(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響空間内に設けられた複数個のマイクロホンと前記音響空間内に設けられた複数個のスピーカの間に各々介挿された複数個の時変処理要素と、
前記時変処理要素を巡回的に選択し、選択した時変処理要素とこの時変処理要素を間に挟んでいる前記マイクロホン及び前記スピーカとを接続して音響帰還系を形成する巡回選択手段と、
前記巡回選択手段が時変処理要素を選択する度に、選択した時変処理要素以外の時変処理要素の処理内容を変更する時変処理変更手段と
を具備することを特徴とする音場支援装置。
【請求項２】
音響空間内に設けられた少なくとも１個のマイクロホンと前記音響空間内に設けられた複数個のスピーカの間に各々介挿された複数個の時変処理要素と、
前記時変処理要素を巡回的に選択し、選択した時変処理要素とこの時変処理要素を間に挟んでいる前記マイクロホン及び前記スピーカとを接続して音響帰還系を形成する巡回選択手段と、
前記巡回選択手段が時変処理要素を選択する度に、選択した時変処理要素以外の時変処理要素の処理内容を変更する時変処理変更手段と
を具備することを特徴とする音場支援装置。
【請求項３】
音響空間内に設けられた複数個のマイクロホンと前記音響空間内に設けられた少なくとも１個のスピーカの間に各々介挿された複数個の時変処理要素と、
前記時変処理要素を巡回的に選択し、選択した時変処理要素とこの時変処理要素を間に挟んでいる前記マイクロホン及び前記スピーカとを接続して音響帰還系を形成する巡回選択手段と、
前記巡回選択手段が時変処理要素を選択する度に、選択した時変処理要素以外の時変処理要素の処理内容を変更する時変処理変更手段と
を具備することを特徴とする音場支援装置。
【請求項４】
前記時変処理要素を各々が選択する時変処理要素同士が一致しないように巡回的に選択する複数個の前記巡回選択手段
を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の音場支援装置。
【請求項５】
前記時変処理要素は、前記マイクロホンの出力信号に遅延時間を与えるものであり、
前記時変処理変更手段は、前記時変処理要素の遅延時間量を、前記音響空間内における隣接するマイクロホン間の距離を音が伝搬する時間の略半分に相当する時間長の範囲内において変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の音場支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響空間の音響特性を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響空間における既存の音響特性をベースとし、その音響空間における残響効果や初期反射音を含む反射音特性を増強、補正して音響特性を制御する音場支援装置がある。この種の音場支援装置の多くは、音響空間内のマイクロホンが収音した音の音信号を、当該音場支援装置内のＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタに供給して残響音信号を生成し、この残響音信号を音響空間内のスピーカから帰還させる構成となっている。しかし、音響空間内に固定されているマイクロホンとスピーカの間の距離は一定であるため、このような構成の音場支援装置では、音響空間→マイクロホン→音場支援装置→スピーカ→音響空間を一巡する音響帰還系の伝達関数におけるピークの周波数もまた一定となり、カラレーションやハウリングなどの聴感上の障害を引き起こすという問題がある。
【０００３】
特許文献１には、このような障害の発生を空間平均効果を利用して防ぐ技術が開示されている。空間平均効果は、音響空間内に複数個ずつ設けられたマイクロホンの１つ１つと同空間内に複数個ずつ設けられたスピーカの１つ１つとの接続の組合せを周期的に切り換えた場合に、スピーカ及びマイクロホン間の距離が様々であるような音響帰還系の伝達関数が時間経過に従って平均化され、伝達関数に急峻なピークが現れ難くなる効果である。特許文献１に開示された技術では、音響空間に固定された４個のマイクロホン３０−１，３０−２，３０−３,３０−４の各々と同空間内に固定された４個のスピーカ２４−１，２４−２，２４−３，２４−４の各々が制御マトリクス６６に接続される。制御マトリクス６６は、マイクロホン３０−１，３０−２，３０−３,３０−４の出力端子に繋がる入力信号線の各々とスピーカ２４−１，２４−２，２４−３，２４−４の入力端子に繋がる出力信号線の各々とを可変利得回路６８を介して相互に接続した回路である。
【０００４】
制御マトリクス６６は、４個のマイクロホン３０−１，３０−２，３０−３,３０−４が４個のスピーカ２４−１，２４−２，２４−３，２４−４と１組ずつ接続され、且つその接続の組合せが周期的に変わるように、可変利得回路６８の利得を緩やかに変化させる。これにより、マイクロホン３０−１，３０−２，３０−３,３０−４とスピーカ２４−１，２４−２，２４−３，２４−４の接続の切り換えが一巡する各周期内において、接続の組合せは４通りとなり、マイクロホン及びスピーカ間の距離はそれら４通りの組毎に異なるものとなる。よって、特許文献１に開示された技術によると、空間平均効果により、音響帰還系の伝達関数に急峻なピークが現れ難くなる。
【特許文献１】特許第２７３７５９５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、空間平均効果は、スピーカとマイクロホンの距離が様々であるような音の伝搬経路が時間経過に従って切り換わることにより発生する効果であるから、充分な空間平均効果を得るためには音響空間内に多くのマイクロホンとスピーカを備え付けなければならない。これに対し、特許文献１における制御マトリクスにＦＩＲフィルタを接続したものを音場支援装置とし（特許文献１の段落００１８参照）、この音場支援装置におけるＦＩＲフィルタの信号処理を決定付けるパラメータを時間とともに変化させるようにすれば、マイクロホンとスピーカの数をそれほど増やさなくても空間平均効果に相当する効果を得ることが可能ではある。しかし、この場合、ＦＩＲフィルタのパラメータを変化させるときに、ＦＩＲフィルタのパラメータの変動に伴う聴感上の違和感を生じさせてしまう問題があった。
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、音響空間の受聴者に違和感を与えることなく、その空間内におけるカラレーションやハウリングの発生を未然に防ぐことができる技術的手段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】
【０００６】
本発明は、音響空間内に設けられた複数個のマイクロホンと前記音響空間内に設けられた複数個のスピーカの間に各々介挿された複数個の時変処理要素と、前記時変処理要素を巡回的に選択し、選択した時変処理要素とこの時変処理要素を間に挟んでいる前記マイクロホン及び前記スピーカとを接続して音響帰還系を形成する巡回選択手段と、前記巡回選択手段が時変処理要素を選択する度に、選択した時変処理要素以外の時変処理要素の処理内容を変更する時変処理変更手段とを具備する音場支援装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、音響空間内に設けられた少なくとも１個のマイクロホンと前記音響空間内に設けられた複数個のスピーカの間に各々介挿された複数個の時変処理要素と、前記時変処理要素を巡回的に選択し、選択した時変処理要素とこの時変処理要素を間に挟んでいる前記マイクロホン及び前記スピーカとを接続して音響帰還系を形成する巡回選択手段と、前記巡回選択手段が時変処理要素を選択する度に、選択した時変処理要素以外の時変処理要素の処理内容を変更する時変処理変更手段とを具備する音場支援装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は、音響空間内に設けられた複数個のマイクロホンと前記音響空間内に設けられた少なくとも１個のスピーカの間に各々介挿された複数個の時変処理要素と、前記時変処理要素を巡回的に選択し、選択した時変処理要素とこの時変処理要素を間に挟んでいる前記マイクロホン及び前記スピーカとを接続して音響帰還系を形成する巡回選択手段と、前記巡回選択手段が時変処理要素を選択する度に、選択した時変処理要素以外の時変処理要素の処理内容を変更する時変処理変更手段とを具備する音場支援装置を提供する。
【０００９】
本発明では、マイクロホン及びスピーカと共に音響帰還系を形成する時変処理要素が切り換わる度に、音響帰還系を形成していない時変処理要素の処理内容が変更される。時変処理要素の処理内容を変更しても、その遅延時間量を変更した時刻において時変処理要素を経由した収音信号が音響空間に帰還されなければ、音響空間内の受聴者に違和感を与えることはない。また、時変処理要素の処理内容を変更すると、その時変処理要素を含む音響帰還系の伝達関数のピークの周波数が変化する。よって、本発明によると、音響空間内の受聴者に違和感を与えることなく空間平均効果に相当する効果を発生させ、音響空間内におけるカラレーションやハウリングの発生を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態である音場支援装置を含む音場支援システムの全体構成を示す図である。
【図２】同音場支援装置の構成を示す図である。
【図３】同音場支援装置のＥＭＲ内の構成を示す図である。
【図４】同ＥＭＲの動作を示す図である。
【図５】同ＥＭＲの動作を示す図である。
【図６】同ＥＭＲの動作を示す図である。
【図７】同ＥＭＲの動作を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態である音場支援装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態である音場支援装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態である音場支援装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態である音場支援装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態である音場支援装置４０を含む音場支援システムの全体構成を示す図である。この音場支援システムは、４個のマイクロホン１０−ｉ（ｉ＝１〜４）、８個のスピーカ２０−ｋ（ｋ＝１〜８）、マイクアンプ部７１、パワーアンプ部７２、及び音場支援装置４０を有する。マイクロホン１０−ｉ（ｉ＝１〜４）及びスピーカ２０−ｋ（ｋ＝１〜８）は音響空間１内の天井や側壁に適宜の間隔を空けて固定されている。
【００１２】
音場支援装置４０は、マイクロホン１０−ｉ（ｉ＝１〜４）の各々とスピーカ２０−ｋ（ｋ＝１〜８）の各々とを当該音場支援装置４０を介して接続することにより、音響空間１→マイクロホン１０−ｉ→音場支援装置４０→スピーカ２０−ｋ→音響空間１を一巡する複数種類の音響帰還系を作り出し、当該音場支援装置４０を経由する各音響帰還系の音信号に対して音響空間１の音響特性を別の目標とする音響空間（目標音響空間という）の音響特性に近づける信号処理を施す装置である。
【００１３】
図２は、音場支援装置４０の構成を示す図である。音場支援装置４０内には、時変処理部４１−ｉ（ｉ＝１〜４）−ｊ（ｊ＝１〜４）、ＥＭＲ（Electronic Microphone Rotator）４２−ｊ（ｊ＝１〜４）、ＦＩＲフィルタ４４−ｊ（ｊ＝１〜４）、イコライザ４５−ｊ（ｊ＝１〜４）、及びレベル・ディレイマトリクス４６が介挿された複数の信号路がある。
【００１４】
音場支援装置４０内の複数の信号路上に介挿されている各部について詳細に説明する。マイクロホン１０−ｉ（ｉ＝１〜４）が音響空間１内において収音した音のアナログ信号は、マイクアンプ部７１により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器（不図示）によりデジタル形式に変換され、４チャネルの音信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，及びＸ４（以下、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，及びＸ４を適宜Ｘと記す）として時変処理部４１−ｉ（ｉ＝１〜４）−ｊ（ｊ＝１〜４）に入力される。時変処理部４１−１−ｊ（ｊ＝１〜４）における各時変処理部４１−１−ｊは、マイクロホン１０−１の収音信号Ｘ１に遅延時間を与え、遅延時間を与えた信号Ｘ１をＥＭＲ４２−ｊに出力する。
【００１５】
また、時変処理部４１−２−ｊ（ｊ＝１〜４）における各時変処理部４１−２−ｊは、マイクロホン１０−２の収音信号Ｘ２に遅延時間を与え、遅延時間を与えた信号Ｘ２をＥＭＲ４２−ｊに出力する。時変処理部４１−３−ｊ（ｊ＝１〜４）における各時変処理部４１−３−ｊは、マイクロホン１０−３の収音信号Ｘ３に遅延時間を与え、遅延時間を与えた信号Ｘ３をＥＭＲ４２−ｊに出力する。時変処理部４１−４−ｊ（ｊ＝１〜４）における各時変処理部４１−４−ｊは、マイクロホン１０−４の収音信号Ｘ４に遅延時間を与え、遅延時間を与えた信号Ｘ４をＥＭＲ４２−ｊに出力する。
【００１６】
ＥＭＲ４２−ｊ（ｊ＝１〜４）における各ＥＭＲ４２−ｊは、時変処理部４１−ｉ−ｊを、各々が選択する時変処理部４１−ｉ−ｊ同士が一致しないように巡回的に選択し、選択した時変処理部４１−ｉ−ｊとこの時変処理部４１−ｉ−ｊを間に挟んでいるマイクロホン１０−ｉ及びスピーカ２０−ｋとを接続して音響帰還系を形成する巡回選択手段としての役割を果たす。各ＥＭＲ４２−ｊは、４イン４アウトの入出力構成をなしており、インとアウトの１対の組合せを、重複しない排他的な１対の組合せとなるように、時間的に変更して巡回的に選択する。より詳細に説明すると、各ＥＭＲ４２−ｊの入力端子ＩＮｉ（ｉ＝１〜４）は時変処理部４１−ｉ（ｉ＝１〜４）−ｊと接続されている。ＥＭＲ４２−ｊの入力端子ＩＮｉ（ｉ＝１〜４）には、マイクロホン１０−ｉ（ｉ＝１〜４）の音信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，及びＸ４が時変処理部４１−ｉ（ｉ＝１〜４）−ｊを介して入力される。ＥＭＲ４２−ｊの出力端子ＯＵＴｊからは、入力端子ＩＮｉ（ｉ＝１〜４）に入力された信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４の各々が周期的に出力される。さらに詳述すると、図３に示すように、ＥＭＲ４２−ｊ内は、入力端子ＩＮｉ（ｉ＝１〜４）に繋がった入力信号線５−ｉ（ｉ＝１〜４）の各々と出力端子ＯＵＴｊ（ｊ＝１〜４）に繋がった出力信号線６−ｊ（ｊ＝１〜４）の各々とをマトリクス構造とし、各クロスポイントにおいて可変利得回路ｇｉｊ（ｉ＝１〜４，ｊ＝１〜４）を介して相互に接続した構成となっている。
【００１７】
各ＥＭＲ４２−ｊは、周期Ｔ（例えば、Ｔ＝３６０秒とする）毎に、周期Ｔを４分割し、時刻ｔ０から時刻ｔ１（ｔ１＝ｔ０＋Ｔ／４）までの時間Ｔ１、時刻ｔ１から時刻ｔ２（ｔ２＝ｔ１＋Ｔ／４）までの時間Ｔ２、時刻ｔ２から時刻ｔ３（ｔ３＝ｔ２＋Ｔ／４）までの時間Ｔ３、及び時刻ｔ３から次の時刻ｔ１＋Ｔまでの時間Ｔ４において次のような処理を行う。
【００１８】
図４に示すように、ＥＭＲ４２−１は、時間Ｔ１の間に可変利得回路ｇ１１の利得を１（真数）から０（真数）へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（実線）、可変利得回路ｇ２１の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（破線）。ＥＭＲ４２−１は、時間Ｔ２の間に可変利得回路ｇ２１の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（破線）、可変利得回路ｇ３１の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（一点鎖線）。ＥＭＲ４２−１は、時間Ｔ３の間に可変利得回路ｇ３１の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（一点鎖線）、可変利得回路ｇ４１の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（二点鎖線）。ＥＭＲ４２−１は、時間Ｔ４の間に可変利得回路ｇ４１の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（二点鎖線）、可変利得回路ｇ１１の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（実線）。
【００１９】
図５に示すように、ＥＭＲ４２−２は、時間Ｔ１の間に可変利得回路ｇ４２の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（二点鎖線）、可変利得回路ｇ１２の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（実線）。ＥＭＲ４２−２は、時間Ｔ２の間に可変利得回路ｇ１２の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（実線）、可変利得回路ｇ２２の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（破線）。ＥＭＲ４２−２は、時間Ｔ３の間に可変利得回路ｇ２２の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（破線）、可変利得回路ｇ３２の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（一点鎖線）。ＥＭＲ４２−２は、時間Ｔ４の間に可変利得回路ｇ３２の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（一点鎖線）、可変利得回路ｇ４２の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（二点鎖線）。
【００２０】
図６に示すように、ＥＭＲ４２−３は、時間Ｔ１の間に可変利得回路ｇ３３の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（一点鎖線）、可変利得回路ｇ４３の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（二点鎖線）。ＥＭＲ４２−３は、時間Ｔ２の間に可変利得回路ｇ４３の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（二点鎖線）、可変利得回路ｇ１３の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（実線）。ＥＭＲ４２−３は、時間Ｔ３の間に可変利得回路ｇ１３の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（実線）、可変利得回路ｇ２３の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（破線）。ＥＭＲ４２−３は、時間Ｔ４の間に可変利得回路ｇ２３の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（破線）、可変利得回路ｇ３３の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（一点鎖線）。
【００２１】
図７に示すように、ＥＭＲ４２−４は、時間Ｔ１の間に可変利得回路ｇ２４の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（破線）、可変利得回路ｇ３４の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（一点鎖線）。ＥＭＲ４２−４は、時間Ｔ２の間に可変利得回路ｇ３４の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（一点鎖線）、可変利得回路ｇ４４の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（二点鎖線）。ＥＭＲ４２−４は、時間Ｔ３の間に可変利得回路ｇ４４の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に降させるとともに（二点鎖線）、可変利得回路ｇ１４の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（実線）。ＥＭＲ４２−４は、時間Ｔ４の間に可変利得回路ｇ１４の利得を１から０へと緩やかに且つ連続的に下降させるとともに（実線）、可変利得回路ｇ２４の利得を０から１へと緩やかに且つ連続的に上昇させる（破線）。
【００２２】
各ＥＭＲ４２−ｊが以上の処理を行うことにより、マイクロホン１０−ｉ（ｉ＝１〜４）から時変処理部４１−ｉ（ｉ＝１〜４）−ｊを介して各ＥＭＲ４２−ｊの入力端子ＩＮｉ（ｉ＝１〜４）に入力される信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，及びＸ４のうち各ＥＭＲ４２−ｊの出力端子ＯＵＴｊから出力される信号Ｘが周期的に切り換わる。
【００２３】
図２において、ＥＭＲ４２−ｊ（ｊ＝１〜４）の出力信号Ｘは、ＦＩＲフィルタ４４−ｊ（ｊ＝１〜４）に入力される。ＦＩＲフィルタ４４−ｊ（ｊ＝１〜４）における各ＦＩＲフィルタ４４−ｊは、ＥＭＲ４２−ｊから入力された信号Ｘに、当該音場支援装置４０と音響空間１とを含む音響帰還系の音響特性を目標音響空間のそれに近づけるためのフィルタ処理（ＦＩＲの畳込み処理）を施し、このフィルタ処理を施した信号を残響効果等の付与された残響音信号Ｙとして出力する。
【００２４】
ＦＩＲフィルタ４４−ｊ（ｊ＝１〜４）の出力信号Ｙは、イコライザ４５−ｊ（ｊ＝１〜４）によるイコライジングを経てレベル・ディレイマトリクス４６へ入力される。レベル・ディレイマトリクス４６は、イコライザ４５−ｊ（ｊ＝１〜４）に繋がる４チャネル分の入力信号線（不図示）の各々とスピーカ２０−ｋ（ｋ＝１〜８）へ繋がる８チャネル分の出力信号線（不図示）の各々とを交差させたマトリクスを構成し、交差位置の各々にゲイン調整用可変抵抗（不図示）と遅延素子（不図示）とを配した装置である。このレベル・ディレイマトリクス４６に入力される４系統の残響音信号Ｙは、各々の入力信号線と１チャネル〜８チャネルの各出力信号線との交差位置においてゲイン調整や位相調整が施され、８チャネルに分割される。分割された８チャネルの残響音信号Ｙの各々は、Ｄ／Ａ変換器（不図示）にてアナログ信号に変換される。そして、この変換されたアナログ信号は、パワーアンプ部７２において増幅され、スピーカ２０−ｋ（ｋ＝１〜８）から音響空間１に帰還される。
【００２５】
ＣＰＵ４７は、当該音場支援装置４０の制御中枢である。ＣＰＵ４７は、ＲＡＭ４８をワークエリアとして利用しつつ、ＲＯＭ４９に記憶された時変処理変更プログラム５０を実行する。時変処理変更プログラム５０は、処理内容変更処理をＣＰＵ４７に実行させるプログラムである。処理内容変更処理では、ＣＰＵ４７は、ＥＭＲ４２−ｊ（ｊ＝１〜４）が時変処理部４１−ｉ−ｊを選択する度に、選択した時変処理部４１−ｉ−ｊ以外の時変処理部４１−ｉ−ｊの処理内容を変更する。具体的には、ＣＰＵ４７は、ＥＭＲ４２−ｊ（ｊ＝１〜４）における各ＥＭＲ４２−ｊ内の可変利得回路ｇｉｊ（ｉ＝１〜４，ｊ＝１〜４）の利得を監視つつ、次の４つの処理を並列に行う。
【００２６】
第１の処理では、ＥＭＲ４２−１内における可変利得回路ｇｉ１（ｉ＝１〜４）の各々の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇｉ１の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間に、可変利得回路ｇｉ１に接続されている時変処理部４１−ｉ−１の遅延時間量を直前の周期Ｔの遅延時間量と異なる遅延時間量に変更する。第２の処理では、ＥＭＲ４２−２内における可変利得回路ｇｉ２（ｉ＝１〜４）の各々の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇｉ２の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間に、可変利得回路ｇｉ２に接続されている時変処理部４１−ｉ−２の遅延時間量を直前の周期Ｔの遅延時間量と異なる遅延時間量に変更する。第３の処理では、ＥＭＲ４２−３内における可変利得回路ｇｉ３（ｉ＝１〜４）の各々の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇｉ３の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間に、可変利得回路ｇｉ３に接続されている時変処理部４１−ｉ−３の遅延時間量を直前の周期Ｔの遅延時間量と異なる遅延時間量に変更する。第４の処理では、ＥＭＲ４２−４内における可変利得回路ｇｉ４（ｉ＝１〜４）の各々の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇｉ４の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間に、可変利得回路ｇｉ４に接続されている時変処理部４１−ｉ−４の遅延時間量を直前の周期Ｔの遅延時間量と異なる遅延時間量に変更する。
【００２７】
以上説明した本実施形態では、マイクロホン１０−ｉ及びスピーカ２０−ｋとともに音響帰還系を形成する時変処理部４１−ｉ−ｊが切り換わる度に、音響帰還系を形成していない時変処理部４１−ｉ−ｊの処理内容である遅延時間量が変更される。時変処理部４１−ｉ−ｊの遅延時間量を変更しても、その遅延時間量を変更した時刻において当該時変処理部４１−ｉ−ｊを経由した収音信号Ｘが音響空間１に帰還されなければ、音響空間１内の受聴者に違和感を与えることはない。また、時変処理部４１−ｉ−ｊの遅延時間量を変更した場合、その時変処理部４１−ｉ−ｊを含む音響帰還系の伝達関数のピークの周波数が変化する。よって、本実施形態によると、音響空間１内の受聴者に違和感を与えることなく空間平均効果に相当する効果を発生させ、音響空間１内におけるカラレーションやハウリングの発生を未然に防ぐことができる。
【００２８】
（第２実施形態）
図８は、この発明の第２実施形態である音場支援装置４０Ａを示す図である。この音場支援装置４０Ａは、音響空間１内の１個のマイクロホン１０−１と同空間１内の４個のスピーカ２０−ｋ（ｋ＝１〜４）の各々との接続を周期的に切り換えることにより、音響空間１→マイクロホン１０−ｉ→マイクアンプ部７１→音場支援装置４０Ａ→パワーアンプ部７２→スピーカ２０−ｋ→音響空間１を一巡する複数種類の音響帰還系を作り出す。
【００２９】
この音場支援装置４０Ａ内におけるマイクロホン１０−１とスピーカ２０−ｋ（ｋ＝１〜４）の各々との間には次の４つの信号路がある。第１の信号路は、マイクロホン１０−１から、時変処理部４１−１−１、ＥＭＲ４２−１の入力端子ＩＮ１、ＥＭＲ４２−１の出力端子ＯＵＴ１、ＦＩＲフィルタ４４−１、及びイコライザ４５−１を経由してスピーカ２０−１に至る信号路である。第２の信号路は、マイクロホン１０−１から、時変処理部４１−１−２、ＥＭＲ４２−２の入力端子ＩＮ１、ＥＭＲ４２−２の出力端子ＯＵＴ２、ＦＩＲフィルタ４４−２、及びイコライザ４５−２を経由してスピーカ２０−２に至る信号路である。第３の信号路は、マイクロホン１０−１から、時変処理部４１−１−３、ＥＭＲ４２−３の入力端子ＩＮ１、ＥＭＲ４２−３の出力端子ＯＵＴ３、ＦＩＲフィルタ４４−３、及びイコライザ４５−３を経由してスピーカ２０−３に至る信号路である。第４の信号路は、マイクロホン２０−１から、時変処理部４１−１−４、ＥＭＲ４２−４の入力端子ＩＮ１、ＥＭＲ４２−４の出力端子ＯＵＴ４、ＦＩＲフィルタ４４−４、及びイコライザ４５−４を経由してスピーカ２０−４に至る信号路である。これら４個の信号路上の各部は第１実施形態のもの（図２）と同様に動作する。
【００３０】
この音場支援装置４０Ａでは、ＥＭＲ４２−１内の可変利得回路ｇ１１の利得が０より大きくなる時間Ｔ／２の間（図４のＴ４及びＴ１）は、マイクロホン１０−１、時変処理部４１−１−１、ＥＭＲ４２−１、ＦＩＲフィルタ４４−１、イコライザ４５−１、及びスピーカ２０−１を含む音響帰還系が形成される。ＥＭＲ４２−２内の可変利得回路ｇ１２の利得が０より大きくなる時間Ｔ／２の間（図５のＴ１及びＴ２）は、マイクロホン１０−１、時変処理部４１−１−２、ＥＭＲ４２−２、ＦＩＲフィルタ４４−２、イコライザ４５−２、及びスピーカ２０−２を含む音響帰還系が形成される。ＥＭＲ４２−３内の可変利得回路ｇ１３の利得が０より大きくなる時間Ｔ／２の間（図６のＴ２及びＴ３）は、マイクロホン１０−１、時変処理部４１−１−３，ＥＭＲ４２−３、ＦＩＲフィルタ４４−３、イコライザ４５−３、及びスピーカ２０−３を含む音響帰還系が形成される。ＥＭＲ４２−４内の可変利得回路ｇ１４の利得が０より大きくなる時間Ｔ／２の間（図７のＴ３及びＴ４）は、マイクロホン１０−１、時変処理部４１−１−４、ＥＭＲ４２−４、ＦＩＲフィルタ４４−４、イコライザ４５−４、及びスピーカ２０−４を含む音響帰還系が形成される。
【００３１】
そして、音場支援装置４０ＡのＣＰＵ４７は、処理内容変更処理では、次の４つの処理を並列に行う。第１の処理では、ＥＭＲ４２−１内の可変利得回路ｇ１１の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇ１１の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間（図４のＴ２及びＴ３）に、時変処理部４１−１−１の遅延時間量を変更する。第２の処理では、ＥＭＲ４２−２内の可変利得回路ｇ１２の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇ１２の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間（図５のＴ３及びＴ４）に、時変処理部４１−１−２の遅延時間量を変更する。第３の処理では、ＥＭＲ４２−３内の可変利得回路ｇ１３の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇ１３の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間（図６のＴ４及びＴ１）に、時変処理部４１−１−３の遅延時間量を変更する。第４の処理では、ＥＭＲ４２−４内の可変利得回路ｇ１４の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇ１４の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間（図７のＴ１及びＴ２）に、時変処理部４１−１−４の遅延時間量を変更する。
【００３２】
本実施形態によっても、音響空間１内の受聴者に違和感を与えることなく空間平均効果に相当する効果を発生させ、音響空間１内におけるカラレーションやハウリングの発生を未然に防ぐことができる。
【００３３】
（第３実施形態）
図９は、この発明の第３実施形態である音場支援装置４０Ｂを示す図である。この音場支援装置４０Ｂは、音響空間１内の４個のマイクロホン１０−ｉ（ｉ＝１〜４）の各々と同空間１内の１個のスピーカ２０−１との接続を周期的に切り換えることにより、音響空間１→マイクロホン１０−ｉ→マイクアンプ部７１→音場支援装置４０Ｂ→パワーアンプ部７２→スピーカ２０−１→音響空間１を一巡する複数種類の音響帰還系を作り出す。
【００３４】
この音場支援装置４０Ｂ内におけるマイクロホン１０−ｉ（ｉ＝１〜４）の各々とスピーカ２０−１との間には次の４つの信号路がある。第１の信号路は、マイクロホン１０−１から、時変処理部４１−１−１、ＥＭＲ４２−１の入力端子ＩＮ１、ＥＭＲ４２−１の出力端子ＯＵＴ１、ＦＩＲフィルタ４４−１、及びイコライザ４５−１を経由してスピーカ２０−１に至る信号路である。第２の信号路は、マイクロホン１０−２から、時変処理部４１−２−２、ＥＭＲ４２−２の入力端子ＩＮ１、ＥＭＲ４２−２の出力端子ＯＵＴ２、ＦＩＲフィルタ４４−１、及びイコライザ４５−１を経由してスピーカ２０−１に至る信号路である。第３の信号路は、マイクロホン１０−３から、時変処理部４１−３−３、ＥＭＲ４２−３の入力端子ＩＮ１、ＥＭＲ４２−３の出力端子ＯＵＴ３、ＦＩＲフィルタ４４−１、及びイコライザ４５−１を経由してスピーカ２０−１に至る信号路である。第４の信号路は、マイクロホン１０−４から、時変処理部４１−４−４、ＥＭＲ４２−４の入力端子ＩＮ１、ＥＭＲ４２−４の出力端子ＯＵＴ４、ＦＩＲフィルタ４４−１、及びイコライザ４５−１を経由してスピーカ２０−１に至る信号路である。この４個の信号路上の各部は第１実施形態のもの（図２）と同様に動作する。
【００３５】
この音場支援装置４０Ｂでは、ＥＭＲ４２−１内の可変利得回路ｇ１１の利得が０より大きくなる時間Ｔ／２の間（図４のＴ４及びＴ１）は、マイクロホン１０−１、時変処理部４１−１−１、ＥＭＲ４２−１、ＦＩＲフィルタ４４−１、イコライザ４５−１、及びスピーカ２０−１を含む音響帰還系が形成される。ＥＭＲ４２−２内の可変利得回路ｇ１２の利得が０より大きくなる時間Ｔ／２の間（図５のＴ１及びＴ２）は、マイクロホン１０−２、時変処理部４１−２−２、ＥＭＲ４２−２、ＦＩＲフィルタ４４−１、イコライザ４５−１、及びスピーカ２０−１を含む音響帰還系が形成される。ＥＭＲ４２−３内の可変利得回路ｇ１３の利得が０より大きくなる時間Ｔ／２の間（図６のＴ２及びＴ３）は、マイクロホン１０−３、時変処理部４１−３−３、ＥＭＲ４２−３、ＦＩＲフィルタ４４−１、イコライザ４５−１、及びスピーカ２０−１を含む音響帰還系が形成される。ＥＭＲ４２−４内の可変利得回路ｇ１４の利得が０より大きくなる時間Ｔ／２の間（図７のＴ３及びＴ４）は、マイクロホン１０−４、時変処理部４１−４−４、ＥＭＲ４２−４、ＦＩＲフィルタ４４−１、イコライザ４５−１、及びスピーカ２０−１を含む音響帰還系が形成される。
【００３６】
そして、音場支援装置４０ＢのＣＰＵ４７は、処理内容変更処理では、次の４つの処理を並列に行う。第１の処理では、ＥＭＲ４２−１内の可変利得回路ｇ１１の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇ１１の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間（図４のＴ２及びＴ３）に、時変処理部４１−１−１の遅延時間量を変更する。第２の処理では、ＥＭＲ４２−２内の可変利得回路ｇ１２の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇ１２の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間（図５のＴ３及びＴ４）に、時変処理部４１−２−２の遅延時間量を変更する。第３の処理では、ＥＭＲ４２−３内の可変利得回路ｇ１３の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇ１３の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間（図６のＴ４及びＴ１）に、時変処理部４１−３−３の遅延時間量を変更する。第４の処理では、ＥＭＲ４２−４内の可変利得回路ｇ１４の利得が０へと変化し終わる時刻から１へと変化し始める時刻までの時間Ｔ／２（可変利得回路ｇ１４の利得が０になっている時間Ｔ／２）の間（図７のＴ１及びＴ２）に、時変処理部４１−４−４の遅延時間量を変更する。
【００３７】
本実施形態によっても、音響空間１内の受聴者に違和感を与えることなく空間平均効果に相当する効果を発生させ、音響空間１内におけるカラレーションやハウリングの発生を未然に防ぐことができる。
【００３８】
（第４実施形態）
図１０は、この発明の第４実施形態である音場支援装置４０Ｃを示す図である。この音場支援装置４０Ｃは１つのＥＭＲ４２−１のみを有している。ＥＭＲ４２−１の入力端子ＩＮ１は時変処理部４１−１−１と、入力端子ＩＮ２は時変処理部４１−１−２と、入力端子ＩＮ３は時変処理部４１−１−３と、入力端子ＩＮ４は時変処理部４１−１−４と各々接続されている。また、ＥＭＲ４２−１の出力端子ＯＵＴ１はＦＩＲフィルタ４４−１と、出力端子ＯＵＴ２はＦＩＲフィルタ４４−２と、出力端子ＯＵＴ３はＦＩＲフィルタ４４−３と、出力端子ＯＵＴ４はＦＩＲフィルタ４４−４と各々接続されている。
【００３９】
ＥＭＲ４２−１は、可変利得回路ｇ１１，ｇ２２，ｇ３３，及びｇ４４の利得がｔ０において１に達し、可変利得回路ｇ１２，ｇ２３，ｇ３４，及びｇ４１の利得がｔ１において１に達し、可変利得回路ｇ１３，ｇ２４，ｇ３１，及びｇ４２の利得がｔ２において１に達し、可変利得回路ｇ１４，ｇ２１，ｇ３２，及びｇ４１の利得がｔ３において１に達するように、０〜１の範囲内で可変利得回路ｇｉｊ（ｉ＝１〜４，ｊ＝１〜４）の利得を周期的に変化させる。
【００４０】
そして、ＣＰＵ４７は、各入力端子ＩＮｉに接続されている４つの可変利得回路ｇｉｊのいずれもが１に達していない時間（例えば、４つのうち２つの可変利得回路ｇｉｊの利得が０．４〜０．６の時間）に、当該入力端子ＩＮｉに接続されている時変処理部４１−１−ｊを選択し、この時変処理部４１−１−ｊの処理内容を変更する。
【００４１】
本実施形態によっても、音響空間１内の受聴者に違和感を与えることなく空間平均効果に相当する効果を発生させ、音響空間１内におけるカラレーションやハウリングの発生を未然に防ぐことができる。
【００４２】
（第５実施形態）
図１１は、この発明の第５実施形態である音場支援装置４０Ｄを示す図である。この音場支援装置４０Ｄは１つのＥＭＲ４２−１のみを有している。ＥＭＲ４２−１の入力端子ＩＮ１は時変処理部４１−１−１と、入力端子ＩＮ２は時変処理部４１−２−２と、入力端子ＩＮ３は時変処理部４１−３−３と、入力端子ＩＮ４は時変処理部４１−４−４と各々接続されている。また、ＥＭＲ４２−１の出力端子ＯＵＴ１はＦＩＲフィルタ４４−１と接続されている。
【００４３】
ＥＭＲ４２−１は、当該ＥＭＲ４２−１内の可変利得回路ｇｉｊ（ｉ＝１〜４，ｊ＝１〜４）の利得を第１実施形態と同様に変化させる（図４）。そして、ＣＰＵ４７は、入力端子ＩＮｉに接続されている可変利得回路ｇｉｊの利得が１に達していない時間（例えば、当該可変利得回路ｇｉｊの利得が０である時間）に、当該入力端子ＩＮｉに接続されている時変処理部４１−ｉ−ｊを選択し、この時変処理部４１−ｉ−ｊの処理内容を変更する。
【００４４】
以上、この発明の第１〜第５実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば、以下の通りである。
（１）上記第１〜第５実施形態の処理内容変更処理において、ＣＰＵ４７は、時変処理部４１−ｉ−ｊの遅延時間量を、隣接するマイクロホン１０−ｉ間の距離を音が伝搬する時間の略半分に相当する時間長の範囲内において調整してもよい。この実施形態によると、マイクロホン１０−ｉ及びスピーカ２０−ｋがどのような組み合わせで接続された場合でも、隣接するマイクロホン１０−ｉ（ｉ＝１〜４）の等価的な位置の範囲が、当該マイクロホン１０−ｉ間の距離を音が伝搬する時間の略半分に相当する時間長の範囲内に制限される。このため、隣接するマイクロホン１０−ｉ（ｉ＝１〜４）の等価的な位置の範囲の重複がなくなり、マイクロホン１０−ｉ（ｉ＝１〜４）の各々によって収音される４種類の収音信号Ｘは無相関になる。よって、この実施形態によると、各時変処理部４１−ｉ−ｊを各々含む複数の音響帰還系同士の伝達関数が似通ったものとなって空間平均効果が半減する、という事態の発生を回避できる。
【００４５】
（２）上記第１〜第５実施形態において、時変処理部４１−ｉ（ｉ＝１〜４）−ｊ（ｊ＝１〜４）をＦＩＲフィルタやＩＩＲ（Infinite Impulse
Response）フィルタにより構成し、時変処理部４１−ｉ（ｉ＝１〜４）−ｊ（ｊ＝１〜４）のうち当該時変処理部４１−ｉ−ｊを含む音響帰還系が形成されていないもののパラメータを書き換えて信号の畳込み処理を行うようにしてもよい。
【００４６】
（３）上記第１〜第５実施形態において、ＥＭＲ４２−ｊ（ｊ＝１〜４）内の入力信号線５−ｉ（ｉ＝１〜４）及び出力信号線６−ｊ（ｊ＝１〜４）間に設けられた可変利得回路ｇｉｊ（ｉ＝１〜４，ｊ＝１〜４）をオンオフ切換スイッチにより置き換えてもよい。この場合において、ＥＭＲ４２−ｊ（ｊ＝１〜４）（例えば、ＥＭＲ４２−１）は、入力信号線５−１及び出力信号線６−１間のオンオフ切換スイッチのみをオン→入力信号線５−２及び出力信号線６−１間のオンオフ切換スイッチのみをオン→入力信号線５−３及び出力信号線６−１間のオンオフ切換スイッチのみをオン→入力信号線５−４及び出力信号線６−１間のオンオフ切換スイッチのみをオンというようにオンオフ切換スイッチのオン／オフを巡回的に切り換えるようにするとよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…音響空間、１０…マイクロホン、２０…スピーカ、４０…音場支援装置、４１…時変処理部、４２…ＥＭＲ、４４…ＦＩＲフィルタ、４５…イコライザ、４６…レベル・ディレイマトリクス、４７…ＣＰＵ、４８…ＲＡＭ、４９…ＲＯＭ、５０…時変処理変更プログラム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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