JP2006319786A - Sound field measuring apparatus and sound field measuring method - Google Patents

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Kohei Asada
宏平 浅田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correct difference in characteristic between a plurality of microphones for sound field measurement. <P>SOLUTION: A sound field correction/measurement function section 31 in a sound field correction unit 3 is provided with a sound field correction processing block 32 for performing processing of correcting the characteristic of an original sound signal; and a measurement processing block 33 for measuring sound characteristic information required for analyzing a parameter to be provided to the original sound signal to generate a more realistic sound field. The measurement processing block 33 is further provided with measurement sections 331a, 331b, measurement sound processing sections 332a, 332b, and a microphone characteristic correction section 333. The measurement sound processing section 332 generates a measurement sound signal. The microphone characteristic correction section 333 corrects the sound collecting characteristic in microphones 6a, 6b and generates the extremely excellent sound field in its listening environment while adding this correction value. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、例えば、スピーカから出力される音声信号によって実空間に所定の音場を生成する又はこれを補正することができる音場測定装置及び音場測定方法に関する。   The present invention relates to a sound field measuring apparatus and a sound field measuring method that can generate or correct a predetermined sound field in real space by an audio signal output from a speaker, for example.

ビデオデータ、音楽データ等の再生装置において臨場感や音質は、ユーザにとって善し悪しが比較的判断しやすい。例えば、ユーザがオーケストラ曲を聴くとき、仮想音場のなかで個々の楽器の位置が鮮明に感じられ、本物のオーケストラが眼前で演奏しているかのようなイメージが想起される音場が生成できることが好ましい。   In a playback device for video data, music data, etc., the sense of reality and sound quality are relatively easy for the user to judge. For example, when a user listens to an orchestra song, the position of each instrument can be clearly felt in the virtual sound field, and a sound field can be generated that is reminiscent of a real orchestra playing in front of you. Is preferred.

例えば、再生音場の音像が虚音像として最適な場所に定位するようにL信号とR信号からなる2チャンネルステレオ信号の各信号チャンネルのバランスを調整し2つのスピーカから出力する2チャンネルステレオ方式、左右の2チャンネルスピーカの中央にセンタースピーカを加えた3チャンネルステレオ方式、そして更に背面スピーカを加えた5.1チャンネルステレオ方式等が存在する。   For example, a two-channel stereo system that adjusts the balance of each signal channel of a two-channel stereo signal composed of an L signal and an R signal and outputs from two speakers so that the sound image of the reproduction sound field is localized at an optimal place as a virtual sound image, There are a three-channel stereo system in which a center speaker is added at the center of left and right two-channel speakers, and a 5.1 channel stereo system in which a rear speaker is further added.

例えば、5.1チャンネルステレオ方式のようなマルチチャンネルのオーディオシステムでは、各スピーカから出力される音声信号は、現実的な音場を再現できるように各スピーカから出力される音声信号のパラメータが決定されているが、例えば、聴取者が聴取する位置での再生音声のバランスや音質は、リスニングルームの構造、スピーカに対する聴取者の位置等をはじめとする、いわゆるリスニング環境に応じて変化するため、聴取者が実際に感じる音場(音響)が録音時に構成された理想的な再生音場と異なることがあるという問題点があった。   For example, in a multi-channel audio system such as a 5.1 channel stereo system, the parameters of the audio signals output from the speakers are determined so that the audio signals output from the speakers can reproduce a realistic sound field. However, for example, the balance and sound quality of the reproduced sound at the position where the listener listens change depending on the so-called listening environment including the structure of the listening room, the position of the listener relative to the speaker, etc. There has been a problem that the sound field (sound) that the listener actually feels may be different from the ideal reproduction sound field constructed during recording.

この問題は、例えば、小部屋、自動車内のような小空間で顕著になる。自動車の室内では、聴取者の位置は、座席位置にほぼ限定されるため、スピーカと聴取位置の距離の偏りが大きくなる。そのため、スピーカから出力された音声信号の到達時間の時間差が生じて音場のバランスが大きく乱れる。特に、自動車の室内は、ほぼ密閉された状態にあるために反射音等が複雑に合成されて聴取者に到達し、聴取位置における再生音場を乱す要因にもなる。更に、小部屋や車内は、スピーカの取付位置も制限されるため、スピーカからの出力音が聴取者の耳に直接到達するようなスピーカ配置が実現できないときには、スピーカ配置による音質の変化も再現音場の劣化に大きく影響する。   This problem becomes prominent in small spaces such as small rooms and automobiles. Since the position of the listener is almost limited to the seat position in the interior of the automobile, the distance between the speaker and the listening position becomes large. Therefore, a time difference in the arrival time of the audio signal output from the speaker occurs, and the balance of the sound field is greatly disturbed. In particular, since the interior of an automobile is in a substantially sealed state, reflected sounds and the like are synthesized in a complex manner and reach the listener, which may be a factor that disturbs the reproduced sound field at the listening position. Furthermore, in small rooms and cars, the speaker mounting position is also limited, so when speaker placement in which the output sound from the speaker directly reaches the listener's ear cannot be realized, the change in sound quality due to speaker placement is also reproduced. It greatly affects the field degradation.

そのため、聴取者がオーディオシステムを使用するリスニング環境に応じて可能な限り本来の音場に近い再生音場がつくりだされるように出力音声信号に対して適切な音響補正を行うことが知られている。先ず、リスニング環境における音響特性を測定し、測定結果に基づいてオーディオセットの音声出力系に対して音響補正を施す信号処理のパラメータを設定する。そして、ここで設定されたパラメータにしたがって信号処理された音声信号をスピーカから出力することによって、リスニング環境に適合して補正された良好な音場が再現されるわけである。この音響補正としては、例えば、各スピーカから出力すべき音声信号が聴取者の聴取位置(耳の位置)で遅延時間差ゼロになるように出力音声の周波数を補正すればよい。   For this reason, it is known that the listener performs appropriate acoustic correction on the output audio signal so that a reproduction sound field as close to the original sound field as possible is created according to the listening environment in which the audio system is used. ing. First, the acoustic characteristics in the listening environment are measured, and parameters for signal processing for performing acoustic correction on the audio output system of the audio set are set based on the measurement result. Then, by outputting an audio signal subjected to signal processing according to the parameters set here from the speaker, a good sound field corrected in conformity with the listening environment is reproduced. As this acoustic correction, for example, the frequency of the output sound may be corrected so that the sound signal to be output from each speaker has a delay time difference of zero at the listener's listening position (ear position).

音響特性の測定と、この測定結果に基づいた音響補正の一例としては、特許文献1にも開示されているような、音響補正装置を用いた次の手法が知られている。   As an example of the measurement of the acoustic characteristics and the acoustic correction based on the measurement result, the following method using an acoustic correction device as disclosed in Patent Document 1 is known.

先ず、オーディオセットを使用する空間、つまりリスニング空間において聴取者の耳の位置(リスニングポジション)に測定用マイクロフォンを配置する。そして、音響補正装置によってスピーカから測定音を出力し、この測定音をマイクロフォンで集音し、集音された音声信号の特性から各スピーカと聴取位置(マイクロフォンの設置位置、すなわち集音位置)との間の距離情報を算出する。距離情報に基づいて、各スピーカから聴取位置までの空間における音声の到達時間が得られるので、音響補正装置は、各スピーカの到達時間の情報を利用して各スピーカから放出された音声が聴取位置に到達するタイミングが一致するように、各スピーカに対応するチャンネルの音声信号の遅延時間を設定することができる。この補正は、一般にタイムアライメントともいわれる。   First, a measurement microphone is arranged at a position (listening position) of a listener's ear in a space where an audio set is used, that is, a listening space. The measurement sound is output from the speaker by the acoustic correction device, and the measurement sound is collected by the microphone. From the characteristics of the collected sound signal, each speaker and the listening position (the microphone installation position, that is, the sound collection position) The distance information between is calculated. Since the arrival time of the sound in the space from each speaker to the listening position can be obtained based on the distance information, the acoustic correction device uses the information on the arrival time of each speaker to hear the sound emitted from each speaker. It is possible to set the delay time of the audio signal of the channel corresponding to each speaker so that the timings of arriving at are matched. This correction is generally referred to as time alignment.

特開2000−261900号公報JP 2000-261900 A

上述した音場測定を行う際、1つのマイクロフォンであれば、リスニング環境における再生音声信号の周波数の局所的な状態や、周波数の特性変化に対して特異的な補正を行うためのパラメータを選択することができるが、複数のマイクロフォンを用いて同等の測定を行って、算出値を平均化等すれば、より柔軟な対応ができることは自明である。   When performing the above-described sound field measurement, if a single microphone is used, a parameter for performing a specific correction for the local state of the frequency of the reproduced audio signal in the listening environment or a change in frequency characteristics is selected. However, it is self-evident that a more flexible response can be achieved by performing the same measurement using a plurality of microphones and averaging the calculated values.

例えば、上述した音響補正装置では、音場を測定するために複数のマイクロフォンを用いているが、ここでマイクロフォンの特性差が重要な問題となる。マイクロフォンの特性差が大きい場合、不適切な補正用パラメータが算出されるおそれがある。音場再生に対して最適な補正を与えるための補正用パラメータを測定するという目的上、各マイクロフォンの特性差が可能な限り小さい方がよい。しかし、個体差が小さいマイクロフォンを選択してオーディオセットに組み込んだり、測定用マイクロフォンの個々の品質差が小さくなるように製造したりすることは製造コスト増につながった。   For example, in the acoustic correction apparatus described above, a plurality of microphones are used to measure the sound field, but the characteristic difference between the microphones is an important problem. When the characteristic difference between the microphones is large, an inappropriate correction parameter may be calculated. For the purpose of measuring a correction parameter for giving an optimal correction for sound field reproduction, it is preferable that the difference in characteristics of each microphone is as small as possible. However, selecting a microphone with a small individual difference and incorporating it into an audio set or manufacturing the measurement microphone so that the quality difference between the individual microphones is small has led to an increase in manufacturing cost.

そこで、本発明は、上述した従来の実情に鑑みて提案されたものであり、音場測定用の複数のマイクロフォン間の特性差を補正することができる音場測定装置及び音場測定方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described conventional situation, and provides a sound field measuring apparatus and a sound field measuring method capable of correcting a characteristic difference between a plurality of microphones for sound field measurement. The purpose is to do.

上述した目的を達成するために、本発明に係る音場測定装置は、複数のスピーカを備えるオーディオセットにおけるこれらスピーカから出力される音声信号によって再生環境内に生成される音場を測定する音場測定装置において、再生環境内の任意の位置に設置され複数のスピーカから出力される音声信号を集音する第1のマイクロフォンと、第1のマイクロフォン近傍に設置され上記複数のスピーカから出力される音声信号を集音する第2のマイクロフォンと、第1のマイクロフォンにおける音声信号の集音特性及び第2のマイクロフォンにおける音声信号の集音特性を測定する測定部と、測定された集音特性を解析する特性解析部と、第1のマイクロフォン及び第2のマイクロフォンで集音された音声信号に対して特性解析部で解析された解析値を基に第1のマイクロフォンと第2のマイクロフォンの集音特性差を減じる補正を行うための補正値を生成する補正値生成部とを備え、第1のマイクロフォンと第2のマイクロフォンで集音された後の音声信号の特性差を補正することにより、再生環境に再現される音場をより正確に測定する。   In order to achieve the above-described object, a sound field measuring apparatus according to the present invention is a sound field that measures a sound field generated in a reproduction environment by an audio signal output from these speakers in an audio set including a plurality of speakers. In the measurement apparatus, a first microphone that collects audio signals output from a plurality of speakers installed at an arbitrary position in a reproduction environment, and an audio output from the plurality of speakers installed in the vicinity of the first microphone. A second microphone that collects the signal; a measurement unit that measures the sound collection characteristics of the audio signal in the first microphone and the sound collection characteristic of the audio signal in the second microphone; and the measured sound collection characteristics are analyzed. The characteristic analyzer and the voice signal collected by the first microphone and the second microphone are analyzed by the characteristic analyzer. A correction value generation unit that generates a correction value for performing correction to reduce the difference in sound collection characteristics between the first microphone and the second microphone based on the analysis value, and is collected by the first microphone and the second microphone; The sound field reproduced in the reproduction environment is measured more accurately by correcting the difference in the characteristics of the sound signal after it is sounded.

第1のマイクロフォンと第2のマイクロフォンの集音特性を補正する際には、複数のスピーカのうち1スピーカを基準とすればよい。第1のマイクロフォンと第2のマイクロフォンは、基準となるスピーカから略等距離に設置されることが好ましいため、特性解析部において、第1のマイクロフォンと複数のスピーカのうち測定対象であるスピーカとの距離及び第2のマイクロフォンと該測定対象であるスピーカとの距離を解析し、双方の距離が略等距離であるとき、第1のマイクロフォン及び第2のマイクロフォンで集音された音声信号に対して第1のマイクロフォンと第2のマイクロフォンの集音特性差を減じる補正を行う。   When correcting the sound collection characteristics of the first microphone and the second microphone, one speaker among a plurality of speakers may be used as a reference. Since the first microphone and the second microphone are preferably installed at approximately the same distance from the reference speaker, in the characteristic analysis unit, the first microphone and the speaker to be measured among the plurality of speakers are connected. Analyzing the distance and the distance between the second microphone and the speaker to be measured, and when the distance between the two is substantially the same distance, the sound signal collected by the first microphone and the second microphone Correction is performed to reduce the sound collection characteristic difference between the first microphone and the second microphone.

集音特性としては、第1のマイクロフォン又は第2のマイクロフォンにおける集音感度、集音された音声信号の周波数振幅特性があげられる。また、この集音特性は、インパルス応答により算出される。   Examples of the sound collection characteristics include sound collection sensitivity in the first microphone or the second microphone, and frequency amplitude characteristics of the collected sound signal. The sound collection characteristic is calculated from an impulse response.

また、上述した目的を達成するために、本発明に係る音場測定方法は、複数のスピーカを備えるオーディオセットにおけるこれらスピーカから出力される音声信号によって再生環境内に生成される音場を測定する音場測定方法において、再生環境内の任意の位置に設置された第1のマイクロフォンによって複数のうち所定のスピーカから出力される音声信号を集音する第1の集音工程と、第1のマイクロフォン近傍に設置された第2のマイクロフォンによって所定のスピーカから出力される音声信号を集音する第2の集音工程と、第1の集音工程で取得した音声信号の集音特性及び第2の集音工程で取得した音声信号の集音特性を測定する測定工程と、測定された集音特性を解析する特性解析工程と、第1の集音工程及び第2の集音工程で集音された音声信号に対して特性解析工程で解析された解析値を基に第1のマイクロフォンと第2のマイクロフォンの集音特性差を減じる補正を行うための補正値を生成する補正値生成工程とを有し、特性解析工程では、第1のマイクロフォンと複数のスピーカのうち測定対象であるスピーカとの距離及び第2のマイクロフォンと該測定対象であるスピーカとの距離が解析され双方の距離が略等距離であるとき、第1のマイクロフォン及び第2のマイクロフォンで集音された音声信号に対して第1のマイクロフォンと第2のマイクロフォンの集音特性差を減じる補正を行う。   In order to achieve the above-described object, the sound field measurement method according to the present invention measures a sound field generated in a reproduction environment by an audio signal output from these speakers in an audio set including a plurality of speakers. In the sound field measuring method, a first sound collecting step of collecting a sound signal output from a predetermined speaker among a plurality of sounds by a first microphone installed at an arbitrary position in a reproduction environment, and the first microphone A second sound collecting step of collecting a sound signal output from a predetermined speaker by a second microphone installed in the vicinity; a sound collecting characteristic of the sound signal acquired in the first sound collecting step; A measurement process for measuring the sound collection characteristics of the audio signal acquired in the sound collection process, a characteristic analysis process for analyzing the measured sound collection characteristics, and a first sound collection process and a second sound collection process. A correction value generation step for generating a correction value for performing a correction for reducing the difference in sound collection characteristics between the first microphone and the second microphone based on the analysis value analyzed in the characteristic analysis step with respect to the sound signal thus obtained; In the characteristic analysis step, the distance between the first microphone and the speaker that is the measurement target among the plurality of speakers and the distance between the second microphone and the speaker that is the measurement target are analyzed, and the distance between the two is approximately When the distance is equal, correction is performed to reduce the difference between the sound collection characteristics of the first microphone and the second microphone with respect to the sound signals collected by the first microphone and the second microphone.

本発明によれば、音場を測定するために再生環境内に設置される複数のマイクロフォン間の特性差を自動的に補正することができる。   According to the present invention, it is possible to automatically correct a characteristic difference between a plurality of microphones installed in a reproduction environment in order to measure a sound field.

以下、本発明の具体例として示す音場測定装置について図面を用いて詳細に説明する。具体例として示す音場測定装置1は、複数のスピーカを備え各スピーカから出力される音声信号により録音時の音場をより現実的に再現することができる、いわゆるマルチチャンネル方式に対応したオーディオセットに搭載され、より現実的な音場を生成するために元の音声信号に対して与えるパラメータ等の解析に必要な音声特性情報を測定するための測定用の集音手段としてのマイクロフォンの集音特性を補正可能にしたものである。   Hereinafter, a sound field measuring apparatus shown as a specific example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The sound field measuring apparatus 1 shown as a specific example includes a plurality of speakers and can reproduce the sound field at the time of recording more realistically by audio signals output from the speakers, and is an audio set corresponding to a so-called multi-channel method. To collect sound from a microphone as sound collection means for measurement to measure sound characteristics information required for analysis of parameters and the like given to the original sound signal in order to generate a more realistic sound field The characteristic can be corrected.

図1は、本発明に係る音場測定装置を適用したオーディオセット全体の構成例を示している。図1に示すオーディオセット1は、記録媒体(以下、メディアという。)から記録された音楽コンテンツのデータを読み出すメディア再生部2と、再生された元のマルチチャンネルオーディオ信号の特性を変更する音場補正機能及びマイクロフォンの集音特性を補正する機能を有する音場補正ユニット3と、補正されたマルチチャンネルオーディオ信号のそれぞれを増幅するパワーアンプ部4と、各種スピーカ51〜5nとを備え、更に各スピーカから出力された音声信号でつくられる音場を測定する2つのマイクロフォン6a、6bを備えることを特徴とする。また、オーディオセット1は、メモリ部8を備え、音場補正ユニット3において音場を補正する処理、及びスピーカからの出力信号を測定しマイクロフォンの集音特性を補正する処理を実行するプログラム、またその処理に必要な情報が格納されている。メモリ部8としては、例えば、フラッシュメモリ等をはじめとした不揮発性かつ書換可能なメモリ素子が適用できる。上述した各部は、制御部7により統括制御されている。   FIG. 1 shows a configuration example of an entire audio set to which a sound field measuring apparatus according to the present invention is applied. An audio set 1 shown in FIG. 1 includes a media playback unit 2 that reads music content data recorded from a recording medium (hereinafter referred to as a medium), and a sound field that changes the characteristics of the played back multi-channel audio signal. A sound field correction unit 3 having a correction function and a function of correcting the sound collection characteristics of the microphone, a power amplifier unit 4 for amplifying each of the corrected multi-channel audio signals, and various speakers 51 to 5n, The apparatus includes two microphones 6a and 6b that measure a sound field generated by an audio signal output from a speaker. In addition, the audio set 1 includes a memory unit 8, a program for executing processing for correcting the sound field in the sound field correction unit 3, and processing for measuring the output signal from the speaker and correcting the sound collection characteristics of the microphone, Information necessary for the processing is stored. As the memory unit 8, for example, a nonvolatile and rewritable memory element such as a flash memory can be applied. Each of the above-described units is comprehensively controlled by the control unit 7.

メディア再生部2は、メディアに記録された音声コンテンツのデータを読み出す。メディア再生部2で再生可能なメディアの種別、記録フォーマット等については特に限定されないが、一例としてCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)をあげることができる。   The media playback unit 2 reads audio content data recorded on the media. There are no particular restrictions on the type of media that can be played back by the media playback unit 2, the recording format, and the like, but examples include CD (Compact Disc) and DVD (Digital Versatile Disc).

現状の一般的なDVDフォーマットには、DVD規格に準拠したDVD Audio、AC3(Audio Code Number 3)等の方式があるが、本具体例では、オーディオデータは、AC3方式にしたがって圧縮符号化されている。したがって、メディア再生部2は、圧縮符号化されたオーディオデータをデコード処理するデコーダも含まれる。   Current general DVD formats include DVD Audio, AC3 (Audio Code Number 3), etc., which conform to the DVD standard. In this specific example, audio data is compressed and encoded according to the AC3 method. Yes. Therefore, the media playback unit 2 also includes a decoder that decodes the compression-coded audio data.

なお、メディア再生部2は、DVDとオーディオCDの両者が再生可能な、いわゆるコンボドライブであってもよい。また、オーディオ信号の入力先は、メディア再生部2で再生可能なメディアのみならず、テレビジョン放送等を受信復調してビデオ信号及びオー ディオ信号を出力するテレビジョンチューナであってもよい。また、有線LAN及び無線LAN、ネットワーク、またこのようなネットワークが互いに接続されてなる、いわゆるインターネット等の大規模ネットワークであってもよい。更には、ハードディスク等の大容量記録媒体であってもよい。更に、メディア再生部2は、上述したメディア再生のための構成、テレビジョンチューナ、ネットワーク接続のための構成、HDD等を併せもっていてもよい。   The media playback unit 2 may be a so-called combo drive that can play back both DVDs and audio CDs. Further, the input destination of the audio signal may be a television tuner that receives and demodulates a television broadcast or the like and outputs a video signal and an audio signal as well as a medium that can be reproduced by the media reproducing unit 2. Further, it may be a wired LAN, a wireless LAN, a network, or a large-scale network such as a so-called Internet in which such networks are connected to each other. Furthermore, it may be a large-capacity recording medium such as a hard disk. Furthermore, the media playback unit 2 may have the above-described configuration for media playback, a television tuner, a configuration for network connection, an HDD, and the like.

メディア再生部2がマルチオーディオチャンネルに対応する場合、このメディア再生部2によって読み出されたオーディオ信号は、オーディオチャンネル毎に対応した複数系統の信号ラインで出力される。本具体例では、オーディオセット1は、5.1チャンネルサラウンド方式に対応しており、メディア再生部2は、最大で、センターチャンネル(C)、フロント左チャンネル(FL)、フロント右チャンネル(FR)、左サラウンドチャンネル(BL)、右サラウンドチャンネル(BR)及びサブウーファチャンネルに対応する6系統のオーディオ信号を出力する。メディア再生部2で再生されたオーディオ信号は、音場補正ユニット3の測定機能部と音場補正機能部とで音響特性が補正された信号としてパワーアンプ部4に対して入力される。音場補正ユニット3の詳細については後述する。   When the media playback unit 2 supports multiple audio channels, the audio signal read out by the media playback unit 2 is output through a plurality of signal lines corresponding to each audio channel. In this specific example, the audio set 1 corresponds to the 5.1 channel surround system, and the media playback unit 2 has the maximum center channel (C), front left channel (FL), and front right channel (FR). 6 audio signals corresponding to the left surround channel (BL), the right surround channel (BR) and the subwoofer channel are output. The audio signal reproduced by the media reproducing unit 2 is input to the power amplifier unit 4 as a signal whose acoustic characteristics are corrected by the measurement function unit and the sound field correction function unit of the sound field correction unit 3. Details of the sound field correction unit 3 will be described later.

パワーアンプ部4は、入力されたオーディオ信号を増幅してスピーカを駆動するためのドライブ信号を出力する。ここではパワーアンプ部4は、オーディオセット1が対応するチャンネル構成に応じた数の回路系を備え、オーディオ信号を各回路によってチャンネル毎に増幅し、例えば、上述したようなリスニング環境においてしかるべき位置に配置されたセンターチャンネル(C)、フロント左チャンネル(FL)、フロント右チャンネル(FR)、左サラウンドチャンネル(BL)、右サラウンドチャンネル(BR)、サブウーファチャンネルに対応するスピーカにドライブ信号を出力する。このマルチチャンネル構成によって、オーディオセット1は、音楽コンテンツが録音されたときのレコーディング環境を現在のリスニング環境に再現することができる。   The power amplifier unit 4 amplifies the input audio signal and outputs a drive signal for driving the speaker. Here, the power amplifier unit 4 includes a number of circuit systems corresponding to the channel configuration to which the audio set 1 corresponds, and amplifies the audio signal for each channel by each circuit, for example, in an appropriate position in the listening environment as described above. Drive signals are output to speakers corresponding to the center channel (C), front left channel (FL), front right channel (FR), left surround channel (BL), right surround channel (BR), and subwoofer channel. . With this multi-channel configuration, the audio set 1 can reproduce the recording environment when the music content is recorded in the current listening environment.

スピーカ5は、チャンネル数に対応した数だけ備えることができ、本具体例では5.1チャンネルサラウンド方式であるので、チャンネル毎に合計6つのスピーカが接続される。また、7.1チャンネルサラウンド方式に対応していれば、各チャンネルに対応する8つのスピーカが接続可能である。オーディオセット1におけるスピーカ及びマイクロフォンの配置について図2を用いて説明する。図2は、5.1チャンネルサラウンド方式に対応したオーディオセットにおける典型的なスピーカ配置を示している。   The speaker 5 can be provided in a number corresponding to the number of channels. In this specific example, since the 5.1 channel surround system is used, a total of six speakers are connected for each channel. Further, if the 7.1 channel surround system is supported, eight speakers corresponding to each channel can be connected. The arrangement of speakers and microphones in the audio set 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a typical speaker arrangement in an audio set corresponding to the 5.1 channel surround system.

図2に示すスピーカ51はセンターチャンネル(C)、スピーカ52はフロント左チャンネル(FL)、スピーカ53はフロント右チャンネル(FR)、スピーカ54は左サラウンドチャンネル(BL)、スピーカ55は右サラウンドチャンネル(BR)に、それぞれ対応している。また、オーディオセット1は、図2に示さないサブウーファチャンネル用のスピーカを備えており、メディア再生部2は、これら6チャンネルに対応する6系統のオーディオ信号を出力する。   The speaker 51 shown in FIG. 2 is a center channel (C), the speaker 52 is a front left channel (FL), the speaker 53 is a front right channel (FR), the speaker 54 is a left surround channel (BL), and the speaker 55 is a right surround channel (FR). BR) respectively. In addition, the audio set 1 includes subwoofer channel speakers not shown in FIG. 2, and the media playback unit 2 outputs six audio signals corresponding to these six channels.

図2のように配置されたスピーカから出力された音声信号により、スピーカに囲まれる領域に音場が生成される。このオーディオセット1を使用するリスニング環境としては、例えば、自動車内、小室内等があげられる。   A sound field is generated in a region surrounded by the speaker by the audio signal output from the speaker arranged as shown in FIG. Examples of the listening environment that uses the audio set 1 include the inside of a car and a small room.

マイクロフォン6a、6bは、リスニング環境に生成される音場を測定する際、所定の測定音を集音する手段であって、マイクロフォン6aとマイクロフォン6bは、複数のスピーカの1スピーカを基準としたとき、基準としたスピーカから略等距離に設置されることが好ましい。本具体例では、マイクロフォン6aとマイクロフォン6bは、リスニング環境内で両者の設置位置による特性差が現れない程度の間隔をあけて互いに固定されている。マイクロフォン6a、6bで集音された音声信号は、音場補正ユニット3に入力される。   The microphones 6a and 6b are means for collecting a predetermined measurement sound when measuring the sound field generated in the listening environment. The microphones 6a and 6b are based on one speaker of a plurality of speakers. It is preferable that they are installed at approximately the same distance from the reference speaker. In this specific example, the microphone 6a and the microphone 6b are fixed to each other with an interval that does not cause a characteristic difference depending on the installation position of both in the listening environment. The sound signals collected by the microphones 6 a and 6 b are input to the sound field correction unit 3.

制御部7は、CPU(Central Processing Unit)、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータを備え、図1に示すオーディオセット1を構成する各部、或いは各種機能部位に対する制御並びに各種処理を実行している。また、制御部7は、ユーザからの操作選択を受け付けるためのユーザインターフェイス部9が接続されていてもよい。   The control unit 7 includes a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM, a RAM, and the like, and executes control and various processes for each unit constituting the audio set 1 shown in FIG. The control unit 7 may be connected to a user interface unit 9 for accepting an operation selection from the user.

続いて、図3を用いて音場補正ユニット3の内部構成について詳細に説明する。   Next, the internal configuration of the sound field correction unit 3 will be described in detail with reference to FIG.

音場補正ユニット3は、音場を補正する機能とスピーカの出力音声を測定する機能とを備えた音場補正/測定機能部31を備えている。音場補正/測定機能部31は、元の音声信号の特性を補正する処理を行う音場補正処理ブロック32と、より現実的な音場を生成するために元の音声信号に対して与えるパラメータ等の解析に必要な音声特性情報を測定する測定処理ブロック33とを備えている。   The sound field correction unit 3 includes a sound field correction / measurement function unit 31 having a function of correcting a sound field and a function of measuring output sound of a speaker. The sound field correction / measurement function unit 31 includes a sound field correction processing block 32 that performs processing for correcting the characteristics of the original sound signal, and parameters that are given to the original sound signal in order to generate a more realistic sound field. And a measurement processing block 33 that measures voice characteristic information necessary for such analysis.

また、音場補正/測定機能部31は、マイクロフォン6aから入力された音声信号を増幅するマイクロフォンアンプ34aと、マイクロフォン6bから入力された音声信号を増幅するマイクロフォンアンプ34bとを備え、マイクロフォンアンプ34a、34bで増幅された測定信号は、測定処理ブロック33に送られて測定処理が行われる。   The sound field correction / measurement function unit 31 includes a microphone amplifier 34a that amplifies the sound signal input from the microphone 6a and a microphone amplifier 34b that amplifies the sound signal input from the microphone 6b. The measurement signal amplified in 34b is sent to the measurement processing block 33 for measurement processing.

音場補正処理ブロック32は、測定結果に基づいて音場補正のための処理を行い所定のパラメータ値を変更する。スイッチ35は、測定モードと音場補正モードとを切り換えるために設けられている。このスイッチ35は、端子Tm1に対して端子Tm2又はTm3が択一的に接続されるようにして切り換えが行われる。切り換えは、制御部7によって制御されている。   The sound field correction processing block 32 performs a process for sound field correction based on the measurement result and changes a predetermined parameter value. The switch 35 is provided to switch between the measurement mode and the sound field correction mode. The switch 35 is switched so that the terminal Tm2 or Tm3 is alternatively connected to the terminal Tm1. The switching is controlled by the control unit 7.

測定処理ブロック33は、更に測定部331a、331bと、測定音処理部332a、332bと、マイク特性補正部333とを備えている。測定音処理部332は、測定用の音声信号を生成し出力する。以下では、測定用の音声信号を測定音信号という。測定音信号は、オーディオセット1の制御部7を構成するCPU(Central Processing Unit)、または図示しないDSP(Digital Signal Processor)等で作成された特殊な信号音である。そのため、マイクロフォン6a、6bで同時に集音された測定音信号の作成時の信号特性に対する集音後の特性差がDSP又はCPUで解析できる。なお、図3では、図示の便宜上、測定音処理部332からの信号出力ラインを1本として示しているが、現実にはチャンネル数に対応する数の測定音の信号出力ラインがある。   The measurement processing block 33 further includes measurement units 331a and 331b, measurement sound processing units 332a and 332b, and a microphone characteristic correction unit 333. The measurement sound processing unit 332 generates and outputs a measurement audio signal. Hereinafter, the sound signal for measurement is referred to as a measurement sound signal. The measurement sound signal is a special signal sound created by a CPU (Central Processing Unit) constituting the control unit 7 of the audio set 1 or a DSP (Digital Signal Processor) not shown. Therefore, the characteristic difference after sound collection with respect to the signal characteristic at the time of creating the measurement sound signal collected simultaneously by the microphones 6a and 6b can be analyzed by the DSP or the CPU. In FIG. 3, for convenience of illustration, one signal output line from the measurement sound processing unit 332 is shown, but in reality, there are signal output lines of measurement sound corresponding to the number of channels.

測定処理ブロック33における測定音処理部332から出力された測定音信号は、スイッチ35(Tm2→Tm1)を経由してパワーアンプ部4に入力され、ここで増幅されてスピーカ51〜56から出力される。測定音処理部332が同時に複数のチャンネルに対して測定音(音素)の音声信号を出力しているときには、パワーアンプ部4は、これらのチャンネル毎に対する個々の測定音信号の各々を増幅し、対応するチャンネルのスピーカから出力させる。   The measurement sound signal output from the measurement sound processing unit 332 in the measurement processing block 33 is input to the power amplifier unit 4 via the switch 35 (Tm2 → Tm1), where it is amplified and output from the speakers 51 to 56. The When the measurement sound processing unit 332 outputs the sound signal of the measurement sound (phoneme) to a plurality of channels at the same time, the power amplifier unit 4 amplifies each of the individual measurement sound signals for each of these channels, Output from the speaker of the corresponding channel.

スピーカから発声された所定の測定音信号は、マイクロフォン6a、6bで集音されてマイクロフォンアンプ34a、34bに入力される。マイクロフォン6a、6bは、そのリスニング環境において最も良好な補正音場を得たいとするリスニングポジション(補正位置)で集音できるように設置する。例えば、図2に示したように、リスニング環境の略中央に設置してもよいし、オーディオセット1が車載機器の場合には、ユーザが運転席で聴取しているときに最適な音場が得られるように運転席に着座したユーザの耳の位置にマイクロフォン6a、6bを設置してもよい。   Predetermined measurement sound signals uttered from the speakers are collected by the microphones 6a and 6b and input to the microphone amplifiers 34a and 34b. The microphones 6a and 6b are installed so that sound can be collected at a listening position (correction position) where the best correction sound field is desired in the listening environment. For example, as shown in FIG. 2, it may be installed at substantially the center of the listening environment. When the audio set 1 is an in-vehicle device, an optimal sound field is obtained when the user is listening at the driver's seat. The microphones 6a and 6b may be installed at the position of the user's ear seated in the driver's seat so as to be obtained.

測定音を含む周囲の環境音は、マイクロフォン6a、6bによって集音されてマイクロフォンアンプ34a、34bで増幅され、測定処理ブロック33の測定部331a、331bに入力される。測定部331a、331bは、入力された音声信号をA/D変換し、得られた信号についてインパルス応答、FFTによる周波数解析処理等の各種信号処理を行う。これらの処理結果として、各チャンネルのスピーカからマイクロフォン6a、6bの設置位置までの距離等の情報のほか、音場生成に必要となる項目についての測定結果が得られる。また、マイク特性補正部333は、測定部331a、331bで測定された測定結果からマイクロフォン6aとマイクロフォン6bの集音特性差を補正する。   Ambient environmental sounds including measurement sounds are collected by the microphones 6a and 6b, amplified by the microphone amplifiers 34a and 34b, and input to the measurement units 331a and 331b of the measurement processing block 33. The measurement units 331a and 331b perform A / D conversion on the input audio signal, and perform various signal processing such as impulse response and frequency analysis processing using FFT on the obtained signal. As these processing results, in addition to information such as distances from the speakers of the respective channels to the installation positions of the microphones 6a and 6b, measurement results for items necessary for generating a sound field are obtained. The microphone characteristic correction unit 333 corrects the sound collection characteristic difference between the microphones 6a and 6b from the measurement results measured by the measurement units 331a and 331b.

集音特性差を補正するには、測定対象となるスピーカから等距離にあるマイクロフォン6a、6bで同時に集音した音声信号が必要である。そのため、制御部7は、測定部331a、331bで測定された各マイクロフォンと対象スピーカとの距離が誤差範囲か否かを判別して、必要に応じて、略等距離になるように移動するメッセージをユーザに通知する。また、後段で説明するが、マイクロフォン6a、6bで構成されるマイクセットの支軸が回動可能に構成されている場合には、略等距離になるように微小回転駆動する処理を実行する。   In order to correct the difference in sound collection characteristics, audio signals collected simultaneously by the microphones 6a and 6b that are equidistant from the speaker to be measured are required. Therefore, the control unit 7 determines whether or not the distance between each microphone measured by the measurement units 331a and 331b and the target speaker is within an error range, and a message that moves so as to be approximately the same distance as necessary. To the user. Further, as will be described later, when the support shaft of the microphone set including the microphones 6a and 6b is configured to be rotatable, a process of performing minute rotation driving so as to be approximately equidistant is executed.

ここで、測定処理ブロック33による測定処理の具体例として、オーディオセット1が配置された各スピーカと聴取位置、すなわちマイクロフォン6a、6bとの距離を測定するための構成並びに動作について説明する。   Here, as a specific example of the measurement processing by the measurement processing block 33, a configuration and operation for measuring the distance between each speaker on which the audio set 1 is arranged and the listening position, that is, the microphones 6a and 6b will be described.

オーディオセット1においてリスニング環境に配置されたスピーカと聴取位置との距離は、オーディオチャンネルに対応するスピーカ毎の聴取位置までの到達時間に基づく情報で表すことができる。つまり、スピーカから聴取位置までの距離情報は、距離差によって生じる時間差に換算することができ、この遅延時間情報を音場補正処理ブロック32のディレイ処理部321における係数として使用することができる。スピーカから聴取位置までの距離差によって生じる到達時間差をスピーカからの発生時に与える時間遅延量で補正することをタイムアライメントということがある。   The distance between the speaker arranged in the listening environment and the listening position in the audio set 1 can be represented by information based on the arrival time to the listening position for each speaker corresponding to the audio channel. That is, the distance information from the speaker to the listening position can be converted into a time difference caused by the distance difference, and this delay time information can be used as a coefficient in the delay processing unit 321 of the sound field correction processing block 32. Correcting the arrival time difference caused by the difference in distance from the speaker to the listening position with the amount of time delay given at the time of occurrence from the speaker is sometimes referred to as time alignment.

リスニング環境における聴取点でより臨場感のある音場を生成するには、その点におけるタイムアラインメントを調整する必要があるが、音場を評価するために必要な情報を測定するために使用するマイクロフォンに特性差があっては厳密な測定ができない。オーディオセット1は、この集音特性差を補償することができる。   To generate a more realistic sound field at a listening point in the listening environment, it is necessary to adjust the time alignment at that point, but the microphone used to measure the information necessary to evaluate the sound field If there is a difference in characteristics, it is impossible to measure accurately. The audio set 1 can compensate for this difference in sound collection characteristics.

各スピーカから聴取位置までの距離の測定方法としては、次のような方法があげられる。先ず、オーディオセット1に設けられた複数のスピーカのうち1スピーカ毎、順番に測定していく。スピーカ51から測定音信号が出力される。測定音信号としては、所定の周波数帯域特性を有するTSP(Time Stretched Pulse)信号を用いることができる。TSP信号は、測定音処理部332で生成されて、聴取位置(すなわち補正位置)に対応して設置されたマイクロフォン6a、6bで集音される。マイクロフォンアンプ34a、34bを介して測定部331に入力される。測定部331a、331bは、入力された音声信号の波形から所定のサンプル数単位で抽出したサンプリングデータを得る。このサンプリングデータをTSP信号によって周波数軸上で除算したものが、いわゆるインパルス応答である。測定部331a、331bは、このインパルス応答に基づいて、所定の信号処理又は測定のための演算処理等を実行することにより、スピーカから聴取位置までの距離情報を得ることができる。   As a method for measuring the distance from each speaker to the listening position, the following method can be given. First, measurement is performed sequentially for each speaker among a plurality of speakers provided in the audio set 1. A measurement sound signal is output from the speaker 51. As the measurement sound signal, a TSP (Time Stretched Pulse) signal having a predetermined frequency band characteristic can be used. The TSP signal is generated by the measurement sound processing unit 332 and collected by the microphones 6a and 6b installed corresponding to the listening position (that is, the correction position). The signal is input to the measurement unit 331 via the microphone amplifiers 34a and 34b. The measurement units 331a and 331b obtain sampling data extracted in units of a predetermined number of samples from the waveform of the input audio signal. A so-called impulse response is obtained by dividing the sampling data by the TSP signal on the frequency axis. The measurement units 331a and 331b can obtain distance information from the speaker to the listening position by executing predetermined signal processing or calculation processing for measurement based on the impulse response.

マイク特性補正部333は、マイクロフォン6aから入力した音声信号で求まるインパルス応答から得られる特性情報とマイクロフォン6bから入力した音声信号で求まるインパルス応答から得られる特性情報とを比較してマイクロフォン毎の集音特性差を補償する処理を行う。   The microphone characteristic correction unit 333 compares the characteristic information obtained from the impulse response obtained from the voice signal input from the microphone 6a with the characteristic information obtained from the impulse response obtained from the voice signal input from the microphone 6b, and collects sound for each microphone. Processing to compensate for the characteristic difference is performed.

以降、マイク特性補正部333は、マイクロフォン6a、6bにおいて測定された応答信号に対して所定の集音特性差補正を行うとともにインパルス応答を用いた音響距離測定を行う。以上の処理を終えると、最終的にオーディオセット1の複数のオーディオチャンネルを構成する各スピーカに対して、スピーカとマイクロフォン6a、6bとの間のより厳密な距離情報が得られることになる。   Thereafter, the microphone characteristic correction unit 333 performs a predetermined sound collection characteristic difference correction on the response signals measured by the microphones 6a and 6b and performs acoustic distance measurement using an impulse response. When the above processing is completed, more accurate distance information between the speakers and the microphones 6a and 6b can be obtained for each speaker that finally configures the plurality of audio channels of the audio set 1.

以下、インパルス応答を用いた音場生成について説明する。図4は、測定処理ブロック33の測定部331において、測定音処理部332で生成された測定音信号のインパルス応答を入力してスピーカとマイクロフォン(聴取位置)との距離を測定するための処理構成を機能ブロックとして示している。図4に示す構成による処理の流れについて、図5〜図8を参照して説明する。   Hereinafter, the sound field generation using the impulse response will be described. FIG. 4 shows a processing configuration for measuring the distance between the speaker and the microphone (listening position) by inputting the impulse response of the measurement sound signal generated by the measurement sound processing unit 332 in the measurement unit 331 of the measurement processing block 33. Is shown as a functional block. A process flow according to the configuration shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS.

図5(a)には、サンプリング波形データであるインパルス応答の原波形が示されている。図5(a)の横軸はサンプル数を示し、縦軸は振幅レベルを示す。また、インパルス応答原波形の周波数特性が図7に示されている。図5(a)に示されるインパルス応答の原波形は、4096サンプルによるサンプリング処理を行って得られた。サンプル数4096は、2の12乗で表されるもので、例えばFFT(Fast Fourier Transform)等による周波数解析処理に好適なサンプル数が2のべき乗であることを踏まえて設定されたものである。また、サンプリング周波数fs=48kHzとする。   FIG. 5A shows an original waveform of an impulse response which is sampling waveform data. The horizontal axis of Fig.5 (a) shows the number of samples, and a vertical axis | shaft shows an amplitude level. FIG. 7 shows the frequency characteristics of the impulse response original waveform. The original waveform of the impulse response shown in FIG. 5A was obtained by performing a sampling process with 4096 samples. The number of samples 4096 is represented by 2 to the 12th power, and is set on the basis that the number of samples suitable for frequency analysis processing by FFT (Fast Fourier Transform) or the like is a power of 2. The sampling frequency fs = 48 kHz.

また、インパルス応答のサンプリングタイミングとして、サンプル開始時点、即ち、サンプルポイント0となるタイミングは、測定音処理部332から測定音信号を出力開始させた時点と一致させている。すなわち、マイクロフォン6a、6bで集音されるインパルス応答、或いは集音される全ての音声信号のサンプリングタイミングは、スピーカからの音声出力を開始したとされる時点と一致させている。なお、インパルス応答の測定に使用する測定音信号をインパルス信号という場合がある。   In addition, as the sampling timing of the impulse response, the sample start time, that is, the timing when the sample point is 0 is set to coincide with the time when the measurement sound signal is started to be output from the measurement sound processing unit 332. In other words, the impulse response collected by the microphones 6a and 6b or the sampling timing of all the collected voice signals is made coincident with the time when the voice output from the speaker is started. Note that the measurement sound signal used for measuring the impulse response may be referred to as an impulse signal.

図5(a)に示されるインパルス応答原波形の立ち上がり位置をサンプルポイント方向(横軸方向)に拡大した波形を図5(b)に示す。図5(a)、(b)に示されるインパルス応答の原波形のサンプルデータは、図4に示す自乗処理部201に対して入力されるとともに、分岐して周波数解析/フィルタ特性決定部202に対しても入力される。   FIG. 5B shows a waveform obtained by enlarging the rising position of the impulse response original waveform shown in FIG. 5A in the sample point direction (horizontal axis direction). The sample data of the impulse response original waveform shown in FIGS. 5A and 5B are input to the square processing unit 201 shown in FIG. 4 and branched to the frequency analysis / filter characteristic determining unit 202. Also input.

自乗処理部201は、インパルス応答の振幅値について自乗処理を行う。これにより、本来、正/負の両極の振幅値を有するインパルス応答の波形データは、図6(a)に示すように自乗され、負極の振幅値が反転して折り返され正極の振幅値になる。これにより、この後の処理では負極の振幅値も正極の振幅値と同極性の振幅として扱えるようになり、後述するインパルス応答振幅値の計測を行う際に正極レベルを対象とする測定のみを実行すればよくなる。図6(a)に示すインパルス応答原波形の立ち上がり位置をサンプルポイント方向(横軸方向)に拡大した波形を図6(b)に示す。   The square processing unit 201 performs a square process on the amplitude value of the impulse response. As a result, the waveform data of the impulse response that originally has positive / negative amplitude values are squared as shown in FIG. 6A, and the negative amplitude value is inverted and folded to become the positive amplitude value. . As a result, the amplitude value of the negative electrode can be treated as an amplitude having the same polarity as that of the positive electrode in the subsequent processing, and only measurement for the positive electrode level is performed when measuring the impulse response amplitude value described later. I will do better. FIG. 6B shows a waveform obtained by enlarging the rising position of the impulse response original waveform shown in FIG. 6A in the sample point direction (horizontal axis direction).

このサンプルデータは、可変ローパスフィルタ203に送られる。可変ローパスフィルタ203は、自乗処理部201の出力である自乗系列によるインパルス応答のサンプルデータを受け取る。可変ローパスフィルタ203は、自乗処理されたインパルス応答のサンプルデータ(自乗波形)についてノイズとして扱うべき高域成分を除去して、測定対象に好適な包絡波形(エンベロープ)を得るために設けられる。但し、フィルタ特性によってはインパルス応答の立ち上がりも含めて包絡波形全体が平滑になり過ぎることがある。そのため、ここに設けるフィルタは、インパルス応答の周波数特性に適応的に変更可能な可変ローパスフィルタとする。   This sample data is sent to the variable low-pass filter 203. The variable low-pass filter 203 receives sample data of an impulse response based on a square sequence that is an output of the square processing unit 201. The variable low-pass filter 203 is provided in order to obtain an envelope waveform (envelope) suitable for a measurement target by removing high-frequency components to be treated as noise in the square response processed impulse response sample data (square waveform). However, depending on the filter characteristics, the entire envelope waveform including the rise of the impulse response may become too smooth. For this reason, the filter provided here is a variable low-pass filter that can be adaptively changed to the frequency characteristics of the impulse response.

周波数解析/フィルタ特性決定部202は、入力されたインパルス応答の原波形のサンプリングデータを、例えばFFTにより周波数解析する。そして、周波数解析により得られた周波数特性(周波数応答)に基づいて、中域周波数帯域と高域周波数帯域との振幅値のバランスを判定し、判定結果に応じて可変ローパスフィルタ203のフィルタ特性を適宜最適値に決定している。   The frequency analysis / filter characteristic determination unit 202 performs frequency analysis on the input sampling data of the original waveform of the impulse response, for example, by FFT. Then, based on the frequency characteristic (frequency response) obtained by frequency analysis, the balance of the amplitude value of the middle frequency band and the high frequency band is determined, and the filter characteristic of the variable low-pass filter 203 is determined according to the determination result. The optimum value is determined as appropriate.

可変ローパスフィルタ203を通過した信号波形を図8に示す。図8に示されたエンベロープのサンプルデータは、遅延サンプル数判定部204と閾値設定処理部205のそれぞれに入力される。閾値設定処理部205は、図8に示されるローパスフィルタ処理波形のサンプルデータから、ピークレベルPkを求め、このピークレベルPkに対する所定比率によって求まる振幅のレベル値を閾値thとして設定する。閾値設定処理部205は、設定した閾値thを遅延サンプル数判定部204に通知する。   The signal waveform that has passed through the variable low-pass filter 203 is shown in FIG. The sample data of the envelope shown in FIG. 8 is input to each of the delay sample number determination unit 204 and the threshold setting processing unit 205. The threshold value setting processing unit 205 obtains the peak level Pk from the sample data of the low-pass filter processing waveform shown in FIG. 8, and sets the amplitude level value obtained by a predetermined ratio with respect to the peak level Pk as the threshold value th. The threshold value setting processing unit 205 notifies the delay sample number determination unit 204 of the set threshold value th.

遅延サンプル数判定部204は、図8に示したローパスフィルタで処理された信号波形のサンプルデータの振幅値と通知された閾値thとを比較して、サンプルポイント0を起点として最初にローパスフィルタ処理波形が閾値th以上となったサンプルポイントを検出する。図8には、この検出されたサンプルポイントが遅延サンプルポイントPDとして示されている。遅延サンプルポイントPDは、スピーカからのインパルス信号の音声出力開始時点に対応するサンプルポイント0を起点として、インパルス応答が立ち上がったとされる時点までの時間的遅延をサンプル数で表すものである。周波数解析/フィルタ特性決定部202の制御によって適切なフィルタ特性が設定された可変ローパスフィルタ203によって、誤差を生じることなく、高精度で遅延サンプルポイントPDが検出される。   The delay sample number determination unit 204 compares the amplitude value of the sample data of the signal waveform processed by the low-pass filter shown in FIG. 8 with the notified threshold th, and first performs a low-pass filter process starting from the sample point 0. A sample point whose waveform is equal to or greater than a threshold th is detected. In FIG. 8, this detected sample point is shown as a delayed sample point PD. The delay sample point PD represents the time delay from the sample point 0 corresponding to the start time of the sound output of the impulse signal from the speaker to the time point when the impulse response is assumed to be expressed by the number of samples. The variable low-pass filter 203 having an appropriate filter characteristic set by the control of the frequency analysis / filter characteristic determining unit 202 detects the delay sample point PD with high accuracy without causing an error.

上述のようにサンプル数判定部204により判定された遅延サンプルポイントPDの情報は、空間遅延サンプル数算出部206に通知される。遅延サンプルポイントPDは、スピーカからのインパルス信号の音声出力開始時点を起点として、このインパルス信号の音声をマイクロフォンにより集音して得られたインパルス応答が立ち上がったとされる時点までの時間的遅延をサンプル数により表現しているである。つまり、スピーカ−マイクロフォン間距離を時間的に表したものと捉えることができる。   Information on the delay sample point PD determined by the sample number determination unit 204 as described above is notified to the spatial delay sample number calculation unit 206. The delay sample point PD samples the time delay until the point when the impulse response obtained by collecting the sound of the impulse signal with the microphone starts from the starting point of the sound output of the impulse signal from the speaker. It is expressed by numbers. That is, it can be considered that the distance between the speaker and the microphone is expressed in terms of time.

しかしながら、現実にはスピーカからインパルス信号を出力させるための信号出力系と、マイクロフォンでスピーカから出力された音声を集音してインパルス応答原波形のサンプルデータを得るためのサンプリングを行うまでの信号入力系とでは、フィルタ遅延、A/D若しくはD/A変換処理等に起因する処理遅延等といった、いわゆるシステム遅延が存在する。そして、サンプル数判定部204により判定された遅延サンプルポイントPDは、システム遅延等を要因とする誤差を含んでいる。そのため、空間遅延サンプル数算出部206は、遅延サンプルポイントPDからシステム遅延等を要因とする誤差を減算することでスピーカ−マイクロフォン(聴取位置)間距離に対応する真の遅延サンプル数(以下、空間遅延サンプル数という。)を得ている。空間遅延サンプル数算出部206で得られた空間遅延サンプル数の情報は、距離算出部207に通知される。   However, in reality, a signal output system for outputting an impulse signal from a speaker, and a signal input until sampling is performed to collect sound output from the speaker by a microphone and obtain sample data of an impulse response original waveform In the system, there is a so-called system delay such as a filter delay, a processing delay caused by A / D or D / A conversion processing, or the like. The delay sample point PD determined by the sample number determination unit 204 includes an error due to a system delay or the like. Therefore, the spatial delay sample number calculation unit 206 subtracts an error caused by a system delay or the like from the delay sample point PD to thereby obtain a true delay sample number (hereinafter referred to as a space) corresponding to the speaker-microphone (listening position) distance. It is called the number of delay samples.) Information on the number of spatial delay samples obtained by the spatial delay sample number calculation unit 206 is notified to the distance calculation unit 207.

距離算出部207は、通知された空間遅延サンプル数を時間換算する。そして、この時間換算した空間遅延サンプル数の情報と音速を示す値等を利用し、所定の演算式を用いてスピーカ−マイクロフォン間距離を算出する。算出されたスピーカ−マイクロフォン間距離の情報は、測定対象であるスピーカと、このスピーカで出力されるチャンネルのオーディオチャンネルとの対応付けが行われたうえで制御部7に設けられた不揮発メモリ等に保持される。   The distance calculation unit 207 converts the notified number of spatial delay samples into time. Then, the distance between the speaker and the microphone is calculated using a predetermined arithmetic expression using the time-converted information on the number of spatially delayed samples and the value indicating the sound velocity. The calculated speaker-microphone distance information is stored in a nonvolatile memory or the like provided in the control unit 7 after the speaker to be measured is associated with the audio channel of the channel output from the speaker. Retained.

制御部7は、各オーディオチャンネルのスピーカ−マイクロフォン間距離の差に基づいて、この距離差に応じた各オーディオチャンネルのスピーカから聴取位置までの空間的な音声到達時間差を判定する。そして、この判定結果に基づき、オーディオチャンネルに対応する各スピーカから聴取位置に到達する音声の時間差が解消されるように、ディレイ処理部321において、各オーディオチャンネルに所定の遅延定数を設定する制御を行っている。ディレイ処理部321は、制御部7によって設定された各オーディオ信号に対する遅延処理を実行する。その結果、しかるべき聴取位置においてスピーカと聴取位置の距離の差に起因する音声の到達時間のばらつきがキャンセルされた音場が生成される。すなわち、聴取位置においてタイムアライメントが適正に補正された音場が生成される。   Based on the difference between the speaker-microphone distances of each audio channel, the control unit 7 determines a spatial audio arrival time difference from the speaker of each audio channel to the listening position according to the distance difference. Based on the determination result, the delay processing unit 321 performs control for setting a predetermined delay constant for each audio channel so that the time difference between the sounds reaching the listening position from each speaker corresponding to the audio channel is eliminated. Is going. The delay processing unit 321 executes delay processing for each audio signal set by the control unit 7. As a result, at the appropriate listening position, a sound field is generated in which the variation in the arrival time of the sound due to the difference in the distance between the speaker and the listening position is canceled. That is, a sound field in which time alignment is appropriately corrected at the listening position is generated.

以上説明した音場生成処理において、マイクロフォン6a、6bの集音特性差を補償する具体的な手法について説明する。   In the sound field generation processing described above, a specific method for compensating for the difference in sound collection characteristics of the microphones 6a and 6b will be described.

本具体例のリスニング環境は、自動車内或いは小室内であって、マイクロフォン6aと6bとがスピーカからそれほど離れていない位置に設置される場合であるため、スピーカとマイクロフォンの位置関係に対して、例えば、壁による定在波や反射等といったリスニング環境内の状態による集音特性差は微小であると仮定できる。そして更にマイクロフォン6aとマイクロフォン6bは、リスニング環境内で設置位置による特性差が現れない程度の間隔をもって互いに固定されている。   The listening environment of this specific example is a case where the microphones 6a and 6b are installed at positions that are not so far away from the speaker in an automobile or a small room. It can be assumed that the difference in the sound collection characteristics due to the state in the listening environment such as standing wave and reflection by the wall is very small. Further, the microphone 6a and the microphone 6b are fixed to each other with an interval such that a characteristic difference depending on the installation position does not appear in the listening environment.

本具体例では、図5〜図7を用いて説明したマイクロフォンの設置位置におけるインパルス応答、周波数振幅応答、タイムアラインメント等は、マイクロフォン6a、6bに対応して2通り算出される。   In this specific example, the impulse response, frequency amplitude response, time alignment, and the like at the microphone installation position described with reference to FIGS. 5 to 7 are calculated in two ways corresponding to the microphones 6a and 6b.

本具体例のオーディオセット1は、5.1チャンネルサラウンド方式に対応しており、センタースピーカを有するため、音場測定モードでは、ユーザは、マイクロフォン6aとマイクロフォン6bとが接続されてなるマイクシステムをセンタースピーカに向けて、図2に示すような配置で設置すればよい。補正の対象とすべきユーザの好適な視聴位置は、スピーカで囲まれる領域の略中央になる。オーディオセット1ではセンタースピーカは、領域の略中央すなわちユーザの好適な視聴位置に対して略正面に配置されるため、図2に示すようにマイクセットを配置したときセンタースピーカと両マイクデバイスとの距離は、およそ等距離となる。   Since the audio set 1 of this specific example corresponds to the 5.1 channel surround system and has a center speaker, in the sound field measurement mode, the user uses a microphone system in which the microphone 6a and the microphone 6b are connected. What is necessary is just to install in the arrangement | positioning as shown in FIG. 2 toward a center speaker. A suitable viewing position of the user to be corrected is approximately in the center of the area surrounded by the speakers. In the audio set 1, the center speaker is arranged in the approximate center of the region, that is, substantially in front of the user's preferred viewing position. Therefore, when the microphone set is arranged as shown in FIG. The distance is approximately equidistant.

このマイクロフォン配置でマイクロフォン6a、6bに対するスピーカ51(ここではセンタースピーカである。)のインパルス応答が測定され、更にインパルス応答波形にFFT等の周波数振幅解析を行って周波数振幅応答が算出されるとき、マイク特性補正部333によって、マイクロフォン6aとマイクロフォン6bとの集音特性差が補償される。   When the impulse response of the speaker 51 (here, the center speaker) with respect to the microphones 6a and 6b is measured with this microphone arrangement, and further the frequency amplitude analysis such as FFT is performed on the impulse response waveform, the frequency amplitude response is calculated. The microphone characteristic correction unit 333 compensates for the sound collection characteristic difference between the microphone 6a and the microphone 6b.

オーディオセット1は、上述した図5〜図8を用いて説明したように、測定音信号としてTSP信号を用いて、スピーカとマイクロフォンとの間におけるインパルス応答を算出する。この信号の立ち上がりに基づいてスピーカと各マイクロフォンとの間の距離を算出する。インパルス応答の最大波高値からインパルス応答の立ち上がり閾値を決定する。   As described with reference to FIGS. 5 to 8 described above, the audio set 1 uses the TSP signal as the measurement sound signal to calculate the impulse response between the speaker and the microphone. Based on the rise of this signal, the distance between the speaker and each microphone is calculated. The rising threshold value of the impulse response is determined from the maximum peak value of the impulse response.

図9(a)は、マイクロフォン6aで集音された測定音信号のインパルス応答を示しており、図9(b)は、マイクロフォン6bで集音された測定音信号のインパルス応答を示す。   9A shows an impulse response of the measurement sound signal collected by the microphone 6a, and FIG. 9B shows an impulse response of the measurement sound signal collected by the microphone 6b.

マイク特性補正部333は、インパルス応答原波形から立ち上がり時間を判定し、2つのマイクデバイスで測定した立ち上がり時間が同一か或いは予め決めた所定の許容時間以内かを判別する。同一か許容時間以内の場合、スピーカとマイクロフォン6aとの間の距離とスピーカとマイクロフォン6bとの距離が略等距離であると決定することができる。マイクロフォン6aとマイクロフォン6bとがセンタースピーカに対して等距離になければ、マイクロフォン6a、6bをセンタースピーカに対して等距離に設置する旨をユーザに提示してもよい。   The microphone characteristic correction unit 333 determines the rising time from the impulse response original waveform, and determines whether the rising times measured by the two microphone devices are the same or within a predetermined allowable time. When they are the same or within the allowable time, it can be determined that the distance between the speaker and the microphone 6a and the distance between the speaker and the microphone 6b are substantially equal. If the microphone 6a and the microphone 6b are not equidistant from the center speaker, it may be presented to the user that the microphones 6a and 6b are equidistant from the center speaker.

マイクロフォン6aとマイクロフォン6bとがスピーカ51から等距離にあるとなった場合、マイクロフォン6aで集音されたインパルス応答の周波数振幅応答と、マイクロフォン6bで集音されたインパルス応答の周波数振幅応答に対して、特定帯域を窓としてこの窓内におけるゲインの平均値を計算する。   When the microphone 6a and the microphone 6b are equidistant from the speaker 51, the frequency response of the impulse response collected by the microphone 6a and the frequency response of the impulse response collected by the microphone 6b Then, an average value of gains in this window is calculated using a specific band as a window.

図10(a)は、マイクロフォン6aで集音された測定音信号のインパルス応答原波形の周波数振幅応答を示し、図10(b)は、マイクロフォン6bで集音された測定音信号のインパルス応答原波形の周波数振幅応答を示す。   10A shows the frequency amplitude response of the impulse response original waveform of the measurement sound signal collected by the microphone 6a, and FIG. 10B shows the impulse response source of the measurement sound signal collected by the microphone 6b. The frequency amplitude response of the waveform is shown.

例えば、周波数振幅応答のサンプリング幅がf0、f1、・・・、f(n−1)に対して、それぞれのサンプル点における周波数振幅レベルがA0、A1、・・・、A(n−1)がFFTによって算出されているとする。このとき、図10に示すように、観測窓を周波数帯域fa〜fbとする(但し、f0≦fa、fb≦f(n−1)である。)。このとき、ゲインのdB平均値は、以下の式(1)で求められる。   For example, the sampling width of the frequency amplitude response is f0, f1,..., F (n−1), and the frequency amplitude level at each sample point is A0, A1,. Is calculated by FFT. At this time, as shown in FIG. 10, the observation window is set to frequency bands fa to fb (however, f0 ≦ fa and fb ≦ f (n−1)). At this time, the dB average value of the gain is obtained by the following equation (1).

Figure 2006319786
Figure 2006319786

ここで式(1)は、ゲイン平均計算の1手法であるが、計算方法は式(1)に限定されない。なお、ここでのゲイン平均を算出する対象となる特定帯域は、使用するマイクロフォン6a、6bで集音される音声信号周波数のばらつきが比較的小さくなることが知られている数百〜数キロHzの周波数帯域とすることが好ましい。   Here, equation (1) is one method of gain average calculation, but the calculation method is not limited to equation (1). The specific band for which the gain average is calculated here is several hundred to several kilohertz, which is known to have relatively small variations in the frequency of sound signals collected by the microphones 6a and 6b to be used. Preferably, the frequency band is

例えば、図9に示すように、マイクロフォン6a、マイクロフォン6bのインパルス応答の立ち上がり時間が一定範囲内で十分同一であるとみなせるが、マイクロフォン6bの方がインパルス応答波形のゲインが低くマイクロフォン6aよりも感度が低いときには、各マイクロフォン6a、6bで入力した音声信号に対して周波数帯域fa〜fbにおけるマイクロフォン毎の平均ゲイン値を求める。そして、以降のオーディオチャンネルを構成する各スピーカに対するタイムアラインメントの補正処理では、求めた平均ゲイン値を基準にして、ゲイン平均値が低いマイクロフォンのレベルをゲイン平均値が高いマイクロフォンのレベルに合わせるようなレベル補正を行うことでマイクロフォン間の集音特性差を補償する。   For example, as shown in FIG. 9, it can be considered that the rise times of the impulse responses of the microphones 6a and 6b are sufficiently the same within a certain range, but the gain of the impulse response waveform is lower in the microphone 6b than in the microphone 6a. Is low, the average gain value for each microphone in the frequency band fa to fb is obtained for the audio signals input from the microphones 6a and 6b. Then, in the subsequent time alignment correction processing for each speaker constituting the audio channel, the level of the microphone having the low gain average value is matched with the level of the microphone having the high gain average value based on the obtained average gain value. The level correction is performed to compensate for the difference in sound collection characteristics between microphones.

また、マイクロフォン6a、6bの特性差の補正は、上述したゲイン差(感度差)以外を補正してもよい。例えば、マイクロフォン6aとマイクロフォン6bの周波数振幅特性(dB値)の特性差をゲインが低い方のマイクロフォンに加算することで周波数振幅特性を補正してもよい。もちろんゲインが高い方のマイクロフォンから特性差に相当するゲインを減算してもよい。この場合、マイク特性補正部333は、両マイクロフォンとスピーカとの距離が同じと判定できた後、インパルス応答から算出される周波数振幅応答の特性差を比較し、図11(b)点線で示される元の波形に対して、図11(a)に示すマイクロフォン6aにおける集音特性波形に近づけるように、マイクロフォン6aとマイクロフォン6bの周波数振幅特性(dB値)の特性差をゲインが低い方のマイクロフォンに加算する。或いは、ゲインが高い方のマイクロフォンから特性差に相当するゲインを減算する。この補正は、忠実に再生可能な周波数帯域、いわゆる“f特”の補正等の演算で有利になる。   The characteristic difference between the microphones 6a and 6b may be corrected other than the gain difference (sensitivity difference) described above. For example, the frequency amplitude characteristic may be corrected by adding the characteristic difference between the frequency amplitude characteristics (dB value) between the microphone 6a and the microphone 6b to the microphone with the lower gain. Of course, the gain corresponding to the characteristic difference may be subtracted from the microphone having the higher gain. In this case, after determining that the distance between both microphones and the speaker is the same, the microphone characteristic correction unit 333 compares the characteristic difference of the frequency amplitude response calculated from the impulse response, and is indicated by a dotted line in FIG. The characteristic difference of the frequency amplitude characteristic (dB value) between the microphone 6a and the microphone 6b is made to the microphone with the lower gain so that it approximates the sound collection characteristic waveform in the microphone 6a shown in FIG. to add. Alternatively, the gain corresponding to the characteristic difference is subtracted from the microphone with the higher gain. This correction is advantageous in calculations such as a frequency band that can be faithfully reproduced, so-called “f-special” correction.

また、マイク特性補正部333がインパルス応答原波形から立ち上がり時間を判定するとき、マイクロフォン6aとマイクロフォン6bから等距離にあるスピーカが見つけられない場合の対策として、リスニング環境内で両者の設置位置による特性差が現れない程度の間隔をあけて互いに固定されたマイクロフォン6aとマイクロフォン6bとをスピーカに対して回転自在な機構とすることがあげられる。   Further, when the microphone characteristic correcting unit 333 determines the rise time from the impulse response original waveform, as a countermeasure when a speaker that is equidistant from the microphone 6a and the microphone 6b cannot be found, the characteristic depending on the installation position of both in the listening environment For example, the microphone 6a and the microphone 6b, which are fixed to each other with an interval that does not cause a difference, can be rotated with respect to the speaker.

図12は、リスニング環境に各チャンネルが大まかな位置で配置されたスピーカ61〜65と、任意の位置に配置されたマイクロフォン6aとマイクロフォン6bとが互いに固定されて回動自在に構成されたマイクセット60との位置関係を示している。この場合、制御部7がインパルス応答原波形の立ち上がり時間判定の結果に応じてマイクセット60を回動させるための信号を送る。   FIG. 12 shows a microphone set in which speakers 61 to 65 in which each channel is arranged at a rough position in a listening environment and microphones 6a and 6b arranged at arbitrary positions are fixed to each other and turnable. The positional relationship with 60 is shown. In this case, the control unit 7 sends a signal for rotating the microphone set 60 according to the result of the rise time determination of the impulse response original waveform.

はじめにマイクセット60のスピーカ63に対する角度が状態St1になっていたとする。このとき、マイク特性補正部333は、スピーカ63から発声された測定音信号がマイクロフォン6a及びマイクロフォン6bで集音されたときのインパルス応答原波形から立ち上がり時間を判定する。この判定結果を受けて制御部7は、マイクロフォン6aとマイクロフォン6bから等距離にあるスピーカが見つけられないときに、マイクセット60に対して何れかの方向に微小角回動させる信号を送り、状態St2に遷移させる。これを繰り返してマイクロフォン6aとマイクロフォン6bとがともに等距離にあるスピーカを探索する。   First, it is assumed that the angle of the microphone set 60 with respect to the speaker 63 is in the state St1. At this time, the microphone characteristic correction unit 333 determines the rise time from the impulse response original waveform when the measurement sound signal uttered from the speaker 63 is collected by the microphone 6a and the microphone 6b. Upon receipt of this determination result, the control unit 7 sends a signal for turning the microphone set 60 by a small angle in any direction when a speaker that is equidistant from the microphones 6a and 6b cannot be found. Transition to St2. This is repeated to search for a speaker in which both the microphone 6a and the microphone 6b are equidistant.

このような機構にした場合、マイクシステム自体の回動角度を変えてスピーカに対するマイクロフォン6a、6bの向きを互いに等距離になる最適位置に調整した後、集音特性と音場測定を実行することができるため、各マイクロフォンとスピーカとの距離が正確に一致した条件の下で測定された結果に基づいて音声信号を生成することができる。また、このようにして生成された音声信号が各スピーカから発声されることでつくられる音場は、しかるべき聴取位置における臨場感が増し、現実性が向上する。   In the case of such a mechanism, the sound collection characteristics and the sound field measurement are executed after adjusting the direction of the microphones 6a and 6b with respect to the speaker to the optimum positions that are equidistant from each other by changing the rotation angle of the microphone system itself. Therefore, it is possible to generate an audio signal based on a result measured under a condition in which the distances between the microphones and the speakers are exactly the same. In addition, the sound field created by uttering the sound signal generated in this way from each speaker increases the sense of reality at the appropriate listening position and improves the reality.

以上説明したように、オーディオセット1は、マイク特性補正部333において、測定部321a、321bで測定された個々のマイクロフォンに対するインパルス応答を比較し両マイクロフォンにおける集音特性差を補正することができるため、マイクロフォン6a、6bで集音された音声信号から解析されたパラメータに基づいて各チャンネルのオーディオ信号に対して最適な信号処理を施すとき、より厳密な補正を行うことが可能になる。このようにして補正された音声信号によってリスニング環境につくられる音場は、聴取者にとって、しかるべき聴取位置において臨場感が増し、現実性が向上する。   As described above, in the audio set 1, the microphone characteristic correction unit 333 can compare the impulse responses for the individual microphones measured by the measurement units 321a and 321b and correct the sound collection characteristic difference between the two microphones. When the optimum signal processing is performed on the audio signals of the respective channels based on the parameters analyzed from the sound signals collected by the microphones 6a and 6b, more strict correction can be performed. The sound field created in the listening environment by the sound signal corrected in this way is more realistic for the listener at the appropriate listening position, and the reality is improved.

音場測定装置1が適用されるオーディオセットは、オーディオ再生だけではなくビデオ再生も可能なAV(Audio video)システムであってもよい。この場合、オーディオセットは、映像データを表示する表示手段として液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)等、また映像コンテンツのデータを再生可能な構成を備えるものとする。再生環境としては、自動車車内、自動車以外の室内、またこれ以外のオーディオリスニング環境であっても適用できる。   The audio set to which the sound field measuring apparatus 1 is applied may be an AV (Audio video) system capable of reproducing not only audio but also video. In this case, the audio set includes a liquid crystal display (LCD) as display means for displaying video data, and a configuration capable of reproducing video content data. As a reproduction environment, the present invention can be applied to a car interior, a room other than a car, and other audio listening environments.

更にまた、上述した説明では、補正情報がスピーカから聴取位置までの伝搬遅延時間であるとして、また音場補正がタイムアライメント(信号遅延時間調整)の調整である例について説明したが、本発明に基づいた対象補正位置に対する音場補正としては、タイムアライメント以外に、例えば図2のイコライザ部322におけるイコライジング補正、また、ゲイン調整部323における音量補正等であってもよい。また、これら複数の補正要素を組み合わせて使用することもできる。   Furthermore, in the above description, the correction information is the propagation delay time from the speaker to the listening position, and the example in which the sound field correction is adjustment of time alignment (signal delay time adjustment) has been described. The sound field correction with respect to the target correction position based on this may be, for example, equalizing correction in the equalizer unit 322 in FIG. 2 or volume correction in the gain adjusting unit 323 in addition to time alignment. Also, a plurality of these correction elements can be used in combination.

本発明に係る音場測定装置を適用したオーディオセットを説明する構成図である。It is a block diagram explaining the audio set to which the sound field measuring device according to the present invention is applied. 上記オーディオセットにおけるスピーカ及びマイクロフォンの配置を説明する概略図である。It is the schematic explaining the arrangement | positioning of the speaker and microphone in the said audio set. 上記オーディオセットにおける音場補正/測定機能部を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the sound field correction / measurement function unit in the audio set. 上記音場補正/測定機能部の測定処理ブロックにおいて測定音信号のインパルス応答を入力してスピーカとマイクロフォン(聴取位置)との距離を測定するための処理を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the process for inputting the impulse response of the measurement sound signal and measuring the distance between the speaker and the microphone (listening position) in the measurement processing block of the sound field correction / measurement function unit. (a)は、インパルス応答の原波形を示す波形図であり、(b)は(a)に示されたインパルス応答原波形の立ち上がり位置を横軸方向に拡大して示す波形図である。(A) is a waveform diagram showing the original waveform of the impulse response, (b) is a waveform diagram showing the rising position of the impulse response original waveform shown in (a) in the horizontal axis direction. (a)は、正/負の両極の振幅値を有するインパルス応答の波形データを自乗した波形図であり、(b)は、(a)に示すインパルス応答原波形の立ち上がり位置を横軸方向に拡大して示す波形図である。(A) is a waveform diagram obtained by squaring impulse response waveform data having both positive and negative amplitude values, and (b) shows the rise position of the impulse response original waveform shown in (a) in the horizontal axis direction. It is a wave form diagram expanding and showing. インパルス応答原波形の周波数特性を示す周波数特性図である。It is a frequency characteristic figure which shows the frequency characteristic of an impulse response original waveform. 上記音場補正/測定機能部の測定処理ブロックにおいて可変ローパスフィルタを通過した信号波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the signal waveform which passed the variable low-pass filter in the measurement process block of the said sound field correction / measurement function part. (a)は、上記オーディオセットの一方のマイクロフォンで集音された測定音信号のインパルス応答を示す波形図であり、(b)は、上記オーディオセットの他方のマイクロフォンで集音された測定音信号のインパルス応答を示す波形図である。(A) is a waveform diagram showing an impulse response of a measurement sound signal collected by one microphone of the audio set, and (b) is a measurement sound signal collected by the other microphone of the audio set. It is a wave form diagram which shows the impulse response. (a)は、上記オーディオセットの一方のマイクロフォンで集音された測定音信号のインパルス応答の周波数振幅応答を示す波形図であり、(b)は、上記オーディオセットの他方のマイクロフォンで集音された測定音信号のインパルス応答の周波数振幅応答を示す波形図である。(A) is a waveform diagram showing a frequency amplitude response of an impulse response of a measurement sound signal collected by one microphone of the audio set, and (b) is a sound collected by the other microphone of the audio set. It is a wave form diagram which shows the frequency amplitude response of the impulse response of the measured sound signal. (a)は、上記オーディオセットの一方のマイクロフォンで集音された測定音信号のインパルス応答の周波数振幅応答を示す波形図であり、(b)は、上記オーディオセットの他方のマイクロフォンで集音された測定音信号のインパルス応答の周波数振幅応答に特性差を加算した波形を示す波形図である。(A) is a waveform diagram showing a frequency amplitude response of an impulse response of a measurement sound signal collected by one microphone of the audio set, and (b) is a sound collected by the other microphone of the audio set. It is a wave form diagram which shows the waveform which added the characteristic difference to the frequency amplitude response of the impulse response of the measured sound signal. リスニング環境に配置されたスピーカとマイクセットとの位置関係を説明する概略図である。It is the schematic explaining the positional relationship of the speaker and microphone set which are arrange | positioned at listening environment.

符号の説明Explanation of symbols

1 オーディオセット、 2 メディア再生部、 3 音場補正ユニット、 4 パワーアンプ部、 5 スピーカ、 6a,6b マイクロフォン、 7 制御部、 8 メモリ部、 9 ユーザインターフェイス部、 31 音場補正/測定機能部、 32 音場補正処理ブロック、 33 測定処理ブロック、 34a,34b マイクロフォンアンプ、 35 スイッチ、 331a,331b 測定部、 332 測定音処理部、 333 マイク特性補正部、 321 ディレイ処理部、 322 イコライザ部、 323 ゲイン調整部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Audio set, 2 Media reproduction part, 3 Sound field correction unit, 4 Power amplifier part, 5 Speaker, 6a, 6b Microphone, 7 Control part, 8 Memory part, 9 User interface part, 31 Sound field correction / measurement function part, 32 sound field correction processing block, 33 measurement processing block, 34a, 34b microphone amplifier, 35 switch, 331a, 331b measurement unit, 332 measurement sound processing unit, 333 microphone characteristic correction unit, 321 delay processing unit, 322 equalizer unit, 323 gain Adjustment section

Claims (7)

複数のスピーカを備えるオーディオセットにおけるこれらスピーカから出力される音声信号によって再生環境内に生成される音場を測定する音場測定装置において、
上記再生環境内の任意の位置に設置され上記複数のスピーカから出力される音声信号を集音する第1のマイクロフォンと、
上記第1のマイクロフォン近傍に設置され上記複数のスピーカから出力される音声信号を集音する第2のマイクロフォンと、
上記第1のマイクロフォンにおける音声信号の集音特性及び上記第2のマイクロフォンにおける音声信号の集音特性を測定する測定部と、
上記測定された集音特性を解析する特性解析部と、
上記第1のマイクロフォン及び上記第2のマイクロフォンで集音された音声信号に対して上記特性解析部で解析された解析値を基に上記第1のマイクロフォンと上記第2のマイクロフォンの集音特性差を減じる補正を行うための補正値を生成する補正値生成部と
を備えることを特徴とする音場測定装置。
In a sound field measuring apparatus for measuring a sound field generated in a reproduction environment by an audio signal output from these speakers in an audio set including a plurality of speakers,
A first microphone that collects audio signals that are installed at arbitrary positions in the reproduction environment and output from the plurality of speakers;
A second microphone installed near the first microphone for collecting audio signals output from the plurality of speakers;
A measurement unit for measuring sound collection characteristics of the audio signal in the first microphone and sound collection characteristics of the audio signal in the second microphone;
A characteristic analyzer for analyzing the measured sound collection characteristics;
The difference in sound collection characteristics between the first microphone and the second microphone based on the analysis value analyzed by the characteristic analysis unit with respect to the sound signals collected by the first microphone and the second microphone. And a correction value generation unit that generates a correction value for performing correction to reduce the sound field.
上記特性解析部は、上記第1のマイクロフォンと上記複数のスピーカのうち測定対象であるスピーカとの距離及び上記第2のマイクロフォンと該測定対象であるスピーカとの距離を解析し、双方の距離が略等距離であるとき、上記第1のマイクロフォン及び上記第2のマイクロフォンで集音された音声信号に対して上記第1のマイクロフォンと上記第2のマイクロフォンの集音特性差を減じる補正を行うことを特徴とする請求項1記載の音場測定装置。   The characteristic analysis unit analyzes the distance between the first microphone and the speaker that is the measurement target among the plurality of speakers and the distance between the second microphone and the speaker that is the measurement target, and the distance between the two is When the distance is approximately equal, correction is performed to reduce the difference in sound collection characteristics between the first microphone and the second microphone with respect to the sound signals collected by the first microphone and the second microphone. The sound field measuring device according to claim 1. 上記第1のマイクロフォンと上記第2のマイクロフォンは、上記再生環境内における設置位置による特性差が現れない程度の間隔をもって互いに固定されていることを特徴とする請求項2記載の音場測定装置。   3. The sound field measuring apparatus according to claim 2, wherein the first microphone and the second microphone are fixed to each other at an interval that does not cause a characteristic difference depending on an installation position in the reproduction environment. 上記集音特性は、上記第1のマイクロフォン又は上記第2のマイクロフォンにおける集音感度の特性であることを特徴とする請求項1記載の音場測定装置。   2. The sound field measuring apparatus according to claim 1, wherein the sound collection characteristic is a characteristic of sound collection sensitivity in the first microphone or the second microphone. 上記集音特性は、上記第1のマイクロフォン又は上記第2のマイクロフォンにおいて集音された音声信号の周波数振幅特性であることを特徴とする請求項1記載の音場測定装置。   2. The sound field measuring apparatus according to claim 1, wherein the sound collection characteristic is a frequency amplitude characteristic of an audio signal collected by the first microphone or the second microphone. 上記集音特性は、上記第1のマイクロフォン又は上記第2のマイクロフォンにおけるインパルス応答により算出されることを特徴とする請求項1記載の音場測定装置。   The sound field measurement device according to claim 1, wherein the sound collection characteristic is calculated by an impulse response in the first microphone or the second microphone. 複数のスピーカを備えるオーディオセットにおけるこれらスピーカから出力される音声信号によって再生環境内に生成される音場を測定する音場測定方法において、
上記再生環境内の任意の位置に設置された第1のマイクロフォンによって上記複数のうち所定のスピーカから出力される音声信号を集音する第1の集音工程と、
上記第1のマイクロフォン近傍に設置された第2のマイクロフォンによって上記所定のスピーカから出力される音声信号を集音する第2の集音工程と、
上記第1の集音工程で取得した音声信号の集音特性及び上記第2の集音工程で取得した音声信号の集音特性を測定する測定工程と、
上記測定された集音特性を解析する特性解析工程と、
上記第1の集音工程及び上記第2の集音工程で集音された音声信号に対して上記特性解析工程で解析された解析値を基に上記第1のマイクロフォンと上記第2のマイクロフォンの集音特性差を減じる補正を行うための補正値を生成する補正値生成工程とを有し、
上記特性解析工程では、上記第1のマイクロフォンと上記複数のスピーカのうち測定対象であるスピーカとの距離及び上記第2のマイクロフォンと該測定対象であるスピーカとの距離を解析し双方の距離が略等距離であるとき、上記第1のマイクロフォン及び上記第2のマイクロフォンで集音された音声信号に対して上記第1のマイクロフォンと上記第2のマイクロフォンの集音特性差を減じる補正を行うことを特徴とする音場測定方法。
In a sound field measurement method for measuring a sound field generated in a reproduction environment by an audio signal output from these speakers in an audio set including a plurality of speakers,
A first sound collecting step of collecting an audio signal output from a predetermined speaker among the plurality of sounds by a first microphone installed at an arbitrary position in the reproduction environment;
A second sound collecting step of collecting an audio signal output from the predetermined speaker by a second microphone installed in the vicinity of the first microphone;
A measurement step of measuring the sound collection characteristics of the sound signal acquired in the first sound collection step and the sound collection characteristics of the sound signal acquired in the second sound collection step;
A characteristic analysis step for analyzing the measured sound collection characteristic;
Based on the analysis value analyzed in the characteristic analysis step on the audio signal collected in the first sound collection step and the second sound collection step, the first microphone and the second microphone A correction value generating step for generating a correction value for performing correction to reduce the sound collection characteristic difference,
In the characteristic analysis step, the distance between the first microphone and the speaker that is the measurement target among the plurality of speakers and the distance between the second microphone and the speaker that is the measurement target are analyzed, and the distance between the two is approximately When the distance is equal, correction is performed to reduce a difference in sound collection characteristics between the first microphone and the second microphone with respect to the sound signals collected by the first microphone and the second microphone. Characteristic sound field measurement method.
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