(57)【要約】      （修正有）【課題】  複数回の周波数特性の補正を迅速に行うことが可能な自動音場補正装置を提供する。【解決手段】  自動音場補正装置は、複数のオーディオ信号に対して、各々に対応する信号伝送路上で信号処理を施し、対応する複数のスピーカへ出力することにより、各信号伝送路における音響特性を補正する。即ち、各信号伝送路に測定用信号が供給され、それに対応する測定音がスピーカから音響空間内に出力される。出力された測定音は検出信号として検出される。各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性はイコライザにより補正され、そのイコライザの利得値は補正量決定手段により決定される。周波数特性補正は所定の回数にわたって実行され、補正量決定手段は１回目の補正時には前記検出信号に基づいて、即ち測定音を実際に音響空間内に出力し、対応する検出信号に基づいて周波数分析などを行って補正量を決定する【選択図】      図１
2005151403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号に対して信号伝送路上で信号処理を施し、対応するスピーカへ出力する自動音場補正装置において、
信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を補正する周波数特性補正手段と、
信号伝送路に測定用信号を供給する測定用信号供給手段と、
前記測定用信号に対応する測定音を前記スピーカから音響空間内に出力する測定音出力手段と、
前記スピーカから出力される測定用信号音を検出信号として出力する検出手段と、
前記周波数特性補正手段が周波数特性の補正に使用する補正量を決定し、前記周波数特性補正手段へ供給する補正量決定手段と、を備え、
前記補正量決定手段は、前記周波数特性の１回目の補正時には前記検出信号に基づいて前記補正量を決定し、前記周波数特性の２回目以降の補正時には前記検出信号又は前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて前記補正量を決定することを特徴とする自動音場補正装置。
【請求項２】
前記補正量決定手段は、前記２回目以降の補正時には全て前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて前記補正量を決定することを特徴とする請求項１に記載の自動音場補正装置。
【請求項３】
前記補正量決定手段は、前記２回目以降の補正時のうち少なくとも１回は前記検出信号に基づいて前記補正量を決定することを特徴とする請求項１に記載の自動音場補正装置。
【請求項４】
前記補正量決定手段は、前記２回目以降の補正時のうち少なくとも最後の１回は前記検出信号に基づいて補正量を決定することを特徴とする請求項１に記載の自動音場補正装置。
【請求項５】
前記補正量決定手段が前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて前記補正量を決定する補正時には、前記検出手段は前記検出信号を出力しないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の自動音場補正装置。
【請求項６】
前記補正量決定手段が前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて前記補正量を決定する補正時には、前記測定音出力手段は前記測定音を出力しないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の自動音場補正装置。
【請求項７】
前記測定音出力手段は、前記周波数特性の全ての補正時に前記測定音を出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の自動音場補正装置。
【請求項８】
前記測定音出力手段は、
所定時間の測定用信号を複数のブロック期間に分割して複数のブロック音データを作成するブロック音データ作成手段と、
前記複数のブロック音データについて前記測定用信号を構成する順序に従って再生する再生処理を、前記測定音データと同一の再生順序パターン及び最初に再生するブロック音データを１つずつシフトして得られる全ての再生順序パターンについて行うことにより前記測定音を出力する再生処理手段と、を備え、
前記補正量決定手段は、各回の再生処理中に同一の再生順において再生された前記ブロック音データに対応する前記検出信号を演算して前記周波数特性を決定し、当該周波数特性に基づいて前記補正量を決定し、
前記再生処理手段は、前記補正量決定手段が前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて前記補正量を決定する補正時には、前記測定用信号と同一の再生順序パターンのみについて前記再生処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の自動音場補正装置。
【請求項９】
コンピュータを、オーディオ信号に対して信号伝送路上で信号処理を施し、対応するスピーカへ出力する自動音場補正装置として機能させるためのコンピュータプログラムであって、前記自動音場補正装置は、
各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を補正する周波数特性補正手段と、
各信号伝送路に測定用信号を供給する測定用信号供給手段と、
前記測定用信号に対応する測定音を前記スピーカから音響空間内に出力する測定音出力手段と、
前記スピーカから出力される測定用信号音を検出信号として出力する検出手段と、
前記周波数特性補正手段が周波数特性の補正に使用する補正量を決定し、前記周波数特性補正手段へ供給する補正量決定手段と、を備え、
前記補正量決定手段は、前記周波数特性の１回目の補正時には前記検出信号に基づいて前記補正量を決定し、前記周波数特性の２回目以降の補正時には前記検出信号又は前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて前記補正値を決定することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
オーディオ信号に対して信号伝送路上で信号処理を施し、対応するスピーカへ出力する自動音場補正方法であって、
信号伝送路に測定用信号を供給する測定用信号供給工程と、
前記測定用信号に対応する測定音を前記スピーカから音響空間内に出力する測定音出力工程と、
前記スピーカから出力される測定用信号音を検出信号として出力する検出工程と、
周波数特性の補正に使用される補正量を決定する補正量決定工程と、
前記補正量決定工程において決定された補正量を使用して、信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を補正する周波数特性補正工程と、を含み、
前記補正量決定工程は、前記周波数特性の１回目の補正時には前記検出信号に基づいて前記補正量を決定し、前記周波数特性の２回目以降の補正時には前記検出信号又は前記周波数特性補正工程による出力信号に基づいて前記補正量を決定することを特徴とする自動音場補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスピーカを備えるオーディオシステムにおいて音場特性を自動的に補正する自動音場補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のスピーカを備えて高品位の音響空間を提供するオーディオシステムでは、臨場感の得られる適切な音響空間を自動的に作り出すことが要求されている。即ち、受聴者自らが適切な音響空間を得ようとしてオーディオシステムを操作しても、複数のスピーカで再生される再生音の位相特性、周波数特性、音圧レベル等を適切に調節することは極めて困難であるため、オーディオシステム側で自動的に音場特性を補正することが要求されている。
【０００３】
従来、この種の自動音場補正システムとして、特許文献１に記載されたものが知られている。このシステムでは、複数のチャンネルに対応する信号伝送路毎に、スピーカから出力したテスト信号を集音してその周波数特性を分析し、当該信号伝送路内に配置されたイコライザの係数を設定することにより、各信号伝送路を所望の周波数特性に補正している。
【０００４】
従来の自動音場補正システムでは、上記のような周波数特性の補正は複数回にわたり行われている。即ち、一度スピーカから測定音を出力し、マイクでテスト信号を集音し、一度イコライザ係数を設定する。そして、そのイコライザ係数の設定後、即ち１回目の補正後に再度テスト信号をスピーカから出力し、マイクでテスト信号を集音し、周波数特性の補正を複数回繰り返す。これにより、複数の信号伝送路の周波数帯域（バンド）間におけるイコライザの干渉に起因する誤差や、周波数分析フィルタとイコライザの特性の差を吸収していた。具体的には、上記のような周波数特性の補正処理を４〜６回程度繰り返して最終的なイコライザ係数を決定していた。
【０００５】
しかし、上述のように、複数回の周波数特性補正処理において毎回スピーカからテスト信号を出力してマイクで集音する作業を行っているため、周波数特性の補正に要する時間が長くなるという問題があった。具体的には、１回の周波数特性の補正においてテスト信号を数回出力し、マイクで集音してアベレージングを行っていること、テスト信号の出力後、残響の影響を排除するために次の出力までに所定のインターバルを確保していること、テスト信号をテスト音として正しく音響空間に出力するために、テスト信号のＤ／Ａ変換及び集音したテスト音のＡ／Ｄ変換を正しいサンプリング周波数で行わなければならないこと、などの理由による。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３３０４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題には、上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、複数回の周波数特性補正を迅速に行うことが可能な自動音場補正装置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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、オーディオ信号に対して信号伝送路上で信号処理を施し、対応するスピーカへ出力する自動音場補正装置において、各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を補正する周波数特性補正手段と、各信号伝送路に測定用信号を供給する測定用信号供給手段と、前記測定用信号に対応する測定音を前記スピーカから音響空間内に出力する測定音出力手段と、前記スピーカから出力される測定用信号音を検出信号として出力する検出手段と、前記周波数特性補正手段が周波数特性の補正に使用する補正量を決定し、前記周波数特性補正手段へ供給する処理を補正量決定手段と、を備え、前記補正量決定手段は、前記周波数特性の１回目の補正時には前記検出信号に基づいて補正量を決定し、前記周波数特性の２回目以降の補正時には前記検出信号又は前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて補正量を決定することを特徴とする。
【０００９】
請求項９に記載の発明は、コンピュータを、複数のオーディオ信号に対して各々に対応する信号伝送路上で信号処理を施し、対応する複数のスピーカへ出力する自動音場補正装置として機能させるためのコンピュータプログラムであって、前記自動音場補正装置は、各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を補正する周波数特性補正手段と、各信号伝送路に測定用信号を供給する測定用信号供給手段と、前記測定用信号に対応する測定音を前記スピーカから音響空間内に出力する測定音出力手段と、前記スピーカから出力される測定用信号音を検出信号として出力する検出手段と、前記周波数特性補正手段が周波数特性の補正に使用する補正量を決定し、前記周波数特性補正手段へ供給する処理を補正量決定手段と、を備え、前記補正量決定手段は、前記周波数特性の１回目の補正時には前記検出信号に基づいて補正量を決定し、前記周波数特性の２回目以降の補正時には前記検出信号又は前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて補正量を決定することを特徴とする。
【００１０】
請求項１０に記載の発明は、オーディオ信号に対して信号伝送路上で信号処理を施し、対応するスピーカへ出力する自動音場補正方法であって、信号伝送路に測定用信号を供給する測定用信号供給工程と、前記測定用信号に対応する測定音を前記スピーカから音響空間内に出力する測定音出力工程と、前記スピーカから出力される測定用信号音を検出信号として出力する検出工程と、周波数特性の補正に使用される補正量を決定する補正量決定工程と、前記補正量決定工程において決定された補正量を使用して、信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を補正する周波数特性補正工程と、を含み、前記補正量決定工程は、前記周波数特性の１回目の補正時には前記検出信号に基づいて前記補正量を決定し、前記周波数特性の２回目以降の補正時には前記検出信号又は前記周波数特性補正工程による出力信号に基づいて前記補正量を決定することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適な実施形態は、複数のオーディオ信号に対して、各々に対応する信号伝送路上で信号処理を施し、対応する複数のスピーカへ出力する自動音場補正装置において、各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を補正する周波数特性補正手段と、各信号伝送路に測定用信号を供給する測定用信号供給手段と、前記測定用信号に対応する測定音を前記スピーカから音響空間内に出力する測定音出力手段と、前記スピーカから出力される測定用信号音を検出信号として出力する検出手段と、前記周波数特性補正手段が周波数特性の補正に使用する補正量を決定し、前記周波数特性補正手段へ供給する処理を補正量決定手段と、を備え、前記補正量決定手段は、前記周波数特性の１回目の補正時には前記検出信号に基づいて補正量を決定し、前記周波数特性の２回目以降の補正時には前記検出信号又は前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて補正量を決定することを特徴とする。
【００１２】
上記の自動音場補正装置は、複数のオーディオ信号に対して、各々に対応する信号伝送路上で信号処理を施し、対応する複数のスピーカへ出力することにより、各信号伝送路における音響特性を補正する。即ち、各信号伝送路に測定用信号が供給され、それに対応する測定音がスピーカから音響空間内に出力される。出力された測定音は検出信号として検出される。各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性は周波数特性補正手段により補正され、その周波数特性補正手段の利得値は補正量決定手段により決定される。
【００１３】
周波数特性補正は所定の回数にわたって実行され、補正量決定手段は１回目の補正時には前記検出信号に基づいて、即ち測定音を実際に音響空間内に出力し、対応する検出信号に基づいて周波数分析などを行って補正量を決定する。一方、補正量決定手段は、２回目以降の補正時には、検出信号又は周波数特性補正手段の出力信号に基づいて補正量を決定する。即ち、２回目以降の補正時には、必要に応じて周波数特性補正手段の出力信号を信号処理回路などの内部で補正量決定手段に供給することにより、実際に音響空間に測定音を出力することなく周波数特性補正を実行する。
【００１４】
１つの実施例では、補正量決定手段は、２回目以降の補正時には全て前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて補正量を決定することができ、他の実施例では、前記補正量決定手段は、２回目以降の補正時のうち少なくとも１回は前記検出信号に基づいて補正量を決定することができる。また、補正量決定手段は、前記２回目以降の補正時のうち少なくとも最後の１回は前記検出信号に基づいて補正量を決定することにより、処理時間を短縮しつつ、補正精度を確保することができる。これにより、複数回にわたる周波数特性補正全体の要処理時間を短縮することが可能となる。
【００１５】
上記の自動音場補正装置の一態様では、補正量決定手段が前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて補正量を決定する補正時には、前記検出手段は前記検出信号を出力しないこととする。即ち、プロセッサ内周波数特性補正を行う際には、マイクなどにより測定音を検出する必要がなくなる。
【００１６】
他の一態様では、前記補正量決定手段が前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて補正量を決定する補正時には、前記測定音出力手段は前記測定音を出力しない。これにより、アベレージングや測定音の出力間隔の必要性などに起因する処理時間を短縮することができ、補正に要する時間を大幅に短縮することができる。但し、前記測定音出力手段は、前記周波数特性の全ての補正時に前記測定音を出力することとしても構わない。
【００１７】
上記の自動音場補正装置の他の一態様では、前記測定音出力手段は、所定時間の測定用信号を複数のブロック期間に分割して複数のブロック音データを作成するブロック音データ作成手段と、前記複数のブロック音データについて前記測定用信号を構成する順序に従って再生する再生処理を、前記測定音データと同一の再生順序パターン及び最初に再生するブロック音データを１つずつシフトして得られる全ての再生順序パターンについて行うことにより前記測定音を出力する再生処理手段と、を備え、前記補正量決定手段は、各回の再生処理中に同一の再生順において再生された前記ブロック音データに対応する前記検出信号を演算して前記周波数特性を決定し、当該周波数特性に基づいて前記補正量を決定し、前記再生処理手段は、前記補正量決定手段が前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて補正量を決定する補正時には前記測定音データと同一の再生順序パターンのみについて前記再生処理を行う。
【００１８】
この態様では、予め用意された測定用信号を構成する複数のブロック音データをシフトさせて出力するシフト動作を採用する。そして、狭時間幅の周波数特性を測定するタイプの自動音場補正装置において、第２回目以降の補正時、即ちプロセッサ内周波数特性補正を行う際には、シフト動作を行わないこととして、全体の要処理時間を短縮する。
【００１９】
本発明の他の実施形態は、コンピュータを、複数のオーディオ信号に対して各々に対応する信号伝送路上で信号処理を施し、対応する複数のスピーカへ出力する自動音場補正装置として機能させるためのコンピュータプログラムであって、前記自動音場補正装置は、各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を補正する周波数特性補正手段と、各信号伝送路に測定用信号を供給する測定用信号供給手段と、前記測定用信号に対応する測定音を前記スピーカから音響空間内に出力する測定音出力手段と、前記スピーカから出力される測定用信号音を検出信号として出力する検出手段と、前記周波数特性補正手段が周波数特性の補正に使用する補正量を決定し、前記周波数特性補正手段へ供給する処理を補正量決定手段と、を備え、前記補正量決定手段は、前記周波数特性の１回目の補正時には前記検出信号に基づいて補正量を決定し、前記周波数特性の２回目以降の補正時には前記検出信号又は前記周波数特性補正手段の出力信号に基づいて補正量を決定する。当該コンピュータプログラムをコンピュータ上で実行することにより、上述の自動音場補正装置を実現することができる。
【００２０】
本発明の他の実施形態では、オーディオ信号に対して信号伝送路上で信号処理を施し、対応するスピーカへ出力する自動音場補正方法は、信号伝送路に測定用信号を供給する測定用信号供給工程と、前記測定用信号に対応する測定音を前記スピーカから音響空間内に出力する測定音出力工程と、前記スピーカから出力される測定用信号音を検出信号として出力する検出工程と、周波数特性の補正に使用される補正量を決定する補正量決定工程と、前記補正量決定工程において決定された補正量を使用して、信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を補正する周波数特性補正工程と、を含み、前記補正量決定工程は、前記周波数特性の１回目の補正時には前記検出信号に基づいて前記補正量を決定し、前記周波数特性の２回目以降の補正時には前記検出信号又は前記周波数特性補正工程による出力信号に基づいて前記補正量を決定する。この方法により、上述の自動音場補正を実行することができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【００２２】
［基本原理］
まず、本発明による周波数特性補正における基本原理について説明する。図１は、本発明を適用した自動音場補正システムによる周波数特性補正のための構成を模式的に示す。なお、図１では、図示の便宜上１チャンネル（１つの周波数帯域）のみの周波数特性補正のための構成を示しているが、実際には複数の帯域について補正が行われる。
【００２３】
図示のように、自動音場補正システムは、信号処理部（プロセッサ）１０２、Ｄ／Ａ変換器１０４、スピーカ１０６、マイク１０８及びＡ／Ｄ変換器１１０を備える。スピーカ１０６とマイク１０８は音響空間２６０内に配置される。信号処理部１０２は、周波数分析フィルタ１１１と、パラメータ（係数）演算部１１２と、測定用信号発生器１０３と、イコライザ１２０と、スイッチ１５１〜１５３とを備える。
【００２４】
測定用信号発生器１０３は、測定音を出力するための測定用信号２１１をイコライザ１２０へ供給する。測定音としては例えばピンクノイズなどが使用され、測定用信号２１１はピンクノイズのデジタルデータとすることができる。測定用信号発生器１０３により発生された測定用信号２１１はイコライザ１２０へ入力される。
【００２５】
測定用信号２１１は、イコライザ１２０により周波数特性が補正され、補正後の測定用信号２０１としてスイッチ１５２及び１５３へ送られる。スイッチ１５３がオンのとき、測定用信号２０１はＤ／Ａ変換器１０４によりアナログの測定用信号２０３に変換され、スピーカ１０６へ供給される。スピーカ１０６はアナログの測定用信号２０３により駆動され、音響空間２６０内に測定音２５０としてピンクノイズを出力する。
【００２６】
出力された測定音２５０はマイク１０８により集音され、検出信号２０４としてＡ／Ｄ変換器１１０へ供給される。Ａ／Ｄ変換器１１０は検出信号２０４をデジタルの検出信号２０５に変換する。スイッチ１５１が入力端子Ｔ１側に接続されているとき、検出信号２０５はスイッチ１５１を介して周波数分析フィルタ１１１へ供給される。
【００２７】
一方、スイッチ１５２がオンであり、かつ、スイッチ１５１が入力端子Ｔ２側に接続されている場合、イコライザ１２０から出力された測定用信号２０１はスイッチ１５２及び１５１を介して周波数分析フィルタ１１１へ供給される。即ち、イコライザ１２０から出力されるデジタルの測定用信号２０１は信号処理部１０２の内部で周波数分析フィルタ１１１へ送られる。
【００２８】
周波数分析フィルタ１１１は、Ａ／Ｄ変換器１１０から供給される検出信号２０５、又は、イコライザ１２０から供給される測定用信号２０１を周波数分析し、その結果をパラメータ演算部１１２へ送る。パラメータ演算部１１２は、当該チャンネル（周波数帯域）における利得が目標の利得値となるようにイコライザ１２０のパラメータ（係数）を決定し、そのパラメータ２１０をイコライザ１２０へ設定する。こうして、イコライザ１２０の係数が設定、変更され、当該チャンネル（帯域）の周波数特性が補正される。
【００２９】
本実施例では、各チャンネルについて上述のような周波数特性補正を複数回行う際、最初の補正時には、音響空間２６０に実際に測定音２５０を出力し、これをマイク１０８で集音して得た検出信号２０５を用いて行われる。これに対し、２回目以降の周波数特性補正は、必要に応じて、一旦補正が行われた後にイコライザから出力される測定用信号２０１、又は、検出信号２０５のいずれかを用いて行われる。以下、説明の便宜上、音響空間２６０へ出力した測定音２５０を集音して得た検出信号２０５に基づいて行う周波数特性補正を「音響空間経由の周波数特性補正」と呼び、イコライザ１２０から出力される測定用信号２０１に基づいて行う周波数特性補正を「プロセッサ内周波数特性補正」と呼ぶことにする。
【００３０】
各チャンネルについて複数回の周波数特性補正を行う際に、音響空間経由の周波数特性補正とプロセッサ内周波数特性補正を組み合わせて行う補正パターン例を図２（ａ）に示す。図２（ａ）の例では、複数回の周波数特性補正のうち、１回目は音響空間経由の周波数特性補正を行い、２回目以降は全てプロセッサ内周波数特性補正を行う。
【００３１】
先にも述べたが、音響空間経由の周波数特性補正は、以下のような理由でプロセッサ内周波数特性補正よりも時間を要する。その理由としては、各回の補正処理において測定音２５０の出力及びマイク１０８での集音を複数回実行して検出信号２０５をアベレージング（平均化）する必要があること、測定音２５０を繰り返し出力する際に残響の影響を排除するために所定の時間間隔（インターバル）を確保する必要があること、が挙げられる。また、一般的にＤ／Ａ変換器１０４やＡ／Ｄ変換器１１０のサンプリング周波数は信号処理部１０２内の処理動作周波数（信号処理のスピード）より低いため、実際に測定音２５０を出力するとＤ／Ａ変換及びＡ／Ｄ変換に時間を要することも挙げられる。この点、プロセッサ内周波数特性補正は、上記のアベレージングを行う必要性がない。また、実際に測定音を出力しないので補正処理間に時間インターバルをとる必要がなく、Ｄ／Ａ変換やＡ／Ｄ変換の時間も不要であるので、音響空間経由の周波数特性補正に比べて短時間で行うことができる。
【００３２】
そこで、本実施例では、複数回の周波数特性補正を行う際、最初の１回は音響空間経由の周波数特性補正を行うが、２回目以降は必要に応じてプロセッサ内周波数特性補正を行うこととして、全体として周波数特性補正に要する時間を短縮する。図２（ａ）に示すの補正パターン例では、１回目のみ音響空間経由周波数特性補正を行い、２回目以降は全てプロセッサ内周波数特性補正を行う。
【００３３】
次に、図２（ａ）に示す補正パターン例による補正について詳しく説明する。まず、周波数特性補正に使用する変数及び定数の定義を説明する。
・bandnum：測定対象のチャンネル（帯域）数
・Geqdb0[x]：イコライザパラメータ（係数）、但し、ｘ：０〜bandnum−１
・Geqdb1[x]：誤差吸収用イコライザパラメータ
・TARGET[x]：目標周波数特性
なお、全帯域の周波数特性をフラットにする場合TARGET[x]〜TARGET[bandnum−１]は全て「０」に設定される。
・ROOM[x]：音響空間及びスピーカの周波数特性（音響特性）
・Geqdb0_err[x]：
周波数帯域間の干渉、及び、周波数分析フィルタとイコライザとの特性誤差などに起因する誤差
・Geqdb0_total[x]：
Geqdb0[x]を各帯域同時にイコライザ処理した場合の合成特性（周波数分析フィルタにより評価される）。
なお、Geqdb0_err[x]＝Geqdb0_total[x]  −  Geqdb0[x]    （式１）となる。
【００３４】
（Ｉ）全て音響空間経由の周波数特性補正を行う場合
次に、理解を容易にするため、図２（ａ）に示す補正パターン例を説明する前に、複数回の補正全てにおいて音響空間経由の周波数特性補正を行う場合をまず説明する説明する。
【００３５】
（ａ）１回目の補正
周波数特性補正として全帯域における周波数特性をフラットにすることを目標とすると仮定すると、TARGET[x]は全て０に設定される。また、初期状態ではイコライザのパラメータGeqdb0[x]は０に設定される。１回目の補正は音響空間経由の周波数特性補正であるので、各帯域について測定音２５０がスピーカ１０６から出力され、マイク１０８で集音され、Ａ／Ｄ変換器１１０から検出信号２０５として周波数分析フィルタ１１１へ入力される。周波数分析フィルタ１１１はＡ／Ｄ変換器１１０から入力される各帯域の検出信号２０５を周波数分析し、各帯域について音響空間及びスピーカの周波数特性（以下、単に「空間周波数特性」と呼ぶ。）ROOM[x]を算出する。
【００３６】
そして、パラメータ演算部１１２は、目標周波数特性TARGET[x]及び空間周波数特性ROOM[x]を用いて、各帯域について１回目のイコライザパラメータを
1st_Geqdb0[x]＝TARGET[x]  −  ROOM[x]    （式２）
として算出する。各帯域について１回目のイコライザパラメータ1st_Geqdb0[x]がイコライザ１２０に設定される。
【００３７】
（ｂ）２回目の補正
１回目のイコライザパラメータ1st_Geqdb0[x]を各帯域毎にイコライザ１２０に設定した後、再度測定音２５０を出力して検出信号２０５を取得する。周波数分析フィルタ１１１は検出信号２０５に基づき、各帯域について空間周波数特性ROOM[x]と、１回目のイコライザパラメータ1st_Geqdb0[x]を全帯域同時にイコライザ１２０に設定した場合の各帯域毎の合成特性1st_Geqdb0_total[x]の合成を算出する。なお、式１に示されるように、この合成特性1st_Geqdb0_total[x]は、１回目のイコライザパラメータ1st_Geqdb0[x]と、帯域間の干渉などに起因する誤差1st_Geqdb0_err[x]の和を示している。
【００３８】
よって、１回目の測定後の誤差吸収用イコライザパラメータ2nd_Geqdb1は、
2nd_Geqdb1[x]  ＝  TARGET[x]  −ROOM[x]  −  1st_Geqdb0_total[x]    （式３）
により得られる。よって、これを１回目のイコライザパラメータ1st_Geqdb0[x]に加算し、２回目のイコライザパラメータ2nd_Geqdb0[x]は、
2nd_Geqdb0[x]  ＝  1st_Geqdb0[x]  ＋  2nd_Geqdb1[x]    （式４）
と得られる。
【００３９】
（ｃ）３回目以降の補正
３回目以降は２回目と同様に、まず誤差吸収用イコライザパラメータを算出し、それを前回のイコライザパラメータと加算して新たなイコライザパラメータを算出する。具体的には、３回目の補正では、
3rd_Geqdb1[x]  ＝  TARGET[x]  −ROOM[x]  −  2nd_Geqdb0_total[x]    （式５）
3rd_Geqdb0[x]  ＝  2nd_Geqdb0[x]  ＋  3rd_Geqdb1[x]    （式６）
のように３回目のイコライザパラメータが決定される。
【００４０】
式２、式３、式５などから理解されるように、周波数特性補正を複数回行うとすると、毎回測定音２５０を音響空間２６０に出力して集音し、空間周波数特性ROOM[x]を取得する必要がある。しかし、実際には周波数特性補正を行っている期間は例えば数十秒程度と比較的短く、音響空間及び自動音場補正システムを含む系が時不変であるとして扱っても差し支えない。よって、本発明では、以下に述べるように、周波数特性補正を行っている期間は系が時不変であると仮定して２回目以降の補正を行う。即ち、空間周波数特性ROOM[x]は最初に１回取得し、２回目以降は基本的に最初に取得した空間周波数特性ROOM[x]を利用して補正を行う。そうすることにより、前述したように２回目以降の補正はプロセッサ内周波数特性補正とすることができ、全体の補正時間を大幅に短縮することができる。以下、これについて説明する。
【００４１】
（ＩＩ）１回目のみ音響空間経由の周波数特性補正を行う場合
（ａ）１回目の補正
１回目の補正は音響空間経由の周波数特性補正であるので、前述と同様に行われる。即ち、各帯域について測定音２５０がスピーカ１０６から出力され、マイク１０８で集音され、Ａ／Ｄ変換器１１０から検出信号２０５として周波数分析フィルタ１１１へ入力される。周波数分析フィルタ１１１はＡ／Ｄ変換器１１０から入力される各帯域の検出信号２０５を周波数分析し、各帯域について空間周波数特性ROOM[x]を算出する。なお、空間周波数特性ROOM[x]の算出はこれ１回のみであり、以後は行われない。
【００４２】
そして、パラメータ演算部１１２は、目標周波数特性TARGET[x]及び空間周波数特性ROOM[x]を用いて、各帯域について１回目のイコライザパラメータを
1st_Geqdb0[x]＝TARGET[x]  −  ROOM[x]    （式２）
として算出する。音響空間各帯域について１回目のイコライザパラメータ1st_Geqdb0[x]がイコライザ１２０に設定される。
【００４３】
この値は、予め決められた目標周波数特性TARGET[x]と空間周波数特性ROOM[x]の差であり、先に述べたように系が時不変性を有するとすれば、固定値とすることができる。よって、２回目以降のプロセッサ内周波数特性補正では、“TARGET[x]−ROOM[x]”の値の代わりに“1st_Geqdb0[x]”を使用する。
【００４４】
（ｂ）２回目の補正
図２（ａ）に示すように、２回目はプロセッサ内周波数特性補正が行われる。即ち、１回目のイコライザパラメータ1st_Geqdb0[x]を各帯域毎にイコライザ１２０に設定した後、イコライザ１２０に測定用信号２１１を供給してイコライザ１２０から出力される測定用信号２０１をスイッチ１５２及び１５１を介して周波数分析フィルタ１１１へ供給する。なお、上述のように、空間周波数特性ROOM[x]の算出は行われない。周波数分析フィルタ１１１は、１回目のイコライザパラメータ1st_Geqdb0[x]を全帯域同時にイコライザ１２０に設定した場合の各帯域毎の合成特性1st_Geqdb0_total[x]を算出する。
【００４５】
１回目の測定後の誤差吸収用イコライザパラメータ2nd_Geqdb1[x]は、
2nd_Geqdb1[x]  ＝  1st_Geqdb0[x]  −  1st_Geqdb0_total[x]    （式７）
により得られる。式３と比較するとわかるように、下線の部分が“TARGET[x]−ROOM[x]”の値の代わりに“1st_Geqdb0[x]”となっている。これを１回目のイコライザパラメータ1st_Geqdb0[x]に加算し、２回目のイコライザパラメータ2nd_Geqdb0[x]は、
2nd_Geqdb0[x]  ＝  1st_Geqdb0[x]  ＋  2nd_Geqdb1[x]    （式８）
と得られる。
【００４６】
（ｃ）３回目以降の補正
図２（ａ）に示すように、３回目以降もプロセッサ内周波数特性補正が行われる。３回目以降は２回目と同様に、まず誤差吸収用イコライザパラメータを算出し、それを前回のイコライザパラメータと加算して新たなイコライザパラメータを算出する。具体的には、３回目の補正では、
3rd_Geqdb1[x]  ＝  1st_Geqdb0[x]  −  2nd_Geqdb0_total[x]    （式９）
3rd_Geqdb0[x]  ＝  2nd_Geqdb0[x]  ＋  3rd_Geqdb1[x]    （式１０）
のように３回目のイコライザパラメータが決定される。ここでも、式３と比較するとわかるように、下線の部分が“TARGET[x]−ROOM[x]”の値の代わりに“1st_Geqdb0[x]”となっている。以下、同様に所定回数にわたりプロセッサ内周波数特性補正が行われる。
【００４７】
以上のように、本発明の実施例では、複数回の周波数特性補正を行う際、１回目は音響空間経由の周波数特性補正を行うが、２回目以降はプロセッサ内周波数特性補正を行うことにより、周波数特性補正の全体に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００４８】
図２（ｂ）に複数回の周波数特性補正を行う他の補正パターン例を示す。図２（ａ）の例では最初の１回のみを音響空間経由の周波数特性補正とし、２回目以降は全てプロセッサ内周波数特性補正としている。これに対し、図２（ｂ）の例では、複数回の補正のうち、最初と最後の補正は音響空間経由の周波数特性補正を行い、残りはプロセッサ内周波数特性補正を行うこととしている。通常、複数回の周波数特性補正を行う理由は補正後の誤差を徐々に収束させるためであり、その回数は誤差をある程度の範囲内に収束させるのに要する回数に設定される。よって、予め決定された複数回のうち、最後の１回は確認的な意味で音響空間経由の周波数特性補正を行うこととしてもよい。また、図示はしていないが、同様の理由により、複数回の補正のうち最初の１回及び最後から数回（例えば２回程度）のみを音響空間経由の周波数特性補正を行い、残りはプロセッサ内周波数特性補正を行うこととしてもよい。
【００４９】
なお、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、プロセッサ内周波数特性補正を行う場合は原則としてスイッチ１５３をオフとして測定音２５０が音響空間２６０内に出力されない用にすることが好ましいが、これは必須ではなく、スイッチ１５３をオンとして測定音２５０が出力される状態としても支障はない。但し、その場合でも、プロセッサ内周波数特性補正を行うので、マイク１０８からの集音は行わない。
【００５０】
なお、図２（ｃ）にはプロセッサ内周波数特性補正時にスイッチ１５３をオンとして測定音を出力する補正パターン例を示しているが、これについては後述する。
【００５１】
［自動音場補正システム］
次に、本発明を適用した自動音場補正システムの実施例を図面を参照して説明する。
【００５２】
（Ｉ）システム構成
図３は、本実施例の自動音場補正システムを備えたオーディオシステムの構成を示すブロック図である。
【００５３】
図３において、本オーディオシステム１００には、ＣＤ（Compact disc）プレーヤやＤＶＤ（Digital Video Disc又はDigital Versatile Disc）プレーヤ等の音源１から複数チャンネルの信号伝送路を通じてデジタルオーディオ信号ＳFL，ＳFR，ＳC，ＳRL，ＳRR，ＳWF，ＳSBL及びＳSBRが供給される信号処理回路２と、測定用信号発生器３とが設けられている。
【００５４】
なお、本オーディオシステムは複数チャンネルの信号伝送路を含むが、以下の説明では各チャンネルをそれぞれ「ＦＬチャンネル」、「ＦＲチャンネル」などと表現することがある。また、信号及び構成要素の表現において複数チャンネルの全てについて言及する時は参照符号の添え字を省略する場合がある。また、個別チャンネルの信号及び構成要素に言及する時はチャンネルを特定する添え字を参照符号に付す。例えば、「デジタルオーディオ信号Ｓ」と言った場合は全チャンネルのデジタルオーディオ信号ＳFL〜ＳSBRを意味し、「デジタルオーディオ信号ＳFL」と言った場合はＦＬチャンネルのみのデジタルオーディオ信号を意味するものとする。
【００５５】
更に、オーディオシステム１００は、信号処理回路２によりチャンネル毎に信号処理されたデジタル出力ＤFL〜ＤSBRをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器４FL〜４SBRと、これらのＤ／Ａ変換器４FL〜４SBRから出力される各アナログオーディオ信号を増幅する増幅器５FL〜５SBRとを備えている。これらの増幅器５で増幅した各アナログオーディオ信号ＳＰFL〜ＳＰSBRを、図８に例示するようなリスニングルーム７等に配置された複数チャンネルのスピーカ６FL〜６SBRに供給して鳴動させるようになっている。
【００５６】
また、オーディオシステム１００は、受聴位置ＲＶにおける再生音を集音するマイクロホン８と、マイクロホン８から出力される集音信号ＳＭを増幅する増幅器９と、増幅器９の出力をデジタルの集音データＤＭに変換して信号処理回路２に供給するＡ／Ｄ変換器１０とを備えている。
【００５７】
ここで、オーディオシステム１００は、オーディオ周波数帯域のほぼ全域にわたって再生可能な周波数特性を有する全帯域型のスピーカ６FL，６FR，６C，６RL，６RRと、所謂重低音だけを再生するための周波数特性を有する低域再生専用のスピーカ６WFと、受聴者の背後に配置されるサラウンドスピーカ６SBL及び６SBRを鳴動させることで、受聴位置ＲＶにおける受聴者に対して臨場感のある音響空間を提供する。
【００５８】
各スピーカの配置としては、例えば、図８に示すように、受聴者が好みに応じて、受聴位置ＲＶの前方に、左右２チャンネルのフロントスピーカ（前方左側スピーカ、前方右側スピーカ）６FL，６FRとセンタースピーカ６Cを配置する。また、受聴位置ＲＶの後方に、左右２チャンネルのスピーカ（後方左側スピーカ、後方右側スピーカ）６RL，６RRと左右２チャンネルのサラウンドスピーカ６SBL，６SBRを配置し、更に、任意の位置に低域再生専用のサブウーハ６WFを配置する。オーディオシステム１００に備えられた自動音場補正システムは、周波数特性、各チャンネルの信号レベル及び信号到達遅延特性を補正したアナログオーディオ信号ＳＰFL〜ＳＰSBRをこれら８個のスピーカ６FL〜６SBRに供給して鳴動させることで、臨場感のある音響空間を実現する。
【００５９】
信号処理回路２は、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor：ＤＳＰ）等で形成されており、図４に示すように、大別して信号処理部２０と、係数演算部３０とから構成される。信号処理部２０は、ＣＤ、ＤＶＤ、その他の各種音楽ソースを再生する音源１から複数チャンネルのデジタルオーディオ信号を受け取り、各チャンネル毎に周波数特性補正、レベル補正及び遅延特性補正を施してデジタル出力信号ＤFL〜ＤSBRを出力する。
【００６０】
係数演算部３０は、マイクロホン８で集音された信号をデジタルの集音データＤＭとして受け取り、また、信号処理部２内の遅延回路ＤＬＹ１〜８から出力された測定用信号ＤＭＩを受け取り、周波数特性補正、レベル補正及び遅延特性補正のための係数信号ＳＦ1〜ＳＦ8、ＳＧ1〜ＳＧ8、ＳＤＬ1〜ＳＤＬ8をそれぞれ生成して信号処理部２０へ供給する。なお、前述のように、係数演算部３０は、音響空間経由の周波数特性補正を行う場合は集音データＤＭに基づいてイコライザ係数を含む係数信号ＳＦ1〜8を生成し、プロセッサ内周波数特性補正を行う場合は測定用信号ＤＭＩに基づいて係数信号ＳＦ1〜8を生成する。こうして、信号処理部２０が適切な周波数特性補正、レベル補正及び遅延特性補正を行うことにより、各スピーカ６から最適な信号が出力される。
【００６１】
信号処理部２０は、図５に示すようにグラフィックイコライザＧＥＱと、チャンネル間アッテネータＡＴＧ1〜ＡＴＧ8と、遅延回路ＤＬＹ1〜ＤＬＹ8とを備えている。一方、係数演算部３０は、図６に示すように、システムコントローラＭＰＵと、周波数特性補正部１１と、チャンネル間レベル補正部１２と、遅延特性補正部１３とを備えている。周波数特性補正部１１、チャンネル間レベル補正部１２及び遅延特性補正部１３はＤＳＰを構成している。
【００６２】
周波数特性補正部１１がグラフィックイコライザＧＥＱの各チャンネルに対応するイコライザＥＱ1〜ＥＱ8の係数（パラメータ）を設定して周波数特性を調整し、チャンネル間レベル補正部１２がチャンネル間アッテネータＡＴＧ1〜ＡＴＧ8の減衰率を調整し、遅延特性補正部１３が遅延回路ＤＬＹ1〜ＤＬＹ8の遅延時間を調整することで、適切な音場補正を行うように構成されている。
【００６３】
遅延回路ＤＬＹ1〜8の出力は、スイッチ５３をオンすることによりＤ／Ａ変換器４へ供給され、スイッチ５２をオンすることにより係数演算部３０へ送られる。前述のように、音響空間経由の周波数特性を行う場合、スイッチ５２はオフ、スイッチ５３はオンとされる。また、プロセッサ内周波数特性補正を行う場合は、原則としてスイッチ５２はオン、スイッチ５３はオフとされる。なお、図５においては図示の便宜上、スイッチ５２へ供給される遅延回路ＤＬＹ1〜8からの出力信号を１つの信号線で示している。
【００６４】
ここで、各チャンネルのイコライザＥＱ1〜ＥＱ5、ＥＱ7及びＥＱ8は、それぞれ帯域毎に周波数特性補正を行うように構成されている。即ち、オーディオ周波数帯域を例えば９つの帯域（各帯域の中心周波数をｆ1〜ｆ9とする。）に分割し、帯域毎にイコライザＥＱの係数を決定して周波数特性補正を行う。なお、イコライザＥＱ6は、低域の周波数特性を調整するように構成されている。
【００６５】
オーディオシステム１００は、動作モードとして自動音場補正モードと音源信号再生モードの２つのモードを有する。自動音場補正モードは、音源１からの信号再生に先だって行われる調整モードであり、システム１００の設置された環境について自動音場補正を行う。その後、音源信号再生モードでＣＤなどの音源１からの音響信号が再生される。本発明は、主として自動音場補正モードにおける補正処理に関するものである。
【００６６】
図５を参照すると、ＦＬチャンネルのイコライザＥＱ1には、音源１からのデジタルオーディオ信号ＳFLの入力をオン／オフ制御するスイッチ素子ＳＷ12と、測定用信号発生器３からの測定用信号ＤＮの入力をオン／オフ制御するスイッチ素子ＳＷ11が接続され、スイッチ素子ＳＷ11はスイッチ素子ＳＷNを介して測定用信号発生器３に接続されている。
【００６７】
スイッチ素子ＳＷ11，ＳＷ12，ＳＷNは、図６に示すマイクロプロセッサで形成されたシステムコントローラＭＰＵによって制御され、音源信号再生時には、スイッチ素子ＳＷ12がオン（導通）、スイッチ素子ＳＷ11とＳＷNがオフ（非導通）となり、音場補正時には、スイッチ素子ＳＷ12がオフ、スイッチ素子ＳＷ11とＳＷNがオンとなる。
【００６８】
また、イコライザＥＱ1の出力接点には、チャンネル間アッテネータＡＴＧ1が接続され、チャンネル間アッテネータＡＴＧ1の出力接点には遅延回路ＤＬＹ1が接続されている。そして、遅延回路ＤＬＹ1の出力ＤFLが、図３中のＤ／Ａ変換器４FLに供給される。
【００６９】
他のチャンネルもＦＬチャンネルと同様の構成となっており、スイッチ素子ＳＷ11に相当するスイッチ素子ＳＷ21〜ＳＷ81と、スイッチ素子ＳＷ12に相当するスイッチ素子ＳＷ22〜ＳＷ82が設けられている。そして、これらのスイッチ素子ＳＷ21〜ＳＷ82に続いて、イコライザＥＱ2〜ＥＱ8と、チャンネル間アッテネータＡＴＧ2〜ＡＴＧ8と、遅延回路ＤＬＹ2〜ＤＬＹ8が備えられ、遅延回路ＤＬＹ2〜ＤＬＹ8の出力ＤFR〜ＤSBRが図３中のＤ／Ａ変換器４FR〜４SBRに供給される。
【００７０】
更に、各チャンネル間アッテネータＡＴＧ1〜ＡＴＧ8は、チャンネル間レベル補正部１２からの調整信号ＳＧ1〜ＳＧ8に従って０ｄＢからマイナス側の範囲で減衰率を変化させる。また、各チャンネルの遅延回路ＤＬＹ1〜ＤＬＹ8は、位相特性補正部１３からの調整信号ＳＤＬ1〜ＳＤＬ8に従って入力信号の遅延時間を変化させる。
【００７１】
周波数特性補正部１１は、各チャンネルの周波数特性を所望の特性となるように調整する機能を有する。図６に示すように、周波数特性補正部１１は、Ａ／Ｄ変換器１０から供給される検出音データＤＭ又は遅延回路ＤＬＹから供給される測定用信号ＤＭＩの周波数特性を分析し、それが目標の周波数特性となるようにイコライザＥＱ1〜8の係数調整信号ＳＦ1〜8を決定する。図７（Ａ）に示すように、周波数特性補正部１１は、周波数分析フィルタとしてのバンドパスフィルタ１１ａ、係数テーブル１１ｂ、利得演算部１１ｃ、係数決定部１１ｄ、及び係数テーブル１１ｅを備えて構成される。
【００７２】
バンドパスフィルタ１１ａは、イコライザＥＱ1〜ＥＱ8に設定されている９個の帯域を通過させる複数の狭帯域デジタルフィルタで構成されており、Ａ／Ｄ変換器１０からの集音データＤＭを周波数ｆ1〜ｆ9と中心とする９つの周波数帯域に弁別することにより、各周波数帯域のレベルを示すデータ［ＰxJ］を利得演算部１１ｃに供給する。なお、バンドパスフィルタ１１ａの周波数弁別特性は、係数テーブル１１ｂに予め記憶されているフィルタ係数データによって設定される。
【００７３】
利得演算部１１ｃは、帯域毎のレベルを示すデータ［ＰxJ］に基づいて、自動音場補正時のイコライザＥＱ1〜ＥＱ8の利得（ゲイン）を周波数帯域毎に演算し、演算した利得データ［ＧxJ］を係数決定部１１ｄに供給する。即ち、予め既知となっているイコライザＥＱ1〜ＥＱ8の伝達関数にデータ［ＰxJ］を適用することで、イコライザＥＱ1〜ＥＱ8の周波数帯域毎の利得（ゲイン）を逆算する。
【００７４】
係数決定部１１ｄは、図６に示すシステムコントローラＭＰＵの制御下でイコライザＥＱ1〜ＥＱ8の周波数特性を調節するためのフィルタ係数調整信号ＳＦ1〜ＳＦ8を生成する。（なお、音場補正の際に、受聴者の指示する条件に応じて、フィルタ係数調整信号ＳＦ1〜ＳＦ8を生成するように構成されている。）
受聴者が音場補正の条件を指示せず、本音場補正システムに予め設定されている標準の音場補正を行う場合には、利得演算部１１ｃから供給される周波数帯域毎の利得データ［ＧxJ］によって係数テーブル１１ｅからイコライザＥＱ1〜ＥＱ8の周波数特性を調節するためのフィルタ係数データを読み出し、このフィルタ係数データのフィルタ係数調整信号ＳＦ1〜ＳＦ8によりイコライザＥＱ1〜ＥＱ8の周波数特性を調節する。
【００７５】
即ち、係数テーブル１１ｅには、イコライザＥＱ1〜ＥＱ8の周波数特性を様々に調節するためのフィルタ係数データが予めルックアップテーブルとして記憶されており、係数決定部１１ｄが利得データ［ＧxJ］に対応するフィルタ係数データを読み出し、その読み出したフィルタ係数データをフィルタ係数調整信号ＳＦ1〜ＳＦ8として各イコライザＥＱ1〜ＥＱ8に供給することで、チャンネル毎に周波数特性を調整する。
【００７６】
次に、チャンネル間レベル補正部１２について説明する。チャンネル間レベル補正部１２は、各チャンネルを通じて出力される音響信号の音圧レベルを均一にする役割を有する。具体的には、測定用信号発生器３から出力される測定用信号（ピンクノイズ）ＤＮによって各スピーカ６FL〜６SBRを個別に鳴動させたときに得られる集音データＤＭを順に入力し、その集音データＤＭに基づいて、受聴位置ＲＶにおける各スピーカの再生音のレベルを測定する。
【００７７】
チャンネル間レベル補正部１２の概略構成を図７（Ｂ）に示す。Ａ／Ｄ変換器１０から出力される集音データＤＭはレベル検出部１２aに入力される。なお、チャンネル間レベル補正部１２は、基本的に各チャンネルの信号の全帯域に対して一律にレベルの減衰処理を行うので帯域分割は不要であり、よって図７（Ａ）の周波数特性補正部１１に見られるようなバンドバスフィルタを含まない。
【００７８】
レベル検出部１２aは集音データＤＭのレベルを検出し、各チャンネルについての出力オーディオ信号レベルが一定となるように利得調整を行う。具体的には、レベル検出部１２aは検出した集音データのレベルと基準レベルとの差を示すレベル調整量を生成し、調整量決定部１２ｂへ出力する。調整量決定部１２ｂはレベル検出部１２aから受け取ったレベル調整量に対応する利得調整信号ＳＧ1〜ＳＧ8を生成して各チャンネル間アッテネータＡＴＧ1〜ＡＴＧ8へ供給する。各チャンネル間アッテネータＡＴＧ1〜ＡＴＧ8は、利得調整信号ＳＧ1〜ＳＧ8に応じて各チャンネルのオーディオ信号の減衰率を調整する。このチャンネル間レベル補正部１２の減衰率調整により、各チャンネル間のレベル調整（利得調整）が行われ、各チャンネルの出力オーディオ信号レベルが均一となる。
【００７９】
遅延特性補正部１３は、各スピーカの位置と受聴位置ＲＶとの間の距離差に起因する信号遅延を調整する、即ち、本来同時に受聴者が聴くべき各スピーカ６からの出力信号が受聴位置ＲＶに到達する時刻がずれることを防止する役割を有する。よって、遅延特性補正部１３は、測定用信号発生器３から出力される測定用信号（ピンクノイズ）ＤＮによって各スピーカ６を個別に鳴動させたときに得られる集音データＤＭに基づいて各チャンネルの遅延特性を測定し、その測定結果に基づいて音響空間の位相特性を補正する。
【００８０】
具体的には、図５に示すスイッチＳＷ11〜ＳＷ82を順次切り換えることにより、測定用信号発生器３から発生された測定用信号ＤＮを各チャンネル毎に各スピーカ６から出力し、これをマイクロホン８により集音して対応する集音データＤＭを生成する。測定用信号を例えばインパルスなどのパルス性信号とすると、スピーカ８からパルス性の測定用信号を出力した時刻と、それに対応するパルス信号がマイクロホン８により受信された時刻との差は、各チャンネルのスピーカ６とマイクロホン８との距離に比例することになる。よって、測定より得られた各チャンネルの遅延時間のうち、最も遅延量の大きいチャンネルの遅延時間に残りのチャンネルの遅延時間を合わせることにより、各チャンネルのスピーカ６と受聴位置ＲＶとの距離差を吸収することができる。よって、各チャンネルのスピーカ６から発生する信号間の遅延を等しくすることができ、複数のスピーカ６から出力された時間軸上で一致する時刻の音響が同時に受聴位置ＲＶに到達することになる。
【００８１】
図７（Ｃ）に遅延特性補正部の構成を示す。遅延量演算部１３aは集音データＤＭを受け取り、パルス性測定用信号と集音データとの間のパルス遅延量に基づいて、各チャンネル毎に音場環境による信号遅延量を演算する。遅延量決定部１３ｂは遅延量演算部１３aから各チャンネル毎に信号遅延量を受け取り、一時的にメモリ１３cに記憶する。全てのチャンネルについての信号遅延量が演算され、メモリ１３cに記憶された状態で、調整量決定部１３bは最も大きい信号遅延量を有するチャンネルの再生信号が受聴位置ＲＶに到達するのと同時に他のチャンネルの再生信号が受聴位置ＲＶに到達するように、各チャンネルの調整量を決定し、調整信号ＳＤＬ1〜ＳＤＬ8を各チャンネルの遅延回路ＤＬＹ1〜ＤＬＹ8に供給する。各遅延回路ＤＬＹ1〜ＤＬＹ8は調整信号ＳＤＬ1〜ＳＤＬ8に応じて遅延量を調整する。こうして、各チャンネルの遅延特性の調整が行われる。なお、上記の例では遅延調整のための測定用信号としてパルス性信号を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の測定用信号を用いてもよい。
【００８２】
（ＩＩ）自動音場補正
次に、かかる構成を有する自動音場補正システムによる自動音場補正の動作について説明する。
【００８３】
まず、オーディオシステム１００を使用する環境としては、受聴者が、例えば図８に示したように複数のスピーカ６FL〜６SBRをリスニングルーム７等に配置し、図３に示すようにオーディオシステム１００に接続する。そして、受聴者がオーディオシステム１００に備えられているリモートコントローラ（図示省略）等を操作して自動音場補正開始の指示をすると、システムコントローラＭＰＵがこの指示に従って自動音場補正処理を実行する。
【００８４】
次に、本発明の自動音場補正における基本的な原理を説明する。先に述べたように、自動音場補正において行う処理は、各チャンネルの周波数特性補正、音圧レベルの補正及び遅延特性補正がある。自動音場補正処理の概要を図９のフローチャートを参照して説明する。
【００８５】
始めに、ステップＳ１０で、周波数特性補正部１１がイコライザＥＱ1〜ＥＱ8の周波数特性を調整する処理が行われる。次に、ステップＳ２０のチャンネル間レベル補正処理で、チャンネル間レベル補正部１２により、各チャンネルに設けられているチャンネル間アッテネータＡＴＧ1〜ＡＴＧ8の減衰率を調節する処理が行われる。次に、ステップＳ３０の遅延特性補正処理で、遅延特性補正部１３により、全チャンネルの遅延回路ＤＬＹ1〜ＤＬＹ8の遅延時間を調整する処理が行われる。この順序で本発明による自動音場補正が行われる。
【００８６】
次に、各処理段階の動作を順に詳述する。まず、ステップＳ１０の周波数特性補正処理について、図１０を参照して説明する。図１０は本実施例による周波数特性補正処理のフローチャートである。なお、図１０に示す周波数特性補正処理は、各チャンネルの周波数特性補正処理に先だって、各チャンネルの遅延測定を行う。ここで、遅延測定とは、測定用信号を信号処理回路２が出力してから、それに対応する集音データが信号処理回路２に到達するまでの遅延時間Ｔｄを各チャンネル毎に事前に測定する処理である。図１０においては、ステップＳ１００〜Ｓ１０６がこの遅延測定処理に対応し、ステップＳ１０８〜Ｓ１１５が実際の周波数特性補正処理に対応している。
【００８７】
図１０において、信号処理回路２は、まず複数のチャンネルのうちの１つのチャンネルについて例えばパルス性の遅延測定用信号を出力し、これがスピーカ６から測定用信号音として出力される（ステップＳ１００）。この測定用信号音は、マイクロホン８により集音され、集音データＤＭが信号処理回路２へ供給される（ステップＳ１０２）。信号処理回路２内の周波数特性補正部１１は遅延時間Ｔｄを演算し、内部メモリなどに記憶する（ステップＳ１０４）。これらステップＳ１００〜Ｓ１０４の処理を全てのチャンネルについて行うことにより（ステップＳ１０６：Yes）、全てのチャンネルについての遅延時間Ｔｄがメモリに格納されたことになる。こうして、遅延時間測定が完了する。
【００８８】
次に、各チャンネルについて、所定回数の周波数特性補正を行う。まず、信号処理回路２は１回目の周波数特性補正であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。なお、ここでは図２（ａ）に示すように、１回目のみ音響空間経由の周波数特性補正を行い、２回目以降は全てプロセッサ内周波数特性を行うものとする。１回目の周波数特性補正である場合（ステップＳ１０８；Yes）、信号処理回路２は各チャンネルについてピンクノイズなどの周波数特性測定用信号を出力し、これがスピーカ６から測定用信号音として出力される。この測定用信号音はマイクロホン８により集音され、集音データＤＭが信号処理回路２の周波数特性補正部１１内で取得される（ステップＳ１０９）。そして、周波数特性補正部１１内の利得演算部１１ｃが集音データを分析し、係数決定部１１ｄがイコライザ係数を設定し（ステップＳ１１０）、そのイコライザ係数に基づいてイコライザが調整される（ステップＳ１１１）。こうして、各チャンネルについて、集音データＤＭに基づいて周波数特性の調節が完了する。
【００８９】
次に、信号処理部２は所定回数の周波数特性補正が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１２）。終了していない場合、処理はステップＳ１０８へ戻る。２回目以降の周波数特性補正の場合（ステップＳ１０８；No）、信号処理部２は集音データＤＭではなく、遅延回路ＤＬＹから出力される測定用信号ＤＭＩを各チャンネルについて取得し（ステップＳ１１３）、前述のように周波数分析を行ってイコライザ係数を決定し（ステップＳ１１４）、そのイコライザ係数でイコライザＥＱを調整する（ステップＳ１１５）。こうして、所定回数の周波数特性補正が終了すると（ステップＳ１１２；Yes）、周波数特性補正処理が終了する。
【００９０】
なお、ここでは図２（ａ）に示すように、１回目のみ音響空間経由の周波数特性補正を行い、２回目以降は全てプロセッサ内周波数特性補正を行う場合を説明したが、２回目以降に必要に応じて音響空間経由の周波数特性補正を行うことも可能である。その場合は、ステップＳ１０８において、何回目の補正であるかに応じて音響空間経由の周波数特性補正（ステップＳ１０９〜Ｓ１１１）を行うか、プロセッサ内周波数特性補正（ステップＳ１１３〜Ｓ１１５）を行うかを判定することとすればよい。
【００９１】
次に、ステップＳ２０のチャンネル間レベル補正処理が行われる。チャンネル間レベル補正処理は、図１１に示すフローに従って行われる。なお、チャンネル間レベル補正処理では、先の周波数特性補正処理により設定されたグラフィックイコライザＧＥＱの周波数特性を上記周波数特性補正処理で調整した状態に維持して行う。
【００９２】
図５に示す信号処理部２０において、まずスイッチＳＷ11をオンにすると同時にスイッチＳＷ1をオフとすることにより、１つのチャンネル（例えばＦＬチャンネル）に測定用信号ＤＮ（ピンクノイズ）が供給され、その測定用信号ＤＮがスピーカ６FLから出力される（ステップＳ１２０）。マイクロホン８はその信号を集音し、増幅器９及びＡ／Ｄ変換器１０を通じて集音データＤＭが係数演算部３０内のチャンネル間レベル補正部１２へ供給される（ステップＳ１２２）。チャンネル間レベル補正部１２では、レベル検出部１２aが集音データＤＭの音圧レベルを検出し、調整量決定部１２bへ送る。調整量決定部１２bは、目標レベルテーブル１２cに予め設定されている所定の音圧レベルと一致するようにチャンネル間アッテネータＡＴＧ1の調整信号ＳＧ1を生成し、チャンネル間アッテネータＡＴＧ1へ供給する（ステップＳ１２４）。こうして、１つのチャンネルのレベルが所定のレベルと一致するように補正される。この処理を、各チャンネルに対して順に行い、全てのチャンネルについてレベル補正が完了した時点で（ステップＳ１２６：Yes）、処理は図９のメインルーチンへ戻る。
【００９３】
次に、ステップＳ３０の遅延特性補正処理が図１２に示すフローに従って行われる。まず、１つのチャンネル（例えばＦＬチャンネル）について、ＳＷ11をオンにすると同時にＳＷ12をオフとして、測定用信号ＤＮをスピーカ６から出力する（ステップＳ１３０）。次に、出力された測定用信号ＤＮをマイクで集音し、集音データＤＭが係数演算部３０内の遅延特性補正部１３に入力される（ステップＳ１３２）。遅延特性補正部１３内では、遅延量演算部１３aがそのチャンネルの遅延量を演算により求め、一時的にメモリ１３cに記憶する（ステップＳ１３４）。この処理が他の全てのチャンネルについて実行される。全てのチャンネルについて処理が完了した時点で（ステップＳ１３６：Yes）、メモリ１３cには全てのチャンネルの遅延量が記憶されることになる。次に、係数演算部１３bはメモリ１３cの記憶内容に基づいて、全てのチャンネルのうち最大遅延量を有するチャンネルを基準とし、他の全てのチャンネルの信号が同時に受聴位置ＲＶに到達するように各チャンネルの遅延回路ＤＬＹ1〜ＤＬＹ8の係数を決定し、各遅延回路ＤＬＹに供給する（ステップＳ１３８）。これにより、遅延特性補正が完了する。
【００９４】
こうして、周波数特性、チャンネル間レベル及び遅延特性が補正され、自動音場補正が完了する。
【００９５】
なお、上記の実施例では、各チャンネルの周波数特性を補正する周波数特性補正手段としてイコライザを用いた場合を示した。その代わりに、周波数特性補正手段は、各帯域のバンドバスフィルタ、各バンドパスフィルタの出力に接続され各帯域の利得を調整する可変増幅器、及び各帯域の信号を合成する加算器により構成することもできる。
【００９６】
［応用例］
（Ｉ）狭時間幅の周波数特性測定手法の適用
上述の自動音場補正システムにおいては、予め用意されたピンクノイズなどの測定音信号（デジタル信号）を測定音としてスピーカ６からそのまま出力し、マイク８で集音して集音データＤＭを生成している。これに対し、以下に述べるように、予め用意した測定音信号を短い時間幅の複数のブロック音データに分割し、これらを再生順序をシフトしながら複数回出力して集音する（以下、これを「シフト動作」と呼ぶ。）ことにより、元の測定音信号の時間幅より短い時間幅で系の周波数特性を取得することが可能となる（以下、これを「狭時間幅周波数特性測定手法」と呼ぶ。）。この手法を採用する場合、１回の周波数特性補正において、測定音信号を、ブロック音データの単位でシフトさせながら複数回にわたり再生して集音データを取得するので、１回の補正当りの要処理時間はかなり長くなる。
【００９７】
そこで、本例では、１回目の補正時にはシフト動作を行い、測定音をスピーカ６から出力してマイク８で集音し、集音データＤＭに基づいて周波数特性補正を行う。一方、２回目以降はシフト動作を行わないこととし、予め用意した測定音信号をそのまま用いてプロセッサ内周波数特性補正を行う。その場合、測定音をスピーカ６から出力しないこととしてもよいし、出力しても支障はないが、マイク８による集音は行わない。この補正パターンが図２（ｃ）に示されている。２回目以降の括弧内は、測定音を出力する場合のスイッチ切替状態を示している。
【００９８】
既に述べたように、音響空間経由の周波数特性補正が時間を要する原因としては、アベレージングの時間が必要であること、残響の影響を排除するために時間インターバルを空けて測定音を出力する必要があること、Ｄ／Ａ変換器及びＡ／Ｄ変換器の処理時間が必要であることなどを挙げたが、これらは上記のシフト動作に要する時間と比較すると小さい。よって、シフト動作による狭時間幅周波数特性測定手法を採用する自動音場補正システムでは、２回目以降の補正においてシフト動作のみを行わないこととすれば、全体の処理時間はそれだけでかなり短縮できることになる。
【００９９】
（ＩＩ）狭時間幅周波数特性補正手法
以下に、シフト動作による狭時間幅周波数特性測定手法について説明する。
【０１００】
まず、本手法による音響特性測定システムについて説明する。図１３に、本実施例に係る音響特性測定システムの概略構成を示す。図示のように、音響特性測定システムは、音響特性測定装置２００と、音響特性測定装置２００にそれぞれ接続されたスピーカ２１６、マイク２１８、及びモニタ２０５を備える。スピーカ２１６及びマイク２１８は、測定の対象となる音響空間２６０内に配置される。音響空間２６０の典型的な例としてはリスニングルームやホームシアターなどが挙げられる。
【０１０１】
音響特性測定装置２００は、信号処理部２０２と、測定用信号発生器２０３と、Ｄ／Ａ変換器２０４と、Ａ／Ｄ変換器２０８とを備える。信号処理部２０２は、内部に内部メモリ２０６及び周波数分析フィルタ２０７を備える。信号処理部２０２は、測定用信号発生器２０３から出力されたデジタルの測定音データ２１１をＤ／Ａ変換器４へ供給し、Ｄ／Ａ変換器２０４は測定音データ２１１をアナログの測定用信号２１２に変換してスピーカ２１６へ供給する。スピーカ２１６は供給された測定用信号２１２に対応する測定音を測定の対象となる音響空間２６０に出力する。
【０１０２】
マイク２１８は音響空間２６０内に出力された測定音を集音し、その測定音に対応する検出信号２１３をＡ／Ｄ変換器２０８へ供給する。Ａ／Ｄ変換器２０８は検出信号２１３をデジタルの検出音データ２１４に変換し、信号処理部２０２へ供給する。
【０１０３】
音響空間２６０内においてスピーカ２１６から出力された測定音は、主として直接音成分３５、初期反射音成分３３及び残響音成分３７の集合としてマイク２１８により集音される。信号処理部２０２は、マイク２１８により集音された測定音に対応する検出音データ２１４に基づいて、音響空間２６０の音響特性を得ることができる。例えば周波数帯域毎に音響パワーを算出することにより、当該音響空間２６０の周波数帯域毎の残響特性を得ることができる。
【０１０４】
内部メモリ２０６は、マイク２１８及びＡ／Ｄ変換器２０８を介して得られた検出音データ２１４などを一時的に保存する記憶部であり、信号処理部２０２は内部メモリ２０６に一時的に保存された検出音データを利用して音響パワーの演算などの処理を実行し、音響空間２６０の音響特性を得る。例えば信号処理部２０２は、全周波数帯域の残響特性を生成し、これをモニタ２０５に表示させることができる。また、信号処理部２０２は周波数分析フィルタ２０７を利用して、周波数帯域毎の残響特性を生成し、モニタ２０５に表示することもできる。
【０１０５】
次に、音響特性の測定方法について詳しく説明する。図１４に、測定用信号の一例であるピンクノイズの波形例を示す。なお、測定用信号は測定の対象となる周波数帯域の周波数成分を含む信号であればよく、ピンクノイズには限定されない。図１４の例では、４０９６サンプル（約８０ｍｓ）分のピンクノイズがデジタルのデータ（以下、「測定音データ２４０」とも呼ぶ。）として用意される。測定用信号発生器３はこの測定音データ２４０を記憶するメモリなどを備え、信号処理部２０２から与えられるアドレスなどに応じて、測定音データ２４０の全体又は任意のブロックのみを出力することができる。
【０１０６】
本実施例では、このような測定音データ２４０が複数の部分（以下、「ブロック音データｐｎ」と呼ぶ。）に分割される。そして、ブロック音データｐｎの出力順序をシフトさせながらマイク２１８により測定音を複数回測定し、得られた結果を合成することにより、時間的に変動する音響パワーを連続的に測定する。具体的には、図１４に示すように、４０９６サンプル分の測定音データ２４０を、１６個の狭時間のブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５に分割する。各ブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５は２５６サンプル（約５ｍｓに相当）の時間幅を有する。そして、音響特性の測定時には、ブロック音データｐｎをＤ／Ａ変換器２０４及びスピーカ２１６を介して再生して測定音として順に音響空間へ出力し、測定を行う。
【０１０７】
図１５に、ブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５の出力（再生）順序を示す。本例では、前述のように４０９６サンプル分の測定音データ２４０を、各々が２５６サンプルを有する１６個のブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５に分割し、それらを図１５に示す再生順序パターンに従って連続的に出力して測定を行う。その際、１６個のブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５の再生順序は図１４に示すように測定音データ２４０を構成する順序に従うが、毎回の測定において、最初に再生するブロック音データを１ブロックずつシフトさせながら、図１５に示す全ての再生順序パターンについて、即ち１６回にわたり測定を実施する。
【０１０８】
なお、図１５における「ブロック期間」とは、各ブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５の、図１４に示す測定音データ２４０全体における時間軸上の位置を示している。例えばブロック期間Ｔ０は測定音データ２４０の最初のブロック音データｐｎ０に含まれる２５６サンプル分、即ち０〜約５ｍｓの期間に対応し、ブロック期間Ｔ１は次のブロック音データｐｎ１に含まれる２５６サンプル分、即ち約５〜１０ｍｓの期間に対応する。また、ブロック期間Ｔ１５は測定音データ２４０の最後のブロック音データｐｎ１５に含まれる２５６サンプル分、即ち約７５〜８０ｍｓの期間に対応する。
【０１０９】
図１５に示されるように、本実施例では、ブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５を、最初に再生されるブロック音データを１つずつシフトさせつつ全ての再生順序パターンについて出力し、合計１６回の測定を実施する。即ち、１回目の測定では、ブロック音データｐｎ０→ｐｎ１５の順に１６個のブロック音データｐｎを連続的に出力し、測定を行う。２回目の測定では、ブロック音データｐｎの再生開始位置を図１４のグラフ上で右へ１ブロック分シフトし、ブロック音データｐｎ１→ｐｎ１５、ｐｎ０の順に連続的に出力して測定を行う。これを繰り返し、１６回目の測定では、最初にブロック音データｐｎ１５、続いてブロック音データｐｎ０→ｐｎ１４という順序で１６個のブロック音データｐｎを連続的に出力し、測定を行う。
【０１１０】
測定中には、マイク２１８は各ブロック音データｐｎの単位で測定音データ２４０を集音し、信号処理部２０２はＡ／Ｄ変換器２０８から検出音データ２１４を受信する。そして、信号処理部２０２は、ブロック音データｐｎの単位、即ち本実施例では２５６サンプルを一単位の検出音データとして内部メモリ２０６に記憶する。また、その検出音データに基づいて音響パワーｍｄを算出し、一時的に内部メモリ２０６へ記憶する。１つのブロック音データｐｎに対応する１ブロック分の検出音データが例えばｄ1〜ｄ256での２５６サンプルで構成されるとすると、その１ブロックの検出音データの音響パワーｍｄは、
ｍｄ  ＝  ｄ12＋ｄ22＋ｄ32＋・・・・・ｄ2562          （式１）
により与えられる。
【０１１１】
こうして得られたブロック音データｐｎに対応する音響パワーを図１６に示す。図１６において、音響パワーｍｄ０はブロック音データｐｎ０に対応し、音響パワーｍｄ１はブロック音データｐｎ１に対応し、同様に音響パワーｍｄ１５はブロック音データｐｎ１５に対応している。図１５と図１７を比較すると、図１５における各測定回数におけるブロック音データｐｎに対応する位置に、図１７では対応する音響パワーｍｄが示されている。
【０１１２】
信号処理部２０２は、こうして得られた各ブロック音データｐｎに対応する音響パワーｍｄを、各ブロック期間（Ｔ０〜Ｔ１５）毎に合計して、合計パワーｒｖ０〜ｒｖ１５を算出する。即ち、信号処理部２０２は、図１６における各ブロック時間毎に、縦方向に１回目から１６回目までの残響パワーｍｄを加算して合計パワーｒｖを算出する。具体的には、
ｒｖ０＝ｍｄ０＋ｍｄ１＋ｍｄ２＋・・・・＋ｍｄ１５
ｒｖ１＝ｍｄ１＋ｍｄ２＋ｍｄ３＋・・・・＋ｍｄ０  
ｒｖ３＝ｍｄ２＋ｍｄ３＋ｍｄ４＋・・・・＋ｍｄ１
・                                        （式２）
・
ｒｖ１５＝ｍｄ１５＋ｍｄ０＋ｍｄ１＋・・・・＋ｍｄ１４
という具合に、合計パワーｒｖ０〜ｒｖ１５が算出される。
【０１１３】
ここで、図１４、図１５及び図１６から理解されるように、合計パワーｒｖ０〜ｒｖ１５の各々は、対応するブロック期間における、全てのブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５に対応する検出音データの音響パワーｍｄ０〜ｍｄ１５の合計である。即ち、そのブロック期間における、測定音データ２４０の全成分に対する音響空間２６０の応答を示している。例えば、合計パワーｒｖ０は、ブロック期間Ｔ０、即ち測定開始時刻から約５ｍｓ以内における全測定音データ２４０（図１４参照）に対する応答（音響パワー）を示している。また、合計パワーｒｖ１は、ブロック期間Ｔ１、即ち測定開始後約５〜１０ｍｓにおける全測定音データ２４０に対する音響パワーを示している。このように、本実施例では、測定ノイズデータ２４０を複数の狭時間のブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５に分割し、それらの再生順序を１ブロックずつシフトさせながら全ての再生順序パターンについて測定を行い、各ブロック期間内の合計パワーを算出することにより、瞬間的又は測定音データ２４０全体の時間幅に比べて非常に小さい時間幅における音響特性を得ることができる。
【０１１４】
こうして得られたブロック期間毎の合計パワーに基づいて、測定の対象となる音響空間の全帯域における残響特性を算出した例を図１７に示す。本実施例では、０〜８０ｍｓの期間に対して１６個の合計パワーが得られており、１つのブロック期間（即ち約５ｍｓ）という狭い時間幅で独立に残響特性が得られている。
【０１１５】
なお、上記の実施例では、４０９６サンプル（約８０ｍｓ）分の測定音データ２４０を用いて約８０ｍｓ分の全帯域の残響特性を測定したが、同一の長さの測定音データ２４０を用い、測定音データ２４０の分解能も同一のまま（即ち分割数＝１６）、より長い音響特性を測定することもできる。
【０１１６】
以下、同一の測定音データ２４０を用いて合計８１９２サンプル（約１６０ｍｓ）分の残響特性を測定する例について説明する。測定音データ２４０の長さの２倍の長さの残響特性を測定するために、４０９６サンプル分の測定音データ２４０を狭時間のブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５に分割し、これを２回（２周期分）出力して測定を行う。即ち、各回の測定において、Ｔ０〜Ｔ３１の３２個のブロック期間に渡りブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５を２周期分出力して測定を行う。この場合のブロック音データｐｎの出力パターンを図１８に示し、取得された音響パワーの例を図１９に示す。図１８及び図１９からわかるように、例えば１回目の測定では、ブロック音データｐｎ０→ｐｎ１５の順で第１周期の出力を行った後、同じくｐｎ０→ｐｎ１５の順で第２周期の出力を行う。これにより、８１９２サンプル（約１６０ｍｓ）分の検出音データが得られる。同様に、２回目から１６回目の測定もそれぞれ２周期分ずつブロック音データｐｎの出力を行う。後は同様に、各ブロック期間Ｔ０〜Ｔ３１について合計パワーｒｖ０〜ｒｖ３１を算出すれば、８１９２サンプル（約１６０ｍｓ）分の残響特性を得ることができる。
【０１１７】
この手法では、取得すべき残響特性の長さは２倍であるが、使用する測定音データを長くせず、同じ測定音データを繰り返して出力するので、測定の回数を増加させる必要がない。例えば、同じ８１９２サンプル分の残響特性を測定するために８１９２サンプル分の測定音データを使用して本実施例の手法を実施すると、３２ブロックのブロック音データｐｎ０〜ｐｎ３１を利用して３２回の測定を行う必要がある（つまり図１８及び図１９における測定回数は３２回に増加する）。これに対し、４０９６サンプル分の測定音データを用いて２周期分測定を行えば、測定回数を１６回に維持したままで、２倍の長さの残響特性を測定することが可能となる。
【０１１８】
次に、上述した全帯域の残響特性の測定処理について説明する。図２０は、全帯域残響特性の測定処理のフローチャートである。なお、以下の処理は、基本的に図１３に示す音響特性測定装置２００の信号処理部２０２がスピーカ２１６、マイク２１８などを制御して実行する。
【０１１９】
まず、信号処理部２０２はシフトカウンタＣｓの値を「０」に設定する（ステップＳ２０１）。シフトカウンタＣｓはブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５をシフトしつつ測定を行う回数を示すカウンタである。本例では図１５及び図１６に示すように合計１６回の測定が行われるので、シフトカウンタＣｓの値は最終的には「１６」まで増加することになる。シフトカウンタＣｓの値が「０」に設定された状態で第１回目の測定が行われる。
【０１２０】
次に、信号処理部２０２はブロックカウンタＣｂの値を「０」に設定する（ステップＳ２０２）。ブロックカウンタＣｂは測定に使用されるブロック音データｐｎを指定するカウンタである。ブロックカウンタＣｂの値が「０」に設定された状態では、ブロック音データｐｎ０を利用した測定が行われることになる。
【０１２１】
次に、信号処理部２０２は現在のブロックカウンタＣｂが示すブロック音データｐｎをスピーカ２１６から出力する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０２でブロックカウンタＣｂは「０」に設定されているので、まずブロック音データｐｎ０が再生され、測定音として音響空間２６０へ出力される。そして、信号処理部２０２は、音響空間２６０からマイク２１８により集音され、Ａ／Ｄ変換された検出音データ２１４を取得する（ステップＳ２０４）。そして、信号処理部２０２は、式１を用いて前述の方法によりそのブロック期間における音響パワーｍｄ（今回はｍｄ０）を算出し、内部メモリ２０６に記憶する（ステップＳ２０５）。こうして、第１回目の測定における最初のブロック期間Ｔ０での測定が終了したことになる。
【０１２２】
次に、信号処理部２０２はブロックカウンタＣｂを１増加し、ブロックカウンタＣｂの値が「１５」を超えたか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ブロックカウンタＣｂが「１５」以下の場合は、次のブロック期間での測定を行うべく、処理はステップＳ２０３へ戻る。そして、次のブロック期間に対応する測定処理を実行する（ステップＳ２０３〜Ｓ２０６）。
【０１２３】
こうして、全てのブロック期間、即ち測定ノイズデータ２４０に含まれる全てのブロック音データｐｎ（本例では１６個のブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５）を利用した測定が完了すると、ブロックカウンタＣｂは１６となる（ステップＳ２０７；Yes）。即ち、第１回目の測定が完了したこととなり、信号処理部２０２はシフトカウンタＣｓを１増加する（ステップＳ２０８）。これにより、第２回目の測定が開始する。
【０１２４】
その後は、第１回目の測定と同様に、ブロックカウンタＣｂの値に対応するブロック音データｐｎを出力し（ステップＳ２０３）、検出音データを取得し（ステップＳ２０４）、ブロック期間毎の音響パワーｍｄを算出し（ステップＳ２０５）、ブロックカウンタＣｂを増加する処理を繰り返す。但し、第２回目の測定では、図１５に示すように、最初に再生されるブロック音データｐｎは１だけシフトされ、ブロック音データｐｎ１→ｐｎ１５、ｐｎ０の順に１６個のブロック音データｐｎが再生される。こうして、第２回目の測定が終了すると（ステップＳ２０７；Yes）、信号処理部２０２はシフトカウンタＣｓを１増加し（ステップＳ２０８）、同様に第３回目の測定を実行する。前述のように、各回の測定では１６個全てのブロック音データｐｎ０〜ｐｎ１５が再生されるが、各回の測定において、最初に再生されるブロック音データは図１５に示すように、毎回１つずつシフトされていく。
【０１２５】
こうして、シフトカウンタＣｓが「１５」を超える、つまり第１６回目の測定が終了すると（ステップＳ２０９；Yes）、信号処理部２０２内の内部メモリ２０６には、図１６に示すように１６個のブロック期間に対する全１６回分の音響パワーｍｄの値が格納されている。よって、信号処理部２０２は前述の式２に従ってブロック期間毎、即ち図１６における縦方向に残響パワーｍｄを合計して、ブロック毎の合計パワーｒｖを算出する（ステップＳ２１０）。そして、信号処理部２０２は、そうして得られた合計パワー値に基づいて図１７に例示したような残響特性波形を作成し、モニタ２０５に表示する（ステップＳ２１１）。これにより、ユーザは当該音響空間２６０の残響特性を知ることができる。
【０１２６】
なお、上記の説明は図１５及び図１６に示すように、４０９６サンプル分（約８０ｍｓ）分の残響特性を測定した場合の処理例である。これに対し、図１８及び図１９に示すように８１９２（約１６０ｍｓ）分の残響特性を測定する場合、図２０のステップＳ２０９においては同様にシフトカウンタＣｓが「１５」を超えたか否かが判定されるが、ステップＳ２０７ではブロックカウンタＣｂが「３１」を超えたか否かが判定される。即ち、各回の測定について、３２ブロックについて測定が行われることになる。
【０１２７】
次に、本実施例による周波数別残響特性の測定について説明する。上記の説明では、測定音データ２４０を用いて、音響空間２６０についての全帯域の残響特性を測定したが、本実施例ではさらに周波数別に残響特性を取得することが可能である。以下、その手法について説明する。
【０１２８】
周波数別の残響特性は、基本的に測定音データ２４０を出力し、マイク２１８を通じて得られた検出音データ２１４を信号処理部２０２が周波数分析することにより得ることができる。測定音データ２４０を複数のブロック音データｐｎに分割し、これらの出力順をシフトさせつつ複数回測定を行う点は、全帯域の残響特性を測定する場合と同様である。具体的には、図１５に示される１回の測定により、信号処理部２０２は４０９６サンプル分の検出音データ２１４を取得することができる。よって、信号処理部２０２は１回の測定で得られた４０９６サンプル分の検出音データを用いて残響パワーｍｄを算出し、周波数分析フィルタ２０７を利用してフィルタリングを行い、必要な周波数帯域毎の残響パワーｍｄを生成して内部メモリ２０６に記憶する。例えば、全周波数帯域を９帯域に分割して残響特性を測定する場合には、フィルタリングにより９帯域分の残響パワーｍｄを生成する。その後、信号処理部２０２は、各帯域について、残響パワーｍｄをブロック期間毎に合計して合計パワーｒｖを算出する。言い換えれば、図１６に示した音響パワーのデータが必要帯域数分得られることになる。そして、信号処理部２０２は必要帯域数分の合計パワーデータを用いて、図２２に例示するような３次元の周波数別残響特性を作成し、モニタ２０５へ表示する。図２２の例では、全周波数帯域を９帯域に分割しており、周波数軸に示された数値はそれら９帯域の各々の中心周波数を示している。このように、周波数毎に残響特性を測定することができる。この場合も、各周波数の残響特性はブロック期間単位、即ち狭時間（約５ｍｓ）の残響特性の集合として得られている。
【０１２９】
図２１に周波数別残響特性の測定処理のフローチャートを示す。この処理も、基本的に信号処理部２０２により実行され、基本的な処理は図２０に示した全帯域残響特性の測定処理と同様である。
【０１３０】
まず、図２１（ａ）に示すように、信号処理部２０２は、シフトカウンタＣｓを「０」に設定し（ステップＳ２２１）、次にブロックカウンタＣｂを「０」に設定し（ステップＳ２２２）、ブロックカウンタ値に対応する測定音データ、即ちブロック音データｐｎを出力し（ステップＳ２２３）、対応する検出音データを取得する（ステップＳ２２４）。さらに、帯域別音響パワー算出処理を行う（ステップＳ２２５）。
【０１３１】
帯域別音響パワーの算出処理を図２１（ｂ）に示す。まず、信号処理部２０２は帯域（バンド）カウンタＣｆを「１」に設定する（ステップＳ２４１）。帯域カウンタＣｆは、周波数別残響特性測定の対象となる帯域を指定するカウンタである。なお、この例では測定の対象となる帯域数が「ｎ」であると仮定する。信号処理部２０２は、周波数分析フィルタ２０７を利用して検出音データをフィルタリングし、当該帯域カウンタＣｆに対応する帯域の検出データを取得し（ステップＳ２４２）、その帯域における音響パワーｍｄを算出して記憶する（ステップＳ２４３）。
【０１３２】
次に、信号処理部２０２は帯域カウンタＣｆを１増加し、帯域カウンタＣｆが測定の対象となる帯域数ｎを超えたか否かを判定する（ステップＳ２４５）。帯域カウンタＣｆが帯域数ｎを超えるまでは（ステップＳ２４５；No）、信号処理部２０２は次の帯域について同様の処理を実行し（ステップＳ２４２〜Ｓ２４３）、その帯域における音響パワーｍｄを算出する。そして、帯域カウンタＣｆが帯域数ｎを超えたときには（ステップＳ２４５；Yes）、処理は図２１（ａ）に示すメインルーチンへ戻る。
【０１３３】
こうして、信号処理部２０２は、ブロック期間毎の音響パワーｍｄを算出し、これを周波数帯域毎に記憶する（ステップＳ２２５）。そして、ブロックカウンタ値を１増加し（ステップＳ２２６）、ブロックカウンタＣｂが１５より大きくなるまで、この処理をブロック期間数分（本例では１６回）繰り返し、１回の測定を終了する（ステップＳ２２７）。
【０１３４】
こうして１回の測定が終了すると、信号処理部２０２はシフトカウンタＣｓを１増加して次回の測定を行う（ステップＳ２２８）。そして、シフトカウンタＣｓが１５より大きくなると、即ち、全１６回の測定が完了すると（ステップＳ２２９；Yes）、信号処理部２０２は、各帯域について図１５に例示するように測定回数毎及びブロック期間毎に音響パワーｍｄを算出し、さらに合計パワーｒｖを算出する（ステップＳ２３０）。そして、各帯域についてブロック期間毎の合計パワーを示す周波数別の残響特性波形、即ち、図２２に示すような３次元の波形を作成し、モニタ２０５に表示する（ステップＳ２３１）。こうして、周波数別の残響特性が得られる。このように、本実施例では、周波数別の残響特性についても、ブロック期間単位、即ち約５ｍｓという短い時間幅で特性を測定することが可能となる。
【０１３５】
なお、上記の例では、図１５及び図１６などに示すように、最初に再生されるブロック音データｐｎを１つずつシフトさせ、全ての再生順序パターンについてブロック音データｐｎを再生しているが、全ての再生順序パターンについてブロック音データｐｎの再生が行われば、最初に再生されるブロック音データｐｎを１つずつシフトさせなくてもよい。即ち、図１５に示す１回目から１６回目までの再生順序パターンの実行順序が異なっていても構わない。（例えば、図１５における最下行の第１６回目の再生順序パターンから最上行の１回目の再生順序パターンへという順でブロック音データｐｎの再生が実施されても構わない。）
［変形例］
なお、上記実施例においては本発明に係る信号処理を信号処理回路により実現する例を示したが、その代わりに、同一の信号処理をコンピュータ上で実行されるプログラムとして構成し、コンピュータ上で実行することにより実現することも可能である。この場合、該プログラムはＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの記録媒体の形態で、又はネットワークなどを利用した通信により供給される。コンピュータとしては、例えばパーソナルコンピュータなどを利用することができ、周辺機器として複数のチャンネルに対応するオーディオインターフェース、複数のスピーカ及びマイクなどを接続する。パーソナルコンピュータ上で上記プログラムを実行することにより、コンピュータ内部又は外部に設けた音源を利用して測定用信号を発生し、これをオーディオインターフェース及びスピーカを介して出力し、マイクで集音することにより、コンピュータを使用して、上述の音響特性測定装置及び自動音場補正装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の実施例による周波数特性補正の基本構成を示すブロック図である。
【図２】周波数特性補正における補正パターン例を示す。
【図３】本発明の実施例の自動音場補正システムを備えるオーディオシステムの構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す信号処理回路の内部構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図６】図２に示す係数演算部の構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す周波数特性補正部、チャンネル間レベル補正部及び遅延特性補正部の構成を示すブロック図である。
【図８】ある音場環境におけるスピーカの配置例を示す図である。
【図９】自動音場補正処理のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】周波数特性補正処理を示すフローチャートである。
【図１１】チャンネル間レベル補正処理を示すフローチャートである。
【図１２】遅延補正処理を示すフローチャートである。
【図１３】狭時間幅周波数特性測定手法を適用した音響特性測定システムの概略構成を示す。
【図１４】測定音データの波形例を示す。
【図１５】音響特性の測定におけるブロック音データの出力方法を説明するための図である。
【図１６】ブロック音データに対応する音響パワー及び合計パワーの算出例を示す図である。
【図１７】測定により得られた全帯域の残響特性の例を示す。
【図１８】音響特性の測定におけるブロック音データの出力方法を示す図である。
【図１９】ブロック音データに対応する音響パワー及び合計パワーの算出例を示す図である。
【図２０】全帯域の残響特性測定処理のフローチャートである。
【図２１】周波数別の残響特性測定処理のフローチャートである。
【図２２】測定により得られた周波数別残響特性の例を示す。
【符号の説明】
【０１３７】
１  音源
２  信号処理回路
３  測定用信号発生器
８  マイクロホン
９  増幅器
１０  Ａ／Ｄ変換器
１１  周波数特性補正部
１０２  信号処理部
１１１  周波数分析フィルタ
１１２  パラメータ演算部
１２０  イコライザ
２００  音響特性測定装置
２０２  信号処理部
２０３  測定用信号発生器
２０４  Ｄ／Ａ変換器
２０５  モニタ
２０６  内部メモリ
２０７  周波数分析フィルタ
２０９  Ｄ／Ａ変換器
２１６  スピーカ
２１８  マイク
【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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【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２０】
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【図２１】
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【図２２】
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