(57)【要約】【課題】  スピーカーが配置される空間における反射面の影響を補正する音響特性補正装置に関し、低コストで使用者の作業負担が少なく、良好に音場特性を補正する音響特性補正装置、および、これを用いた音響再生システムを提供する。【解決手段】  本発明の音響特性補正装置は、スピーカーが配置される空間に存在するそれぞれの反射面とスピーカーとの距離が、それぞれ第１距離、第２距離ならびに第３距離である場合に、制御部が、第１距離、第２距離ならびに第３距離に対応し操作部に入力される第１距離値、第２距離値ならびに第３距離値に基づいて、信号処理部のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定する。【選択図】  図２
2007259061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号が入力される信号入力部と、該信号入力部から出力された音声信号に信号処理を施す複数のパラメトリックイコライザから構成される信号処理部と、該信号処理部から出力された音声信号を受けてスピーカーへ音声信号を出力する信号出力部と、該信号入力部、該信号処理部および該信号出力部を制御する制御部と、該制御部に接続する操作部と、を備える音響特性補正装置であって、
該スピーカーが配置される空間に存在するそれぞれの反射面と該スピーカーとの距離が、それぞれ第１距離、第２距離ならびに第３距離である場合に、
該制御部が、該第１距離、該第２距離ならびに該第３距離に対応し該操作部に入力される第１距離値、第２距離値ならびに第３距離値に基づいて、該信号処理部のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定する、
音響特性補正装置。
【請求項２】
前記スピーカーが、前記反射面に埋め込まれて設置される埋込スピーカーである場合に、前記第１距離ならびに前記第２距離に対応した前記第１距離値ならびに前記第２距離値に基づいて、前記信号処理部のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定する、
請求項１に記載の音響特性補正装置。
【請求項３】
前記信号処理部が、少なくとも２つの直列接続されたパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２から構成され、
該ＰＥＱ１が、その特性値として、中心周波数Ｆ１、中心ゲインＧ１、ならびに、共振の鋭さＱ１とを有し、
該ＰＥＱ２が、その特性値として、中心周波数Ｆ２、中心ゲインＧ２、ならびに、共振の鋭さＱ２とを有し、
該制御部が、該ＰＥＱ１と該ＰＥＱ２の該特性値を、前記第１距離値、前記第２距離値および前記第３距離値の少なくともいずれかを含む近似多項式に基づいて決定する、
請求項１または２に記載の音響特性補正装置。
【請求項４】
前記信号処理部の２つの直列接続されたパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２が、
該ＰＥＱ１の中心周波数Ｆ１が、２０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の範囲で設定され、該ＰＥＱ２の中心周波数Ｆ２が、１００Ｈｚ以上６００Ｈｚ以下の範囲で設定される、
請求項３に記載の音響特性補正装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の音響特性補正装置と、音声信号を再生して前記信号入力部へ入力する再生装置と、前記信号出力部から出力された音声信号を増幅する増幅装置と、該増幅装置からの出力信号が入力されるスピーカーとを含む、音響再生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号を再生する音響再生システムに関し、特に、スピーカーが配置される空間における反射面の影響を補正する音響特性補正装置、および、これを用いた音響再生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
室内空間に配置されたスピーカーから音声を再生する音響再生システムにおいては、スピーカーの周囲の境界条件、つまりスピーカーが配置される場所や高さにより、天井、床もしくは壁面が音波の反射面となり、スピーカーからの出力が変化し、音響再生システムの周波数特性に影響を与えることが知られている（非特許文献１）。例えば、スピーカーが壁面に近づいた場合には低音域周波数での再生レベルが増大する傾向があり、再生する音声の低音が強調されやすい。このような壁面による反射の影響を、音場特性、もしくは、ルームゲインと呼ぶことがある。音場特性のゲインの大きさやゲインが変化する周波数は、スピーカーと近接する壁面の数、および、それぞれの壁面との距離に依存する。
【０００３】
【非特許文献１】Roy F. Allison、「The Influence of Room Boundaries on Loudspeaker Power Output」、JOURNAL OF THE AUDIOENGINEERING SOCIETY、June 1974, Volume 22, Number 5, p.314-320
【０００４】
このような音場特性の影響を回避するために、従来には、グラフィックイコライザや、パラメトリックイコライザといった特定の周波数範囲のレベルを増減させて、音場特性を平坦化しようとする音響特性補正装置がある。音響特性補正装置は、音声信号を再生する再生装置と、スピーカーを駆動する増幅器との間に接続され、音声信号に対して周波数特性上で音場特性の略逆特性を付与する。例えば、音響特性補正装置には、音場特性を測定するマイクロフォンを備え、補正特性を制御するものがある（特許文献１）。また、音響特性補正装置には、スピーカーが設置される床面からのスピーカー高さを入力することにより、トーン制御手段を変更して音場特性を補正しようとするものがある（特許文献２）。また、スピーカーにスピーカー設置高さを検出する検出部を備えることにより、予め定めた３０Ｈｚ〜５０Ｈｚの周波数特性を変化させるものがある（特許文献３）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−５３７６７号公報  （第１図）
【特許文献２】特開平６−１０５３９０号公報  （第４図、第５図）
【特許文献３】特開平２００２−１１２３７１号公報  （第１図、第２図）
【０００６】
しかしながら、従来技術の音響特性補正装置およびこれを用いた音響再生システムでは、音場特性を補正する点において、十分ではないという問題がある。音場特性を測定するマイクロフォンを備える場合には、マイクロフォンを用意し、測定信号を再生する必要があるなど、コストや使用者の作業負担が増大する、等の問題がある。また、スピーカー高さを入力もしくは検出して音場特性を補正する場合には、トーン制御手段では音場特性の略逆特性としては十分でなく、加えて、補正する周波数範囲が３０Ｈｚ〜５０Ｈｚの周波数では、補正の範囲としても不十分である。また、グラフィックイコライザや、パラメトリックイコライザが用意されていても、「周波数」についての知識を持たないユーザーには、調整することが困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、スピーカーが配置される空間における反射面の影響を補正する音響特性補正装置に関し、低コストで使用者の作業負担が少なく、良好に音場特性を補正する音響特性補正装置、および、これを用いた音響再生システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の音響特性補正装置は、音声信号が入力される信号入力部と、信号入力部から出力された音声信号に信号処理を施す複数のパラメトリックイコライザから構成される信号処理部と、信号処理部から出力された音声信号を受けてスピーカーへ音声信号を出力する信号出力部と、信号入力部、信号処理部および信号出力部を制御する制御部と、制御部に接続する操作部と、を備える音響特性補正装置であって、スピーカーが配置される空間に存在するそれぞれの反射面とスピーカーとの距離が、それぞれ第１距離、第２距離ならびに第３距離である場合に、制御部が、第１距離、第２距離ならびに第３距離に対応し操作部に入力される第１距離値、第２距離値ならびに第３距離値に基づいて、信号処理部のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定する。
【０００９】
好ましくは、本発明の音響特性補正装置は、スピーカーが、反射面に埋め込まれて設置される埋込スピーカーである場合に、第１距離ならびに第２距離に対応した第１距離値ならびに第２距離値に基づいて、信号処理部のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定する。
【００１０】
好ましくは、本発明の音響特性補正装置は、信号処理部が、少なくとも２つの直列接続されたパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２から構成され、  ＰＥＱ１が、その特性値として、中心周波数Ｆ１、中心ゲインＧ１、ならびに、共振の鋭さＱ１とを有し、ＰＥＱ２が、その特性値として、中心周波数Ｆ２、中心ゲインＧ２、ならびに、共振の鋭さＱ２とを有し、制御部が、ＰＥＱ１とＰＥＱ２の特性値を、第１距離値、第２距離値および第３距離値の少なくともいずれかを含む近似多項式に基づいて決定する。
【００１１】
また、本発明の音響特性補正装置は、信号処理部の２つの直列接続されたパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２が、ＰＥＱ１の中心周波数Ｆ１が、２０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の範囲で設定され、ＰＥＱ２の中心周波数Ｆ２が、１００Ｈｚ以上６００Ｈｚ以下の範囲で設定される。
【００１２】
また、本発明の音響再生システムは、上記の音響特性補正装置と、音声信号を再生して信号入力部へ入力する再生装置と、信号出力部から出力された音声信号を増幅する増幅装置と、増幅装置からの出力信号が入力されるスピーカーとを含む。
【００１３】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１４】
本発明の音響特性補正装置は、音声信号が入力される信号入力部と、信号入力部から出力された音声信号に信号処理を施す複数のパラメトリックイコライザから構成される信号処理部と、信号処理部から出力された音声信号を受けてスピーカーへ音声信号を出力する信号出力部と、信号入力部、信号処理部および信号出力部を制御する制御部と、制御部に接続する操作部とを備える。この音響特性補正装置を備える音響再生システムは、音声信号を再生して信号入力部へ入力する再生装置と、信号出力部から出力された音声信号を増幅する増幅装置と、増幅装置からの出力信号が入力されるスピーカーとを含む。このスピーカーは、天井、床もしくは壁面が反射面となる室内空間に配置され、場合によっては、反射面に埋め込まれて設置される埋込スピーカーである。
【００１５】
ここで、パラメトリックイコライザとは、バンドパス特性あるいはバンドエリミネート特性で、その中心レベル及び中心周波数を変化させるイコライザ処理である。パラメトリックイコライザは、その特性値、つまり、中心周波数、中心レベルおよび共振の鋭さ（Ｑ）により規定される。具体的には、パラメトリックイコライザは、コイルやコンデンサもしくはトランジスタ等の素子から構成されるアナログ回路であってもよいが、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等のデジタル信号処理回路の内部に２次以上のＩＩＲフィルタにより実現されるのが好ましい。ＩＩＲフィルタの係数を変化させることにより、パラメトリックイコライザの特性値を自由に設定可能だからである。
【００１６】
例えば、パラメトリックイコライザがデジタル信号処理回路で構成されるときは、代表的には、信号入力部はＡ／Ｄコンバータ、信号処理部はＤＳＰ、信号出力部はＤ／Ａコンバータを含む。また、制御部はマイコンを含み、ユーザーが操作するスイッチ等から構成される操作部に接続し、操作部に入力される後述する第１距離値、第２距離値ならびに第３距離値に基づいて、信号処理部のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定する。
【００１７】
制御部は、音響再生システムのスピーカーが配置される空間に存在するそれぞれの反射面との第１距離、第２距離ならびに第３距離に対応した第１距離値、第２距離値ならびに第３距離値に基づいて、信号処理部のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定する。例えば、スピーカーが直方体の室内空間内の一隅に近いところに設置される場合、第１距離、第２距離ならびに第３距離とは、スピーカーに接近する３つの面（例えば、天井、正面壁、側面壁の組合せ）とスピーカーとのそれぞれの距離である。つまり、スピーカーの周囲の境界条件によってスピーカーからの出力が変化し、音響再生システムの周波数特性に影響を与える音場特性が定まる場合、最も単純な境界条件に相当する第１距離、第２距離ならびに第３距離から音場特性の逆特性を算出し、信号処理部のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定する。
【００１８】
境界条件によって定まる音場特性は、Roy F. Allison（非特許文献１、以下Allisonとする。）により算定されており、音響特性補正装置の補正特性は、Allisonの算定式の逆特性を利用する。Allisonの算定式はベッセル関数を伴う複雑なものであるため、良好に音場特性を補正する音響特性補正装置を実現するために、信号処理部のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを、第１距離、第２距離ならびに第３距離から計算される近似多項式により決定する。つまり、この近似多項式は、制御部において、パラメトリックイコライザの特性値（中心周波数、中心レベルおよび共振の鋭さ（Ｑ））を、第１距離、第２距離ならびに第３距離に対応する第１距離値、第２距離値ならびに第３距離値を利用して算出する。したがって、良好に音場特性を補正することができる音響特性補正装置が実現される。
【００１９】
好ましくは、信号処理部は、少なくとも２つの直列接続されたパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２とから構成され、ＰＥＱ１が、その特性値として、中心周波数Ｆ１、中心ゲインＧ１、ならびに、共振の鋭さＱ１とを有し、ＰＥＱ２が、その特性値として、中心周波数Ｆ２、中心ゲインＧ２、ならびに、共振の鋭さＱ２とを有し、これらが第１距離値、第２距離値ならびに第３距離値に基づいて決定される。２つの直列接続されたパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値は、好ましい組合せが制御部の近似多項式から算出される。したがって、音響特性補正装置の補正特性の決定にあたり、使用者は、スピーカーの境界条件に基づく第１距離、第２距離ならびに第３距離に対応する第１距離値、第２距離値ならびに第３距離値を、操作部に入力するだけでよい。マイクロフォン等を用意することなく、簡単に、低コストで使用者の作業負担が少なく、良好に音場特性を補正する音響特性補正装置が実現される。
【００２０】
本発明の信号処理部で実現される補正特性は、２つの直列接続されたパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２とから構成する場合であっても、スピーカーと壁面等との距離により異なるものの、約２０Ｈｚ〜約１ｋＨｚの間で複雑に波打つ周波数特性になる。つまり、使用者からの少ない入力値で、低音域から中音域に至る広い周波数帯域に渡って高い精度の補正特性が得られる。したがって、従来技術のような単なるトーン制御手段を用いる場合や、低音域である３０Ｈｚ〜５０Ｈｚの周波数を補正する場合に比べて、良好な音響特性補正装置が実現される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の音響特性補正装置は、音響再生システムのスピーカーが配置される空間における反射面の影響を補正するのに、低コストで使用者の作業負担が少なく、良好な音場特性の補正を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の音響特性補正装置は、低コストで使用者の作業負担が少なく、良好に音場特性を補正する音響特性補正装置、および、これを用いた音響再生システムを提供するという目的を、音声信号が入力される信号入力部と、信号入力部から出力された音声信号に信号処理を施す複数のパラメトリックイコライザから構成される信号処理部と、信号処理部から出力された音声信号を受けてスピーカーへ音声信号を出力する信号出力部と、信号入力部、信号処理部および信号出力部を制御する制御部と、制御部に接続する操作部と、を備える音響特性補正装置であって、スピーカーが配置される空間に存在するそれぞれの反射面とスピーカーとの距離が、それぞれ第１距離、第２距離ならびに第３距離である場合に、制御部が、第１距離、第２距離ならびに第３距離に対応し操作部に入力される第１距離値、第２距離値ならびに第３距離値に基づいて、信号処理部のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定することにより、実現した。
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施形態による音響特性補正装置およびこれを用いた音響再生システムについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の好ましい実施形態による音響再生システムを構成するスピーカーの配置について説明する図である。スピーカー１は、壁面で囲われた室内空間へ音声を再生するように、その一角に設置されている。図１（ａ）では、スピーカーキャビネット２に取り付けられたツィーター３ならびにウーファー４を備えるスピーカー１が、スタンド５を介して床面６に設置されている。低音域を再生するウーファー４は、床面６から距離ｚだけ離れており、また、側壁面７からは距離ｘ、背後面８からは距離ｙだけ離れている。反射面によるルームゲインの影響は、スピーカー１が反射面に近づくにつれて、つまり、距離ｘ、ｙ、ｚが再生音波の波長に比べて短くなるにつれて、大きくなる。側壁面７と、背後面８と、床面６との３つの境界から影響があるので、このような場合を、Allisonの３境界の場合という。
【００２５】
また、図１（ｂ）は、スピーカー１が、天井面９に埋め込まれた埋込スピーカーである場合を説明する図である。この場合には、ルームゲインは、距離ｘ離れた側壁面７と、距離ｙ離れた背後面８とから影響を受ける２境界の場合になる。もちろん、スピーカー１は、図示したフルレンジスピーカーでも良く、また、図１（ａ）のようなマルチウェイスピーカーであっても良い。図１（ａ）の場合であっても、距離ｘ、ｙ、ｚのうち、いずれか一つの境界への距離が他の境界への距離よりも著しく大きい場合には、その境界の影響は無視できるようになるので、その場合はAllisonの２境界の場合となる。同様に、最も近い距離の反射面のみが影響する場合は、Allisonの１境界の場合となる。
【００２６】
図２は、本発明の好ましい実施形態による音響再生システム２０について説明する図である。音響再生システム２０は、ＣＤ（コンパクトディスク）プレーヤー等の再生装置２１と、再生装置２１からの信号が入力される音響特性補正装置１０と、音響特性補正装置１０からの音声信号が入力される増幅器２２と、増幅器２２に接続するスピーカー１と、から構成される。音響特性補正装置１０は、アナログ音声信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１１と、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）１２と、ＤＳＰ１２から出力される音声信号データを音声信号に変換するＤ／Ａコンバータ１３と、を含む。また、音響特性補正装置１０は、制御部１４を構成するマイコン１５ならびにＤＳＰ１２が使用する係数等を保持するメモリ１６を含み、さらに、ユーザーが操作するスイッチ１７、表示回路１８等から構成される操作部１９と、を含む。
【００２７】
図３は、ＤＳＰ１２が構成するパラメトリックイコライザについて説明する図である。図３（ａ）に示すように、これは、少なくとも２つのパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２が直列接続されて構成されている。パラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２は、ＰＥＱ１が、その特性値として、中心周波数Ｆ１、中心ゲインＧ１、ならびに、共振の鋭さＱ１とを有し、ＰＥＱ２が、その特性値として、中心周波数Ｆ２、中心ゲインＧ２、ならびに、共振の鋭さＱ２とを有する。具体的には、２つのパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２は、図３（ｂ）に示すように、それぞれが２次ＩＩＲフィルタにより実現される。ＩＩＲフィルタは、係数ａ０〜ａ２ならびに係数ｂ１〜ｂ２が乗算される乗算器と、遅延器と、加算器とから構成される。ＩＩＲフィルタが動作するサンプリング周波数と、パラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値からＩＩＲフィルタの係数は決定する。
【００２８】
したがって、ＩＩＲフィルタの係数を変化させることにより、パラメトリックイコライザの特性値を自由に設定可能である。なお、パラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２は、音響特性補正装置１０の表示回路１８にそれぞれの特性値を表示できる場合には、ユーザーが操作するスイッチ１７で直接にそれぞれの特性値を設定することができる。マイコン１５は、パラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値からＩＩＲフィルタの係数を算出する。
【００２９】
一方、ユーザーは、操作部１９に距離ｘ、ｙ、ｚを直接に入力してもよい。マイコン１５は、操作部１９から入力される距離ｘ、ｙ、ｚに基づいて、ＤＳＰ１２のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定し、ＤＳＰ１２にデジタルフィルタの係数を与える。以下では、図１（ｂ）のAllisonの２境界の場合を例に挙げて、パラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定する方法を説明する。
【００３０】
例えば、スピーカー１が埋込スピーカーである場合には、「ｚ＝０」を操作部１９から入力し、残るパラメータの距離ｘ、ｙに基づいて、ＤＳＰ１２のパラメトリックイコライザの特性値の組合せを決定する。もしくは、操作部１９において、Allisonの２境界の場合であることを選択しても良い。Allisonの２境界の場合の音源出力Ｗの自由空間における音源出力Ｗｆに対する比、つまり、２境界のルームゲインは、波長をλとしたときに、以下の式のように表される。なお、ｊ０(a)＝Sin(a)／ａの球ベッセル関数である。
【００３１】
Ｗ／Ｗｆ＝１＋ｊ０(４πｘ/λ)＋ｊ０(４πｙ/λ)＋ｊ０(４π(ｘ２＋ｙ２)1/2／λ)
【００３２】
図４（ａ）は、Allisonの２境界の場合に、距離ｘ＝２０ｃｍとし、一方で、距離ｙ＝２０、３０、４０、５０、および６０ｃｍに変化させたときのルームゲインの周波数特性を表すグラフである。距離ｙを＝２０ｃｍから６０ｃｍまで長くする順番で、グラフ中の矢印のように周波数特性が変化する。距離ｙを長くすれば、ルームゲインのレベルが低くなり、また、作用する周波数も低くなる。一方、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示されたルームゲインを補正する、理想的な補正逆フィルタの周波数特性を表すグラフである。ルームゲインとは反対に、距離ｙを＝２０ｃｍから６０ｃｍまで長くする順番で、グラフ中の矢印方向のように周波数特性を変化させなければならない。
【００３３】
同様に、図５（ａ）は、Allisonの２境界の場合に、距離ｘ＝３０ｃｍとし、一方で、距離ｙ＝２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、および６５ｃｍに変化させたときのルームゲインの周波数特性を表すグラフである。距離ｙを＝２０ｃｍから６５ｃｍまで長くする順番で、グラフ中の矢印のように周波数特性が変化する。距離ｙを長くすれば、ルームゲインのレベルが低くなり、また、作用する周波数も低くなるのは、距離ｘ＝２０ｃｍの場合と同様である。一方、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示されたルームゲインを補正する、理想的な補正逆フィルタの周波数特性を表すグラフである。このように、補正逆フィルタの周波数特性も、距離ｘが変化するのに伴って変化するが、距離ｙが長くなるにつれて、矢印方向に同様の変化の傾向が見られる。
【００３４】
これらの補正逆フィルタを上記のルームゲインをあらわす式に基づいて求めることはできても、球ベッセル関数を含むので、ＤＳＰ１２でそのまま再現することはできない。したがって、２つの直列接続されたパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値の好ましい組合せにより、この補正逆フィルタを近似するルームゲイン補正フィルタを構成する。例えば、図４（ｃ）は、図４（ｂ）の理想的な補正逆フィルタを近似した補正フィルタの周波数特性を表すグラフである。このときのパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値の組合せ（中心周波数、共振の鋭さ、中心ゲイン）は、それぞれ下記の通りである。
【００３５】
(ｘ20 cm、ｙ20 cm)：（82Hz、Q0.5、-6dB）、（550Hz、Q2.0、4.0dB）
(ｘ20 cm、ｙ30 cm)：（70Hz、Q0.5、-6dB）、（400Hz、Q1.8、3.0dB）
(ｘ20 cm、ｙ40 cm)：（63Hz、Q0.5、-6dB）、（325Hz、Q1.6、2.0dB）
(ｘ20 cm、ｙ50 cm)：（60Hz、Q0.5、-6dB）、（250Hz、Q1.6、1.5dB）
(ｘ20 cm、ｙ60 cm)：（58Hz、Q0.5、-6dB）、（200Hz、Q1.4、1.3dB）
【００３６】
ここで、パラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値を決定する方法を説明する。図４（ｂ）の理想的な補正逆フィルタの特性は、細かいピークディップを伴っているので、周波数上での移動平均により平滑化して細かいピークディップを取り除いた周波数特性に単純化する。次に、これを移動平均によりフラットな特性となった約１ｋHz以上の周波数帯域を０ｄBにして基準化する。そして、最初にＰＥＱ１を設定し、その後にＰＥＱ２を設定する。パラメトリックイコライザＰＥＱ１は、中心周波数Ｆ１＝５８Hz〜８２Hzが変化するのを除いて、共振の鋭さＱ１＝０．５、中心ゲインＧ１＝−６ｄＢが共通である。また、パラメトリックイコライザＰＥＱ２は、中心周波数Ｆ２＝２００Hz〜５５０Hzが変化するが、共振の鋭さＱ２が１．０よりも大きく、中心ゲインＧ２も１．４ｄＢ〜４．０ｄＢとピークを持つ点で共通である。このようにして、Allisonの２境界の場合に、距離ｘならびに距離ｙの組み合わせに対し、パラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値の組が、決定される。
【００３７】
上記の方法は、いわば、直列に接続するパラメトリックイコライザの素子数以下に周波数帯域を分割し、分割した周波数帯域内の平均レベル付近の周波数を基準にパラメトリックイコライザの特性値を決定する方法である。例えば、周波数１００Ｈｚを境に、パラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２が、ＰＥＱ１の中心周波数ｆ１を２０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の範囲で設定し、ＰＥＱ２の中心周波数ｆ２を１００Ｈｚ以上６００Ｈｚ以下の範囲で設定すればよい。
【００３８】
次に、パラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値のなかで、距離ｘならびに距離ｙにしたがって変化する特性値について、カーブフィットにより近似多項式を求める。具体的には、図６（ａ）は、距離ｘ＝２０ｃｍの場合のＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値の組合せのなかで、変化するＰＥＱ１の中心周波数Ｆ１［Ｈｚ］をプロットしたグラフであり、以下の関数Ｆ１ｆ（ｙ）により距離ｙ［ｃｍ］の３次多項式で近似される。このように、パラメトリックイコライザＰＥＱ１の特性値（中心周波数Ｆ１、共振の鋭さＱ１、中心ゲインＧ１）は、距離ｘ＝２０ｃｍの場合に距離ｙにより一意に求めることができる。
【００３９】
Ｆ１ｆ（ｙ）＝Ａｆ１＊ｙ３＋Ｂｆ１＊ｙ２＋Ｃｆ１＊ｙ＋Ｄｆ１
ここで、Ａｆ１＝−３．３３３３＊１０−４
Ｂｆ１＝  ５．７１４３＊１０−２
Ｃｆ１＝−３．４３８１
Ｄｆ１＝  １．３０６０＊１０２
【００４０】
同様に、図６（ｂ）は、距離ｘ＝２０ｃｍの場合の変化するＰＥＱ２の中心周波数Ｆ２［Ｈｚ］をプロットしたグラフであり、以下の関数Ｆ２ｆ（ｙ）により距離ｙ［ｃｍ］の３次多項式で近似される。
【００４１】
Ｆ２ｆ（ｙ）＝Ａｆ２＊ｙ３＋Ｂｆ２＊ｙ２＋Ｃｆ２＊ｙ＋Ｄｆ２
ここで、Ａｆ２＝−４．１６６７＊１０−３
Ｂｆ２＝  ６．４２８６＊１０−１
Ｃｆ２＝−３．８５１２＊１０１
Ｄｆ２＝  １．０９５０＊１０３
【００４２】
次に、図７（ａ）は、距離ｘ＝２０ｃｍの場合の変化するＰＥＱ２の共振の鋭さＱ２をプロットしたグラフであり、以下の関数Ｆ２ｑ（ｙ）により距離ｙ［ｃｍ］の３次多項式で近似される。
【００４３】
Ｆ２ｑ（ｙ）＝Ａｑ２＊ｙ３＋Ｂｑ２＊ｙ２＋Ｃｑ２＊ｙ＋Ｄｑ２
ここで、Ａｑ２＝  ４．４９２９＊１０−１８
Ｂｑ２＝  ２．１４２９＊１０−４
Ｃｑ２＝−３．２１４３＊１０−２
Ｄｑ２＝  ２．５６００
【００４４】
最後に、図７（ｂ）は、距離ｘ＝２０ｃｍの場合の変化するＰＥＱ２のゲインＧ２をプロットしたグラフであり、以下の関数Ｆ２ｇ（ｙ）により距離ｙ［ｃｍ］の２次多項式で近似される（３次の係数Ａｇ２＝０である。）。
【００４５】
Ｆ２ｇ（ｙ）＝Ａｇ２＊ｙ３＋Ｂｇ２＊ｙ２＋Ｃｇ２＊ｙ＋Ｄｇ２
ここで、Ａｇ２＝  ０
Ｂｇ２＝  １．５０００＊１０−３
Ｃｇ２＝−１．８９００＊１０−１
Ｄｇ２＝  ７．２２００
【００４６】
したがって、パラメトリックイコライザＰＥＱ２の特性値（中心周波数Ｆ２、共振の鋭さＱ２、中心ゲインＧ２）も、距離ｘ＝２０ｃｍの場合に距離ｙにより一意に求めることができる。
【００４７】
図５に示すように、距離ｘ＝２０ｃｍの場合と同様に、距離ｘ＝３０ｃｍの場合にもパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値のなかで、距離ｘならびに距離ｙにしたがって変化する特性値について、カーブフィットにより近似多項式を求めることができる。もちろん、他の距離ｘについても同様であり、距離ｙを固定して、距離ｘを変数とする近似多項式を求めることもできる。その結果、離散的に複数設定する距離ｘならびに距離ｙについて、パラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値を、距離ｘならびに距離ｙから直接に算出する近似多項式の係数が求められる。
【００４８】
したがって、音響特性補正装置１０は、制御部１４が備えるメモリ１６が、これらの近似多項式の係数を保持しており、マイコン１５が、ユーザーが入力する距離ｘならびに距離ｙと、これらの近似多項式とに基づいて、ＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値を算出し、最終的にＩＩＲフィルタの係数（係数ａ１０〜ａ１２ならびに係数ｂ１１〜ｂ１２、係数ａ２０〜ａ２２ならびに係数ｂ２１〜ｂ２２）を算出することができる。実際には、例えば、関数Ｆ１ｆ（ｙ）で求められる周波数が約７９Ｈｚであるような場合には、パラメトリックイコライザＰＥＱ１で設定可能な離散的な周波数値８０Ｈｚに丸められ、この８０Ｈｚという値を使ってＩＩＲフィルタの係数を求める。メモリ１６には、サンプリング周波数に応じて、離散的な周波数値に対応したパラメトリックイコライザのＩＩＲフィルタの係数を保持しているので、これらの係数を使用すればよい。
【００４９】
もちろん、メモリ１６が保持している係数以外にも、マイコン１５が計算したＩＩＲフィルタの係数を使用しても良い。例えば、パラメトリックイコライザＰＥＱ１のゲインＧ１が、上記の実施例のように−６ｄＢであるならば、メモリ１６が保持しているゲイン１．０のＩＩＲフィルタの係数ａ１０〜ａ１２に０．５を積算した係数と、メモリ１６が保持しているそのままの係数ｂ１１〜ｂ１２を使用して、パラメトリックイコライザＰＥＱ１を設定すればよい。このようにマイコン１５がＩＩＲフィルタの係数を計算することで、メモリ１６が保持すべき係数を削減できる。
【００５０】
マイコン１５が、ＤＳＰ１２にＩＩＲフィルタの係数をロードさせると、その結果、埋込スピーカー１が天井面９に取り付けられ、反射面の距離ｘならびに距離ｙを有するAllisonの２境界の場合に、距離ｘならびに距離ｙを入力するだけで良好にルームゲインを補正する音響特性補正装置１０が実現される。使用者の作業負担が少ないので、専門的な知識を持たない、例えば「周波数」という概念すら持たない作業者であっても、良好にルームゲインの音場特性を補正することができる音響特性補正装置が得られ、どのような使用者でも良好な音響特性が得られる音響再生システムにすることができる。
【００５１】
制御部１４が備えるメモリ１６は、離散的な主要な距離ｘ、ｙならびにｚに対応する近似多項式の係数を保持しておくのが好ましい。距離ｘ、ｙならびにｚは、５ｃｍから約２．０ｍの範囲をカバーしていれば十分であり、それ以上の長さになる場合は、反射面の影響は小さくなる。したがって、Allisonの３境界の場合であっても、長い距離の反射面を含むときは、Allisonの２もしくは１境界の場合に近似することができるからである。離散的な主要な距離の間隔としては、５ｃｍ間隔、もしくは、１０ｃｍ間隔程度が保持するメモリ１６の容量からも適当であり、距離ｘ、ｙならびにｚが大きな値をとるにつれて、離散的な間隔も大きくしても良い。
【００５２】
また、制御部１４が備えるメモリ１６は、離散的な主要な距離ｘ、ｙならびにｚに直接に対応するパラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値を、そのまま保持していても良い。入力された距離ｘ、ｙならびにｚを四捨五入して、離散的な保持されている主要な距離ｘ、ｙならびにｚに丸めて、パラメトリックイコライザＰＥＱ１およびＰＥＱ２の特性値を近似すればよい。
【００５３】
本発明の音響特性補正装置およびこれを用いた音響再生システムは、上記実施例に限られず、さらに狭い車室内空間に配置するスピーカーのルームゲインを補正する場合にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の好ましい実施形態による音響再生システムを構成するスピーカーの配置について説明する図である。（実施例１）
【図２】本発明の音響再生システムについて説明する図である。（実施例１）
【図３】ＤＳＰ１２が構成するパラメトリックイコライザについて説明する図である。（実施例１）
【図４】ルームゲイン、および、補正フィルタの周波数特性を表すグラフである。
【図５】ルームゲイン、および、補正フィルタの周波数特性を表すグラフである。
【図６】パラメトリックイコライザの特性値の変化を示すグラフである。
【図７】パラメトリックイコライザの特性値の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１            スピーカー
２            スピーカーキャビネット
３            ツィーター
４            ウーファー
５            スタンド
６            床面
７            側壁面
８            背後面
９            天井面
１０          音響特性補正装置
１１          Ａ／Ｄコンバータ
１２          ＤＳＰ
１３          Ｄ／Ａコンバータ
１４          制御部
１５          マイコン
１６          メモリ
１７          スイッチ
１８          表示回路
１９          操作部
２０          音響再生システム
【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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