(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数バンドのイコライジング処理を実行するイコライザと、
振幅特性を取得する振幅特性取得手段を含み、前記振幅特性取得手段が取得した振幅特性と目標特性との差分である第１の振幅特性がピークとなる周波数においてピークとなる複数の関数を重ね合わせることにより、前記第１の振幅特性を包絡曲線により簡略化した簡略化振幅特性を生成し、前記簡略化振幅特性に基づいて前記イコライザの目標振幅特性を決定する目標振幅特性決定処理と、前記イコライザの振幅特性を前記目標振幅特性とする前記複数バンドのイコライジング処理のパラメータを決定するパラメータ生成処理とを実行する制御手段と
を具備することを特徴とするイコライザ装置。
【請求項２】
前記パラメータ生成処理では、前記目標振幅特性を第２の振幅特性の初期値とし、その後、前記複数バンドのうち１つを設定バンドとし、前記第２の振幅特性の最大ピークの周波数を前記設定バンドの中心周波数とし、前記イコライザの振幅特性と前記第２の振幅特性との間のゲイン差の面積を最も小さくする前記設定バンドのイコライジング処理のパラメータを決定し、記憶手段に記憶させるとともに、前記記憶手段に記憶されたパラメータを前記イコライザに設定した場合における前記イコライザの振幅特性と前記第１の振幅特性との和により前記第２の振幅特性を更新する処理を繰り返し、前記記憶手段に記憶されたパラメータを前記イコライザに設定することを特徴とする請求項１に記載のイコライザ装置。
【請求項３】
前記パラメータ生成処理では、前記第２の振幅特性の最大ピークの周波数を前記設定バンドの中心周波数とし、前記イコライザの振幅特性と前記第２の振幅特性との間のゲイン差の面積を最も小さくする当該設定バンドのイコライジング処理のＱ値を探索することを特徴とする請求項２に記載のイコライザ装置。
【請求項４】
前記目標振幅特性決定処理では、前記簡略化振幅特性の逆特性を前記目標振幅特性とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載のイコライザ装置。
【請求項５】
振幅特性を取得する振幅特性取得過程と、
前記振幅特性取得過程において取得した振幅特性と目標特性との差分である第１の振幅特性がピークとなる周波数においてピークとなる複数の関数を重ね合わせることにより、前記第１の振幅特性を包絡曲線により簡略化した簡略化振幅特性を生成し、前記簡略化振幅特性に基づいて前記イコライザの目標振幅特性を決定する目標振幅特性決定処理と、複数バンドのイコライジング処理を実行するイコライザの振幅特性を前記目標振幅特性とする前記複数バンドのイコライジング処理のパラメータを決定するパラメータ生成処理とを実行する制御過程と
を具備することを特徴とするイコライザの制御方法。
【請求項６】
コンピュータに、
振幅特性を取得する振幅特性取得過程と、
前記振幅特性取得過程において取得した振幅特性と目標特性との差分である第１の振幅特性がピークとなる周波数においてピークとなる複数の関数を重ね合わせることにより、前記第１の振幅特性を包絡曲線により簡略化した簡略化振幅特性を生成し、前記簡略化振幅特性に基づいて前記イコライザの目標振幅特性を決定する目標振幅特性決定処理と、複数バンドのイコライジング処理を実行するイコライザの振幅特性を前記目標振幅特性とする前記複数バンドのイコライジング処理のパラメータを決定するパラメータ生成処理とを実行する制御過程と
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響空間の音響効果を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響空間における既存の音響特性をベースとし、その音響空間における残響効果や初期反射音を含む反射音特性を増強、補正して音響特性を制御する音場支援システムがある。この音場支援システムは、音響空間の天井や側壁に固定されたマイクロホンおよびスピーカとそれらに接続された音場支援装置とにより構成される。
この種の音場支援システムの音場支援装置は、マイクロホンから収音信号が入力されると、ＦＩＲフィルタによってその収音信号へ所望の音響空間の残響効果等を付与するためのフィルタ係数列を畳み込み、この結果得られた信号をスピーカから放音するとともに放音した音の一部をマイクロホンへ帰還する、という処理を繰り返すことにより、音響空間における残響効果等を増強する。ＦＩＲフィルタに用いるフィルタ係数列の設定の如何によっては、狭小な音響空間でありながらあたかもコンサートホールなどの大きな音響空間で演奏しているかのような残響効果を創出することができる。
【０００３】
ところで、この種の音場支援システムにおいては、音響空間→マイクロホン→音場支援装置→スピーカ→音響空間という閉ループを音が循環する。そして、この閉ループの伝達関数（周波数応答）の振幅特性に鋭いピークが表れると、カラーレーションなどの聴感上の問題を引き起こすことがある。このような音響空間を含む閉ループの伝達関数（周波数応答）の振幅特性に鋭いピークが発生するのを抑えこむための仕組みを開示した文献として、たとえば、特許文献１が挙げられる。同文献に開示された音場支援装置は、ＦＩＲフィルタの後段にＰＥＱ（Parametric Equalizer）を設け、ＰＥＱにおいて、ＦＩＲフィルタから出力される残響音信号における鋭いピークを含む帯域のゲインを低下させる。さらに、この音場支援装置は、音響空間にテスト音を放音してその収音信号を取得し、その収音信号にＦＦＴ（Finite Fourier Transform）処理を施してスペクトル分布を取得する。そして、ＰＥＱにおける限られたバンド数を効率的に用いたイコライジングを行うため、そのスペクトル分布をスムージング化し、スムージング化されたスペクトル分布をフラットにするようにＰＥＱの伝達関数を設定する（特許文献１の図１４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−６９２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＦＩＲフィルタによるフィルタ係数列の畳み込みを経て得られる残響音信号に現れるピークは、細く急峻なものであることも多い。しかしながら、特許文献１に記載された音場支援装置では、テスト音の収音信号から得たスペクトル分布をスムージング化したものを基にＰＥＱの伝達関数を設定するようになっており、細く急峻なピークはスムージング化により消えてしまうため、イコライジングによってそのような細く急峻なピークを抑えこむことができなかった。また、そのようなピークを手動のイコライジングにより抑えこもうとした場合、残響音信号における他の重要な帯域の成分の振幅まで減衰させてしまい、十分な残響効果が得られない。また、そのピークを含む狭帯域の成分だけをノッチフィルタを用いて減衰させるという方策も採り得るところであるが、この場合、ピークの周波数が僅かでも変動すると効果が半減するため、有効な解決策とは言い難い。
【０００６】
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、残響音信号に表れる周波数軸上の急峻なピークをＰＥＱのイコライジングにより確実に抑えこむことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数バンドのイコライジング処理を実行するイコライザと、振幅特性を取得する振幅特性取得手段を含み、前記振幅特性取得手段が取得した振幅特性と目標特性との差分である第１の振幅特性に基づいて前記イコライザの目標振幅特性を求める目標振幅特性決定処理と、前記イコライザの振幅特性を前記目標振幅特性とする前記複数バンドのイコライジング処理のパラメータを決定するパラメータ生成処理であって、前記目標振幅特性を第２の振幅特性の初期値とし、その後、前記複数バンドのうち１つを設定バンドとし、前記第２の振幅特性の最大ピークの周波数を前記設定バンドの中心周波数とし、前記イコライザの振幅特性と前記第２の振幅特性との間のゲイン差の面積を最も小さくする前記設定バンドのイコライジング処理のパラメータを決定し、記憶手段に記憶させるとともに、前記記憶手段に記憶されたパラメータを前記イコライザに設定した場合における前記イコライザの振幅特性と前記第１の振幅特性との和により前記第２の振幅特性を更新する処理を繰り返し、前記記憶手段に記憶されたパラメータを前記イコライザに設定するパラメータ生成処理とを実行する制御手段とを具備することを特徴とするイコライザ装置を提供する。
【０００８】
本発明によると、制御手段は、振幅特性取得手段により振幅特性を取得し、その取得した振幅特性とイコライザの振幅特性との和の振幅特性が目標特性以下になるように、イコライザのパラメータを設定する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態である音場支援装置を含む音場支援システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１の音場支援システムにおける音場支援装置の構成を示す図である。
【図３】図２の音場支援装置のＣＰＵが実行する処理を示すフローチャートである。
【図４】フラットでない振幅特性とフラットである振幅特性の一例を示す図である。
【図５】図２の音場支援装置のＣＰＵが実行するＰＥＱ目標振幅特性決定処理を示すフローチャートである。
【図６】振幅特性Ｒ’（ω）の包絡曲線を示す図である。
【図７】図２の音場支援装置のＣＰＵが実行する振幅特性簡略化処理を示すフローチャートである。
【図８】図２の音場支援装置のＣＰＵが実行するパラメータ生成処理を示すフローチャートである。
【図９】振幅特性Ｒ’（ω）と振幅特性Ｇ（ω）とを示す図である。
【図１０】他の実施形態を説明するための図である。
【図１１】他の実施形態を説明するための図である。
【図１２】他の実施形態を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態を説明する。
図１は、この発明の一実施形態である音場支援装置４０を含む音場支援システムの全体構成を示す図である。この音場支援システムは、音響空間１内における音響特性を制御する。本実施形態における音響特性の制御とは、初期反射音のレベル、時間構造、到来方向などの特性を含む反射音特性や、残響特性を制御することを意味する。この音場支援システムは、マイクロホン１０−ｋ（ｋ＝１〜８）、スピーカ２０−ｍ（ｍ＝１，２…Ｍ）、マイクアンプ部３１、パワーアンプ部３２、および音場支援装置４０を有する。マイクロホン１０−ｋ（ｋ＝１〜８）とスピーカ２０−ｍ（ｍ＝１，２…Ｍ）は、音響空間１の側壁や天井に間隔を空けて固定される。
【００１１】
音場支援装置４０は、音響空間１内で楽器の演奏等により発生した音が、マイクロホン１０−ｋ（ｋ＝１〜８）、当該音場支援装置４０、およびスピーカ２０−ｍ（ｍ＝１，２…Ｍ）を経由して音響空間１へ帰還する状態（「音響帰還状態」という）を作り出し、音が当該音場支援装置４０を経由する際に、音響空間１の残響や初期反射音に関する音響特性を目標とする別の音響空間（「目標音響空間」という）の音響特性に近づけるような信号処理を施す。この信号処理の詳細は、後述する。
【００１２】
図２は、音場支援装置４０の構成を示す図である。この音場支援装置４０において、音を収音したマイクロホン１０−ｋ（ｋ＝１〜８）からマイクアンプ部３１を介して入力される８チャネルのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器（不図示）にてディジタル形式に変換され、ミキサ５１およびＥＭＲ（Electronic Microphone Rotator）５２を経由した後、４系統の収音信号としてＦＩＲ（Finite impulse response）フィルタ５３−ｉ（ｉ＝１〜４）へ入力される。ここで、ＥＭＲ５２は、当該ＥＭＲ５２に入力される４系統の信号と当該ＥＭＲ５２から出力される４系統の信号との接続関係を電気的に時々刻々切り換えることにより、システムの周波数特性を平坦化する役割を果たす。
【００１３】
ＦＩＲフィルタ５３−ｉ（ｉ＝１〜４）は、ＥＭＲ５２から入力された収音信号を遅延時間ｔｊ（ｊ＝１，２…ｇ）だけ遅延させた信号（「遅延オーディオ信号ｓｊ（ｊ＝１，２…ｇ）」という）を発生し、これらの遅延時間ｔｊ（ｊ＝１，２…ｇ）の各々に対応したフィルタ係数値ｈｊ（ｊ＝１，２…ｇ）を遅延オーディオ信号ｓｊ（ｊ＝１，２…ｇ）に乗算し、その乗算結果の各々を加算する積和演算を行い、その積和演算結果を残響効果等の付与された信号（「残響音信号」という）として出力する。
【００１４】
ＦＩＲフィルタ５３−ｉ（ｉ＝１〜４）には、残響パターンが設定される。残響パターンは、目標音響空間のインパルス応答（時間応答）に相当するフィルタ係数値ｈｊ（ｊ＝１，２…ｇ）と遅延時間ｔｊ（ｊ＝１，２…ｇ）の各対をフィルタ係数ｈｔｊ（ｊ＝１，２…ｇ）とし、これらのフィルタ係数ｈｔｊ（ｊ＝１，２…ｇ）を時間軸順に並べたものである。フィルタ係数ｈｔｊ（ｊ＝１，２…ｇ）におけるインパルス応答（時間応答）をフーリエ変換すると、目標音響空間の周波数応答が求められる。そして、このフーリエ変換によって求められる周波数応答は、目標音響空間における振幅特性と位相特性とを含む。
【００１５】
図２において、ＦＩＲフィルタ５３−ｉ（ｉ＝１〜４）が出力した残響音信号は、ＰＥＱ（Parametric Equalizer）５４−ｉ（ｉ＝１〜４）に入力される。
ＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）は、残響音信号の帯域を８つ以下の複数のバンドに分割し、残響音信号におけるそれらの各バンドの周波数成分に個別のイコライジングを施す。ＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）には、ＰＥＱパラメータｐｓ（ｓ＝１〜８）が設定される。ＰＥＱパラメータｐｓ（ｓ＝１〜８）は、残響音信号の帯域を８つのバンドに分割した場合における第１バンドから第８バンドまでの各バンドの中心周波数ｃｆｓ（ｓ＝１〜８）、各バンドの中心周波数ｃｆｓ（ｓ＝１〜８）におけるレベルの増減量であるゲインｇｓ（ｓ＝１〜８）、および各バンドの周波数特性の鋭さであるＱ値ｑｓ（ｓ＝１〜８）を指定するパラメータである。ＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）には、入力信号の全帯域の周波数成分を変えることなくそのまま出力するようなＰＥＱパラメータｐｓ（ｓ＝１〜８）、すなわち、第１バンドから第８バンドまでの各バンドのゲインｇｓ（ｓ＝１〜８）を０ｄＢとしたＰＥＱパラメータｐｓ（ｓ＝１〜８）がデフォルトとして設定されている。そして、ＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）におけるデフォルトのＰＥＱパラメータｐｓ（ｓ＝１〜８）は、ＣＰＵ６１が生成する新たなＰＥＱパラメータｐｓ（ｓ＝１〜８）によって書き換えられる。詳しくは、後述する。
【００１６】
ＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）が出力した残響音信号は、スイッチ５５−ｉ（ｉ＝１〜４）および加算器５６−ｉ（ｉ＝１〜４）を経由し、コンプレッサ５７−ｉ（ｉ＝１〜４）によるダイナミックレンジ圧縮を経てからレベル・ディレイマトリックス５８へ入力される。スイッチ５５−ｉ（ｉ＝１〜４）は、音響帰還状態のオンとオフとを切り換える役割を果たす。また、加算器５６−ｉ（ｉ＝１〜４）は、ノイズジェネレータ６４から音響空間の伝達関数計測用の信号が出力されている場合に、その出力信号をコンプレッサ５７−ｉ（ｉ＝１〜４）へ供給する役割を果たす。このノイズジェネレータ６４の出力信号については、後述する。
【００１７】
レベル・ディレイマトリックス５８は、コンプレッサ５７−ｉ（ｉ＝１〜４）に繋がる４本の入力信号線（不図示）の各々とパワーアンプ部３２へ繋がるＭチャネル分の出力信号線（不図示）の各々とを交差させ、交差位置の各々にゲイン調整用可変抵抗（不図示）と遅延素子（不図示）とを配した装置である。このレベル・ディレイマトリックス５８に入力される４系統の残響音信号は、各々の入力信号線と１〜Ｍの各チャネルの出力信号線との交差位置においてゲイン調整や位相調整が施され、Ｍチャネルに分割される。そして、分割されたＭチャネルの残響音信号の各々は、Ｄ／Ａ変換器（不図示）にてアナログ信号に変換され、変換されたアナログ信号はパワーアンプ部３２による増幅を経てスピーカ２０−ｍ（ｍ＝１，２…Ｍ）へ出力される。
【００１８】
ＣＰＵ６１は、当該音場支援装置４０の制御中枢であり、ＲＡＭ６２をワークエリアとして利用しつつ、ＲＯＭ６３に記憶された制御プログラムを実行する。制御プログラムは、ＰＥＱパラメータｐｓ（ｓ＝１〜８）を生成してＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）に設定する処理をＣＰＵ６１に実行させるプログラムである。ノイズジェネレータ６４は、ＣＰＵ６１による指示に従い、テスト音であるピンクノイズの信号を発生する。操作部６５は、各種入力操作を受け付けるタッチパネルである。
【００１９】
次に、本実施形態の動作を説明する。図３は、本実施形態の処理を示すフローチャートである。図３に示す一連の処理は、制御プログラムの働きによりＣＰＵ６１が実行する処理である。ＣＰＵ６１は、ＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）にデフォルトのＰＥＱパラメータｐｓ（ｓ＝１〜８）が設定されている状態において、ＰＥＱパラメータｐｓ（ｓ＝１〜８）の生成の指示が操作部６５によって下されると、ＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）を１つずつ選択し、それらのＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）の各々について図３に示す一連の処理を実行する。
【００２０】
図３において、ＣＰＵ６１は、スイッチ５５−ｉ（ｉ＝１〜４）をオフ状態に切り換え（Ｓ１００）、音響帰還状態を解消する。
【００２１】
ＣＰＵ６１は、ノイズジェネレータ６４によるピンクノイズの信号の発生を開始させる（Ｓ１１０）。このピンクノイズの信号は、音響空間１とＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）を含む閉ループのうち音響空間１を含みＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）を含まない区間の伝達関数（周波数応答）を計測するための信号である。ノイズジェネレータ６４の出力信号は、ＣＰＵ６１へ供給されるとともに、加算器５６−ｉ（ｉ＝１〜４）、レベル・ディレイマトリックス５８、およびパワーアンプ部３２を経由し、スピーカ２０−ｍ（ｍ＝１，２…Ｍ）から音響空間１へテスト音として放射される。そして、その音響空間１におけるテスト音の応答音がマイクロホン１０−ｋ（ｋ＝１〜８）によって収音され、その収音信号が、マイクアンプ部３１、ミキサ５１、ＥＭＲ５２を介してＦＩＲフィルタ５３−ｉ（ｉ＝１〜４）へ入力される。さらに、収音信号の入力を受けたＦＩＲフィルタ５３−ｉ（ｉ＝１〜４）からその信号処理を経て出力される残響音信号が、その周波数成分を変更されないままＰＥＱ５４−ｉを通過してＣＰＵ６１へ供給される。
【００２２】
ＣＰＵ６１は、予め設定されたピンクノイズの出力時間（たとえば、２秒間）が経過すると（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）、ピンクノイズの信号の発生を停止させる（Ｓ１３０）。
すなわち、ステップＳ１１０においてピンクノイズの信号の発生が始まってからステップＳ１３０においてその発生が停止されるまでの間に、ＣＰＵ６１は、テスト音であるピンクノイズそのものの信号（「テスト信号」という）と、音響空間１におけるそのテスト音の応答音から得られた残響音信号（「応答信号」という）とを取得する。
【００２３】
次に、ＣＰＵ６１は、ＰＥＱ目標振幅特性決定処理を実行する（Ｓ１４０）。このＰＥＱ目標振幅特性決定処理は、音響空間１とＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）とを含む閉ループのうち音響空間１を含みＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）を含まない区間の伝達関数（周波数応答）の振幅特性（「振幅特性Ｃ（ω）」と記す）をフラットにするために必要なＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）の伝達関数（周波数応答）の振幅特性を決定する処理である。
【００２４】
ここで、振幅特性Ｃ（ω）がフラットであるとは、振幅特性Ｃ（ω）における全周波数の振幅の平均値とその最大値との差が十分に小さいことを意味する。
図４（Ａ）は、フラットでない振幅特性Ｃ（ω）の一例を示す図であり、図４（Ｂ）はフラットな振幅特性Ｃ（ω）の一例を示す図である。両図における振幅特性Ｃ（ω）の全周波数の振幅値（ｄＢ）の平均値ＬAVEとその最大値ＬMAXの差を比較すると、前者より後者のほうがその差が２．５ｄＢ程度小さくなっていることが分かる。これは、前者よりも後者のほうがカラレーションを発生させにくい特性であることを意味する。
【００２５】
図５は、ＰＥＱ目標振幅特性決定処理のサブルーチンを示す図である。
図５において、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１１０においてピンクノイズの信号の発生が始まってからステップＳ１３０においてその発生が停止されるまでの間に取得したテスト信号と応答信号とを用いて振幅特性Ｃ（ω）を取得する（Ｓ１４１）。より詳細に説明すると、まず、テスト信号に対して、窓幅を３２７６８サンプル、オーバーラップ率を９５％とするＦＦＴ（Finite Fourier Transform）処理を施し、パワースペクトル（分布の時間平均）を求める。次に、応答信号に対しても同様のＦＦＴ処理を施し、パワースペクトル（分布の時間平均）を求める。そして、前者のパワースペクトルから後者のパワースペクトルを減算した結果を振幅特性Ｃ（ω）とする。
本実施形態においては、振幅特性を、各周波数の振幅を対数として示す一連の対数値列として取り扱う。
【００２６】
ＣＰＵ６１は、０ｄＢを目標レベルとし（Ｓ１４２）、ステップＳ１４１で取得した振幅特性Ｃ（ω）とその目標レベルとの差である振幅特性（「振幅特性Ｒ（ω）」と記す）を算出する（Ｓ１４３）。
【００２７】
次に、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１４４からステップＳ１４９の処理である振幅特性簡略化処理を実行する。振幅特性簡略化処理は、ステップＳ１４３で取得した振幅特性Ｒ（ω）を、その特徴をより起伏の少ない包絡曲線によって簡略化した振幅特性（「振幅特性Ｒ’（ω）」と記す）へと変換する処理である。図６は、ある振幅特性Ｒ（ω）に、振幅特性簡略化処理を経てその振幅特性Ｒ（ω）から得られた振幅特性Ｒ’（ω）を重ね合わせた図である。この振幅特性簡略化処理を実行するにあたり、ＣＰＵ６１は、次式に示すガウス関数ＧＦの形状を決定づけるパラメータａおよびｂのセットを記憶するための領域（「ガウス関数記憶領域」という）と変換途中の振幅特性を記憶するための領域（「振幅特性記憶領域」という）とをＲＡＭ６２に確保し、これらの記憶領域の記憶内容を更新しつつ、ステップＳ１４４からステップＳ１４９の一連の処理を実行する。
ＧＦ＝ｂ・ｅｘｐ（−（ｘ−ａ）２／２ｃ２）…（１）
【００２８】
この式におけるパラメータａはガウス関数ＧＦのピーク周波数を示し、パラメータｂはそのピーク周波数における振幅を示す。また、ｃはガウス関数の幅を示す定数である。
【００２９】
振幅特性簡略化処理において、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１４３で求めた振幅特性Ｒ（ω）を振幅特性記憶領域に記憶した後、その振幅特性記憶領域から最大ピークの周波数を検出する（Ｓ１４４）。ＣＰＵ６１は、最大ピークの周波数をパラメータａにするとともに、その周波数における振幅をパラメータｂとし、両パラメータａ，ｂのセットをガウス関数記憶領域に記憶する（Ｓ１４５）。
ＣＰＵ６１は、それまでにガウス関数記憶領域にセットとして記憶したパラメータａ，ｂを上記式に入力し、その入力によって得られるガウス関数ＧＦを重ね合わせた曲線（「フィット曲線」という）を求める（Ｓ１４６）。
【００３０】
さらに、ＣＰＵ６１は、振幅特性記憶領域に記憶されている振幅特性からステップＳ１４６で求めたフィット曲線を減算し、その残りの振幅特性における各周波数の振幅の最大値が閾値ＴＨを下回るか否かを判断する（Ｓ１４７）。この閾値ＴＨは０よりも僅かに大きな値とする。そして、閾値ＴＨを下回らない場合（Ｓ１４７：Ｎｏ）、その残りの振幅特性によって振幅特性記憶領域を更新し（Ｓ１４８）、ステップＳ１４４以降の処理を繰り返す。
【００３１】
ＣＰＵ６１は、ステップＳ１４７において、振幅特性における各周波数の振幅の最大値が閾値ＴＨを下回ると判断した場合（Ｓ１４７：Ｙｅｓ）、それまでにガウス関数記憶領域に記憶したパラメータａ，ｂの各セットにより得られるフィット曲線を、振幅特性Ｒ’（ω）として取得する（Ｓ１４９）。
【００３２】
この振幅特性簡略化処理について、図７を参照してさらに具体的に説明する。図７は、ステップＳ１４４からステップＳ１４８のループのｎ回の繰り返しによって、振幅特性Ｒ’（ω）が求まるまでの様子を示す図である。図７の例では、ステップＳ１４３で求めた振幅特性Ｒ（ω）を振幅特性Ｒ０（ω）と記す。この例における１回目のループでは、振幅特性Ｒ０（ω）からフィット曲線Ｆｃ１を減算することにより、振幅特性Ｒ１（ω）が得られる。このフィット曲線Ｆｃ１は、振幅特性Ｒ０（ω）の最大ピークＰ０の周波数をパラメータａとし、最大ピークＰ０の振幅をパラメータｂとして上記式に入力したガウス関数ＧＦ０である。振幅特性Ｒ１（ω）における各周波数の振幅の最大値が閾値ＴＨを上回る場合、２回目のループに入る。２回目のループでは、振幅特性Ｒ０（ω）からフィット曲線Ｆｃ２を減算することにより、振幅特性Ｒ２（ω）が得られる。フィット曲線Ｆｃ２は、振幅特性Ｒ１（ω）の最大ピークＰ１の周波数をパラメータａとし、最大ピークＰ１の振幅をパラメータｂとして上記式に入力したガウス関数ＧＦ１を、１回目のループで求めたガウス関数ＧＦ０に重ね合わせたものである。このようなループをｎ回繰り返し、そのｎ回の繰り返しを経て得られた振幅特性Ｒｎ（ω）における各周波数の振幅の最大値が閾値ＴＨを下回ると、それまでのｎ個のガウス関数ＧＦを重ね合わせたフィット曲線Ｆｃｎを振幅特性Ｒ’（ω）とする。
【００３３】
図５において、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１４９で取得した振幅特性Ｒ’（ω）の逆特性となる振幅特性（「振幅特性−Ｒ’（ω）」と記す）を、振幅特性Ｃ（ω）をフラットな振幅特性にするために必要なＰＥＱ５４−ｉの目標振幅特性として取得する（Ｓ１５０）。
【００３４】
図３において、ＣＰＵ６１は、ＰＥＱ５４−ｉの目標振幅特性を取得した後、パラメータ生成処理を実行する（Ｓ１６０）。
【００３５】
図８は、パラメータ生成処理のサブルーチンを示す図である。
上述したように、振幅特性簡略化処理では、振幅特性Ｃ（ω）と目標レベル（０ｄＢ）との差である振幅特性Ｒ（ω）のピークの周波数とその振幅をそれぞれパラメータａ，ｂとするｎ個のガウス関数を重ね合わせたフィット曲線を振幅特性Ｒ’（ω）とする。図９に示すように、この振幅特性Ｒ’（ω）には、ＰＥＱ５４−ｉによるイコライジングが可能なバンドの最大数である８よりも多くのピークが発生し得る。パラメータ生成処理は、８つ以下のＰＥＱパラメータｐｓであって、それらを設定した場合におけるＰＥＱ５４−ｉの伝達関数（周波数応答）の振幅特性（「振幅特性Ｇ（ω）」と記す）と振幅特性Ｒ’（ω）との和である振幅特性の最大ピークの振幅値が０ｄＢより僅かに大きな閾値ＴＨ以下になるようなＰＥＱパラメータｐを生成する処理である。
【００３６】
パラメータ生成処理を実行するにあたり、ＣＰＵ６１は、生成済みのＰＥＱパラメータｐｓを記憶するための領域（「パラメータ記憶領域」という）、ＰＥＱパラメータｐｓの生成数を示す変数ｓを記憶するための領域（「生成数記憶領域」という）、およびＰＥＱパラメータｐｓを生成する過程において算出した振幅特性を記憶するための領域（「振幅特性記憶領域」という）、およびその過程において算出した面積を記憶するための領域（「面積記憶領域」という）をＲＡＭ６２に確保し、これらの記憶領域の記憶内容を更新しつつ、ステップＳ１６１からステップＳ１７８の一連の処理を実行する。
【００３７】
図８において、ＣＰＵ６１は、生成数記憶領域における変数ｓを初期値１に設定した後（Ｓ１６１）、ＰＥＱ５４−ｉの目標振幅特性である振幅特性−Ｒ’（ω）を、振幅特性−Ｒｓ’（ω）として振幅特性記憶領域に記憶する（Ｓ１６２）。
後述するように、この振幅特性記憶領域に記憶される振幅特性−Ｒｓ’（ω）は、変数ｓのインクリメントに従い、振幅特性−Ｒ１’（ω）、振幅特性−Ｒ２’（ω）…振幅特性−Ｒ８’（ω）と書き換えられる。
【００３８】
次に、ＣＰＵ６１は、振幅特性記憶領域に記憶された振幅特性−Ｒｓ’（ω）における最大ピークの周波数を中心周波数ｃｆｓとして決定し（Ｓ１６３）、その中心周波数ｃｆｓとした周波数の振幅値をゲインｇｓとして決定する（Ｓ１６４）。さらに、ＣＰＵ６１は、振幅特性−Ｒｓ’（ω）における中心周波数ｃｆｓとした周波数の振幅の１／√２の振幅値を有する一つの周波数をｆ１とし、中心周波数ｃｆｓに関して周波数軸上でｆ１と対称になる周波数をｆ２とした場合に以下の式から求まる値ｑをＱ値ｑｓの初期値として決定し（Ｓ１６５）、これらの３種類の値ｃｆｓ，ｇｓ，ｑｓからなるＰＥＱパラメータｐｓをパラメータ記憶領域に記憶する（Ｓ１６６）。
ｑ＝ｃｆ／（｜ｆ１−ｆ２｜）…（２）
後述するように、このパラメータ記憶領域には、ＰＥＱパラメータｐ１、ＰＥＱパラメータｐ２…ＰＥＱパラメータｐ８が１つずつ書き加えられる。
【００３９】
ＣＰＵ６１は、パラメータ記憶領域に記憶されているＰＥＱパラメータｐｓのすべてをＰＥＱ５４−ｉに設定した場合における振幅特性Ｇ（ω）を算出し（Ｓ１６７）、この振幅特性Ｇ（ω）と振幅特性−Ｒｓ’（ω）とのゲイン差の面積を算出する（Ｓ１６８）。より具体的には、振幅特性Ｇ（ω）と振幅特性−Ｒｓ’（ω）との間の周波数ごとのゲイン（ｄＢ値）の差を求め、周波数ごとのゲイン（ｄＢ値）の差の絶対値を総計した値をゲイン差の面積とする。
【００４０】
ＣＰＵ６１は、ステップＳ１６８において求めた面積が面積記憶領域に記憶されている面積よりも小さいか否かを判断する（Ｓ１６９）。ここで、当該パラメータ生成処理が開始された当初は、面積記憶領域に比較対象となる面積が記憶されていない。この場合、ステップＳ１６９では、ステップＳ１６８において求めた面積が面積記憶領域に記憶されている面積よりも小さいとみなす。
【００４１】
ＣＰＵ６１は、ステップＳ１６８において求めた面積が面積記憶領域に記憶されている面積よりも小さいと判断したとき（Ｓ１６９：Ｙｅｓ）、パラメータ記憶領域に記憶されているＰＥＱパラメータｐｓのＱ値ｑｓをそれよりも所定量だけ小さなＱ値ｑｓに置き換え（Ｓ１７０）、ステップＳ１６８において求めた面積を面積記憶領域に上書きした後（Ｓ１７１）、ステップＳ１６７に戻る。ステップＳ１６７では、Ｑ値ｑｓを変更したＰＥＱパラメータｐｓとパラメータ記憶領域におけるそれ以外のＰＥＱパラメータｐｓとをＰＥＱ５４−ｉに設定した場合における振幅特性Ｇ（ω）が算出され、この振幅特性Ｇ（ω）を基に以降の処理が実行される。
【００４２】
一方、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１６８において求めた面積が面積記憶領域に記憶されている面積よりも大きいと判断したとき（Ｓ１６９：Ｎｏ）、パラメータ記憶領域に記憶されているＰＥＱパラメータｐｓのＱ値ｑｓを、その前のステップＳ１７０における置き換えを行う前のＱ値ｑｓに戻す（Ｓ１７２）。
【００４３】
ここで、ＰＥＱ５４−ｉの伝達関数（周波数応答）における各バンドのピークはそのバンドのＱ値を小さくするほど緩やかなものとなる。また、ＰＥＱ５４−ｉにおける各バンドのゲインは中心周波数を中心として左右対称な形状になるのに対し、振幅特性−Ｒ’（ω）における振幅はある周波数のピークを中心として左右対称な形状にはならない。そこで、本実施形態では、振幅特性−Ｒｓ’（ω）における最大ピークの周波数を中心周波数ｃｆｓとし、その中心周波数ｃｆｓに応じて十分に大きなＱ値ｑｓの初期値を求め、その初期値からＱ値ｑｓを所定量ずつ小さくしながらゲイン差の面積の極小値を探索し、面積が減少から増加に転じる直前のＱ値ｑｓを採用する。
【００４４】
ＣＰＵ６１は、パラメータ記憶領域におけるＰＥＱパラメータｐｓのＱ値ｑｓを、ステップＳ１７０における置き換えを行う前のＱ値ｑｓに戻した後、パラメータ記憶領域に記憶されているＰＥＱパラメータｐｓのすべてをＰＥＱ５４−ｉに設定した場合における振幅特性Ｇ（ω）と振幅特性簡略化処理において算出した振幅特性Ｒ’（ω）との和である振幅特性を算出し（Ｓ１７３）、この振幅特性の最大ピークの振幅値が閾値ＴＨ以下になったかを判断する（Ｓ１７４）。
【００４５】
ＣＰＵ６１は、ステップＳ１７４において、振幅特性Ｃ（ω）と振幅特性Ｒ’（ω）との和である振幅特性の最大ピークの振幅値が閾値ＴＨ以下になっていないと判断した場合（Ｓ１７４：Ｎｏ）、生成数記憶領域における変数ｓが「８」であるか否かを判断する（Ｓ１７５）。
【００４６】
ＣＰＵ６１は、ステップＳ１７５において、変数ｓが「８」でないと判断した場合（Ｓ１７５：Ｎｏ）、変数ｓを１つインクリメントした後（Ｓ１７６）、面積記憶領域に記憶されている面積を消去する（Ｓ１７７）。さらに、ＣＰＵ６１は、パラメータ記憶領域に記憶されているＰＥＱパラメータｐｓのすべてをＰＥＱ５４−ｉに設定した場合における振幅特性Ｇ（ω）と振幅特性記憶領域に記憶されている振幅特性−Ｒｓ’（ω）との和である振幅特性を新たな振幅特性−Ｒｓ’（ω）として振幅特性記憶領域に上書きした後、ステップＳ１６３に戻る。そして、そのステップＳ１６３からステップＳ１６６において、パラメータ記憶領域に新たなＰＥＱパラメータｐｓが書き加えられ、続くステップＳ１６７からＳ１７１に至るループの繰り返しを経て、そのＰＥＱパラメータｐｓのＱ値ｑｓが最適化される。
【００４７】
ＣＰＵ６１は、ステップＳ１７４において、振幅特性Ｃ（ω）と振幅特性Ｒｓ’（ω）との和である振幅特性の最大ピークの振幅値が閾値ＴＨ以下になったと判断した場合（Ｓ１７４：Ｙｅｓ）、または、ステップＳ１７５において、変数ｓが「８」であると判断した場合（Ｓ１７５：Ｙｅｓ）、パラメータ生成処理を終了する。
【００４８】
このパラメータ生成処理では、ステップＳ１６３からステップＳ１７８に至るループが最大で８回繰り返されることにより、１〜８個のＰＥＱパラメータｐｓであって、それらをＰＥＱ５４−ｉに設定した場合における振幅特性Ｇ（ω）と振幅特性Ｒ’（ω）との和の振幅特性の最大ピークが閾値ＴＨ以下になるようなＰＥＱパラメータｐｓがパラメータ記憶領域に記憶される。
【００４９】
図３において、ＣＰＵ６１は、パラメータ生成処理によってＰＥＱパラメータｐｓを生成すると、その時点においてパラメータ記憶領域に記憶されている１〜８個のＰＥＱパラメータｐｓをＰＥＱ５４−ｉに設定する（Ｓ１８０）。以後、スイッチ５５−ｑがオン状態に切り換えられると、ＰＥＱ５４−ｉは、ＦＩＲフィルタ５３−ｑが出力する残響音信号へこのＰＥＱパラメータｐｓに従った１〜８バンドのイコライジングを施し、イコライジングを施した残響音信号を出力する。
【００５０】
以上説明した本実施形態によると、音場支援装置４０のＣＰＵ６１は、音響空間１とＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）とを含む閉ループのうち音響空間１を含みＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）を含まない区間の伝達関数（周波数応答）の振幅特性Ｃ（ω）を取得し、その振幅特性Ｃ（ω）と目標レベル（０ｄＢ）との差の振幅特性Ｒ’（ω）を求める。さらに、ＣＰＵ６１は、１〜８個のＰＥＱパラメータｐｓであって、それらのＰＥＱパラメータｐｓをＰＥＱ５４−ｉに設定した場合におけるＰＥＱ５４−ｉの伝達関数（周波数応答）の振幅特性Ｇ（ω）と振幅特性Ｒ’（ω）との和である振幅特性の最大ピークが閾値ＴＨ以下になるようなＰＥＱパラメータｐｓを算出し、それらのＰＥＱパラメータｐｓをＰＥＱ５４−ｉに設定する。よって、音響空間１を含む閉ループの伝達関数（周波数応答）の変動の如何に変わらず、その音響空間内１を循環する残響音信号における急峻なピークの発生を確実に抑えることができる。
【００５１】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば、以下の通りである。
【００５２】
（１）上記実施形態のパラメータ生成処理におけるステップＳ１６８では、音場支援装置４０のＣＰＵ６１は、パラメータ記憶領域に記憶されているＰＥＱパラメータｐｓのすべてをＰＥＱ５４−ｉに設定した場合における振幅特性Ｇ（ω）とＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）の目標振幅特性である振幅特性−Ｒ’（ω）とのゲイン差の面積を求めた。しかし、このステップＳ１６８では、ＣＰＵ６１は、パラメータ記憶領域に記憶されているＰＥＱパラメータｐｓのすべてをＰＥＱ５４−ｉに設定した場合における振幅特性Ｇ（ω）と振幅特性Ｒ’（ω）とのゲイン和の面積を求めるようにしてもよい。
【００５３】
（２）上記実施形態において、音場支援装置４０のＣＰＵ６１は、音響空間１とＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）とを含む閉ループのうち音響空間１を含みＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）を含まない区間の伝達関数（周波数応答）の振幅特性Ｃ（ω）と目標レベルである０ｄＢとの差である振幅特性Ｒ’（ω）を算出し、振幅特性Ｒ’（ω）の逆特性である振幅特性−Ｒ’（ω）をＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）の目標振幅特性としてパラメータ生成処理を行った。しかし、図１０に示すように、振幅特性−Ｒ’（ω）を求めた後、操作部６５の操作を通じて設定した伸縮率α（０＜α≦１）をその振幅特性−Ｒ’（ω）に乗算し、この振幅特性−Ｒ’（ω）×αをＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）の目標振幅特性としてパラメータ生成処理を行ってもよい。この伸縮率αを上限値である１に近づけると、残響音信号における急峻なピークの発生をより確実に抑制することができるものの、残響音信号の波形は狙いとする残響音のものから遠ざかる。よって、急峻なピークの発生の抑制を重視する場合はαを大きくし、狙いとする残響音のものに近い残響音信号を出力することを重視する場合はαを小さくするとよい。
【００５４】
（３）上記実施形態のＰＥＱ目標振幅特性決定処理において、音場支援装置４０のＣＰＵ６１は、０ｄＢを目標レベルとし、振幅特性Ｃ（ω）とその目標レベルの差を振幅特性Ｒ（ω）とした。しかし、０ｄＢに代わる任意の目標特性を操作部６５の操作により設定できるようにしてもよい。たとえば、図１１に示すように、高域になるほどゲインが小さくなるような目標特性を設定し、振幅特性Ｃ（ω）とその目標特性との差を振幅特性Ｒ（ω）として以後の処理を行うことにより、低音が強調される振幅特性Ｃ（ω）となるようなＰＥＱパラメータｐをＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）に設定することが可能である。この実施形態によると、音響空間１を含む閉ループの伝達関数（周波数応答）の振幅特性と目標音響空間の音響特性との関係によって決まる目標特性が平坦とはならない場合においても、その音響空間内１を循環する残響音信号における急峻なピークを発生させることなく、音響空間内１の音響特性を目標音響空間のそれに近づけるような制御を実現できる。
【００５５】
（４）上記実施形態のＰＥＱ目標振幅特性決定処理において、音場支援装置４０のＣＰＵ６１は、０ｄＢを目標レベルとし、振幅特性Ｃ（ω）における目標レベル以上のレベルを減衰させるような振幅特性−Ｒ’（ω）をＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）の目標振幅特性とした。しかし、振幅特性Ｃ（ω）における目標レベル以上のレベルを減衰させるだけでなく、その目標レベル以下のレベルを強調するような振幅特性−Ｒ’（ω）をＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）の目標振幅特性としてもよい。たとえば、図１２に示すように、レベルの強調量の最大許容値βを設定し、振幅特性Ｃ（ω）と目標レベル−最大許容値βとの差を振幅特性Ｒ（ω）とし、振幅特性Ｒ（ω）を簡略化した振幅特性Ｒ’（ω）を求め、この振幅特性Ｒ’（ω）を目標レベルを反転軸として反転させた振幅特性−Ｒ’（ω）をＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）の目標振幅特性としてもよい。ここで、最大許容値βを大きくすると、振幅特性Ｃ（ω）はフラットに近づくものの、ＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）によるイコライジングを経て音響空間１に帰還される残響音信号の波形は狙いとする残響音のものから遠ざかる。よって、振幅特性Ｃ（ω）をフラットに近づけることを重視する場合は、最大許容値βを大きくし、狙いとする残響音のものに近い残響音信号を出力することを重視する場合は最大許容値βを小さくするとよい。
【００５６】
（５）上記実施形態のＰＥＱ目標振幅特性決定処理において、音場支援装置４０のＣＰＵ６１は、音響空間１へテスト音を放射させ、そのテスト音そのものの信号であるテスト音信号と、音響空間１におけるそのテスト音の反射音の収音信号から得た残響音信号である反応信号とを取得し、それらの２種類の信号のパワースペクトルの差を基に、音響空間１とＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）を含む閉ループのうち音響空間１を含みＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）を含まない区間の伝達関数（周波数応答）の振幅特性Ｃ（ω）を取得した。しかし、このような実測結果を用いた算出に代えて、所望の音響空間の形状からその音響空間のインパルス応答を割り出すシミュレータを用いて振幅特性Ｃ（ω）を取得してもよい。
【００５７】
（６）上記実施形態のパラメータ生成処理において、音場支援装置４０のＣＰＵ６１は、パラメータ記憶領域に記憶されているＰＥＱパラメータｐｓのすべてをＰＥＱ５４−ｉに設定した場合における振幅特性Ｇ（ω）と振幅特性簡略化処理において算出した振幅特性Ｒ’（ω）との和である振幅特性が閾値ＴＨ以下になったことを、当該パラメータ生成処理の終了の条件とした。しかし、パラメータ記憶領域に記憶されているＰＥＱパラメータｐｓのすべてをＰＥＱ５４−ｉに設定した場合における振幅特性Ｇ（ω）と振幅特性Ｃ（ω）との和である振幅特性が閾値ＴＨ以下になったことを、当該パラメータ生成処理の終了の条件としてもよい。要するに、音響空間１とＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）を含む閉ループのうち音響空間１を含みＰＥＱ５４−ｉ（ｉ＝１〜４）を含まない区間の伝達関数（周波数応答）の振幅特性である振幅特性Ｃ（ω）が目標特性以下になるように、ＰＥＱ５４−ｉの各々の伝達関数を制御するようになっていればよい。
【００５８】
（７）上記実施形態において、音場支援装置４０は、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３の代わりに、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェアを有し、このハードウェアに、制御プログラムの働きによる処理と同様の処理を実行させてもよい。
【００５９】
（８）上記実施形態の振幅特性簡略化処理において、音場支援装置４０のＣＰＵ６１は、ガウス関数の形状を決定付ける３種類のパラメータａ,ｂ,ｃのうちその幅を決定付けるパラメータｃを固定値とした。しかし、このパラメータｃを動的に変化させてもよい。この実施形態の振幅特性簡略化処理では、たとえば、ステップＳ１４５において、最大ピークの周波数をパラメータａとし、その周波数における振幅をパラメータｂとし、最大ピークの周波数と振幅の大きさがその周波数の２分の１まで減衰している高周波側または低周波側の周波数との間の幅に基づいた値をパラメータｃとし、これらのパラメータａ,ｂ,ｃのセットをガウス関数記憶領域に記憶する。そして、続くステップＳ１４６では、それまでにガウス関数記憶領域にセットとして記憶したパラメータａ,ｂ,ｃを上記式（１）に入力し、その入力によって得られるガウス関数の重ねあわせをフィット曲線とする。
【符号の説明】
【００６０】
１…音響空間１、１０…マイクロホン、２０…スピーカ、３１，３２…アンプ部、４０…音場支援装置、５１…ミキサ、５２…ＥＭＲ、５３…ＦＩＲフィルタ、５４…ＰＥＱ、５５…スイッチ、５６…加算器、５７…コンプレッサ、５８…レベル・ディレイマトリックス、６１…ＣＰＵ、６２…ＲＡＭ、６３…ＲＯＭ、６４…ノイズジェネレータ、６５…操作部。
【図１】
0005708693.tif 000002
【図２】
0005708693.tif 000003
【図３】
0005708693.tif 000004
【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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