(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ周波数帯域の異なる予め定めた複数の帯域ノイズ信号を順次発生しスピーカーより出力する帯域ノイズ発生部と、
前記スピーカーの音場に設けられたマイクロホンによって検出される検出ノイズ信号を予め設定した複数の帯域フィルタによりろ波し複数の周波数帯域ごとに分析する検出ノイズ分析部と、
前記帯域ノイズ発生部よりの前記帯域ノイズ信号と前記検出ノイズ分析部よりの前記検出ノイズ信号とを入力し前記スピーカーより前記マイクロホンまでの伝達関数を算出し、さらに前記帯域フィルタの通過特性に応じ前記算出した伝達関数を補正する伝達関数算出部とを備え、
前記補正後の伝達関数を用い前記音場のノイズに応じた音質音量の制御を行うことを特徴とする自動音質音量調整音響システム。
【請求項２】
前記帯域ノイズ信号の周波数帯域ごとに対応して前記検出ノイズ分析部の前記周波数帯域を設定することを特徴とする請求項１に記載の自動音質音量調整音響システム。
【請求項３】
それぞれ周波数帯域の異なる予め定めた複数の帯域ノイズ信号を帯域ノイズ発生部より順次発生しスピーカーより出力させるステップと、
前記スピーカーの音場に設けられたマイクロホンによって検出される検出ノイズ信号を検出ノイズ分析部により予め設定した複数の帯域フィルタによりろ波し複数の周波数帯域ごとに分析するステップと、
前記帯域ノイズ発生部よりの前記帯域ノイズ信号と前記検出ノイズ分析部よりの前記検出ノイズ信号とを入力し前記スピーカーより前記マイクロホンまでの伝達関数を算出し、さらに前記帯域フィルタの通過特性に応じ前記算出した伝達関数を補正するステップと、
前記補正後の伝達関数に基づいて前記スピーカーに出力されるべき信号の音質および音量の調整を行うステップとを備えたことを特徴とする自動音質音量調整方法。
【請求項４】
前記帯域ノイズ信号の周波数帯域ごとに対応して前記検出ノイズ分析部の前記周波数帯域を設定することを特徴とする請求項３に記載の自動音質音量調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内などの音場にいる人に耳障りな音を発生することなく伝達関数を測定する自動音質音量調整音響システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、百貨店やスーパーなどの売場、工場、レストランなどの室内空間で案内放送やＢＧＭ放送のため音響システムが使用されているが、その室内のノイズ（騒音）はそこにいる人の状況などにより変わるため一定の音質音量の放送では聞き取り難くなる場合がある。
【０００３】
そのため、例えば、室内のノイズに応じて放送する音質音量を調整するものがある。
【０００４】
図５は、従来の自動音質音量調整音響システム３０のブロック図を示す。
【０００５】
この自動音質音量調整音響システム３０は、室内空間の音場に音源信号に加えノイズがある場合、そのノイズに応じて音源信号の音質音量を制御するものである。
【０００６】
図６は、自動音質音量調整音響システム３０に使用する音質音量調整器４０のブロック図を示す。
【０００７】
図５および図６により自動音質音量調整音響システム３０につき説明する。
【０００８】
音源３１より出力される音楽や音声などの音源信号はミキサ３２でミキシングされ、イコライザなどの周波数特性制御手段４１によって周波数特性が変更され、ボリュームなどの音量制御手段４２によって音量が調整され、増幅器３３を介し天井３９に取り付けられたスピーカー３４より出力される。
【０００９】
音源信号はまた、音源信号分析手段４３に入力し、予め定めた複数の周波数帯域に分析され、マスキング量算出手段４４に入力する。
【００１０】
マイクロホン３５はスピーカー３４の設置してある近傍の天井３９に設けられ、マイクロホン３５によって検出された検出ノイズ信号は、ノイズ分析手段４５によって予め定めた複数の周波数帯域に分析され、マスキング量算出手段４４に入力する。
【００１１】
マイクロホン３５によって検出されたノイズ信号には、周囲のノイズ以外にスピーカー３４によって出力された音源信号も含まれる。そのため、マスキング量算出手段４４は、音源信号分析手段４３によって分析された音源信号に、スピーカー３４からマイクロホン３５までの伝達ロス分を補正する重み付けをした後、ノイズ分析手段４５によって分析された信号から補正した音源信号を周波数帯域ごとに減算することによって室内で発生するノイズ信号のみを算出する。音源信号の重み付けは、スピーカー３４からマイクロホン３５までの伝達関数を基にして行う。
【００１２】
伝達関数は、自動音質音量調整音響システム３０を設置したときなどに予め伝達関数測定手段５０により測定する。
【００１３】
このノイズ信号により所定のマスキング量が決定され、このマスキング量が設定されたマスキング量設定手段４６により周波数特性制御手段４１と音量制御手段４２とが制御される。マスキングとは、ある音が他の音によって聴こえにくくなる現象のことであり、マスキング量の分だけ音が聞こえにくくなっているといえる。いいかえると、マスキング量とはそのようにして聴こえにくくなった音をもとの音の大きさで聴こえるようにするのに必要な増幅量である。したがって、周波数帯域ごとに算出したマスキング量分だけ音源信号のゲインを上げれば、ノイズが無いときと同じ音質音量で聴けるように再生することができる。
【００１４】
図７は、自動音質音量調整音響システム３０で使用する従来の伝達関数測定手段５０のブロック図を示す。
【００１５】
従来の伝達関数測定手段５０は、全帯域のノイズ信号を発生し増幅器３３を介しスピーカー３４より出力する全帯域ノイズ発生器５１と、全帯域ノイズ発生器５１よりの、全帯域ノイズ信号を入力し予め定めた複数の周波数帯域ごとに分析する全帯域ノイズ分析部５２と、マイクロホン３５によって検出した検出ノイズ信号を予め定めた複数の周波数帯域ごとに分析する検出ノイズ分析部５４と、全帯域ノイズ分析部５２よりの全帯域ノイズ信号と検出ノイズ分析部５４よりの検出ノイズ信号とを入力し伝達関数を算出する伝達関数算出部５３とで構成され、伝達関数の測定が行われていた。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したごとく従来の自動音質音量調整音響システム３０は、周囲ノイズが存在または変化しても、予め測定した伝達関数を使用し周囲ノイズがないときと同じ音質音量で聴こえるように再生を行っているが、伝達関数の測定は、伝達関数測定手段５０により全帯域ノイズ信号をスピーカー３４より拡声して測定を行っている。そのため、Ｓ／Ｎ比を十分に確保して精度を高く測定するためには伝達関数の測定時に大きなノイズ音量を発生することが必要でその室内にいる人にとって耳障りなものとなっていた。
【００１７】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、室内などの音場にいる人に耳障りな音を発生することなく音場の伝達関数を測定する画期的な自動音質音量調整音響システムを提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動音質音量調整音響システムは、それぞれ周波数帯域の異なる予め定めた複数の帯域ノイズ信号を順次発生しスピーカーより出力する帯域ノイズ発生部と、前記スピーカーの音場に設けられたマイクロホンによって検出される検出ノイズ信号を予め設定した複数の帯域フィルタによりろ波し複数の周波数帯域ごとに分析する検出ノイズ分析部と、前記帯域ノイズ発生部よりの前記帯域ノイズ信号と前記検出ノイズ分析部よりの前記検出ノイズ信号とを入力し前記スピーカーより前記マイクロホンまでの伝達関数を算出し、さらに前記帯域フィルタの通過特性に応じ前記算出した伝達関数を補正する伝達関数算出部とを備え、前記補正後の伝達関数を用い前記音場のノイズに応じた音質音量の制御を行うこととした。
【００２１】
この構成により、伝達関数の測定時の拡声音を大幅に低減し室内などの音場にいる人に耳障りな音を発生することなく伝達関数を測定することができると共に伝達関数をさらに補正し、高精度の伝達関数を得ることができる。
【００２２】
また、本発明の自動音質音量調整音響システムは、前記帯域ノイズ信号の周波数帯域ごとに対応して前記検出ノイズ分析部の前記周波数帯域を設定することとした。
【００２３】
この構成により、検出ノイズ分析部で的確な周波数帯域の分析ができ、室内などの音場にいる人に耳障りな音を発生することなく伝達関数を測定することができる。
【００２６】
また、本発明の自動音質音量調整方法は、それぞれ周波数帯域の異なる予め定めた複数の帯域ノイズ信号を帯域ノイズ発生部より順次発生しスピーカーより出力させるステップと、前記スピーカーの音場に設けられたマイクロホンによって検出される検出ノイズ信号を検出ノイズ分析部により予め設定した複数の帯域フィルタによりろ波し複数の周波数帯域ごとに分析するステップと、前記帯域ノイズ発生部よりの前記帯域ノイズ信号と前記検出ノイズ分析部よりの前記検出ノイズ信号とを入力し前記スピーカーより前記マイクロホンまでの伝達関数を算出し、さらに前記帯域フィルタの通過特性に応じ前記算出した伝達関数を補正するステップと、前記補正後の伝達関数に基づいて前記スピーカーに出力されるべき信号の音質および音量の調整を行うステップとを備えることとした。
【００２７】
この方法により、伝達関数の測定時の拡声音を大幅に低減し室内などの音場にいる人に耳障りな音を発生することなく伝達関数を測定することができると共に伝達関数をさらに補正し、高精度の伝達関数を得ることができる。
【００２８】
さらに、本発明の自動音質音量調整方法は、前記帯域ノイズ信号の周波数帯域ごとに対応して前記検出ノイズ分析部の前記周波数帯域を設定することとした。
【００２９】
この方法により、検出ノイズ分析部で的確な周波数帯域の分析ができ、室内などの音場にいる人に耳障りな音を発生することなく伝達関数を測定することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１実施形態の自動音質音量調整音響システムに使用する伝達関数測定手段１０のブロック図を示す。
【００３２】
図１に示すように、伝達関数測定手段１０は、それぞれ周波数帯域の異なる予め定めた複数の帯域ノイズ信号を順次発生し増幅器３３を介しスピーカー３４より出力する帯域ノイズ発生部１１と、帯域ノイズ発生部１１より発生する帯域ノイズ信号の帯域幅と対応する複数の帯域フィルタ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ  以下、ＢＰＦ）１４Ａが設けられマイクロホン３５によって検出した検出ノイズ信号を予め定めた複数の周波数帯域ごとに分析する検出ノイズ分析部１４と、帯域ノイズ発生部１１よりの帯域ノイズ信号と検出ノイズ分析部１４よりの検出ノイズ信号とを入力し伝達関数を算出する伝達関数算出部１３とで構成する。
【００３３】
伝達関数は、帯域ノイズ発生器１１より予め定めた複数の帯域ノイズ信号を順次発生し増幅器３３を介しスピーカー３４より出力し、検出ノイズ分析部１４にてスピーカー３４の音場に設けられたマイクロホン３５によって検出した検出ノイズ信号を帯域ノイズ発生器１１よりの帯域ノイズ信号と対応させ予め定めた複数の周波数帯域ごとに分析し、伝達関数算出部１３で帯域ノイズ発生部１１よりの帯域ノイズ信号と検出ノイズ分析部１４よりの検出ノイズ信号とを順次入力して測定が行われる。
【００３４】
従って、伝達関数測定手段１０は、予め定めた複数の帯域ノイズ信号を順次発生し増幅器３３を介しスピーカー３４より出力するため、全帯域ノイズを用いる場合と比べて測定時の拡声音を大幅に低減し室内などの音場にいる人に耳障りな音を発生することなく伝達関数を測定することができる。
【００３５】
また、自動音質音量制御装置３０は、音源信号の音質音量を、検出した音源信号の特性および周囲ノイズの特性により変更することで、周囲ノイズが存在してもまた周囲ノイズが変化しても、周囲ノイズがないときと同じ状況で聴こえるように再生することができる。
【００３６】
図２は、本発明の第２実施形態の自動音質音量調整音響システムに使用する伝達関数測定手段２０のブロック図を示す。
【００３７】
図２に示すように、伝達関数測定手段２０は、それぞれ周波数帯域の異なる予め定めた複数の帯域ノイズ信号を順次発生し増幅器３３を介しスピーカー３４より出力する帯域ノイズ発生部２１と、帯域ノイズ発生部２１より発生する帯域ノイズ信号の帯域幅と対応する複数のＢＰＦ２４Ａが設けられマイクロホン３５によって検出した検出ノイズ信号を複数の周波数帯域に分析する検出ノイズ分析部２４と、帯域ノイズ発生部２１よりの帯域ノイズ信号と検出ノイズ分析部２４よりの検出ノイズ信号とを入力し伝達関数を算出し伝達関数補正部２３Ａにて補正する伝達関数算出部２３とで構成し、伝達関数算出部２３で算出する伝達関数をさらに検出ノイズ分析部２４で使用するＢＰＦ２４Ａの通過特性に応じて補正するものである。
【００３８】
伝達関数は、帯域ノイズ発生器２１より予め定めた複数の帯域ノイズを順次発生し増幅器３３を介しスピーカー３４より出力し、検出ノイズ分析部２４にてスピーカー３４の音場に設けられたマイクロホン３５によって検出した検出ノイズ信号を帯域ノイス信号と対応させ予め定めた複数の周波数帯域に分析し、伝達関数算出部２３で帯域ノイズ発生部２１よりの帯域ノイズ信号と検出ノイズ分析部２４よりの検出ノイズ信号とを順次入力して伝達関数を算出し、さらに算出した伝達関数を伝達関数補正部２３Ａで補正し測定が行われる。
【００３９】
図３は、検出ノイズ分析部２４で使用するＢＰＦ２４Ａの通過特性を示す。
【００４０】
図３に示すように、ＢＰＦ２４Ａはｎ個のＢＰＦ１、２、３、…ｎを備え、通過特性は台形形状を示す。
【００４１】
そのため、他の帯域のノイズ信号も通過させることがあり、伝達関数の測定に高精度が要求される場合には補正する必要がある。
【００４２】
この算出した伝達関数の補正は、伝達関数算出部２３でＢＰＦ１、２、３、…ｎの通過特性と数１により行う。
【００４３】
この伝達関数の補正の計算を検出ノイズ分析部２４で使用するＢＰＦを８個とした場合に、ＢＰＦ４で通過される帯域４の補正計算例により説明する。
【００４４】
図４は、ＢＰＦｋの一般的な通過特性を示し、表１は、８個の帯域１〜帯域８に区分した帯域４のＢＰＦ４の通過特性を具体的な数値で示したものである。
【００４５】
表２は、伝達関数のWeight[k]を８個の帯域毎に測定したものである。数１に表１および表２の具体的数値を適用して計算を行うと、帯域４の補正後の伝達関数Ｗ[4]は、数２に計算結果を示すように−４．１ｄｂとなり、補正前の伝達関数の５ｄｂに対し補正が行われる。他の帯域についても同様にして伝達関数の補正を行うことができる。
【００４６】
【表１】
0004482247.tif 000002
【００４７】
【表２】
0004482247.tif 000003
【００４８】
【数１】
0004482247.tif 000004
【００４９】
【数２】
0004482247.tif 000005
【００５０】
従って、伝達関数測定手段２０は、予め定めた複数の帯域ノイズ信号を順次発生し増幅器３３を介しスピーカー３４より出力するため、測定時の拡声音を大幅に低減し室内などの音場にいる人に影響を及ぼすことなく伝達関数を測定することができると共に、伝達関数をさらに検出ノイズ分析部２４で使用するＢＰＦ２４Ａの通過特性に応じて補正し高精度の伝達関数を得ることができる。
【００５１】
なお、上記実施例では自動音質音量調整音響システムを室内に設置する例について述べたが、これに限定されることなく野外に設置し使用することもできる。
【００５２】
また、スピーカー３４とマイクロホン３５は同一平面上にある必要はなく、マイクロホン３５によってスピーカー３４の音場を検出できればどこにあってもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、音響システムの自動調整を行う際に、伝達関数の測定時の拡声音を大幅に低減でき、室内などの音場にいる人に耳障りな音を発生することなく伝達関数を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の自動音質音量調整音響システムに使用する伝達関数測定手段のブロック図
【図２】本発明の第２実施形態の自動音質音量調整音響システムに使用する伝達関数測定手段のブロック図
【図３】検出ノイズ分析部で使用する帯域フィルタの通過特性を示す図
【図４】帯域フィルタの一般的な通過特性を示す図
【図５】従来の自動音質音量調整音響システムのブロック図
【図６】自動音質音量調整音響システムに使用する音質音量調整器のブロック図
【図７】自動音質音量調整音響システムで使用する従来の伝達関数測定手段のブロック図
【符号の説明】
１０、２０  伝達関数測定手段
１１、２１  帯域ノイズ発生部
１３、２３  伝達関数算出部
１４、２４  検出ノイズ分析部
１４Ａ、２４Ａ  帯域フィルタ
２３Ａ  伝達関数補正部
３３  増幅器
３４  スピーカー
３５  マイクロホン
【図１】
0004482247.tif 000006
【図２】
0004482247.tif 000007
【図３】
0004482247.tif 000008
【図４】
0004482247.tif 000009
【図５】
0004482247.tif 000010
【図６】
0004482247.tif 000011
【図７】
0004482247.tif 000012