(57)【要約】【課題】マルチチャンネルの音響出力に対応する原音場の音響特性を用いることによって、原音場の音響特性を再現音場のマルチチャンネルの音響出力において再現すること。【解決手段】音場再現システム１の音響処理手段４０は、再現音場２１におけるスピーカ２３毎の音響特性に基づいて、原音場におけるスピーカ毎の音響特性を再現音場２１で再現させることが可能な音場再現フィルタを用いて音響処理を施すことにより、音響処理の施された音響信号を、マルチチャンネルの音響信号に対応させて再現音場２１で出力することが可能となる。【選択図】  図７
2009027331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチチャンネルの音響情報を有する音響信号の再生を行うことが可能な音響再生手段と、
前記音響再生手段によって再生された音響信号を前記マルチチャンネルの音響情報に応じて複数のスピーカより出力することが可能な第１出力手段と、
前記音響再生手段によって再生された音響信号に音響処理を施して前記第１出力手段より出力させる音響処理手段と
を備え、
前記音響処理手段は、
前記第１出力手段が設置された再現音場における前記第１出力手段の前記スピーカ毎の音響特性と複数のスピーカを有する第２出力手段が設置された原音場における当該スピーカ毎の音響特性とに基づいて、前記再現音場において原音場の音響特性を再現させることが可能な音場再現フィルタを、前記第２出力手段のスピーカ毎に記録する音響再現情報記録手段と、
前記音響再生手段によって再生されたマルチチャンネルの音響信号に対して、当該音響信号のチャンネルに対応するスピーカの音場再現フィルタを畳み込み演算し、畳み込み演算された音響信号をスピーカ成分毎に加算演算して、前記第１出力手段の各スピーカへと音響信号のチャンネルに応じて出力する音響制御手段と
を有することを特徴とする音場再現システム。
【請求項２】
再現音場における前記第１出力手段の前記スピーカ毎の音響特性は、前記第１出力手段においてスピーカ毎に出力される評価音を、再現音場に設置された収音手段で前記スピーカ毎に収音した収録音に基づいて算出すること
を特徴とする請求項１に記載の音場再現システム。
【請求項３】
原音場における前記第２出力手段の前記スピーカ毎の音響特性は、前記第２出力手段においてスピーカ毎に出力される評価音を、原音場に設置された収音手段で前記スピーカ毎に収音した収録音に基づいて算出されること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の音場再現システム。
【請求項４】
前記音響処理手段は、
前記原音場における前記第２出力手段の前記スピーカ毎の音響特性を記録する原音場特性記録手段と、
前記再現音場における前記第１出力手段の前記スピーカ毎の音響特性を記録する再現音場特性記録手段と、
前記原音場特性記録手段に記録される前記再現音場の音響特性と、前記再現音場特性記録手段に記録される前記原音場の音響特性とに基づいて、前記音場再現フィルタを算出する音響再現情報算出手段と
を有することを特徴とする音場再現システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音場再現システムに関し、より詳細には、音響再生手段によって再生された音響信号に音響処理を施して出力手段より出力させることが可能な音場再現システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ある空間（原音場）の音場特性を収録（測定）した後、その空間とは異なる空間（再現音場）において測定した原音場の音場特性を仮想的に再現する音場再現方法が提案されている。空間的に音場を再現する方法として、例えば、波面合成法（例えば、特許文献１参照）や、多チャンネル−多点制御による境界音場制御方法（例えば、特許文献２参照）などの方法が知られている。
【０００３】
どちらの方法も原音場で収録した音響特性に基づいて音場再現を行うための音場再現フィルタを算出し、算出された音場再現フィルタを用いて音源の畳み込み演算処理（例えば、ＦＩＲフィルタを用いた畳み込み演算処理）を行うことによって、異なる空間（再現音場）において仮想的に原音場を再現する構成となっている。このような音場再現方法を用いることによって、聴取者はあたかも原音場で聴取しているかのような感覚を再現音場で得ることが可能となる。
【０００４】
一方で、近年のホームオーディオシステムや車載用オーディオシステムでは、従来のようなモノラル出力やステレオ出力（２チャンネル出力）だけでなく、マルチチャンネル出力（例えば、５．１チャンネル出力）を備えた音響システムが用いられている。このようなマルチチャンネルの音響システムでは、チャンネル毎に音響効果やゲイン・ディレイ処理等を施すことによって、音響システムが設置される空間やスピーカの音響特性・設置位置に応じた最適な音場を実現することが可能となっている。
【特許文献１】特開２００３−３２３１７９号公報
【特許文献２】特開２００５−２４９９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このようなマルチチャンネル出力を備えた音響システムにおける音場を、他のマルチチャンネル出力を備えた音響システムによって再現する場合には、入力音源のチャンネル数や原音場で使用するスピーカ数等を考慮した再生環境を構築しなければならない。
【０００６】
具体的に、マルチチャンネル出力を備えた音響システムにおける音場を、他のマルチチャンネル出力を備えた音響システムにおいて再現する場合には、原音場において全チャンネルのスピーカから同時にインパルス応答評価音を出力させ、スピーカからの出力音を複数のマイクで収録する方法が考えられる。
【０００７】
しかしながら、このようにして測定された原音場の音響特性を用いて、再現音場において音場特性を再現する場合、原音場では、複数のチャンネルより出力された音響信号を同時にマイクで測定して音響特性を測定しているため、原音場におけるマルチチャンネルの音響特性が、再現音場においてはシングルチャンネルの音響特性として再現されることとなってしまう。このため、再現音場においてマルチチャンネル出力を備えた音響システムを用いて原音場の音響特性を再現させることができず、再現音場においてチャンネル毎に音響効果やゲイン・ディレイ処理のパラメータを設定・変更することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、マルチチャンネルの音響出力に対応する原音場の音響特性を用いることによって、原音場の音響特性を再現音場のマルチチャンネルの音響出力において再現することが可能な音場再現システム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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る音場再現システムは、マルチチャンネルの音響情報を有する音響信号の再生を行うことが可能な音響再生手段と、前記音響再生手段によって再生された音響信号を前記マルチチャンネルの音響情報に応じて複数のスピーカより出力することが可能な第１出力手段と、前記音響再生手段によって再生された音響信号に音響処理を施して前記第１出力手段より出力させる音響処理手段とを備え、前記音響処理手段は、前記第１出力手段が設置された再現音場における前記第１出力手段の前記スピーカ毎の音響特性と複数のスピーカを有する第２出力手段が設置された原音場における当該スピーカ毎の音響特性とに基づいて、前記再現音場において原音場の音響特性を再現させることが可能な音場再現フィルタを、前記第２出力手段のスピーカ毎に記録する音響再現情報記録手段と、前記音響再生手段によって再生されたマルチチャンネルの音響信号に対して、当該音響信号のチャンネルに対応するスピーカの音場再現フィルタを畳み込み演算し、畳み込み演算された音響信号をスピーカ成分毎に加算演算して、前記第１出力手段の各スピーカへと音響信号のチャンネルに応じて出力する音響制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る音場再現システムによれば、原音場におけるスピーカ毎の音響特性を再現音場で再現させることが可能な音場再現フィルタを用いて、音響再生手段によって再生されたマルチチャンネルの音響信号に音響処理を施すので、マルチチャンネルの音響信号の出力に対応する原音場の音響特性を、再現音場におけるマルチチャンネルの音響信号において再現させることが可能となる。
【００１１】
このため、マルチチャンネルの音響信号に対応する音響処理を、再現音場においてチャンネル毎に行うことができ、マルチチャンネル毎に独立した音源調整処理を行うことが可能となる。従って、オーディオ機器においてチャンネル毎に音響効果やゲイン・ディレイ処理を施した場合には、その音響効果等を効果的かつ忠実に再現音場に反映させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る音場再現システムでは、音響制御手段が音響再生手段によって再生されたマルチチャンネルの音響信号に対して、音響信号のチャンネルに対応するスピーカの音場再現フィルタを畳み込み演算し、畳み込み演算された音響信号をスピーカ成分毎に加算演算することによって音響処理を施す。このため、加算演算されるチャンネルを選択・制御等することによって、特定のチャンネルの音響信号を強調・弱調等することが可能となり、また、加算演算するチャンネルの組み合わせ等を任意に選択することによって、様々な音場を再現することが可能となる。
【００１３】
また、上述した音場再現システムにおいて、再現音場における前記第１出力手段の前記スピーカ毎の音響特性が、前記第１出力手段においてスピーカ毎に出力される評価音を、再現音場に設置された収音手段で前記スピーカ毎に収音した収録音に基づいて算出するものであってもよい。
【００１４】
このように、再現音場におけるスピーカ毎の音響特性が、収音手段によって収音されたスピーカ毎の収録音に基づいて算出されるものである場合には、再現音場における音響特性を、スピーカ数に対応するマルチチャンネルの出力音に対応させて算出することが可能となる。
【００１５】
また、原音場における前記第２出力手段の前記スピーカ毎の音響特性が、前記第２出力手段においてスピーカ毎に出力される評価音を、原音場に設置された収音手段で前記スピーカ毎に収音した収録音に基づいて算出されるものであってもよい。
【００１６】
このように、原音場におけるスピーカ毎の音響特性が、収音手段によって収音されたスピーカ毎の収録音に基づいて算出されるものである場合にも、原音場における音響特性を、スピーカ数に対応するマルチチャンネルの出力音に対応させて算出することが可能となる。
【００１７】
さらに、上述した音場再現システムにおいて、前記音響処理手段が、前記原音場における前記第２出力手段の前記スピーカ毎の音響特性を記録する原音場特性記録手段と、前記再現音場における前記第１出力手段の前記スピーカ毎の音響特性を記録する再現音場特性記録手段と、前記原音場特性記録手段に記録される前記再現音場の音響特性と前記再現音場特性記録手段に記録される前記原音場の音響特性とに基づいて、前記音場再現フィルタを算出する音響再現情報算出手段とを有するものであってもよい。
【００１８】
このように、前記音響処理手段が、音場再現フィルタを算出する音響再現情報算出手段を有することによって、再現音場において音場再現フィルタの算出を行うことが可能となり、システム構成の簡略化を図ることができる。また、音場再現システムにおいて音場再現フィルタの算出処理を行わせることによって、処理の円滑化と迅速化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る音場再現システムによれば、原音場がマルチチャンネルの音響信号を出力することが可能な音場環境である場合に、マルチチャンネルの音響信号の出力に対応する原音場の音響特性を、再現音場におけるマルチチャンネルの音響信号において再現させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る音場再現システムについて、図面を用いて詳細に説明を行う。なお、本実施の形態に係る音場再現システムでは、音場再現手法として境界音場制御方法を用いるものとする。境界音場制御方法とは、再現音場で出力音の聴取を行う際に、聴取者の頭部周辺位置又は耳介（耳たぶ）近傍位置に複数の制御ポイントを設置し、この制御ポイントにおいて原音場の特性が再現されるように再現音場を制御して、聴感的に原音場を知覚させる方法である。
【００２１】
まず、音場再現システムにおいて再現させる原音場の音響特性を、原音場音響システムによって測定する方法について説明する。
【００２２】
［原音場における音響特性の測定］
図１に示すように、原音場音響システム２は、再現を望む音響空間（原音場）６に設置されたスピーカ部（第２出力手段）３と、スピーカ部３に対して音声出力を行う音声出力装置４と、音声出力装置４に対して評価音を出力するコンピュータ５と、原音場６に設置されるマイクアレイ（収音手段）７と、マイクアレイ７により収音された収録音の入力を行う音声入力装置８とによって概略構成されている。
【００２３】
本実施の形態では、車室内の音響環境を原音場６の一例として用いている。このように車室内空間を原音場６として用いることにより、車室内の音響環境を後述する再現音場で忠実に再現することができる。このため、再現音場を例えば実験室とする場合には、原音場６において測定された音響特性を用いることによって、実験室であらゆる車両の車室内特性を再現することが可能となる。
【００２４】
スピーカ部３は、図１に示すように、車両１０の前席側の右側ドア位置に設置される前右スピーカＦＲと、前席側の左側ドア位置に設置される前左スピーカＦＬと、後席側の右側ドア位置に設置される後右スピーカＲＲと、後席側の左側ドア位置に設置される後左スピーカＲＬとを有している。各スピーカＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬは、一般的な車両１０に用いられる一般的なスピーカである。
【００２５】
音声出力装置４は、コンピュータ５より出力された評価音を、スピーカ部３の各スピーカＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに出力する役割を有している。なお音声出力装置４は、評価音の出力先をコンピュータ５の制御命令に従ってスピーカＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬへと個別に出力することが可能となっている。なお、評価音とは、マイクアレイ７および音声入力装置８を介して収音された収録音に基づいて原音場６の音響特性を算出するために用いられる出力音であり、具体的には、収音された収録音をインパルス応答として測定することに適した音（インパルス入力音）が該当する。
【００２６】
マイクアレイ７は、複数（例えばＭ個）のマイク１２が円形に配設されたマイクの一群により構成されている。マイクアレイ７は、車室内の運転席１３であって、運転者の頭部位置を想定した高さに設置されている。本実施の形態では、運転者の頭部位置における評価音をマイクアレイ７で収音することによって、運転者を主体とした車室内の音響特性を測定することが可能となる。
【００２７】
音声入力装置８は、マイクアレイ７によって測定されたスピーカ部３の出力音をコンピュータ５に出力する役割を有している。ここで、マイクアレイ７には複数のマイク１２が設置されているが、音声入力装置８において入力されるマイクアレイ７の音響信号は複数のマイク１２により同時に入力される入力信号となるため、シングルチャンネルの音響信号として入力が行われることになる。
【００２８】
コンピュータ５は、車室内の音響特性を測定するために、上述した評価音を生成すると共に、マイクアレイ７により収音された収録音に基づいて原音場６の音響特性を算出する機能を有している。
【００２９】
コンピュータ５は、評価音生成部１５と、インパルス応答演算部１６と、インパルス応答記録部１７と、制御部１８とによって概略構成されている。評価音生成部１５は、上述したインパルス応答を収音するための評価音を生成する機能を有している。評価音生成部１５は、制御部１８の制御命令に応じて評価音を生成し、制御部１８を介して音声出力装置４に評価音を出力する。
【００３０】
インパルス応答演算部１６は、マイクアレイ７および音声入力装置８を介して収音された収録音に基づいて評価音に対するインパルス応答を算出する。ここで算出されるインパルス応答は、音声出力装置４によって選択される評価音の出力先のスピーカＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに応じてスピーカ毎に算出されることとなる。
【００３１】
インパルス応答記録部１７では、スピーカＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ毎に算出されたインパルス応答を音響特性として記録する。なお、インパルス応答記録部１７は、一般的なハードディスク等であってもよく、またＲＡＭ（Random Access Memory）やフラッシュメモリ等で構成されているものであってもよい。
【００３２】
制御部１８は、原音場６におけるスピーカＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ毎の音響特性を求めるために必要な処理を行う役割を有しており、演算制御処理を主として行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、原音場における音響特性を測定するためのプログラム等が記録されるＲＯＭ（Read Only Memory）、ワークエリア等に使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等の一般的な演算処理器によって構成されている。
【００３３】
制御部１８は、上述したように評価音生成部１５に対して評価音を生成させると共に、生成された評価音を音声出力装置４に出力する役割を有している。また、制御部１８は、音声出力装置４に対して制御命令を出力することによって、音声出力装置４が出力する評価音の出力のスピーカＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬを切り替え制御する役割を有している。さらに、制御部１８は、音声入力装置８より入力される収録音に基づいてインパルス応答演算部１６においてスピーカ毎のインパルス応答を算出させると共に、算出されたスピーカ毎のインパルス応答を原音場６における音響特性として、インパルス応答記録部１７に記録させる役割を有している。
【００３４】
図２は、制御部１８における原音場６の音響特性測定処理を示したフローチャートである。
【００３５】
上述したように構成される原音場音響システム２において、制御部１８は、評価音生成部１５に対して評価音を生成させる旨の制御命令を出力する（ステップＳ．１）。評価音生成部１５では、制御部１８の制御命令に応じて評価音を生成して制御部１８に出力する。
【００３６】
次に制御部１８は、音声出力装置４に選択させる評価音の出力先スピーカ（出力チャンネル）を決定する（ステップＳ．２）。具体的に制御部１８は、評価音を前右スピーカＦＲに出力するか、前左スピーカＦＬに出力するか、後右スピーカＲＲに出力するか、後左スピーカＲＬに出力するかを決定する。そして制御部１８は、音声出力装置４に対して決定された出力先スピーカ情報を出力し（ステップＳ．３）、音声出力装置４に対して評価音を出力する（ステップＳ．４）。
【００３７】
音声出力装置４では、制御部１８より受信した出力先スピーカ情報に従って、評価音の出力先を指定されたスピーカに設定し、評価音の出力を行う。マイクアレイ７では、指定されたスピーカより出力された出力音を複数（Ｍ個）のマイク１２で収音し、収音された収録音を音声入力装置８に出力する。音声入力装置８では、マイクアレイ７より取得した収録音を制御部１８へと出力する。
【００３８】
制御部１８では、音声入力装置８より収録音を取得し（ステップＳ．５）、取得した収録音に基づいて、インパルス応答演算部１６にインパルス応答の演算処理命令を出力してインパルス応答の演算処理を行わせる（ステップＳ．６）。そして、インパルス応答演算部１６により演算処理されたインパルス応答を、評価音が出力されたスピーカに関連づけてインパルス応答記録部１７に記録させる（ステップＳ．７）。
【００３９】
その後、制御部１８は、全てのスピーカについて評価音の出力処理を行ったか否かを判断し（ステップＳ．８）、まだ評価音の出力処理を行っていないスピーカが存在する場合（ステップＳ．８においてＮｏの場合）には、処理をステップＳ．２に移行して、まだ評価音の出力処理が行われていない出力先のスピーカを決定し（ステップＳ．２）、上述した処理を繰り返し実行する。
【００４０】
全てのスピーカについて評価音の出力処理を行った場合（ステップＳ．８においてＹｅｓの場合）、本実施の形態においては、前右スピーカＦＲ、前左スピーカＦＬ、後右スピーカＲＲ、後左スピーカＲＬのそれぞれに対して評価音の出力を行った場合、制御部１８は、原音場音響システム２における原音場６の音響特性測定処理を終了する。
【００４１】
このようにして制御部１８が原音場６における音響特性を測定することによって、各スピーカＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬと各マイク１２との間の音響特性をスピーカ毎に求めることが可能となる。このようにして求められた音響特性は、インパルス応答記録部１７において、前右スピーカＦＲの音響特性、前左スピーカＦＬの音響特性、後右スピーカＲＲの音響特性、後右スピーカＲＬの音響特性の４種類の音響特性として記録されることとなる。
【００４２】
［再現音場における音響特性の測定］
次に、再現音場における音響特性を測定するための再現音場音響システムについて説明する。本実施の形態では、実験室を再現音場の一例として用いている。このように実験室を再現音場として用いることによって、上述した車室内（原音場６）の音響環境を実験室内で忠実に再現することができる。このため、異なる車両の音響特性を上述した原音場音響システム２において測定することにより、１つの実験室（再現音場）であらゆる車両の音響環境を再現することが可能となる。
【００４３】
図３に示すように、再現音場音響システム２０は、実験室（再現音場）２１に設置されたスピーカ部２２と、スピーカ部２２に対して音声出力を行う音声出力装置４と、音声出力装置４に対して評価音を出力するコンピュータ５と、原音場６に設置されるマイクアレイ７と、マイクアレイ７により収音された収録音の入力を行う音声入力装置８とによって概略構成されている。
【００４４】
ここで、再現音場音響システム２０に用いられる音声出力装置４と、コンピュータ５と、マイクアレイ７と、音声入力装置８とは、上述した原音場音響システム２において用いられる音声出力装置４と、コンピュータ５と、マイクアレイ７と、音声入力装置８と同一の構成であって同一の機能を備えるものであるため、その詳細な説明は省略する。また、コンピュータ５を概略構成する評価音生成部１５と、インパルス応答演算部１６と、インパルス応答記録部１７と、制御部１８も、上述した原音場音響システム２のコンピュータ５を概略構成する評価音生成部１５と、インパルス応答演算部１６と、インパルス応答記録部１７と、制御部１８と同一の構成であって同一の機能を備えるものであるため、その詳細な説明は省略する。
【００４５】
スピーカ部２２は、図３に示すように、マイクアレイ７を中心として等距離を保つようにして円形に配設された複数（本実施の形態ではＮ個）のスピーカ２３によって構成されている。このスピーカ２３は、音声出力装置４より出力された評価音を出力することが可能となっている。
【００４６】
一方で、音声出力装置４は、上述した原音場音響システム２の音声出力装置４と同様に、評価音の出力先をコンピュータ５の制御命令に従って各スピーカ２３へと個別に出力することが可能となっている。
【００４７】
図４は、制御部１８における再現音場２１の音響特性測定処理を示したフローチャートである。
【００４８】
上述したようにして構成される再現音場音響システム２０において、制御部１８は、評価音生成部１５に対して評価音を生成させる旨の制御命令を出力する（ステップＳ．１１）。評価音生成部１５では、制御部１８の制御命令に応じて評価音を生成して制御部１８に出力する。
【００４９】
次に制御部１８は、音声出力装置４において選択される評価音の出力先スピーカ（出力チャンネル）を決定する（ステップＳ．１２）。具体的に制御部１８は、評価音を前述のＮ個のスピーカ２３のいずれに出力するのかを決定する。そして制御部１８は、音声出力装置４に対して決定された出力先スピーカ情報を出力し（ステップＳ．１３）、音声出力装置４に対して評価音を出力する（ステップＳ．１４）。
【００５０】
音声出力装置４では、制御部１８より受信した出力先スピーカ情報に従って、評価音の出力先を指定されたスピーカ２３に設定し、評価音の出力を行う。マイクアレイ７では、指定されたスピーカ２３より出力された出力音を複数（Ｍ個）のマイク１２で収音し、収音された収録音を音声入力装置８に出力する。音声入力装置８では、マイクアレイ７より取得した収録音を制御部１８へと出力する。
【００５１】
制御部１８では、音声入力装置８より収録音を取得し（ステップＳ．１５）、取得した収録音に基づいて、インパルス応答演算部１６にインパルス応答の演算処理命令を出力してインパルス応答の演算処理を行わせる（ステップＳ．１６）。そして、インパルス応答演算部１６により演算処理されたインパルス応答を、評価音が出力されたスピーカ２３に関連づけてインパルス応答記録部１７に記録させる（ステップＳ．１７）。
【００５２】
その後、制御部１８は、全てのスピーカ２３について評価音の出力処理を行ったか否かを判断し（ステップＳ．１８）、まだ評価音の出力処理を行っていないスピーカ２３が存在する場合（ステップＳ．１８においてＮｏの場合）には、処理をステップＳ．１２に移行して、まだ評価音の出力処理が行われていない出力先のスピーカ２３を決定し（ステップＳ．１２）、上述した処理を繰り返し実行する。
【００５３】
全てのスピーカ２３について評価音の出力処理を行った場合（ステップＳ．１８においてＹｅｓの場合）、つまり、Ｎ個のスピーカ２３のそれぞれに対して評価音の出力を行うことによって、スピーカ２３毎にインパルス応答の演算処理を行った場合、制御部１８は、再現音場音響システム２０における再現音場２１の音響特性測定処理を終了する。
【００５４】
なお、再現音場音響システム２０において測定される音響特性は、スピーカ部２２のＮ個の各スピーカ２３とマイクアレイ７のＭ個のマイク１２との間における多数のインパルス応答に基づいて求められており、この全てのインパルス応答に基づいて求められる音響特性Ａi-jが、インパルス応答記録部１７に記録される。
【００５５】
［音場再現フィルタの算出］
次に、原音場音響システム２において算出された音響特性と、再現音場音響システム２０において算出された音響特性とに基づいて、再現音場２１において原音場６の音響環境を実現するための音場再現フィルタを算出する処理について説明する。
【００５６】
図５は、音場再現フィルタを算出するためのフィルタ算出装置３０を示したブロック図である。
【００５７】
フィルタ算出装置３０は、フィルタ算出処理部（音響再現情報算出手段）３１と、原音場特性記録部（原音場特性記録手段）３２と、再現音場特性記録部（再現音場特性記録手段）３３と、フィルタ情報記録部３４とにより概略構成されている。
【００５８】
原音場特性記録部３２には、原音場６において測定された音響特性が記録されており、インパルス応答記録部１７と同様に、ハードディスクや、ＲＡＭ（Random Access Memory）や、フラッシュメモリ等の一般的な記録装置によって構成されている。また、同様に、再現音場特性記録部３３には、再現音場２１において測定された音響特性が記録されており、ハードディスク等の一般的な記録装置によって構成されている。
【００５９】
フィルタ情報記録部３４は、フィルタ算出処理部３１によって算出された音場再現フィルタが記録される記録媒体である。フィルタ情報記録部３４も、原音場特性記録部３２や再現音場特性記録部３３と同様に、一般的な記録装置によって構成されている。
【００６０】
フィルタ算出処理部３１は、原音場特性記録部３２に記録される音響特性と、再現音場特性記録部３３に記録される音響特性とに基づいて、音場再現フィルタを算出する処理を行う。なお、フィルタ算出処理部３１は、演算制御処理を主として行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、原音場６における音響特性を測定するためのプログラム等が記録されるＲＯＭ（Read Only Memory）、ワークエリア等に使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等の一般的な演算処理器によって構成されている。
【００６１】
フィルタ算出処理部３１は、以下の行列式（式１）を解くことによって音場再現フィルタＱjを算出する。
【数１】
2009027331.tif 000003
【００６２】
ここで、行列Ａの要素Ａi-jは、再現音場におけるスピーカｊとマイクｉとの間の音響特性を示しており、行列Ｑｊは、求める音場再現フィルタを示しており、行列Ｄｉは原音場の音響特性を示している。
【００６３】
また、ｉはマイクアレイ７に設置されるマイク１２の数を示しており、本実施の形態におけるマイクアレイ７にはＭ個のマイク１２が設置されているので、
ｉ＝１，２，・・・・，Ｍとなる。
【００６４】
さらに、ｊは再現音場におけるスピーカ数を示しており、本実施の形態における再現音場のスピーカ部２２にはＮ個のスピーカ２３が設置されているので、
ｊ＝１，２，・・・，Ｎとなる。
【００６５】
フィルタ算出処理部３１は、図６に示すフローチャートに従って、上述した式１に基づいてスピーカ部３の各スピーカＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに対応する音場再現フィルタＱｊ（Ｑ１〜ＱＮ）を求める（ステップＳ．２１）。
このとき、フィルタ算出処理部３１は、再現音場２１の音響特性Ａi-jに基づいて、
（１）原音場６の音響特性Ｄｉ（ＦＲ）に対する音場再現フィルタＱｊ（ＦＲ）と、
（２）原音場６の音響特性Ｄｉ（ＦＬ）に対する音場再現フィルタＱｊ（ＦＬ）と、
（３）原音場６の音響特性Ｄｉ（ＲＲ）に対する音場再現フィルタＱｊ（ＲＲ）と、
（４）原音場６の音響特性Ｄｉ（ＲＬ）に対する音場再現フィルタＱｊ（ＲＬ）と
を算出する（ステップＳ．２１）。
【００６６】
そして、フィルタ算出処理部３１は、算出された音場再現フィルタＱｊ（ＦＲ），Ｑｊ（ＦＬ），Ｑｊ（ＲＲ），Ｑｊ（ＲＬ）をフィルタ情報記録部３４に記録させ（ステップＳ．２２）、音場再現フィルタの算出処理を終了する。なお、図６に示すフローチャートでは、便宜上、１つの音響特性Ｄｉに対する１つの音場再現フィルタＱｊの算出処理しか示していないが、上述したように、原音場６の各音響特性（上述した（１）〜（４）の音響特性Ｄｉ（ＦＲ）、音響特性Ｄｉ（ＦＬ）、音響特性Ｄｉ（ＲＲ）、音響特性Ｄｉ（ＲＬ））に対する各音場再現フィルタ（上述した（１）〜（４）の音場再現フィルタＱｊ（ＦＲ）、音場再現フィルタＱｊ（ＦＬ）、音場再現フィルタＱｊ（ＲＲ）、音場再現フィルタＱｊ（ＲＬ））をそれぞれ算出して、フィルタ情報記録部３４に記録させる。
【００６７】
［再現音場における原音場の音響環境再現処理］
次に、再現音場である実験室において原音場である車室内の音響環境を再現する処理について説明する。再現音場における原音場の音響環境の再現は、音場再現システムによって実現される。
【００６８】
図７は、音場再現システム１の概略構成を示したブロック図である。音場再現システム１は、図７に示すように、再現音場２１である実験室内に設置されたスピーカ部（第１出力手段）２２と、スピーカ部２２に対して音声出力を行う音声出力装置４と、音声出力装置４に対して評価音を出力するコンピュータ（音響処理手段）４０と、マルチチャンネルの音響信号を出力することが可能なオーディオ機器（音響再生手段）４１と、オーディオ機器４１によって再生される音響信号をコンピュータ４０に出力する音声入力装置８とによって概略構成されている。
【００６９】
ここで、音場再現システム１に用いられる音声出力装置４と、音声入力装置８と、スピーカ部２２とは、再現音場音響システム２０において用いられる音声出力装置４と、音声入力装置８と、スピーカ部２２と同一の構成であって同一の機能を備えるものであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
オーディオ機器４１は、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ、ＭＤ（MiniDisc）等の記録媒体に記録される音楽情報を読み出して音響信号として出力する装置である。オーディオ機器４１では、マルチチャンネルの音響信号を出力することが可能となっており、例えば、ＤＶＤに記録される５．１チャンネルの音響信号のようなマルチチャンネルの音声を再生させることが可能である。本実施の形態では、例えば記録媒体に記録された４チャンネルの音響信号を出力する場合について説明する。
【００７１】
ここで出力される音響信号は、原音場６に設置されたスピーカ部３の各スピーカＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに対応する音響信号とし、各チャンネルは、聴取者の前右側より発せられる音を主として含む音響信号Ｓ（ＦＲ）と、聴取者の前左側より発せられる音を主として含む音響信号Ｓ（ＦＬ）と、聴取者の後右側より発せられる音を主として含む音響信号Ｓ（ＲＲ）と、聴取者の後左側より発せられる音を主として含む音響信号Ｓ（ＲＬ）とによって構成されるものとする。
【００７２】
コンピュータ４０は、オーディオ機器４１によって再生されるマルチチャンネルの音響信号を音声入力装置８を介して取得し、取得した音響信号に音響処理を施すことによって、再現音場２１において出力される音響信号を、原音場６において出力される音響信号と同一の音響特性を備えるように処理する役割を有している。
【００７３】
コンピュータ４０は、制御部（音響制御手段）４２と、畳み込み演算処理部（音響制御手段）４３と、音場再現フィルタ記録部（音響再現情報記録手段）４４とによって概略構成されている。音場再現フィルタ記録部４４には、上述したフィルタ算出装置３０によって算出された音場再現フィルタが記録されている。音場再現フィルタ記録部４４は、一般的な記録装置によって構成されている。
【００７４】
畳み込み演算処理部４３は、制御部４２の制御命令に応じて、音声入力装置８によって入力されたマルチチャンネルの音響信号に対し、音場再現フィルタ記録部４４に記録される音場再現フィルタを用いて畳み込み演算処理を行い、スピーカ部２２のＮ個のスピーカ２３より出力される音響信号に音響処理を施す。具体的には、図８に示すように、オーディオ機器４１から入力された４チャンネルのマルチチャンネル音源（音響信号Ｓ（ＦＲ）、音響信号Ｓ（ＦＬ）、音響信号Ｓ（ＲＲ）、音響信号Ｓ（ＲＬ））は、畳み込み演算処理部４３によって、各チャンネル毎にそのチャンネルに対応する音場再現フィルタ（音場再現フィルタＱｊ（ＦＲ）、音場再現フィルタＱｊ（ＦＬ）、音場再現フィルタＱｊ（ＲＲ）、音場再現フィルタＱｊ（ＲＬ）のいずれか）を用いた畳み込み演算処理４６〜４９がなされる。
【００７５】
畳み込み演算された各チャンネルの音響信号は、それぞれの音場再現フィルタによって畳み込み演算された同一チャンネルの音響出力毎に加算機Ｋ１〜加算機ＫＮで加算されて再現音場のスピーカ数に対応するＮ個のチャンネル成分とする音響信号に音響処理される。そして、畳み込み演算処理部４３によって、Ｎ個のマルチチャンネル成分を備えた音響信号は、制御部４２より音声出力装置４へと出力され、音声出力装置４によって、各チャンネルに対応するスピーカ２３より音響信号が出力されるようにして、各スピーカ２３より出力される。
【００７６】
このように、本実施の形態に係る音場再現システム１では、畳み込み演算処理部４３が、オーディオ機器４１により音声入力装置８を介して入力されたマルチチャンネルの音響信号に対して、各チャンネルに対応する音場再現フィルタＱｊ（ＦＲ），Ｑｊ（ＦＬ），Ｑｊ（ＲＲ），Ｑｊ（ＲＬ）を用いて、チャンネル毎に音響処理を施すことができる。このため、マルチチャンネルの音響信号がオーディオ機器４１によって再生される場合であっても、各チャンネルに対応する音響処理を、音場再現フィルタＱｊ（ＦＲ），Ｑｊ（ＦＬ），Ｑｊ（ＲＲ），Ｑｊ（ＲＬ）を用いて施すことが可能となり、マルチチャンネルの音響信号を再生することが可能な原音場６の音響特性を、再現音場２１においてマルチチャンネルの音響信号を用いて再現することが可能となる。
【００７７】
このように、マルチチャンネルの音響信号に対応する音響処理を再現音場２１において行うことができるので、チャンネル毎に独立した音源調整処理を行うことが可能となり、オーディオ機器においてチャンネル毎に音響効果やゲイン・ディレイ処理を施した場合であっても、その音響効果等を効果的かつ忠実に再現音場２１に反映させることが可能となる。
【００７８】
また、本実施の形態に係る音場再現システム１では、図８に示すように、各チャンネルの出力音に対して対応する音場再現フィルタの畳み込み演算を行った後に、各チャンネルの音響信号を加算することによってスピーカ部２２のスピーカ（Ｎ個のスピーカ）２３より音響信号を出力させる構成であるため、加算させるチャンネルを選択・制御等することによって、特定のチャンネルの音響信号を強調・弱調等することが可能となる。また、加算するチャンネルの組み合わせ等を任意に選択することによって、様々な音場を再現することが可能となる。
【００７９】
以上、本発明に係る音場再現システムについて、図面を用いて詳細に説明したが、本発明に係る音場再現システムは上述した実施の形態に限定されるものではない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８０】
例えば、上述した実施の形態では、フィルタ算出装置３０で音場再現フィルタを算出した後に、算出した音場再現フィルタを音場再現フィルタ記録部４４に記録させて畳み込み演算処理部４３で畳み込み演算を行う構成であったが、音場再現フィルタの算出を音場再現システム１において行う構成であってもよい。
【００８１】
図９は、フィルタ算出装置３０におけるフィルタ算出処理部３１の機能を、コンピュータ５５の制御部５６で処理させることにより、音場再現フィルタの算出処理を行うことが可能な音場再現システム５７を示したブロック図である。
【００８２】
図９に示す音場再現システム５７では、実施の形態において説明した音場再現システム１（図７参照）に比べて、コンピュータ５５内に、原音場特性記録部３２と、再現音場特性記録部３３とが設けられている点で相違する。
【００８３】
音場再現システム５７では、制御部５６が、原音場特性記録部３２に記録される音響特性と、再現音場特性記録部３３に記録される音響特性とに基づいて、音場再現フィルタを算出する処理を行い、算出された音場再現フィルタを音場再現フィルタ記録部４４に記録する。そして、制御部５６は、畳み込み演算処理部４３に対して、音場再現フィルタ記録部４４に記録される音場再現フィルタを用いて、入力されたマルチチャンネルの音響信号に対する畳み込み演算処理を行わせて、スピーカ部２２のＮ個のスピーカ２３より出力される音響信号に音響処理を施す。
【００８４】
このように、音場再現システム５７において、音場再現フィルタの算出処理を行わせることによって、フィルタ算出装置３０を別途設ける必要が無くなるので、システム構成の簡略化を図ることが可能となる。また、音場再現システム５７において音場再現フィルタの算出処理を行わせることによって、処理の円滑化と迅速化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施の形態に係る原音場音響システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係る制御部による原音場の音響特性測定処理を示したフローチャートである。
【図３】実施の形態に係る再現音場音響システムの概略構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態に係る制御部による再現音場の音響特性測定処理を示したフローチャートである。
【図５】実施の形態に係るフィルタ算出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態に係るフィルタ算出処理部による音場再現フィルタの算出処理を示したフローチャートである。
【図７】実施の形態に係る音場再現システムの概略構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態に係る畳み込み演算処理部による畳み込み演算処理を説明するための説明図である。
【図９】実施の形態に係る音場再現システムの他の概略構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８６】
１、５７     …音場再現システム
２     …原音場音響システム
３     …（原音場の）スピーカ部（第２出力手段）
４     …音声出力装置
５、４０、５５     …コンピュータ（音響処理手段）
６     …原音場
７     …マイクアレイ（収音手段）
８     …音声入力装置
１０   …車両
１２   …（マイクアレイの）マイク
１３   …運転席
１５   …評価音生成部
１６   …インパルス応答演算部
１７   …インパルス応答記録部
１８、４２、５６   …制御部（音響制御手段）
２０   …再現音場音響システム
２１   …再現音場
２２     …（再現音場の）スピーカ部（第１出力手段）
２３   …スピーカ
３０   …フィルタ算出装置
３１   …フィルタ算出処理部（音響再現情報算出手段）
３２   …原音場特性記録部（原音場特性記録手段）
３３   …再現音場特性記録部（再現音場特性記録手段）
３４   …フィルタ情報記録部
４１   …オーディオ機器（音響再生手段）
４３   …畳み込み演算処理部（音響制御手段）
４４   …音場再現フィルタ記録部（音響再現情報記録手段）
４６〜４９   …畳み込み演算処理
Ａi-j     …（再現音場の）音響特性
Ｄj   …（原音場の）音響特性
ＦＬ   …前左スピーカ
ＦＲ   …前右スピーカ
Ｋ１〜ＫＮ   …加算機
Ｑj   …音場再現フィルタ
ＲＬ   …後左スピーカ
ＲＲ   …後右スピーカ
Ｓ（ＦＲ）、Ｓ（ＦＬ）、Ｓ（ＲＲ）、Ｓ（ＲＬ）     …音響信号
【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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