(57)【要約】【課題】リスニングエリア内で周波数特性が大きく変動する傾向のある環境において、適切な音場補正処理を行うことにより聴感上の音質向上を図ること。【解決手段】音場補正フィルタ生成方法では、スピーカより出力された測定信号と、リスニングエリアで集音して取得した収録信号とに基づいて、リスニングエリアの周波数特性を算出し、算出された周波数特性の分散αと重み変換値ｋ１とに基づいて、重み量ＷｔをＷｔ＝１０（−α×ｋ１）式により算出し、算出された重み量Ｗｔに、周波数特性に基づいて算出される平均周波数特性をレベルオフセットした基準音響特性を乗算して、音場補正フィルタを生成することを特徴とする。【選択図】図２
2015015550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に設置されるスピーカより出力された測定信号を、前記室内のリスニングエリアにおける複数の測定ポイントで集音することにより、収録信号取得手段が、前記リスニングエリアで複数の収録信号を取得する収録信号取得ステップと、
前記測定信号と、前記収録信号取得ステップにおいて取得された前記複数の収録信号とに基づいて、インパルス応答算出手段が、前記リスニングエリアにおける複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出ステップと、
該インパルス応答算出ステップにおいて算出された前記リスニングエリアにおける前記複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、周波数特性算出手段が、複数の周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、
該周波数特性算出ステップにおいて算出された前記複数の周波数特性に基づいて、分散算出手段が、周波数特性の分散αを算出する分散算出ステップと、
前記周波数特性算出ステップにおいて算出された前記複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性算出手段が平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出ステップと、
該平均周波数特性算出ステップにおいて算出された前記平均周波数特性を、信号レベルの平均値が０［ｄＢ］となるようにレベルオフセット処理することにより、レベルオフセット手段が基準音響特性を求めるレベルオフセットステップと、
前記分散算出ステップにおいて算出された分散αと、予め設定される重み変換値ｋ１とを用いて、重み量算出手段が、重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−α×ｋ１）
より算出する重み量算出ステップと、
該重み量算出ステップにおいて算出された重み量Ｗｔと、前記レベルオフセットステップにおいて求められた基準音響特性とを乗算することにより、音場補正フィルタ生成手段が、音場補正フィルタを生成する音場補正フィルタ生成ステップと
を有することを特徴とする音場補正フィルタ生成方法。
【請求項２】
室内に設置されるスピーカより出力された測定信号を、前記室内のリスニングエリアにおける複数の測定ポイントで集音することにより、収録信号取得手段が、前記リスニングエリアで複数の収録信号を取得する収録信号取得ステップと、
前記測定信号と、前記収録信号取得ステップにおいて取得された前記複数の収録信号とに基づいて、インパルス応答算出手段が、前記リスニングエリアにおける複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出ステップと、
該インパルス応答算出ステップにおいて算出された前記リスニングエリアにおける前記複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、周波数特性算出手段が、複数の周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、
該周波数特性算出ステップにおいて算出された前記複数の周波数特性に基づいて、差値算出手段が、信号レベルの最大値と最小値との差を差値βとして算出する差値算出ステップと、
前記周波数特性算出ステップにおいて算出された前記複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性算出手段が平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出ステップと、
該平均周波数特性算出ステップにおいて算出された前記平均周波数特性を、信号レベルの平均値が０［ｄＢ］となるようにレベルオフセット処理することにより、レベルオフセット手段が基準音響特性を求めるレベルオフセットステップと、
前記差値算出ステップにおいて算出された差値βと、予め設定される重み変換値ｋ２とを用いて、重み量算出手段が、重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−β×ｋ２）
より算出する重み量算出ステップと、
該重み量算出ステップにおいて算出された重み量Ｗｔと、前記レベルオフセットステップにおいて求められた基準音響特性とを乗算することにより、音場補正フィルタ生成手段が、音場補正フィルタを生成する音場補正フィルタ生成ステップと
を有することを特徴とする音場補正フィルタ生成方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の音場補正フィルタ生成方法により生成された前記音場補正フィルタを用いて、前記室内の音場補正を行う音場補正装置であって、
オーディオ信号を出力するオーディオ再生手段と、
該オーディオ再生手段により出力されたオーディオ信号をフーリエ変換することにより、前記オーディオ信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換手段と、
該フーリエ変換手段により周波数領域の信号に変換されたオーディオ信号に対して、前記音場補正フィルタを用いてフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
該フィルタ処理手段によりフィルタ処理されたオーディオ信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
該逆フーリエ変換手段により逆フーリエ変換されたオーディオ信号を、前記室内に設置される前記スピーカより出力させるアンプ手段と、
を有することを特徴とする音場補正装置。
【請求項４】
車室内に設置されるｊ個のスピーカのいずれかより測定信号を出力し、前記車室内のｉ箇所の着座位置をリスニングエリアｉとして、各リスニングエリアの複数の測定ポイントでスピーカｊより出力された前記測定信号を集音することにより、測定信号を出力したスピーカｊと集音を行ったリスニングエリアｉとの組み合わせをチャンネルとして、収録信号取得手段が、前記チャンネル毎に複数の収録信号を取得する収録信号取得ステップと、
前記測定信号と、前記収録信号取得ステップにおいて取得された前記チャンネル毎の複数の収録信号とに基づいて、インパルス応答算出手段が、前記チャンネル毎に複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出ステップと、
該インパルス応答算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、周波数特性算出手段が、前記チャンネル毎に複数の周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、
該周波数特性算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、分散算出手段が、前記チャンネル毎に周波数特性の分散αを算出する分散算出ステップと、
該分散算出ステップにおいて算出された分散αに基づいて、帯域判定手段が、前記分散αの変動の大きい中高域と、前記分散αの変動が小さい低域と、該低域以下の周波数であって前記分散αの値が大きくなる再生不可領域とを求める帯域判定ステップと、
前記インパルス応答算出ステップにおいて算出された複数のインパルス応答を用いて前記チャンネル毎に平均化処理を行うことにより、平均インパルス応答算出手段が、ｊ個の前記スピーカとｉ箇所の前記リスニングエリアとの対応数となるｊ×ｉ個の平均インパルス応答Ａｉｊを算出する平均インパルス応答算出ステップと、
予め設定される各リスニングエリアの理想的なインパルス応答をＤｉとし、算出対象となるリスニングエリア毎の低域補正フィルタをＱｉとして、平均インパルス応答Ａｉｊを要素とする行列［Ａ］と、理想的なインパルス応答Ｄｉを要素とする行列［Ｄ］と、低域補正フィルタＱｉを要素とする行列［Ｑ］とに基づいて、低域補正フィルタ算出手段が、
［Ａ］［Ｑ］＝［Ｄ］
の関係行列式より、低域補正フィルタを算出する低域補正フィルタ算出ステップと、
前記周波数特性算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性算出手段が、前記チャンネル毎に平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出ステップと、
前記平均周波数特性算出ステップにおいて算出されたいずれか一のチャンネルの平均周波数特性における平均信号レベルＳａを求め、該平均信号レベルＳａが０［ｄＢ］になるように全てのチャンネルの平均周波数特性をレベルオフセット処理することにより、レベルオフセット手段が、前記チャンネル毎に基準音響特性を求めるレベルオフセットステップと、
前記分散算出ステップにおいて算出された分散αと、予め設定される重み変換値ｋ１とを用いて、重み量算出手段が、前記チャンネル毎の重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−α×ｋ１）
より算出する重み量算出ステップと、
該重み量算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の重み量Ｗｔと、前記レベルオフセットステップにおいて求められた前記チャンネル毎の基準音響特性とを、対応するチャンネル毎に乗算することにより、中高域補正フィルタ生成手段が、前記チャンネル毎に中高域補正フィルタを生成する中高域補正フィルタ生成ステップと
を有することを特徴とする音場補正フィルタ生成方法。
【請求項５】
車室内に設置されるｊ個のスピーカのいずれかより測定信号を出力し、前記車室内のｉ箇所の着座位置をリスニングエリアｉとして、各リスニングエリアの複数の測定ポイントでスピーカｊより出力された前記測定信号を集音することにより、測定信号を出力したスピーカｊと集音を行ったリスニングエリアｉとの組み合わせをチャンネルとして、収録信号取得手段が、前記チャンネル毎に複数の収録信号を取得する収録信号取得ステップと、
前記測定信号と、前記収録信号取得ステップにおいて取得された前記チャンネル毎の複数の収録信号とに基づいて、インパルス応答算出手段が、前記チャンネル毎に複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出ステップと、
該インパルス応答算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、周波数特性算出手段が、前記チャンネル毎に複数の周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、
該周波数特性算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、分散算出手段が、前記チャンネル毎に周波数特性の分散αを算出する分散算出ステップと、
該分散算出ステップにおいて算出された分散αに基づいて、帯域判定手段が、前記分散αの変動の大きい中高域と、前記分散αの変動が小さい低域と、該低域以下の周波数であって前記分散αの値が大きくなる再生不可領域とを求める帯域判定ステップと、
前記インパルス応答算出ステップにおいて算出された複数のインパルス応答を用いて前記チャンネル毎に平均化処理を行うことにより、平均インパルス応答算出手段が、ｊ個の前記スピーカとｉ箇所の前記リスニングエリアとの対応数となるｊ×ｉ個の平均インパルス応答Ａｉｊを算出する平均インパルス応答算出ステップと、
予め設定される各リスニングエリアの理想的なインパルス応答をＤｉとし、算出対象となるリスニングエリア毎の低域補正フィルタをＱｉとして、平均インパルス応答Ａｉｊを要素とする行列［Ａ］と、理想的なインパルス応答Ｄｉを要素とする行列［Ｄ］と、低域補正フィルタＱｉを要素とする行列［Ｑ］とに基づいて、低域補正フィルタ算出手段が、
［Ａ］［Ｑ］＝［Ｄ］
の関係行列式より、低域補正フィルタを算出する低域補正フィルタ算出ステップと、
前記周波数特性算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、差値算出手段が、信号レベルの最大値と最小値との差を差値βとして前記チャンネル毎に算出する差値算出ステップと、
前記周波数特性算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性算出手段が、前記チャンネル毎に平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出ステップと、
前記平均周波数特性算出ステップにおいて算出されたいずれか一のチャンネルの平均周波数特性における平均信号レベルＳａを求め、該平均信号レベルＳａが０［ｄＢ］になるように全てのチャンネルの平均周波数特性をレベルオフセット処理することにより、レベルオフセット手段が、前記チャンネル毎に基準音響特性を求めるレベルオフセットステップと、
前記差値算出ステップにおいて算出された差値βと、予め設定される重み変換値ｋ２とを用いて、重み量算出手段が、前記チャンネル毎の重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−β×ｋ２）
より算出する重み量算出ステップと、
該重み量算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の重み量Ｗｔと、前記レベルオフセットステップにおいて求められた前記チャンネル毎の基準音響特性とを、対応するチャンネル毎に乗算することにより、中高域補正フィルタ生成手段が、前記チャンネル毎に中高域補正フィルタを生成する中高域補正フィルタ生成ステップと
を有することを特徴とする音場補正フィルタ生成方法。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の音場補正フィルタ生成方法により生成された前記低域補正フィルタと前記中高域補正フィルタとを用いて、前記車室内の音場補正を行う音場補正装置であって、
オーディオ信号を出力するオーディオ再生手段と、
該オーディオ再生手段により出力されたオーディオ信号をフーリエ変換することにより、前記オーディオ信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換手段と、
該フーリエ変換手段により周波数領域の信号に変換されたオーディオ信号に対して、前記低域補正フィルタを用いてフィルタ処理を行う低域補正手段と、
前記フーリエ変換手段により周波数領域の信号に変換された前記オーディオ信号に対して、前記中高域補正フィルタを用いてフィルタ処理を行う中高域補正手段と、
前記低域補正手段によりフィルタ処理が行われた低域のオーディオ信号と、前記中高域補正手段によりフィルタ処理が行われた中高域のオーディオ信号とを合成する合成手段と、
該合成手段により合成されたオーディオ信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
該逆フーリエ変換手段により逆フーリエ変換されたオーディオ信号を、前記車室内に設置される前記スピーカより出力させるアンプ手段と、
を有することを特徴とする音場補正装置。
【請求項７】
室内に設置されるスピーカより出力された測定信号を、前記室内のリスニングエリアにおける複数の測定ポイントで集音することにより、前記リスニングエリアで複数の収録信号を取得する収録信号取得手段と、
前記測定信号と、前記収録信号取得手段により取得された前記複数の収録信号とに基づいて、前記リスニングエリアにおける複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出手段と、
該インパルス応答算出手段により算出された前記リスニングエリアにおける前記複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、複数の周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、
該周波数特性算出手段により算出された前記複数の周波数特性に基づいて、周波数特性の分散αを算出する分散算出手段と、
前記周波数特性算出手段により算出された前記複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出手段と、
該平均周波数特性算出手段により算出された前記平均周波数特性を、信号レベルの平均値が０［ｄＢ］となるようにレベルオフセット処理することにより、基準音響特性を求めるレベルオフセット手段と、
前記分散算出手段により算出された分散αと、予め設定される重み変換値ｋ１とを用いて、重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−α×ｋ１）
より算出する重み量算出手段と、
該重み量算出手段により算出された重み量Ｗｔと、前記レベルオフセット手段により求められた基準音響特性とを乗算することにより、音場補正フィルタを生成する音場補正フィルタ生成手段と
を有することを特徴とする音場補正フィルタ生成装置。
【請求項８】
室内に設置されるスピーカより出力された測定信号を、前記室内のリスニングエリアにおける複数の測定ポイントで集音することにより、前記リスニングエリアで複数の収録信号を取得する収録信号取得手段と、
前記測定信号と、前記収録信号取得手段により取得された前記複数の収録信号とに基づいて、前記リスニングエリアにおける複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出手段と、
該インパルス応答算出手段により算出された前記リスニングエリアにおける前記複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、複数の周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、
該周波数特性算出手段により算出された前記複数の周波数特性に基づいて、信号レベルの最大値と最小値との差を差値βとして算出する差値算出手段と、
前記周波数特性算出手段により算出された前記複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出手段と、
該平均周波数特性算出手段よりに算出された前記平均周波数特性を、信号レベルの平均値が０［ｄＢ］となるようにレベルオフセット処理することにより基準音響特性を求めるレベルオフセット手段と、
前記差値算出手段により算出された差値βと、予め設定される重み変換値ｋ２とを用いて、重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−β×ｋ２）
より算出する重み量算出手段と、
該重み量算出手段により算出された重み量Ｗｔと、前記レベルオフセット手段により求められた基準音響特性とを乗算することにより、音場補正フィルタを生成する音場補正フィルタ生成手段と
を有することを特徴とする音場補正フィルタ生成装置。
【請求項９】
車室内に設置されるｊ個のスピーカのいずれかより測定信号を出力し、前記車室内のｉ箇所の着座位置をリスニングエリアｉとして、各リスニングエリアの複数の測定ポイントでスピーカｊより出力された前記測定信号を集音することにより、測定信号を出力したスピーカｊと集音を行ったリスニングエリアｉとの組み合わせをチャンネルとして、該チャンネル毎に複数の収録信号を取得する収録信号取得手段と、
前記測定信号と、前記収録信号取得手段により取得された前記チャンネル毎の複数の収録信号とに基づいて、前記チャンネル毎に複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出手段と、
該インパルス応答算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、前記チャンネル毎に複数の周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、
該周波数特性算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、前記チャンネル毎に周波数特性の分散αを算出する分散算出手段と、
該分散算出手段により算出された分散αに基づいて、前記分散αの変動の大きい中高域と、前記分散αの変動が小さい低域と、該低域以下の周波数であって前記分散αの値が大きくなる再生不可領域とを求める帯域判定手段と、
前記インパルス応答算出手段により算出された複数のインパルス応答を用いて前記チャンネル毎に平均化処理を行うことにより、ｊ個の前記スピーカとｉ箇所の前記リスニングエリアとの対応数となるｊ×ｉ個の平均インパルス応答Ａｉｊを算出する平均インパルス応答算出手段と、
予め設定される各リスニングエリアの理想的なインパルス応答をＤｉとし、算出対象となるリスニングエリア毎の低域補正フィルタをＱｉとして、平均インパルス応答Ａｉｊを要素とする行列［Ａ］と、理想的なインパルス応答Ｄｉを要素とする行列［Ｄ］と、低域補正フィルタＱｉを要素とする行列［Ｑ］とに基づいて、
［Ａ］［Ｑ］＝［Ｄ］
の関係行列式より、低域補正フィルタを算出する低域補正フィルタ算出手段と、
前記周波数特性算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性の平均を求めることにより、前記チャンネル毎に平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出手段と、
前記平均周波数特性算出手段により算出されたいずれか一のチャンネルの平均周波数特性における平均信号レベルＳａを求め、該平均信号レベルＳａが０［ｄＢ］になるように全てのチャンネルの平均周波数特性をレベルオフセット処理することにより、前記チャンネル毎に基準音響特性を求めるレベルオフセット手段と、
前記分散算出手段により算出された分散αと、予め設定される重み変換値ｋ１とを用いて、前記チャンネル毎の重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−α×ｋ１）
より算出する重み量算出手段と、
該重み量算出手段により算出された前記チャンネル毎の重み量Ｗｔと、前記レベルオフセット手段により求められた前記チャンネル毎の基準音響特性とを、対応するチャンネル毎に乗算することにより、前記チャンネル毎に中高域補正フィルタを生成する中高域補正フィルタ生成手段と
を有することを特徴とする音場補正フィルタ生成装置。
【請求項１０】
車室内に設置されるｊ個のスピーカのいずれかより測定信号を出力し、前記車室内のｉ箇所の着座位置をリスニングエリアｉとして、各リスニングエリアの複数の測定ポイントでスピーカｊより出力された前記測定信号を集音することにより、測定信号を出力したスピーカｊと集音を行ったリスニングエリアｉとの組み合わせをチャンネルとして、該チャンネル毎に複数の収録信号を取得する収録信号取得手段と、
前記測定信号と、前記収録信号取得手段により取得された前記チャンネル毎の複数の収録信号とに基づいて、前記チャンネル毎に複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出手段と、
該インパルス応答算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、前記チャンネル毎に複数の周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、
該周波数特性算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、前記チャンネル毎に周波数特性の分散αを算出する分散算出手段と、
該分散算出手段により算出された分散αに基づいて、前記分散αの変動の大きい中高域と、前記分散αの変動が小さい低域と、該低域以下の周波数であって前記分散αの値が大きくなる再生不可領域とを求める帯域判定手段と、
前記インパルス応答算出手段により算出された複数のインパルス応答を用いて前記チャンネル毎に平均化処理を行うことにより、ｊ個の前記スピーカとｉ箇所の前記リスニングエリアとの対応数となるｊ×ｉ個の平均インパルス応答Ａｉｊを算出する平均インパルス応答算出手段と、
予め設定される各リスニングエリアの理想的なインパルス応答をＤｉとし、算出対象となるリスニングエリア毎の低域補正フィルタをＱｉとして、平均インパルス応答Ａｉｊを要素とする行列［Ａ］と、理想的なインパルス応答Ｄｉを要素とする行列［Ｄ］と、低域補正フィルタＱｉを要素とする行列［Ｑ］とに基づいて、
［Ａ］［Ｑ］＝［Ｄ］
の関係行列式より、低域補正フィルタを算出する低域補正フィルタ算出手段と、
前記周波数特性算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、信号レベルの最大値と最小値との差を差値βとして前記チャンネル毎に算出する差値算出手段と、
前記周波数特性算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性の平均を求めることにより、前記チャンネル毎に平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出手段と、
前記平均周波数特性算出手段により算出されたいずれか一のチャンネルの平均周波数特性における平均信号レベルＳａを求め、該平均信号レベルＳａが０［ｄＢ］になるように全てのチャンネルの平均周波数特性をレベルオフセット処理することにより、前記チャンネル毎に基準音響特性を求めるレベルオフセット手段と、
前記差値算出手段により算出された差値βと、予め設定される重み変換値ｋ２とを用いて、前記チャンネル毎の重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−β×ｋ２）
より算出する重み量算出手段と、
該重み量算出手段により算出された前記チャンネル毎の重み量Ｗｔと、前記レベルオフセット手段により求められた前記チャンネル毎の基準音響特性とを、対応するチャンネル毎に乗算することにより、前記チャンネル毎に中高域補正フィルタを生成する中高域補正フィルタ生成手段と
を有することを特徴とする音場補正フィルタ生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音場補正装置、音場補正フィルタ生成装置および音場補正フィルタ生成方法に関し、より詳細には、スピーカとリスニングエリアとの間のチャンネル毎の周波数特性の分散を求め、求められた分散に基づいて重み量Ｗｔを算出して音場補正フィルタを生成することを特徴とする音場補正装置、音場補正フィルタ生成装置および音場補正フィルタ生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車室内で音楽を楽しむユーザが多く存在しており、今日では、車室内における音質・音響効果の向上に対するニーズが高まっている。例えば、車室のように反射の影響が大きい環境では、特定の位置および特定の周波数において、音の干渉による大きなディップが発生するおそれがある。このようにディップが発生しやすい環境において音質を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この技術は、リスニングエリアの測定ポイント毎に周波数特性を求めると共に、求められた周波数特性の信号レベルに基づいて、累積分布特性と、累積確率毎のエリア周波数特性と、分散特性とを求め、さらに分散値の高い周波数範囲を重み付けして逆エリア周波数特性を求めることによって、音場補正フィルタを求めるものである。このようにして求められた音場補正用フィルタを用いて、音場に応じて音源より出力されるオーディオ信号の補正を行うことにより、ディップの発生を低減することが可能となる。
【０００４】
また、複数のスピーカを用いて複数のリスニングエリアにおける低域の音場補正を行う方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２―１８１２９４号公報
【特許文献２】特開２００６―１９１５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、同じリスニングエリア内であっても、測定ポイントによって周波数特性に大きく変動が生ずる傾向がある。このため、リスニングエリア内の平均的な音響特性に基づいて補正フィルタを求めて音源より出力されるオーディオ信号の補正を行っても、リスニングエリアによっては、却って過剰な補正となってしまう場合があった。このため、全てのリスニングエリアにおいて聴感上の音質向上を同時に得ることが困難であるという問題があった。
【０００７】
さらに、低域のオーディオ信号の波長は、車室空間のサイズに比べて比較的長い波長となる傾向がある。例えば、１００Ｈｚの波長は、伝播速度が３４０ｍ／ｓｅｃの場合に３．４ｍとなり、一般的な車室内におけるスピーカからリスニングエリアまでの間（スピーカとリスニングエリアとの間をチャンネル間という）の距離よりも長くなってしまう。このように、波長が長くなる低域のオーディオ信号では、チャンネル間の長さが１波長以内の長さとなるため、周波数におけるディップの発生に加えて、位相特性にも影響を及ぼす傾向があった。このため、低域においてチャンネル間で相関性が生じるおそれがあり、それぞれ独立して扱うことが難しかった。
【０００８】
従って、特定のチャンネルの音場補正だけでは、複数のリスニングエリアにおいて、所望の低域音響特性を得ることが容易ではなく、音質改善を期待することがより難しいという問題があった。また、上述した特許文献２により提案される方法は、十分に広い空間を備えたリスニングルーム（リスニング環境）を対象とした方法であるため、リスニングエリアにおける反射波の干渉とチャンネル間の相関性との双方の問題は考慮されていない。このため、車室空間のように狭い空間（リスニング環境）では、効果的な音質向上を望むことが難しかった。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みて成されたものであり、リスニングエリア内の複数の測定ポイントにおいて周波数特性に大きく変動が生ずる傾向があるリスニング環境であっても、適切な音場補正処理を行うことにより、全てのリスニングエリアにおいて聴感上の音質向上を図ることが可能な音場補正装置、音場補正フィルタ生成装置および音場補正フィルタ生成方法を提供することを第１の課題とする。
【００１０】
また、本願発明は、車室空間のように反射波による干渉が生じやすく、さらにチャンネル間の位相特性の影響が生じやすい環境において、帯域毎に最適な補正を行うことにより、リスニングエリアにおける音質向上を実現することが可能な音場補正装置、音場補正フィルタ生成装置および音場補正フィルタ生成方法を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る音場補正フィルタ生成方法は、室内に設置されるスピーカより出力された測定信号を、前記室内のリスニングエリアにおける複数の測定ポイントで集音することにより、収録信号取得手段が、前記リスニングエリアで複数の収録信号を取得する収録信号取得ステップと、前記測定信号と、前記収録信号取得ステップにおいて取得された前記複数の収録信号とに基づいて、インパルス応答算出手段が、前記リスニングエリアにおける複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出ステップと、該インパルス応答算出ステップにおいて算出された前記リスニングエリアにおける前記複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、周波数特性算出手段が、複数の周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、該周波数特性算出ステップにおいて算出された前記複数の周波数特性に基づいて、分散算出手段が、周波数特性の分散αを算出する分散算出ステップと、前記周波数特性算出ステップにおいて算出された前記複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性算出手段が平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出ステップと、該平均周波数特性算出ステップにおいて算出された前記平均周波数特性を、信号レベルの平均値が０［ｄＢ］となるようにレベルオフセット処理することにより、レベルオフセット手段が基準音響特性を求めるレベルオフセットステップと、前記分散算出ステップにおいて算出された分散αと、予め設定される重み変換値ｋ１とを用いて、重み量算出手段が、重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−α×ｋ１）
より算出する重み量算出ステップと、該重み量算出ステップにおいて算出された重み量Ｗｔと、前記レベルオフセットステップにおいて求められた基準音響特性とを乗算することにより、音場補正フィルタ生成手段が、音場補正フィルタを生成する音場補正フィルタ生成ステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る音場補正フィルタ生成方法は、室内に設置されるスピーカより出力された測定信号を、前記室内のリスニングエリアにおける複数の測定ポイントで集音することにより、収録信号取得手段が、前記リスニングエリアで複数の収録信号を取得する収録信号取得ステップと、前記測定信号と、前記収録信号取得ステップにおいて取得された前記複数の収録信号とに基づいて、インパルス応答算出手段が、前記リスニングエリアにおける複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出ステップと、該インパルス応答算出ステップにおいて算出された前記リスニングエリアにおける前記複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、周波数特性算出手段が、複数の周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、該周波数特性算出ステップにおいて算出された前記複数の周波数特性に基づいて、差値算出手段が、信号レベルの最大値と最小値との差を差値βとして算出する差値算出ステップと、前記周波数特性算出ステップにおいて算出された前記複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性算出手段が平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出ステップと、該平均周波数特性算出ステップにおいて算出された前記平均周波数特性を、信号レベルの平均値が０［ｄＢ］となるようにレベルオフセット処理することにより、レベルオフセット手段が基準音響特性を求めるレベルオフセットステップと、前記差値算出ステップにおいて算出された差値βと、予め設定される重み変換値ｋ２とを用いて、重み量算出手段が、重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−β×ｋ２）
より算出する重み量算出ステップと、該重み量算出ステップにおいて算出された重み量Ｗｔと、前記レベルオフセットステップにおいて求められた基準音響特性とを乗算することにより、音場補正フィルタ生成手段が、音場補正フィルタを生成する音場補正フィルタ生成ステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る音場補正装置は、上述した音場補正フィルタ生成方法により生成された前記音場補正フィルタを用いて、前記室内の音場補正を行う音場補正装置であって、オーディオ信号を出力するオーディオ再生手段と、該オーディオ再生手段により出力されたオーディオ信号をフーリエ変換することにより、前記オーディオ信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換手段により周波数領域の信号に変換されたオーディオ信号に対して、前記音場補正フィルタを用いてフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、該フィルタ処理手段によりフィルタ処理されたオーディオ信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、該逆フーリエ変換手段により逆フーリエ変換されたオーディオ信号を、前記室内に設置される前記スピーカより出力させるアンプ手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る音場補正フィルタ生成装置は、室内に設置されるスピーカより出力された測定信号を、前記室内のリスニングエリアにおける複数の測定ポイントで集音することにより、前記リスニングエリアで複数の収録信号を取得する収録信号取得手段と、前記測定信号と、前記収録信号取得手段により取得された前記複数の収録信号とに基づいて、前記リスニングエリアにおける複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出手段と、該インパルス応答算出手段により算出された前記リスニングエリアにおける前記複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、複数の周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、該周波数特性算出手段により算出された前記複数の周波数特性に基づいて、周波数特性の分散αを算出する分散算出手段と、前記周波数特性算出手段により算出された前記複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出手段と、該平均周波数特性算出手段により算出された前記平均周波数特性を、信号レベルの平均値が０［ｄＢ］となるようにレベルオフセット処理することにより、基準音響特性を求めるレベルオフセット手段と、前記分散算出手段により算出された分散αと、予め設定される重み変換値ｋ１とを用いて、重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−α×ｋ１）
より算出する重み量算出手段と、該重み量算出手段により算出された重み量Ｗｔと、前記レベルオフセット手段により求められた基準音響特性とを乗算することにより、音場補正フィルタを生成する音場補正フィルタ生成手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明に係る音場補正フィルタ生成装置は、室内に設置されるスピーカより出力された測定信号を、前記室内のリスニングエリアにおける複数の測定ポイントで集音することにより、前記リスニングエリアで複数の収録信号を取得する収録信号取得手段と、前記測定信号と、前記収録信号取得手段により取得された前記複数の収録信号とに基づいて、前記リスニングエリアにおける複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出手段と、該インパルス応答算出手段により算出された前記リスニングエリアにおける前記複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、複数の周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、該周波数特性算出手段により算出された前記複数の周波数特性に基づいて、信号レベルの最大値と最小値との差を差値βとして算出する差値算出手段と、前記周波数特性算出手段により算出された前記複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出手段と、該平均周波数特性算出手段よりに算出された前記平均周波数特性を、信号レベルの平均値が０［ｄＢ］となるようにレベルオフセット処理することにより基準音響特性を求めるレベルオフセット手段と、前記差値算出手段により算出された差値βと、予め設定される重み変換値ｋ２とを用いて、重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−β×ｋ２）
より算出する重み量算出手段と、該重み量算出手段により算出された重み量Ｗｔと、前記レベルオフセット手段により求められた基準音響特性とを乗算することにより、音場補正フィルタを生成する音場補正フィルタ生成手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る音場補正フィルタ生成方法、音場補正装置および音場補正フィルタ生成装置では、分散算出手段において、リスニングエリアにおける周波数特性の分散を求めることにより、あるいは、差値算出手段において、リスニングエリアにおける最大値と最小値との差を差値として求めることにより、測定ポイント毎の周波数特性の変動状態を求めることができる。そして、重み量算出手段において、分散あるいは差値に基づいて、周波数特性の変動が大きい場合に、重み量が小さくなるようにして重み量を求めて音場補正フィルタを生成する。このようにして生成される音場補正フィルタを用いて音場補正処理を行うことにより、リスニングエリア内の複数の測定ポイントにおいて周波数特性が大きく変動するリスニング環境であっても、過剰な補正を抑制して適切な音場補正処理を行うことができ、全てのリスニングエリアにおいて聴感上の音質向上を図ることが可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る音場補正フィルタ生成方法は、車室内に設置されるｊ個のスピーカのいずれかより測定信号を出力し、前記車室内のｉ箇所の着座位置をリスニングエリアｉとして、各リスニングエリアの複数の測定ポイントでスピーカｊより出力された前記測定信号を集音することにより、測定信号を出力したスピーカｊと集音を行ったリスニングエリアｉとの組み合わせをチャンネルとして、収録信号取得手段が、前記チャンネル毎に複数の収録信号を取得する収録信号取得ステップと、前記測定信号と、前記収録信号取得ステップにおいて取得された前記チャンネル毎の複数の収録信号とに基づいて、インパルス応答算出手段が、前記チャンネル毎に複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出ステップと、該インパルス応答算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、周波数特性算出手段が、前記チャンネル毎に複数の周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、該周波数特性算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、分散算出手段が、前記チャンネル毎に周波数特性の分散αを算出する分散算出ステップと、該分散算出ステップにおいて算出された分散αに基づいて、帯域判定手段が、前記分散αの変動の大きい中高域と、前記分散αの変動が小さい低域と、該低域以下の周波数であって前記分散αの値が大きくなる再生不可領域とを求める帯域判定ステップと、前記インパルス応答算出ステップにおいて算出された複数のインパルス応答を用いて前記チャンネル毎に平均化処理を行うことにより、平均インパルス応答算出手段が、ｊ個の前記スピーカとｉ箇所の前記リスニングエリアとの対応数となるｊ×ｉ個の平均インパルス応答Ａｉｊを算出する平均インパルス応答算出ステップと、予め設定される各リスニングエリアの理想的なインパルス応答をＤｉとし、算出対象となるリスニングエリア毎の低域補正フィルタをＱｉとして、平均インパルス応答Ａｉｊを要素とする行列［Ａ］と、理想的なインパルス応答Ｄｉを要素とする行列［Ｄ］と、低域補正フィルタＱｉを要素とする行列［Ｑ］とに基づいて、低域補正フィルタ算出手段が、
［Ａ］［Ｑ］＝［Ｄ］
の関係行列式より、低域補正フィルタを算出する低域補正フィルタ算出ステップと、前記周波数特性算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性算出手段が、前記チャンネル毎に平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出ステップと、前記平均周波数特性算出ステップにおいて算出されたいずれか一のチャンネルの平均周波数特性における平均信号レベルＳａを求め、該平均信号レベルＳａが０［ｄＢ］になるように全てのチャンネルの平均周波数特性をレベルオフセット処理することにより、レベルオフセット手段が、前記チャンネル毎に基準音響特性を求めるレベルオフセットステップと、前記分散算出ステップにおいて算出された分散αと、予め設定される重み変換値ｋ１とを用いて、重み量算出手段が、前記チャンネル毎の重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−α×ｋ１）
より算出する重み量算出ステップと、該重み量算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の重み量Ｗｔと、前記レベルオフセットステップにおいて求められた前記チャンネル毎の基準音響特性とを、対応するチャンネル毎に乗算することにより、中高域補正フィルタ生成手段が、前記チャンネル毎に中高域補正フィルタを生成する中高域補正フィルタ生成ステップとを有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る音場補正フィルタ生成方法は、車室内に設置されるｊ個のスピーカのいずれかより測定信号を出力し、前記車室内のｉ箇所の着座位置をリスニングエリアｉとして、各リスニングエリアの複数の測定ポイントでスピーカｊより出力された前記測定信号を集音することにより、測定信号を出力したスピーカｊと集音を行ったリスニングエリアｉとの組み合わせをチャンネルとして、収録信号取得手段が、前記チャンネル毎に複数の収録信号を取得する収録信号取得ステップと、前記測定信号と、前記収録信号取得ステップにおいて取得された前記チャンネル毎の複数の収録信号とに基づいて、インパルス応答算出手段が、前記チャンネル毎に複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出ステップと、該インパルス応答算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、周波数特性算出手段が、前記チャンネル毎に複数の周波数特性を算出する周波数特性算出ステップと、該周波数特性算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、分散算出手段が、前記チャンネル毎に周波数特性の分散αを算出する分散算出ステップと、該分散算出ステップにおいて算出された分散αに基づいて、帯域判定手段が、前記分散αの変動の大きい中高域と、前記分散αの変動が小さい低域と、該低域以下の周波数であって前記分散αの値が大きくなる再生不可領域とを求める帯域判定ステップと、前記インパルス応答算出ステップにおいて算出された複数のインパルス応答を用いて前記チャンネル毎に平均化処理を行うことにより、平均インパルス応答算出手段が、ｊ個の前記スピーカとｉ箇所の前記リスニングエリアとの対応数となるｊ×ｉ個の平均インパルス応答Ａｉｊを算出する平均インパルス応答算出ステップと、予め設定される各リスニングエリアの理想的なインパルス応答をＤｉとし、算出対象となるリスニングエリア毎の低域補正フィルタをＱｉとして、平均インパルス応答Ａｉｊを要素とする行列［Ａ］と、理想的なインパルス応答Ｄｉを要素とする行列［Ｄ］と、低域補正フィルタＱｉを要素とする行列［Ｑ］とに基づいて、低域補正フィルタ算出手段が、
［Ａ］［Ｑ］＝［Ｄ］
の関係行列式より、低域補正フィルタを算出する低域補正フィルタ算出ステップと、前記周波数特性算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、差値算出手段が、信号レベルの最大値と最小値との差を差値βとして前記チャンネル毎に算出する差値算出ステップと、前記周波数特性算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性の平均を求めることにより、平均周波数特性算出手段が、前記チャンネル毎に平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出ステップと、前記平均周波数特性算出ステップにおいて算出されたいずれか一のチャンネルの平均周波数特性における平均信号レベルＳａを求め、該平均信号レベルＳａが０［ｄＢ］になるように全てのチャンネルの平均周波数特性をレベルオフセット処理することにより、レベルオフセット手段が、前記チャンネル毎に基準音響特性を求めるレベルオフセットステップと、前記差値算出ステップにおいて算出された差値βと、予め設定される重み変換値ｋ２とを用いて、重み量算出手段が、前記チャンネル毎の重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−β×ｋ２）
より算出する重み量算出ステップと、該重み量算出ステップにおいて算出された前記チャンネル毎の重み量Ｗｔと、前記レベルオフセットステップにおいて求められた前記チャンネル毎の基準音響特性とを、対応するチャンネル毎に乗算することにより、中高域補正フィルタ生成手段が、前記チャンネル毎に中高域補正フィルタを生成する中高域補正フィルタ生成ステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明に係る音場補正装置は、上述した音場補正フィルタ生成方法により生成された前記低域補正フィルタと前記中高域補正フィルタとを用いて、前記車室内の音場補正を行う音場補正装置であって、オーディオ信号を出力するオーディオ再生手段と、該オーディオ再生手段により出力されたオーディオ信号をフーリエ変換することにより、前記オーディオ信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換手段により周波数領域の信号に変換されたオーディオ信号に対して、前記低域補正フィルタを用いてフィルタ処理を行う低域補正手段と、前記フーリエ変換手段により周波数領域の信号に変換された前記オーディオ信号に対して、前記中高域補正フィルタを用いてフィルタ処理を行う中高域補正手段と、前記低域補正手段によりフィルタ処理が行われた低域のオーディオ信号と、前記中高域補正手段によりフィルタ処理が行われた中高域のオーディオ信号とを合成する合成手段と、該合成手段により合成されたオーディオ信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、該逆フーリエ変換手段により逆フーリエ変換されたオーディオ信号を、前記車室内に設置される前記スピーカより出力させるアンプ手段と、を有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る音場補正フィルタ生成装置は、車室内に設置されるｊ個のスピーカのいずれかより測定信号を出力し、前記車室内のｉ箇所の着座位置をリスニングエリアｉとして、各リスニングエリアの複数の測定ポイントでスピーカｊより出力された前記測定信号を集音することにより、測定信号を出力したスピーカｊと集音を行ったリスニングエリアｉとの組み合わせをチャンネルとして、該チャンネル毎に複数の収録信号を取得する収録信号取得手段と、前記測定信号と、前記収録信号取得手段により取得された前記チャンネル毎の複数の収録信号とに基づいて、前記チャンネル毎に複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出手段と、該インパルス応答算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、前記チャンネル毎に複数の周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、該周波数特性算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、前記チャンネル毎に周波数特性の分散αを算出する分散算出手段と、該分散算出手段により算出された分散αに基づいて、前記分散αの変動の大きい中高域と、前記分散αの変動が小さい低域と、該低域以下の周波数であって前記分散αの値が大きくなる再生不可領域とを求める帯域判定手段と、前記インパルス応答算出手段により算出された複数のインパルス応答を用いて前記チャンネル毎に平均化処理を行うことにより、ｊ個の前記スピーカとｉ箇所の前記リスニングエリアとの対応数となるｊ×ｉ個の平均インパルス応答Ａｉｊを算出する平均インパルス応答算出手段と、予め設定される各リスニングエリアの理想的なインパルス応答をＤｉとし、算出対象となるリスニングエリア毎の低域補正フィルタをＱｉとして、平均インパルス応答Ａｉｊを要素とする行列［Ａ］と、理想的なインパルス応答Ｄｉを要素とする行列［Ｄ］と、低域補正フィルタＱｉを要素とする行列［Ｑ］とに基づいて、
［Ａ］［Ｑ］＝［Ｄ］
の関係行列式より、低域補正フィルタを算出する低域補正フィルタ算出手段と、前記周波数特性算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性の平均を求めることにより、前記チャンネル毎に平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出手段と、前記平均周波数特性算出手段により算出されたいずれか一のチャンネルの平均周波数特性における平均信号レベルＳａを求め、該平均信号レベルＳａが０［ｄＢ］になるように全てのチャンネルの平均周波数特性をレベルオフセット処理することにより、前記チャンネル毎に基準音響特性を求めるレベルオフセット手段と、前記分散算出手段により算出された分散αと、予め設定される重み変換値ｋ１とを用いて、前記チャンネル毎の重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−α×ｋ１）
より算出する重み量算出手段と、該重み量算出手段により算出された前記チャンネル毎の重み量Ｗｔと、前記レベルオフセット手段により求められた前記チャンネル毎の基準音響特性とを、対応するチャンネル毎に乗算することにより、前記チャンネル毎に中高域補正フィルタを生成する中高域補正フィルタ生成手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明に係る音場補正フィルタ生成装置は、車室内に設置されるｊ個のスピーカのいずれかより測定信号を出力し、前記車室内のｉ箇所の着座位置をリスニングエリアｉとして、各リスニングエリアの複数の測定ポイントでスピーカｊより出力された前記測定信号を集音することにより、測定信号を出力したスピーカｊと集音を行ったリスニングエリアｉとの組み合わせをチャンネルとして、該チャンネル毎に複数の収録信号を取得する収録信号取得手段と、前記測定信号と、前記収録信号取得手段により取得された前記チャンネル毎の複数の収録信号とに基づいて、前記チャンネル毎に複数のインパルス応答を算出するインパルス応答算出手段と、該インパルス応答算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数のインパルス応答をフーリエ変換することにより、前記チャンネル毎に複数の周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、該周波数特性算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、前記チャンネル毎に周波数特性の分散αを算出する分散算出手段と、該分散算出手段により算出された分散αに基づいて、前記分散αの変動の大きい中高域と、前記分散αの変動が小さい低域と、該低域以下の周波数であって前記分散αの値が大きくなる再生不可領域とを求める帯域判定手段と、前記インパルス応答算出手段により算出された複数のインパルス応答を用いて前記チャンネル毎に平均化処理を行うことにより、ｊ個の前記スピーカとｉ箇所の前記リスニングエリアとの対応数となるｊ×ｉ個の平均インパルス応答Ａｉｊを算出する平均インパルス応答算出手段と、予め設定される各リスニングエリアの理想的なインパルス応答をＤｉとし、算出対象となるリスニングエリア毎の低域補正フィルタをＱｉとして、平均インパルス応答Ａｉｊを要素とする行列［Ａ］と、理想的なインパルス応答Ｄｉを要素とする行列［Ｄ］と、低域補正フィルタＱｉを要素とする行列［Ｑ］とに基づいて、
［Ａ］［Ｑ］＝［Ｄ］
の関係行列式より、低域補正フィルタを算出する低域補正フィルタ算出手段と、前記周波数特性算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性に基づいて、信号レベルの最大値と最小値との差を差値βとして前記チャンネル毎に算出する差値算出手段と、前記周波数特性算出手段により算出された前記チャンネル毎の複数の周波数特性の平均を求めることにより、前記チャンネル毎に平均周波数特性を算出する平均周波数特性算出手段と、前記平均周波数特性算出手段により算出されたいずれか一のチャンネルの平均周波数特性における平均信号レベルＳａを求め、該平均信号レベルＳａが０［ｄＢ］になるように全てのチャンネルの平均周波数特性をレベルオフセット処理することにより、前記チャンネル毎に基準音響特性を求めるレベルオフセット手段と、前記差値算出手段により算出された差値βと、予め設定される重み変換値ｋ２とを用いて、前記チャンネル毎の重み量Ｗｔを、
Ｗｔ＝１０（−β×ｋ２）
より算出する重み量算出手段と、
該重み量算出手段により算出された前記チャンネル毎の重み量Ｗｔと、前記レベルオフセット手段により求められた前記チャンネル毎の基準音響特性とを、対応するチャンネル毎に乗算することにより、前記チャンネル毎に中高域補正フィルタを生成する中高域補正フィルタ生成手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る音場補正フィルタ生成方法、音場補正装置および音場補正フィルタ生成装置では、帯域判定手段が、分散に基づいて、低域と、中高域と、再生不可領域とを求める。このように分散に基づいて低域を求めることにより、車室内においてスピーカとリスニングエリアとの間（チャンネル間）の距離よりも波長が長くなるおそれのある帯域を求めることが可能となる。このため、中高域補正フィルタとは別に、振幅特性だけでなく位相特性の影響を生ずるおそれのある低域用の補正フィルタ（低域補正フィルタ）を求めることが可能となる。
【００２３】
具体的には、予めリスニングエリア毎の理想的なインパルス応答Ｄｉ（理想的な周波数特性）を設定し、このインパルス応答と、チャンネル毎の平均インパルス応答Ａｉｊとに基づいて、低域補正フィルタＱｉを算出することにより、振幅特性および位相特性の影響を考慮した低域補正フィルタを算出することができる。従って、音場補正装置において、オーディオ信号の低域に対しては低域補正フィルタＱｉを用いて音場補正処理を行い、オーディオ信号の中高域に対しては、分散あるいは差値に基づいて重み付けされた中高域補正フィルタを用いて音場補正処理を行うことにより、中高域における過剰な補正を抑制しつつ、低域における位相特性に基づく音質劣化を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る音場補正フィルタ生成方法、音場補正装置および音場補正フィルタ生成装置によれば、チャンネル毎の周波数特性の分散を求めることにより、あるいは、周波数特性の最大値と最小値との差値を求めることにより、周波数特性の変動状態を求めることができる。そして、重み量算出手段において、分散あるいは差値に基づいて、周波数特性の変動が大きい場合に、重み量が小さくなるようにして重み量を求めて音場補正フィルタまたは中高域補正フィルタを生成することにより、リスニングエリア内の周波数特性が測定ポイントに応じて大きく変動する場合であっても、補正処理による補正量を低減させることが可能となる。このため、周波数特性が大きく変動するリスニング環境であっても、過剰な補正を抑制して適切な音場補正処理を行うことができ、聴感上の音質向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態に係る音場測定装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】実施の形態に係る音場測定装置の処理手順の概略を示したフローチャートである。
【図３】実施の形態に係る車室内における、スピーカとリスニングエリアとの配置を概略的に示した図である。
【図４】実施の形態に係る測定マイクロホンで集音を行う場合における、補正位置と、測定信号の再生順序と、補正位置と、測定ポイント毎の収録信号とを示した表である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、実施の形態に係るインパルス応答算出部におけるインパルス応答の算出処理を説明するための図である。
【図６】実施の形態に係る対数平均化処理部で対数平均化処理を行った振幅スペクトル信号の一例を示した図である。
【図７】実施の形態に係る第１ＦＦＴ部および対数平均化処理部における処理条件の一例が示された表である。
【図８】（ａ）は、収録信号ＤＦＬ２に基づいて求められた振幅スペクトルの最大値、平均値、最小値を示した図であり、（ｂ）は、同じ振幅スペクトルの分散を示した図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、スピーカＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲとリスニングエリアＭＦＬとの間の音響特性の一例を示した図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態に係る低域用ターゲット特性Ｄ１〜Ｄ４の一例を示した図である。
【図１１】図１０（ａ）〜（ｄ）に示した低域用ターゲット特性Ｄ１〜Ｄ４と、図９に示す音響特性とを用いて求められたチャンネル毎の低域用逆フィルタの一例を示した図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態に係る低域用ターゲット特性Ｄ１〜Ｄ４の別の一例を示した図である。
【図１３】実施の形態に係る基準音響特性と、重み付けされた音響特性との一例を示した図である。
【図１４】実施の形態に係る中高域用ターゲット特性と、基準音響特性と、中高域逆フィルタ算出部だけで重み付けを行った中高域用逆フィルタの補正フィルタ特性と、中高域用逆フィルタで音場補正が行われた後の補正特性との一例を示した図である。
【図１５】実施の形態に係る中高域用ターゲット特性と、基準音響特性と、重み量計算部と中高域逆フィルタ算出部とで重み付けを行った中高域用逆フィルタの補正フィルタ特性と、中高域用逆フィルタで音場補正が行われた後の補正特性との一例を示した図である。
【図１６】実施の形態に係る音場補正装置の概略構成を示したブロック図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態に係る低域補正部において、図１１（ａ）〜（ｄ）に示される低域用逆フィルタを、Ｍ系列符号から成るオーディオ信号に適用した場合における各リスニングエリアの音響特性を示した図である。
【図１８】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態に係る低域補正部において、図１２（ａ）〜（ｄ）に示される低域用ターゲット特性に基づいて算出された低域用逆フィルタを、Ｍ系列符号から成るオーディオ信号に適用した場合における各リスニングエリアの音響特性を示した図である。
【図１９】実施の形態に係る中高域補正部において設定される補正係数を示した補正係数テーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る音場補正フィルタ生成装置および音場補正装置について一例を示し、図面を用いて詳細に説明を行う。音場補正装置を用いて車室内のディップの低減および音質向上を図るためは、まず、対象となる車室内（リスニングエリア）におけるインパルス応答を求めて、低域用逆フィルタ（低域補正フィルタ）と中高域用逆フィルタ（中高域補正フィルタ、音場補正フィルタ）とを生成する必要がある。このため、まずは、対象となる車室内で低域用逆フィルタと中高域用逆フィルタとを生成する音場測定装置を、本発明に係る音場補正フィルタ生成装置の一例として説明を行う。その後に、求められた低域用逆フィルタと中高域用逆フィルタとを用いて音場補正を行う音場補正装置を、本発明に係る音場補正装置の一例として説明する。
【００２７】
［音場測定装置］
図１は、本実施の形態に係る音場測定装置の概略構成を示したブロック図である。音場測定装置１００は、測定信号再生部１１０と、チャンネル選択部１２０と、アンプ部（アンプ手段）１３０と、スピーカ１４１〜１４４と、測定マイクロホン（収録信号取得手段）１５０と、音場測定部１６０とを有している。また、図２は、音場測定装置１００における処理手順の概略を示したフローチャートである。
【００２８】
測定信号再生部１１０は、測定信号としてＭ系列符号を出力する役割を有している。
チャンネル選択部１２０は、測定信号再生部１１０より出力された測定信号を、車室内に設置される４つのスピーカ１４１〜１４４のいずれかより出力させる役割を有している。具体的に、チャンネル選択部１２０は、スピーカ１４１〜１４４のいずれか１つのスピーカより測定信号を出力させたり、または、いくつかのスピーカを組み合わせて出力させたり、あるいは、全てのスピーカより出力させたりするための分配装置として機能する。
【００２９】
スピーカ１４１〜１４４は、図３に示すように、車室２００内に設置されている。スピーカ１４１〜１４４は、車室２００の前席左側に設置されるスピーカ（ＦＬ）１４１と、前席右側に設置されるスピーカ（ＦＲ）１４２と、後席左側に設置されるスピーカ（ＲＬ）１４３と、後席右側に設置されるスピーカ（ＲＲ）１４４とによって構成されている。なお、スピーカ１４１〜１４１の設置位置および設置個数は一例であって、図３に示すような前後左右位置には限定されず、またスピーカの設置個数も、上述した４個には限定されない。
【００３０】
車室２００には、車室内の着座位置（助手席、運転席、後席左側および後席右側のシート位置）に応じて４つのリスニングエリア２００ａ〜２００ｄが設けられている。具体的には、前席左側の着座位置がリスニングエリア（ＭＦＬ）２００ａとして設定され、前席右側の着座位置がリスニングエリア（ＭＦＲ）２００ｂとして設定され、後席左側の着座位置がリスニングエリア（ＭＲＬ）２００ｃとして設定され、後席右側の着座位置がリスニングエリア（ＭＲＲ）２００ｄとして設定される。音場測定装置１００では、リスニングエリア２００ａ〜２００ｄ内の複数の測定ポイントにおいて、測定信号の集音を行うことにより（収録信号取得ステップ）、各リスニングエリア２００ａ〜２００ｄにおける音響特性（各リスニングエリアにおける各チャンネルの周波数特性）の測定を行う（図２のステップＳ．１）
【００３１】
アンプ部１３０は、チャンネル選択部１２０によって分配されたそれぞれの測定信号の増幅を行う役割を有している。測定マイクロホン１５０は、図３に示すリスニングエリア２００ａ〜２００ｄに設置される。測定マイクロホン１５０は、設置されたリスニングエリアにおいて、４つのスピーカ１４１〜１４４から出力される測定音（Ｍ系列符号：測定信号）の集音（取得）を行う役割を有している。
【００３２】
図４は、測定マイクロホン１５０で測定信号の集音を行う場合における、音場補正対象となる補正位置と、補正位置に向けて測定信号を再生するスピーカの再生順序と、補正位置に該当する収録位置（リスニングエリア）と、測定ポイント毎の収録信号とを示した表である。具体的には、前席左側の補正位置に対しては、（１）左前スピーカ（ＦＬ）、（２）右前スピーカ（ＦＲ）、（３）左後スピーカ（ＲＬ）、（４）右後スピーカ（ＲＲ）の順番に測定信号が出力されている。そして、前席左側の補正位置に該当するリスニングエリア（ＭＦＬ）２００ａに設置された測定マイクロホン１５０によって、（１）左前スピーカ（ＦＬ）より出力された測定信号を、測定マイクロホン１５０で収録信号ＤＦＬ１として測定ポイント毎に集音し、（２）右前スピーカ（ＦＲ）より出力された測定信号を、測定マイクロホン１５０で収録信号ＤＦＬ２として測定ポイント毎に集音し、（３）左後スピーカ（ＲＬ）より出力された測定信号を、測定マイクロホン１５０で収録信号ＤＦＬ３として測定ポイント毎に集音し、（４）右後スピーカ（ＲＲ）より出力された測定信号を、測定マイクロホン１５０で収録信号ＤＦＬ４として測定ポイント毎に集音する。同様にして、前席右側、後席左側、後席右側の順で同様に集音する。
【００３３】
また、前席の補正位置として、（１）左前スピーカ（ＦＬ）と右前スピーカ（ＦＲ）とから同時に測定信号を出力し、前席左側の補正位置に該当するリスニングエリア（ＭＦＬ）２００ａに設置された測定マイクロホン１５０で、測定信号を収録信号ＤＦ１として測定ポイント毎に集音し、その後に、（２）左後スピーカ（ＲＬ）と右後スピーカ（ＲＲ）とから同時に測定信号を出力し、前席左側の補正位置に該当するリスニングエリア（ＭＦＬ）２００ａに設置された測定マイクロホン１５０で、測定信号を収録信号ＤＦ２として測定ポイント毎に集音する。
【００３４】
また、後席の補正位置として、（１）左前スピーカ（ＦＬ）と右前スピーカ（ＦＲ）とから同時に測定信号を出力し、後席左側の補正位置に該当するリスニングエリア（ＭＲＬ）２００ｃに設置された測定マイクロホン１５０で、測定信号を収録信号ＤＲ１として測定ポイント毎に集音し、その後に、（２）左後スピーカ（ＲＬ）と右後スピーカ（ＲＲ）とから同時に測定信号を出力し、後席左側の補正位置に該当するリスニングエリア（ＭＲＬ）２００ｃに設置された測定マイクロホン１５０で、測定信号を収録信号ＤＲ２として測定ポイント毎に集音する。
【００３５】
なお、図４では、前席補正位置の収録信号を測定する場合に、前席左側の補正位置（リスニングエリアＭＦＬ）に測定マイクロホン１５０を設置する場合を一例として示しているが、測定マイクロホン１５０の測定位置は、前席左側の補正位置（リスニングエリアＭＦＬ）には限定されず、前席右側の補正位置（リスニングエリアＭＦＲ）であってもよい。同様に、図４では、後席補正位置の収録信号を測定する場合に、後席左側の補正位置（リスニングエリアＭＲＬ）に測定マイクロホン１５０を設置する場合を一例として示しているが、測定マイクロホン１５０の測定位置は、後席左側の補正位置（リスニングエリアＭＲＬ）には限定されず、後席右側の補正位置（リスニングエリアＭＲＲ）であってもよい。
【００３６】
全席の補正を考慮する場合には、図４の表の最下段に示すように、前席と後席との収録信号（ＤＦ１とＤＲ２）を利用する。測定される収録信号は、図４に示したように、測定信号を出力するスピーカの設置位置と、測定マイクロホン１５０の設置位置との組み合わせ（この組み合わせをチャンネルとして区別する）によって、ＤＦＬ１〜ＤＦＬ４、ＤＦＲ１〜ＤＦＲ４、ＤＲＬ１〜ＤＲＬ４、ＤＲＲ１〜ＤＲＲ４、ＤＦ１、ＤＦ２、ＤＲ１、ＤＲ２からなる全２０パターン（２０チャンネル）となる。
【００３７】
測定マイクロホン１５０を用いて、各リスニングエリアで収録信号を集音する場合、各リスニングエリア（ＭＦＬ，ＭＦＲ，ＭＲＬ，ＭＲＲ）内でゆっくりと測定マイクロホン１５０を移動させることにより、リスニングエリア内の複数の測定ポイント（リスニングポイント）で、一定の時間間隔で収録信号の集音を行う。但し、複数の測定ポイントで収録信号の集音を行う方法は、測定マイクロホン１５０をゆっくり移動させるだけでなく、他の方法を用いることも可能である。例えば、１つのリスニングエリア全体をカバーし得るだけの複数の測定マイクロホンを、測定対象となるリスニングエリアに設置して、同時に複数の測定ポイントで収録信号を集音する方法を採用することも可能である。
【００３８】
音場測定部１６０は、図１に示すように、インパルス応答算出部（インパルス応答算出手段）１６１と、第１ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部（周波数特性算出手段）１６２と、対数平均化処理部１６３と、エリア音場測定部（分散算出手段、差値算出手段）１６４と、帯域判定部（帯域判定手段）１６５と、平均インパルス応答部（平均インパルス応答算出手段）１６６と、低域逆フィルタ算出部（低域補正フィルタ算出手段）１６７と、レベル調節部（平均周波数特性算出手段、レベルオフセット手段）１６８と、重み量計算部（重み量算出手段、音場補正フィルタ生成手段、中高域補正フィルタ生成手段）１６９と、中高域逆フィルタ算出部１７０と、メモリ１８０とを有している。
【００３９】
インパルス応答算出部１６１は、測定信号再生部１１０から出力（再生）された測定信号をリファレンスとして、測定マイクロホン１５０を用いて集音した収録信号における相関演算処理を、リスニングエリア内の測定ポイント毎に行うことによって、測定マイクロホン１５０とスピーカ１４１〜１４１との間（各チャンネル）のインパルス応答を算出する役割を有している（図２のステップＳ．２：インパルス応答算出ステップ）。
【００４０】
図５（ａ）（ｂ）は、インパルス応答算出部１６１におけるインパルス応答の算出処理を説明するための図である。インパルス応答算出部１６１は、測定マイクロホン１５０より集音した収録信号と、測定信号再生部１１０より取得したリファレンスの測定信号との双方に対して、図５（ａ）に示すようにオーバーラップ処理を行い、相対的なサンプリング速度の向上を図る。
【００４１】
具体的に、インパルス応答算出部１６１では、測定信号再生部１１０より取得した測定信号（Ｍ系列符号）に基づいて符号長を求め、求められた符号長を相関演算処理の処理範囲（相関演算処理範囲）としてインパルス応答を求める。さらに、インパルス応答算出部１６１では、符号長だけ測定マイクロホン１５０が移動される間に、等間隔で多数回測定できるように、測定マイクロホン１５０での収録信号の測定（集音）タイミングの設定を行う。このようにして測定タイミングの設定を行うことにより、測定マイクロホン１５０が符号長だけ移動する間に、収録信号を複数回測定することが可能となる。
【００４２】
また、インパルス応答算出部１６１では、相関演算処理の処理範囲を符号長とすることにより、図５（ａ）に示すように、相関演算処理に用いることが可能な測定信号にオーバーラップを生じさせる。このため、通常であれば測定信号の符号長の間隔で測定されるインパルス応答を、符号長よりも短い間隔で測定ポイント毎に測定することが可能となり、図５（ｂ）に示すように、検出可能なインパルス応答数を増加させることができる。また、インパルス応答算出部１６１では、インパルス応答長を設定して、インパルス応答の生成間隔よりも短くなるようにゲート処理を行うことにより、不要な残響音の除去とＳＮＲ（Signal to noise ratio：Ｓ／Ｎ比、信号に対するノイズ(雑音)の量を対数で表したもの）の改善を行う。
【００４３】
このようにして、インパルス応答算出部１６１では、音場測定装置１００より出力される測定信号と、前席左側，前席右側，後席左側，後席右側の各リスニングエリア（ＭＦＬ，ＭＦＲ，ＭＲＬ，ＭＲＲ）において測定マイクロホン１５０により集音される、各スピーカ１４１〜１４４（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）からの収録信号とに基づいて、チャンネル毎に複数のインパルス応答（複数の測定ポイントに対応したインパルス応答）を算出する。
【００４４】
第１ＦＦＴ部１６２は、ゲート処理した測定ポイント毎のインパルス応答に対して、フーリエ変換を行った後に、リニアの振幅スペクトル信号をデシベル信号に変換する役割を有している。第１ＦＦＴ部１６２は、測定されたインパルス応答をフーリエ変換することにより、測定ポイント毎の周波数特性を求める（図２のステップＳ．３：周波数特性算出ステップ）。インパルス応答数をｎ個、フーリエ変換長（ＦＦＴ長）を２ｍとすると、第１ＦＦＴ部１６２において、リスニングエリア毎にｎ×ｍ個の振幅スペクトル信号を得ることができる。
【００４５】
対数平均化処理部１６３は、第１ＦＦＴ部１６２において求められた複数の振幅スペクトル信号に対して、人間の聴覚の周波数分解能を考慮した処理を行う。具体的には、周波数が高くなるに従って平均化数を増加させる対数平均化処理を行うことにより、周波数領域でのスムージング処理を行う（図２のステップＳ．４）。
【００４６】
図６は、対数平均化処理部１６３において対数平均化処理を行った振幅スペクトル信号の一例を示しており、インパルス応答数を５００個、フーリエ変換長を２×４，０９６とすることにより、５００×４，０９６個の振幅スペクトル信号が示されている。
【００４７】
また、図７は、第１ＦＦＴ部１６２および対数平均化処理部１６３における処理条件（測定条件）の一例が示された表である。具体的に、サンプリング速度は、４４，１００サンプル／ｓｅｃ、Ｍ系列符号長は１６，３８３サンプルであり、０．３７２ｓｅｃ毎にインパルス応答が生成される。しかしながら、上述したように、符号長（１６，３８３サンプル）の３／４でなる１２，２８７サンプルのオーバーラップ処理によって、０．０９３ｓｅｃ毎にインパルス応答が生成されるので、図７に示すように４７ｓｅｃだけ収録信号を集音することにより、約５００個のインパルス応答が求められる。この約５００個のインパルス応答を、符号長（１６，３８３サンプル）の半分となる８，１９２サンプル毎にフーリエ変換することにより、上述した５００×４，０９６個の振幅スペクトル信号を得ることができる。なお、対数平均化数は、聴覚の周波数分解能として知られている１／３オクターブ幅よりも小さい１／６オクターブ幅としている。
【００４８】
エリア音場測定部１６４は、対数平均化処理部１６３による対数平均化処理により求められた振幅スペクトル信号（図６参照）に対して、振幅スペクトル毎の最大値、平均値、最小値、分散を計算する役割を有している（図２のステップＳ．５：分散算出ステップ、差値算出ステップ）。図８（ａ）は、右前スピーカ（ＦＲ）より出力された測定信号を、前席左側のリスニングエリア（ＭＦＬ）に設置された測定マイクロホン１５０で集音した収録信号ＤＦＬ２（図４参照）に基づいて求められた振幅スペクトルの最大値、平均値、最小値を示した図であり、図８（ｂ）は、同じ振幅スペクトルの分散を示した図である。
【００４９】
測定マイクロホン１５０を少しずつ移動させて４７ｓｅｃの時間だけ収録信号を集音しているため、求められる振幅スペクトルは、図６に示すように集音時間（測定ポイント）に応じてそれぞれ異なる信号レベル値を示すことになる。このため、エリア音場測定部１６４では、異なる信号レベル値を示す複数の振幅スペクトルに基づいて、チャンネル毎に最大値、平均値、最小値、分散を算出する。
【００５０】
図８（ａ）（ｂ）を確認すると、３０Ｈｚ〜１７０Ｈｚの周波数区間（低域）以外の区間では、最大値と最小値との差（差値）、および分散の変動が大きくなっている。このため、低域以外の周波数では、周波数変動が大きいと判断することができる。ここで、３０Ｈｚ以下の低帯域は、スピーカ１４１〜１４４の再生能力以下の周波数に該当し、雑音による変動と判断することができる。この周波数帯域を、再生不可領域という。
【００５１】
また、４ｋＨｚ以上の高域に比べて、１７０Ｈｚ〜４ｋＨｚまでの中域では、分散の値が特に大きく変動しており、測定ポイント毎に周波数特性のばらつきが大きいと判断することができる。エリア音場測定部１６４では、図４に示したように、スピーカとリスニングエリアとの対応（チャンネル）に応じた２０パターンの収録信号に対して、振幅スペクトル毎の最大値、平均値、最小値、分散を計算する。
【００５２】
帯域判定部１６５は、エリア音場測定部１６４で求められた分散に基づいて、低域と、中高域と、再生不可領域との帯域判定を行う役割を有している（図２のステップＳ．６：帯域判定ステップ）。本実施の形態に係る帯域判定部１６５は、図８（ｂ）に示すように、分散の変動に対して領域判定スレッショルド（閾値）を設定することにより、低域と中高域と再生不可領域との帯域判定を行う。
【００５３】
一般に、スピーカの再生能力以下の周波数では、雑音によって高い分散値を示す傾向がある。低域では、分散の変動が比較的少ない傾向がある。中高域では、低域に比べて測定ポイント毎に周波数特性に変動が生じやすいことから、分散の値が大きく変動する傾向がある。このため、分散の変動状態に応じて領域判定スレッショルドを設定することにより、スピーカの再生能力以下の再生不可領域と、分散の変動が比較的少ない低域と、分散の変動が大きい中高域とに帯域を分けることが可能となる。
【００５４】
図８（ｂ）では、領域判定スレッショルドとして１［ｄＢ］が設定される場合が示されている。この領域判定スレッショルドにより、再生不可領域として３３Ｈｚ未満、低域として３３Ｈｚ〜１６０Ｈｚ、中高域として１６０Ｈｚ〜２２ｋＨｚの帯域判定が行われる。このように、分散を基準としてリスニングエリア内の周波数変動を判断し、適切に帯域判定を行うことによって、帯域毎の特性に応じた音場補正を行うことが可能となる。音場測定装置１００では、帯域判定部１６５により判定された低域と中高域とに基づいてそれぞれ異なる処理を行うことにより、低域における音場補正用の逆フィルタ（低域補正フィルタ）と、中高域における音場補正用の逆フィルタ（中高域補正フィルタ）とを求める。帯域判定部１６５において低域と判断された低域情報は、平均インパルス応答部１６６に出力され、中高域と判断された中高域情報は、レベル調節部１６８へ出力される。
【００５５】
次に、低域と判断された周波数帯域を補正するための低域用逆フィルタを算出する処理について説明する。
【００５６】
平均インパルス応答部１６６は、４つのスピーカ１４１〜１４４（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）と４つのリスニングポイント（ＭＦＬ，ＭＦＲ，ＭＲＬ，ＭＲＲ）との組み合わせ（各チャンネル）に基づいて、インパルス応答算出部１６１において算出されたインパルス応答を用いて平均化処理を行うことにより、１６個の平均インパルス応答を生成する（図２のステップＳ．７：平均インパルス応答算出ステップ）。生成された１６個の平均インパルス応答は、低域逆フィルタ算出部１６７へと出力される。
【００５７】
低域逆フィルタ算出部１６７は、平均インパルス応答部１６６で生成された平均インパルス応答を用いて、振幅と位相とを制御するための低域用逆フィルタを算出する役割を有している（図２のステップＳ．８：低域補正フィルタ算出ステップ）。上述したように、平均インパルス応答部１６６では、４つのスピーカ１４１〜１４４（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）と４つのリスニングエリア（ＭＦＬ，ＭＦＲ，ＭＲＬ，ＭＲＲ）との組み合わせ（各チャンネル）に基づいて１６個の平均インパルス応答が生成される。このため、スピーカをｊ（１≦ｊ≦４）、リスニングエリアをｉ（１≦ｉ≦４）で示すと、平均インパルス応答は、Ａｉｊで示すことができる。また、低域逆フィルタ算出部１６７において算出する低域用逆フィルタをＱｉ（１≦ｉ≦４）とし、低域用逆フィルタＱｉによって平均インパルス応答Ａｉｊが理想的な（所望の）特性となるように、予め設定されるインパルス応答を低域用ターゲット特性としてＤｉ（１≦ｉ≦４）で示す。つまり、
Ａｉｊ  ：スピーカｊとリスニングエリアｉとの間の平均インパルス応答
Ｑｉ  ：低域逆フィルタ算出部１６７において算出する低域用逆フィルタ
Ｄｉ  ：低域用ターゲット特性（ターゲットとなるインパルス応答）
とになり、以下の式１で示すことが可能となる。
【数１】
2015015550.tif 000003
ここで、平均インパルス応答Ａｉｊを要素とする行列［Ａ］と、ターゲットとなるインパルス応答Ｄｉを要素とする行列［Ｄ］と、低域用逆フィルタＱｉを要素とする行列［Ｑ］とに基づいて、便宜上、式１を［Ａ］［Ｑ］＝［Ｄ］で示すと、低域用逆フィルタの行列［Ｑ］は、［Ａ］［Ｑ］＝［Ｄ］を満たす［Ｑ］を算出することにより求めることができる。［Ａ］Ｈを［Ａ］の共役転置行列とすると、式１は、［Ａ］Ｈ［Ａ］［Ｑ］＝［Ａ］Ｈ［Ｄ］と表すことができる。［Ｒ］＝［Ａ］Ｈ［Ａ］とし、［Ｐ］＝［Ａ］Ｈ［Ｄ］とすると、式１は、［Ｒ］［Ｑ］＝［Ｐ］で表すことができ、低域用逆フィルタ［Ｑ］を、［Ｑ］＝［Ｒ］−１［Ｐ］で求めることが可能となる。
【００５８】
図９（ａ）〜（ｄ）は、４つのスピーカ１４１〜１４４（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）と前席左側のリスニングエリアＭＦＬとの間の音響特性を示した図である。図９（ａ）〜（ｄ）では、各スピーカ（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）とリスニングエリアＭＦＬとに基づく平均インパルス応答をフーリエ変換することにより周波数特性で示したものを示している。図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、それぞれのスピーカ（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）とリスニングエリアＭＦＬとの間の音響特性は、それぞれ大きく異なった特性を示している。また、リスニングエリアが異なる場合においても、スピーカが異なる場合と同様に音響特性が大きく異なり、音質や音量が異なったものになる傾向がある。
【００５９】
低域のオーディオ信号では、各チャンネル（各スピーカと各リスニングエリアとの対応関係）間の位相特性が影響して相関性が生じるため、リスニングエリア毎に相違した特性を示す傾向がある。従って、低域に対する音場補正処理において、振幅のみを抑制するパラメトリックイコライザ等のＩＩＲ（Infinite impulse response：無限インパルス応答）フィルタを用いた補正だけを行っても、音響特性を改善することが困難であった。このため、本実施の形態に係る低域逆フィルタ算出部１６７では、振幅と位相とを制御するＦＩＲフィルタをベースとして低域用逆フィルタを算出する。
【００６０】
図１０（ａ）〜（ｄ）は、予め設定される低域用ターゲット特性Ｄ１〜Ｄ４（ターゲットとなるインパルス応答）の一例を示した図である。具体的に、図１０（ａ）は、前席左側のリスニングエリアＭＦＬの低域用ターゲット特性を示し、図１０（ｂ）は、前席右側のリスニングエリアＭＦＲの低域用ターゲット特性を示し、図１０（ｃ）は、後席左側のリスニングエリアＭＲＬの低域用ターゲット特性を示し、図１０（ｄ）は、後席右側のリスニングエリアＭＲＲの低域用ターゲット特性を示している。図１０（ａ）〜（ｄ）に示す低域用ターゲット特性では、全てのリスニングエリア（ＭＦＬ，ＭＦＲ，ＭＲＬ，ＭＲＲ）において、３３Ｈｚ〜１６０Ｈｚの帯域で周波数特性の信号レベルがフラットになるように設定されている。そして３３Ｈｚ未満あるいは１６０Ｈｚ以上の周波数では信号レベルが大きく減衰するように設定されている。
【００６１】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、図１０（ａ）〜（ｄ）に示した低域用ターゲット特性Ｄ１〜Ｄ４と、図９に示す音響特性とを用いて求められたチャンネル毎の低域用逆フィルタの一例を示している。具体的に、図１１（ａ）は、前席左側のスピーカＦＬとリスニングエリアＭＦＬとの間のチャンネルＣｈ１における低域用逆フィルタの周波数特性を示しており、図１１（ｂ）は、前席右側のスピーカＦＲとリスニングエリアＭＦＬとの間のチャンネルＣｈ２における低域用逆フィルタの周波数特性を示しており、図１１（ｃ）は、後席左側のスピーカＲＬとリスニングエリアＭＦＬとの間のチャンネルＣｈ３における低域用逆フィルタの周波数特性を示しており、図１１（ｄ）は、後席右側のスピーカＲＲとリスニングエリアＭＦＬとの間のチャンネルＣｈ４における低域用逆フィルタの周波数特性を示している。
【００６２】
平均インパルス応答部１６６では、インパルス応答算出部１６１において算出されたインパルス応答を用いて平均化処理を行っており、１６，３８４個の実数と虚数とのフィルタ係数が生成されるが、図１１（ａ）〜（ｄ）では、実数と虚数とを振幅と位相とに変換した後に、振幅のみを表示したものを示している。この図１１（ａ）〜（ｄ）に示す低域用逆フィルタを用いて低域の音場補正を行った後のリスニングエリア毎の低域の音響特性については後述する。
【００６３】
また、低域用ターゲット特性は予め設定されるものであるため、車室内の音響特性に応じてさまざまに設定を行うことが可能である。図１２（ａ）（ｂ）に示す低域用ターゲット特性（ターゲットとなるインパルス応答）は、前席左右のリスニングエリア（ＭＦＬ，ＭＦＲ）において、３３Ｈｚ〜１６０Ｈｚの帯域で周波数特性の信号レベルがフラットになるように設定され、３３Ｈｚ未満あるいは１６０Ｈｚ以上の周波数では信号レベルが大きく減衰するように設定されている。一方で、図１２（ｃ）（ｄ）に示す低域用ターゲット特性（ターゲットとなるインパルス応答）は、後席左右のリスニングエリア（ＭＲＬ，ＭＲＲ）において、３３Ｈｚ〜１６０Ｈｚの帯域で周波数特性の信号レベルが、前席左右のリスニングエリア（ＭＦＬ，ＭＦＲ）に比べて信号レベルが１０［ｄＢ］低くなるように設定され、全ての周波数において減衰するように設定されている。図１２（ａ）〜（ｄ）に示す低域用ターゲット特性によって生成される低域用逆フィルタを用いて低域の音場補正を行った後のリスニングエリア毎の低域の音響特性についても後述する。
【００６４】
このように低域用ターゲット特性を設定することにより、リスニングエリア毎の音量を任意に設定・調節することが可能となる。例えば、音楽再生時における低域の音量レベルは、聴取者の嗜好により大きく異なる傾向があり、強めの低域音量を好む人がいる一方で、強めの低域音量を嫌う人もいる。このため、各リスニングエリアで所望の音量を得られるように、リスニングエリア毎に独立して低域用ターゲット特性Ｄｉを設定・調節することによって、聴取者の嗜好に合った音場環境を提供することが可能となる。例えば、各リスニングエリアの音量調節例として、音量の範囲を１〜５の５段階設定とすると、前席左側の音量を１、前席右側の音量を５、後席左側の音量を２、後席右側の音量を３として設定することにより、車両において前席右側の低域音量を他の座席よりも大きくする一方で、前席左側の低域音量を他の席に比べて最も小さい音量にすることも可能となる。
【００６５】
上述したようにして、平均インパルス応答部１６６および低域逆フィルタ算出部１６７では、全てのリスニングエリアの低域用逆フィルタＱ１〜Ｑ４を算出する。算出された低域用逆フィルタＱ１〜Ｑ４は、メモリ１８０に記録される（図２のステップＳ．９）。
【００６６】
次に、中高域と判断された周波数帯域を補正するための中高域用逆フィルタを算出する処理を説明する。
【００６７】
レベル調節部１６８は、特定のチャンネルの基準帯域に基づいて各チャンネルのレベル調節を行う役割を有している（図２のステップＳ．１０）。本実施の形態に係るレベル調節部１６８では、まず、前席左側のスピーカ（ＦＬ）と前席左側のリスニングエリア（ＭＦＬ）との間の音響特性（周波数特性）の平均（図８（ａ）参照：平均周波数特性）を求める（平均周波数特性算出ステップ）。そして、レベル調節部１６８では、中域の５００Ｈｚ〜３ｋＨｚの平均信号レベルＳａ［ｄＢ］を求めて、求められた平均信号レベルＳａ［ｄＢ］のレベルオフセットを行って平均信号レベルの値が０［ｄＢ］となるように調節を行い、調節された平均の周波数特性をリファレンスの音響特性（基準音響特性）にする（レベルオフセットステップ）。
【００６８】
レベル調節部１６８では、前席左側のスピーカ（ＦＬ）と前席左側のリスニングエリア（ＭＦＬ）との他に、それぞれのスピーカとそれぞれのリスニングエリアとの間（各チャンネル）においても、音響特性（周波数特性）の平均を求めて、求められた音響特性（周波数特性）の平均に対しても、同様にして平均信号レベルＳａ［ｄＢ］を用いてレベルオフセット（レベル調節）を行う。レベル調節部１６８は、このように全てのチャンネルの音響特性に対してレベルオフセット（レベル調節）を行うことにより、チャンネル毎の基準音響特性を生成する。
【００６９】
重み量計算部１６９は、チャンネル毎の音響特性の分散に応じて重み量計算を行う役割を有している（図２のステップＳ．１１：重み量算出ステップ）。各チャンネルにおける分散α［ｄＢ］は、図８（ｂ）に示すように、各リスニングエリアのチャンネル毎に算出される。重み量計算部１６９は、チャンネル毎に分散α［ｄＢ］を用いて、以下の式２により重み量Ｗｔを算出する。
Ｗｔ＝１０（−α×ｋ１）        ・・・式２
但し、ｋ１は重み変換値であって、０＜ｋ１＜＜１の値となる。この重み量Ｗｔは、チャンネル毎に算出される。
【００７０】
次に、重み量計算部１６９は、求められたチャンネル毎の重み量Ｗｔと、レベル調節部１６８において生成されたチャンネル毎の基準音響特性とを、互いのチャンネルに対応させてそれぞれ乗算処理を行い、重み付けされた音響特性を生成する（音場補正フィルタ生成ステップ、中高域補正フィルタ生成ステップ）。図１３は、基準音響特性と、重み付けされた音響特性とを示した図の一例である。なお、図１３に示す例では、０［ｄＢ］を基準値とし、重み量を算出するための重み変換値ｋ１をｋ１＝０．０３に設定した。式２に示すように、分散αが大きな値になると重み量Ｗｔが小さくなるため、図８（ｂ）に示すように分散の値が大きい周波数では、重み付けされた音響特性の値が、重み付けされていない音響特性に比べて、基準レベル（０［ｄＢ］）に近い値となる（０［ｄＢ］との差が小さくなる）傾向を示している。このようにして分散を用いて音響特性の補正を行うことにより、分散の変動が大きな中高域の音響特性の重み付けが小さくなるように中高域用逆フィルタのフィルタ特性を設定することが可能となる。
【００７１】
なお、本実施の形態においては、重み量Ｗｔの算出に分散を用いる場合について説明を行ったが、分散を用いて重み量Ｗｔを算出する方法は一例であり、周波数変動量に応じて重み量を算出することが可能であれば、分散を用いた算出方法には限定されない。例えば、図８（ａ）に示すように、最大値と最小値との差が大きい帯域は、分散が大きい値を示す傾向がある。このため、次の式３のように、チャンネル毎の周波数特性に関して、最大値と最小値との差を差値βとして用いて、重み量Ｗｔを算出することも可能である。
Ｗｔ＝１０（−（最大値−最小値）×ｋ２）
＝１０（−β×ｋ２）    ・・・式３
但し、ｋ２は重み変換値を意味している。
【００７２】
中高域逆フィルタ算出部１７０は、予め設定される中高域用のターゲット特性（中高域用ターゲット特性）を用いて重み付けされた音響特性を基準として、重み量計算部１６９で重み付けされた音響特性に対し、周波数の振幅スペクトル毎に逆フィルタ特性を計算して、中高域用逆フィルタ（中高域補正フィルタ）を生成する役割を有している（図２のステップＳ．１２）。
【００７３】
図１４は、中高域用ターゲット特性と、基準音響特性と、重み量計算部１６９で重み付けを行わずに中高域逆フィルタ算出部１７０だけで重み付けを行った中高域用逆フィルタの補正フィルタ特性と、中高域用逆フィルタで音場補正が行われた後の補正特性との一例を示した図である。一方で、図１５は、中高域用ターゲット特性と、基準音響特性と、重み量計算部１６９で重み付けを行った後に中高域逆フィルタ算出部１７０で重み付けを行った中高域用逆フィルタの補正フィルタ特性と、中高域用逆フィルタで音場補正が行われた後の補正特性との一例を示した図である。なお、中高域逆フィルタ算出部１７０における中高域用ターゲット特性は、図１４および図１５に示すように、１８ｋＨｚ以上を減衰させたものであり、２２ｋＨｚでは２０［ｄＢ］減衰するように設定されている。
【００７４】
図１４に示すように、重み量計算部１６９で重み付けを行わない場合には、基準音響特性に対して補正フィルタ特性が逆特性となっており、補正特性は中高域用ターゲット特性とほとんど一致していることがわかる。しかしながら、図６や図８に示すように、リスニングエリア内では、周波数特性が大きく変動する傾向を示している。このため、リスニングエリア内で平均的な音響特性に基づいて音場補正を行っても、リスニングエリアによっては却って過剰な補正になってしまう場合があり、聴感上で音質の向上を得られないおそれがある。
【００７５】
また、本実施の形態に係るレベル調節部１６８、重み量計算部１６９および中高域逆フィルタ算出部１７０では、中高域に対する音場補正だけを補正対象として説明を行っているが、低域から高域まで全帯域を補正対象として補正処理を行う場合もあり得る。このように全帯域を補正対象とする場合に、分散による重み付け、あるいは、差値による重み付けを行わずに補正処理を行うと、３０Ｈｚ以下の低域において、スピーカの再生能力を考慮せずに補正が行われてしまうため、歪みが発生してしまうという問題が生ずる。
【００７６】
一方で、図１５に示すように、重み量計算部１６９で重み付けを行う場合には、分散の値（あるいは差値）が大きく、また、分散の変動が大きい周波数において、補正量が小さくなる傾向が示されており、分散が大きく変動する帯域では過剰な補正を低減して良好な音質でリスニングを行うことが可能となる。また、スピーカの再生能力以下の周波数で、補正量を小さくすることができ、歪みの発生を抑制することが可能になるという特徴が生ずる。
【００７７】
上述したレベル調節部１６８、重み量計算部１６９および中高域逆フィルタ算出部１７０では、中高域の補正処理を対象として、前席左側スピーカＦＬと前席左側のリスニングエリアＭＦＬとの間（スピーカＦＬとリスニングエリアＭＦＬとの間のチャンネル）の音響特性に基づいて中高域用逆フィルタを生成する場合について説明を行った。レベル調節部１６８，重み量計算部１６９および中高域逆フィルタ算出部１７０では、前席左側スピーカＦＬと前席左側のリスニングエリアＭＦＬのチャンネル以外においても同様にして、中高域用逆フィルタの生成を行う。各チャンネルに基づいてエリア周波数特性を求めて高域用逆フィルタを求めることにより、全てのスピーカとリスニングエリアとの組み合わせに対応する中高域用逆フィルタを求めることが可能となる。
【００７８】
なお、図１４および図１５に示す補正フィルタ特性および補正特性では、説明の便宜上、全帯域を補正対象とする場合の補正フィルタ特性が示されているが、本実施の形態に係るレベル調節部１６８，重み量計算部１６９および中高域逆フィルタ算出部１７０の処理では、中高域用逆フィルタを生成することを目的とするため、補正帯域を中高域に限定する必要がある。このため、中高域逆フィルタ算出部１７０において設定される中高域用ターゲット特性を、図１４および図１５に示す中高域用ターゲット特性に比べて、１６０Ｈｚ以下で周波数特性が大きく減衰するように設定する。このように中高域用ターゲット特性を設定することにより、周波数特性の信号レベルの変動が大きい中高域に適したチャンネル毎の中高域用逆フィルタを生成することが可能となる。中高域逆フィルタ算出部１７０で生成されたチャンネル毎の中高域用逆フィルタは、メモリ１８０に記録される（図２のステップＳ．１３）。
【００７９】
［音場補正装置］
次に、音場補正装置について説明を行う。図１６は、音場補正装置の概略構成を示したブロック図である。音場補正装置３００は、オーディオ再生部（オーディオ再生手段）３１０と、音場補正部３２０と、アンプ部（アンプ手段）１３０と、スピーカ１４１〜１４４とを備えている。ここで、アンプ部１３０とスピーカ１４１〜１４４とに関しては、音場測定装置１００において説明したものと同じものであるため、ここでの説明は省略する。スピーカ１４１〜１４４は、音場測定装置１００と同様に４つ設けられており、図３に示すように、車室２００内の前後左右位置にそれぞれ設置されている。
【００８０】
音場補正装置３００は、音場測定装置１００により求められた低域用逆フィルタおよび中高域用逆フィルタを用いて、車室２００内の音場補正を行うことを目的とするものであり、音場測定装置１００の音場環境（スピーカ数、スピーカ設置位置、車室内の構造、座席の配置など）と音場補正装置３００の音場環境とは、同じ環境である。
【００８１】
オーディオ再生部３１０は、ＣＤ、ＭＤ、ラジオなどに基づいてオーディオ信号を出力するものであり、一般的な車載用オーディ再生装置に該当する。オーディオ再生部３１０より出力されるオーディオ信号は、ＬチャンネルとＲチャンネルとからなるステレオタイプのオーディオ信号であり、出力されたオーディオ信号は、音場補正部３２０に入力される。
【００８２】
音場補正部３２０は、第２ＦＦＴ部（フーリエ変換手段）３２１と、モノラル部３２２と、低域補正部（低域補正手段）３２３と、中高域補正部（フィルタ処理手段、中高域補正手段）３２４と、合成部（合成手段）３２５と、ＩＦＦＴ部（逆フーリエ変換手段）３２６と、メモリ１８０とを備えている。音場補正部３２０では、第２ＦＦＴ部３２１とＩＦＦＴ部３２６とを用いたオーバーラップ加算型による周波数領域の補正を行う。なお、メモリ１８０には、音場測定装置１００の音場測定部１６０において生成された低域用逆フィルタ（低域補正フィルタ）と中高域用逆フィルタ（中高域補正フィルタ）とが記録されている。メモリ１８０は、音場測定部１６０において用いられるメモリと同じメモリである。
【００８３】
第２ＦＦＴ部３２１は、オーディオ再生部３１０より入力されるオーディオ信号を、第１ＦＦＴ部１６２と同様に、フーリエ変換する処理を行う役割を有している。第２ＦＦＴ部３２１では、入力されるオーディオ信号を８，１９２サンプル毎に区切り、８，１９２サンプル分のゼロを付加することにより１６，３８４サンプルの高速フーリエ変換を行う。高速フーリエ変換されたオーディオ信号は、モノラル部３２２と中高域補正部３２４とへ出力される。
【００８４】
モノラル部３２２では、入力されたオーディオ信号をモノラル化する役割を有している。モノラル化されたオーディオ信号は、低域補正部３２３に出力される。低域補正部３２３は、メモリ１８０より低域用逆フィルタのフィルタ情報を取得して、入力されるオーディオ信号に対して低域用のフィルタ処理を行う。ここで、音場測定部１６０において生成される低域用逆フィルタに基づいて、４つのスピーカ１４１〜１４４に対応する低域用のフィルタ処理（音場補正処理）を行う。低域補正部３２３においてフィルタ処理（音場補正処理）が行われたオーディオ信号は、４つのスピーカに対応してそれぞれ出力される。
【００８５】
図１７（ａ）〜（ｃ）は、低域補正部３２３において、図１１（ａ）〜（ｄ）に示される低域用逆フィルタを、Ｍ系列符号から成るオーディオ信号に適用した場合における各リスニングエリアの音響特性を示している。既に説明したように、図１１（ａ）〜（ｄ）に示される低域用逆フィルタは、図１０（ａ）〜（ｄ）に示す低域用ターゲット特性に基づいて低域逆フィルタ算出部１６７で算出されたものである。このため、図１１（ａ）〜（ｄ）に示す低域用逆フィルタを用いてフィルタ処理を行った音響特性（図１７（ａ）〜（ｄ））は、低域用ターゲット特性を示す図１０（ａ）〜（ｄ）の周波数特性に共通した特性を示すことになる。
【００８６】
図１７（ａ）〜（ｄ）と図１０（ａ）〜（ｄ）とを比較すると、共に３３Ｈｚ〜１６０Ｈｚの周波数において信号レベルが全てのリスニングエリアにおいてフラットになっており、３３Ｈｚ以下および１６０Ｈｚ以上では、信号レベルが大きく減衰している。このように、低域逆フィルタ算出部１６７において設定される低域用ターゲット特性に基づいて、全てのリスニングエリアにおいて低域成分の音質改善を行うことができ、また、音量調節を行うことが可能となる。なお、低域の音響特性は、リスニングエリア内においてほとんど変化しないため、各リスニングエリアにおいて補正効果を維持することができる。
【００８７】
また、図１８（ａ）〜（ｄ）は、低域補正部３２３において、図１２（ａ）〜（ｄ）に示される低域用ターゲット特性に基づいて算出された低域用逆フィルタを、Ｍ系列符号から成るオーディオ信号に適用した場合における各リスニングエリアの音響特性を示している。図１２（ａ）（ｂ）に示した前席左右側のリスニングエリア（ＭＦＬ,ＭＦＲ）の低域用ターゲット特性は、３３Ｈｚ〜１６０Ｈｚの帯域で周波数特性の信号レベルがフラットになるように設定され、図１２（ｃ）（ｄ）に示した後席左右側のリスニングエリア（ＭＲＬ,ＭＲＲ）のターゲット特性は、３３Ｈｚ〜１６０Ｈｚの帯域の信号レベルが、図１２（ａ）（ｂ）に示す場合に比べて、１０［ｄＢ］低くなるように設定されている。
【００８８】
一方で、図１８（ａ）（ｂ）に示した前席左右側のリスニングエリア（ＭＦＬ,ＭＦＲ）における音響特性は、３３Ｈｚ〜１６０Ｈｚの周波数において信号レベルがフラットになっており、図１２（ａ）（ｂ）と同じ周波数特性を示している。また、図１８（ｃ）（ｄ）に示す後席左右側のリスニングエリア（ＭＲＬ,ＭＲＲ）における音響特性も、信号レベルが図１２（ｃ）（ｄ）と同様に１０［ｄＢ］程低くなっており、低域用ターゲット特性に応じて信号レベルが低減されている。このように、所望の音響特性となるように予め低域用ターゲット特性を設定することにより、リスニングエリア毎の音量を任意に設定・調節することが可能となる。
【００８９】
中高域補正部３２４は、メモリ１８０より中高域用逆フィルタのフィルタ情報を取得して、入力されるオーディオ信号に対して中高域用のフィルタ処理を行う。フィルタ処理を行う場合に、中高域補正部３２４では、補正対象となるリスニングエリア（補正位置）に応じて中高域用逆フィルタに基づく補正係数（フィルタ係数）を決定する。図１９は、中高域補正部３２４において設定される補正係数を示した補正係数テーブルである。図１９に示す補正位置およびチャンネルＣｈ１〜Ｃｈ４は、図４に示す補正位置およびチャンネルＣｈ１〜Ｃｈ４に対応している。また、図１９に示す補正係数ＣＦＬ１〜ＣＦＬ４,ＣＦＲ１〜ＣＦＲ４, ＣＲＬ１〜ＣＲＬ４, ＣＲＲ１〜ＣＲＲ４は、中高域用逆フィルタにおけるチャンネル毎の補正係数に対応している。
【００９０】
さらに、図１９の前席の補正位置におけるＣＦ１は、図４の前席と同様に、前席左側のリスニングエリアＭＦＬに対して測定マイクロホン１５０を設置して左右前のスピーカ（ＦＬとＦＲ）から測定信号を出力して求められた中高域用逆フィルタの補正係数を意味している。同様にして、図１９のＣＦ２は、前席左側のリスニングエリアＭＦＬにおいて左右後のスピーカ（ＲＬとＲＲ）とから測定信号を出力して求められた中高域用逆フィルタの補正係数を意味し、ＣＲ１は、後席左側のリスニングエリアＭＲＬにおいて左右前のスピーカ（ＦＬとＦＲ）とから測定信号を出力して求められた中高域用逆フィルタの補正係数を意味し、ＣＲ２は、後席左側のリスニングエリアＭＲＬにおいて左右後のスピーカ（ＲＬとＲＲ）とから測定信号を出力して求められた中高域用逆フィルタの補正係数を意味している。
【００９１】
図１９に示すようにして、中高域補正部３２４が、リスニングエリア（補正位置）の各チャンネルに応じて任意の補正係数を用いて補正処理を行うことにより、リスニングエリア毎に最良の音質でリスニングを行うことが可能となる。
【００９２】
合成部３２５は、低域補正部３２３において低域用逆フィルタに基づいてフィルタ処理された低域のオーディオ信号と、中高域補正部３２４において中高域用逆フィルタに基づいてフィルタ処理された中高域のオーディオ信号とを、それぞれのチャンネルに対応させて合成する役割を有している。このように、合成部３２５において、低域用逆フィルタにより振幅および位相に対応するフィルタ処理が行われた低域のオーディオ信号と、中高域用逆フィルタにより振幅に対応するフィルタ処理が行われた中高域のオーディオ信号とが合成されることにより、振幅の影響が生ずる全帯域のオーディオ信号に対して最適な音場補正処理を行うことが可能になると共に、車室内のように位相の影響が生じ得る低域のオーディオ信号に対しても最適な音場補正処理を行うことが可能になる。
【００９３】
ＩＦＦＴ部３２６は、低域と中高域とが合成された全帯域のオーディオ信号に対して、第２ＦＦＴ部３２１による高速フーリエ変換の逆変換（逆フーリエ変換：Inverse FFT）処理を行う役割を有している。逆フーリエ変換処理されたオーディオ信号は、周波数領域のオーディオ信号からリニアなオーディオ信号へと変換される。逆フーリエ変換処理されたオーディオ信号は、アンプ部１３０に出力される。アンプ部１３０に出力されたオーディオ信号は、それぞれ該当するスピーカ１４１〜１４４より出力される。
【００９４】
以上説明したように、本実施の形態に係る音場測定装置１００では、音場測定部１６０の帯域判定部１６５において、車室内で位相特性の影響を受けやすい周波数帯域を低域として判断すると共に、スピーカの再生能力以下の帯域となる再生不可領域と、位相特性の影響を受け難い中高域とを判断するため、低域に対しては、位相と振幅による影響を考慮した低域用逆フィルタを生成し、中高域に対しては、振幅による影響を考慮した中高域用逆フィルタを生成することが可能となる。
【００９５】
さらに、音場測定装置１００では、低域逆フィルタ算出部１６７において、各リスニングエリアの所望の音響特性を低域用ターゲット特性として予め設定しておくことにより、振幅特性だけでなく位相特性をも考慮した低域用逆フィルタを、リスニングエリア毎にＦＩＲフィルタをベースとして生成することが可能となる。そして、生成された低域用逆フィルタを用いて音場補正部３２０の低域補正部３２３において、入力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うことにより、所望の音質および音量を実現した音響環境をリスニングエリア毎に実現することが可能となる。
【００９６】
また、音場測定装置１００では、重み量計算部１６９において、各チャンネルの音響特性の分散に基づいて、あるいは最大値と最小値との差値に基づいて、重み量Ｗｔを算出し、基準音響特性に重み量Ｗｔを乗算することにより、分散（又は差値）の大きさに応じて補正量を調整することが可能となる。このため、リスニングエリア内において周波数特性が大きく変動する場合であっても、変動の大きな周波数における補正量を小さくすることができ、従来のような平均的な音場補正により過剰に補正がされてしまうことを防止することが可能となる。
【００９７】
以上、本発明に係る音場補正装置、音場補正フィルタ生成装置および音場補正フィルタ生成方法について一例を示し、図面を用いて詳細に説明したが、本発明に係る音場補正装置、音場補正フィルタ生成装置および音場補正フィルタ生成方法は、上述した実施の形態の例には限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかである。
【００９８】
例えば、本実施の形態に係る音場測定部１６０では、低域逆フィルタ算出部１６７において振幅特性と位相特性との音場補正を行うための低域用逆フィルタを算出し、重み量計算部１６９および中高域逆フィルタ算出部１７０において、振幅特性に対する音場補正を行うための中高域用逆フィルタを求め、音場補正装置３００において、求められた低域用逆フィルタを用いて低域補正部３２３で低域の音場補正処理を行い、求められた中高域用逆フィルタを用いて中高域補正部３２４で中高域の音場補正処理を行う場合について説明を行った。
【００９９】
しかしながら、重み量計算部１６９および中高域逆フィルタ算出部１７０により、全帯域に対して音場補正を行うための音場補正フィルタ（全帯域用逆フィルタ）を求め、求められた音場補正フィルタを用いて、全帯域に対する音場補正を行う構成とすることも可能である。既に説明したように、車室内のように狭い音響環境ではなく、低域の波長の長さが音響空間におけるエリア寸法よりも短い場合には、位相特性の影響が生じ難くなる。このため、振幅特性に対する音場補正を行うための逆フィルタを、分散あるいは差値に応じて求めることにより、最適な音場補正を行うことが可能となる。
【０１００】
また、本実施の形態では、音場測定装置１００と音場補正装置３００とを別の装置として説明を行ったが、アンプ部１３０やスピーカ１４１等重複する構成が存在し、また、車室内のリスニングエリアを音場補正の対象としている点で共通している。このため、音場測定装置１００と音場補正装置３００との構成をまとめて１つの装置として、音場測定と音場補正との両方を１つの装置で実現する構成にすることも可能である。音場測定と音場補正との両方を１つの装置で実現することによって、車両毎に異なる車内環境（例えば、車室内にカーテンを設置したり、クッションなどを置いたりすることにより、音響特性が異なる）に応じて、低域用逆フィルタおよび中高域用逆フィルタを求めることが可能となり、個々の車室内の音響環境に適した音場補正を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  …音場測定装置（音場補正フィルタ生成装置）
１１０  …測定信号再生部
１２０  …チャンネル選択部
１３０  …アンプ部（アンプ手段）
１４１〜１４４  …スピーカ
１５０  …測定マイクロホン（収録信号取得手段）
１６０  …音場測定部
１６１  …インパルス応答算出部（インパルス応答算出手段）
１６２  …第１ＦＦＴ部（周波数特性算出手段）
１６３  …対数平均化処理部
１６４  …エリア音場測定部（分散算出手段、差値算出手段）
１６５  …帯域判定部（帯域判定手段）
１６６  …平均インパルス応答部（平均インパルス応答算出手段）
１６７  …低域逆フィルタ算出部（低域補正フィルタ算出手段）
１６８  …レベル調節部（平均周波数特性算出手段、レベルオフセット手段）
１６９  …重み量計算部（重み量算出手段、音場補正フィルタ生成手段、中高域補正フィルタ生成手段）
１７０  …中高域逆フィルタ算出部
１８０  …メモリ
２００  …車室
２００ａ〜２００ｄ  …リスニングエリア
３００  …音場補正装置
３１０  …オーディオ再生部（オーディオ再生手段）
３２０  …音場補正部
３２１  …第２ＦＦＴ部（フーリエ変換手段）
３２２  …モノラル部
３２３  …低域補正部（低域補正手段）
３２４  …中高域補正部（フィルタ処理手段、中高域補正手段）
３２５  …合成部（合成手段）
３２６  …ＩＦＦＴ部（逆フーリエ変換手段）
【図１】
2015015550.tif 000004
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図６】
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