遅延回路１４ａが接続されている。そして、遅延回路１４ａの出力Ｄａが、図１のＤ／Ａ変換器４ａに供給される。他のチャンネル、即ちＢ〜ＥチャンネルもＡチャンネルと同様の構成となっている。【００４１】
振幅特性補正部３１は、各チャンネルの振幅特性を所望の特性となるように調整する機能を有する。具体的に、振幅特性補正部３１は、Ａ／Ｄ変換器１０から供給される集音データＤＭの振幅特性を分析し、それが目標の振幅特性となるようにイコライザ１１ａ〜１１ｅの調整信号ＳＦａ〜ＳＦｅを決定する。【００４２】
各チャンネル間アッテネータ１２ａ〜１２ｅは、チャンネル間レベル補正部３２からの調整信号ＳＧａ〜ＳＧｅに従って０ｄＢからマイナス側の範囲で減衰率を変化させる。これにより、各チャンネルのオーディオ信号の音圧レベルを一致させる。【００４３】
位相補正フィルタ１３ａ〜１３ｅは、位相特性補正部３３からの調整信号ＳＰａ〜ＳＰｅに基づいてフィルタ係数が設定され、各チャンネルの位相特性を同一となるように補正する。遅延回路１４ａ〜１４ｅは、位相特性補正部３３からの調整信号ＳＤａ〜ＳＤｅに基づいて、各チャンネル間の伝達遅延差を調整する。【００４４】
次に、本発明の特徴部分である位相特性補正について説明する。本発明では、スピーカの位相特性の逆特性を算出する際に、測定により得た位相特性をそのまま使用したり、スムージングして使用したりするのではなく、測定により得られた位相特性（「測定位相特性」と呼ぶ。）に基づいて、そのスピーカの位相特性を推定する。より具体的には、予め用意された位相特性モデル又は位相特性データから、測定位相特性に所定以上の基準で十分に近い特性を選択し、その特性を個々のスピーカが本来持つ位相特性であると推定する。こうして推定により得られた位相特性を「推定位相特性」と呼ぶ。そして、推定位相特性の逆特性となるように前述の位相補正フィルタ１３の係数を決定する。以下、位相特性モデルを利用する方法を第１実施例として、位相特性データを利用する方法を第２実施例として順に説明する。【００４５】
（第１実施例）
第１実施例では、多種のスピーカの位相特性に対応する複数の位相特性モデルが予め用意される。そして、測定により得られた測定位相特性に十分に近い位相特性モデルが選択され、その位相特性モデルにより規定される位相特性が推定位相特性として決定される。【００４６】
図７は、第１実施例による位相特性補正部３３の構成を示すブロック図である。図示のように、位相特性補正部３３は、ＦＦＴ部３３１と、メモリ３３２と、位相推定部３３３と、位相調整部３３４と、逆ＦＦＴ部３３５と、係数決定部３４０とを備える。【００４７】
ＦＦＴ部３３１は、各チャンネル毎の集音データＤＭを受け取る。ここで、集音データＤＭは、インパルス応答を測定したものである。インパルス応答は、例えばＭ系列や、ＴＳＰ（Ｔｉｍｅ Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ  Ｐｕｌｓｅ）などを用いて得ることができる。よって、集音データＤＭは、各スピーカの位相特性を含むデータとなる。この測定処理は、全てのチャンネルについて順に行われ、全てのチャンネルについての集音データＤＭが生成される。【００４８】
ＦＦＴ部３３１は、この集音データＤＭをＦＦＴし、測定位相特性を示す測定位相特性データ４０２を生成する。測定位相特性の例を図１０に示す。図示のように、位相特性は周波数に対する位相角の変動を示す。測定位相特性データ４０２はメモリ３３２に一時的に記憶される。【００４９】
位相推定部３３３は、メモリ３３２に一時的に記憶された測定位相特性データ４０２に基づいて、位相特性モデルを使用して位相特性を推定し、推定位相特性を生成する。位相特性モデルを形成するための、帯域分割されたスピーカをシミュレートした振幅特性の例を図８に示す。位相特性モデルとは、１つのスピーカの伝達関数を、そのスピーカを構成する複数の帯域別スピーカの伝達関数の集合として規定したものが持つ位相特性である。例えばあるスピーカが高域用スピーカ（ツイータ）、中域用スピーカ、低域用スピーカ（ウーファ）の３つの帯域別スピーカにより構成されるものとする。高域用スピーカ、中域用スピーカ、低域用スピーカの各々の伝達関数をＧ１、Ｇ２、Ｇ３と仮定すると、そのスピーカの伝達関数Ｇは、
Ｇ＝Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３                                      （１）
で与えられる。【００５０】
１つの帯域別スピーカに対応する伝達関数Ｇｎは、任意のフィルタと、ゲインと、時間遅延要素と、位相反転要素とにより規定することができる。任意のフィルタは、典型的にはＬＰＦ（低域通過フィルタ）及びＨＰＦ（高域通過フィルタ）とすることができる。より具体的には、１つの帯域別スピーカに対応する伝達関数Ｇｎは、以下の式で表すことができる。【００５１】
Ｇｎ＝ａｎ・ＧＬｎ・ＧＨｎ                                  （２）
ここで、「ａｎ」は位相反転要素及びゲインを含む定数であり、「ＧＬｎ」は任意の次数のＬＰＦの伝達関数又は定数「１」であり、「ＧＨｎ」は任意の次数のＨＰＦの伝達関数又は定数「１」である。【００５２】
図８の例では、低域用スピーカに対応する伝達関数Ｇ１は、図中のカーブＧＨ１で示されるＨＰＦと、カーブＧＬ１で示されるＬＰＦにより規定される。同様に、伝達関数Ｇ２はカーブＧＨ２で示されるＨＰＦとカーブＧＬ２で示されるＬＰＦにより規定され、伝達関数Ｇ３はカーブＧＨ３で示されるＨＰＦとカーブＧＬ３で示されるＬＰＦにより規定される。なお、伝達関数Ｇ１とＧ２の境界の周波数はｆｃ１で示され、伝達関数Ｇ２とＧ３の境界の周波数はｆｃ２で示されている。【００５３】
このように、位相特性モデルは、１つのスピーカを構成する帯域別スピーカの伝達関数の集合として規定されるものが持つ位相特性である。１つの位相特性モデルは、帯域別スピーカの数（ｎ個）の伝達関数Ｇｎを規定するパラメータ、例えば式（２）に示す値の集合から得た位相特性として予め用意される。【００５４】
図９は、位相特性モデルの例を示す。図示のグラフ２０１は、４つの帯域別スピーカを有するスピーカの振幅周波数特性を示す。各帯域別スピーカの伝達関数はＧ１〜Ｇ４であり、位相特性モデルの伝達関数ＧはＧ＝Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋Ｇ４となる。各伝達関数Ｇ１〜Ｇ４の位相特性はグラフ２０２ａ〜２０２ｄに示されるものとなり、伝達関数Ｇの位相特性はグラフ２０２ｅに示すようになるので、この位相特性モデルはグラフ２０３のようになる。【００５５】
具体的には、位相推定部３３３は、予め用意された位相特性モデルのパラメータに基づいて、グラフ２０２の如き各帯域別スピーカの伝達関数Ｇｎを求め、その集合よりグラフ２０３の如き位相特性モデルを算出する。そして、位相推定部３３３は、上記のようにして算出した複数の位相特性モデルと、測定位相特性とを比較し、誤差が最小となる位相特性モデルを推定位相特性と決定する。【００５６】
こうして得られる推定位相特性は、予め用意された複数の位相特性モデルのうちの１つである。各位相特性モデルはスピーカの特性のみを含むので、決定される推定位相特性はスピーカの特性のみを含むものとなる。測定位相特性に対して補正やスムージングなどを行って得た位相特性は測定を行った部屋の影響を含んでしまうが、本実施例のようにして得た推定位相特性は部屋の影響は含まないものとなる。【００５７】
測定位相特性と推定位相特性の違いを図１０に模式的に示す。測定位相特性は、スピーカの特性のみならず、部屋の特性を含んでいるため、部屋の特性に起因する細かいピーク・ディップなどが含まれている。これに対し、本実施例による推定位相特性は、予め用意された位相特性モデル、即ちスピーカの特性のみを含む位相特性モデルに基づいているので、部屋の特性に起因する細かいピーク・ディップなどが含まれていない。【００５８】
位相推定部３３３は、こうして求めた推定位相特性を示す位相特性データ４０４を位相調整部３３４へ出力する。【００５９】
位相調整部３３４は、必要に応じて演算量を削減したり、信号処理のレイテンシー（処理遅延）を低減する観点から、位相推定部３３３により得られた推定位相特性を調整する。概略的には、位相調整部３３４は、推定位相特性の特定の周波数帯域以上又はその一部のみを使用する。好適な例では、推定位相特性のうち、スピーカの低域側の再生限界に対応する部分、スピーカの低域のクロスオーバーを除外する。【００６０】
図１１は、位相調整部３３４による位相調整の例を示す。図中の左側は、ある推定位相特性及びそれに対応する振幅特性を示し、これらは位相調整部３３４による調整前のものである。図中の右側は、位相調整部３３４による調整後の推定位相特性及びそれに対応する振幅特性を示す。この例では、推定位相特性に対応する位相特性モデルを構成する伝達関数Ｇ１〜Ｇ４のうち、伝達関数Ｇ１に対応する特性を除外し、伝達関数Ｇ２に対応する特性のＬＰＦ側のみを使用するよう調整している。その結果、調整後の振幅特性及び推定位相特性は低域側が平坦となっている。これにより、スピーカの低域側の再生限界に対応する部分の特性を除去し、演算量の削減、レイテンシーの改善を行っている。【００６１】
このように、位相調整部３３４は、推定位相特性として選択された位相特性モデルを構成する複数の伝達関数のうち、一部のみを使用することにより推定位相特性を調整することができる。具体的には、図１１のように、複数の伝達関数Ｇ１〜Ｇ４のうち、Ｇ１を除外し、Ｇ２〜Ｇ４のみを使用することができる。【００６２】
また、位相調整部は、推定位相特性として選択された位相特性モデルを構成する複数の伝達関数についてＨＰＦ又はＬＰＦのいずれか一方のみを使用することにより推定位相特性を調整することもできる。例えば、図１１に示す位相特性モデルの伝達関数Ｇ１について、低域型のＨＰＦを除外し、高域側のＬＰＦのみを使用するように推定位相特性を調整することもできる。具体的には、上記の式（２）を用いて示すと、低域側のＨＰＦのみを使用する場合には、伝達関数Ｇｎは、
Ｇｎ＝ａｎ・ＧＨｎ                                          （３）
となり、高域側のＬＰＦのみを使用する場合には、伝達関数Ｇｎは、
Ｇｎ＝ａｎ・ＧＬｎ                                          （４）
となる。【００６３】
なお、推定位相特性を持つ伝達関数の振幅特性は、好ましくは最も低域の帯域別スピーカの低域側特性を規定するＨＰＦの特性を除いた伝達関数の平坦な特性からの偏差が±６ｄＢ以内、より好ましくは±３ｄＢ以内、最適には±１ｄＢ以内とされる。【００６４】
このように、位相調整部３３４は、推定位相特性の一部、典型的には低域側を除外するような調整を行うことにより、後述のフィルタリングなどにおける演算量を削減し、レイテンシーを改善する。こうして調整された推定位相特性を示す位相特性データ４０５は逆ＦＦＴ部３３５へ供給される。【００６５】
逆ＦＦＴ部３３５は、位相特性データ４０５が示す推定位相特性を、因果律を満たすように適切な位相補正を行った後、逆ＦＦＴし、時間領域における補正用特性データ４０６として係数決定部３４０へ供給する。係数決定部３４０は、補正用特性データ４０６に基づいて、位相補正フィルタ１３の係数及び遅延回路１４の遅延量を決定し、必要に応じて一時的にメモリ３３２に記憶した後、それぞれ位相補正フィルタ１３及び遅延回路１４へ調整信号ＳＰ、ＳＰとして供給する。【００６６】
位相補正フィルタ１３は、こうして決定された補正用特性に応じてフィルタ係数が設定される。よって、各チャンネルは同一の位相特性を有することとなり、信号処理部２から出力されるデジタル出力信号Ｄａ〜Ｄｅ信号は位相差なしで聴取者に到達することになる。【００６７】
次に、本実施例による自動音場補正処理について説明する。図１２は自動音場補正処理のフローチャートである。なお、この処理は主として信号処理部２により実行される。【００６８】
まず、信号処理部２は、振幅特性補正処理を実行し、各チャンネルの信号の振幅特性を任意の特性に設定する（ステップＳ１０１）。次に、信号処理部２は、チャンネル間レベル補正処理を実行し、各チャンネルの信号の音圧レベルを一致させる（ステップＳ１０２）。【００６９】
次に、信号処理部２は、位相特性補正処理を実行する（ステップＳ１０３）。位相特性補正処理のフローチャートを図１３に示す。なお、図１３は、１つのチャンネルについての位相特性補正処理を示す。よって、実際には、チャンネル数だけこの処理が繰り返されることになる。【００７０】
まず、信号処理部２は、インパルス性の測定用信号を測定用信号発生器３から出力し、スピーカを通じて測定音を出力する。これをマイク８で集音し、そのスピーカのインパルス応答を示す集音データＤＭが得られる（ステップＳ２０１）。次に、信号処理部２は、集音データＤＭを適切な窓関数を用いてＦＦＴして測定位相特性を取得し、一時的にメモリ３３２に記憶する（ステップＳ２０２）。【００７１】
次に、位相推定部３３３は、窓関数を調整するなどして測定位相特性の時間要素を微調整した後（ステップＳ２０３）、予め用意された複数の位相特性モデルのうちの１つを選択し、そのパラメータに基づいて位相特性を計算する（ステップＳ２０４）。次に、位相推定部３３３は、計算された位相特性と、測定位相特性が近いか否かを判定する（ステップＳ２０５）。この判定は、例えば最小自乗法などの既知の手法を用いて、両者の誤差を判定することにより実行することができる。２つの特性が近くない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、位相推定部３３３は別の位相特性モデルを選択し、そのパラメータを取得する（ステップＳ２０６）。【００７２】
次に、処理はステップＳ２０３へ戻り、位相推定部３３３は、必要に応じて窓関数をさらに調整して推定位相特性の微調整を行い、ステップＳ２０３乃至２０５の処理を繰り返す。この際、位相推定部３３３は、ステップＳ２０４において、ステップＳ２０６で取得した別の位相特性モデルの位相特性を計算し、ステップＳ２０５でそれと測定位相特性とが近いか否かを判定する。こうして、測定位相特性と十分に近い位相特性を有する位相特性モデルが決定される（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）。【００７３】
推定位相特性が決定されると、位相調整部３３４は位相調整を行う（ステップＳ２０７）。例えば、位相調整部３３４は、前述のように推定位相特性の低域側の特性が平坦となるように調整を行う。次に、位相特性補正部３３３は、調整後の推定位相特性を用いて逆フィルタ演算を行う（ステップＳ２０８）。具体的には、調整後の推定位相特性の伝達関数をＧａ、位相補正フィルタ１３の伝達関数をＨとすると、
Ｈ＝１／Ｇａ
により位相補正フィルタ１３の伝達関数を求める。そして、これを逆ＦＦＴして時間領域のインパルス応答特性を取得し（ステップＳ２０９）、そのインパルス応答特性を実現するような位相補正フィルタの係数を決定する（ステップＳ２１０）。こうして、１つのチャンネルについて、位相補正フィルタの係数が決定される。他の全てのチャンネルについても同様の処理が行われ、位相特性補正処理が終了する。【００７４】
その後、処理は図１２に戻り、信号処理部２は遅延回路１４の遅延量を決定する（ステップＳ１０４）。具体的には、位相補正フィルタ１３により生じる信号遅延のうち最も大きい信号遅延を有するチャンネルの遅延量を基準とし、他のチャンネルの信号の遅延量がこれと一致するように各遅延回路１４の遅延量を決定する。こうして、自動音場補正処理が終了する。【００７５】
以上のように、第１実施例では、予め用意された複数の位相特性モデルのうち、測定位相特性に十分に近いものを推定位相特性として採用するので、スピーカのみの位相特性を用いて各チャンネルの位相特性を補正することができる。【００７６】
（第２実施例）
次に、位相特性補正の第２実施例について説明する。第１実施例では、多種のスピーカの位相特性に対応する複数の位相特性モデルが予め用意され、測定により得られた測定位相特性に十分に近い位相特性モデルが選択され、その位相特性モデルにより規定される位相特性が推定位相特性として決定される。これに対し、第２実施例では、位相特性モデルの代わりに、多種のスピーカの位相特性を示す位相特性データ自体を予め用意し、測定位相特性と十分に近い位相特性データを推定位相特性として使用する。即ち、第１実施例では位相特性を規定する位相特性モデルのパラメータを予め記憶しておいたのに対し、第２実施例では位相特性自体のデータを予め記憶しておく。【００７７】
図１４は、第２実施例による位相特性補正部３３ａの構成を示すブロック図である。図７と比較すると理解されるように、第２実施例の位相特性補正部３３ａは、複数の位相特性データを記憶する位相特性データベース（ＤＢ）３３６を備える以外は、第１実施例の位相特性補正部３３の構成と同様である。【００７８】
位相推定部３３ａは、メモリ３３２に一時的に記憶されている測定位相特性と十分に近い位相特性に対応する位相特性データを位相特性ＤＢ３３６から取得し、それを推定位相特性とする。ここで、位相特性ＤＢ３３６に記憶される位相特性データは、各種のスピーカの位相特性を示すデータを含む。好適な例では、既存の各種のスピーカの位相特性を測定し、その位相特性データを記憶しておくことができる。また、位相特性データは、位相調整部３３４による位相調整の方法を示す調整用データを１つ又は複数含む。位相調整部３３４による位相調整は、基本的には第１実施例の場合と同様であり、演算量の削減などの目的で推定位相特性の一部を除去するなどの処理が行われる。よって、位相特性データに含まれる調整用データは、推定位相特性として使用される位相特性データの一部を置き換えるデータなどとすることができる。例えば、図１１に例示するように、位相調整部３３４が推定位相特性の所定の低域を平坦にする調整を行う場合、位相特性データに含まれる調整用データは、その低域部分の特性を平坦にするデータ、例えばその低域部分の位相の値を「０」に置き換える置換用データ、又は、位相特性データに加算することによりその低域分の位相の値を「０」とする差分データなどとすることができる。なお、位相特性データに複数の調整用データが含まれるのは、位相調整により推定位相特性の複数箇所の特性を調整する場合である。例えば、位相調整部３３４が推定位相特性の所定の低域部分及び所定の高域部分を調整する場合には、それぞれについて調整用データが用意され、位相特性データに含められる。【００７９】
なお、第２実施例において、位相推定部３３３による推定位相特性の決定、及び、位相調整部３３４による位相調整以外の処理は、第１実施例と同様であるので、説明は省略する。【００８０】
図１５は、第２実施例による位相特性補正のフローチャートである。図１３と比較すると理解されるように、第２実施例による位相特性補正処理は、位相特性ＤＢ３３６に記憶されている位相特性データを用いて推定位相特性を決定する点以外は、第１実施例による位相特性補正処理と同様である。【００８１】
具体的に、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３は、第１実施例のステップＳ２０１〜Ｓ２０３と同様である。その後、位相補正部３３３は、位相特性ＤＢ３３６から１つの位相特性データを取得し（ステップＳ３０４）、それが測定位相特性と近いか否かを判定する（ステップＳ３０５）。２つの特性が近くない場合（ステップＳ３０５；Ｎｏ）、位相補正部３３３は位相特性ＤＢ３３６から別の位相特性データを取得し、ステップＳ３０３へ戻る。こうして、位相補正部３３３は、予め用意された複数の位相特性データから、測定位相特性に十分に近い位相特性データを選択し、推定位相特性とする（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）。【００８２】
続いて、位相調整部３３４は、選択された位相特性データに含まれる調整用データを用いて、推定位相特性を調整する（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０８〜Ｓ３１０の処理は、第１実施例におけるステップＳ２０８〜Ｓ２１０と同様である。【００８３】
このように、第２実施例では、予め用意された位相特性データから、測定位相特性に十分に近いものを推定位相特性として採用する。よって、スピーカの特性のみに基づいて位相特性を補正することができる。【００８４】
以上説明したように、本実施例のオーディオシステム１００では、予め用意された位相特性モデル又は位相特性データを利用して、測定された位相特性に近い推定位相特性を決定し、それに基づいて各チャンネル位相特性補正が実行される。よって、スピーカの特性に起因する位相の乱れを補正し、全周波数帯域の音が同じタイミングで聴取位置に届くように位相補正を行うことができる。これにより、任意のスピーカで自然界の音と同じような時間応答特性の音を得ることができる。また、従来のように、測定された位相特性そのもの又はそれスムージングしたものを利用しないので、部屋の影響、例えばマイクロホンの設置位置、定在波や反射などによる影響などを受けることなく、スピーカの特性のみに基づいて適切な位相特性補正が可能となる。さらに、補正に必要な演算量が少なくてすみ、装置の処理能力に合ったデータベースや特性モデルを用意することで無理のない補正が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、１つ又は複数のスピーカにより音響を再生する環境において使用される音場制御システムに適用することができる。
【図１】
2009008068.tif 000003
【図２】
2009008068.tif 000004
【図３】
2009008068.tif 000005
【図４】
2009008068.tif 000006
【図５】
2009008068.tif 000007
【図６】
2009008068.tif 000008
【図７】
2009008068.tif 000009
【図８】
2009008068.tif 000010
【図９】
2009008068.tif 000011
【図１０】
2009008068.tif 000012
【図１１】
2009008068.tif 000013
【図１２】
2009008068.tif 000014
【図１３】
2009008068.tif 000015
【図１４】
2009008068.tif 000016
【図１５】
2009008068.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月11日(2009.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正装置であって、
各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正手段と、
位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力手段と、を備え、
前記位相特性補正手段は、
各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定手段と、
前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定手段と、
前記推定位相特性に基づいて、前記オーディオ信号の位相特性を補正する補正手段と、を備え、
前記位相特性推定手段は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特定モデルにより規定される位相特性、又は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性データのうち、前記測定位相特性に近似するものを前記推定位相特性とすることを特徴とする自動音場補正装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記位相特性モデルは、各チャンネルのスピーカを構成する複数の帯域別スピーカの伝達関数の集合により構成されることを特徴とする請求項２に記載の自動音場補正装置。
【請求項４】
前記伝達関数は、フィルタと、時間遅延要素と、位相反転要素とを含むことを特徴とする請求項３に記載の自動音場補正装置。
【請求項５】
前記伝達関数は、高域通過フィルタ及び低域通過フィルタと、ゲインと、時間遅延要素と、位相反転要素とを含むことを特徴とする請求項３に記載の自動音場補正装置。
【請求項６】
前記伝達関数は、高域通過フィルタ及び低域通過フィルタと、ゲインと、位相反転要素とを含むことを特徴とする請求項３に記載の自動音場補正装置。
【請求項７】
前記伝達関数Ｇｎは、位相反転要素及びゲインを示す定数をａｎ、高域通過フィルタの伝達関数をＧＬｎ、低域通過フィルタの伝達関数をＧＨｎとしたとき、
Ｇｎ＝ａｎ・ＧＬｎ・ＧＨｎ
で与えられることを特徴とする請求項３に記載の自動音場補正装置。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
前記推定位相特性に対して、少なくとも低域側の特性を調整する位相調整手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の自動音場補正装置。
【請求項１０】
前記位相調整手段は、前記推定位相特性における所定の低域の位相特性を平坦化することを特徴とする請求項９に記載の自動音場補正装置。
【請求項１１】
１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正方法であって、
各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正工程と、
位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力工程と、を備え、
前記位相特性補正工程は、
各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定工程と、
前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定工程と、
前記推定位相特性に基づいて、前記オーディオ信号の位相特性を補正する補正工程と、を備え、
前記位相特性推定手段は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特定モデルにより規定される位相特性、又は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性データのうち、前記測定位相特性に近似するものを前記推定位相特性とすることを特徴とする自動音場補正方法。
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月6日(2010.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正装置であって、
各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正手段と、
位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力手段と、を備え、
前記位相特性補正手段は、
各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定手段と、
前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定手段と、
前記オーディオ信号の位相特性を補正するに際し、前記推定位相特性を用いて逆特性を算出することにより、スピーカの特性のみに起因する位相の乱れを補正する補正手段と、を備え、
前記位相特性推定手段は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性モデルにより規定される位相特性、又は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性データのうち、前記測定位相特性に近似するものを前記推定位相特性とすることを特徴とする自動音場補正装置。
【請求項２】
前記位相特性モデルは、各チャンネルのスピーカを構成する複数の帯域別スピーカの伝達関数の集合により構成されることを特徴とする請求項１に記載の自動音場補正装置。
【請求項３】
前記伝達関数は、フィルタと、時間遅延要素と、位相反転要素とを含むことを特徴とする請求項２に記載の自動音場補正装置。
【請求項４】
前記伝達関数は、高域通過フィルタ及び低域通過フィルタと、ゲインと、時間遅延要素と、位相反転要素とを含むことを特徴とする請求項２に記載の自動音場補正装置。
【請求項５】
前記伝達関数は、高域通過フィルタ及び低域通過フィルタと、ゲインと、位相反転要素とを含むことを特徴とする請求項２に記載の自動音場補正装置。
【請求項６】
前記伝達関数Ｇｎは、位相反転要素及びゲインを示す定数をａｎ、高域通過フィルタの伝達関数をＧＬｎ、低域通過フィルタの伝達関数をＧＨｎとしたとき、
Ｇｎ＝ａｎ・ＧＬｎ・ＧＨｎ
で与えられることを特徴とする請求項２に記載の自動音場補正装置。
【請求項７】
前記推定位相特性に対して、少なくとも低域側の特性を調整する位相調整手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の自動音場補正装置。
【請求項８】
前記位相調整手段は、前記推定位相特性における所定の低域の位相特性を平坦化することを特徴とする請求項７に記載の自動音場補正装置。
【請求項９】
１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正方法であって、
各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正工程と、
位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力工程と、を備え、
前記位相特性補正工程は、
各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定工程と、
前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定工程と、
前記オーディオ信号の位相特性を補正するに際し、前記推定位相特性を用いて逆特性を算出することにより、スピーカの特性のみに起因する位相の乱れを補正する補正工程と、を備え、
前記位相特性推定工程は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性モデルにより規定される位相特性、又は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性データのうち、前記測定位相特性に近似するものを前記推定位相特性とすることを特徴とする自動音場補正方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正装置であって、各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正手段と、位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力手段と、を備え、前記位相特性補正手段は、各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定手段と、前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定手段と、前記オーディオ信号の位相特性を補正するに際し、前記推定位相特性を用いて逆特性を算出することにより、スピーカの特性のみに起因する位相の乱れを補正する補正手段と、を備え、前記位相特性推定手段は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性モデルにより規定される位相特性、又は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性データのうち、前記測定位相特性に近似するものを前記推定位相特性とすることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項９に記載の発明は、１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正方法であって、各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正工程と、位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力工程と、を備え、前記位相特性補正工程は、各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定工程と、前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定工程と、前記オーディオ信号の位相特性を補正するに際し、前記推定位相特性を用いて逆特性を算出することにより、スピーカの特性のみに起因する位相の乱れを補正する補正工程と、を備え、前記位相特性推定工程は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性モデルにより規定される位相特性、又は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性データのうち、前記測定位相特性に近似するものを前記推定位相特性とすることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の好適な実施形態では、１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正装置は、各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正手段と、位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力手段と、を備え、前記位相特性補正手段は、各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定手段と、前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定手段と、前記オーディオ信号の位相特性を補正するに際し、前記推定位相特性を用いて逆特性を算出することにより、スピーカの特性のみに起因する位相の乱れを補正する補正手段と、を備え、前記位相特性推定手段は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性モデルにより規定される位相特性、又は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性データのうち、前記測定位相特性に近似するものを前記推定位相特性とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、位相特性推定手段は、スピーカの特性のみを示す複数の位相特性モデル又は位相特性データを予め用意し、それらのうち測定位相特性に近いものを推定位相特性とする。よって、位相特性モデルを規定するパラメータ又は位相特性データ自体を予め用意しておけば、適切な推定位相特性を決定して位相特性補正を実行することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の他の実施形態では、１つ又は複数チャンネルのオーディオ信号を信号処理し、それぞれに対応する１つ又は複数のスピーカに出力する自動音場補正方法は、各チャンネルのオーディオ信号の位相特性を補正する位相特性補正工程と、位相特性が補正されたオーディオ信号を、対応する前記スピーカへ出力する出力工程と、を備え、前記位相特性補正工程は、各チャンネル毎に位相特性を測定し、測定位相特性を生成する位相特性測定工程と、前記測定位相特性に基づいて、当該測定位相特性に近似する位相特性を推定位相特性として生成する位相特性推定工程と、前記オーディオ信号の位相特性を補正するに際し、前記推定位相特性を用いて逆特性を算出することにより、スピーカの特性のみに起因する位相の乱れを補正する補正工程と、を備え、前記位相特性推定工程は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性モデルにより規定される位相特性、又は、予め用意され各々がスピーカの特性のみを示す複数の位相特性データのうち、前記測定位相特性に近似するものを前記推定位相特性とする。
【国際調査報告】
2009008068.tif 000018
2009008068.tif 000019