(57)【要約】【課題】狭間隔に設置された一対のスピーカから同時に測定信号を出力することにより、精度良く音場環境の周波数特性を測定すること。【解決手段】一対のスピーカ１０１ａ，１０１ｂが狭間隔に設置されて出力された出力音を集音して周波数特性を求める音場測定装置１であって、第１測定信号の低域成分を抽出するローパスフィルタ手段２２ａと、第１測定信号とは異なる第２測定信号の中高域成分を抽出するハイパスフィルタ手段２２ｂと、第１測定信号の低域成分と第２測定信号の中高域成分とを合成して合成信号を生成する合成手段２２ｃと、オーディオ機器１０２に対して第１測定信号と合成信号とを出力する外部出力手段６と、一対のスピーカから同時に出力された第１測定信号と合成信号とを集音するマイクロフォン７と、集音された信号をフーリエ変換して、音場環境の周波数特性を求めるフーリエ変換手段１３とを有する。【選択図】図２
2015070589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のスピーカが狭間隔に設置されたオーディオ機器から出力される出力音を集音することにより、音場環境の周波数特性を求める音場測定装置であって、
第１測定信号の低域成分を抽出するローパスフィルタ手段と、
前記第１測定信号とは異なる第２測定信号の中高域成分を抽出するハイパスフィルタ手段と、
前記ローパスフィルタ手段により抽出された前記第１測定信号の低域成分と、前記ハイパスフィルタ手段により抽出された前記第２測定信号の中高域成分とを合成して合成信号を生成する合成手段と、
前記ローパスフィルタ手段により低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を、前記一対のスピーカの何れか一方より出力させると共に、前記合成手段により生成された前記合成信号を前記一対のスピーカの何れか他方より同時に出力させるために、前記オーディオ機器に対して前記第１測定信号と前記合成信号とを出力する外部出力手段と、
前記一対のスピーカから同時に出力された前記第１測定信号と前記合成信号とを集音するためのマイクロフォンと、
該マイクロフォンにより集音された信号をフーリエ変換することにより、前記音場環境における周波数特性を求めるフーリエ変換手段と
を有することを特徴とする音場測定装置。
【請求項２】
前記第１測定信号としてＭ系列符号を用いると共に、前記第２測定信号として前記第１測定信号のＭ系列符号に直交したＭ系列符号を用い、
前記フーリエ変換手段により求められた周波数特性に基づいて、所定の第１周波数間隔における信号レベルの最大値を、当該第１周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら検出することにより、最大値から成る周波数特性を求める最大値検出手段と、
該最大値検出手段により検出された最大値から成る周波数特性に基づいて、所定の第２周波数間隔における信号レベルの平均値を、当該第２周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら算出することにより、前記音場環境における周波数特性を求める平均値算出手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の音場測定装置。
【請求項３】
前記ローパスフィルタ手段および前記ハイパスフィルタ手段において設定されるカットオフ周波数は、低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を前記一対のスピーカより同時に出力した場合に、前記フーリエ変換手段により求められる周波数特性に発生し得るディップの周波数値よりも低い周波数に設定されること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の音場測定装置。
【請求項４】
一対のスピーカが狭間隔に設置されたオーディオ機器から出力される出力音を集音することにより、音場環境の周波数特性を求める音場測定装置の音場測定方法であって、
第１測定信号の低域成分をローパスフィルタ手段が抽出する低域成分抽出ステップと、
前記第１測定信号とは異なる第２測定信号の中高域成分をハイパスフィルタ手段が抽出する中高域成分抽出ステップと、
前記低域成分抽出ステップにおいて抽出された前記第１測定信号の低域成分と、前記中高域成分抽出ステップにおいて抽出された前記第２測定信号の中高域成分とを合成して、合成手段が合成信号を生成する合成信号生成ステップと、
前記低域成分抽出ステップにおいて低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を、前記一対のスピーカの何れか一方より出力させると共に、前記合成信号生成ステップにおいて生成された前記合成信号を前記一対のスピーカの何れか他方より同時に出力させるために、外部出力手段が、前記オーディオ機器に対して前記第１測定信号と前記合成信号とを出力する外部出力ステップと、
前記一対のスピーカから同時に出力された前記第１測定信号と前記合成信号とを、マイクロフォンで集音する集音ステップと、
該集音ステップにおいて集音された信号をフーリエ変換することにより、フーリエ変換手段が、前記音場環境における周波数特性を求めるフーリエ変換ステップと
を有することを特徴とする音場測定装置の音場測定方法。
【請求項５】
前記第１測定信号としてＭ系列符号を用いると共に、前記第２測定信号として前記第１測定信号のＭ系列符号に直交したＭ系列符号を用い、
前記フーリエ変換ステップにおいて求められた周波数特性に基づいて、最大値検出手段が、所定の第１周波数間隔における信号レベルの最大値を、当該第１周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら検出することにより、最大値から成る周波数特性を求める最大値検出ステップと、
該最大値検出ステップにおいて求められた、最大値から成る周波数特性に基づいて、平均値算出手段が、所定の第２周波数間隔における信号レベルの平均値を、当該第２周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら算出することにより、前記音場環境における周波数特性を求める平均値算出ステップと
を有することを特徴とする請求項４に記載の音場測定装置の音場測定方法。
【請求項６】
前記低域成分抽出ステップおよび前記中高域成分抽出ステップにおいて設定されるカットオフ周波数は、低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を前記一対のスピーカより同時に出力した場合に、前記フーリエ変換ステップにおいて求められる周波数特性に発生し得るディップの周波数値よりも低い周波数に設定されること
を特徴とする請求項４又は請求項５に記載の音場測定装置の音場測定方法。
【請求項７】
一対のスピーカが狭間隔に設置されたオーディオ機器から出力される出力音を集音することにより、音場環境の周波数特性を求める音場測定装置の音場測定プログラムであって、
前記音場測定装置のコンピュータに、
第１測定信号の低域成分を抽出させるローパスフィルタ機能と、
前記第１測定信号とは異なる第２測定信号の中高域成分を抽出させるハイパスフィルタ機能と、
前記ローパスフィルタ機能により抽出された前記第１測定信号の低域成分と、前記ハイパスフィルタ機能により抽出された前記第２測定信号の中高域成分とを合成して合成信号を生成させる合成信号生成機能と、
前記ローパスフィルタ機能により低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を、前記一対のスピーカの何れか一方より出力させると共に、前記合成信号生成機能により生成された前記合成信号を前記一対のスピーカの何れか他方より同時に出力させるために、前記オーディオ機器に対して前記第１測定信号と前記合成信号とを出力させる外部出力機能と、
前記一対のスピーカから同時に出力された前記第１測定信号と前記合成信号とをマイクロフォンを用いて集音させる集音機能と、
該集音機能により集音された信号をフーリエ変換することにより、前記音場環境における周波数特性を求めさせるフーリエ変換機能と
を実現させるための音場測定プログラム。
【請求項８】
前記第１測定信号としてＭ系列符号を用いると共に、前記第２測定信号として前記第１測定信号のＭ系列符号に直交したＭ系列符号を用い、
前記コンピュータに、
前記フーリエ変換機能により求められた周波数特性に基づいて、所定の第１周波数間隔における信号レベルの最大値を、当該第１周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら検出させることにより、最大値から成る周波数特性を求めさせる最大値検出機能と、
該最大値検出機能により求められた最大値から成る周波数特性に基づいて、所定の第２周波数間隔における信号レベルの平均値を、当該第２周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら算出させることにより、前記音場環境における周波数特性を求めさせる平均値算出機能と
を実現させるための請求項７に記載の音場測定プログラム。
【請求項９】
前記ローパスフィルタ機能および前記ハイパスフィルタ機能において設定されるカットオフ周波数は、低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を前記一対のスピーカより同時に出力した場合に、前記フーリエ変換機能により求められる周波数特性に発生し得るディップの周波数値よりも低い周波数に設定されること
を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の音場測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムに関し、より詳細には、一対のスピーカが狭間隔に設置される音場環境において、周波数特性を迅速かつ精度良く測定することが可能な音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スピーカ等が設置される音場環境において周波数特性を測定し、測定された周波数特性に基づいてオーディオ機器のイコライザを調節したり、出力音を音場に合わせて予め補正することにより、音場環境に最適な音質の音楽を提供する方法が知られている。
【０００３】
周波数特性を測定するための測定信号として、Ｍ系列符号（Maximum Length Sequence）やＴＳＰ信号（Time Stretched Pulse）が知られている。これらの測定信号を用いて周波数特性を測定する場合には、例えば、スピーカより出力された測定信号を、聴取位置に設置されるマイクロフォンで収録したのちに、収録された信号をフーリエ変換することにより、音場環境の周波数特性を求める方法を用いる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、出力される測定信号をリファレンスとして用い、マイクロフォンで収録された測定信号との相互相関特性を求めることによって、インパルス応答を求めることも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７５１９０号公報
【特許文献２】特開２００７−２３２４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
音場環境の周波数特性は、スピーカに対する聴取位置によって変化する。さらに、周波数特性の測定精度は、設置されるスピーカの間隔等によって異なる傾向がある。例えば、図１４に示すように、音楽再生機能部１００と、その左右に設置される一対の右スピーカ１０１ａおよび左スピーカ１０１ｂとが一体化されたポータブルオーディオ機器１０２の場合には、一般に左右スピーカ１０１ａ，１０１ｂの設置間隔が狭くなる（狭間隔になる）傾向がある。さらに、ポータブルオーディオ機器１０２では、その携帯性等から聴取者の近くに機器本体が置かれ、ポータブルオーディオ機器１０２と聴取者との距離が近くなる傾向がある。
【０００６】
このような場合において、例えば、図１４に示すように、同一のＭ系列符号を測定信号として用いて、右スピーカ１０１ａと左スピーカ１０１ｂとから同時に測定信号を出力し、左右のスピーカ１０１ａ,１０１ｂとマイクロフォン７との間の周波数特性を測定すると、スピーカ１０１ａ,１０１ｂの設置間隔が狭く、マイクロフォン７との距離が近いため、チャンネル（一方のスピーカからマイクロフォン７までの信号の伝達経路）間の遅延時間差が短くなる傾向がある。このように、チャンネル間の遅延時間差が短くなると、チャンネル間干渉が生じ、特定の周波数に大きなディップが発生する傾向が生じる。このディップの位置は遅延時間差に応じて大きく変動するため、測定位置によって周波数特性が変化してしまい、測定精度が大きく劣化するおそれがあるという問題があった。
【０００７】
一方で、直交したＭ系列符号を測定信号として用いて、右スピーカ１０１ａと左スピーカ１０１ｂとから同時に測定信号を出力して周波数特性を測定する場合は、同一周波数の線スペクトルにおいて位相が異なるため干渉が生じてしまい、合成された各々の線スペクトルに振幅変動が発生するおそれがあった。このため、音場環境の周波数特性に対して符号間の干渉が加わってしまい、測定精度が劣化するという問題があった。特に、測定時間やフーリエ変換処理におけるにメモリ使用量を低減させるために、周期の短い符号を測定信号として用いる場合には、線スペクトルの間隔が大きくなるので、線スペクトルの平均化処理を行っても符号間干渉の影響は軽減できず、測定精度が大きく低下してしまう傾向があった。
【０００８】
一方で、チャンネル間の干渉や、線スペクトルにおける符号間の干渉を回避するために、まず左スピーカ１０１ｂのみから測定信号を出力して周波数特性を測定した後に、右スピーカ１０１ａのみから測定信号を出力して周波数特性を測定することにより、ＬチャンネルとＲチャンネルとでそれぞれ時間分割を行って周波数特性を測定する方法が知られている。このように時間分割を行って周波数特性を測定することにより、チャンネル間の干渉や、符号間の干渉を避けることはできるが、ＬチャンネルとＲチャンネルとで２回も測定処理を行う必要があるため、測定時間が増加すると共に、測定の処理負担が増大するという問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、狭間隔に設置される一対のスピーカから同時に測定信号を出力することにより、精度良く音場環境の周波数特性を測定することが可能な音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る音場測定装置は、一対のスピーカが狭間隔に設置されたオーディオ機器から出力される出力音を集音することにより、音場環境の周波数特性を求める音場測定装置であって、第１測定信号の低域成分を抽出するローパスフィルタ手段と、前記第１測定信号とは異なる第２測定信号の中高域成分を抽出するハイパスフィルタ手段と、前記ローパスフィルタ手段により抽出された前記第１測定信号の低域成分と、前記ハイパスフィルタ手段により抽出された前記第２測定信号の中高域成分とを合成して合成信号を生成する合成手段と、前記ローパスフィルタ手段により低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を、前記一対のスピーカの何れか一方より出力させると共に、前記合成手段により生成された前記合成信号を前記一対のスピーカの何れか他方より同時に出力させるために、前記オーディオ機器に対して前記第１測定信号と前記合成信号とを出力する外部出力手段と、前記一対のスピーカから同時に出力された前記第１測定信号と前記合成信号とを集音するためのマイクロフォンと、該マイクロフォンにより集音された信号をフーリエ変換することにより、前記音場環境における周波数特性を求めるフーリエ変換手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る音場測定方法は、一対のスピーカが狭間隔に設置されたオーディオ機器から出力される出力音を集音することにより、音場環境の周波数特性を求める音場測定装置の音場測定方法であって、第１測定信号の低域成分をローパスフィルタ手段が抽出する低域成分抽出ステップと、前記第１測定信号とは異なる第２測定信号の中高域成分をハイパスフィルタ手段が抽出する中高域成分抽出ステップと、前記低域成分抽出ステップにおいて抽出された前記第１測定信号の低域成分と、前記中高域成分抽出ステップにおいて抽出された前記第２測定信号の中高域成分とを合成して、合成手段が合成信号を生成する合成信号生成ステップと、前記低域成分抽出ステップにおいて低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を、前記一対のスピーカの何れか一方より出力させると共に、前記合成信号生成ステップにおいて生成された前記合成信号を前記一対のスピーカの何れか他方より同時に出力させるために、外部出力手段が、前記オーディオ機器に対して前記第１測定信号と前記合成信号とを出力する外部出力ステップと、前記一対のスピーカから同時に出力された前記第１測定信号と前記合成信号とを、マイクロフォンで集音する集音ステップと、該集音ステップにおいて集音された信号をフーリエ変換することにより、フーリエ変換手段が、前記音場環境における周波数特性を求めるフーリエ変換ステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明に係る音場測定プログラムは、一対のスピーカが狭間隔に設置されたオーディオ機器から出力される出力音を集音することにより、音場環境の周波数特性を求める音場測定装置の音場測定プログラムであって、前記音場測定装置のコンピュータに、第１測定信号の低域成分を抽出させるローパスフィルタ機能と、前記第１測定信号とは異なる第２測定信号の中高域成分を抽出させるハイパスフィルタ機能と、前記ローパスフィルタ機能により抽出された前記第１測定信号の低域成分と、前記ハイパスフィルタ機能により抽出された前記第２測定信号の中高域成分とを合成して合成信号を生成させる合成信号生成機能と、前記ローパスフィルタ機能により低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を、前記一対のスピーカの何れか一方より出力させると共に、前記合成信号生成機能により生成された前記合成信号を前記一対のスピーカの何れか他方より同時に出力させるために、前記オーディオ機器に対して前記第１測定信号と前記合成信号とを出力させる外部出力機能と、前記一対のスピーカから同時に出力された前記第１測定信号と前記合成信号とをマイクロフォンを用いて集音させる集音機能と、該集音機能により集音された信号をフーリエ変換することにより、前記音場環境における周波数特性を求めさせるフーリエ変換機能とを実現させるための音場測定プログラムであることを特徴とする。
【００１３】
一対のスピーカ間隔が狭いオーディオ機器の正面位置にマイクロフォンが設置される場合には、一対のスピーカからマイクロフォンまでの距離が短くなる傾向がある。このような状況において一対のスピーカから同じ測定信号（モノラルの測定信号）を出力して周波数特性を測定すると、チャンネル間の出力信号の伝搬遅延差によって、中高域にディップが発生するおそれがあり、精度良く音場環境の周波数特性を測定することが容易ではなかった。
【００１４】
一方で、一対のスピーカより異なる測定信号（ステレオの測定信号）を出力する場合には、中高域においてディップが発生しにくくなるが、低域において測定信号の符号間干渉が生じるおそれがあり、精度良く音場環境の周波数特性を測定することが容易ではなかった。
【００１５】
本発明に係る音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムでは、オーディオ機器の何れか一方のスピーカから第１測定信号が出力され、他方のスピーカから、低域が第１測定信号であって中高域が第２測定信号からなる合成信号が出力される。このため、中高域においては、ステレオの測定信号を用いた周波数特性の測定を行うことができ、ディップの発生を抑制することが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明に係る音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムでは、低域において、モノラルの測定信号を用いて周波数特性の測定を行うことができるため、測定信号の符号間干渉を抑制することが可能になる。
【００１７】
このように、本発明に係る音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムでは、ステレオの測定信号を用いて周波数特性の中高域の測定を行うことができるため、ディップの発生を抑制することが可能になる。また、モノラルの測定信号を用いて周波数特性の低域の測定を行うことができるため、測定信号の符号間干渉を抑制することが可能になる。さらに、本発明に係る音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムでは、一対のスピーカから第１測定信号と合成信号とを同時に出力して周波数特性を測定するので、スピーカから交互に測定信号を出力して測定する場合に比べて、測定負担の軽減と測定スピードの向上を図ることが可能となる。
【００１８】
また、上述した音場測定装置において、前記第１測定信号としてＭ系列符号を用いると共に、前記第２測定信号として前記第１測定信号のＭ系列符号に直交したＭ系列符号を用い、前記フーリエ変換手段により求められた周波数特性に基づいて、所定の第１周波数間隔における信号レベルの最大値を、当該第１周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら検出することにより、最大値から成る周波数特性を求める最大値検出手段と、該最大値検出手段により検出された最大値から成る周波数特性に基づいて、所定の第２周波数間隔における信号レベルの平均値を、当該第２周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら算出することにより、前記音場環境における周波数特性を求める平均値算出手段とを有するものであってもよい。
【００１９】
また、上述した音場測定方法において、前記第１測定信号としてＭ系列符号を用いると共に、前記第２測定信号として前記第１測定信号のＭ系列符号に直交したＭ系列符号を用い、前記フーリエ変換ステップにおいて求められた周波数特性に基づいて、最大値検出手段が、所定の第１周波数間隔における信号レベルの最大値を、当該第１周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら検出することにより、最大値から成る周波数特性を求める最大値検出ステップと、該最大値検出ステップにおいて求められた、最大値から成る周波数特性に基づいて、平均値算出手段が、所定の第２周波数間隔における信号レベルの平均値を、当該第２周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら算出することにより、前記音場環境における周波数特性を求める平均値算出ステップとを有するものであってもよい。
【００２０】
さらに、上述した音場測定プログラムにおいて、前記第１測定信号としてＭ系列符号を用いると共に、前記第２測定信号として前記第１測定信号のＭ系列符号に直交したＭ系列符号を用い、前記コンピュータに、前記フーリエ変換機能により求められた周波数特性に基づいて、所定の第１周波数間隔における信号レベルの最大値を、当該第１周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら検出させることにより、最大値から成る周波数特性を求めさせる最大値検出機能と、該最大値検出機能により求められた最大値から成る周波数特性に基づいて、所定の第２周波数間隔における信号レベルの平均値を、当該第２周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら算出させることにより、前記音場環境における周波数特性を求めさせる平均値算出機能とを実現させるものであってもよい。
【００２１】
周波数特性を測定するための測定信号として、従来よりＭ系列符号を用いる方法が知られている。しかしながら、Ｍ系列符号を測定信号としてマイクロフォンで集音してフーリエ変換処理を行うと、Ｍ系列符号の符合長に対してフーリエ変換のサンプル長が非整数倍となり非同期の関係になってしまうおそれがある。このように非同期となる場合には、フーリエ変換された周波数特性（線スペクトル）において、変動するレベルの小さな線スペクトルが発生し、周波数特性の測定精度を劣化させてしまうおそれがある。
【００２２】
このため、本発明に係る音場測定装置、音場測定方法及び音場測定プログラムでは、まず、第１測定信号としてＭ系列符号を用い、第２測定信号として第１測定信号のＭ系列符号に直交したＭ系列符号を用いることにより、Ｍ系列符号を用いて中高域ではステレオの測定信号を実現すると共に、低域ではモノラルの測定信号を実現することができる。そして、集音された信号をフーリエ変換して求めた周波数特性に基づいて、所定の第１周波数間隔における信号レベルの最大値を、当該第１周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら検出することにより、最大値から成る周波数特性を求めることができる。このようにして最大値からなる周波数特性を求めることにより、変動するレベルの小さな線スペクトルが、ノイズとして周波数特性に現れてしまうことを抑制する（マスク化する）ことができる。
【００２３】
さらに、本発明に係る音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムでは、最大値から成る周波数特性に基づいて、所定の第２周波数間隔における信号レベルの平均値を、第２周波数間隔よりも短い周波数ずつシフトさせながら算出することにより、平均化処理された周波数特性を求めることができる。このように、最大値を検出することにより周波数特性を求めるだけでなく、さらに、最大値から成る周波数特性の平均化処理を行うことによって、フーリエ変換毎に周波数特性が変化してしまうことを抑制することができ、周波数特性の検出精度の向上を図ることが可能となる。
【００２４】
また、上述した音場測定装置において、前記ローパスフィルタ手段および前記ハイパスフィルタ手段において設定されるカットオフ周波数は、低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を前記一対のスピーカより同時に出力した場合に、前記フーリエ変換手段により求められる周波数特性に発生し得るディップの周波数値よりも低い周波数に設定されるものであってもよい。
【００２５】
さらに、上述した音場測定方法において、前記低域成分抽出ステップおよび前記中高域成分抽出ステップにおいて設定されるカットオフ周波数は、低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を前記一対のスピーカより同時に出力した場合に、前記フーリエ変換ステップにおいて求められる周波数特性に発生し得るディップの周波数値よりも低い周波数に設定されるものであってもよい。
【００２６】
また、上述した音場測定プログラムにおいて、前記ローパスフィルタ機能および前記ハイパスフィルタ機能において設定されるカットオフ周波数は、低域成分が抽出される前の前記第１測定信号を前記一対のスピーカより同時に出力した場合に、前記フーリエ変換機能により求められる周波数特性に発生し得るディップの周波数値よりも低い周波数に設定されるものであってもよい。
【００２７】
本発明に係る音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムでは、ローパスフィルタ手段およびハイパスフィルタ手段のカットオフ周波数を、モノラルの測定信号を用いて測定された周波数特性においてディップが発生し得る周波数値よりも低い周波数に設定するので、ディップが発生し得る中高域の測定信号をステレオの測定信号に設定することが可能となり、周波数特性の測定精度を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムによれば、ステレオの測定信号を用いて周波数特性の中高域の測定を行うことができるため、ディップの発生を抑制することができると共に、モノラルの測定信号を用いて周波数特性の低域の測定を行うことができるため、測定信号の符号間干渉を抑制することが可能となる。さらに、本発明に係る音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムでは、一対のスピーカから第１測定信号と合成信号とを同時に出力して周波数特性を測定するため、スピーカから交互に測定信号を出力して測定する場合に比べて、測定負担の軽減と測定スピードの向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る音場測定装置のハードウエア的な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ＣＰＵが処理プログラムに基づいて、周波数特性の測定処理を行う場合における音場測定装置の機能部の概略構成を示したブロック図である。
【図３】実施の形態に係るＣＰＵによる周波数特性の測定処理の内容を示したフローチャートである。
【図４】（ａ）上段は、信号Ｓ１の周波数特性を示し、（ａ）下段は信号Ｓ２の周波数特性を示し、（ｂ）上段は、低域抽出された信号Ｓ１の周波数特性を示し、（ｂ）下段は、中高域抽出された信号Ｓ２の周波数特性を示し、（ｃ）は、（ｂ）の上下段に示された信号Ｓ１と信号Ｓ２とが合成された合成信号の周波数特性を示した図である。
【図５】フーリエ変換処理された測定信号の線スペクトルを、１サンプルずつシフトさせながら所定サンプル数内で最大値を検出して、線スペクトルの包絡線を求める処理を説明する図である。
【図６】周波数サンプルに応じて設定される、最大値検出のサンプル数幅（最大値検出幅）および平均値算出のサンプル数幅（平均化幅）の関係を示した図である。
【図７】ループバック測定により、モノラル測定信号を用いて求められる周波数特性を示した図であって、（ａ）は平均化処理を行わない場合を示し、（ｂ）は平均化処理を行った場合を示している。
【図８】ループバック測定により、ステレオ測定信号を用いて求められる周波数特性を示した図であって、（ａ）は平均化処理を行わない場合を示し、（ｂ）は平均化処理を行った場合を示している。
【図９】ループバック測定により、合成測定信号を用いて求められる周波数特性を示した図であって、（ａ）は平均化処理を行わない場合を示し、（ｂ）は平均化処理を行った場合を示している。
【図１０】ポータブルオーディオ機器よりモノラル測定信号を出力させて求められる周波数特性を示した図であって、（ａ）は平均化処理を行わない場合を示し、（ｂ）は平均化処理を行った場合を示している。
【図１１】ポータブルオーディオ機器よりステレオ測定信号を出力させて求められる周波数特性を示した図であって、（ａ）は平均化処理を行わない場合を示し、（ｂ）は平均化処理を行った場合を示している。
【図１２】ポータブルオーディオ機器より合成測定信号を出力させて求められる周波数特性を示した図であって、（ａ）は平均化処理を行わない場合を示し、（ｂ）は平均化処理を行った場合を示している。
【図１３】チャンネル間の遅延時間差とディップが発生する周波数間隔との関係を示した図である。
【図１４】音場測定装置を用いてポータブルオーディオ機器の周波数特性を測定する一般的な方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る音場測定装置について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る音場測定装置のハードウエア的な概略構成の一例を示したブロック図である。音場測定装置１は、図１に示すように、ＣＰＵ２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４と、記憶部５と，外部出力部（外部出力手段）６と、マイクロフォン７と、表示部８とを有している。
【００３１】
ＲＯＭ３には、音場測定装置１において実行される処理プログラム等が記憶されている。例えば、音場測定装置１の起動時、あるいは、ユーザによる操作に応じてＣＰＵ２がＲＯＭ３の処理プログラム等を読み出すことによって、周波数特性の測定等の各種処理を行うことが可能になっている。ＲＡＭ４は、ＣＰＵ２において行われる処理のワークエリア等として用いられる。
【００３２】
記憶部５は、いわゆる補助記憶装置であって、主としてハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、あるいは不揮発性メモリ（フラッシュＲＯＭ・フラッシュメモリ等）等により構成されている。また、ＳＤカードのように取り外し可能なメモリーカードを記憶部５として利用することも可能である。記憶部５には、ＣＰＵ２における各種処理に用いられる様々なデータ等が記録される。
【００３３】
なお、音場測定装置１としてスマートフォンなどの情報携帯端末を利用する場合には、記憶部５にダウンロード等されたアプリケーションプログラムを記録させ、このアプリケーションプログラムに基づいて、周波数特性の測定処理を行うことも可能である。
【００３４】
外部出力部６は、後述する測定信号（信号Ｓ１および合成信号）を、ポータブルオーディオ機器の外部入力端子に対して出力するための外部出力端子等により構成される。この外部出力部６を介して出力された測定信号が、ポータブルオーディオ機器（オーディオ機器）１０２の外部入力端子に入力されることにより、ポータブルオーディオ機器１０２の左右スピーカ１０１ａ，１０１ｂから測定音を出力することが可能となる。なお、外部出力部６は、物理的な端子構造によるものには限定されない。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や無線ＬＡＮなどの無線技術を用いることにより測定信号をポータブルオーディオ機器１０２に入力させる構成であっても良い。
【００３５】
マイクロフォン７は、ポータブルオーディオ機器１０２等より出力される測定音を集音する役割を有している。マイクロフォン７により集音された測定音は、ＲＡＭ４あるいは記憶部５に記録され、後述する周波数特性の測定処理に利用される。表示部８は、一般的な液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイ（ブラウン管ディスプレイ）が該当し、周波数特性の測定処理により求められた音場の周波数特性（例えば、後述する図７〜図１２に示す周波数特性）を、ユーザに視認可能に表示させる役割を有している。
【００３６】
ＣＰＵ２は、ＲＯＭ３に記録される処理プログラム、あるいは、記憶部５に記録される周波数特性の測定用アプリケーションプログラムに従って、ポータブルオーディオ機器１０２とマイクロフォン７との間の周波数特性の測定処理を実行する役割を有している。図２は、ＣＰＵ２が処理プログラムあるいはアプリケーションプログラムに基づいて、周波数特性の測定処理を行う場合における音場測定装置１の機能部の概略構成を示したブロック図である。また、図３は、処理プログラム等に基づくＣＰＵ２の処理内容を示したフローチャートである。
【００３７】
音場測定装置１は、図２に示すように、測定信号生成部１１と、周波数分割合成部１２と、フーリエ変換部（フーリエ変換手段）１３と、平均化処理部１４と、外部出力部６と、マイクロフォン７と表示部８とを有している。また、図２には、図１４に示したポータブルオーディオ機器１０２が示されている。なお、外部出力部６とマイクロフォン７と表示部８とについては、既に図１において説明したので、ここでの説明は省略する。
【００３８】
測定信号生成部１１は、図２に示すように、第１測定信号生成部２１ａと、第２測定信号生成部２１ｂとを有している。測定信号生成部１１では、測定信号として、それぞれ生成多項式の異なるＭ系列符号を生成する。具体的には、第１測定信号生成部２１ａで生成されるＭ系列符号と、第２測定信号生成部２１ｂで生成されるＭ系列符号とは、それぞれ直交したＭ系列符号となる。本実施の形態では、便宜上、第１測定信号生成部２１ａで生成されるＭ系列符号を信号Ｓ１とし、第２測定信号生成部２１ｂで生成されるＭ系列符号を信号Ｓ２とする。
【００３９】
ここで、Ｍ系列とは、擬似乱数列である。Ｍ系列符号は、所定の長さのシフトレジスタと排他的論理和とを用いてフィードバックすることにより生成される。シフトレジスタの長さがｎの場合には、符号の周期（符号長）は２ｎ−１となり、シフトレジスタのフィードバック位置は、生成多項式で求められる。Ｍ系列符号の出力は０と１との２値で直流成分が多く含まれた信号となるため、０を−１に変換して出力される。
【００４０】
ＣＰＵ２は、処理プログラム等に従って、測定信号生成部１１において、信号Ｓ１と信号Ｓ２とを生成する処理を行う（図３のＳ１）。生成された信号Ｓ１および信号Ｓ２は、周波数分割合成部１２に出力される。
【００４１】
周波数分割合成部１２は、図２に示すように、ＬＰＦ部（ローパスフィルタ手段）２２ａと、ＨＰＦ部（ハイパスフィルタ手段）２２ｂと、加算部（合成手段）２２ｃと、遅延部２２ｄとを有している。測定信号生成部１１において生成された信号Ｓ１は、ＬＰＦ部２２ａおよび遅延部２２ｄに入力され、信号Ｓ２は、ＨＰＦ部２２ｂに入力される。
【００４２】
ＬＰＦ部２２ａは、低域の信号通過を許容するローパスフィルタであり、ＨＰＦ部２２ｂは、中高域の信号通過を許容するハイパスフィルタである。ここで、ＬＰＦ部２２ａのカットオフ周波数と、ＨＰＦ部２２ｂのカットオフ周波数とは、同じ値に設定される。設定されるカットオフ周波数の詳細については後述する。
【００４３】
図４（ａ）の上段は、信号Ｓ１の周波数特性を示し、下段は信号Ｓ２の周波数特性を示している。図４（ａ）の上段に示す信号Ｓ１がＬＰＦ部２２ａに入力されてローパスフィルタ処理されると、図４（ｂ）の上段に示すように、低域成分が抽出された状態となる（図３のＳ２、低域成分抽出ステップ、ローパスフィルタ機能）。一方で、図４（ａ）の下段に示す信号Ｓ２がＨＰＦ部２２ｂに入力されてハイパスフィルタ処理されると、図４（ｂ）の下段に示すように、中高域成分が抽出された状態となる（図３のＳ３、中高域成分抽出ステップ、ハイパスフィルタ機能）。
【００４４】
加算部２２ｃは、ＬＰＦ部２２ａでフィルタ処理された信号Ｓ１と、ＨＰＦ部２２ｂでフィルタ処理された信号Ｓ２とを合成する役割を有している。加算部２２ｃにおいて、ＬＰＦ部２２ａより出力された信号Ｓ１（図４（ｂ）上段）と、ＨＰＦ部２２ｂより出力された信号Ｓ２（図４（ｂ）下段）とを合成すると、図４（ｃ）に示すように、低域側が信号Ｓ１の成分となり、中高域側が信号Ｓ２の成分となった合成信号が生成される（図３のＳ４、合成信号生成ステップ、合成信号生成機能）。
【００４５】
遅延部２２ｄは、入力される信号Ｓ１の遅延を行う役割を有している。具体的には、上述したＬＰＦ部２２ａ，ＨＰＦ部２２ｂおよび加算部２２ｃにおけるフィルタ処理および加算処理の処理時間に応じて、遅延部２２ｄから信号Ｓ１が出力されるタイミングを遅らせることにより、信号Ｓ１と加算部２２ｃより出力される合成信号とのタイミング調整を行っている（図３のＳ５）。
【００４６】
このように、ＣＰＵ２は、周波数分割合成部１２において、信号Ｓ１及び信号Ｓ２に基づいて、低域側が信号Ｓ１の成分となり、中高域側が信号Ｓ２の成分となる合成信号を生成すると共に、信号Ｓ１の遅延処理を行う（図３のＳ２〜Ｓ５）。また、ＣＰＵ２は、生成された合成信号を、Ｌチャンネル用の測定信号として、外部出力部６を介して、ポータブルオーディオ機器１０２に出力させ、遅延処理された信号Ｓ１を、Ｒチャンネル用の測定信号として、外部出力部６を介して、ポータブルオーディオ機器１０２に出力させる（図３のＳ６、外部出力ステップ、外部出力機能）。
【００４７】
ポータブルオーディオ機器１０２では、入力されたＬチャンネルおよびＲチャンネル用の測定信号（合成信号および信号Ｓ１）を右スピーカ１０１ａおよび左スピーカ１０１ｂから出力する。この場合、ポータブルオーディオ機器１０２では、Ｌチャンネル用の測定信号とＲチャンネル用の測定信号とを同時に出力する。このように、Ｌチャンネル用の測定信号とＲチャンネル用の測定信号とを同時に出力することにより、低域側の信号成分は、ＬチャンネルもＲチャンネルも同一のＭ系列符号である信号Ｓ１となり、モノラルの測定信号となる。一方で、中高域側の信号成分は、Ｌチャンネルが信号Ｓ２となり、Ｒチャンネルが信号Ｓ１となるため、直交したＭ系列符号の信号となり、ステレオの測定信号となる。
【００４８】
ＣＰＵ２は、ポータブルオーディオ機器１０２の左右スピーカ１０１ａ，１０１ｂより出力された測定音を、マイクロフォン７を用いて集音する（図３のＳ７、集音ステップ、集音機能）。集音された測定音の信号（測定信号）は、フーリエ変換部１３へ出力される。
【００４９】
フーリエ変換部１３は、集音された測定信号に対してフーリエ変換処理（高速ＦＦＴ処理）を行う役割を有している。ＣＰＵ２は、フーリエ変換部１３において、集音した測定信号に対して窓関数で重みづけを行った後、フーリエ変換処理を行うことにより、時間領域の測定信号を周波数領域に変換し、フーリエ変換毎に線スペクトルを出力する（図３のＳ８、フーリエ変換ステップ、フーリエ変換機能）。ここで、線スペクトルはパワースペクトルであり、線スペクトル数はフーリエ変換のサンプル長の半分となる。フーリエ変換処理された測定信号は、平均化処理部１４へ出力される。
【００５０】
平均化処理部１４は、フーリエ変換処理された測定信号の所定サンプル数毎の最大値を検出し、さらに検出された最大値の平均値を算出する役割を有している。平均化処理部１４は、図２に示すように最大値検出部２３ａと、平均値算出部２３ｂとを有している。最大値検出部２３ａは、図５に示すように、フーリエ変換処理された測定信号の線スペクトルを、低域側から高域側にわたって、１サンプルずつシフトさせながら、所定サンプル数内の最大値を検出して、線スペクトルの包絡線を求める役割を有している（図３のＳ９、最大値検出ステップ、最大値検出機能）。また、平均値算出部２３ｂも同様に、最大値検出部２３ａによって１サンプル毎にシフトさせながら求められた最大値の線スペクトルを、低域側から高域側にわたって、１サンプルずつシフトさせながら、所定サンプル数内の平均値を算出する役割を有している（図３のＳ１０、平均値算出ステップ、平均値算出機能）。
【００５１】
図６は、１サンプルずつシフトさせる時の周波数サンプルに応じて設定される、最大値検出のサンプル数幅（最大値検出幅）と、平均値算出のサンプル数幅（平均化幅）とを示した図である。図６において、フーリエ変換のサンプル長が６５，５３６、線スペクトル数が３２，７６８となっており、図６の横軸の周波数サンプルは、線スペクトル数に対応する数字となっている。図６に示すように、周波数サンプルに応じて、最大値検出時の所定サンプル数も平均値算出時の所定サンプル数も変化しており、低域側から高域側にわたって最大値検出幅と平均化幅が増加するようにして設定される。ＣＰＵ２では、図６のような最大値検出幅の設定により、１／１８オクターブの最大値検出処理を行い（図３のＳ９）、図６のような平均化幅の設定により、１／６オクターブの平均値算出処理を行う（図３のＳ１０）。聴覚の分解能は１／３オクターブ程度であることが知られている。このため、図６に示すような最大値検出幅の設定および平均化幅の設定を平均化処理部１４（最大値検出部２３ａおよび平均値算出部２３ｂ）で行うことにより、十分に大きな分解能で平均化処理（最大値検出処理および平均値算出処理）を行うことが可能となる。
【００５２】
なお、Ｍ系列符号の符号長は、上述したように２ｎ−１となる。一方で、収録された測定信号をフーリエ変換する場合のサンプル長は、一般的にＭ系列符号の符号長の整数倍の関係とはならないため、非同期となってしまう傾向がある。このように非同期となってしまうことから、Ｍ系列符号を測定信号として用い、収録された測定信号（Ｍ系列符号）をフーリエ変換処理して周波数特性を求める場合には、フーリエ変換毎に、変動するレベルの小さな線スペクトルが、一様な線スペクトルの間に発生する。この連動するレベルの小さな線スペクトルは、周波数特性の検出においてノイズとなってしまうおそれがあるが、最大値検出部２３ａにおいて、所定サンプル数内で最も大きなレベルの線スペクトルを抽出して周波数特性を求めることにより、変動する小さなレベルの線スペクトルがノイズとして検出されることを抑制することができる。さらに、平均値算出処理を併せて行うことにより、フーリエ変換毎に周波数特性が変化しないようにすることが可能となる。
【００５３】
平均化処理部１４の最大値検出部２３ａで最大値検出が行われ、平均値算出部２３ｂで平均値算出された周波数特性は、ＣＰＵ２の指示に従って、表示部８へと出力される。なお、ＣＰＵ２では、平均化処理部１４における平均化処理を行うことなく、フーリエ変換部１３により求められた周波数特性をそのまま表示部８へと出力することも可能となっている。表示部８において受信された周波数特性は、ＣＰＵ２の指示に基づいて、表示部８のディスプレイ画面等において、ユーザに視認可能な状態で表示される（図３のＳ１１）。
【００５４】
図７〜図９および図１０〜１２は、表示部８に表示された周波数特性の一例を示している。各図の（ａ）には、集音された測定信号によって求められた周波数特性を、平均化処理部１４において平均化処理（最大値検出部２３ａによる最大値検出処理および平均値算出部２３ｂによる平均値算出処理）しない場合が示されている。また、各図の（ｂ）には、集音された測定信号によって求められた周波数特性を、平均化処理部１４において平均化処理した場合が示されている。
【００５５】
図７〜図９および図１０〜１２に示す周波数特性の測定条件は、測定信号としてＭ系列符号を用い、測定信号のサンプリング速度を４４．１ｋＨｚ、Ｍ系列符号長を３２，７６７、周波数分割合成部１２のＬＰＦ部２２ａおよびＨＰＦ部２２ｂにおける低域および中高域通過フィルタは、５１２タップのＦＩＲフィルタで、カットオフ周波数を１ｋＨｚとする。また、フーリエ変換部１３によるフーリエ変換のサンプル長は６５，５３６、フーリエ変換部１３において使用する窓関数はハミング窓、最大値検出部２３ａにおける最大値検出幅は１／１８オクターブ、平均値算出部２３ｂにおける平均化幅は１／６オクターブとする。
【００５６】
また、図７及び図１０は、ポータブルオーディオ機器１０２に入力されるＬチャンネルおよびＲチャンネルの測定信号が、同一のＭ系列符号であって、モノラル測定信号として入力される場合を示している。図８及び図１１は、ポータブルオーディオ機器１０２に入力されるＬチャンネルおよびＲチャンネルの測定信号が、直交したＭ系列符号であって、ステレオ測定信号として入力される場合を示している。図９および図１２は、既に説明したように、ポータブルオーディオ機器１０２に入力されるＲチャンネルの測定信号が信号Ｓ１（図４（ａ）の上段参照）であり、Ｌチャンネルの測定信号が信号Ｓ１と信号Ｓ２とが１ｋＨｚを境にして合成された合成信号（図４（ｃ）参照）である場合を示している。
【００５７】
さらに、図７〜図９では、微少な遅延時間差によって、モノラル測定信号において生じるチャンネル間干渉の影響や、ステレオ測定信号において生じる符号間干渉の影響を顕著に示すために、ループバックにより周波数特性を測定している。ループバックによる測定とは、「外部出力部６より出力された測定信号を、ポータブルオーディオ機器１０２の右スピーカ１０１ａおよび左スピーカ１０１ｂより出力させて、マイクロフォン７で集音してフーリエ変換部１３へ出力する」測定方法ではなく、「外部出力部６より出力された測定信号をそのまま、フーリエ変換部１３へ出力する」ことにより、周波数特性を測定する測定方法を意味している。このようなループバック測定を用いることにより、理想的にはフラットな周波数特性を得ることができ、測定処理におけるノイズ等を容易に判断することが可能になる。また、図７〜図９では、Ｌチャンネルの測定信号に対して、Ｒチャンネルの測定信号が０．００００９ｓｅｃ（３．１ｃｍ）の伝搬遅延した状態における周波数特性を音場測定装置１で測定した場合を示している。
【００５８】
一方で、図１０〜図１２では、「外部出力部６より出力された測定信号を、ポータブルオーディオ機器１０２の右スピーカ１０１ａおよび左スピーカ１０１ｂより出力させ、マイクロフォン７で集音してフーリエ変換部１３へ出力する」ことにより、周波数特性を測定した場合を示している。従って、図１０〜図１２では、マイクロフォン７の設置位置における音場の周波数特性が測定されることになる。図１０〜図１２の場合においても、Ｌチャンネルの測定信号に対して、Ｒチャンネルの測定信号が０．００００９ｓｅｃ（３．１ｃｍ）だけ伝搬遅延した状態において、マイクロフォン７で測定信号が集音される環境を実現させて、周波数特性の測定を行っている。
【００５９】
図７に示すモノラル測定信号の周波数特性では、平均化処理を行った場合（図７（ｂ）参照）であっても、あるいは、平均化処理を行わなかった場合（図７（ａ）参照）であっても、低域における線スペクトルの最大値が顕著に変動することなく一様な状態（信号レベルが一様に０［ｄＢ］を示している状態）となっている。一方で、中高域では、平均化処理を行った場合であっても、あるいは、平均化処理を行わなかった場合であっても、チャンネル間干渉によって大きなディップが発生しており、ディップの間隔は伝搬遅延時間の逆数である１１ｋＨｚ程度になっている（図７（ａ）（ｂ）参照）。ディップの位置は、Ｌチャンネルの測定信号とＲチャンネルの測定信号との遅延時間差に応じて大きく変動する。このため、マイクロフォン７による測定信号の測定位置に応じて遅延時間差が変化して周波数特性も変化し、測定精度が大きく劣化するという傾向が示されている。
【００６０】
一方で、図８に示すステレオ測定信号の周波数特性では、平均化処理を行っていない場合（図８（ａ）参照）における線スペクトルの最大値が、符号間干渉により変動しており、低域において顕著になっている。また、平均化処理を行った場合（図８（ｂ）参照）における周波数特性においても、線スペクトル数が少ない低域において信号レベルが大きく変動している。このように、ステレオ測定信号を用いた場合には、音場環境の周波数特性に対して符号間の干渉が加わるため、低域における周波数特性の測定精度は劣化する傾向がある。
【００６１】
図９に示す合成信号を用いた周波数特性の場合では、低域における測定信号はモノラルの測定信号となり、中高域における測定信号はステレオの測定信号となる。このような測定信号に基づいて求められた周波数特性では、平均化処理を行わなかったときの線スペクトル（図９（ａ）参照）の最大値が、全帯域において一様な信号レベルを示している。また、平均化処理を行った場合（図９（ｂ）参照）であっても、全帯域の信号レベルが一様になっている。
【００６２】
図７において説明したように、モノラル測定信号を用いて周波数特性を測定すると、Ｌチャンネルの測定信号とＲチャンネルの測定信号との遅延時間差によって、中高域でディップを発生させるおそれが生じる。このため、図９に示すように、中高域においてステレオ測定信号を用いて周波数特性を測定することにより、中高域におけるディップの発生を抑制することができ、周波数特性の測定精度を向上させることが可能となる。さらに、図８において説明したように、ステレオ測定信号を用いて周波数特性を測定すると、符号間の干渉が発生してしまう傾向があり、特に、線スペクトル数が少ない低域では信号レベルが大きく変動してしまうおそれがある。このため、図９に示すように、低域においてモノラル測定信号を用いて周波数特性を測定することにより、符号間の干渉を低減させることができ、線スペクトル数が少ない低域であっても信号レベルの変動を抑制することが可能となる。従って、図９に示すように、低域における測定信号としてモノラルの測定信号を用い、中高域における測定信号としてステレオの測定信号を用いることにより、中高域におけるチャンネル間干渉の抑制と、低域における符号間干渉の低減とを同時に実現することができ、精度良く音場環境の周波数特性を測定することが可能となる。
【００６３】
図１０〜図１２に示すように、実際にポータブルオーディオ機器１０２の左右のスピーカ１０１ａ,１０１ｂから、モノラルの測定信号、ステレオの測定信号および合成された測定信号（合成信号）を出力して、音場の周波数特性を測定した場合であっても、図７〜図９と同様に、図１０では、チャンネル間干渉により中高域でディップが発生し、図１１では、符号間干渉により低域で信号レベルが大きく変動し、図１２においては、中高域におけるディップの抑制状態と、低域における信号レベルの変動抑制状態とが示されている。このため、図１２においても、図９の場合と同様に、低域における測定信号としてモノラルの測定信号を用い、中高域における測定信号としてステレオの測定信号を用いることによって、中高域におけるチャンネル間干渉の抑制と、低域における符号間干渉の低減とを同時に実現することができ、精度良く音場環境の周波数特性を測定することが可能となる。
【００６４】
従って、図１２に示す平均化処理を行った後の周波数特性に基づいて、ポータブルオーディオ機器１０２とマイクロフォン７により測定信号の集音が行われた聴取位置とからなる音場環境の周波数特性を求めて、求められた周波数特性に基づいてポータブルオーディオ機器１０２のイコライザを調節して音場補正を行うことにより、聴取位置における音質の向上を図ることが可能となる。また、求められた周波数特性に基づいて、ポータブルオーディオ機器１０２の左右スピーカ１０１ａ,１０１ｂより出力する音楽に予め補正を施し、ポータブルオーディオ機器１０２の左右スピーカ１０１ａ,１０１ｂから補正された音楽を出力することによって、聴取位置において聴取される音質の向上を図ることが可能となる。
【００６５】
また、既に説明したように、測定信号としてＭ系列符号を用いる場合には、Ｍ系列符号の符号長が２ｎ−１となる。一方で、測定信号をフーリエ変換する場合のサンプル長は、一般的にＭ系列符号の符号長の整数倍の関係とはならないため、非同期となってしまう傾向がある。従って、収録された測定信号（Ｍ系列符号）をフーリエ変換部１３でフーリエ変換処理して周波数特性を求める場合に、変動するレベルの小さな線スペクトルが、一様な線スペクトルの間に発生するおそれがあり、周波数特性の検出においてノイズとなってしまうおそれがある。このため、本実施の形態に係る音場測定装置１では、最大値検出部２３ａにおいて、所定サンプル数内で最も大きなレベルの線スペクトルを抽出して周波数特性を求めることにより、変動する小さなレベルの線スペクトルがノイズとして検出されることを抑制し、さらに、平均値算出処理を併せて行うことにより、フーリエ変換毎に周波数特性が変化しないようにすることが可能になる。
【００６６】
なお、チャンネル間干渉におけるディップの周波数間隔は、図１３に示すように、伝搬遅延差に応じて変化する。ポータブルオーディオ機器１０２のように左右のスピーカ１０１ａ,１０１ｂの間隔が狭く、さらに聴取者に対して比較的近い位置に設置されて、間接音よりも直接音の方がより顕著に聞こえる場合には、チャンネル間の伝搬遅延差は数センチメートル程度となり、ディップの周波数間隔が１０ｋＨｚ前後となる。このため周波数分割合成部１２におけるＬＰＦ部２２ａおよびＨＰＦ部２２ｂのフィルタカットオフ周波数は、それよりも十分に小さい周波数である１ｋＨｚ前後に設定することが好ましい。１ｋＨｚ前後にカットオフ周波数を設定することにより、ディップが発生しやすい１０ｋＨｚ前後の中高域の測定信号を、ディップが発生しにくいモノラルの測定信号にすることが可能となり、中高域における周波数特性の測定精度を向上させることが可能になる。
【００６７】
また、車室内に設置される車載用オーディオ機器の音場環境を考えると、左右のスピーカ設置位置と着座位置との位置関係から、聴取位置に対する左右のスピーカの設置距離の関係は非対称な関係となり、チャンネル間の伝搬遅延差が数１０センチメートルになる傾向がある。このように、伝搬遅延差が数１０センチメートルになる場合には、ディップが発生する周波数間隔が１ｋＨｚとなる場合がある。このように伝搬遅延差が大きくなる場合には、伝搬遅延差により生じるディップの発生周波数に応じて、フィルタカットオフ周波数をより小さい周波数に設定することが望ましい。
【００６８】
さらに、カットオフ周波数をあまりにも小さい周波数に設定すると、符号間干渉により信号レベルが大きく変動する傾向ある低域を、ステレオ測定信号を用いて測定することができなくなってしまう。このため、ＬＰＦ部２２ａおよびＨＰＦ部２２ｂにおけるカットオフ周波数は、チャンネル間干渉によりディップが発生され得る中高域の周波数よりも低い周波数であって、符号間干渉が発生するおそれのある低域よりも高い周波数に設定することが望ましい。このようにカットオフ周波数を設定することにより、チャンネル間干渉の抑制と、符号間干渉の低減とを同時に実現することができ、精度良く音場環境の周波数特性を測定することが可能となる。
【００６９】
以上、本発明に係る音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムについて、図面を用いて詳細に説明を行ったが、本発明に係る音場測定装置、音場測定方法および音場測定プログラムは、実施の形態で説明した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うることは明らかであり、それらについても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７０】
例えば、本実施の形態に係る音場測定装置１では、図１に示すようにＲＯＭ３や記憶部５に記録される処理プログラムあるいはアプリケーションプログラムに基づいて、ＣＰＵ２が図２に示すような機能部の機能を実現する旨の説明を行ったが、各機能部の機能を実現するＣＰＵは、１つには限定されない。各機能部の一部の機能を実現するための専用の処理手段（例えば、複数のＣＰＵなど）を設置し、各専用の処理手段が少なくとも１以上の機能を実現する構成であってもよい。このように、複数の専用の処理手段を設定した場合であっても、１つのＣＰＵが処理プログラム等に基づいて音場測定処理を行う場合であっても、モノラルとステレオの測定信号を組み合わせることによって、チャンネル間干渉や符号間干渉の影響を低減し、チャンネル毎に時間分割することなく、短時間に精度良く音場環境の周波数特性を測定することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１       …音場測定装置
２       …ＣＰＵ
３       …ＲＯＭ
４       …ＲＡＭ
５       …記憶部
６       …外部出力部（外部出力手段）
７       …マイクロフォン
８       …表示部
１１     …測定信号生成部
１２     …周波数分割合成部
１３     …フーリエ変換部（フーリエ変換手段）
１４     …平均化処理部
２１ａ   …第１測定信号生成部
２１ｂ   …第２測定信号生成部
２２ａ   …ＬＰＦ部（ローパスフィルタ手段）
２２ｂ   …ＨＰＦ部（ハイパスフィルタ手段）
２２ｃ   …加算部（合成手段）
２２ｄ   …遅延部
２３ａ   …最大値検出部（最大値検出手段）
２３ｂ   …平均値算出部（平均値算出手段）
１００   …音楽再生機能部
１０１ａ  …右スピーカ
１０１ｂ  …左スピーカ
１０２   …ポータブルオーディオ機器（オーディオ機器）
【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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【図１３】
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【図１４】
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