(57)【要約】 【課題】  全帯域もしくは所望の周波数帯域、特に低域について瞬間的又は非常に短い時間幅における音響特性を容易に測定することが可能な音響特性測定手法を提供する。【解決手段】  音響空間内の音響特性を測定するために、測定音が音響空間内に出力される。この測定音は、予め用意された所定時間の測定音データ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し、その複数のブロック音データを前記測定音データを構成する順序で再生する再生処理を、最初に再生するブロック音データを毎回１つずつシフトして複数回行うことにより出力される。そして、上記の再生処理を複数回行った際に、各回において同一の再生順において再生されたブロック音データに対応する検出音データを演算して音響特性が決定される。これにより、所定時間の測定音データに比べて短い期間における音響特性を測定することができる。【選択図】      図１
2005151402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定音を音響空間内に出力する測定音出力手段と、
前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、
前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定手段と、を備え、
前記測定音出力手段は、
所定時間の測定音データ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音データを構成する順序で再生する再生処理を、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、
前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記音響特性を決定することを特徴とする音響特性測定装置。
【請求項２】
前記特性決定手段は、前記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音データに基づいて、前記ブロック期間毎の残響特性を決定することを特徴とする請求項１に記載の音響特性測定装置。
【請求項３】
前記特性決定手段は、前記ブロック期間毎の残響特性に基づいて、前記所定時間にわたる残響特性を生成することを特徴とする請求項２に記載の音響特性測定装置。
【請求項４】
前記特性決定手段は、
前記検出データを所定数の周波数帯域に分割して周波数帯域毎の検出データを作成する手段と、
前記周波数帯域毎の検出データに基づいて、所定数の周波数帯域毎の残響特性を決定する手段と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の音響特性測定装置。
【請求項５】
前記再生処理手段は、前記測定音データに含まれる前記ブロック期間の数だけ、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音響特性測定装置。
【請求項６】
前記再生処理手段は、１回の前記再生処理中に前記複数のブロック音データを複数周期にわたり繰り返して再生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音響特性測定装置。
【請求項７】
所定周波数の信号を含む測定音を音響空間内に出力する測定音出力手段と、
前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、
前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定手段と、を備え、
前記測定音出力手段は、
所定時間の測定音データを、各々が前記所定周波数に対応する周期より小さい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音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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、
前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記所定周波数に対応する周期よりも小さい時間幅における前記音響特性を決定することを特徴とする音響特性測定装置。
【請求項８】
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、
各信号伝送路に測定音を出力する測定音出力手段と、
前記各信号伝送路において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、
前記検出音データに基づいて、測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性を決定する特性決定手段と、
前記音響特性に基づいて、前記各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を調整する周波数特性調整手段と、を備え、
前記測定音出力手段は、
所定時間の測定音データ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音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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、
前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性を決定することを特徴とする自動音場補正装置。
【請求項９】
コンピュータ上で実行することにより、前記コンピュータを、
測定音を音響空間内に出力する測定音出力手段と、
前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、
前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定手段と、を備え、
前記測定音出力手段は、
所定時間の測定音データ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音データを構成する順序で再生する再生処理を、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、を備える音響特性測定装置として機能させ、
前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記音響特性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】
コンピュータ上で実行することにより、前記コンピュータを、
所定周波数の信号を含む測定音を音響空間内に出力する測定音出力手段と、
前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、
前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定手段と、を備え、
前記測定音出力手段は、
所定時間の測定音データを、各々が前記所定周波数に対応する周期より小さい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音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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、を備える音響特性測定装置として機能させ、
前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記所定周波数に対応する周期よりも小さい時間幅における前記音響特性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１１】
コンピュータ上で実行することにより、前記コンピュータを、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、
各信号伝送路に測定音を出力する測定音出力手段と、
前記各信号伝送路において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、
前記検出音データに基づいて、測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性を決定する特性決定手段と、
前記音響特性に基づいて、前記各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を調整する周波数特性調整手段と、を備え、
前記測定音出力手段は、
所定時間の測定音データ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音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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、
前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性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１２】
測定音を音響空間内に出力する測定音出力工程と、
前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出工程と、
前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定工程と、を含み、
前記測定音出力工程において、所定時間の測定音データ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し、
前記複数のブロック音データについて前記測定音データを構成する順序で再生する再生処理を、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し、
前記特性決定工程において、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音データを演算して、前記音響特性を決定することを特徴とする音響特性測定方法。
【請求項１３】
所定周波数の信号を含む測定音を音響空間内に出力する測定音出力工程と、
前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出工程と、
前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定工程と、を含み、
前記測定音出力工程において、所定時間の測定音データを、各々が前記所定周波数に対応する周期より小さい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し、
前記複数のブロック音データについて前記測定音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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し、
前記特性決定工程において、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音データを演算して、前記所定周波数に対応する周期よりも小さい時間幅における前記音響特性を決定することを特徴とする音響特性測定方法。
【請求項１４】
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方法において、
各信号伝送路に測定音を出力する測定音出力工程と、
前記各信号伝送路において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出工程と、
前記検出音データに基づいて、測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性を決定する特性決定工程と、
前記音響特性に基づいて、前記各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を調整する周波数特性調整工程と、を含み、
前記測定音出力工程において、所定時間の測定音データ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を作成し、
前記複数のブロック音データについて前記測定音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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し、
前記特性決定工程において、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音データを演算して、前記測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性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、音響空間における残響特性などの音響特性の測定手法及びそれを利用した自動音場補正手法に関する。
【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調整している。テスト信号としては、例えばピンクノイズなどが使用されている。
【０００４】
上記のような周波数特性の測定は、時間的に比較的長いテスト信号を出力して行われている。例えば２０Ｈｚ程度の周波数帯域の特性を測定するためには、その１周期に当たる５０ｍｓ（msec）以上の期間にわたりテスト信号を出力し、これをマイクで集音することにより周波数特性を測定していた。よって、ある音場における瞬間的な音響特性、又は、非常に短い時間幅（例えば５ｍｓ程度）における音響特性を取得することは困難であった。特に、測定の対象となる周波数帯域が低周波数帯域である場合には、上述のように低周波数のテスト信号の最低１周期が含まれる期間にわたって測定を行う必要がある。よって、そのような低周波数帯域について瞬間的又は非常に短い時間幅にわたる音響特性を測定することは困難であった。
【０００５】
しかし、そのような瞬間的又は非常に短い時間幅にわたる音響特性が要求される場合もある。例えば、上記の自動音場補正システムによる音場特性の補正において、テスト信号の出力後、時間的に比較的短い特定の期間における音響特性のみに基づいて、音場特性を補正したい場合などには、その期間のみにおける音響特性を測定する必要が生じる。
【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、全帯域もしくは所望の周波数帯域、特に低域について瞬間的又は非常に短い時間幅における音響特性を容易に測定することが可能な音響特性測定手法を提供することを課題とする。さらに、本発明は、そのような音響特性測定手法により得た音響特性に基づいて空間の音場特性を自動的に補正する自動音場補正手法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、音響特性測定装置において、測定音を音響空間内に出力する測定音出力手段と、前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定手段と、を備え、前記測定音出力手段は、所定時間の測定音データ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音データを構成する順序で再生する再生処理を、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、前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記音響特性を決定することを特徴とする。
【０００９】
請求項７に記載の発明は、音響特性測定装置において、所定周波数の信号を含む測定音を音響空間内に出力する測定音出力手段と、前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定手段と、を備え、前記測定音出力手段は、所定時間の測定音データを、各々が前記所定周波数に対応する周期より小さい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音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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、前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記所定周波数に対応する周期よりも小さい時間幅における前記音響特性を決定することを特徴とする。
【００１０】
請求項８に記載の発明は、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、各信号伝送路に測定音を出力する測定音出力手段と、前記各信号伝送路において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、前記検出音データに基づいて、測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性を決定する特性決定手段と、前記音響特性に基づいて、前記各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を調整する周波数特性調整手段と、を備え、前記測定音出力手段は、所定時間の測定音データ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音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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、前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性を決定することを特徴とする。
【００１１】
請求項９に記載の発明は、コンピュータ上で実行することにより、前記コンピュータを、測定音を音響空間内に出力する測定音出力手段と、前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定手段と、を備える音響特性測定装置として機能させるコンピュータプログラムであって、前記測定音出力手段は、所定時間の測定音データ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音データを構成する順序で再生する再生処理を、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、前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記音響特性を決定することを特徴とする。
【００１２】
請求項１０に記載の発明は、コンピュータ上で実行することにより、前記コンピュータを、所定周波数の信号を含む測定音を音響空間内に出力する測定音出力手段と、前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定手段と、を備える音響特性測定装置として機能させるコンピュータプログラムであって、前記測定音出力手段は、所定時間の測定音データを、各々が前記所定周波数に対応する周期より小さい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音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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、前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記所定周波数に対応する周期よりも小さい時間幅における前記音響特性を決定することを特徴とする。
【００１３】
請求項１１に記載の発明は、コンピュータ上で実行することにより、前記コンピュータを、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、各信号伝送路に測定音を出力する測定音出力手段と、前記各信号伝送路において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、前記検出音データに基づいて、測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性を決定する特性決定手段と、前記音響特性に基づいて、前記各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を調整する周波数特性調整手段と、を備え、前記測定音出力手段は、所定時間の測定音データ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音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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、前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性を決定することを特徴とする。
【００１４】
請求項１２に記載の発明は、音響特性測定方法であって、測定音を音響空間内に出力する測定音出力工程と、前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出工程と、前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定工程と、を含み、前記測定音出力工程において、所定時間の測定音データ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し、前記複数のブロック音データについて前記測定音データを構成する順序で再生する再生処理を、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し、前記特性決定工程において、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音データを演算して、前記音響特性を決定することを特徴とする。
【００１５】
請求項１３に記載の発明は、音響特性測定方法であって、所定周波数の信号を含む測定音を音響空間内に出力する測定音出力工程と、前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出工程と、前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定工程と、を含み、前記測定音出力工程において、所定時間の測定音データを、各々が前記所定周波数に対応する周期より小さい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し、前記複数のブロック音データについて前記測定音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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し、前記特性決定工程において、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音データを演算して、前記所定周波数に対応する周期よりも小さい時間幅における前記音響特性を決定することを特徴とする。
【００１６】
請求項１４に記載の発明は、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方法であって、各信号伝送路に測定音を出力する測定音出力工程と、前記各信号伝送路において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出工程と、前記検出音データに基づいて、測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性を決定する特性決定工程と、前記音響特性に基づいて、前記各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を調整する周波数特性調整工程と、を含み、前記測定音出力工程において、所定時間の測定音データ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を作成し、前記複数のブロック音データについて前記測定音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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し、前記特性決定工程において、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音データを演算して、前記測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性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】
【００１７】
本発明の好適な実施形態では、音響特性測定装置は、測定音を音響空間内に出力する測定音出力手段と、前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定手段と、を備える。ここで、前記測定音出力手段は、所定時間の測定音データ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音データを構成する順序で再生する再生処理を、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、を備える。また、前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記音響特性を決定する。
【００１８】
この実施形態によれば、音響空間内の音響特性を測定するために、測定音が音響空間内に出力される。この測定音は、予め用意された所定時間の測定音データ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し、その複数のブロック音データを前記測定音データを構成する順序で再生する再生処理を、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出力される。そして、上記の再生処理の各回において同一の再生順において再生されたブロック音データに対応する検出音データを演算して音響特性が決定される。即ち、例えば各回の再生処理において最初に再生された複数のブロック音データ、又は、各回の再生処理において２番目に再生された複数のブロック音データに対応する検出音データを演算して、音響特性が決定される。
【００１９】
上記の実施形態では、前記特性決定手段は、前記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音データに基づいて、前記ブロック期間毎の残響特性を決定することができる。これにより、所定時間の測定音データに対応する時間幅に対応する音響特性を得ることができる。
【００２０】
また、上記の実施形態では、前記特性決定手段は、前記ブロック期間毎の残響特性に基づいて、前記所定時間にわたる残響特性を生成することができる。
【００２１】
また、前記特性決定手段は、前記検出データを所定数の周波数帯域に分割して周波数帯域毎の検出データを作成する手段と、前記周波数帯域毎の検出データに基づいて、所定数の周波数帯域毎の残響特性を決定する手段と、を備えることができる。これにより、上記のブロック単位で、周波数帯域毎の音響特性を得ることが可能となる。
【００２２】
上記の実施形態における一例では、前記再生処理手段は、前記測定音データに含まれる前記ブロック期間の数だけ、前記再生処理を行う。例えば、前記測定音データが１６個のブロック期間に分割され、１６個のブロック音データが生成された場合には、上記の再生処理を１６回行う。これにより、前記測定音データの全成分に対する音響特性を得ることができる。
【００２３】
また、上記の実施形態における他の例では、前記再生処理手段は、１回の前記再生処理中に前記複数のブロック音データを複数周期にわたり繰り返して再生する。これにより、予め用意された所定時間の測定音データよりも長い時間にわたる音響特性を得ることが可能となる。
【００２４】
本発明の他の実施形態では、音響特性測定装置は、所定周波数の信号を含む測定音を音響空間内に出力する測定音出力手段と、前記音響空間内において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、前記検出音データに基づいて、前記音響空間内の音響特性を決定する特性決定手段と、を備える。ここで、前記測定音出力手段は、所定時間の測定音データを、各々が前記所定周波数に対応する周期より小さい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音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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、を備える。また、前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記所定周波数に対応する周期よりも小さい時間幅における前記音響特性を決定する。
【００２５】
この実施形態によれば、音響空間内の音響特性を測定するために、測定音が音響空間内に出力される。この測定音は、予め用意された所定時間の測定音データ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し、その複数のブロック音データを前記測定音データを構成する順序で再生する再生処理を、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出力される。ここで、複数のブロック期間は、測定音に含まれる所定周波数の信号の周期より小さい。そして、上記の再生処理の各回において同一の再生順において再生されたブロック音データに対応する検出音データを演算して音響特性が決定される。即ち、例えば各回の再生処理において最初に再生された複数のブロック音データ、又は、各回の再生処理において２番目に再生された複数のブロック音データに対応する検出音データを演算して、音響特性が決定される。よって、所定周波数の信号を含む測定音を利用して、その周波数の信号の周期より短い期間における音響特性を得ることが可能となる。
【００２６】
本発明の他の実施形態では、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、各信号伝送路に測定音を出力する測定音出力手段と、記各信号伝送路において前記測定音を集音して対応する検出音データを出力する検出手段と、前記検出音データに基づいて、測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性を決定する特性決定手段と、前記音響特性に基づいて、前記各信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性を調整する周波数特性調整手段と、を備える。前記測定音出力手段は、所定時間の測定音データ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音データを構成する順序に従って再生する再生処理を、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、前記特性決定手段は、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音データを演算して、前記測定対象期間における前記各信号伝送路の音響特性を決定する。
【００２７】
この自動音場補正装置によれば、上述の音響特性測定装置と同様に、測定対象期間における音響特性を得ることができる。そして、その音響特性を利用して、信号伝送路のオーディオ信号の周波数特性が調整される。よって、ある測定音を出力した際に、その後の特定の期間のみを測定対象期間とし、その期間における音響特性のみを使用して、周波数特性の補正を行うことができる。
【００２８】
また、本発明の他の実施形態では、上記の音響特性測定装置及び自動音場補正装置をコンピュータ上で実行されるべきコンピュータプログラムとして構成することができる。さらに他の実施形態では、上記の音響特性測定装置及び自動音場補正装置と同等の音響特性測定方法及び自動音場補正方法が提供される。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【００３０】
［音響特性測定システム］
まず、本発明の実施例に係る音響特性測定システムについて説明する。図１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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、音響特性の測定方法について詳しく説明する。図２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２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。
【００３６】
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２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。
【００３７】
図３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３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２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３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。
【００３８】
なお、図３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２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。
【００３９】
図３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２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。
【００４０】
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。
【００４１】
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４に示す。図４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３と図５を比較すると、図３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５では対応する音響パワーｍｄが示されている。
【００４２】
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４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。
【００４３】
ここで、図２、図３及び図４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２参照）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。
【００４４】
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５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。
【００４５】
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。
【００４６】
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６に示し、取得された音響パワーの例を図７に示す。図６及び図７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。
【００４７】
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６及び図７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。
【００４８】
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８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１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。
【００４９】
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３及び図４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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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）。
【００５３】
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。
【００５４】
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３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３に示すように、毎回１つずつシフトされていく。
【００５５】
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４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４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５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。
【００５６】
なお、上記の説明は図３及び図４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６及び図７に示すように８１９２（約１６０ｍｓ）分の残響特性を測定する場合、図８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。
【００５７】
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。
【００５８】
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３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４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１０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１０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。
【００５９】
図９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８に示した全帯域残響特性の測定処理と同様である。
【００６０】
まず、図９（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）。
【００６１】
帯域別音響パワーの算出処理を図９（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）。
【００６２】
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９（ａ）に示すメインルーチンへ戻る。
【００６３】
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）。
【００６４】
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３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１０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。
【００６５】
なお、上記の例では、図３及び図４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３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３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。）
ところで、一般に周波数特性の分析において各帯域間のレベル比較を行う場合、被測定部（測定対象となる音響空間）を通さずに、ピンクノイズなどの測定用ノイズを測定に使用する周波数分析フィルタに通過させ、その特性をオフセットデータとして利用する方法が知られている。即ち、音響空間を通過させずに取得した特性は、音響空間を除く測定系自体の特性であるので、実際に測定により得られた音響空間の特性に対して、このオフセットデータを利用して補正を行うことにより、測定系の特性を排除して音響空間自身の特性を正確に得ることができる。このような補正を行う場合、一般的にはオフセットデータは所定長さの測定用ノイズ（例えば４０９６サンプル分のピンクノイズ）全体に対するデータとして用意される。よって、所定長さの測定用ノイズの一部のみ（短い時間幅のみ）を用いて得られた特性に対して、このように所定長さのオフセットデータを用いて上述の補正を行うと誤差が大きくなってしまう。しかしながら、上述した本実施例の手法では、得られる音響特性は例えば５ｍｓという短い時間幅の特性であるが、それは測定音データの一部のみを出力して得た特性ではなく、１６個のどのブロック期間についても測定音データ全体を出力して得た特性となっている。よって、上記のような所定長さの測定音データに対応するオフセットデータを適用して、誤差無く補正を行うことができるという利点がある。
【００６６】
また、音響空間内の残響音成分は一般的に測定音の出力後のどの時間帯に発生し、どの期間にわたって存在するかが不確定であるという性質を有する。よって、測定音のうち所定の時間幅だけを出力して取得した残響特性には、その音響空間内の残響音成分が正しく含まれていることが保証できず、正確性が低い。これに対し、本実施例の測定方法では、例えば５ｍｓ程度の短い時間幅の残響特性を得ることができるが、これは測定音の全体（即ち、１６個のブロック音データの全て）に対応する検出音データに基づいて得られているので、その音響空間内に存在する残響音成分が正しく反映された正確な特性を得ることができるという利点がある。
【００６７】
また、この手法は低周波信号に対する音響特性を、その信号の周期に比べて非常に小さい時間幅で測定できるという点で特に有効である。例えば、２０Ｈｚ程度の低周波信号に対するある音響空間の音響特性を測定する場合、最低でも、２０Ｈｚの低周波信号の１周期分、即ち５０ｍｓ以上の時間幅を有する測定音を出力し、同じ時間幅でこの測定音をマイクで集音し、その検出音データを演算して音響特性を得る必要がある。こうして得られた応答特性は、約５０msecの時間幅の応答特性であり、一般的には、これ以上の分解能、即ちこれ以上狭い時間幅を単位として２０Ｈｚ程度の低周波信号の応答特性を測定することはできない。
【００６８】
これに対し、上述した本実施例の手法では、所定長さの測定音データを複数のブロック音データに分割し、再生順をシフトさせながら複数回測定を行い、その結果を同一のブロック期間毎に合成することにより、測定音全体に対する短い期間の音響特性を得ることができるという利点がある。よって、特定周波数（例えば２０Ｈｚ）の低周波信号を測定音データとして用いた場合でも、その周期（即ち５０ｍｓ）と比較してかなり短い期間（上記の例では約５ｍｓ）の音響特性を得ることが可能となる。
【００６９】
［自動音場補正装置への適用例］
次に、上記の音響特性測定手法を、自動音場補正システムに適用した具体例について説明する。なお、この例では、自動音場補正システムにおける周波数別の残響特性の測定に上述の音響特性測定手法を適用して、測定音が残響音成分を含まない期間における音響特性を取得し、それに基づいて自動音場補正を行うものである。
【００７０】
（システム構成）
以下、本発明による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。図１１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。
【００７１】
図１１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。
【００７２】
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。
【００７３】
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１６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。
【００７４】
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。
【００７５】
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場空間を提供する。
【００７６】
各スピーカの配置としては、例えば、図１６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、臨場感のある音場空間を実現する。
【００７７】
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１２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。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、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。マイクロホン８からの集音データＤＭに基づいて信号処理部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。
【００７８】
信号処理部２０は、図１３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１４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。
【００７９】
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。
【００８０】
ここで、各チャンネルのイコライザＥＱ1〜ＥＱ5、ＥＱ7及びＥＱ8は、それぞれ複数の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。
【００８１】
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。以下の説明は、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。
【００８２】
図１３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。
【００８３】
スイッチ素子ＳＷ11，ＳＷ12，ＳＷNは、図１４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。
【００８４】
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１１中のＤ／Ａ変換器４FLに供給される。
【００８５】
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１１中のＤ／Ａ変換器４FR〜４SBRに供給される。
【００８６】
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。
【００８７】
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１５（Ａ）に示すように、周波数特性補正部１１は、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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
係数決定部１１ｄは、図１４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。
【００９１】
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。
【００９２】
本例では、周波数特性補正部１１が周波数特性の調節のために使用する音響特性が、残響音成分を含まない期間において得られた音響特性となるようにする。図１８に、周波数特性補正部１１による周波数特性の調整方法を模式的に示す。図１８に示すように、周波数特性補正では、測定用信号発生器３から出力されたピンクノイズなどの測定用信号が信号処理回路２から出力され、Ｄ／Ａ変換器４を通ってスピーカ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８により集音され、Ａ／Ｄ変換器１０を介して信号処理回路２へ集音データとして供給される。
【００９３】
ここで、スピーカ６から出力された測定用信号音は、大別して直接音成分３５、初期反射音成分３３及び残響音成分３７の３種類の音としてマイク８へ到達する。直接音成分３５は、スピーカ６から出力され、壁、床などを含む障害物などの影響を受けることなく、直接的にマイク８へ至る音成分である。初期反射音（一次反射音とも呼ばれる。）成分３３は、部屋の壁や床などにより１回反射してマイク８へ到達する音成分である。また、残響音成分３７は、部屋の壁、床その他の障害物などにより複数回の反射を繰り返した後にマイク８へ到達する音成分である。
【００９４】
図１９に、測定用信号音の出力後の音圧レベル変化を示す。なお、測定用信号音としては、ピンクノイズを一定レベルで継続的に出力するものとする。時刻ｔ０で測定用信号音を出力した場合、遅延時間Ｔｄ経過後の時刻ｔ１において、測定用信号音が信号処理回路２により受信される。なお、遅延時間Ｔｄは測定用信号が信号処理回路２から出力された後、図１８に示すループを一周して信号処理回路２へ戻るまでに要する時間であり、具体的には、測定用信号が信号処理回路２からＤ／Ａ変換器４を通ってスピーカ６まで送られるのに要する時間と、測定用信号音がスピーカ６からマイク８へ伝搬するのに要する時間と、マイク８により集音された音信号がＡ／Ｄ変換器１０を通って信号処理回路２まで送られるのに要する時間の合計に相当する。即ち、測定用信号音の伝搬時間と、測定用信号及び収集された信号の電気的な処理時間の和となる。
【００９５】
図１９に示されるように、最初に信号処理回路２により受信されるのは測定用信号音の直接音成分であり、直接音成分はその後も一定のレベルで受信される。また、その後、直接音成分が受信された時刻ｔ１の直後から初期反射音成分が受信され始め、さらに時刻ｔ１から数十msecが経過すると、残響音成分が増大する。残響音成分は、その後一定のレベルＬ１で飽和する。
【００９６】
本実施例では、測定用信号音の直接音成分及び初期反射音成分が信号処理回路２に到達しているが、残響音成分が未だほとんど到達していない時間（以下、「直接音期間」と呼ぶ。）を測定対象期間とし、その期間に得られた周波数帯域毎の残響特性に基づいて、各チャンネルの信号伝送路の周波数特性の調整を行う。これにより、周波数特性の調節において、測定用信号音の残響音成分の影響を排除することができる。直接音期間は４０は、スピーカから出力された測定用信号音が信号処理回路２に到達した直後の期間となり、本システムを配置する部屋や空間の大きさや構造などに依存する。一般的な家庭の部屋などの場合、直接音期間は、測定用信号音が最初に受信された時刻ｔ１から２０〜４０msec程度の範囲であることがわかっている。よって、直接音期間を、測定用信号音の直接音成分が最初に受信された時刻ｔ１から２０〜４０secの範囲内で例えば１０msec程度の期間に設定し、その期間にわたって測定用信号音を検出し、それを分析して周波数特性の調整を行えばよい。
【００９７】
具体的には、先に説明した音響特性測定装置２００の構成をオーディオシステム１００に適用し、所定長さ、例えば４０９６サンプルからなる約８０ｍｓ分のピンクノイズデータなどを測定用信号音として出力して周波数別残響特性の測定を行い、図１０に例示するような周波数帯域毎の残響特性を作成する。そして、周波数帯域毎に、得られた残響特性のうち、測定用信号音の出力後２０〜４０ｍｓの範囲内で１０ｍｓ程度の期間を直接音期間と設定し、その期間における周波数帯域毎の残響特性に基づいて各チャンネルの周波数特性補正を実行すればよい。
【００９８】
このように、測定対象期間として直接音期間における周波数帯域毎の残響特性を測定し、それに基づいて周波数特性の調節を行うことにより、残響音の悪影響を受けることなく、直接音を対象として各チャンネルの信号伝送路の周波数特性を目標の特性となるように調整することが可能となる。なお、直接音期間には、残響音は極力含まれないことが好ましいが、初期反射音が含まれていても構わない。これは、周波数特性の調節後に音源信号を再生した場合、利用者は通常直接音のみでなく、床や壁などからの初期反射音も同時に聴くことになるので、初期反射音も考慮して周波数特性を調節しておくことは有益であるからである。よって、「直接音期間」は、測定用信号音の直接音のみを含む期間のみならず、初期反射音を含む期間であってもよい。
【００９９】
また、上記のように、チャンネル毎に直接音に関して目標の周波数特性を設定できるという利点に加え、複数のチャンネル間における残響特性がまちまちであるような環境においても、それに影響されることなく、チャンネル間の特性を揃えることができるという利点もある。
【０１００】
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。
【０１０１】
チャンネル間レベル補正部１２の概略構成を図１５（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１５（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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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場空間の位相特性を補正する。
【０１０４】
具体的には、図１３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。
【０１０５】
図１５（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。
【０１０６】
（自動音場補正処理）
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。
【０１０７】
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１６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１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。
【０１０８】
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。ここで本発明においては、周波数特性補正において、直接音（初期反射音を含む）を主対象として、所望の周波数特性が得られるように各チャンネルの周波数特性の調整を行う。ここで、直接音期間における周波数特性は、上述の音響特性測定装置２００により周波数別の音響特性測定を行うことにより得られる。
【０１０９】
次に、このような周波数特性補正を含む自動音場補正処理の概要を図１７のフローチャートを参照して説明する。
【０１１０】
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。
【０１１１】
次に、ステップＳ１０の周波数特性補正処理について、図２０を参照して詳しく説明する。図２０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２０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ものである。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、即ち、図１８に示した遅延時間Ｔｄを各チャンネル毎に事前に測定する処理である。図１９に示されるように、直接音期間４０は、測定用信号音が信号処理回路２に到達した時刻ｔ１から所定の時間範囲に設定されるので、各チャンネル毎に遅延時間Ｔｄを測定しておくことにより、信号処理回路２は時刻ｔ１を正確に把握することができ、正確に直接音期間４０内の集音データＤＭを検出することが可能となる。図２０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〜Ｓ１１６が実際の周波数特性補正処理に対応している。
【０１１２】
図２０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。
【０１１３】
次に、各チャンネルについて、周波数特性補正を行う。具体的には、前述の音響特性測定装置２００と同様の構成により、オーディオシステム１００の信号処理回路２などが各周波数帯域毎に残響特性を測定する（ステップＳ１０８）。この測定により、直接音期間のみに対応する残響特性を得ることができる。
【０１１４】
そして、取得された残響特性に基づいて、各チャンネルについて周波数特性補正部１１内の係数決定部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Ｓ１１２）。こうして、直接音期間における残響特性に基づいて、各チャンネルの周波数特性補正処理が終了する。
【０１１５】
その後、ステップＳ２０でチャンネル間レベル補正処理が行われ、さらにステップＳ３０で遅延特性補正処理が行われて、自動音場補正処理が終了する。
【０１１６】
なお、上記実施形態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】
【０１１７】
【図１】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２】測定音データの波形例を示す。
【図３】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４】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５】測定により得られた全帯域の残響特性の例を示す。
【図６】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７】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８】全帯域の残響特性測定処理のフローチャートである。
【図９】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１０】測定により得られた周波数別残響特性の例を示す。
【図１１】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１２】図１１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１３】図１２に示す信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１２に示す係数演算部の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４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１６】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１７】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１８】周波数特性補正を行うための構成を模式的に示す。
【図１９】周波数特性補正の測定用信号音の音圧レベル変化を示すグラフである。
【図２０】周波数特性補正処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１８】
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
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】
2005151402.tif 000003
【図２】
2005151402.tif 000004
【図３】
2005151402.tif 000005
【図４】
2005151402.tif 000006
【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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