(57)【要約】【課題】音響的に変化を与えずにシステムの安定やカラーレーションの低減を図る。【解決手段】複数のマイクロフォンで収音された信号はＥＭＲ２を介してフィルタ装置ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４に入力され、それぞれ反射音を生成されて、アンプａｍｐ１〜ａｍｐ４を介してスピーカｓｐ１〜ｓｐ４から放音される。フィルタ装置ＦＩＲｉは、反射音の包絡線の波形がほぼ同じで、反射音の時間位置が異なる複数のＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４を備え、各フィルタの出力が供給される電圧制御増幅器ＶＣＡｉ１〜ＶＣＡｉ４の出力を加算器ＳＵＭでミキシングして出力する。各フィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４の出力が順次切換えて出力されるようにＶＣＡｉ１〜ＶＣＡｉ４のゲインが制御されるので、ＦＩＲフィルタの周波数特性がスムージングされ、急峻なピークでのカラーレーションやハウリングが抑制される。【選択図】図１
2008268251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射音を畳み込む複数のフィルタであって、各フィルタは畳み込む反射音の時間軸上の包絡線が略同一であり、振幅特性と位相特性が同一でないように設定された複数のフィルタと、
同一の入力信号を前記複数のフィルタに入力する手段と、
前記複数のフィルタからの出力信号を順次切り換えながら一定のレベルで出力する出力手段と
を有するフィルタ装置。
【請求項２】
前記フィルタはＦＩＲフィルタであり、
前記出力手段は、前記複数のＦＩＲフィルタに対応して設けられ、それぞれ対応するＦＩＲフィルタからの出力が入力される複数の電圧制御増幅器と、該複数の電圧制御増幅器の出力を混合して出力する加算器と、前記複数の電圧制御増幅器のゲインを一定周期で切り換える制御手段とを有するものであることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記フィルタはＦＩＲフィルタであり、
前記出力手段は、複数の出力系統を有し、
前記複数のＦＩＲフィルタそれぞれに対して前記出力系統の数に対応する個数ずつ設けられ、前記出力系統のそれぞれにおいて対応するＦＩＲフィルタそれぞれからの出力が入力される電圧制御増幅器と、
前記出力系統の数に対応する個数設けられ、前記複数のＦＩＲフィルタそれぞれからの出力が入力される複数の電圧制御増幅器の出力を混合して出力する加算器と、
前記出力系統の各々における前記複数の電圧制御増幅器のゲインを、複数の前記加算器の各々に同一のタイミングで同一の信号が出力されないように一定周期で切り換える制御手段と
を有するものであることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記複数の電圧制御増幅器のゲインを一定周期で切り換えるときに、加算器からの出力レベルが一定の出力レベルとなるように、一方の電圧制御増幅器のゲインを減衰させつつ、他方の電圧制御増幅器のゲインを上昇させることを特徴とする請求項２又は３に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
室内に配置された複数のマイクロフォンと、
前記複数のマイクロフォンで収音された信号を入力して複数の出力に出力する収音信号切換手段であって、同一のマイクロフォンからの信号が同じタイミングで複数の出力に出力されないように、前記複数のマイクロフォンからの信号を交互に入れ替えながら前記複数の出力に順次切り換えて出力する収音信号切換手段と、
前記収音信号切換手段の複数の出力にそれぞれ対応して設けられたフィルタ手段と、
前記複数のフィルタ手段にそれぞれ対応して設けられ、対応する信号を増幅する増幅手段と、
前記複数の増幅手段からそれぞれ出力される信号を放音する前記室内に配置された複数のスピーカとを有し、
前記各フィルタ手段は、畳み込む反射音の時間軸上の包絡線が略同一であり、振幅特性と位相特性が同一でないように設定された複数のＦＩＲフィルタと、
前記収音信号切換手段から出力される信号を前記複数のＦＩＲフィルタに入力する手段と、
前記複数のＦＩＲフィルタからの出力信号を順次切り換えながら一定のレベルで出力する出力手段であって、
前記複数のＦＩＲフィルタに対応して設けられ、それぞれ対応するＦＩＲフィルタからの出力が入力される複数の電圧制御増幅器と、
該複数の電圧制御増幅器の出力を混合して出力する加算器と、
前記複数の電圧制御増幅器のゲインを一定周期で切り換える制御手段とを有する出力手段と
を有するものであることを特徴とする音場支援システム。
【請求項６】
室内に配置された複数のマイクロフォンと、
前記複数のマイクロフォンで収音された信号を入力して複数の出力に出力する収音信号切換手段であって、同一のマイクロフォンからの信号が同じタイミングで複数の出力に出力されないように、前記複数のマイクロフォンからの信号を交互に入れ替えながら前記複数の出力に順次切り換えて出力する収音信号切換手段と、
前記収音信号切換手段の複数の出力にそれぞれ対応して設けられ、それぞれ複数の出力系統を有するフィルタ手段と、
前記複数のフィルタ手段の前記複数の出力系統にそれぞれ対応して設けられ、対応する信号を増幅する増幅手段と、
前記複数の増幅手段からそれぞれ出力される信号を放音する前記室内に配置された複数のスピーカとを有し、
前記各フィルタ手段は、畳み込む反射音の時間軸上の包絡線が略同一であり、振幅特性と位相特性が同一でないように設定された複数のＦＩＲフィルタと、
前記収音信号切換手段から出力される信号を前記複数のＦＩＲフィルタに入力する手段と、
前記複数のＦＩＲフィルタからの出力信号を順次切り換えながら一定のレベルで前記複数の出力系統に出力する出力手段であって、
前記複数のＦＩＲフィルタそれぞれに対して前記出力系統の数に対応する個数ずつ設けられ、前記出力系統のそれぞれにおいて対応するＦＩＲフィルタそれぞれからの出力が入力される電圧制御増幅器と、
前記出力系統の数に対応する個数設けられ、前記複数のＦＩＲフィルタそれぞれからの出力が入力される複数の電圧制御増幅器の出力を混合して出力する加算器と、
前記出力系統の各々における前記複数の電圧制御増幅器のゲインを、複数の前記加算器の各々に同一のタイミングで同一の信号が出力されないように一定周期で切り換える制御手段と
を有するものであることを特徴とする音場支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音場支援システムなどに使用して好適なフィルタ装置及び該フィルタ装置を使用した音場支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の室内音響条件をベースに、電気音響的手段により音量感、残響感、拡がり感などの音響効果を増強する音場支援システムが知られている（特許文献１、非特許文献１）。
図６は従来知られている音場支援システムの一例を示す図であり、（ａ）は従来の音場支援システムの構成を示すブロック図、（ｂ）は収音信号切換手段（ＥＭＲ：Electronic Microphone Rotator）の構成例を示す図である。
部屋５０内に複数のマイクロフォン５１〜５４が配置されており、各マイクロフォン５１〜５４で収音した音はＥＭＲ５５に入力される。
図６の（ｂ）に模式的に示すように、ＥＭＲ５５は複数のマイクロフォン５１〜５４からの入力信号を周期的に順次切り換えて出力する。
ＥＭＲ５５から順次切換えて出力されるマイクロフォン５１〜５４による収音信号は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ５６に入力され、ここで、反射音が付加される。ＦＩＲフィルタ５６で反射音が付加された信号は、イコライザ（ＥＱ）５７及びアンプ５８を介してスピーカ５９から出力される。これを前記マイクロフォン５１〜５４で再び収音し、上記動作を繰り返す。
これにより、残響時間の延長、初期反射音のレベル増強と一様な分布の確保、拡がり感の増強などが達成される。
【０００３】
なお、図６には、スピーカ５９を１台しか記載していないが、実際には、室内には複数のスピーカが設置されており、各スピーカに対応して、ＦＩＲフィルタ、ＥＱ及びアンプが設けられている。
そして、前記ＥＭＲ５５も、複数のマイクロフォン５１〜５４から入力された音を１系統の出力に順次切り替えて出力する構成ではなく、各入力信号を交互に入れ替えながら複数の出力系統にそれぞれ順次切り替えて出力する構成としても良い。
【特許文献１】特開平１０−６９２８０号公報
【非特許文献１】「AFC -Active Field Control-」、ヤマハ株式会社、[平成19年3月9日検索]、インターネット<URL: http://www.yamaha.co.jp/acoust/gyoumu/afc/index.html>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、音場支援システムでは、反射音の付加や残響音のエネルギーを増強するために、複数の反射音を模擬するＦＩＲフィルタを挿入することが一般的に行われている。
しかしながら、固定型ＦＩＲフィルタの場合に生じる周波数特性上の急峻なピークによって、反射音の音色の変化、カラーレーション、ループゲインの増大によるシステムの不安定化（ハウリングのし易さ）という問題がある。急峻なピークを抑えるために、パラメトリックイコライザ（Parametric EQ）を使用してゲインを下げているが、これは音源のゲインも下げてしまうので音質の劣化につながる。
また、異なるＦＩＲフィルタを使用して反射音をシミュレートする場合、反射音のタイミング・振幅特性により個々のＦＩＲフィルタの周波数特性が異なるため、合成された反射音の音色が変化しカラーレーションを生じるという問題がある。
さらに、カラーレーションやシステムの不安定化を防ぐために遅延時間、すなわち、ＦＩＲフィルタのタップの遅延量を連続的に変化させる手法がとられているが、これも音色に変化が生じるという課題がある。
【０００５】
そこで本発明は、音色の変化やカラーレーションを引き起こさずにシステムの安定化や伝送周波数特性の平滑化を行うことが可能なフィルタ装置及び該フィルタ装置を用いた音場支援システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のフィルタ装置は、反射音を畳み込む複数のフィルタであって、各フィルタは畳み込む反射音の時間軸上の包絡線が略同一であり、振幅特性と位相特性が同一でないように設定された複数のフィルタと、同一の入力信号を前記複数のフィルタに入力する手段と、前記複数のフィルタからの出力信号を順次切り換えながら一定のレベルで出力する出力手段とを有するものである。
また、前記フィルタはＦＩＲフィルタであり、前記出力手段は、前記複数のＦＩＲフィルタに対応して設けられ、それぞれ対応するＦＩＲフィルタからの出力が入力される複数の電圧制御増幅器と、該複数の電圧制御増幅器の出力を混合して出力する加算器と、前記複数の電圧制御増幅器のゲインを一定周期で切り換える制御手段とを有するもの、複数の出力系統を有し、前記複数のＦＩＲフィルタそれぞれに対して前記出力系統の数に対応する個数ずつ設けられ、前記出力系統のそれぞれにおいて対応するＦＩＲフィルタそれぞれからの出力が入力される電圧制御増幅器と、前記出力系統の数に対応する個数設けられ、前記複数のＦＩＲフィルタそれぞれからの出力が入力される複数の電圧制御増幅器の出力を混合して出力する加算器と、前記出力系統の各々における前記複数の電圧制御増幅器のゲインを、複数の前記加算器の各々に同一のタイミングで同一の信号が出力されないように一定周期で切り換える制御手段とを有するものである。
さらに、前記複数の電圧制御増幅器のゲインを一定周期で切り換えるときに、加算器からの出力レベルが一定の出力レベルとなるように、一方の電圧制御増幅器のゲインを減衰させつつ、他方の電圧制御増幅器のゲインを上昇させるようになされているものである。
【０００７】
さらにまた、本発明の音場支援システムは、室内に配置された複数のマイクロフォンと、前記複数のマイクロフォンで収音された信号を入力して複数の出力に出力する収音信号切換手段であって、同一のマイクロフォンからの信号が同じタイミングで複数の出力に出力されないように、前記複数のマイクロフォンからの信号を交互に入れ替えながら前記複数の出力に順次切り換えて出力する収音信号切換手段と、前記収音信号切換手段の複数の出力にそれぞれ対応して設けられたフィルタ手段と、前記複数のフィルタ手段にそれぞれ対応して設けられ、対応する信号を増幅する増幅手段と、前記複数の増幅手段からそれぞれ出力される信号を放音する前記室内に配置された複数のスピーカとを有し、前記各フィルタ手段は、畳み込む反射音の時間軸上の包絡線が略同一であり、振幅特性と位相特性が同一でないように設定された複数のＦＩＲフィルタと、前記収音信号切換手段から出力される信号を前記複数のＦＩＲフィルタに入力する手段と、前記複数のＦＩＲフィルタからの出力信号を順次切り換えながら一定のレベルで出力する出力手段であって、前記複数のＦＩＲフィルタに対応して設けられ、それぞれ対応するＦＩＲフィルタからの出力が入力される複数の電圧制御増幅器と、該複数の電圧制御増幅器の出力を混合して出力する加算器と、前記複数の電圧制御増幅器のゲインを一定周期で切り換える制御手段とを有する出力手段とを有するものである。
さらにまた、本発明の他の音場支援システムは、室内に配置された複数のマイクロフォンと、前記複数のマイクロフォンで収音された信号を入力して複数の出力に出力する収音信号切換手段であって、同一のマイクロフォンからの信号が同じタイミングで複数の出力に出力されないように、前記複数のマイクロフォンからの信号を交互に入れ替えながら前記複数の出力に順次切り換えて出力する収音信号切換手段と、前記収音信号切換手段の複数の出力にそれぞれ対応して設けられ、それぞれ複数の出力系統を有するフィルタ手段と、前記複数のフィルタ手段の前記複数の出力系統にそれぞれ対応して設けられ、対応する信号を増幅する増幅手段と、前記複数の増幅手段からそれぞれ出力される信号を放音する前記室内に配置された複数のスピーカとを有し、前記各フィルタ手段は、畳み込む反射音の時間軸上の包絡線が略同一であり、振幅特性と位相特性が同一でないように設定された複数のＦＩＲフィルタと、前記収音信号切換手段から出力される信号を前記複数のＦＩＲフィルタに入力する手段と、前記複数のＦＩＲフィルタからの出力信号を順次切り換えながら一定のレベルで前記複数の出力系統に出力する出力手段であって、前記複数のＦＩＲフィルタそれぞれに対して前記出力系統の数に対応する個数ずつ設けられ、前記出力系統のそれぞれにおいて対応するＦＩＲフィルタそれぞれからの出力が入力される電圧制御増幅器と、前記出力系統の数に対応する個数設けられ、前記複数のＦＩＲフィルタそれぞれからの出力が入力される複数の電圧制御増幅器の出力を混合して出力する加算器と、前記出力系統の各々における前記複数の電圧制御増幅器のゲインを、複数の前記加算器の各々に同一のタイミングで同一の信号が出力されないように一定周期で切り換える制御手段とを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、残響特性（反射音の包絡線の形状）は類似しているが反射音の時間位置や反射音の数が異なる複数のフィルタを用意し、一定の周期で切り替えることによって、反射音の周波数特性上の細かい振幅変動が平滑化され、システムの周波数特性が、前記複数のフィルタに共通する主要な周波数特性に集約され、システムの周波数特性のスムージングができる。
これにより、周波数特性上の急峻なピークによって引き起こされる音色の変化やカラーレーションが低減され、システムの安定化が実現できる。
また、急峻なピークがなくなることで、パラメトリックイコライザを使用して周波数特性の調整やゲインを下げる必要がなくなる。
複数の出力系統で出力する場合には、相関が小さい複数の出力信号を同時に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のフィルタ装置の第１の実施の形態及びそれを用いた本発明の音場支援システムについて、図１を参照して説明する。図１の（ａ）は本発明のフィルタ装置の第１の実施の形態であるフィルタ装置が４台用いられた音場支援システムの構成を示すブロック図、（ｂ）はこの実施の形態のフィルタ装置１台の構成を示すブロック図である。
図１の（ａ）において、１は室内に配置された複数のマイクロフォン（ｍｉｃ１〜ｍｉｃ４）、２は該複数のマイクロフォンにより収音された音を順次切り換えて４つの出力に出力する収音信号切換手段（ＥＭＲ）、３は前記ＥＭＲ２から出力される信号がそれぞれ入力され反射音を生成するフィルタ装置（ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４）、４は各フィルタ装置（ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４）から出力される信号を増幅するアンプ（ａｍｐ１〜ａｍｐ４）、５は各アンプ４（ａｍｐ１〜ａｍｐ４）からの信号を放音するスピーカ（ｓｐ１〜ｓｐ４）、６は前記ＥＭＲ２及びフィルタ装置３（ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４）を制御する制御部である。
ここで、前記ＥＭＲ２は複数のマイクロフォン１（ｍｉｃ１〜ｍｉｃ４）からの相異なる入力信号をそれぞれ選択して交互に入れ替えながら順次切り換えてフィルタ装置ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４に対応する４つの出力に出力する４入力４出力構成とされており、ある時刻ｔにおいてＥＭＲ２の４つの出力はすべて異なるマイクロフォンからの入力信号となるようにされている。
また、詳細については後述するが、前記フィルタ装置３内の各フィルタ装置ＦＩＲｉ（ｉ＝１〜４）は、それぞれ、入力信号に反射音を畳み込むための複数のフィルタを有している。このフィルタは、入力信号に反射音を畳み込むことができるものであればＦＩＲフィルタに限られることはないが、ここでは、各フィルタ装置ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４に、複数のＦＩＲフィルタが用いられているものとして説明する。
【００１０】
図１の（ｂ）は前記フィルタ装置ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４の内の１台のフィルタ装置の内部構成を示す図である。
この図に示すように、各フィルタ装置ＦＩＲｉ（ｉ＝１〜４、以下、同じ。）は、前記ＥＭＲ２から出力される信号が入力されるＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４、ＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４にそれぞれ対応して設けられた電圧制御増幅器（ＶＣＡｉ１〜ＶＣＡｉ４）、ＶＣＡｉ１〜ＶＣＡｉ４からの出力信号をミキシングする加算器（ＳＵＭ）から構成されている。なお、電圧制御増幅器ＶＣＡｉ１〜ＶＣＡｉ４のゲインは、前記制御部６から供給される制御信号に応じて制御される。
ここで、各ＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４は、反射音の残響特性（包絡線の形状）は類似しているが反射音の時間位置や反射音の数が異なり周波数特性が同一でないものとされている。
【００１１】
図２は、ＦＩＲフィルタにより生成される反射音の残響特性を示す図であり、縦軸は信号レベル、横軸は遅延時間である。
この図において、実線はあるＦＩＲフィルタ（ＦＩＲフィルタ＃１）により生成される反射音を示し、破線は別のＦＩＲフィルタ（ＦＩＲフィルタ＃２）により生成される反射音を示している。
この図に示すように、両ＦＩＲフィルタにより生成される反射音のレベルは同一の包絡線上にあり、両者は同じ残響特性を有している。
また、各ＦＩＲフィルタにより生成される反射音の時間位置は、相互に相関関係にない位置とされている。
このように、ＦＩＲフィルタ＃１とＦＩＲフィルタ＃２は、畳み込む反射音の時間軸上の包絡線が略同一であり、周波数特性（振幅特性と位相特性）が同一でないＦＩＲフィルタであるといえる。
本発明においては、前記ＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４として、このような関係にあるＦＩＲフィルタを用いるようにしている。
【００１２】
ＦＩＲフィルタの特性を決定するときには、部屋の大きさ、形、音源位置、マイクロフォン位置などを決定し、音源から発生された音の反射などをシミュレーションすることにより、決定している。そこで、反射音の包絡線の形状がほぼ同一で、周波数特性が同一でないＦＩＲフィルタを求める方法としては、次の各方法がある。
（１）ルームサイズを変える。すなわち、ルームサイズを±０．５以内で変更することにより、異なる時間軸上の位置及びレベルを有する反射音のパラメータを得ることができ、これを前記ＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４のパラメータとする。なお、ルームサイズを大きく変更すると、残響特性が変化してしまうので、現在のルームサイズを１として、±０．５の範囲内で変更させるのが好ましい。ここで、ルームサイズとは基準とする部屋の寸法に対する任意の部屋の寸法の比である。例えば、基準とする部屋の寸法が１０ｍ（縦）×７ｍ（横）×３ｍ（高さ）の場合、ルームサイズを±０．５の範囲内で変更させるとは、部屋の寸法を（５ｍ〜１５ｍ）×（３．５ｍ〜１０．５ｍ）×（１．５ｍ〜４．５ｍ）と変更させることとなる。
（２）部屋内に配置するマイクロフォンの位置又は音源位置を変更する。すなわち、音源と受音点の位置関係が異なる場合の反射音に対応するＦＩＲフィルタをあらかじめ複数求めておき、これを用いる。
（３）容積はほぼ同じで部屋の形を変更する。すなわち、部屋の反射面が異なる複数の場合における反射音のＦＩＲフィルタをあらかじめ複数求めておき、これを用いる。
上記（１）〜（３）の方法又はこれらを組み合わせた方法により、あらかじめ、反射音の包絡線の形状が略同一で、周波数特性が同一でない複数のＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４を準備しておく。
【００１３】
前記ＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４の出力は、それぞれ対応して設けられたＶＣＡｉ１〜ＶＣＡｉ４に入力され、ＶＣＡｉ１〜ＶＣＡｉ４からの出力は、加算器（ＳＵＭ）１９でミキシングされて出力される。各ＶＣＡのゲインは前記制御部６により時間的に変化するように制御されており、各ＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４の出力は、ミキシングバランスを時間的に変化させて、各ＦＩＲフィルタの何れかの出力が選択され、該ＦＩＲフィルタの出力の選択が時間的に切り替わるように制御されて、加算器（ＳＵＭ）１９で加算される。
図３は、前記ＶＣＡｉ１〜ＶＣＡｉ４のゲイン（出力レベル）の時間変化の一例を示す図であり、縦軸は出力レベル、横軸は時間を示している。
この図に示すように、ＶＣＡｉ１〜ＶＣＡｉ４のゲインは、交互に順次最大となるように制御されており、これにより、期間Ｔ１はＶＣＡｉ１を介してＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１からの信号が出力され、期間Ｔ２はＶＣＡｉ２を介してＦＩＲフィルタＦＩＲｉ２からの信号が、期間Ｔ３はＶＣＡｉ３を介してＦＩＲフィルタＦＩＲｉ３からの信号が、期間Ｔ４はＶＣＡｉ４を介してＦＩＲフィルタＦＩＲｉ４からの信号が出力され、以下、上記順番で繰り返し出力される。
【００１４】
ここで、ＶＣＡ間の出力が切り換えられる期間においては、現在信号を出力しているＶＣＡからの信号はフェードアウトし、次に信号を出力するＶＣＡからの信号がフォードインするようになされており、各時点において各ＶＣＡの出力信号レベルの和が一定値を保つように、１−ａｘとａｘ、又は、ｓｉｎ2θとｃｏｓ2θなど和が一定の関数を用いてクロスフェードするようになされている。
これにより、所定の周期Ｔ（＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）で複数のＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４からの出力信号が順次切り換えられて出力される。なお、Ｔ１〜Ｔ４はそれぞれ略同じ長さとされているが、全く同じ長さでなくてもよい。周期Ｔ（＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）は、ユーザが任意に設定することが可能だが、残響時間（前記図２における包絡線の傾きにより決定される残響時間）より短い時間に設定される。これは、周期Ｔが長すぎるとハウリングが起きやすくなるためである。なお、周期Ｔは一定の値とせずに、揺らぎを与えて一定の範囲内で周期Ｔの値を可変としても良い。
【００１５】
このように、残響特性は類似しているが、反射音の時間位置や反射音の数が異なるＦＩＲフィルタ、すなわち、反射音の包絡線の形状が同一で、異なる周波数特性を持つＦＩＲフィルタを連続的に切り換えることにより、ＦＩＲフィルタの周波数特性上の細かい振幅変動は平滑化され、システムの周波数特性をスムージングすることができる。
また、ＦＩＲの急峻なピークがなくなるのでパラメトリックイコライザなどを設ける必要がなくなる。前記図６に従来技術においては、イコライザ５７が設けられていたのに対し、図１ではイコライザは挿入されていない。
さらに、このような本発明の音場支援システムによれば、前記複数のマイクロフォン１からの入力信号が前記ＥＭＲ２によりシャッフル（組み合わせを変更）され、次いで、それぞれのフィルタ装置ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４内で、それぞれＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４を順次切り換えて使用されるという２段階に渡る処理が行われるため、より自然な音場が得られる。
【００１６】
次に、本発明のフィルタ装置の第２の実施の形態及びそれを用いた本発明の音場支援システムについて説明する。
この実施の形態は、前記フィルタ装置ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４が１入力４出力構成とされており、多くのスピーカが設置される場合に好適である。
図４の（ａ）はこの実施の形態のフィルタ装置が用いられる本発明の音場支援システムのブロック図、（ｂ）はこの実施の形態のフィルタ装置の構成を示すブロック図である。なお、この図において、前記図１と同様の構成要素には同一の番号を付す。
【００１７】
図４において、前記図１の場合と同様に、室内に設置された複数のマイクロフォン１（ｍｉｃ１〜ｍｉｃ４）で収音された信号は、収音信号切換手段（ＥＭＲ）２に入力され、相異なるマイクロフォンからの信号が交互に入れ替えられながら順次切り換えられてフィルタ装置群３内の各フィルタ装置ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４にそれぞれ入力される。
この実施の形態においては、図示するように、各フィルタ装置ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４から、それぞれＡ〜Ｄの４系統の信号が出力されており、アンプ群４に各系統ごとに設けられたアンプａｍｐ１Ａ〜ａｍｐ１Ｄ、ａｍｐ２Ａ〜ａｍｐ２Ｄ、ａｍｐ３Ａ〜ａｍｐ３Ｄ及びａｍｐ４Ａ〜ａｍｐ４Ｄを介して、室内に設置されたスピーカ群５のそれぞれ対応するスピーカｓｐ１Ａ〜ｓｐ１Ｄ、ｓｐ２Ａ〜ｓｐ２Ｄ、ｓｐ３Ａ〜ｓｐ３Ｄ及びｓｐ４Ａ〜ｓｐ４Ｄから放音される。
すなわち、前記図１に示した実施の形態においては、フィルタ装置ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４がそれぞれ１入力１出力構成とされており、出力系統が４系統であったのに対し、この実施の形態では、フィルタ装置ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４がそれぞれ１入力４出力構成とされており、出力系統が１６系統となっている。
【００１８】
図４の（ｂ）は、この実施の形態における１入力４出力のフィルタ装置ＦＩＲｉ（ｉ＝１〜４）の構成を示すブロック図である。
この図と前記図１の（ｂ）とを比較すると明らかなように、この実施の形態においては、各出力系統に対応して加算器ＳＵＭｉＡ〜ＳＵＭｉＤが設けられている。そして、各ＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４に対応して、それぞれの出力信号が入力される４個ずつの電圧制御増幅器ＶＣＡｉ１Ａ〜ＶＣＡｉ１Ｄ、ＶＣＡｉ２Ａ〜ＶＣＡｉ２Ｄ、ＶＣＡｉ３Ａ〜ＶＣＡｉ３Ｄ及びＶＣＡｉ４Ａ〜ＶＣＡｉ４Ｄが設けられている。そして、ＶＣＡｉ１Ａ、ＶＣＡｉ２Ａ、ＶＣＡｉ３Ａ及びＶＣＡｉ４Ａの出力が第１の加算器ＳＵＭｉＡに入力され、ＶＣＡｉ１Ｂ、ＶＣＡｉ２Ｂ、ＶＣＡｉ３Ｂ及びＶＣＡｉ４Ｂの出力が加算器ＳＵＭｉＢに入力され、ＶＣＡｉ１Ｃ、ＶＣＡｉ２Ｃ、ＶＣＡｉ３Ｃ及びＶＣＡｉ４Ｃの出力が第１の加算器ＳＵＭｉＣに入力され、ＶＣＡｉ１Ｄ、ＶＣＡｉ２Ｄ、ＶＣＡｉ３Ｄ及びＶＣＡｉ４Ｄの出力が第１の加算器ＳＵＭｉＤに入力されて、各加算器ＳＵＭｉＡ〜ＳＵＭｉＤから４系統の出力信号が出力される。要するに、フィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４の４つの出力とＳＵＭｉＡ〜ＳＵＭｉＤの４つの入力とが４×４のマトリクスを構成し、各接点に出力電圧を制御するＶＣＡが挿入される。挿入されたＶＣＡは、ＳＵＭｉＡ〜ＳＵＭｉＤの入力系統毎に、第１の実施の形態と同様に制御される。
【００１９】
図５は、加算器ＳＵＭｉＡ〜ＳＵＭｉＤから出力される信号の一例を示す図である。
この図に示すように、各加算器ＳＵＭｉＡ〜ＳＵＭｉＤからは、Ｔ１〜Ｔ４の各期間において同じＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４からの出力信号が重なって出力されることなく、また、１周期（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）内に各ＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４の出力が順番に切り換えられて１回ずつ出力されており、各加算器ＳＵＭｉＡ〜ＳＵＭｉＤからこのような切替られた信号が出力されるように、各ＶＣＡｉ１Ａ〜ＶＣＡｉ４Ｄの出力レベルが前記制御部６から出力される制御信号により制御されている。
これにより、各加算器ＳＵＭｉＡ〜ｉＤから同時に相関の低い出力信号を得ることができ、多くのスピーカから相関の低い信号が出力されるので、定位感がなくなり、より自然な音場の拡がりが得られる。
【００２０】
なお、上述した各実施の形態では、マイクロフォンの本数を４本として説明したがこれに限られることはなく、任意の本数とすることができる。
また、上述した各実施の形態では、４個のフィルタ装置ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４を設けるものとして説明したが、これに限られることはなく、個々の場合に適した数のフィルタ装置を設けることができる。
さらに、上述した各実施の形態では、各フィルタ装置ＦＩＲｉ内に、４個の相関の低いＦＩＲフィルタＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４を備え、その出力を切り換えて出力するものとしたが、これに限られることはなく、２個以上であればよい。ただし、４個以上のＦＩＲフィルタを用いるのが好適である。
さらにまた、図４（第２の実施の形態）におけるＦＩＲｉの出力は４に限らない。１入力ｎ出力（ｎ≧２）構成でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のフィルタ装置の第１の実施の形態及びそれを用いた本発明の音場支援システムについて説明するための図であり、（ａ）は本発明の音場支援システムの第１の実施の形態の構成を示すブロック図、（ｂ）は本発明のフィルタ装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明において用いられるＦＩＲフィルタについて説明するための図である。
【図３】第１の実施の形態におけるＦＩＲフィルタ出力信号のミキシングについて説明するための図である。
【図４】本発明のフィルタ装置の第２の実施の形態及びそれを用いた本発明の音場支援システムについて説明するための図であり、（ａ）は本発明の音場支援システムの第２の実施の形態の構成を示すブロック図、（ｂ）は本発明のフィルタ装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施の形態におけるＦＩＲフィルタ出力信号のミキシングについて説明するための図である。
【図６】従来の音場支援システムについて説明するための図であり、（ａ）は従来の音場支援システムの構成を示す図、（ｂ）は収音信号切換手段（ＥＭＲ）の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１：マイクロフォン群、２：収音信号切換手段（ＥＭＲ）、３：フィルタ装置群、４：アンプ群、５：スピーカ群、６：制御部、ａｍｐ１〜ａｍｐ４，ａｍｐ１Ａ〜ａｍｐ４Ｄ：アンプ、ＦＩＲ１〜ＦＩＲ４：フィルタ装置、ＦＩＲｉ１〜ＦＩＲｉ４：ＦＩＲフィルタ、ｍｉｃ１〜ｍｉｃ４：マイクロフォン、ｓｐ１〜ｓｐ４，ｓｐ１Ａ〜ｓｐ４Ｄ：スピーカ、ＳＵＭ，ＳＵＭｉＡ〜ＳＵＭｉＤ：加算器、ＶＣＡｉ１〜ＶＣＡｉ４，ＶＣＡｉ１Ａ〜ＶＣＡｉ４Ｄ：電圧制御増幅器
【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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