JP2001005464A - Method of controlling sound field - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電気音響設備を用
いて音場制御を行い、制御点の応答を所望の目標特性に
近づける音場制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound field control method for controlling a sound field using an electroacoustic facility so that the response of a control point approaches a desired target characteristic.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、電気音響設備を用いて音場制御を
行う方法としては、文献（通学技報ＥＡ９４−３８）に
記載されている。図４は、従来の音場制御方法の構成を
示している。図４において、音場４０７において、Ｎ個
のスピーカ４０４とＭ個の制御点４０６の間の伝達関数
４０５は測定により得られている。所望の特性を設定し
た目標特性４０９、伝達関数４０５を設定した伝達関数
設定器４０８、および発散防止係数４１０により、係数
算出器４１１では最小二乗法により係数４１２を算出す
る。この係数４１２を音場制御フィルタ４０２に設定
し、増幅器４０３を介してスピーカ４０４に接続するこ
とにより、入力４０１の音声信号を制御点４０６におい
て目標特性４０９に近づけることができる。このように
して、従来の方法においても、音場内の制御点近傍の受
聴位置において所望の音場制御を行うことができる。2. Description of the Related Art Conventionally, a method for controlling a sound field using an electroacoustic facility is described in a literature (School Technical Report EA94-38). FIG. 4 shows a configuration of a conventional sound field control method. In FIG. 4, in the sound field 407, the transfer function 405 between the N loudspeakers 404 and the M control points 406 is obtained by measurement. A coefficient calculator 411 calculates a coefficient 412 by the least square method based on a target characteristic 409 in which desired characteristics are set, a transfer function setting unit 408 in which a transfer function 405 is set, and a divergence prevention coefficient 410. By setting the coefficient 412 in the sound field control filter 402 and connecting the coefficient 412 to the speaker 404 via the amplifier 403, the audio signal of the input 401 can be made closer to the target characteristic 409 at the control point 406. Thus, even in the conventional method, desired sound field control can be performed at the listening position near the control point in the sound field.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の音場制御方法では、以下のような問題点がある。音
場の気温が係数算出に用いた伝達関数の測定時と異なる
場合には、音速が異なるため、音場の伝達関数が変化す
る。このため、制御点の応答が目標特性とは異なる場合
がある。本発明の音場制御方法は、このような問題を解
決するためになされたもので、音場の気温が変化する場
合にも制御点の応答を目標特性に近づけることができる
ようにしたものである。However, the above-described conventional sound field control method has the following problems. When the temperature of the sound field is different from that at the time of measuring the transfer function used for calculating the coefficient, the transfer speed of the sound field changes because the sound speed is different. Therefore, the response of the control point may be different from the target characteristic. The sound field control method of the present invention has been made in order to solve such a problem, and is intended to make the response of the control point close to the target characteristic even when the temperature of the sound field changes. is there.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の音場制御方法
は、制御時に音場の気温を把握し、音場の気温によって
最適な係数を選択する音場制御方法であり、気温が変化
しても常に制御点の応答を目標特性に近づけられること
となる。A sound field control method according to the present invention is a sound field control method for grasping the temperature of a sound field during control and selecting an optimum coefficient according to the temperature of the sound field. However, the response of the control point can always be brought close to the target characteristic.
【０００５】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、温度センサにより気温を測定するこ
とにより音場の気温を把握するものであり、温度センサ
により把握した制御時の気温を用いて気温が変化しても
常に制御点の応答を目標特性に近づけることができるこ
ととなる。In the sound field control method of the present invention, in the above-described sound field control method, the temperature of the sound field is grasped by measuring the temperature with a temperature sensor. , The response of the control point can always be brought close to the target characteristic even if the temperature changes.
【０００６】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、あらかじめ複数の温度で音場の伝達
関数を測定し、それぞれの伝達関数における最適な係数
を算出しておき、それらの係数の中から係数を選択する
ものであり、複数の係数のうち最適な係数を選択するこ
とにより、気温が変化しても常に制御点の応答を目標特
性に近づけることができることとなる。Further, in the sound field control method of the present invention, in the above sound field control method, transfer functions of the sound field are measured in advance at a plurality of temperatures, and optimum coefficients for the respective transfer functions are calculated. Is selected from among the above coefficients. By selecting an optimum coefficient from among a plurality of coefficients, the response of the control point can always approach the target characteristic even when the temperature changes.
【０００７】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、複数の係数データのうち、係数制御
時の音場の気温に最も近い気温で測定した音場の伝達関
数を用いて算出した係数を選択するものであり、複数の
係数のうち最適な係数を選択することにより、気温が変
化しても常に制御点の応答を目標特性に近づけることが
できることとなる。The sound field control method according to the present invention, in the above sound field control method, uses a transfer function of a sound field measured at an air temperature closest to the air temperature of the sound field at the time of the coefficient control among a plurality of coefficient data. This is to select the coefficient calculated in this manner. By selecting the optimum coefficient from among a plurality of coefficients, the response of the control point can always be brought close to the target characteristic even when the temperature changes.
【０００８】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、音場の伝達関数を線型伸縮する方法
を備え、ある気温で測定した伝達関数を用いて制御時の
気温における音場の伝達関数を推定することにより、制
御時の気温における最適な係数を算出し逐次更新するも
のであり、ある気温で測定した音場の伝達関数から推定
した制御時の気温における音場の伝達関数を用いて最適
な係数を算出することにより、気温が変化しても常に制
御点の応答を目標特性に近づけることができることとな
る。Further, the sound field control method of the present invention, in the above sound field control method, comprises a method of linearly expanding and contracting a transfer function of a sound field, and using a transfer function measured at a certain temperature to control a sound at a temperature at the time of control. By estimating the transfer function of the field, the optimum coefficient at the temperature at the time of control is calculated and updated successively. The transfer of the sound field at the temperature at the time of control estimated from the transfer function of the sound field measured at a certain temperature By calculating the optimal coefficient using the function, the response of the control point can always be brought close to the target characteristic even if the temperature changes.
【０００９】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、制御時の気温における音場の伝達関
数の推定時に、伝達関数の継続時間長のうち初期の一部
のみを用いて推定を行うものであり、制御時の音場の伝
達関数の推定時に必要な演算量を削減しつつ気温が変化
しても常に制御点の応答を目標特性に近づけることがで
きることとなる。In the sound field control method according to the present invention, in the above sound field control method, when estimating a transfer function of a sound field at a temperature during control, only an initial part of the duration of the transfer function is used. Thus, the response of the control point can always be brought close to the target characteristic even if the temperature changes, while reducing the amount of calculation necessary for estimating the transfer function of the sound field during control.
【００１０】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、音場に気温検出用マイクを設け、気
温検出用マイクへの入力と音場制御システムへの入力を
用いて制御時の気温を推定することにより音場の気温を
把握するものであり、温度センサを用いずに音場の気温
を把握することにより、気温が変化しても常に制御点の
応答を目標特性に近づけることができることとなる。In the sound field control method according to the present invention, in the sound field control method described above, a temperature detection microphone is provided in the sound field, and control is performed using an input to the temperature detection microphone and an input to the sound field control system. The temperature of the sound field is grasped by estimating the temperature at the time, and the temperature of the sound field is grasped without using a temperature sensor. It can be approached.
【００１１】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、気温検出用マイクへの入力と音場制
御システムへの入力の相互相関関数が最大値をとるシフ
ト量により制御時の気温を推定するものであり、温度セ
ンサを用いずに音場の気温を把握することにより、気温
が変化しても常に制御点の応答を目標特性に近づけるこ
とができることとなる。In the sound field control method according to the present invention, in the above sound field control method, the control may be performed based on a shift amount at which a cross-correlation function between the input to the air temperature detection microphone and the input to the sound field control system takes a maximum value. By estimating the temperature of the sound field without using a temperature sensor, the response of the control point can always approach the target characteristic even if the temperature changes.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図３を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施の形態を示
すものである。図１において、入力１０１はＮ個の音場
制御フィルタ１０２に接続される。音場制御フィルタ１
０２の出力はそれぞれＮ個の増幅器１０３を経て音場１
０７におけるＮ個のスピーカ１０４に接続される。音場
１０７では、Ｎ個のスピーカ１０４とＭ個の制御点１０
６の間の伝達関数１０５が測定されている。伝達関数１
０５は伝達関数設定器１０８の入力となる。係数算出器
１１０には、伝達関数設定器１０８と目標特性１０９の
出力が接続されており、その出力は係数データベース１
１１に接続される。また、音場１０７における温度セン
サ１１２は温度算出器１１３に接続される。係数選択器
１１４には係数データベース１１１と温度算出器１１３
の出力が接続されており、その出力は音場制御フィルタ
１０２に接続されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. (Embodiment 1) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an input 101 is connected to N sound field control filters 102. Sound field control filter 1
02 output through the N amplifiers 103 respectively.
07 are connected to the N speakers 104. In the sound field 107, N speakers 104 and M control points 10
The transfer function 105 between 6 has been measured. Transfer function 1
05 is an input of the transfer function setting unit 108. The output of the transfer function setter 108 and the output of the target characteristic 109 are connected to the coefficient calculator 110, and the output is
11 is connected. The temperature sensor 112 in the sound field 107 is connected to a temperature calculator 113. The coefficient selector 111 has a coefficient database 111 and a temperature calculator 113.
Are connected, and the output is connected to the sound field control filter 102.
【００１３】次に、上記第１の実施の形態の動作につい
て説明する。音場１０７において、ある気温におけるＮ
個のスピーカ１０４とＭ個の制御点の間のＮ×Ｍ個の伝
達関数１０５を測定により求める。伝達関数設定器１０
８では、伝達関数１０５をそれぞれＦＦＴなどの方法に
より周波数領域に変換し、各周波数において音響伝達関
数行列を算出する。ここで、音響伝達関数行列をＣ
（Ｍ、Ｎ）で表す。行列Ｃの各要素は複素数である。な
お、添え字Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意味す
る。係数算出器１１０では、式（１）のように行列Ｃの
特異値分解を行う。 Ｃ＝ＵＷＶT （式 １） Ｕ（Ｍ，Ｎ）：Ｍ×Ｎの列直交行列（（ｉ＝１〜Ｍ）Σ
ＵｉｋＵｊｎ＝δｋｎ，１＜ｋ＜Ｎ，１＜ｎ＜Ｎ）） Ｗ（Ｎ，Ｎ）：Ｎ×Ｎの対角行列（対角成分ｗｊ〔ｊ＝
１〜Ｎ〕は非負） ＶT （Ｎ，Ｎ）：Ｎ×Ｎの直交行列Ｖ列Next, the operation of the first embodiment will be described. In the sound field 107, N at a certain temperature
N × M transfer functions 105 between the loudspeakers 104 and the M control points are obtained by measurement. Transfer function setting device 10
In step 8, the transfer function 105 is transformed into a frequency domain by a method such as FFT, and an acoustic transfer function matrix is calculated at each frequency. Here, the acoustic transfer function matrix is C
Expressed as (M, N). Each element of the matrix C is a complex number. Note that the suffixes M and N mean that the matrix is M rows and N columns. The coefficient calculator 110 performs the singular value decomposition of the matrix C as in Expression (1). C = UWV T (Equation 1) U (M, N): M × N column orthogonal matrix ((i = 1 to M) Σ
UikUjn = δkn, 1 <k <N, 1 <n <N)) W (N, N): N × N diagonal matrix (diagonal component wj [j =
1 to N] are non-negative.) V T (N, N): N × N orthogonal matrix V columns
【００１４】式（１）で得られたＷをそのまま用いる
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数が発散するという問題がある。そこで、以下の方
法で音場制御フィルタごとに発散を防止する。When the W obtained by the equation (1) is used as it is, if there is an element having a value of 0 or a value close to 0 among the elements of W, the sound field control filter corresponding to the element has a value of 0. There is a problem that the coefficient diverges. Therefore, divergence is prevented for each sound field control filter by the following method.
【００１５】まず、特異値行列Ｗの各要素の最大値Ｗ
max を求める。次に、各要素の最大値Ｗmax に対する比
を求める。この比が基準値以下になる場合には、その要
素ｗｊ値を０に設定する。基準値は−６０ｄＢから−２
０ｄＢの範囲でよく、−４０ｄＢとするのが妥当であ
る。First, the maximum value W of each element of the singular value matrix W
Find max . Next, the ratio of each element to the maximum value Wmax is determined. If this ratio is equal to or less than the reference value, the element wj value is set to zero. Reference value is from -60 dB to -2
The range may be 0 dB, and it is appropriate to set it to -40 dB.
【００１６】次に、式（２）に従ってＣの逆行列を算出
する。 Ｃ-1＝Ｖ〔ｄｉａｇ（１／ｗｊ）〕ＵT （式 ２） ｄｉａｇ（１／ｗｊ）：要素が１／ｗｊ〔ｊ＝１〜Ｎ〕
のＮ×Ｎ対角行列 Ｍ個の制御点における目標として所望のインパルスレス
ポンスを設定し、それぞれ周波数領域に変換し、各周波
数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性１１２として設定す
る。さらに、式（３）により解Ｘ（Ｎ）を算出する。 Ｘ＝Ｃ-1Ｂ （式 ３）Next, the inverse matrix of C is calculated according to equation (2). C -1 = V [diag (1 / wj)] U T (Equation 2) diag (1 / wj) : elements 1 / wj [j = 1 to N]
A desired impulse response is set as a target at M control points, is converted into a frequency domain, and a matrix B (M) is set as a target characteristic 112 at each frequency. Further, a solution X (N) is calculated by equation (3). X = C -1 B (Equation 3)
【００１７】各周波数についてＸを求め、Ｎ個の音場制
御用フィルタの周波数特性を求め、それぞれを逆ＦＦＴ
などの方法により時間領域に変換し、ある気温における
最適な係数を得る。この係数を係数データベースに設定
する。X is obtained for each frequency, and the frequency characteristics of the N sound field control filters are obtained.
Then, the data is converted to the time domain to obtain an optimum coefficient at a certain temperature. This coefficient is set in the coefficient database.
【００１８】以上の伝達関数１０５の測定から係数の算
出までの過程を異なる気温で繰り返し、複数の気温にお
ける最適な係数をそれぞれ算出する。係数を算出する気
温の範囲は、そのシステムを使用する場合に想定される
気温の範囲が望ましい。また、算出する係数の数は多い
方が効果的であり、各係数間の測定温度差が５℃以上離
れないようにするのが適当である。The process from the measurement of the transfer function 105 to the calculation of the coefficient is repeated at different temperatures, and the optimum coefficients at a plurality of temperatures are calculated. The range of the temperature for calculating the coefficient is preferably the range of the temperature assumed when the system is used. Further, it is effective to increase the number of coefficients to be calculated, and it is appropriate that the measured temperature difference between the coefficients does not differ by 5 ° C. or more.
【００１９】次に、システムの運用時には音場１０７に
おける温度センサ１１２の出力から、温度算出器１１３
において常時気温を算出する。係数選択器１１４では、
係数データベース１１１の中から、常に運用時の気温に
最も近い係数を選択し、音場制御フィルタ１０２に設定
する。Next, during operation of the system, a temperature calculator 113 is used based on the output of the temperature sensor 112 in the sound field 107.
Calculates the temperature at all times. In the coefficient selector 114,
From the coefficient database 111, a coefficient that is always closest to the operating temperature is selected and set in the sound field control filter 102.
【００２０】このように、本実施の形態１によれば、音
場１０７の気温が変化しても常に最適な係数に更新する
ことにより、制御点１０６の応答を目標特性１０９に近
づけることができる。As described above, according to the first embodiment, the response of the control point 106 can be made closer to the target characteristic 109 by always updating the coefficient to the optimum coefficient even when the temperature of the sound field 107 changes. .
【００２１】なお、本実施の形態では、係数の算出方法
として特異値分解による方法を採用したが、他にも公知
の最小二乗法によるものでもよい。In the present embodiment, a method based on singular value decomposition is adopted as a method of calculating coefficients, but a known method of least squares may be used.
【００２２】（実施の形態２）図２は本発明の第２の実
施の形態を示すものである。図２において、入力２０１
はＮ個の音場制御フィルタ２０２に接続される。音場制
御フィルタ２０２の出力はそれぞれＮ個の増幅器２０３
を経て音場２０７におけるＮ個のスピーカ２０４に接続
される。音場２０７では、Ｎ個のスピーカ２０４とＭ個
の制御点２０６の間の伝達関数２０５が測定されてい
る。伝達関数２０５は伝達関数設定器２０８の入力とな
る。また、音場２０７における温度センサ２１３は温度
算出器２１４に接続される。線型伸縮器２０９には伝達
関数設定器２０８と温度算出器２１４が接続される。係
数２１２には目標特性２１０と線型伸縮器２０９が接続
され、その出力は係数２１２に接続される。(Embodiment 2) FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, input 201
Are connected to N sound field control filters 202. The output of the sound field control filter 202 is N amplifiers 203 each.
To the N speakers 204 in the sound field 207. In the sound field 207, a transfer function 205 between the N speakers 204 and the M control points 206 is measured. The transfer function 205 is input to the transfer function setting unit 208. The temperature sensor 213 in the sound field 207 is connected to the temperature calculator 214. The transfer function setting unit 208 and the temperature calculator 214 are connected to the linear expander 209. The target characteristic 210 and the linear expander 209 are connected to the coefficient 212, and the output thereof is connected to the coefficient 212.
【００２３】次に、上記第２の実施の形態の動作につい
て説明する。音場２０７において、ある気温ｔ０〔℃〕
におけるＮ個のスピーカ２０４とＭ個の制御点の間のＮ
×Ｍ個の伝達関数２０５を測定により求め、伝達関数設
定器２０８に記録しておく。システムの運用時には音場
２０７における温度センサ２１３の出力から、温度算出
器２１４において常時気温ｔ〔℃〕を算出する。線型伸
縮器２０９では、制御時の気温ｔ〔℃〕に従って、以下
の方法で気温ｔ０〔℃〕で測定した伝達関数２０５に線
型伸縮処理を行う。気温ｔ〔℃〕における音速V は式
（４）により与えられる。 Ｖ（ｔ）＝３３１．５＋０．６ｔ （式 ４）Next, the operation of the second embodiment will be described. In the sound field 207, a certain temperature t0 [° C.]
Between N speakers 204 and M control points at
× M transfer functions 205 are obtained by measurement and recorded in the transfer function setting unit 208. During operation of the system, the temperature calculator 214 constantly calculates the temperature t [° C.] from the output of the temperature sensor 213 in the sound field 207. The linear expander / contractor 209 performs a linear expansion / contraction process on the transfer function 205 measured at the temperature t0 [° C.] in the following manner according to the temperature t [° C.] at the time of control. The sound speed V at the temperature t [° C.] is given by Expression (4). V (t) = 331.5 + 0.6t (Equation 4)
【００２４】制御時の気温がｔ０〔℃〕であるとき、ｔ
０〔℃〕で測定した伝達関数に与えるべき伸縮率αは式
（５）により求められる。 α＝Ｖ（ｔ０）／Ｖ（ｔ） （式 ５）When the temperature at the time of control is t0 [° C.], t
The expansion and contraction ratio α to be given to the transfer function measured at 0 [° C.] is obtained by the equation (5). α = V (t0) / V (t) (Equation 5)
【００２５】Ｎ×Ｍ個の伝達関数２０５のうち１つを時
間領域でｘ（ｎ）と表現し、式（６）よりＦＦＴスペク
トラムＸ（ｋ）を求める。One of the N × M transfer functions 205 is expressed as x (n) in the time domain, and the FFT spectrum X (k) is obtained from equation (6).
【数１】 (Equation 1)
【００２６】各ｍ（０≦ｍ≦Ｍ−１）に対し、式（７）
によりｘ’（ｍ）を求める。但し、ＭはαＮを越えない
最大の整数である。For each m (0 ≦ m ≦ M−1), equation (7)
X ′ (m) is obtained by Here, M is a maximum integer not exceeding αN.
【数２】 (Equation 2)
【００２７】このように得られたｘ’（ｍ）はｘ（ｎ）
をα倍に線型伸縮した信号であり、この線型伸縮をＮ×
Ｍ個の伝達関数２０５のそれぞれに行うことにより、気
温ｔ〔℃〕における伝達関数が推定できる。このように
推定した伝達関数をそれぞれＦＦＴなどの方法により周
波数領域に変換し、各周波数において音響伝達関数行列
を算出する。ここで、音響伝達関数行列をＣ（Ｍ、Ｎ）
で表す。行列Ｃの各要素は複素数である。なお、添え字
Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意味する。係数算出
器３１１では、前記式（１）のように行列Ｃの特異値分
解を行う。X '(m) thus obtained is x (n)
Is a signal that is linearly expanded and contracted by α times, and this linear expansion and contraction is N ×
By performing the process on each of the M transfer functions 205, the transfer function at the temperature t [° C.] can be estimated. The transfer functions estimated in this way are each converted into a frequency domain by a method such as FFT, and an acoustic transfer function matrix is calculated at each frequency. Here, the acoustic transfer function matrix is expressed as C (M, N)
Expressed by Each element of the matrix C is a complex number. Note that the suffixes M and N mean that the matrix is M rows and N columns. The coefficient calculator 311 performs singular value decomposition of the matrix C as in the above equation (1).
【００２８】式（１）で得られたＷをそのまま用いる
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数が発散するという問題がある。そこで、以下の方
法で音場制御フィルタごとに発散を防止する。If the W obtained by the equation (1) is used as it is, if there is an element having a value of 0 or a value close to 0 among the elements of W, the sound field control filter corresponding to the element has a value of 0. There is a problem that the coefficient diverges. Therefore, divergence is prevented for each sound field control filter by the following method.
【００２９】まず、特異値行列Ｗの各要素の最大値Ｗ
max を求める。次に、各要素の最大値Ｗmax に対する比
を求める。この比が基準値以下になる場合には、その要
素ｗｊの値を０に設定する。基準値は−６０ｄＢから−
００ｄＢの範囲でよく、−４０ｄＢとするのが妥当であ
る。First, the maximum value W of each element of the singular value matrix W
Find max . Next, the ratio of each element to the maximum value Wmax is determined. If the ratio is equal to or less than the reference value, the value of the element wj is set to 0. The reference value is from -60dB-
It may be in the range of 00 dB, and -40 dB is appropriate.
【００３０】次に、前記式（２）に従ってＣの逆行列を
算出する。Ｍ個の制御点における目標として所望のイン
パルスレスポンスを設定し、それぞれ周波数領域に変換
し、各周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性２１０と
して設定する。さらに、前記式（３）により解Ｘ（Ｎ）
を算出する。Next, the inverse matrix of C is calculated according to the above equation (2). A desired impulse response is set as a target at the M control points, and the impulse response is converted into a frequency domain, and a matrix B (M) is set as a target characteristic 210 at each frequency. Further, the solution X (N) is obtained by the above equation (3).
Is calculated.
【００３１】各周波数についてＸを求め、Ｎ個の音場制
御用フィルタの周波数特性を求め、それぞれを逆ＦＦＴ
などの方法により時間領域に変換し、気温ｔ〔℃〕にお
ける最適な係数２１２を得る。この係数２１２を音場制
御用フィルタ２０２に設定する。X is obtained for each frequency, and the frequency characteristics of the N sound field control filters are obtained.
The time is converted into a time domain by a method such as the above, and an optimum coefficient 212 at the temperature t [° C.] is obtained. The coefficient 212 is set in the sound field control filter 202.
【００３２】このように、本実施の形態２によれば、音
場２０７の気温が変化しても、常に最適な係数に更新す
ることにより、制御点２０６の応答を目標特性２１０に
近づけることができる。As described above, according to the second embodiment, even when the temperature of the sound field 207 changes, the response of the control point 206 can be made closer to the target characteristic 210 by always updating the coefficient to the optimum coefficient. it can.
【００３３】（実施の形態３）図３は本発明の第３の実
施の形態を示すものである。入力３０１は音場制御フィ
ルタ３０２に接続される。音場制御フィルタ３０２の出
力は増幅器３０３を経て音場３０７におけるスピーカ３
０４に接続される。音場３０７では、スピーカ３０４と
３０６の間の伝達関数３０５が測定されている。伝達関
数３０５は伝線型伸縮器３０８の入力となる。また、音
場３０７における気温検出マイク３０９は温度算出器３
１０に接続される。線型伸縮器３０８には伝達関数３０
５と温度算出器３１０が接続される。係数算出器３１１
には目標特性３１２と線型伸縮器３０８が接続され、そ
の出力は係数３０２に接続される。(Embodiment 3) FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The input 301 is connected to a sound field control filter 302. The output of the sound field control filter 302 passes through the amplifier 303 and the speaker 3 in the sound field 307.
04. In the sound field 307, a transfer function 305 between the speakers 304 and 306 is measured. The transfer function 305 is input to the transmission type expander 308. The temperature detection microphone 309 in the sound field 307 is connected to the temperature calculator 3
10 is connected. The transfer function 30 is added to the linear expander 308.
5 and the temperature calculator 310 are connected. Coefficient calculator 311
Is connected to the target characteristic 312 and the linear expander / contractor 308, and the output thereof is connected to the coefficient 302.
【００３４】次に、上記第３の実施の形態の動作につい
て説明する。音場３０７において、ある気温ｔ０[ ℃］
におけるスピーカ３０４と制御点３０６の間の伝達関数
３０５を測定により求めておく。伝達関数をＦＦＴなど
の方法により周波数領域に変換し、各周波数において音
響伝達関数行列を算出する。ここで、音響伝達関数行列
をＣ（Ｍ、Ｎ）で表す。行列Ｃの各要素は複素数であ
る。なお、添え字Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意
味し、ここでは、Ｍ＝Ｎ＝１である。係数算出器３１１
では、前記式（１）のように行列Ｃの特異値分解を行
う。Next, the operation of the third embodiment will be described. In the sound field 307, a certain temperature t0 [° C.]
, A transfer function 305 between the speaker 304 and the control point 306 is obtained by measurement. The transfer function is converted into a frequency domain by a method such as FFT, and an acoustic transfer function matrix is calculated at each frequency. Here, the acoustic transfer function matrix is represented by C (M, N). Each element of the matrix C is a complex number. Note that the suffixes M and N mean that the matrix is an M row and N column matrix, and here, M = N = 1. Coefficient calculator 311
Then, the singular value decomposition of the matrix C is performed as in the above equation (1).
【００３５】式（１）で得られたＷをそのまま用いる
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数が発散するという問題がある。そこで、以下の方
法で音場制御フィルタごとに発散を防止する。If W obtained by the equation (1) is used as it is, if there is an element having a value of 0 or a value close to 0 among the elements of W, the sound field control filter corresponding to the element has a value of 0. There is a problem that the coefficient diverges. Therefore, divergence is prevented for each sound field control filter by the following method.
【００３６】まず、特異値行列Ｗの各要素の最大値Ｗ
max を求める。次に、各要素の最大値Ｗmax に対する比
を求める。この比が基準値以下になる場合には、その要
素ｗｊの値を０に設定する。基準値は−６０ｄＢから−
２０ｄＢの範囲でよく、−４０ｄＢとするのが妥当であ
る。First, the maximum value W of each element of the singular value matrix W
Find max . Next, the ratio of each element to the maximum value Wmax is determined. If the ratio is equal to or less than the reference value, the value of the element wj is set to 0. The reference value is from -60dB-
The range may be 20 dB, and -40 dB is appropriate.
【００３７】次に、前記式（２）に従ってＣの逆行列を
算出する。Ｍ個の制御点における目標として所望のイン
パルスレスポンスを設定し、それぞれ周波数領域に変換
し、各周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性３１２と
して設定する。さらに、前記式（３）により解Ｘ（Ｎ）
を算出する。Next, the inverse matrix of C is calculated according to the above equation (2). A desired impulse response is set as a target at the M control points, each is converted into a frequency domain, and a matrix B (M) is set as a target characteristic 312 at each frequency. Further, the solution X (N) is obtained by the above equation (3).
Is calculated.
【００３８】各周波数についてＸすなわち音場制御用フ
ィルタの周波数特性を求め、逆ＦＦＴなどの方法により
時間領域に変換し、気温ｔ０[ ℃］における最適な係数
を得る。この係数を音場制御用フィルタ３０２に設定し
ておく。X is obtained for each frequency, that is, the frequency characteristic of the sound field control filter is obtained, and converted into a time domain by a method such as inverse FFT to obtain an optimum coefficient at the temperature t0 [° C.]. This coefficient is set in the sound field control filter 302 in advance.
【００３９】システムの運用時には、温度算出器３１０
では入力３０１と気温検出マイク３０９の出力を用いて
以下の方法で気温を算出する。まず、入力３０１と気温
検出マイク３０９の時間差Ｔ１〔ｓ〕を求める。時間差
Ｔ１〔ｓ〕の算出方法としては、入力３０１と気温検出
マイクの３０９の相互相関関数がピークとなる値を検出
する方法でよい。さらに、音場制御フィルタの既知の遅
延時間をＴ２〔ｓ〕とすると、音場３０７におけるスピ
ーカ３０４と気温検出マイク３０９の間の遅延時間Ｔ
〔ｓ〕は、式（８）により算出できる。 Ｔ＝Ｔ１−Ｔ２ （式 ８）During operation of the system, the temperature calculator 310
Then, the temperature is calculated by the following method using the input 301 and the output of the temperature detection microphone 309. First, a time difference T1 [s] between the input 301 and the temperature detection microphone 309 is obtained. As a method of calculating the time difference T1 [s], a method of detecting a value at which the cross-correlation function between the input 301 and the temperature detection microphone 309 reaches a peak may be used. Further, assuming that a known delay time of the sound field control filter is T2 [s], a delay time T between the speaker 304 and the temperature detection microphone 309 in the sound field 307 is set.
[S] can be calculated by equation (8). T = T1-T2 (Equation 8)
【００４０】さらに、既知のスピーカ３０４と気温検出
マイク３０９の間の距離Ｌ〔ｍ〕を用いて制御時の気温
ｔ０[ ℃］は式（９）により算出できる。 ｔ＝（Ｌ／Ｔ−３３１．５）／０．６ （式 ９）Further, using the distance L [m] between the known speaker 304 and the temperature detection microphone 309, the temperature t0 [° C.] at the time of control can be calculated by equation (9). t = (L / T−331.5) /0.6 (Equation 9)
【００４１】このように制御時の温度ｔ０[ ℃］を算出
しておき、線型伸縮器３０８であらかじめ測定しておい
た温度ｔ０[ ℃］に対し、以下の方法で温度ｔ０[ ℃］
にしたがって線型伸縮を与える。気温ｔ０[ ℃］におけ
る音速Ｖは式（４）により与えられる。In this manner, the temperature t0 [° C.] during the control is calculated, and the temperature t0 [° C.] is compared with the temperature t0 [° C.] measured in advance by the linear expander 308 in the following manner.
To give a linear stretch. The sound speed V at the temperature t0 [° C.] is given by Expression (4).
【００４２】制御時の気温がｔ０[ ℃］であるとき、ｔ
０[ ℃］で測定した伝達関数に与えるべき伸縮率αは、
前記式（５）により求められる。When the temperature at the time of control is t0 [° C.], t
The expansion ratio α to be given to the transfer function measured at 0 [° C] is
It is determined by the above equation (5).
【００４３】伝達関数３０５を時間領域でｘ（ｎ）と表
現し、前記式（６）によりＦスペクトラムＸ（ｋ）０求
める。The transfer function 305 is expressed as x (n) in the time domain, and the F spectrum X (k) 0 is obtained by the above equation (6).
【００４４】各ｍ（０≦ｍ≦Ｍ−１）に対し、前記式
（７）によりｘ’（ｍ）を求める。但し、ＭはαＮを超
えない最大の整数である。For each m (0 ≦ m ≦ M−1), x ′ (m) is obtained by the above equation (7). Here, M is a maximum integer not exceeding αN.
【００４５】このように得られたｘ’（ｍ）はｘ（ｎ）
をα倍に線型伸縮した信号である。このように推定した
伝達関数を用いて成上述の特異値分解の方法等によって
気温ｔ０[ ℃］における最適な係数を得る。この係数を
音場制御用フィルタ３０２に設定する。X '(m) thus obtained is x (n)
Are linearly expanded and contracted by α times. Using the transfer function estimated in this manner, an optimum coefficient at the temperature t0 [° C.] is obtained by the above-described singular value decomposition method or the like. This coefficient is set in the sound field control filter 302.
【００４６】このように、本実施の形態３によれば、音
場３０７の気温が変化しても、常に最適な係数に更新す
ることにより、制御点３０６の応答を目標特性３１２に
近づけることができる。As described above, according to the third embodiment, even if the temperature of the sound field 307 changes, the response of the control point 306 can be made closer to the target characteristic 312 by always updating the coefficient to the optimum coefficient. it can.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、音場制
御システムにおいて音場の気温変化による誤差を小さく
し、目標特性に近づけることができる。As described above, according to the present invention, in a sound field control system, an error caused by a change in temperature of a sound field can be reduced, and the target characteristic can be approximated.
【図１】本発明の第１の実施の形態における音場制御方
法を実施する装置の概略構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for implementing a sound field control method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施の形態における音場制御方
法を実施する装置の概略構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an apparatus that implements a sound field control method according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施の形態における音場制御方
法を実施する装置の概略構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for implementing a sound field control method according to a third embodiment of the present invention.
【図４】従来の音場制御方法を実施する装置の概略構成
を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for implementing a conventional sound field control method.
１０１ 入力 １０２ 音場制御フィルタ １０３ 増幅器 １０４ スピーカ １０５ 伝達関数 １０６ 制御点 １０７ 音場 １０８ 伝達関数設定器 １０９ 目標特性 １１０ 係数算出器 １１１ 係数データベース １１２ 温度センサ １１３ 温度算出器 １１４ 係数選択器 ２０１ 入力 ２０２ 音場制御フィルタ ２０３ 増幅器 ２０４ スピーカ ２０５ 伝達関数 ２０６ 制御点 ２０７ 音場 ２０８ 伝達関数設定器 ２０９ 目標特性 ２１０ 発散防止係数 ２１１ 係数算出器 ２１２ 計数 ３０１ 入力 ３０２ 音場制御フィルタ ３０３ 増幅器 ３０４ スピーカ ３０５ 伝達関数 ３０６ 制御点 ３０７ 音場 ３０８ 伝達関数設定器 ３０９ 線型伸縮器 ３１０ 目標特性 ３１１ 係数算出器 ３１２ 係数 ３１３ 温度センサ ３１４ 温度算出器 ４０１ 入力 ４０２ 音場制御フィルタ ４０３ 増幅器 ４０４ スピーカ ４０５ 伝達関数 ４０６ 制御点 ４０７ 音場 ４０８ 線型伸縮器 ４０９ 気温検出マイク ４１０ 温度算出器 ４１１ 係数算出器 ４１２ 目標特性 Reference Signs List 101 input 102 sound field control filter 103 amplifier 104 speaker 105 transfer function 106 control point 107 sound field 108 transfer function setter 109 target characteristic 110 coefficient calculator 111 coefficient database 112 temperature sensor 113 temperature calculator 114 coefficient selector 201 input 202 sound Field control filter 203 Amplifier 204 Speaker 205 Transfer function 206 Control point 207 Sound field 208 Transfer function setting unit 209 Target characteristic 210 Divergence prevention coefficient 211 Coefficient calculator 212 Count 301 Input 302 Sound field control filter 303 Amplifier 304 Speaker 305 Transfer function 306 Control Point 307 Sound field 308 Transfer function setting unit 309 Linear expander 310 Target characteristic 311 Coefficient calculator 312 Coefficient 313 Temperature sensor 314 Temperature calculator 401 Input 402 Sound field control Filter 403 amplifier 404 speaker 405 transfer function 406 control points 407 sound field 408 linear expansion 409 air temperature detection microphone 410 temperature calculator 411 coefficient calculator 412 target characteristics
Claims (8)
温によって音場制御に必要な最適な係数を選択する音場
制御方法。1. A sound field control method for grasping the temperature of a sound field during control and selecting an optimum coefficient required for sound field control according to the temperature of the sound field.
より音場の気温を把握する請求項１記載の音場制御方
法。2. The sound field control method according to claim 1, wherein the temperature of the sound field is grasped by measuring the temperature with a temperature sensor.
を測定し、それぞれの伝達関数における最適な係数を算
出しておき、それらの係数の中から係数を選択する請求
項１記載の音場制御方法。3. The sound field according to claim 1, wherein a transfer function of the sound field is measured in advance at a plurality of temperatures, an optimum coefficient for each transfer function is calculated, and a coefficient is selected from the coefficients. Control method.
音場の気温に最も近い気温で測定した音場の伝達関数を
用いて算出した係数を選択する請求項３記載の音場制御
方法。4. The sound field control method according to claim 3, wherein a coefficient calculated using a transfer function of a sound field measured at a temperature closest to the temperature of the sound field at the time of coefficient control is selected from the plurality of coefficient data. .
え、ある気温で測定した伝達関数を用いて制御時の気温
における音場の伝達関数を推定することにより、制御時
の気温における最適な係数を算出し逐次更新する請求項
１記載の音場制御方法。5. A method for linearly expanding and contracting a transfer function of a sound field, wherein the transfer function of the sound field at the time of control is estimated by using the transfer function measured at a certain temperature, so that the transfer function of the sound field at the time of control is optimized. 2. The sound field control method according to claim 1, wherein the coefficient is calculated and sequentially updated.
推定時に、伝達関数の継続時間長のうち初期の一部のみ
を用いて推定を行う請求項５記載の音場制御方法。6. The sound field control method according to claim 5, wherein when the transfer function of the sound field at the temperature at the time of the control is estimated, the estimation is performed using only an initial part of the duration of the transfer function.
出用マイクへの入力と音場制御システムへの入力を用い
て制御時の気温を推定することにより音場の気温を把握
する請求項１記載の音場制御方法。7. A method for assembling a temperature in a sound field by providing a temperature detection microphone in a sound field and estimating a temperature during control using an input to the temperature detection microphone and an input to a sound field control system. Item 2. The sound field control method according to Item 1.
ステムへの入力の相互相関関数が最大値をとるシフト量
により制御時の気温を推定する請求項７記載の音場制御
方法。8. The sound field control method according to claim 7, wherein the temperature at the time of control is estimated based on a shift amount at which a cross-correlation function of the input to the temperature detection microphone and the input to the sound field control system takes a maximum value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11173557A JP2001005464A (en) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | Method of controlling sound field |
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| JP11173557A JP2001005464A (en) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | Method of controlling sound field |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001005464A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210986A (en) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Sony Corp | Sound field design method and sound field composite apparatus |
| WO2008093405A1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Toa Corporation | Filter frequency characteristic deciding method, and resonance preventing device |
| JP2010172000A (en) * | 2010-03-25 | 2010-08-05 | Sony Corp | Sound field synthesizing apparatus |
| JP2013530420A (en) * | 2010-05-06 | 2013-07-25 | ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション | Audio system equalization processing for portable media playback devices |
| JP2015060007A (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | 日本放送協会 | Inverse system design method, inverse system design device, and program |
| US9307340B2 (en) | 2010-05-06 | 2016-04-05 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Audio system equalization for portable media playback devices |
-
1999
- 1999-06-21 JP JP11173557A patent/JP2001005464A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210986A (en) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Sony Corp | Sound field design method and sound field composite apparatus |
| WO2008093405A1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Toa Corporation | Filter frequency characteristic deciding method, and resonance preventing device |
| JP2010172000A (en) * | 2010-03-25 | 2010-08-05 | Sony Corp | Sound field synthesizing apparatus |
| JP2013530420A (en) * | 2010-05-06 | 2013-07-25 | ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション | Audio system equalization processing for portable media playback devices |
| US9307340B2 (en) | 2010-05-06 | 2016-04-05 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Audio system equalization for portable media playback devices |
| JP2015060007A (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | 日本放送協会 | Inverse system design method, inverse system design device, and program |
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