(57)【要約】  【課題】  複数のスピーカが発生する音場の特性の測定に要する労力及び時間を削減することができる音場特性測定方法、音場特性測定システム、増幅装置、及び音場特性測定装置を提供する。  【解決手段】  測定信号生成部（信号生成手段）は、複数のスピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成し、各音声信号に基づいて各スピーカが発生した音声が重なり合った音声に基づいた入力音声信号を生成し、音場測定部（音場測定手段）１４では、測定の開始から所定の経過時間以降の入力音声信号と各スピーカに対応する元の音声信号との相関演算を経過時間を変化させながら行う。疑似ランダム性及び直交性から、各スピーカに対応する音声信号の応答が個別に得られ、相関演算の結果を互いに比較してスピーカ間での音声の相対遅延時間を求める。【選択図】        図１
2006262015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカが発生する音声からなる音場の特性を、前記音声を集音するマイクロホンを用いて測定する方法において、
疑似ランダムで互いに直交する符号系列である複数の疑似ランダム直交符号の内、複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成し、
生成した各スピーカに対応する音声信号を各スピーカへ出力し、
出力された音声信号に基づいて複数のスピーカが発生した音声が重なり合った音声を前記マイクロホンが集音し、
前記マイクロホンが集音した音声に基づいた入力音声信号を生成し、
生成した入力音声信号の所定の経過時間以降の部分と各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号との相関演算を、前記経過時間を変化させながら行い、
各スピーカに対応する前記相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を求め、
各スピーカに対応する前記値のスピーカ間での相対的な差に基づいて、複数のスピーカが発生する音声の相対遅延時間を求めること
を特徴とする音場特性測定方法。
【請求項２】
音声信号に基づいた音声を発生する複数のスピーカと、各スピーカに対応する音声信号を各スピーカへ出力する音声出力手段と、該音声出力手段が前記複数のスピーカへ出力するための複数の音声信号を生成する信号生成手段と、前記複数のスピーカが発生した音声を集音し、集音した音声に基づいた入力音声信号を生成するマイクロホンと、該マイクロホンが生成する入力音声信号に基づいて、前記複数のスピーカが発生する音声からなる音場の特性を測定する音場測定手段とを備える音場特性測定システムにおいて、
前記信号生成手段は、疑似ランダムで互いに直交する符号系列である複数の疑似ランダム直交符号の内、複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するように構成してあり、
前記マイクロホンは、複数のスピーカが発生した音声が重なり合った音声に基づいた入力音声信号を生成するように構成してあり、
前記音場測定手段は、
前記マイクロホンが生成した入力音声信号の所定の経過時間以降の部分と各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号との相関演算を、前記経過時間を変化させながら行う相関演算手段と、
各スピーカに対応する前記相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を求める手段と、
該手段が求めた各スピーカに対応する前記値のスピーカ間での相対的な差に基づいて、複数のスピーカが発生する音声の相対遅延時間を求める手段と
を有することを特徴とする音場特性測定システム。
【請求項３】
前記信号生成手段は、可聴範囲の複数の周波数成分を含む音声をスピーカに発生させるための音声信号を生成するように構成してあり、
前記音場測定手段は、
各スピーカに対応する前記相関演算の出力値の経過時間に対する関数をフーリエ変換することにより、前記音場の周波数特性を求める周波数特性計算手段を更に有すること
を特徴とする請求項２に記載の音場特性測定システム。
【請求項４】
前記周波数特性計算手段は、離散的に前記出力値のピークが含まれる前記関数を、ピーク値の絶対値が所定値以上となる経過時間の範囲内でフーリエ変換するように構成してあることを特徴とする請求項２又は３に記載の音場特性測定システム。
【請求項５】
前記信号生成手段が生成した各スピーカに対応する音声信号を、所定の設定に従ってスピーカ間で異なる増幅率で増幅する増幅手段を更に備え、
前記相関演算手段は、
前記増幅手段が音声信号を増幅した際のスピーカ間で異なる増幅率に反比例する増幅率で、各スピーカに対応する前記相関演算の出力値を増幅する手段を有すること
を特徴とする請求項２乃至４のいずれか一つに記載の音場特性測定システム。
【請求項６】
前記信号生成手段は、
各スピーカに対応する音声信号を生成するためのデータを記録した記録媒体からデータを読み取り、読み取ったデータに基づいた音声信号を生成するオーディオプレーヤであり、
複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するためのデータを記録する記録媒体からデータを読み取った場合に、読み取ったデータに基づいて各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号を生成するように構成してあること
を特徴とする請求項２乃至５のいずれか一つに記載の音場特性測定システム。
【請求項７】
音声信号に基づいた音声を発生する外部の複数のスピーカの夫々へ音声信号を出力する音声出力手段と、前記複数のスピーカへ出力するための複数の音声信号を生成する信号生成手段と、前記複数のスピーカが発生した音声を集音する外部のマイクロホンが集音した音声に基づいて生成する入力音声信号を受け付ける入力音声信号受付手段と、該入力音声信号受付手段が受け付けた入力音声信号に基づいて、前記複数のスピーカが発生する音声からなる音場の特性を測定する音場測定手段とを備える増幅装置において、
前記信号生成手段は、疑似ランダムで互いに直交する符号系列である複数の疑似ランダム直交符号の内、外部の複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するように構成してあり、
前記入力音声信号受付手段は、前記複数のスピーカが発生した音声が重なり合った音声に基づいて外部のマイクロホンが生成した入力音声信号を受け付けるように構成してあり、
前記音場測定手段は、
前記入力音声信号受付手段が受け付けた入力音声信号の所定の経過時間以降の部分と外部の各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号との相関演算を、前記経過時間を変化させながら行う相関演算手段と、
外部の各スピーカに対応する前記相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を求める手段と、
該手段が求めた外部の各スピーカに対応する前記値の前記スピーカ間での相対的な差に基づいて、外部の複数のスピーカが発生する音声の相対遅延時間を求める手段と
を有することを特徴とする増幅装置。
【請求項８】
前記信号生成手段は、
外部の各スピーカに対応する音声信号を生成するためのデータを記録した記録媒体からデータを読み取り、読み取ったデータに基づいた音声信号を生成するオーディオプレーヤであり、
外部の複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するためのデータを記録する記録媒体からデータを読み取った場合に、読み取ったデータに基づいて外部の各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号を生成するように構成してあること
を特徴とする請求項７に記載の増幅装置。
【請求項９】
音声信号に基づいた音声を発生する外部の複数のスピーカの夫々へ出力するための複数の音声信号を外部から受け付ける音声信号受付手段と、該音声信号受付手段が受け付けた音声信号を適宜調整して外部の各スピーカへ出力する音声出力手段と、前記複数のスピーカが発生した音声を集音する外部のマイクロホンが集音した音声に基づいて生成する入力音声信号を受け付ける入力音声信号受付手段と、該入力音声信号受付手段が受け付けた入力音声信号に基づいて、前記複数のスピーカが発生する音声からなる音場の特性を測定する音場測定手段とを備える増幅装置において、
前記音声信号受付手段は、疑似ランダムで互いに直交する符号系列である複数の疑似ランダム直交符号の内、複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号の夫々を受け付けるように構成してあり、
前記入力音声信号受付手段は、前記複数のスピーカが発生した音声が重なり合った音声に基づいて外部のマイクロホンが生成した入力音声信号を受け付けるように構成してあり、
前記音場測定手段は、
前記入力音声信号受付手段が受け付けた入力音声信号の所定の経過時間以降の部分と各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号との相関演算を、前記経過時間を変化させながら行う相関演算手段と、
外部の各スピーカに対応する前記相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を求める手段と、
該手段が求めた外部の各スピーカに対応する前記値の前記スピーカ間での相対的な差に基づいて、外部の複数のスピーカが発生する音声の相対遅延時間を求める手段と
を有することを特徴とする増幅装置。
【請求項１０】
外部の複数のスピーカが発生する音声からなる音場の特性を測定する装置において、
疑似ランダムで互いに直交する符号系列である複数の疑似ランダム直交符号の内、複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号に基づいて前記複数のスピーカの夫々が発生した音声が重なった音声を集音した外部のマイクロホンが生成する入力音声信号を受け付ける手段と、
該手段が受け付けた入力音声信号の所定の経過時間以降の部分と外部の各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号との相関演算を、前記経過時間を変化させながら行う相関演算手段と、
外部の各スピーカに対応する前記相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を求める手段と、
該手段が求めた外部の各スピーカに対応する前記値の前記スピーカ間での相対的な差に基づいて、外部の複数のスピーカが発生する音声の相対遅延時間を求める手段と
を備えることを特徴とする音場特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスピーカが音声を発生することでなる音場の特性を測定する音場特性測定方法、音場特性測定システム、増幅装置、及び音場特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
劇場用、家庭用又は車載用のオーディオシステムとして、視聴者の前方及び後方に複数のスピーカを設置し、各スピーカにチャンネルを割り当てて多チャンネルで音響を再生する多チャンネルの音響システムが利用されている。このような音響システムでは、左右のスピーカから視聴者までの音の到達時間にずれがある又は左右のスピーカから聞こえる音のダイナミックレンジが互いに異なる等、不適切な音場を発生することがないように音場特性を調整する必要がある。音響システムが発生する音場の特性は、音響システムが設置された部屋の形状又は車両内のレイアウト等、音響システムの設置状況に応じて大きく異なる。従って、良好な音場特性を実現するためには、音響システムが設置された状態で音場を一旦測定し、測定結果に基づいて、各スピーカの位置又は各チャンネルの入力信号間の遅延時間等を制御して音場特性を調整する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、音響システムの音場特性を調整するために、音響システムが発生する音場の特性を測定する技術が開示されている。この技術では、スピーカの直前と視聴位置とにマイクロホンを設置しておき、スピーカ直前のマイクロホンが音を受け付けた時にトリガー信号を発生し、トリガー信号の発生後から視聴位置のマイクロホンで音のデータを蓄積することにより、遅延時間の測定を行っている。また５．１チャンネル等の多チャンネルの音響システムで音場の特性を測定する際には、各チャンネルへ音声信号を順次出力し、各チャンネルに対応したスピーカで音声信号を音として順次再生し、視聴位置でのマイクロホンで音場の測定を行っている。
【特許文献１】特開２００２−１０１５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された技術では、視聴位置で音場の特性を測定するマイクロホン以外に、トリガー信号を発生するためのマイクロホンが別途必要であるという問題がある。また各チャンネルでの音場の測定毎に、チャンネルに対応するスピーカの直前にトリガー発生用のマイクロホンを設置し、チャンネルへ音楽信号を出力して音場の特性を測定する操作を繰り返す必要がある。従って、多チャンネルの音響システムで音場の特性を測定するために多大な労力及び時間を要するという問題がある。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、複数のスピーカを備える音響システムが発生する音場を単一のマイクロホンを用いて測定することによって、音場の測定に要する労力及び時間を削減することができる音場特性測定方法、音場特性測定システム、増幅装置、及び音場特性測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係る音場特性測定方法は、複数のスピーカが発生する音声からなる音場の特性を、前記音声を集音するマイクロホンを用いて測定する方法において、疑似ランダムで互いに直交する符号系列である複数の疑似ランダム直交符号の内、複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成し、生成した各スピーカに対応する音声信号を各スピーカへ出力し、出力された音声信号に基づいて複数のスピーカが発生した音声が重なり合った音声を前記マイクロホンが集音し、前記マイクロホンが集音した音声に基づいた入力音声信号を生成し、生成した入力音声信号の所定の経過時間以降の部分と各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号との相関演算を、前記経過時間を変化させながら行い、各スピーカに対応する前記相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を求め、各スピーカに対応する前記値のスピーカ間での相対的な差に基づいて、複数のスピーカが発生する音声の相対遅延時間を求めることを特徴とする。
【０００７】
第２発明に係る音場特性測定システムは、音声信号に基づいた音声を発生する複数のスピーカと、各スピーカに対応する音声信号を各スピーカへ出力する音声出力手段と、該音声出力手段が前記複数のスピーカへ出力するための複数の音声信号を生成する信号生成手段と、前記複数のスピーカが発生した音声を集音し、集音した音声に基づいた入力音声信号を生成するマイクロホンと、該マイクロホンが生成する入力音声信号に基づいて、前記複数のスピーカが発生する音声からなる音場の特性を測定する音場測定手段とを備える音場特性測定システムにおいて、前記信号生成手段は、疑似ランダムで互いに直交する符号系列である複数の疑似ランダム直交符号の内、複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するように構成してあり、前記マイクロホンは、複数のスピーカが発生した音声が重なり合った音声に基づいた入力音声信号を生成するように構成してあり、前記音場測定手段は、前記マイクロホンが生成した入力音声信号の所定の経過時間以降の部分と各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号との相関演算を、前記経過時間を変化させながら行う相関演算手段と、各スピーカに対応する前記相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を求める手段と、該手段が求めた各スピーカに対応する前記値のスピーカ間での相対的な差に基づいて、複数のスピーカが発生する音声の相対遅延時間を求める手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
第３発明に係る音場特性測定システムは、前記信号生成手段は、可聴範囲の複数の周波数成分を含む音声をスピーカに発生させるための音声信号を生成するように構成してあり、前記音場測定手段は、各スピーカに対応する前記相関演算の出力値の経過時間に対する関数をフーリエ変換することにより、前記音場の周波数特性を求める周波数特性計算手段を更に有することを特徴とする。
【０００９】
第４発明に係る音場特性測定システムは、前記周波数特性計算手段は、離散的に前記出力値のピークが含まれる前記関数を、ピーク値の絶対値が所定値以上となる経過時間の範囲内でフーリエ変換するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
第５発明に係る音場特性測定システムは、前記信号生成手段が生成した各スピーカに対応する音声信号を、所定の設定に従ってスピーカ間で異なる増幅率で増幅する増幅手段を更に備え、前記相関演算手段は、前記増幅手段が音声信号を増幅した際のスピーカ間で異なる増幅率に反比例する増幅率で、各スピーカに対応する前記相関演算の出力値を増幅する手段を有することを特徴とする。
【００１１】
第６発明に係る音場特性測定システムは、前記信号生成手段は、各スピーカに対応する音声信号を生成するためのデータを記録した記録媒体からデータを読み取り、読み取ったデータに基づいた音声信号を生成するオーディオプレーヤであり、複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するためのデータを記録する記録媒体からデータを読み取った場合に、読み取ったデータに基づいて各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号を生成するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
第７発明に係る増幅装置は、音声信号に基づいた音声を発生する外部の複数のスピーカの夫々へ音声信号を出力する音声出力手段と、前記複数のスピーカへ出力するための複数の音声信号を生成する信号生成手段と、前記複数のスピーカが発生した音声を集音する外部のマイクロホンが集音した音声に基づいて生成する入力音声信号を受け付ける入力音声信号受付手段と、該入力音声信号受付手段が受け付けた入力音声信号に基づいて、前記複数のスピーカが発生する音声からなる音場の特性を測定する音場測定手段とを備える増幅装置において、前記信号生成手段は、疑似ランダムで互いに直交する符号系列である複数の疑似ランダム直交符号の内、外部の複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するように構成してあり、前記入力音声信号受付手段は、前記複数のスピーカが発生した音声が重なり合った音声に基づいて外部のマイクロホンが生成した入力音声信号を受け付けるように構成してあり、前記音場測定手段は、前記入力音声信号受付手段が受け付けた入力音声信号の所定の経過時間以降の部分と外部の各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号との相関演算を、前記経過時間を変化させながら行う相関演算手段と、外部の各スピーカに対応する前記相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を求める手段と、該手段が求めた外部の各スピーカに対応する前記値の前記スピーカ間での相対的な差に基づいて、外部の複数のスピーカが発生する音声の相対遅延時間を求める手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
第８発明に係る増幅装置は、前記信号生成手段は、外部の各スピーカに対応する音声信号を生成するためのデータを記録した記録媒体からデータを読み取り、読み取ったデータに基づいた音声信号を生成するオーディオプレーヤであり、外部の複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するためのデータを記録する記録媒体からデータを読み取った場合に、読み取ったデータに基づいて外部の各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号を生成するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第９発明に係る増幅装置は、音声信号に基づいた音声を発生する外部の複数のスピーカの夫々へ出力するための複数の音声信号を外部から受け付ける音声信号受付手段と、該音声信号受付手段が受け付けた音声信号を適宜調整して外部の各スピーカへ出力する音声出力手段と、前記複数のスピーカが発生した音声を集音する外部のマイクロホンが集音した音声に基づいて生成する入力音声信号を受け付ける入力音声信号受付手段と、該入力音声信号受付手段が受け付けた入力音声信号に基づいて、前記複数のスピーカが発生する音声からなる音場の特性を測定する音場測定手段とを備える増幅装置において、前記音声信号受付手段は、疑似ランダムで互いに直交する符号系列である複数の疑似ランダム直交符号の内、複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号の夫々を受け付けるように構成してあり、前記入力音声信号受付手段は、前記複数のスピーカが発生した音声が重なり合った音声に基づいて外部のマイクロホンが生成した入力音声信号を受け付けるように構成してあり、前記音場測定手段は、前記入力音声信号受付手段が受け付けた入力音声信号の所定の経過時間以降の部分と各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号との相関演算を、前記経過時間を変化させながら行う相関演算手段と、外部の各スピーカに対応する前記相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を求める手段と、該手段が求めた外部の各スピーカに対応する前記値の前記スピーカ間での相対的な差に基づいて、外部の複数のスピーカが発生する音声の相対遅延時間を求める手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
第１０発明に係る音場特性測定装置は、外部の複数のスピーカが発生する音声からなる音場の特性を測定する装置において、疑似ランダムで互いに直交する符号系列である複数の疑似ランダム直交符号の内、複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号に基づいて前記複数のスピーカの夫々が発生した音声が重なった音声を集音した外部のマイクロホンが生成する入力音声信号を受け付ける手段と、該手段が受け付けた入力音声信号の所定の経過時間以降の部分と外部の各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号との相関演算を、前記経過時間を変化させながら行う相関演算手段と、外部の各スピーカに対応する前記相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を求める手段と、該手段が求めた外部の各スピーカに対応する前記値の前記スピーカ間での相対的な差に基づいて、外部の複数のスピーカが発生する音声の相対遅延時間を求める手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
第１、第２、第７及び第１０発明においては、複数のスピーカの夫々に対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成し、生成した各音声信号に基づいて各スピーカが発生した音声が重なり合った音声をマイクロホンで集音し、集音した音声に基づいた入力音声信号を生成し、測定の開始から所定の経過時間以降の入力音声信号と各スピーカに対応する元の音声信号との相関演算を経過時間を変化させながら行い、相関演算のピーク値が得られる経過時間からスピーカ間での相対遅延時間を求める。
【００１７】
第３発明においては、測定の開始から所定の経過時間以降の入力音声信号と各スピーカに対応する元の音声信号との相関演算の出力値の経過時間に対する関数をフーリエ変換することにより、いずれの周波数成分が減衰しやすいか等の音場の周波数特性を求める。
【００１８】
第４発明においては、各スピーカに対応する音場の周波数特性を求める際に、入力音声信号と各スピーカに対応する音声信号との相関演算の出力値のピーク値の絶対値がフーリエ変換のために十分な強度の所定値以上である範囲でフーリエ変換を行う。
【００１９】
第５発明においては、信号生成手段が生成した各スピーカに対応する音声信号をスピーカ間で異なる増幅率で増幅しておき、入力音声信号と各スピーカに対応する音声信号との相関演算の出力値を、先の増幅率に反比例した増幅率で増幅する。
【００２０】
第６、第８及び第９発明においては、各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するためのデータを記録する記録媒体を読み取り可能なオーディオプレーヤを用い、各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号を生成する信号生成手段としてオーディオプレーヤを機能させる。
【発明の効果】
【００２１】
第１、第２、第７及び第１０発明にあっては、視聴位置で音声を集音するマイクロホン以外に従来では必要であったトリガー信号を発生するためのマイクロホンが不必要となる。また、各スピーカに対応する音声信号の直交性及び疑似ランダム性を利用することにより、複数のスピーカが発生する音声からなる音場の相対遅延時間を単一のマイクロホンを用いて同時に測定することが可能となるので、スピーカ毎に音場の測定を繰り返していた従来の方法に比べて、音場の測定に要する労力及び時間を削減することが可能となる。
【００２２】
第３発明にあっては、各スピーカに対応する音声信号の直交性及び疑似ランダム性を利用することにより、複数のスピーカが発生する音声からなる音場の周波数特性を単一のマイクロホンを用いて同時に測定することが可能となるので、スピーカ毎に音場の測定を繰り返していた従来の方法に比べて、音場の測定に要する労力及び時間を削減することが可能となる。
【００２３】
第４発明にあっては、入力音声信号と各スピーカに対応する音声信号との相関演算の出力値のピーク値の絶対値がフーリエ変換のために十分な強度の所定値以上である範囲でフーリエ変換を行うことにより、効率よく音場の周波数特性を計算することができる。
【００２４】
第５発明にあっては、音場空間中で減衰しやすいスピーカに対応する音声信号を予め増幅しておき、入力音声信号と各スピーカに対応する音声信号との相関演算の出力値を、先の増幅率に反比例した増幅率で増幅することにより、音場空間内で減衰し易いスピーカからの音声に関しても良好な感度で取り込んで音場特性の測定を行うことが可能となる。
【００２５】
第６、第８及び第９発明にあっては、各スピーカに対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するためのデータを記録する記録媒体をオーディオプレーヤで読み取って各スピーカに対応する音声信号を生成可能な構成とすることにより、オーディオプレーヤとは別に信号発生手段を備える必要がないので、増幅装置及び音場特性測定システムの構成を簡易にしてコストを低減させることが可能となる。また音場特性の測定をより簡易に行うことが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る本発明の音場特性測定システムの構成を示すブロック図である。本発明の音場特性測定システムは、複数のスピーカＬ（レフト），Ｃ（センター），Ｒ（ライト），Ｌｓ（レフトサラウンド），Ｒｓ（ライトサラウンド），ＳＷ（サブウーファー）と、光ディスク又は磁気テープ等の記録媒体が記録するデータを読み取って音声信号を生成するオーディオプレーヤ２と、オーディオプレーヤ２が生成する音声信号を適宜調整して各スピーカへ出力する増幅装置１とを備えた音響システムにおいて、音響システムが発生する音場の特性を測定する機能を備えたものである。スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷは、夫々Ｌチャンネル，Ｃチャンネル，Ｒチャンネル，Ｌｓチャンネル，Ｒｓチャンネル，ＳＷチャンネルの信号線で増幅装置１に接続されており、増幅装置１から各信号線を介して出力された音声信号に基づいた音声を発生する構成となっている。音響システムは、劇場、家庭又は自動車内等に設置されてあり、本発明の音場特性測定システムは、音響システムの設置状況に応じた音場の特性を測定する処理を行う。
【００２７】
本発明の増幅装置１は、増幅装置１全体の制御を行う制御部１２と、スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷの夫々に対応するＬチャンネル，Ｃチャンネル，Ｒチャンネル，Ｌｓチャンネル，Ｒｓチャンネル，ＳＷチャンネルの夫々で各チャンネル用の音声信号を出力する処理を行う音声出力部（音声出力手段）１１とを備えている。オーディオプレーヤ２は、音声出力部１１に接続されており、生成した音声信号を音声出力部１１へ入力する構成となっている。音声出力部１１は、制御部１２の制御に従って、各チャンネルの音声信号を個別に増幅する多チャンネルアンプの機能を備え、また音声信号に各種のエフェクトをかける機能を備えている。また音声出力部１１は、入力又は出力する音声信号のデジタル又はアナログの違いに対応して、必要に応じて音声信号のＡＤ変換又はＤＡ変換を行う機能を備えている。
【００２８】
また増幅装置１は、音場特性の測定用の音声信号を生成する測定信号生成部（信号生成手段）１３を備えている。測定信号生成部１３は、音声出力部１１に接続されており、スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷの夫々に対応する音場特性の測定用の音声信号を生成し、生成した音声信号を音声出力部１１へ入力する構成となっている。音声出力部１１は、測定信号生成部１３から入力されたスピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷの夫々に対応する音場特性の測定用の音声信号を各スピーカへ出力し、スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷは、出力された音声信号に基づいた音声を発生する。音場特性測定システムは、スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷが発生した音声を集音するマイクロホンＭを備え、マイクロホンＭは、スピーカとは逆に音声から音声信号を生成することにより、集音した音声に基づいた入力音声信号を生成する構成となっている。更に増幅装置１は、マイクロホンＭが生成した入力音声信号を受け付けるマイク入力部（入力音声信号受付手段）１５と、マイク入力部１５が受け付けた入力音声信号に基づいて音場の特性を測定する処理を行う音場測定部（音場測定手段）１４とを備えている。
【００２９】
図２は、測定信号生成部１３の内部の機能構成を示すブロック図である。測定信号生成部１３は、Ｌチャンネル，Ｃチャンネル，Ｒチャンネル，Ｌｓチャンネル，Ｒｓチャンネル，ＳＷチャンネルの夫々への音声信号を生成する信号生成部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６を備えている。信号生成部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６の夫々には、生成した音声信号を増幅するレベル補正部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆの夫々が接続されている。レベル補正部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆの夫々は、Ｌチャンネル，Ｃチャンネル，Ｒチャンネル，Ｌｓチャンネル，Ｒｓチャンネル，ＳＷチャンネルの信号線で音声出力部１１に接続されている。
【００３０】
信号生成部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６は、疑似ランダムで互いに直交する符号系列である複数の疑似ランダム直交符号の内、各チャンネルに特定の疑似ランダム直交符号でなる音声信号を生成する構成となっている。図３は、音声信号の例を示す特性図である。図に示す信号は、ａを正の実数としてａと−ａとの２値でなる符号系列であり、信号形状は矩形波を示す。信号生成部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６は、このような符号系列の内、疑似ランダム直交符号でなる音声信号を生成する。信号生成部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６が生成する夫々の音声信号は、所定の周期を有し、疑似ランダムで互いに直交する疑似ランダム直交符号でなり、各信号生成部はＭ系列符号等を用いて各音声信号を生成する。図３に示す如き矩形波の音声信号は、可聴範囲の音声をスピーカに発生させるための複数の周波数成分を含んでおり、音声出力部１１によって各スピーカへ出力され、出力された音声信号に基づいてスピーカが音声を発生する。
【００３１】
図４は、信号生成部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６が生成する音声信号の性質を示す特性図である。時間をｔとし、時間ｔでの夫々の音声信号の信号強度をｆn （ｔ）とする。但し、ｎは自然数でｎ＝１，…，６である。このとき、遅延時間をτとして、音声信号の自己相関ｇn（τ）を下記（１）式で定義する。
【００３２】
【数１】
2006262015.tif 000003
【００３３】
（１）式に含まれるＬは、時間の次元を持つ任意の積分期間である。図４（ａ）は、自己相関ｇn （τ）とτとの関係を示す特性図である。音声信号は疑似ランダムな符号系列でなっているので、τ≠０では自己相関の値はほぼ０に近い値となる。τ＝０では、音声信号の２乗和が得られるので、自己相関の値はプラスのピーク値となる。なお、疑似ランダム直交符号は所定の周期を有するので、周期をＸとすると、τ＝ｋＸ（ｋは整数）で自己相関のピーク値が得られる。また、ｍをｍ＝１，…，６である自然数として、ｎ≠ｍである音声信号の相互相関ｇnm（τ）を下記（２）式で定義する。
【００３４】
【数２】
2006262015.tif 000004
【００３５】
図４（ｂ）は、相互相関ｇnm（τ）とτとの関係を示す特性図である。音声信号は互いに直交する符号系列でなっているので、互いの音声信号の相互相関ｇnm（τ）は、τの値に関わらずにほぼ０に近い値となる。信号生成部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６は、周期が十分に長く、τ≠０での自己相関の値であるサイドローブの絶対値が十分に小さく、また相互相関の値の絶対値が十分に小さくなるような疑似ランダム直交符号を用いて音声信号を生成する。
【００３６】
レベル補正部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆは、制御部１２の制御に従って、信号生成部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６が生成した音声信号を各チャンネル間で異なる増幅率で増幅する構成となっている。このようにしてレベル補正部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆは、本発明に係る増幅手段として機能する。各レベル補正部が音声信号を増幅する増幅率は、固定の値、又は音場特性測定システムが設置されている状況に応じた値に予め制御部１２で設定してある。レベル補正部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆは、適宜増幅した夫々の音声信号をＬチャンネル，Ｃチャンネル，Ｒチャンネル，Ｌｓチャンネル，Ｒｓチャンネル，ＳＷチャンネルの夫々の信号線で音声出力部１１へ入力する構成となっている。
【００３７】
マイクロホンＭは、スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷが発生した音声が重なり合った音声を集音し、集音した音声に基づいた入力音声信号を生成する構成となっている。マイク入力部１５は、マイクロホンＭが生成した入力音声信号を受け付け、受け付けた入力音声信号を適宜増幅し、必要に応じて入力音声信号のＡＤ変換を行い、入力音声信号を音場測定部１４へ入力する機能を有する構成となっている。
【００３８】
図５は、音場測定部１４の内部の機能構成を示すブロック図である。音場測定部１４は、マイク入力部１５に接続された分配部１４７を備え、分配部１４７はマイク入力部１５から入力音声信号を入力される構成となっている。分配部１４７は、Ｌチャンネル，Ｃチャンネル，Ｒチャンネル，Ｌｓチャンネル，Ｒｓチャンネル，ＳＷチャンネルの信号線に接続され、マイク入力部１５から入力された同一の入力音声信号を各チャンネルの信号線に分配する構成となっている。Ｌチャンネル，Ｃチャンネル，Ｒチャンネル，Ｌｓチャンネル，Ｒｓチャンネル，ＳＷチャンネルの各信号線には、入力音声信号と各チャンネルに対応する音声信号との相関演算を行う相関演算部１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６が接続されている。相関演算部１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６の夫々には、相関演算の出力値を増幅するレベル補正部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの夫々が接続されている。レベル補正部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆは、相関演算の出力値に基づいて音場の周波数特性を求める周波数特性計算部（周波数特性計算手段）１４８と、相関演算の出力値に基づいて各スピーカからマイクロホンＭに到達する音声の相対遅延時間を求める相対遅延時間計算部１４９とに接続されている。
【００３９】
相関演算部１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６は、信号生成部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６が発生した各チャンネルの音声信号と入力音声信号とを記憶するメモリを有しており、所定の経過時間以降の入力音声信号と各チャンネルの音声信号との相関演算を経過時間を変化させながら行う構成となっている。入力音声信号は、各スピーカからの音声に基づいた音声信号が重なり合った信号となっているが、測定信号生成部１３で発生した各チャンネルの音声信号との相関演算を各チャンネルで行う結果、図４（ｂ）に示した各音声信号間の直交性により、相関演算の出力値に含まれる異なるチャンネルの音声信号との相関演算に対応する成分は経過時間によらずにほぼ０となる。従って、相関演算の出力値は、各チャンネルの音声信号の自己相関に対応する成分でほぼ占められる。また図４（ａ）に示した音声信号の疑似ランダム性により、自己相関に対応する成分も殆どの経過時間に対してほぼ０となり、チャンネルの音声信号が発生してからチャンネルの音声に起因する入力音声信号の成分が音場測定部１４へ入力されるまでの遅延時間に等しくなった経過時間に対して、相関演算の出力値はピーク値となる。
【００４０】
相関演算部１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６は、行った相関演算の出力値をレベル補正部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆへ入力する。レベル補正部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆは、制御部１２の制御に従って、レベル補正部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆが各チャンネルの音声信号を増幅した際の各チャンネル間で異なる増幅率に反比例する増幅率で、各チャンネルのの相関演算の出力値を増幅する構成となっている。またレベル補正部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆは、増幅した各チャンネルの相関演算の出力値を周波数特性計算部１４８及び相対遅延時間計算部１４９へ入力する。
【００４１】
相対遅延時間計算部１４９は、各チャンネルで相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を求め、相関演算の出力値のピークが得られる経過時間のチャンネル間の相対値を求める構成となっている。この相対値は、各チャンネルの音声がマイクロホンＭに到達するまでの時間のチャンネル間での相対的な遅延時間に対応する。また相対遅延時間計算部１４９は、各チャンネルで相関演算の出力値のピークが得られる経過時間の値を周波数特性計算部１４８へ入力する構成となっている。
【００４２】
周波数特性計算部１４８は、各チャンネルでの相関演算の出力値と経過時間との関数をフーリエ変換する構成となっている。周波数特性計算部１４８は、このとき、各チャンネルについて相対遅延時間計算部１４９から入力された経過時間の値をトリガーとして前記関数のフーリエ変換を行う。測定信号生成部１３で生成した音声信号に比べて、入力音声信号に含まれるいずれかの周波数成分が減衰している場合は、フーリエ変換の結果により減衰が明らかとなる。
【００４３】
次に、以上の構成でなる音場特性測定システムで実行する本発明の音場特性測定方法を説明する。まず、音響システムが家庭内に設置されている場合のソファの位置、又は音響システムが自動車内に設置されている場合の運転席の位置等、使用者が音声を視聴する視聴位置にマイクロホンＭを設置しておく。マイクロホンＭが視聴位置に設置された状態で、増幅装置１が備える図示しない操作手段を使用者が操作する等により音場特性の測定の指示を受け付けた場合に、音場特性測定システムは、音場特性の測定の処理を実行する。図６は、本発明の音場特性測定システムが行う処理の手順を示すフローチャートである。
【００４４】
信号生成部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６は、各チャンネルに対応する疑似ランダム直交符号でなる音声信号を生成する（Ｓ１）。レベル補正部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆは、次に、制御部１２の制御に従って、各チャンネルの音声信号を各チャンネル間で異なる増幅率で各チャンネル別に増幅する（Ｓ２）。例えば、自動車内に音響システムが設置され、フロントシートにマイクロホンＭが設置されている場合は、リアのスピーカＬｓ，Ｒｓが発生してマイクロホンＭに到達する音声の強度は、シートの遮蔽等の影響によりフロントのスピーカＬ，Ｃ，Ｒに比べて小さくなる。従って、この場合はＬｓチャンネル及びＲｓチャンネルの音声信号を他のチャンネルの音声信号に比べて大きくしておくことにより、マイクロホンＭが良好な感度でリアのスピーカＬｓ，Ｒｓからの音声を集音することができるようになる。ステップＳ２でのチャンネル別の増幅率は、制御部１２によって予め設定されており、使用者による操作によって音場特性測定システムの設置状況に応じた増幅率を設定する処理を行ってもよく、また、予備的に各スピーカからの音声をマイクロホンＭで集音する測定を行っておいて、予備的な測定の結果に応じて増幅率を設定する処理を行ってもよい。
【００４５】
レベル補正部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆは、夫々増幅した各チャンネルの音声信号を音声出力部１１へ入力し、音声出力部１１は、各チャンネルの音声信号を適宜増幅した上で各チャンネルに対応するスピーカへ出力する（Ｓ３）。スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷは、音声出力部１１から出力された各チャンネルの音声信号に基づいて、音声を発生する（Ｓ４）。マイクロホンＭは、スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷが発生した音声が重なり合った音声を集音し、集音した音声に基づいた入力音声信号を生成する（Ｓ５）。
【００４６】
マイクロホンＭが生成する入力音声信号は、理想的には、レベル補正部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆが音声出力部１１へ入力した各チャンネルの音声信号の重ね合わせである。しかし、音声出力部１１の増幅機能の特性、スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷの特性、音声測定システムが設置されている音場空間内での音声の伝搬特性等によって、入力音声信号は元の音声信号に比べて変化する。また各スピーカからの音声がマイクロホンＭに到達するまでの相対的な遅延時間により、各チャンネルの音声信号は互いに時間をずらして重ね合わさっている。更に、音場空間内で壁等に１回以上反射してからマイクロホンＭに到達するマルチパスの音声に起因する音声信号も入力音声信号に含まれる。マイクロホンＭが生成する入力音声信号は、これらの音響システム及び音場空間の特性が畳み込まれたものである。
【００４７】
マイクロホンＭは、生成した入力音声信号をマイク入力部１５へ入力し、マイク入力部１５は、入力音声信号を音場測定部１４へ入力し、音場測定部１４では、分配部１４７が同一の入力音声信号を各チャンネルへ分配する（Ｓ６）。相関演算部１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６は、入力音声信号の所定の経過時間以降の部分と測定信号生成部１３で生成した各チャンネルの音声信号との相関演算を実行する（Ｓ７）。
【００４８】
図７は、ステップＳ７での相関演算の内容を説明する特性図である。ここで、音場特性の測定の開始時をｔ＝０、入力音声信号をＦ（ｔ）とする。図７（ａ）は入力音声信号Ｆ（ｔ）の例を示す。複数種類の矩形波が重なり合っているので、乱れた波形となっている。図７（ｂ）は各チャンネルの音声信号ｆn （ｔ）の例を示す。測定開始時からの経過時間をＴとする。各相関演算部は、例えば下記（３）式に従って、相関演算の出力値Ｇ（Ｔ）を計算する。
【００４９】
【数３】
2006262015.tif 000005
【００５０】
（３）式に含まれるＤは、任意の積分期間である。Ｔ及びＤは図７中に示している。前述の如く、疑似ランダム直交符号でなる音声信号間の直交性により、入力音声信号に含まれる異なるチャンネルの成分と音声信号との相関演算は、全ての経過時間Ｔにおいて相関演算の出力値Ｇ（Ｔ）はほぼ０となる。また疑似ランダム直交符号でなる音声信号の疑似ランダム性により、チャンネルの音声信号が生成してからチャンネルの音声に起因する入力音声信号の成分が音場測定部１４へ入力されるまでの遅延時間に等しい経過時間Ｔに対して、相関演算の出力値Ｇ（Ｔ）はピーク値となる。なお、（３）式は相関演算の具体的な式の一例であり、各相関演算部は、積分の範囲を（３）式と異ならせるなど、（３）式とは細部が異なった式に基づいて相関演算を実行する構成であってもよい。
【００５１】
図８は、各チャンネルでの相関演算の出力値Ｇ（Ｔ）の例を示す特性図である。各チャンネルにおいて複数のＴに対してＧ（Ｔ）のピーク値が得られており、複数のピーク値の内、最初のピーク値が得られるＴの値が各チャンネルでの遅延時間である。２番目以降のピーク値は、マルチパスに起因するピーク値である。
【００５２】
相関演算部１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６は、相関演算の出力値をレベル補正部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆへ入力し、レベル補正部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆは、制御部１２の制御に従って、レベル補正部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆが各チャンネルの音声信号を増幅した際の各チャンネル間で異なる増幅率に反比例する増幅率で、各チャンネルの相関演算の出力値を増幅する（Ｓ８）。レベル補正部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆは、増幅後の相関演算の出力値を周波数特性計算部１４８及び相対遅延時間計算部１４９へ入力し、相対遅延時間計算部１４９は、チャンネル間の相対遅延時間計算処理を行う（Ｓ９）。
【００５３】
図９は、ステップＳ９での相対遅延時間計算処理のサブルーチンの処理の手順を示すフローチャートである。相対遅延時間計算部１４９は、各チャンネルで相関演算の出力値Ｇ（Ｔ）の最初のピークが得られる経過時間Ｔであるチャンネル遅延時間を求める（Ｓ９１）。各チャンネルでのチャンネル遅延時間は、夫々図８に示したＴL ，ＴC ，ＴR ，ＴLs，ＴRs，ＴSWである。相対遅延時間計算部１４９は、次に、複数のチャンネル遅延時間の中で、最小のチャンネル遅延時間を選択する（Ｓ９２）。図８に示した例では、最小のチャンネル遅延時間はＴRsである。相対遅延時間計算部１４９は、次に、最小のチャンネル遅延時間を他のチャンネル遅延時間から差し引くことにより、チャンネル間での相対遅延時間を求める（Ｓ９３）。図８に示した例では、Ｌチャンネル，Ｃチャンネル，Ｒチャンネル，Ｌｓチャンネル，Ｒｓチャンネル，ＳＷチャンネルの夫々での相対遅延時間は、ＴL−ＴRs，ＴC −ＴRs，ＴR −ＴRs，ＴLs−ＴRs，０，ＴSW−ＴRsである。この相対遅延時間は、視聴位置に各スピーカから到達する音声の遅延時間となる。相対遅延時間計算部１４９は、以上で相対遅延時間計算処理のサブルーチンを終了し、処理をメインのルーチンへ戻す。
【００５４】
相対遅延時間計算部１４９は、計算した各チャンネルでのチャンネル遅延時間を周波数特性計算部１４８へ入力し、周波数特性計算部１４８は、入力された各チャンネルでのチャンネル遅延時間から相関演算の出力値Ｇ（Ｔ）のピーク値の絶対値が所定値以上となる経過時間の値までの範囲内で各チャンネルでの相関演算の出力値Ｇ（Ｔ）と経過時間Ｔとの関数をフーリエ変換することにより、各チャンネルでの周波数特性を計算する（Ｓ１０）。相関演算の出力値Ｇ（Ｔ）をフーリエ変換する範囲は、相関演算の出力値Ｇ（Ｔ）のピーク値の絶対値がフーリエ変換のために十分な強度の所定値以上である範囲であり、各チャンネルで互いに異なっていても良い。特にＳＷチャンネルでは、低域の周波数特性が計算できるような範囲でフーリエ変換を行う。本発明の音場特性測定システムは、以上で音場特性の測定の処理を終了する。
【００５５】
相対遅延時間計算部１４９が計算した各チャンネルでの相対遅延時間、及び周波数特性計算部１４８が計算した各チャンネルでの周波数特性は、音場測定部１４又は制御部１２で記憶される。各チャンネルでの相対遅延時間は、視聴位置に各スピーカから音声が到達するまでの時間のずれを補正するためのデータとして用いられる。また各チャンネルでの周波数特性は、音場空間内でいずれの周波数成分が減衰しやすいかを示しており、イコライザ等を用いて音声の周波数補正を行うためのデータとして用いられる。
【００５６】
以上詳述した如く、本発明においては、複数のスピーカに対応するチャンネル毎に、チャンネルに対応する疑似ランダム直交符号でなる音声信号を生成し、各チャンネルの音声信号に基づいて各スピーカが発生した音声が重なり合った音声を集音し、集音した音声に基づいた入力音声信号を生成し、所定の経過時間以降の入力音声信号と各チャネルでの元の音声信号との相関演算を行い、相関演算のピーク値が得られる経過時間から各チャンネルでの相対遅延時間を求める。従って、視聴位置で音声を集音するマイクロホン以外に従来では必要であったトリガー信号を発生するためのマイクロホンが不必要となる。また、各チャンネルで生成した疑似ランダム直交符号でなる音声信号の直交性及び疑似ランダム性を利用することにより、複数のスピーカが発生する音声からなる音場の相対遅延時間及び周波数特性を単一のマイクロホンを用いて同時に測定することが可能となるので、チャンネル毎に音場の測定を繰り返していた従来の方法に比べて、音場の測定に要する労力及び時間を削減することが可能となる。
【００５７】
また本発明においては、各チャンネルでの周波数特性を計算する際に、相関演算の出力値のピーク値の絶対値がフーリエ変換のために十分な強度の所定値以上である範囲でフーリエ変換を行うことにより、効率よく音場の周波数特性を計算することができる。また本発明においては、測定信号生成部１３で音声信号を生成する際にチャンネル間で異なった増幅率で音声信号を増幅しておき、音場測定部１４では入力信号と各チャンネルの音声信号との相関演算の出力値を、測定信号生成部１３での増幅率に反比例した増幅率で増幅することにより、音場空間内で減衰し易いチャンネルの音声に関しても良好な感度で集音して音場特性の測定を行うことが可能となる。
【００５８】
なお、本実施の形態においては、測定信号生成部１３及び音場測定部１４は、複数のハードウェアを組み合わせて必要な処理を実行する構成である形態を示したが、これに限るものではなく、汎用のプロセッサとプログラムを記憶するＲＯＭとで構成され、ソフトウェアを用いて必要な処理を実行する形態であってもよい。
【００５９】
また本実施の形態においては、本発明の音場特性測定システムは、六台のスピーカを備える音響システムに組み込まれた構成としたが、これに限るものではなく、二台以上の複数のスピーカを備える音響システムであれば、本発明を構成することは可能である。
【００６０】
（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２に係る本発明の音場特性測定システムの構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る音場特性測定システムは、スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷの夫々へ出力する複数チャンネルの音声信号を生成するためのデータを記録した記録媒体Ｄを読み取ることができるオーディオプレーヤ４を備えている。このような多チャンネルの音声信号用のデータを記録可能な記録媒体Ｄとしては、ＳＡＣＤ（Super Audio CD）又はＤＶＤ−ａｕｄｉｏ等が利用できる。本実施の形態に係る増幅装置３は、Ｌチャンネル，Ｃチャンネル，Ｒチャンネル，Ｌｓチャンネル，Ｒｓチャンネル，ＳＷチャンネルの夫々の信号線でオーディオプレーヤ４と接続された増幅部３１を備え、増幅部３１は各チャンネルの信号線で音声出力部１１に接続されている。
【００６１】
オーディオプレーヤ４は、記録媒体Ｄとして、各チャンネルに対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するためのデータを記録する記録媒体Ｄを読み取ることが可能であり、読み取ったデータに基づいて、各チャンネルに対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成し、生成した各チャンネルの音声信号を増幅部３１へ入力する構成となっている。増幅部３１は、オーディオプレーヤ４から各チャンネルの音声信号を受け付け、制御部１２の制御に従って、チャンネル間で異なる増幅率で各チャンネルの音声信号を増幅し、増幅した音声信号を音声出力部１１へ入力する構成となっている。このようにして、増幅部３１は、本発明に係る音声信号受付手段及び増幅手段として機能する。音場測定部１４は、予め各チャンネルの音声信号を記憶しており、記憶している音声信号と入力音声信号との相関演算を行う構成となっている。なお、オーディオプレーヤ４が増幅装置３へ入力した各チャンネルの音声信号を音場測定部１４へも入力し、音場測定部１４は入力された音声信号を用いて相関演算を行う形態であってもよい。音場特性測定システムのその他の各部の構成及び機能は、実施の形態１と同様であり、対応する部分に同符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態に係る音場特性測定システムが行う処理の手順は、図６に示した実施の形態１の場合とほぼ同様である。オーディオプレーヤ４は、記録媒体Ｄからデータを読み取り、読み取ったデータに基づいて、各チャンネルに対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成する（Ｓ１）。オーディオプレーヤ４は、生成した各チャンネルの音声信号を増幅部３１へ入力し、増幅部３１は、オーディオプレーヤ４から入力された音声信号をチャンネル間で異なる増幅率で各チャンネル別に増幅する（Ｓ２）。増幅部３１は、音声出力部１１へ各チャンネルの音声信号を入力し、音声出力部１１は、各チャンネルの音声信号を適宜増幅した上で各チャンネルに対応するスピーカへ出力する（Ｓ３）。ステップＳ４以後の処理の内容は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００６３】
以上詳述した如く、本実施の形態においては、各チャンネルに対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するためのデータを記録する記録媒体Ｄをオーディオプレーヤ４で読み取り、各チャンネルに対応する疑似ランダム直交符号で変調した音声信号を生成する本発明に係る信号生成手段としてオーディオプレーヤ４を機能させる。これにより、音場特性測定システムはオーディオプレーヤ４とは別に本発明に係る信号生成手段を備える必要がないので、増幅装置３及び音場特性測定システムの構成を簡易にしてコストを低減させることが可能となる。
【００６４】
なお、本実施の形態においては、オーディオプレーヤ４は増幅装置３の外部に接続される形態を示しているが、本発明の音場特性測定システムは、増幅装置３にオーディオプレーヤ４が内蔵されている形態であってもよい。
【００６５】
（実施の形態３）
図１１は、実施の形態３に係る本発明の音場特性測定システムの構成を示すブロック図である。実施の形態３に係る音場特性測定システムは、オーディオプレーヤ２及び増幅装置５とは別に音場特性測定装置６を備える。音場特性測定装置６は、本発明に係る信号生成手段である測定信号生成部６３と本発明に係る音場測定手段である音場測定部６４とを内部に備えている。測定信号生成部６３は、Ｌチャンネル，Ｃチャンネル，Ｒチャンネル，Ｌｓチャンネル，Ｒｓチャンネル，ＳＷチャンネルの夫々の信号線で増幅装置５の音声出力部１１に接続可能な構成となっている。音場特性測定装置６は、更にマイク入力部１５を備え、マイク入力部１５はマイクロホンＭが接続されている。音場特性測定装置６は、増幅装置５を備えた音響システムが通常使用される場合には増幅装置５に接続されておらず、音響システムで音場特性の測定を行う際に増幅装置５に接続されて本発明の音場特性測定システムを構成する。
【００６６】
本実施の形態に係る音場特性測定システムは、測定信号生成部６３が各チャンネルの音声信号を生成して増幅装置５へ入力し、スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷが発生した音声をマイクロホンＭが集音し、音場測定部６４が各チャンネルの相対遅延時間及び周波数特性を計算することにより、実施の形態１と同様の処理手順で音場特性の測定の処理を行う。このような構成とすることにより、必要時にのみ増幅装置５に音場特性測定装置６を接続することで音場特性測定システムを実現することが可能となり、通常時は音場の特性を測定する機能を増幅装置に含ませないことによって音響システムをより簡易に構成することが可能となる。
【００６７】
（実施の形態４）
図１２は、実施の形態４に係る本発明の音場特性測定システムの構成を示すブロック図である。実施の形態４に係る音場特性測定システムは、スピーカＬ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷの夫々へ出力する複数チャンネルの音声信号を生成するためのデータを記録した記録媒体Ｄを読み取ることができるオーディオプレーヤ４を備え、オーディオプレーヤ４は増幅装置７に接続されている。更に音場特性測定システムは、音場特性測定装置８を備えている。音場特性測定装置８は、本発明に係る音場測定手段である音場測定部８４を内部に備え、音場測定部８４にはマイクアンプ８１を介してマイクロホンＭが接続されている。マクロホンＭは集音した音声に基づいた入力音声信号を生成し、マイクアンプ８１は、マクロホンＭが生成した入力音声信号を増幅して音場測定部８４へ入力する構成となっている。本実施の形態に係る音場特性測定システムは、音響システムで音場特性の測定を行う際に、視聴位置に設置したマイクロホンＭをマイクアンプ８１を介して音場特性測定装置８に接続し、各チャンネルに対応する疑似ランダム直交符号で変調した複数の音声信号を生成するためのデータを記録する記録媒体Ｄをオーディオプレーヤ４に読み取らせることで構成される。
【００６８】
本実施の形態に係る音場特性測定システムは、各スピーカが発生した音声が重なり合った音声に基づいた入力音声信号をマイクロホンＭが生成し、入力音声信号をマイクアンプ８１が音場測定部８４へ入力し、音場測定部８４が各チャンネルの相対遅延時間及び周波数特性を計算することにより、実施の形態２と同様の処理手順で音場特性の測定の処理を行う。このような構成とすることにより、音場特性の測定の機能を有していない音響システムに対して、記録媒体Ｄ、マイクロホンＭ、マイクアンプ８１及び音場特性測定装置８を持ち込むことで音場の測定が可能となり、音場特性測定システムの構築及び音場特性の測定をより簡易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施の形態１に係る本発明の音場特性測定システムの構成を示すブロック図である。
【図２】測定信号生成部の内部の機能構成を示すブロック図である。
【図３】音声信号の例を示す特性図である。
【図４】信号生成部が生成する音声信号の性質を示す特性図である。
【図５】音場測定部の内部の機能構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の音場特性測定システムが行う処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】ステップＳ７での相関演算の内容を説明する特性図である。
【図８】各チャンネルでの相関演算の出力値Ｇ（Ｔ）の例を示す特性図である。
【図９】ステップＳ９での相対遅延時間計算処理のサブルーチンの処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係る本発明の音場特性測定システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態３に係る本発明の音場特性測定システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態４に係る本発明の音場特性測定システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７０】
１，３，５，７  増幅装置
１１  音声出力部
１３，６３  測定信号生成部
１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６  信号生成部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ  レベル補正部（増幅手段）
１４，６４，８４  音場測定部（音場測定手段）
１４８  周波数特性計算部（周波数特性計算手段）
１４９  相対遅延時間計算部
１５  マイク入力部（入力音声信号受付手段）
２，４  オーディオプレーヤ
３１  増幅部（増幅手段）
６，８  音場特性測定装置
Ｌ，Ｃ，Ｒ，Ｌｓ，Ｒｓ，ＳＷ  スピーカ
Ｍ  マイクロホン
Ｄ  記録媒体
【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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【図１２】
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