(57)【要約】  本発明は、音響分野、特に電気音響変換器の音響パラメータの補正方法および装置に関し、種々の電気音響変換器の音響信号の再生パラメータの改善に適用されることができる。提案される電気音響変換器の音響パラメータの補正方法は、電気音響変換器の音響パワー周波数応答を用いることによって電気音響変換器の補正パラメータを決定し、音響パワー周波数応答の評価は電気音響変換器を包囲する包囲面またはその断片領域の測定を行うことによって取得し、測定結果はこの包囲面またはその断片領域の多くの離散点から得られ、再生される音響検査信号のスペクトルが測定場所での干渉スペクトルと一致するように補正パラメータを決定することを特徴とする。補正方法実現のための電気音響変換器の音響パラメータの補正装置は、測定システム（１）の測定処理部（４）を特徴とし、電気音響変換器の音響パワー周波数応答を計算するブロックと、補正部（２）のインパルス応答を取得するための音響パワー周波数応答反転ブロックとを含む。【選択図】      図４
2008541654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気音響変換器の音響パラメータを測定し、測定結果を処理し、電気音響変換器の補正パラメータを特定し、計算された電気音響変換器の音響パラメータの補正特性に基づいて音響信号を補正する、電気音響変換器の音響パラメータの補正方法において、
電気音響変換器の音響パワー周波数応答を用いて電気音響変換器の補正パラメータを決定し、前記音響パワー周波数応答は電気音響変換器を包囲する包囲面またはその断片領域上で測定を行うことにより評価され、測定結果はこの包囲面またはその断片領域の数多くの離散点から得られ、再生する音響検査信号のスペクトルが測定箇所の干渉のスペクトルと整合するように前記補正パラメータを決定することを特徴とする電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項２】
測定装置を電気音響変換器の包囲面上の一の離散点から別の離散点へと移動させ、０．２〜３．２秒間隔で測定を行い、かつ、持続時間が０．０５〜３．２秒の境界以内の検査信号を用いて、電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価を得ることを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項３】
１つの下方にある水平な反射面が支配的である場所では、電気音響変換器の総包囲面のうちの断片領域上で測定を行って電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価を取得し、前記断片領域の一つの側は前記下方の水平な反射面とぶつかり、測定面はパラメータを測定している電気音響変換器を向く方向に対して垂直であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項４】
いくつかの支配的な面がある場所では、下方の水平な音響環境反射面上で公平に選んだ点を音響環境内の他のすべての支配的反射面上で公平に選んだ点と結ぶ線に沿って測定を行うことにより、電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価が得られることを特徴とする請求項１または２に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項５】
面が複雑な構成を有する場所では、電気音響の包囲面の断片領域から、電気音響変換器を向く方法を横切るように垂直に配置された仮想環状線に沿って測定を行い、かつ、前記仮想環状線の水平直径および垂直直径に沿って測定を行って、電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価が得られることを特徴とする請求項１または２に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項６】
平行な壁がある狭い部屋では、電気音響の包囲面の断片領域より、前記部屋の対称中心からパラメータを測定する電気音響変換器に対して最も遠い隅へと斜めに前記部屋内の測定を行って、電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価が得られることを特徴とする請求項１または２に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項７】
音響環境反射面によって作り出される反響効果を低減するために、各々の離散的測定のインパルス反応を窓関数によって処理することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項８】
窓関数の幅は０．０４〜０．１２秒の範囲から選択されることを特徴とする請求項７に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項９】
電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価は対数周波数の尺度で等化されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項１０】
電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価は余弦インパルスの等化関数によって等化されることを特徴とする請求項９に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項１１】
測定システムと少なくとも１つの補正部からなり、補正方法を実現するための電気音響変換器の音響パラメータの補正装置であって、前記測定システムは測定部を含み、前記測定部は、検査信号がメモリに書き込まれており前記検査信号を生成する信号源と、再生信号の増幅器と、測定装置と、測定信号の増幅器と、前記測定装置から受けた信号を記録するレジスタと、前記測定部の出力部とを備え、該出力部から検査信号が測定処理部に入力されて補正パラメータが決定され、さらに前記測定システムはインターフェース部を含み、前記補正部は、補正パラメータを書き込まれるメモリを有する制御部と、補正実行のための実行ブロックを含み、特徴としては、測定処理部４が、
−測定部４の出力信号と、スペクトル反転ブロック１９に記憶されたスペクトル反転関数との合成演算を行ってインパルス反応を計算するインパルス反応計算ブロック１８と、
−干渉成分の影響を除くために、インパルス反応信号のサンプルに、ブロック２１のメモリに記憶された窓関数のサンプルを掛ける窓関数ブロック２０と、
−インパルス反応信号から高速フーリエ変換の計算を行って個々のインパルス反応の周波数サンプル列を決定する高速フーリエ変換ブロック２２と、
−高速フーリエ変換の入力列の先頭をインパルス反応の最高値に調整する同期化ブロック２３と、
−周波数サンプル列を記憶するレジスタ２４と、
−前記周波数サンプル列から音響パワー周波数応答を計算する音響パワー周波数応答計算ブロック２５と、
−音響パワー周波数応答を線形周波数尺度から対数周波数尺度に変換する再サンプリングブロック２６と、
−計算された音響パワー周波数応答を表示するための表示部２７と、
−音響パワー周波数応答の微小な不規則性と干渉の影響を除去するための音響パワー周波数応答平準化ブロック２９と、
−パワー周波数応答を対数尺度から線形尺度に変換する再サンプリングブロック３０と、
−パワー周波数応答サンプルの反転値を計算するインバータ３６と、
−補正部２の総インパルス反応を取得するためのパワー周波数応答サンプルフィルタブロック３７と、
−補正部２のインパルス反応のサンプルを計算する逆高速フーリエ変換計算ブロック３８と、
−前記逆高速フーリエ変換計算ブロック３８からデータを送られるインパルス反応正規化サンプル計算ブロック３９と、
−出力部４０と、
を含み、実行ブロック７が、音声信号入力部８の信号と制御部６からの補正インパルス反応の合成演算を行い、受信した計算結果を音声信号出力部９に送出することを特徴とする電気音響変換器の音響パラメータの補正装置。
【請求項１２】
−同期化インパルス反応の平均値を計算するブロック３１と、
−グループ時間遅延を計算するブロック３２と、
−グループ時間遅延等化ブロック３３と、
−グループ時間遅延周波数応答から補正部位相周波数応答を計算するブロック３４と、
−音響パワー周波数応答のそれぞれのサンプルに、対応する位相周波数応答サンプルを複素形式で掛けることによって、音響パワー周波数応答の位相を補正するブロック３５と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の電気音響変換器の音響パラメータ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音響分野、特に電気音響変換器の音響パラメータの補正方法および装置に関し、種々の電気音響変換器の音響信号の再生パラメータを改善するために適用されることができる。
【背景技術】
【０００２】
電気音響変換器の音響パラメータの測定を用いた電気音響変換器の音響パラメータの既知の補正装置および方法があり、自動と音声操作者による操作との両方で補正が行われる。既知の技術的解決策の欠点は、測定の精度が比較的低いことおよび補正結果の質が悪いことである。
【０００３】
人間の耳は、直接音声からの音色、すなわち、音響変換器から直接来る音声に関する情報ならびに直接音声後の最初の３０ｍｓ内に聞き手に届いた音声の初期反響を感知するが、他の音声反響を無視することが知られている。現在までに用いられている測定装置は、直接音波ならびに音波の初期反響を、その後の音波の反響と識別せず分離しない。
【０００４】
そのため、電気音響変換器によって起こる音圧の評価結果に基づく電気音響変換器の音響パラメータの補正のための既知の技術的解決策は、電気音響変換器の再生の真の問題を反映していない。また、電気音響変換器によって起こる音圧の評価場所を変更すると、音圧周波数応答は場所ごとに激しく変動する。このことは、オペレータを解決できない問題に直面させる。解決できない問題とは、取得した音圧周波数応答のうちどれを用いるべきか、パラメータのうちどれを追加的に手動補正するか、または別途処理するか、といった問題である。補正を行うための特定のアルゴリズムがないため、このプロセスは近似技術になる。測定結果を電気音響変換器の音響パラメータの補正に用いると、既知の技術的解決策では室内の一定の場所での音波の干渉表現を補正しようとするため、新たな音の歪みが生じる。したがって、この種の電気音響変換器の音響パラメータの補正は、電気音響変換器の伝送歪みと不規則性に対して不正確かつ不適当である。
【０００５】
ラウドスピーカーのパラメータを測定する既知の方法があり（米国特許第４，２０９，６７２号、１９８０年６月２４日、「ラウドスピーカーの特性測定方法および装置」、ＩＰＣ２  Ｈ０４Ｒ  ２９／００）、それによると感知された音声パラメータの測定結果はアナログ形式からデジタル形式に変換され、取得した結果はフーリエ変換にかけられ、その後絶対値に修正され、対数に変えられ。干渉の影響を除去するためにさらにフィルタにかけられ、こうしてラウドスピーカーのパラメータの測定の精度が上げられる。最後に、取得した結果は、アナログ形式に変換されてメモリに書き込まれ、このとき、発生器からの検査信号を一定の間隔で再生することにより、取得される結果が繰返し書き込まれる。上記の方法の欠点は、電気音響システムの音の歪みを反映しない測定法が調整用に使用されることにあり、また、フィルタプロセスが電気音響システムによって作られる音の歪みを部屋によって作られる音の歪みと区別しないことにある。したがって、算出された調整値は不正確であり、調整の結果は調整前よりも低質な音声を生じる。
【０００６】
また、既知の音響信号補正装置があり（米国特許第５，５８１，６２１号、１９９６年１２月３日「オーディオ装置の自動調整システムおよび自動調整方法」ＩＰＣ６Ｈ０３Ｇ ５／００）、この装置は、イコライザのデータ保持のためのメモリ装置と、オーディオ信号をイコライザのデータに従って選択的に修正するプログラム可能イコライザ付きのオーディオ装置と、可聴音出力信号の比較対象となる好ましい周波数応答のパターンプロファイルをメモリ内に保持しベンチ信号を生成するオーディオ信号解析器を含む。ここで、信号解析器はプログラム可能イコライザとオーディオ装置に接続されるが、オーディオ装置は可聴音信号をベンチ信号に応じて生成する。さらに、音響信号補正装置は調整結果に応じた自動イコライザデータ補正用ツールを含む。メモリ装置はメモリに周波数応答パターンプロファイルと調整結果を保持する。イコライザは、出力信号を数多くの周波数サブレンジに分割するツールをも含む。上記レンジの欠点は、音響信号の補正用に電気音響システムの音の歪みを反映しない測定法が使用され、それにより調整前よりも低質な音声が調整によって生じることにある。
【０００７】
最も近い技術的解決策としては、試作技術と思われるものであるが、音響特性補正装置があり（欧州特許第０６２４９４７号、２００３年８月２７日、「音響特性補正装置」、ＩＰＣ７Ｈ０３Ｇ ５／１６）、この技術で既知の装置は、
−検査信号をメモリに書き込んだ信号源、増幅器、再生装置、測定装置、検査された信号の増幅器、測定装置からの受信信号を固定するレジスタからなる測定部を含むとともに、補正パラメータを決定する処理部を含む測定ブロックと、
−補正パラメータをメモリに書き込んだ制御部および要求パラメータを入力する実行ブロックを含む補正ブロックと、から構成される。
具体的な要求のための最適なパラメータは、周波数レンジを帯域ごとに分割して帯域の補正を行うことによって供給される。帯域分割は、一帯域の終わりが次帯域の始まりに及ぶように行われる。この既知の装置の欠点は、その限られた機能的オプション、電気音響変換器の測定精度が不十分であること、および補正再生信号の音声が比較的劣悪なことにある。補正再生信号の比較的劣悪な音声は第一に、聞き手によって感知される音質の真の問題を表さない測定が音響信号補正に用いられるために補正特性が不正確に定義されるという事実に結びついている。第二に、操作者の操作により適切な補正パラメータが主観的に評価され、このことが補正の客観性に関する懸念をもたらし、第三に、既知の技術的解決策は周波数レンジを比較的広い帯域に分割することを意図しているので、それが周波数軸上のサンプルの数を減らし、それにより周波数軸上の周波数応答の特性変化に関する情報を失わせてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、種々の電気音響変換器の音響信号の再生品質を向上させ、それに係る電気音響変換器の音響パラメータの補正の精度と速度を向上させるとともに、操作者の手動操作は最小限として自動補正の有効性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この設定された目的を達成する電気音響変換器の音響パラメータの補正方法は、電気音響変換器の包囲面またはその断片領域上の電気音響変換器の音響パラメータを測定し、この包囲面または断片領域上の多くの離散点からの測定結果を取得し、取得した測定結果を処理し、電気音響変換器の音響パラメータの測定結果の処理によって電気音響変換器の音響パワー周波数応答を計算し、電気音響変換器の音響パワー周波数応答を利用して電気音響変換器の補正パラメータを決定し、音響信号を補正することを含む。
【００１０】
設定された本発明の目的は以下によっても達成される：
−測定装置を、電気音響変換器の包囲面の一の離散点から他の離散点まで連続して動かし、０．２〜３．２秒の間隔で測定を行い、持続時間が０．０５〜３．２秒の境界内の検査信号を用いることによって電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価を取得する。
【００１１】
−下方にある水平な反射面が支配的である電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価場所では、電気音響変換器の音響パラメータは電気音響変換器を包囲する包囲面の断片領域上で測定され、その断片領域の１つの側は上記の下方の水平な反射面にぶつかり、ここで測定面はパラメータ測定対象の電気音響変換器に向かう方向に対して垂直である。
【００１２】
−いくつかの支配的な面がある場所で電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価を取得するためには、下方の水平な音響環境反射面上で公平に選んだ点を音響環境の他のすべての反射面上の公平に選んだ点と結ぶ線に沿って測定が行われる。
【００１３】
−面が複雑な構成をしている場所で電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価を取得するためには、電気音響変換器への方向を横切るように垂直に配置された仮想環状線に沿って測定が行われ、かつ、この仮想環状線の水平直径および垂直直径に沿って測定が行われる。
【００１４】
−平行な壁がある狭い部屋で電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価を取得するためには、その部屋での測定は、その対称中心から、電気音響変換器から最も遠い隅へと、斜めに行われる。
【００１５】
−各々の離散的測定のインパルス反応は窓関数で処理され、ここで窓関数の幅は０．０４〜０．１２秒の範囲で選択される。
−電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価は対数周波数の尺度で等化され、ここで音響パワー周波数応答の評価は余弦インパルスの等化関数によって等化される。
【００１６】
設定された本発明の目的は、以下の電気音響変換器の音響パラメータの補正を実行する装置を提供することによっても達成され（請求項１１参照）、この装置は、
−測定システムであって、測定部を含み、該測定部は、検査信号がメモリに書き込まれておりこの検査信号を生成する信号源と、再生信号の増幅器と、測定装置と、検査された信号の増幅器と、前記測定装置からの受信信号を記録するレジスタと、測定部の出力部とからなり、さらに前記測定部と共に補正パラメータ決定のための測定処理部およびインターフェースブロックを含む測定システムと、
−メモリに書き込まれる制御部と補正実行ブロックとを含む補正部する制御部を含む補正部とからなり、ここで、測定処理部は下記を含み、すなわち、測定システムの出力信号とスペクトル反転（inversion）関数ブロックの合成演算を行ってインパルス反応を計算するインパルス反応計算ブロックと、干渉成分の影響を除くためにインパルス反応信号のサンプルに窓関数のサンプルを掛ける窓関数ブロックと、インパルス反応信号から高速フーリエ変換の計算を行って、各々のインパルス反応での周波数サンプルデータ列を画定する高速フーリエ変換ブロックと、高速フーリエ変換の入力データの先頭をインパルス反応の最高値と同期化する同期化ブロックと、周波数サンプルのデータ列を保存するレジスタと、前記周波数サンプルのデータ列から音響パワー周波数応答を計算する音響パワー周波数応答計算ブロックと、音響パワー周波数応答を線形尺度（線形（一次）形式：linear scale）から対数尺度（対数形式：logarithmic scale）に変換する再サンプリングブロックと、計算された音響パワー周波数応答を表示する表示部と、音響パワー周波数応答の範囲の終端部における補正レベルを規定するブロックと、音響パワー周波数応答の微小な不規則性および干渉の影響を除去するための音響パワー周波数応答の等化ブロックと、パワー周波数応答を対数尺度から線形尺度に変換する再サンプリングブロックと、パワー周波数応答サンプルの反転値（inverse value）計算のためのインバータと、補正部の総インパルス反応を取得するためのパワー周波数応答サンプルのフィルタブロックと、補正のインパルス反応のサンプルを計算してデータをインパルス反応の正規化サンプル計算ブロックに送出する逆高速フーリエ変換計算ブロックとを含み、ここで前記実行ブロックは音声信号の入力信号と制御部からの補正のインパルス反応間の合成演算を行い、取得した計算結果を音声信号出力部に送出する。
【００１７】
この装置は付加的に同期化インパルス反応の平均値を計算するブロックと、グループ時間遅延を計算するブロックと、グループ遅延の等化ブロックと、時間遅延周波数応答から周波数応答の位相補正部の計算を行うブロックと、音響パワー周波数応答のそれぞれのサンプルに音響パワー周波数応答のそれぞれのサンプルを複素形式（complex form）で掛けることにより音響パワー周波数応答の位相を調整するブロックと、を含むことができる。装置はいくつかの補正部を含むこともできる。
【００１８】
電気音響変換器の音響パラメータの補正方法と、この方法の実現のための装置は添付の図面に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
電気音響変換器の音響パラメータの補正は、測定システム１と少なくとも１つの補正部（補正器：corrector）２で構成される図４に説明された装置で行われ、測定システムは測定部３、測定処理部４およびインターフェース・ブロック５から構成され、補正部２は制御部６と、音声信号入力８ならびに音声信号出力９と共に設けられた実行ブロック７とからなる。提案する方法による電気音響変換器の音響パラメータの補正は以下の如く行われる。
【００２０】
模式的に示された信号源１０（図５）では、メモリ内に音響検査信号が書き込まれており、信号源１０は検査信号を繰返し再生し、検査信号のスペクトルが測定場所の干渉スペクトルと平衡される。したがって、干渉エネルギーがより高くなる低周波数域では高いエネルギースペクトルを持つように、そして平均値に対して十分低い最高値を持つように、検査信号が選択される。本発明のこの実現例では、２０〜３０ｄＢの範囲の信号／雑音相関が得られるように信号が選択される。再生される検査信号の持続時間（図３）は０．０５秒に選択される。
【００２１】
さらに、再生音響検査信号は増幅器１１で増幅され、電気音響変換器１２によって再生される。電気音響変換器１２は、補正可能な電気音響変換器である。測定装置１３は、０．４秒の時間間隔で電気音響変換器を囲む音響環境の離散点にて、再生された音響検査信号を感知する。ここで、図１Ａに模式的に示すように、測定は、電気音響変換器を包囲する包囲面の断片領域にて、測定装置を一の測定点から次の測定点に均等に動かすことによって行われる。いくつかの非対称に配置された支配的反射面がある部屋で電気音響変換器のパラメータの測定を行う場合、測定装置は図１Ｂに示すように、床上の点と各部屋の支配的反射面上の点を結ぶ線に沿って動かされる。平行な壁がある部屋で電気音響変換器のパラメータの測定を行う場合、測定装置は、対象中心から、電気音響変換器に対して最も遠い部屋の隅部へと斜めに移動される（図２Ａ参照）。反射面が複雑な構成となっている部屋で電気音響変換器のパラメータの測定を行う場合、または部屋にある物体のために測定を行うことが複雑となる場合、測定装置は、図２Ｂに示すように、電気音響変換器へ向かう方向を横切るように垂直に配置された仮想環状線に沿って移動され、かつ、この仮想環状線の水平直径および垂直直径に沿って移動される。
【００２２】
さらに、測定装置１３によって感知された音響検査信号は、増幅器１４を介してレジスタ１５に入る。測定点で取得された全信号がレジスタ１５に入り、そして、出力部１６を介して、補正フィルタのパラメータ計算のための測定処理部４の入力部１７へと入る（図６）。さらに信号はインパルス反応算出ブロック１８に入力され、インパルス反応算出ブロック１８は測定部の出力部４の信号と、スペクトル反転ブロック１９に記憶されたスペクトル反転（inversion）関数との合成演算を行い、測定点における電気音響変換器のインパルス反応を計算する。さらに、非線形および反響効果といった歪み因子を除くために信号が窓関数ブロック２０に入力される。窓関数ブロック２０は、インパルス反応信号のサンプルを、ブロック２１のメモリに記憶された窓関数のサンプルに掛ける。
【００２３】
インパルス反応の最高値において窓関数が１であり、インパルス反応の最低値において窓関数が０に向かって傾くように窓関数が用いられ、それにより非線形性や反響などの干渉因子を測定から除外する。時間的に長い窓関数を用いると、低周波数域においてより識別性の高い測定が可能であり、結果として反響効果は増大する。しかし時間的により短い窓関数では、低周波数域に関する情報がなくなり始めものの部屋の反響は減少する。
【００２４】
窓関数ブロック２０での信号処理の後、取得された結果は高速フーリエ変換ブロック２２に入力され、高速フーリエ変換ブロック２２は、インパルス反応信号から高速フーリエ変換の計算を行い、各々のインパルス反応に対する周波数サンプル列を定める。同期化ブロック２３では、高速フーリエ変換の入力列の先頭をインパルス反応の最高値に調整する。そして、取得されたデータは周波数サンプル列を記憶するレジスタ２４に入力され、音響パワー周波数応答がブロック２５で計算される。ブロック２５は、上述の周波数サンプル列から音響パワー周波数応答を計算し、そして再サンプルブロック２６が音響パワー周波数応答を線形周波数尺度（線形（一次）周波数形式：linear frequency scale）から対数周波数尺度（対数周波数形式：logarithmic frequency scale）に変換する。計算された音響パワー周波数応答は表示部２７に表示される。その後、計算結果はブロック２８に入力され、そこではパワー周波数応答の範囲終端の補正レベル（図８参照）を決定する。低周波数域（ＬＬＦ）および高周波数域（ＬＨＦ）における範囲終端の補正レベルは、補正可能な電気音響変換器が過負荷にならずに低周波数信号および高周波数信号を再生する能力に応じて選択される。本発明のこの実施例では、範囲終端の補正レベルは、低周波数では−５ｄＢ、高周波数では−６ｄＢの領域に選択される。
【００２５】
さらに計算結果は音響パワー周波数応答平準化ブロック２９に入力され、このブロックが音響パワー周波数応答の微小な不規則性と干渉の影響を除去するように働き（図８参照）、そして、再サンプリングブロック３０が、パワー周波数応答を対数尺度から線形尺度に変換する。一方、高速フーリエ変換ブロック２２の前段では、取得された結果がブロック３１にも入力され、ブロック３１は、同期化インパルス反応の平均値を計算してブロック３２に送出し、ブロック３２はグループ遅延時間を計算し、さらにグループ平準化ブロック３３およびブロック３４に送られ、ブロック３４がグループ遅延時間の周波数応答から補正部２の位相周波数応答を計算し、そしてブロック３５が、それぞれの音響パワー周波数応答サンプルにそれぞれの位相周波数応答サンプルを複素形式で掛けることによって音響パワー周波数応答位相を補正してインバータ３６に送出し、インバータ３６が音響パワー周波数応答サンプルの反転値（inversed value）を計算する。その後、取得された結果は、補正部２の総インパルス反応を取得するように働くパワー周波数応答サンプルフィルタリングブロック３７に送出され、その後、逆高速フーリエ変換計算ブロック３８に送出され、逆高速フーリエ変換計算ブロック３８では補正部２のインパルス反応サンプルを計算してデータをインパルス反応正規化サンプル計算ブロック３９に送り、測定処理部４を終了する。取得されたデータ列は、さらに、処理部から受け取ったインパルス反応サンプル列を保存するインターフェースブロック５に送出され、その後、異なる補正インパルス反応を保存する補正部２の制御部６に送出される。取得された結果は制御部６から実行ブロック７に進み、実行ブロック７は、音声信号入力部８の信号と、制御部６から受け取った補正インパルス反応の合成演算を行う。さらに補正結果は音声信号出力部９に伝えられ、そこから増幅器さらには再生のためのそれぞれの電気音響変換器に送出される。
【００２６】
提示された方法と装置で電気音響変換器の補正を行うことにより、異なる使用周波数での補正部の入力信号と電気音響変換器の反射音響パワーとの間の一定の伝送係数が得られる。さらに、音声信号源のひずみのないパワーが音響パワーに伝わるように供給され、電気音響変換器の音質ひずみの大幅な補正が新たな音声欠陥をもたらすこともなく、結果として、異なる条件および異なる場所で動作したときに音質ひずみのない自然な音声が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】支配的な反射面が１つであって下方水平反射面である場所における、電気音響変換器の音響パラメータ測定の離散点の配置の一例を示す図である。
【図１Ｂ】いくつかの支配的な反射面がある場所における、電気音響変換器の音響パラメータ測定の離散点の配置の一例を示す図である。
【図２Ａ】平行な壁がある比較的狭い部屋における、電気音響変換器の音響パラメータ測定の離散点の配置の一例を示す図である。
【図２Ｂ】反射面が複雑な構成を有する場所における電気音響変換器の音響パラメータ測定の離散点の配置の一例を示す図である。
【図３】検査信号の形である。
【図４】電気音響変換器の音響パラメータの補正装置全体のブロック図である。
【図５】電気音響変換器補正装置の音響パラメータの測定システムの測定部の詳細なブロック図である。
【図６】電気音響変換器補正装置の音響パラメータの測定システムの測定処理部の詳細なブロック図である。
【図７】音響パワー周波数応答の両端における増減を示す図である。
【図８】等化された音響パワー周波数応答である。
【符号の説明】
【００２８】
１  測定システム
２  補正部
３  測定部
４  測定処理部
５  インターフェースブロック
６  制御部
７  実行ブロック
８  音声信号入力部
９  音声信号出力部
【図１Ａ】
2008541654.tif 000003
【図１Ｂ】
2008541654.tif 000004
【図２Ａ】
2008541654.tif 000005
【図２Ｂ】
2008541654.tif 000006
【図３】
2008541654.tif 000007
【図５】
2008541654.tif 000008
2008541654.tif 000009
【図４】
2008541654.tif 000010
【図６】
2008541654.tif 000011
【図７】
2008541654.tif 000012
【図８】
2008541654.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月17日(2008.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気音響変換器の音響パラメータを測定し、測定結果を処理し、電気音響変換器の補正パラメータを特定し、計算された電気音響変換器の音響パラメータの補正特性に基づいて音響信号を補正する、電気音響変換器の音響パラメータの補正方法において、
電気音響変換器の音響パワー周波数応答を用いて電気音響変換器の補正パラメータを決定し、前記音響パワー周波数応答は電気音響変換器を包囲する包囲面またはその断片領域上で測定を行うことにより評価され、測定結果はこの包囲面またはその断片領域の数多くの離散点から得られ、再生する音響検査信号のスペクトルが測定箇所の干渉のスペクトルと整合するように前記補正パラメータを決定することを特徴とする電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項２】
測定装置を電気音響変換器の包囲面上の一の離散点から別の離散点へと移動させ、０．２〜３．２秒間隔で測定を行い、かつ、持続時間が０．０５〜３．２秒の境界以内の検査信号を用いて、電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価を得ることを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項３】
１つの下方にある水平な反射面が支配的である場所では、電気音響変換器の総包囲面のうちの断片領域上で測定を行って電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価を取得し、前記断片領域の一つの側は前記下方の水平な反射面とぶつかり、測定面はパラメータを測定している電気音響変換器を向く方向に対して垂直であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項４】
いくつかの支配的な面がある場所では、下方の水平な音響環境反射面上で任意に選んだ点を音響環境内の他のすべての支配的反射面上で任意に選んだ点と結ぶ線に沿って測定を行うことにより、電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価が得られることを特徴とする請求項１または２に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項５】
面が複雑な構成を有する場所では、電気音響の包囲面の断片領域から、電気音響変換器を向く方法を横切るように垂直に配置された仮想環状線に沿って測定を行い、かつ、前記仮想環状線の水平直径および垂直直径に沿って測定を行って、電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価が得られることを特徴とする請求項１または２に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項６】
平行な壁がある狭い部屋では、電気音響の包囲面の断片領域より、前記部屋の対称中心からパラメータを測定する電気音響変換器に対して最も遠い隅へと斜めに前記部屋内の測定を行って、電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価が得られることを特徴とする請求項１または２に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項７】
音響環境反射面によって作り出される反響効果を低減するために、各々の離散的測定のインパルス応答を窓関数によって処理することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項８】
窓関数の幅は０．０４〜０．１２秒の範囲から選択されることを特徴とする請求項７に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項９】
電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価は対数周波数の尺度で平滑化されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項１０】
電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価は余弦インパルスの平滑化関数によって平滑化されることを特徴とする請求項９に記載の電気音響変換器の音響パラメータの補正方法。
【請求項１１】
測定システムと少なくとも１つの補正部からなり、補正方法を実現するための電気音響変換器の音響パラメータの補正装置であって、前記測定システムは測定部を含み、前記測定部は、検査信号がメモリに書き込まれており前記検査信号を生成する信号源と、再生信号の増幅器と、測定装置と、測定信号の増幅器と、前記測定装置から受けた信号を記録するメモリと、前記測定部の出力部とを備え、該出力部から検査信号が測定処理部に入力されて補正パラメータが決定され、さらに前記測定システムはインターフェース部を含み、前記補正部は、補正パラメータを書き込まれるメモリを有する制御部と、補正実行のための実行ブロックを含み、特徴としては、測定処理部（４）が、
−測定部（４）の出力信号と、スペクトル反転ブロック（１９）に記憶された反転スペクトル関数との畳み込み演算を行ってインパルス応答を計算するインパルス応答計算ブロック（１８）と、
−干渉成分の影響を除くために、インパルス応答信号のサンプルに、ブロック（２１）のメモリに記憶された窓関数のサンプルを掛ける窓関数ブロック（２０）と、
−インパルス応答信号から高速フーリエ変換の計算を行って個々のインパルス応答の周波数サンプル列を決定する高速フーリエ変換ブロック（２２）と、
−高速フーリエ変換の入力列の先頭をインパルス応答の最高値に調整する同期化ブロック（２３）と、
−周波数サンプル列を記憶するメモリ（２４）と、
−前記周波数サンプル列から音響パワー周波数応答を計算する音響パワー周波数応答計算ブロック（２５）と、
−音響パワー周波数応答を線形周波数尺度から対数周波数尺度に変換する再サンプリングブロック（２６）と、
−計算された音響パワー周波数応答を表示するための表示部（２７）と、
−音響パワー周波数応答の微小な不規則性と干渉の影響を除去するための音響パワー周波数応答平準化ブロック（２９）と、
−パワー周波数応答を対数尺度から線形尺度に変換する再サンプリングブロック（３０）と、
−パワー周波数応答サンプルの反転値を計算するインバータ（３６）と、
−補正部（２）の総インパルス応答を取得するためのパワー周波数応答サンプルフィルタブロック（３７）と、
−補正部（２）のインパルス応答のサンプルを計算する逆高速フーリエ変換計算ブロック（３８）と、
−前記逆高速フーリエ変換計算ブロック（３８）からデータを送られるインパルス応答正規化サンプル計算ブロック（３９）と、
−出力部（４０）と、
を含み、実行ブロック（７）が、音声信号入力部（８）の信号と制御部（６）からの補正インパルス応答の畳み込み演算を行い、受信した計算結果を音声信号出力部（９）に送出することを特徴とする電気音響変換器の音響パラメータの補正装置。
【請求項１２】
−同期化インパルス応答の平均値を計算するブロック（３１）と、
−グループ時間遅延を計算するブロック（３２）と、
−グループ時間遅延等化ブロック（３３）と、
−グループ時間遅延周波数応答から補正部位相周波数応答を計算するブロック（３４）と、
−音響パワー周波数応答のそれぞれのサンプルに、対応する位相周波数応答サンプルを複素形式で掛けることによって、音響パワー周波数応答の位相を補正するブロック（３５）と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の電気音響変換器の音響パラメータ補正装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
最も近い技術的解決策としては、試作技術と思われるものであるが、音響特性補正装置があり（欧州特許第０６２４９４７号、２００３年８月２７日、「音響特性補正装置」、ＩＰＣ７Ｈ０３Ｇ ５／１６）、この技術で既知の装置は、
−検査信号をメモリに書き込んだ信号源、増幅器、再生装置、測定装置、検査された信号の増幅器、測定装置からの受信信号を固定するメモリからなる測定部を含むとともに、補正パラメータを決定する処理部を含む測定ブロックと、
−補正パラメータをメモリに書き込んだ制御部および要求パラメータを入力する実行ブロックを含む補正ブロックと、から構成される。
具体的な要求のための最適なパラメータは、周波数レンジを帯域ごとに分割して帯域の補正を行うことによって供給される。帯域分割は、一帯域の終わりが次帯域の始まりに及ぶように行われる。この既知の装置の欠点は、その限られた機能的オプション、電気音響変換器の測定精度が不十分であること、および補正再生信号の音声が比較的劣悪なことにある。補正再生信号の比較的劣悪な音声は第一に、聞き手によって感知される音質の真の問題を表さない測定が音響信号補正に用いられるために補正特性が不正確に定義されるという事実に結びついている。第二に、操作者の操作により適切な補正パラメータが主観的に評価され、このことが補正の客観性に関する懸念をもたらし、第三に、既知の技術的解決策は周波数レンジを比較的広い帯域に分割することを意図しているので、それが周波数軸上のサンプルの数を減らし、それにより周波数軸上の周波数応答の特性変化に関する情報を失わせてしまう。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
−いくつかの支配的な面がある場所で電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価を取得するためには、下方の水平な音響環境反射面上で任意に選んだ点を音響環境の他のすべての反射面上の任意に選んだ点と結ぶ線に沿って測定が行われる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
−各々の離散的測定のインパルス応答は窓関数で処理され、ここで窓関数の幅は０．０４〜０．１２秒の範囲で選択される。
−電気音響変換器の音響パワー周波数応答の評価は対数周波数の尺度で平滑化され、ここで音響パワー周波数応答の評価は余弦インパルスの平滑化関数によって平滑化される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
設定された本発明の目的は、以下の電気音響変換器の音響パラメータの補正を実行する装置を提供することによっても達成され（請求項１１参照）、この装置は、
−測定システムであって、測定部を含み、該測定部は、検査信号がメモリに書き込まれておりこの検査信号を生成する信号源と、再生信号の増幅器と、測定装置と、検査された信号の増幅器と、前記測定装置からの受信信号を記録するメモリと、測定部の出力部とからなり、さらに前記測定部と共に補正パラメータ決定のための測定処理部およびインターフェースブロックを含む測定システムと、
−メモリに書き込まれる制御部と補正実行ブロックとを含む補正部する制御部を含む補正部とからなり、ここで、測定処理部は下記を含み、すなわち、測定システムの出力信号とスペクトル反転（inversion）関数ブロックの畳み込み演算を行ってインパルス応答を計算するインパルス応答計算ブロックと、干渉成分の影響を除くためにインパルス応答信号のサンプルに窓関数のサンプルを掛ける窓関数ブロックと、インパルス応答信号から高速フーリエ変換の計算を行って、各々のインパルス応答での周波数サンプルデータ列を画定する高速フーリエ変換ブロックと、高速フーリエ変換の入力データの先頭をインパルス応答の最高値と同期化する同期化ブロックと、周波数サンプルのデータ列を保存するメモリと、前記周波数サンプルのデータ列から音響パワー周波数応答を計算する音響パワー周波数応答計算ブロックと、音響パワー周波数応答を線形尺度（線形（一次）形式：linear scale）から対数尺度（対数形式：logarithmic scale）に変換する再サンプリングブロックと、計算された音響パワー周波数応答を表示する表示部と、音響パワー周波数応答の範囲の終端部における補正レベルを規定するブロックと、音響パワー周波数応答の微小な不規則性および干渉の影響を除去するための音響パワー周波数応答の等化ブロックと、パワー周波数応答を対数尺度から線形尺度に変換する再サンプリングブロックと、パワー周波数応答サンプルの反転値（inverse value）計算のためのインバータと、補正部の総インパルス応答を取得するためのパワー周波数応答サンプルのフィルタブロックと、補正のインパルス応答のサンプルを計算してデータをインパルス応答の正規化サンプル計算ブロックに送出する逆高速フーリエ変換計算ブロックとを含み、ここで前記実行ブロックは音声信号の入力信号と制御部からの補正のインパルス応答間の畳み込み演算を行い、取得した計算結果を音声信号出力部に送出する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この装置は付加的に同期化インパルス応答の平均値を計算するブロックと、グループ時間遅延を計算するブロックと、グループ遅延の等化ブロックと、時間遅延周波数応答から周波数応答の位相補正部の計算を行うブロックと、音響パワー周波数応答のそれぞれのサンプルに音響パワー周波数応答のそれぞれのサンプルを複素形式（complex form）で掛けることにより音響パワー周波数応答の位相を調整するブロックと、を含むことができる。装置はいくつかの補正部を含むこともできる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
さらに、測定装置１３によって感知された音響検査信号は、増幅器１４を介してメモリ１５に入る。測定点で取得された全信号がメモリ１５に入り、そして、出力部１６を介して、補正フィルタのパラメータ計算のための測定処理部４の入力部１７へと入る（図６）。さらに信号はインパルス応答算出ブロック１８に入力され、インパルス応答算出ブロック１８は測定部の出力部４の信号と、スペクトル反転ブロック１９に記憶された反転（inversion）スペクトル関数との畳み込み演算を行い、測定点における電気音響変換器のインパルス応答を計算する。さらに、非線形および反響効果といった歪み因子を除くために信号が窓関数ブロック２０に入力される。窓関数ブロック２０は、インパルス応答信号のサンプルを、ブロック２１のメモリに記憶された窓関数のサンプルに掛ける。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
インパルス応答の最高値において窓関数が１であり、インパルス応答の最低値において窓関数が０に向かって傾くように窓関数が用いられ、それにより非線形性や反響などの干渉因子を測定から除外する。時間的に長い窓関数を用いると、低周波数域においてより識別性の高い測定が可能であり、結果として反響効果は増大する。しかし時間的により短い窓関数では、低周波数域に関する情報がなくなり始めものの部屋の反響は減少する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
窓関数ブロック２０での信号処理の後、取得された結果は高速フーリエ変換ブロック２２に入力され、高速フーリエ変換ブロック２２は、インパルス応答信号から高速フーリエ変換の計算を行い、各々のインパルス応答に対する周波数サンプル列を定める。同期化ブロック２３では、高速フーリエ変換の入力列の先頭をインパルス応答の最高値に調整する。そして、取得されたデータは周波数サンプル列を記憶するメモリ２４に入力され、音響パワー周波数応答がブロック２５で計算される。ブロック２５は、上述の周波数サンプル列から音響パワー周波数応答を計算し、そして再サンプルブロック２６が音響パワー周波数応答を線形周波数尺度（線形（一次）周波数形式：linear frequency scale）から対数周波数尺度（対数周波数形式：logarithmic frequency scale）に変換する。計算された音響パワー周波数応答は表示部２７に表示される。その後、計算結果はブロック２８に入力され、そこではパワー周波数応答の範囲終端の補正レベル（図８参照）を決定する。低周波数域（ＬＬＦ）および高周波数域（ＬＨＦ）における範囲終端の補正レベルは、補正可能な電気音響変換器が過負荷にならずに低周波数信号および高周波数信号を再生する能力に応じて選択される。本発明のこの実施例では、範囲終端の補正レベルは、低周波数では−５ｄＢ、高周波数では−６ｄＢの領域に選択される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
さらに計算結果は音響パワー周波数応答平準化ブロック２９に入力され、このブロックが音響パワー周波数応答の微小な不規則性と干渉の影響を除去するように働き（図８参照）、そして、再サンプリングブロック３０が、パワー周波数応答を対数尺度から線形尺度に変換する。一方、高速フーリエ変換ブロック２２の前段では、取得された結果がブロック３１にも入力され、ブロック３１は、同期化インパルス応答の平均値を計算してブロック３２に送出し、ブロック３２はグループ遅延時間を計算し、さらにグループ平準化ブロック３３およびブロック３４に送られ、ブロック３４がグループ遅延時間の周波数応答から補正部２の位相周波数応答を計算し、そしてブロック３５が、それぞれの音響パワー周波数応答サンプルにそれぞれの位相周波数応答サンプルを複素形式で掛けることによって音響パワー周波数応答位相を補正してインバータ３６に送出し、インバータ３６が音響パワー周波数応答サンプルの反転値（inversed value）を計算する。その後、取得された結果は、補正部２の総インパルス応答を取得するように働くパワー周波数応答サンプルフィルタリングブロック３７に送出され、その後、逆高速フーリエ変換計算ブロック３８に送出され、逆高速フーリエ変換計算ブロック３８では補正部２のインパルス応答サンプルを計算してデータをインパルス応答正規化サンプル計算ブロック３９に送り、測定処理部４を終了する。取得されたデータ列は、さらに、処理部から受け取ったインパルス応答サンプル列を保存するインターフェースブロック５に送出され、その後、異なる補正インパルス応答を保存する補正部２の制御部６に送出される。取得された結果は制御部６から実行ブロック７に進み、実行ブロック７は、音声信号入力部８の信号と、制御部６から受け取った補正インパルス応答の畳み込み演算を行う。さらに補正結果は音声信号出力部９に伝えられ、そこから増幅器さらには再生のためのそれぞれの電気音響変換器に送出される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
【図１Ａ】支配的な反射面が１つであって下方水平反射面である場所における、電気音響変換器の音響パラメータ測定の離散点の配置の一例を示す図である。
【図１Ｂ】いくつかの支配的な反射面がある場所における、電気音響変換器の音響パラメータ測定の離散点の配置の一例を示す図である。
【図２Ａ】平行な壁がある比較的狭い部屋における、電気音響変換器の音響パラメータ測定の離散点の配置の一例を示す図である。
【図２Ｂ】反射面が複雑な構成を有する場所における電気音響変換器の音響パラメータ測定の離散点の配置の一例を示す図である。
【図３】検査信号の形である。
【図４】電気音響変換器の音響パラメータの補正装置全体のブロック図である。
【図５】電気音響変換器補正装置の音響パラメータの測定システムの測定部の詳細なブロック図である。
【図６】電気音響変換器補正装置の音響パラメータの測定システムの測定処理部の詳細なブロック図である。
【図７】音響パワー周波数応答の両端における増減を示す図である。
【図８】平滑化された音響パワー周波数応答である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2008541654.tif 000014
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2008541654.tif 000015
【国際調査報告】
2008541654.tif 000016
2008541654.tif 000017
2008541654.tif 000018
2008541654.tif 000019
2008541654.tif 000020