CN103385009A - 声场控制装置以及声场控制方法 - Google Patents

声场控制装置以及声场控制方法 Download PDF

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Abstract

能够在收听区域恰当地表现期望的声音并在其周围使该声音充分降低，而不受配置结构上的制约的声场控制装置（101）具备：收听校正滤波器（1），通过按照预先设定的控制特性对来自声源的输入信号进行信号处理，并输出到第二扬声器；控制滤波器（5-1），通过按照预先设定的控制特性对来自收听校正滤波器（1）的输出信号进行信号处理，并输出到第一扬声器，控制滤波器（5-1）的控制特性被预先设定为根据来自第一扬声器的再生声音，使来自第二扬声器的再生声音在第一控制位置降低的第一控制特性，收听校正滤波器（1）的控制特性被预先设定为根据来自第一以及第二扬声器的再生声音，使得在第二控制位置出现具有规定的目标音频特性的声音的第二控制特性。

Description

声场控制装置以及声场控制方法
技术领域
本发明涉及使室内等空间的声场特性变化的声场控制装置。尤其涉及当视听电视机（TV）等时通过控制使得能够只在某特定区域收听到TV声音，而在其他区域降低TV声音的声场控制装置等。
背景技术
人听到的声音中既有愉快的声音也有不愉快的声音。不愉快的声音的代表例有工厂的噪音、汽车飞机等的交通噪音等。相对而言，作为愉快的声音的例子，可举出音乐等。但是，音乐对于欣赏它的人来说是愉快的声音，而周围的其他人未必也感觉愉快。例如，在家里的起居室开着音响或者TV时，对于在音响和TV附近想听其声音的人来说这是一份享受，但对于在同一起居室内交谈的其他人而言，这声音却是干扰听取的障碍。享受音响和TV的人即使想用大音量收听，但为了不妨碍会话就不得不降低音量，因此感到不满。当老年人视听TV时，由于老年人一般都有听力衰退，而倾向于将音量调得较大。由此，TV的声音对会话的干扰就更大，变成噪音，还可能因此造成家庭矛盾。
对此，若能只在想收听TV等的区域内再生（输出）声音，而在其他区域像不进行再生的话，就能解决以上的问题。作为解决这个问题的最常见的现有技术，有指向性扬声器。古典的是喇叭扬声器等利用几何学形状的方法。这是一种在高频域容易获得指向性的方法，但要是想在低频域也获得强指向性，则需要口径和景深大的结构，而这会导致扬声器的大型化。对此，最近还可以利用参量扬声器（超声波扬声器）或者阵列扬声器等的方法。参量扬声器是利用空气对超声波的非线性，将被调制成超声波的是声音信号在空气中解调成原来的声音信号的扬声器。阵列扬声器是通过对由直线状排列的多个扬声器放出的声音进行合成而获得指向性的扬声器。
但是，以上的指向性控制技术都是控制再生声音在某方向（例如，扬声器正面方向）上传播，在该方向上的人无论其在扬声器（正面）的前方还是后方，都会有声音传到而听得该声音。就是说，虽然通过控制能够使扬声器正面方向的指向性增强而使得在扬声器的左右方向上不易听到声音，却无法达到只使位于扬声器正面方向前方的人听到声音而使后方的人听不到声音的效果。换言之，无法控制声音的到达距离。为了解决这个问题，例如在美术馆或者博物馆等采用在天棚设置指向性扬声器，在展览物的正面限定局部性的再生区域的方法。但换成视听TV的环境考虑，由于TV画面在视听者的前方，因此，如果不在视听者的前方再生声音，画面和再生声像就不一致，从而造成明显的不协调感。这在收听音响时也同样，在视听者的前方再生时声像最自然适宜。其理由在于，被录入CD（Compact Disc）等声源的音乐其被演奏的原声场是演奏厅或者录音室等，为了再现出乐队在场的临场感，必须再生出原声场以及声像。
因此，通过现有的优选将扬声器设置在收听者前方的指向性控制技术，无法恰当解决以上所述的问题。
并且，指向性控制技术由喇叭等几何学形状和多个扬声器或者超声波设备等，因此对低频域也进行控制时会出现扬声器随之大型化或者无法对低频域进行控制等的问题。因此，指向性控制技术通常被用于高频域控制。
另外，利用信号处理来进行声场控制从而再现任意的声场的技术也在研究开发中。作为一例，可举出利用Kifchhoff-Helmholtz积分方程式的边界声场控制技术。这是一种通过对某密封空间的边界面上的声压和声压梯度（粒子速度）进行控制，从而忠实地再现出同形状的其他空间内的原声场的方法。但这种方法的问题在于，在低频域控制虽有优势，却难以进行高频域控制，并且，若想对高频域进行控制的话，系统规模随之变大，从而难以实现宽频域控制。
关于这些指向性控制技术和边界声场控制技术的课题及其对策等，专利文献1和专利文献2以及专利文献3中有记载。另外，专利文献4、5以及非专利文献1～5中也记载了声场控制的对策等。
专利文献1：日本特开2004-349795号公报
专利文献2：日本特开2005-142632号公报
专利文献3：日本特开2005-142634号公报
专利文献4：日本特开2005-249989号公报
专利文献5：日本特开2006-074442号公报
非专利文献1：植松著“考虑到扬声器配置的声场局部化”信学技报2004年
非专利文献2：植松著“考虑到区域内再生特性的声音局部再生”日本音响学会刊62卷2号2006年
非专利文献3：榎本著“声场的局部再生系统的实验探讨”日本音响学会讲演论文集2002年
非专利文献4：伊势著“基于基尔霍夫-赫尔姆霍茨积分方程式和逆系统理论的声场控制原理”日本音响学会刊53卷9号1997年
非专利文献5：Elliot et.Al，“A multiple error LMS algorithmand its application to active control of sound and vibration”，IEEETrans.on Acoustics，Speech,and Signal Processing,Vol.35，1988
非专利文献6：M.Miyoshi et.Al，“Inverse Filtering of RoomAcoustics”，IEEE Trans.on Acoustics，Speech，and SignalProcessing，Vol.36，1988
但是，在所述专利文献1～5以及非专利文献1～5的声场控制装置中也存在如下问题，在用于收听所期望的声音的收听区域及其周围，无法以不受配置结构上的制约的方式进行恰当且充分的声场控制。
发明内容
对此，本发明提供一种在收听区域能够恰当地表现出所期望的声音，而在其周围能够充分降低该声音，且不受配置结构上的制约的声场控制装置。
本发明的一形态的声场控制装置具备：收听校正滤波器，通过按照预先设定的控制特性对来自声源的输入信号进行信号处理，生成第二输出信号并将该第二输出信号输出到第二扬声器；控制滤波器，通过按照预先设定的控制特性对来自所述收听校正滤波器的第二输出信号进行信号处理，生成第一输出信号并将该第一输出信号输出到第一扬声器。所述控制滤波器的控制特性被预先设定为第一控制特性，该第一控制特性是根据来自所述第一扬声器的再生声音，使来自所述第二扬声器的再生声音在第一控制位置降低的控制特性。所述收听校正滤波器的控制特性被预先设定为第二控制特性，该第二控制特性是根据来自所述第一扬声器以及所述第二扬声器各自的再生声音，使得在第二控制位置出现具有规定的目标音频特性的声音的控制特性。
在此，这些总括性或者具体性的形态可由系统、方法、集成电路、计算机程序或者计算机可读取的CD-ROM等记录介质实现，亦可由系统、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合实现。
根据本发明的声场控制装置，在收听区域能够恰当地表现出所期望的声音，而在其周围能够充分降低该声音，且不受配置结构上的制约。
附图说明
图1是现有的声场控制装置的结构图。
图2是现有的其他声场控制装置的结构图。
图3是现有的声场控制装置的模式图。
图4是实施方式1所涉及的声场控制装置的结构图。
图5是包含实施方式1所涉及的声场控制装置的系统的结构图。
图6是包含实施方式1所涉及的声场控制装置的其他系统的结构图。
图7是包含实施方式1所涉及的声场控制装置的另一其他系统的结构图。
图8是用于说明实施方式1所涉及的声场控制装置的信号处理的结构图。
图9是实施方式1所涉及的声场控制装置的收听区域以及静音区域的说明图。
图10是实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的传声器和扬声器的配置的俯视图。
图11是实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的传声器和扬声器的配置的左侧观察图。
图12是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的扬声器的配置结构的图。
图13是用于说明求出实施方式1所涉及的目标特性部的目标音频特性的信号处理的结构图。
图14是用于说明求出实施方式1所涉及的控制滤波器的控制特性的信号处理的结构图。
图15是用于说明求出实施方式1所涉及的收听校正滤波器的控制特性的信号处理的结构图。
图16A是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-1的控制效果的图。
图16B是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-3的控制效果的图。
图16C是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-5的控制效果的图。
图16D是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-7的控制效果的图。
图16E是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-9的控制效果的图。
图16F是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-19的控制效果的图。
图16G是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-21的控制效果的图。
图16H是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-23的控制效果的图。
图16I是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-25的控制效果的图。
图16J是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-27的控制效果的图。
图16k是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-37的控制效果的图。
图16L是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-39的控制效果的图。
图16M是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-41的控制效果的图。
图16N是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-43的控制效果的图。
图16O是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-45的控制效果的图。
图16P是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的评价用传声器12的控制效果的图。
图17A是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-1的控制效果的图。
图17B是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-2的控制效果的图。
图17C是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-3的控制效果的图。
图17D是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-4的控制效果的图。
图17E是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-5的控制效果的图。
图17F是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-6的控制效果的图。
图17G是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-7的控制效果的图。
图17H是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的收听点用的传声器9-8的控制效果的图。
图18A是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-1的控制效果的图。
图18B是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-2的控制效果的图。
图18C是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-3的控制效果的图。
图18D是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-4的控制效果的图。
图18E是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-5的控制效果的图。
图18F是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-6的控制效果的图。
图18G是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-7的控制效果的图。
图18H是表示实施方式1所涉及的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-8的控制效果的图。
图19是被作为实施方式1所涉及的声场控制装置的比较对象的声场控制装置的结构图。
图20A是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-1的控制效果的图。
图20B是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-3的控制效果的图。
图20C是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-5的控制效果的图。
图20D是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-7的控制效果的图。
图20E是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-9的控制效果的图。
图20F是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-19的控制效果的图。
图20G是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-21的控制效果的图。
图20H是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-23的控制效果的图。
图20I是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-25的控制效果的图。
图20J是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-27的控制效果的图。
图20k是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-37的控制效果的图。
图20L是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-39的控制效果的图。
图20M是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-41的控制效果的图。
图20N是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-43的控制效果的图。
图20O是表示比较对象的声场控制装置在实验室的控制点用传声器10-45的控制效果的图。
图20P是表示比较对象的声场控制装置在实验室的评价用传声器12的控制效果的图。
图21A是表示比较对象的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-1的控制效果的图。
图21B是表示比较对象的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-2的控制效果的图。
图21C是表示比较对象的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-3的控制效果的图。
图21D是表示比较对象的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-4的控制效果的图。
图21E是表示比较对象的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-5的控制效果的图。
图21F是表示比较对象的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-6的控制效果的图。
图21G是表示比较对象的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-7的控制效果的图。
图21H是表示比较对象的声场控制装置在实验室的收听点用传声器9-8的控制效果的图。
图22A是表示比较对象的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-1的控制效果的图。
图22B是表示比较对象的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-2的控制效果的图。
图22C是表示比较对象的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-3的控制效果的图。
图22D是表示比较对象的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-4的控制效果的图。
图22E是表示比较对象的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-5的控制效果的图。
图22F是表示比较对象的声场控制装置在实验室的评价用的传声器11-6的控制效果的图。
图22G是表示比较对象的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-7的控制效果的图。
图22H是表示比较对象的声场控制装置在实验室的评价用传声器11-8的控制效果的图。
图23是实施方式1所涉及的声场控制装置的其他收听区域以及静音区域的说明图。
图24是实施方式1所涉及的声场控制装置的另一其他收听区域以及静音区域的说明图。
图25是实施方式1所涉及的其他声场控制装置的结构图。
图26是包含实施方式2所涉及的声场控制装置的系统的结构图。
图27是用于说明实施方式2所涉及的声场控制装置的收听区域以及静音区域的图。
图28是包含实施方式2所涉及的其他声场控制装置的系统的结构图。
图29包含实施方式2所涉及的另一其他声场控制装置的系统的结构图。
图30是用于说明实施方式2所涉及另一其他声场控制装置的收听区域以及静音区域的图。
图31是包含实施方式2所涉及另一其他声场控制装置的系统的结构图。
具体实施方式
（本发明的基础知识）
根据所述专利文献1～3中记载的声场控制装置，将来自声源的信号分成低频域和高频域的2个以上的频域，在低频域等特定的频域或者各频域内，在个别利用所述边界声场控制技术的同时兼用超声波振动元件来调整扬声器和传感器的配置间隔，以此解决所述难以实现声场的宽频域控制的问题。
所述专利文献1、专利文献2以及专利文献3的发明者们发表的非专利文献1以及非专利文献2等文献中，关于利用边界声场控制技术进行的区域再生，提到“基于边界声场控制的现有方法只对想使之成为无音的区域的特性进行控制，而关于在应该再生声音的区域内再生什么样的声音并无规定”。非专利文献2中也说明“暗示在再生区域内被再生的是具有与原音不同特性的声音”。另外，在非专利文献1和非专利文献2中被作为参考文献引用的非专利文献3中也记载着，根据边界声场控制的声场的局部性再生系统“能够实现只在扬声器的极近区域再生声音，而在稍微远离的区域急剧衰减的声压分布”。根据这些记载可知，若只应用现有的边界声场控制技术，无法在再生区域（例如，配置了扬声器的起居室等房间）内的任意的地方（例如，与扬声器稍有距离的地方，即，在视听TV时不是TV的跟前，而是沙发等离TV稍远一点的地方的视听位置）再现原来的声源或者任意的声源。
在此，专利文献1～专利文献3所公开的边界声场控制技术相当于非专利文献1～非专利文献3中记载的现有方法。即，通过专利文献1～专利文献3中记载的发明，也无法在再生区域内的任意的地方再现原来的声源或者任意的声源。
为了解决这个应用了现有的边界声场控制技术的局部再生系统（声场控制装置）的问题，非专利文献1中说明了，为了对再生区域内的声音进行规定，至少设定具有1个以上非0的期望特性的应答控制点，并个别设定针对被设置在再生区域边界的零控制点的控制权重和针对应答控制点的控制权重的方法。关于这种在各控制点设定权重进行控制方法，专利文献4中也有公开。
同样，为了解决应用了现有的边界声场控制技术的局部再生系统的问题，非专利文献1和非专利文献2中公开了对控制扬声器的配置进行调整的方法。另外，专利文献5也公开了这个方法。
图1表示基于专利文献4的声场控制装置1000。在声场控制装置1000中，作为一例，例如空间里配置有N(=4)个扬声器1101～1104。并且，在该空间里，作为一例，设置有M(=5)个传声器1201～1205。在此，满足M≥N+1的关系。
来自声源100的同一输入信号通过FIR滤波器1001～1004被输入到扬声器1101～1104。通过对这些FIR滤波器1001～1004的各系数进行控制，能够对输入到扬声器1101～1104的信号进行个别控制。
最先，从扬声器1101～1104到传声器1201～1205的脉冲应答hi,j(i=1，2，3，4、j=1，2，3，4，5)被记录到记录器1400。另一方面，在期望应答记录器1500中记录有想在各控制点(传声器1201～1205的位置)实现的期望脉冲应答aj(j=1，2，3，4，5)。并且，应答记录器1400和期望应答记录器1500的各输出被输入到系数决定器1300。权重记录器1600中记录有各控制点的权重系数gj(j=1，2，3，4，5)，这也同时被输入到系数决定器1300。在系数决定器1300中，利用这些脉冲应答hi,j以及aj和权重系数gj，通过进行以下(式1)所示的运算来决定各滤波系数wi(i=1，2，3，4)，并将各滤波系数设定到各FIR滤波器1001～1004。
W=(GHTGH+δI)-1×GHTGA···(式1)
在此，δ表示比GHTGH的最大特性值小的定数。I表示单位矩阵。W表示在频域表现滤波系数wi的传递函数。H表示在频域表现脉冲应答hi,j的传递函数。A表示在频域表现脉冲应答aj的传递函数。G表示在频域表现权重系数gj的传递函数。
在此，如果想在图1所示的影线区域使再生声压降低，将被配置在作为其边界面的虚线上的传声器1201～1204的期望特性(脉冲应答)a1、a2、a3、a4设定成0即可。与此同时，将传声器1205的期望特性a5例如设定成由扬声器1102单独再生声音时的特性。此时，若将权重系数例如设定成g1=g2=g3=g4=1.0、g5＝0.1的话，能够在传声器1201～1204使再生声压降低，而在传声器1205可抑制再生声压的降低，从而能够实现局部再生系统。
其次，图2表示基于专利文献5的声场控制装置2000。图2的声场控制装置2000省略了图1的权重记录器1600，并变更了扬声器1101～1104的配置。在系数决定器1300中，利用来自应答记录器1400的脉冲应答hi,j和来自期望应答记录器1500的期望脉冲应答aj，通过进行以下(式2)所示的运算来决定各滤波系数wi(i=1，2，3，4)，并将各滤波系数设定到各FIR滤波器1001～1004。
W=(HTH+δI)-1×HTA···(式2)
在此，δ表示比HTH的最大特性值小的定数。I表示单位矩阵。W表示在频域表现滤波系数wi的传递函数。H表示在频域表现脉冲应答hi,j的传递函数。A表示在频域表现脉冲应答aj的传递函数。
在此，如果想在图2所示的影线区域使再生声压降低，将被配置在作为其边界面的虚线上的传声器1201～1204的期望特性a1、a2、a3、a4设定成0即可。与此同时，将传声器1205的期望特性a5例如设定成由扬声器1102单独再生声音时的特性。此时，若将扬声器1101和扬声器1102的间隔A、扬声器1102和扬声器1103的间隔B、扬声器1103和扬声器1104的间隔C设定成满足B<C≤A的方式，就能够在传声器1201～1204使再生声压降低，而在传声器1205可抑制再生声压的降低，从而能够实现局部再生系统，
但是，关于所述声场控制装置1000，专利文献4记载为，相对于“在M(传声器数)>N(扬声器数)的情况下方程式不成立，因此实际上是求出平方误差为最小的wi(滤波系数)”，“但根据该方法，是求出误差成为最小的滤波系数，原理上包含了误差”的现有方法，“通过利用设定了各控制点的误差容许量的权重系数矩阵来进行运算，能够设定每个控制点所被容许的误差比例”。即，就所述声场控制装置1000而言，由与权重系数g1=g2=g3=g4=1.0对应的传声器1201～1204实现的结果中原本就包含误差，并且，由与权重系数g5=0.1对应的传声器1205实现的结果中包含更大的误差。因此，不可能使在传声器1205的收听位置上实现的音质的精度达到与本想再生的原声源（图1的情况，是由扬声器1102单独再生时的传声器1205的特性）同等的音质水平，有时还可能出现相当程度的品质降低。另外，专利文献4中还示出了频率1000Hz时的效果，但并未记载该效果是否就是包含其他频率在内的一般应用的结果。
在此，与专利文献4相关的非专利文献1中记载着“关于权重系数的大小，很大程度上取决于扬声器·控制点的配置、数量，这些有变化时区域再生的性能也会大有改变。目前还没有关于决定扬声器·控制点的配置方法、数量或者权重系数的规定基准，决定这些并非易事”，“即使利用权重多点控制，特性也会因扬声器·控制点的配置而变化”。即，在非专利文献1被公开之前申请的专利文献4中同样，即使导入权重系数，也无法断言无论在任何扬声器·控制点配置以及数量的情况下，都能在所有的频率普遍性地获得在零控制点（传声器1201～1204）使再生声压，而在应答控制点（传声器1205）不使再生声压降低的效果。
其次，关于所述声场控制装置2000，专利文献5虽然公开了频率1000Hz时的效果，但并未记载该效果是否就是包含其他频率在内的一般应用的结果。
在此，与专利文献5相关的非专利文献1以及非专利文献2中记载着，“按下述条件决定了扬声器配置。首先，决定以应答控制点为中心的矩形或圆形。”、“以该被选择的矩形或者圆形的边上为条件，随机决定了5个扬声器各自的位置。”、“特性好的配置多为在矩形的纵向边的一侧排列有4个扬声器、另一侧设置有1个扬声器的方式。另外，被排列在一侧的4个扬声器彼此的间隔为，中央的2个扬声器的间隔比这2个分别与其外侧的扬声器之间的间隔小的情况居多。相对而言，零控制点的配置未显明显的倾向。”、“在其他频率进行同样模拟的结果，在低于1kHz的频率也获得了基本良好的特性。因此可认为，即使采用了只根据1kHz时的模拟结果而定的扬声器配置，以频域噪声作为声源进行实验的结果也为良好”。即，以维持该扬声器配置以及应答控制点的设置条件为前提，在包含1kHz以外的其他频率在内的情况下也有效果。专利文献5即注册专利第4359208号的权利要求1中也包含“被配置在直线上的声源中，被配置在中央的声源的间隔最小，越靠向端部所述声源的间隔就越大”的发明特征，由此可知维持设置条件是结构上所必须的。
即，反过来说，从这些记载可知，根据专利文献5记载的发明，若不遵守扬声器配置以及应答控制点的设置条件，就得不到所期望的效果。就是说，图2所示的声场控制装置2000的扬声器1101～1104的配置和传声器1205的设置条件是必要条件。
如上所述，在声场控制装置2000中，对扬声器和传声器的设置条件有限定，因此存在着无法任意应用于各种场所和产品的问题。
作为图1所示声场控制装置1000和图2所示声场控制装置2000之基本的控制结构的模式如图3的声场控制装置3000所示。声场控制装置3000基本控制滤波器3001、系数设计部3002、目标特性部3003、差值提取部3004、传声器3009-1～3009-m、传声器3010-1～3010-q以及扬声器3015-1～3015-n。
传声器3009-1～3009-m被配置在想使期望特性的声场再现的收听位置（收听区域）。另外，传声器3010-1～3010-q被配置在想使静音区域再现的位置。并且，由传声器3009-1～3009-m以及传声器3010-1～3010-q检测各声场的声音，由控制滤波器3001对来自扬声器3015-1～3015-n的再生声音进行控制。
即，声场控制装置3000具有只由控制滤波器3001同时控制收听区域和静音区域的结构。
使用声场控制装置3000的基本结构，在图1的声场控制装置1000中考虑到系数设计时的权重，在图2的声场控制装置2000的结构中对扬声器配置进行调整，从而各自可进行局部再生。但所述问题并未得到解决。
因此，本发明鉴于解决所述问题，其目的在于提供一种在收听区域能够恰当地表现出期望的声音，而在其周围能够使该声音充分降低，并且不受配置结构上的制约的声场控制装置。换言之，其目的在于提供一种用于进行如下控制的声场控制装置，在收听期望的声音的收听区域正确地再现期望的声音，而在其周围降低该声音的水平，以使得不妨碍会话等。
或者说，本发明的目的还在于提供一种能够按照每个声音，在同一空间内的不同地方实现用于收听不同的期望声音的区域的声场控制装置。
进一步说，本发明的目的在于尤其在将扬声器配置在例如与收听者的正面为同一平面时，能够在应该控制的频域整体获得效果，而对控制时使用的扬声器和传声器等音响器件的配置条件无限定。
为了解决所述问题，本发明的一形态的声场控制装置具备：收听校正滤波器，通过按照预先设定的控制特性对来自声源的输入信号进行信号处理，生成第二输出信号并将该第二输出信号输出到第二扬声器；控制滤波器，通过按照预先设定的控制特性对来自所述收听校正滤波器的第二输出信号进行信号处理，生成第一输出信号并将该第一输出信号输出到第一扬声器。所述控制滤波器的控制特性被预先设定为第一控制特性，该第一控制特性是根据来自所述第一扬声器的再生声音，使来自所述第二扬声器的再生声音在第一控制位置降低的控制特性。所述收听校正滤波器的控制特性被预先设定为第二控制特性，该第二控制特性是根据来自所述第一扬声器以及所述第二扬声器各自的再生声音，使得在第二控制位置出现具有规定的目标音频特性的声音的控制特性。
如上所述，从第二扬声器输出基于第二输出信号的再生声音，并由控制滤波器对该第二输出信号进行信号处理，从而由第一扬声器输出再生声音。即，无需考虑用于生成第二输出信号的收听校正滤波器的控制特性，能够根据第二输出信号，将以降低来自第二扬声器的再生声音为目的的恰当的第一控制特性设定为控制滤波器的控制特性。并且，无论该设定的第一控制特性是什么样的特性，都能够根据该第一控制特性，将以使得在第二控制位置现出具有规定的目标音频特性的声音为目的的恰当的第二控制特性设定为收听校正滤波器的控制特性。其结果，能够在作为第二控制位置的收听区域恰当地表现出期望的声音，而在其周围的第一控制位置能够使该声音充分降低，且不受扬声器等的配置结构上的制约。
换言之，由于控制滤波器具有用于使来自第二扬声器的再生声音在第一控制位置降低的第一控制特性，因此无论收听校正滤波器的控制特性如何，都能使来自第二扬声器的再生声音在第一控制位置降低。与此同时，由于收听校正滤波器具有用于使规定的目标音频特性在第二控制位置再现的第二控制特性，因此还能够以来自第一以及第二扬声器的再生声音，在第二控制位置再现出规定的目标音频特性。其结果，能够在同一空间内的多个地方实现任意的声场特性。
另外还可以，通过进行如下步骤：处理步骤，通过按照所述规定的目标音频特性对来自所述声源的输入信号进行信号处理，生成目标特性信号；第二检测步骤，通过由位于所述第二控制位置的传声器检测来自所述第一扬声器以及所述第二扬声器各自的再生声音，生成第二检测信号；第二更新步骤，根据所述输入信号、所述目标特性信号以及所述第二检测信号，更新所述收听校正滤波器的控制特性，来算出被更新的所述控制特性并将其设定为所述第二控制特性。
例如，在所述第二更新步骤中，算出所述目标特性信号和所述第二检测信号的差值，并利用所述输入信号来更新收听校正滤波器的控制特性，以使所述差值减小。
由此，通过反复进行各步骤，能够使由来自第一扬声器的再生声音和来自第二扬声器的再生声音在第二控制位置合成而成的声音的音频特性，充分接近规定目标音频特性。即，能够设定出使所述合成的声音的音频特性和规定的目标音频特性相一致的第二控制特性，从而能够在第二控制位置确实表现出具有规定的目标音频特性的声音。
另外可以是，在设定所述第二控制特性之前，算出并设定所述控制滤波器的所述第一控制特性。
由此，能够恰当地设定第一以及第二控制特性，其结果，在收听区域能够更恰当地表现出期望的声音，并且在其周围的第一控制位置能够使该声音更充分地降低。
另外可以是，通过进行如下步骤：第一检测步骤，通过由位于所述第一控制位置的传声器检测来自所述第一扬声器以及所述第二扬声器各自的再生声音，生成第一检测信号；第一更新步骤，根据来自所述收听校正滤波器的所述第二输出信号和所述第一检测信号，更新所述控制滤波器的控制特性，来算出被更新的所述控制特性并将其设定为所述第一控制特性。
如上所述，通过反复进行各步骤，使例如第一检测信号示出的音响水平降低，从而能够使由来自第一扬声器的再生声音和来自第二扬声器的再生声音在第一控制位置合成而成的声音的音响水平充分接近0。即，能够设定使该音响水平与0一致的第一控制特性，并能够使来自第二扬声器的再生声音在第一控制位置确实降低。
另外可以是，所述声场控制装置具备n（n是2以上的整数）个所述控制滤波器，所述收听校正滤波器将所述第二输出信号输出到n个所述第二扬声器，所述n个控制滤波器分别对输出到所述n个第二扬声器中与该控制滤波器对应的1个第二扬声器的第二输出信号进行信号处理。
由此，能够将各控制滤波器的控制特性设定成只与来自n个第二扬声器中的1个第二扬声器的再生声音对应的第一控制特性。其结果，即使在有多个第二扬声器的情况下，也能够设定恰当的第一控制特性，从而能够确实获得所述效果。
另外可以是，所述声场控制装置还具备加法运算器，该加法运算器通过对由所述n个控制滤波器分别输出的第一输出信号进行加法运算，并输出加法运算信号，所述第一扬声器按照由所述加法运算器输出的所述加法运算信号来输出再生声音。
根据以上，与由n个控制滤波器分别输出的第一输出信号应对的再生声音被第一扬声器输出，因此无需在每个第一扬声器配置控制滤波器，从而能够简化包含声场控制装置在内的系统整体的结构。
另外可以是，所述声场控制装置除了具备作为所述收听校正滤波器以及所述控制滤波器的第一收听校正滤波器以及第一控制滤波器之外，还具备第二收听校正滤波器以及第二控制滤波器。所述第二收听校正滤波器通过按照预先设定的控制特性对处理对象的音频信号进行信号处理，生成第三输出信号并将该第三输出信号输出到第三扬声器。所述第二控制滤波器通过按照预先设定的控制特性对来自所述第二收听校正滤波器的第三输出信号进行信号处理，生成第四输出信号并将该第四输出信号输出到所述第一扬声器。所述第二控制滤波器的控制特性被预先设定为第三控制特性，该第三控制特性是根据来自所述第一扬声器的再生声音，使来自所述第三扬声器的再生声音在所述第二控制位置降低的控制特性。所述第二收听校正滤波器的控制特性被预先设定为第四控制特性，该第四控制特性是根据来自所述第一扬声器以及所述第三扬声器各自的再生声音，使得在所述第一控制位置出现具有规定的目标音频特性的声音的控制特性。
由此，在第一控制位置能够使基于声源的输入信号的来自第二扬声器的再生声音降低，并且能够使基于音频信号的具有规定的目标音频特性的声音现出，在第二控制位置能够使基于音频信号的来自第三扬声器的再生声音降低，并且使基于声源的输入信号的具有规定的目标音频特性的声音现出。即，在第一控制位置和第二控制位置，能够明确区别被降低的再生声音以及现出的声音。
另外可以是，所述第二收听校正滤波器，将来自所述声源的、作为所述第一收听校正滤波器的信号处理对象的输入信号，作为所述音频信号进行信号处理。
由此，在第一收听校正滤波器和第二收听校正滤波器中分别对来自同一声源的输入信号，按照第二或者第四控制特性进行信号处理，因此，即使是同一声源的声音，也能够使在第一控制位置和第二控制位置出现的声音的音频特性（规定的目标音频特性）明显不同。
另外可以是，所述第二收听校正滤波器，将与来自所述声源的、作为所述第一收听校正滤波器的信号处理对象的输入信号不同的信号，作为所述音频信号进行信号处理。
由此，在第一收听校正滤波器和第二收听校正滤波器中分别对互不相同的信号（输入信号或者音频信号），按照第二或者第四控制特性进行信号处理，因此能够使在第一控制位置和第二控制位置出现的声音以及该声音的音频特性（规定的目标音频特性）明显不同。
另外可以是，由所述第二收听校正滤波器输出的所述第三输出信号和由所述第一收听校正滤波器输出的所述第二输出信号被加法运算器进行加法运算，并被输出到用于代替所述第三扬声器的所述第二扬声器。
因此，由于第二扬声器兼备第三扬声器的作用，因此不需要第三设置扬声器，从而能够简化包括声场控制装置在内的系统整体的结构。
另外可以是，所述收听校正滤波器以及所述控制滤波器分别具备多个抽头，利用被作为信号处理对象的信号中包含的过去的数据来进行滤波。
由此，对于被进行信号处理的信号（输入信号或者音频信号），能够以例如FIR滤波器等恰当地进行滤波。
以下，参照附图具体说明实施方式。
在此，以下将说明的实施方式均表示总括性或者具体性的例子。以下的实施方式中出现的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置位置以及连接形态、步骤、步骤的顺序等也都是一个例子，并不表示本发明限定于此。另外，关于以下的实施方式的结构要素中的未被记载于表示最上位概念的独立权利要求中的结构要素，将其作为任意的结构要素进行说明。
（实施方式1）
以下就实施方式1所涉及的声场控制装置101的结构进行说明。图4是表示实施方式1所涉及的声场控制装置101的结构的图。
本实施方式的声场控制装置101由收听校正滤波器1、n个控制滤波器5-1～5-n、p个加法运算器6-1～6-p、p个扬声器7-1～7-p以及n个扬声器8-1～8-n构成。在本结构中，对收听校正滤波器1以及控制滤波器5-1～5-n已设定了恰当（最终）的系数，图4所示的声场控制装置101的结构可以说是最终结构。在此，收听校正滤波器1以及控制滤波器5-1～5-n分别例如是FIR滤波器。即，这些滤波器具备多个抽头，利用被包含在作为信号处理对象的信号中的过去的数据来进行滤波。
在此，图4所示的声场控制装置101具备n个控制滤波器5-1～5-n控制滤波器，也可以不具备加法运算器6-1～6-p，而只具备1个控制滤波器。并且，该声场控制装置101具备n个扬声器8-1～8-n以及p个扬声器7-1～7-p，也可以不具备这些扬声器。
即，本发明的一形态的声场控制装置具备收听校正滤波器和控制滤波器，所述收听校正滤波器通过按照预先设定的控制特性对来自声源的输入信号进行信号处理来生成第二输出信号，并将该第二输出信号输出到第二扬声器，所述控制滤波器通过按照预先设定的控制特性对来自所述收听校正滤波器的第二输出信号进行信号处理来生成第一输出信号，并将该第一输出信号输出到第一扬声器。在此，控制滤波器的控制特性被预先设定为第一控制特性，该第一控制特性是根据来自所述第一扬声器的再生声音，使来自所述第二扬声器的再生声音在第一控制位置（控制点）降低的控制特性。收听校正滤波器的控制特性被预先设定为第二控制特性，该第二控制特性是根据来自所述第一扬声器以及所述第二扬声器各自的再生声音，使得在第二控制位置（控制点）出现具有规定的目标音频特性的声音的控制特性。另外，所述声源、收听校正滤波器、控制滤波器、第一扬声器以及第二扬声器分别如图4所示，相当于声源100、收听校正滤波器1、控制滤波器5-1～5-n中的任1个、扬声器7-1～7-p中的至少1个以及扬声器8-1～8-n中的至少1个。
另外，本发明的一形态的声场控制装置可以像图4所示的声场控制装置101那样，具备n（n是2以上的整数）个控制滤波器，收听校正滤波器将第二输出信号输出到n个所述第二扬声器，n个控制滤波器分别对输出到所述n个第二扬声器中与该控制滤波器对应的1个第二扬声器的第二输出信号进行信号处理。在此情况下，本发明的声场控制装置还可以具备加法运算器，该加法运算器通过对由n个控制滤波器分别输出的第一输出信号进行加法运算，输出加法运算信号，第一扬声器按照由所述加法运算器输出的加法运算信号来输出再生声音。
其次，图5表示在设定收听校正滤波器1的系数的阶段声场控制装置101所包含的系统的结构。在此，收听校正滤波器1的系数是滤波系数或者控制系数，表示收听校正滤波器1的控制特性（第二控制特性）。在该阶段的系统101A具备未设定所述系数的声场控制装置101、系数设计部2、目标特性部3以及m个传声器9-1～9-m。以下利用图5来说明在声场控制装置101设定收听校正滤波器1的系数的动作。
图5中，来自声源100的输入信号在收听校正滤波器1被进行信号处理，并且n（n≥1）个输出信号（第二输出信号）的分别被作为声音由n个扬声器8-1～8-n再生。另一方面，收听校正滤波器1的n个输出信号还分别被输入到n个控制滤波器5-1～5-n。来自该控制滤波器5-1～5-n的p（p≥1）个输出信号（第一输出信号）的分别在p个加法运算器6-1～6-p被进行加算，并被作为声音由p个扬声器7-1～7-p再生。
在此，控制滤波器5-1以使由扬声器8-1再生的声音在q在（q≤p）个控制点10-1～10-q被降低的方式进行信号处理。即，控制点相当于所述的零控制点。同样，控制滤波器5-n以使由扬声器8-n再生的声音在q个控制点10-1～10-q被降低的方式进行信号处理。由此，由扬声器8-1～8-n再生的声音全都在控制点10-1～10-q被降低。另外，在求出收听校正滤波器1的控制系数之前就预先求出控制滤波器5-1～5-n的控制系数。
来自收听校正滤波器1的输出信号如上所述由扬声器8-1～8-1n再生的同时，还通过控制滤波器5-1～5-n由扬声器7-1～7-p再生。
然后，在收听校正滤波器1的系数设定阶段，由这些扬声器8-1～8-n和扬声器7-1～7-p再生的声音，由设置在m（m≤n）个收听点（应答控制点）的传声器9-1～9-m进行检测。另外，符号9-1～9-m分别表示收听点或者被配置在该收听点的传声器。被检测出的各信号被输入到系数设计部2。另一方面，来自声源100的输入信号被输入到系数设计部2的同时还被输入到目标特性部3。在此，目标特性部3中预先存储有想在各收听点9-1～9-m再现的期望特性（规定的目标音频特性），目标特性部3按照该期望特性对来自声源100的输入信号进行信号处理，并将通过该信号处理所获得的输出信号（目标特性信号）输出到系数设计部2。系数设计部2根据来自目标特性部3的信号、来自传声器9-1～9-m的信号和来自声源100的输入信号，求出收听校正滤波器1的控制系数。然后，收听校正滤波器1利用该控制系数对来自声源100的输入信号进行信号处理，并将通过该信号处理所获得的输出信号输出到扬声器8-1～8-n和控制滤波器5-1～5-n。其结果，通过由扬声器8-1～8-n和扬声器7-1～7-p输出声音，可在各收听点9-1～9-m再现期望特性。
在此，用于设定收听校正滤波器1的系数的系统，像图6所示的系统101B那样，还可以具备差值提取部4。
来自声源100的输入信号在目标特性部3按照期望特性被进行信号处理，然后被输入到差值提取部4。由传声器9-1～9-m检测出的、来自扬声器8-1～8-n和扬声器7-1～7-p的再生声音的信号也被作为检测信号输入到差值提取部4。
差值提取部4提取来自目标特性部3的输出信号和来自传声器9-1～9-m的检测信号的差值，并将其结构作为差值信号输出到系数设计部2。系数设计部2根据来自声源100的输入信号和来自差值提取部4的差值信号，以使来自差值提取部4的差值信号成为最小（理想值为0）的方式，求出收听校正滤波器1的控制系数。由此，能够在收听点9-1～9-m再现期望的特性。
另外，在控制点10-1～10-q，来自扬声器8-1～8-n的再生声音被控制滤波器5-1～5-n降低，因此，无论收听校正滤波器1的控制系数是什么样的特性，始终都能维持降低效果。因而，最终能够在收听点9-1～9-m再现期望的特性，与此同时还能在控制点10-1～10-q降低声音而保持安静。
如上所述，在本发明的一形态的声场控制装置中，例如算出通过进行以下各步骤被更新的控制特性，并将该控制特性设定为第二控制特性。所述各步骤包括：处理步骤，通过按照规定的目标音频特性对来自声源的输入信号进行信号处理，从而生成目标特性信号；第二检测步骤，由位于第二控制位置的传声器检测分别来自第一以及第二扬声器的再生声音，从而生成第二检测信号；第二更新步骤，根据输入信号、目标特性信号以及第二检测信号，对收听校正滤波器的控制特性进行更新。其中，在第二更新步骤中，例如，算出目标特性信号和第二检测信号的差值，并利用输入信号更新收听校正滤波器的控制特性，以使该差值变小。
其次，图7表示在除了收听校正滤波器1的系数之外还设定控制滤波器5-1～5-n的系数的阶段的、包含声场控制装置101的系统的结构。在该阶段的系统101C还具备系数设计部20-1～20-n。
如上所述，在本实施方式的声场控制装置101中，在求出收听校正滤波器1的控制系数（第二控制特性）之前求出控制滤波器5-1～5-n的控制系数（第一控制特性）。作为算出控制滤波器5-1～5-n的控制系数的方法，首先，像图7所的系统101C那样，将来自被设置在控制点的传声器10-1～10-q的检测信号和来自收听校正滤波器1的输出信号输入到系数设计部20-1～20-n。在此，符号10-1～10-q分别表示控制点或者被设置在该控制点的传声器。其次，系数设计部20-1～20-n根据这些被输入的信号，求出使来自传声器10-1～10-q的检测信号成为最小（理想值为0）的控制滤波器5-1～5-n的控制系数。
如上所述，在本发明的一形态的声场控制装置中，例如，在设定第二控制特性之前算出并设定控制滤波器的第一控制特性。另外，在本发明的一形态的声场控制装置中，例如，算出通过以下各步骤被更新的控制特性，并将该控制特性设定为第一控制特性。所述各步骤包括：第一检测步骤，由位于第一控制位置的传声器检测分别来自第一扬声器以及第二扬声器的再生声音，从而生成第一检测信号；第一更新步骤，根据来自收听校正滤波器的第二输出信号和第一检测信号，更新控制滤波器的控制特性。
另外，在图5～图7的系数设计部2中，20-1～20-n可以采用基于非专利文献4的边界声场控制的非专利文献3的方法、专利文献5所示的解矩阵式的方法、专利文献1和专利文献2以及专利文献3所示的非专利文献5的MEFX-LMS算法或者非专利文献6所示的MINT方法等，求出收听校正滤波器1和控制滤波器5-1～5-n的控制系数。以下，详细说明控制系数的算出方法。
在此，为了便于理解算出方法，如图8所示，例举具有1个扬声器7-1、1个扬声器8-1、1个传声器9-1、1个传声器10-1的系统进行说明。
首先，为了求出图8所示的控制滤波器5-1的特性，将未经由收听校正滤波器1而直接来自声源100的输入信号，输入到扬声器8-1和控制滤波器5-1以及系数设计部20-1。以下设想为，目标音频特性是d(i)，从扬声器8-1到传声器10-1的传递特性是a(i)，从扬声器7-1到传声器10-1的传递特性是b(i)，从扬声器8-1到传声器9-1的传递特性是c(i)，从扬声器7-1到到传声器9-1的传递特性是g(i)，控制滤波器5-1的系数是w(i)。在此情况下，在时域的折积在频域即为乘法运算，因此在传声器10-1的检测信号E10中，以下(式3)所示的等式成立。在此，(式3)中的大写字母是时域中的各信号和系数在频域中的表现。
E10=AX+WBX···(式3)
(式3)的检测信号E10成为最小的情况，其理想值为0，利用这一点求解，可获得以下的(式4)。
W=-A／B···(式4)
其次，求出收听校正滤波器1的系数z(i)。根据图8，同样可将差值提取部4的输出信号E′表示为(式5)的等式。
E′=DX-E9
=DX-(ZCX+ZWGX)
=DX-ZCX+ZAGX／B···(式5)
(式5)的输出信号E′成为最小的情况，其理想值为0，利用这一点求解，可获得以下的(式6)。
Z=BD／(BC-AG)···(式6)
如果将通过所述(式4)以及(式6)求出的系数应用到图8，如(式7)所示，无论收听校正滤波器1如何，传声器10-1的检测信号都成为0。同时，在传声器9-1的位置，如(式8)所示，能够听到具有目标音频特性的输入信号。
ZAX+ZWBX=X{ABD／(BC-AG)-ABD／(BC-AG)}
=O···(式7)
ZCX+ZWCX=X{BCD／(BC-AG)-ADG／(BC-AG)}
=XD(BC-AG)／(BC-AG)
=XD···（式8)
图9是设置有本实施方式的声场控制装置101的某空间(实验室)300的俯视图。如图9所示，例如，空间300内的视听者V正在视听电视(TV)301。此时，由于来自被设置在TV301的两侧的扬声器8-1～8-n和扬声器7-1～7-p的再生声音，在被收听点9-1～9-m包围的区域(收听区域)201内，能够再现出与由TV301的内置扬声器再生声音时相同的声场特性。同时，由于来自扬声器7-1～7-p的再生声音，在被控制点10-1～10-q包围的区域(静音区域)202内，来自扬声器8-1～8-n的再生声音被降低而成为静音状态。因而，收听者V会感觉该TV301的声音就像是在由该TV301的内置扬声器进行再生，与此同时，视听者U会感觉到TV301并未再生声音，或者再生声音充分小，而感觉安静。
为了确认实际效果进行了实验。图10～图12是表示实验结果的图，图10是俯视图，图11是左侧面图，图12是表示扬声器的配置结构的图。
如图10～图12所示，在16～18榻榻米大的实验室300内设置多个扬声器7-1～7-50，并以包围这些扬声器7-1～7-50的方式配置控制点用传声器10-1～10-45。在其内侧(图10的虚线所示的半圆内)的收听者V的头部周围配置收听点用传声器9-1～9-8。在此，为了便于理解，图10的扬声器表示位于图12的中段的扬声器7-22～7-29、8-3～8-6、60。另外，扬声器7-1～7-50相当于图5～图7中的扬声器7-1～7-p，同样，扬声器8-1～8-8相当于图5～图7中的扬声器8-1～8-n。另外，扬声器60是用于输出在收听点被作为目标的再生声音的扬声器，即，从该扬声器60到收听点9-1～9-8的音频特性被作为期望的特性（目标音频特性），被存放在图5～图7的目标特性部3。因而，实际的声场控制时并不使用扬声器60。另外，如图12所示，扬声器7-1～7-50、扬声器8-1～8-8以及扬声器60按上下方向以及左右方向被排列成矩阵。在这种排列中，扬声器60在中央，扬声器8-1～8-8位于包围该扬声器60的位置。
另外，为了验证声场控制时的效果，将评价用传声器11-1～11-8、12设置成图10以及图11的方式。尤其是，将评价用传声器11-1设置在收听者V的左耳旁，将评价用传声器11-2设置在右耳旁。
在此，实验室300是一般的房间，如图10所示，墙300a和墙300d（有出入用的门）由板构成，墙300c由混凝土构成，在墙300b的大致整体上设置有玻璃窗。未图示的天棚由板构成，地面由混凝土构成，在地面的整体上铺有地毯。并未特意或者追加实施吸音处理、反射处理或者驻波对策等。
其次，关于实际的信号处理动作进行说明。
首先，求出图5～图7中的目标特性部3的设定目标音频特性。图13是其一例，表示了利用（式3）所示的最小二乘法（LMS）的结构，即适应滤波器。在图13中，从声源100输出的测定用输入信号，被作为声音由扬声器60再生。该再生声音经由传递特性d1、d2，由被设置在收听点的传声器9-1～9-2检测，并被输入到减法运算器50-1～50-2。另一方面，从声源100输出的测定用输入信号与其系数h1、h2在滤波器3-1～3-2被进行折积处理，并被作为输出信号输入到减法运算器50-1～50-2。减法运算器50-1～50-2从传声器9-1～9-2的检测信号减去滤波器3-1～3-2的输出信号，并将其结果作为差值信号输出到LMS30-1～30-2。LMS30-1～30-2根据来自声源100的测定用输入信号和来自减法运算器50-1～50-2的差值信号，更新滤波器3-1～3-2的系数h1、h2，以使来自减法运算器50-1～50-2的差值信号成为最小。其结果，从扬声器60到传声器9-1～9-2的音频特性d1、d2分别被作为系数求出并被设定到滤波器3-1～3-2。即，通过将用于使下述(式9)的差值信号e1和e2成为最小的更新量逐一加在系数h1、h2，从而收敛为h1=d1、h2=d2。
h1(i+1)=h1(i)+μx(i)e1(i)
h2(i+1)=h2(i)+μx(i)e2(i)···(式9)
在(式9)中，h1(i)表示滤波器3-1的系数(矢量)。h2(i)表示滤波器3-2的系数(矢量)。x(i)表示从声源100输出的测定用输入信号(矢量)。e1(i)表示减法运算器50-1的差值信号(标量)。e2(i)表示减法运算器50-2的差值信号(标量)。μ表示作为更新定数的步骤参数(标量)。
另外，为了便于理解，在图13中说明了在收听点设置2个传声器的情况，而在像图10以及图11所示的存在8个传声器的情况下，同样求出从扬声器60到传声器9-1～9-8的音频特性d1～d8即可。
另外，可自由设定目标音频特性，并不限定于在音乐欣赏室具体设置了扬声器60的情况下的音频特性或者在无音室设置的情况下的音频特性，也可以是被内置于TV301或者其他影像音响设备中的扬声器的音频特性，还可以设定相对于频率平坦的理想电特性(例如单纯延迟)，或者考虑到扬声器7-1～7-50、8-1～8-8的低频域能力的高通滤波器(HPF)特性等。根据情况，还可以以演奏厅或者棒球场的声场特性作为目标音频特性，如果在收听区域再现这些，则可以体会到临场之感。
预先求出目标音频特性之后，其次，利用扬声器7-1～7-50来控制控制点10-1～10-45，以使来自收听点调整用的扬声器8-1～8-8的再生声音在图9的静音区域202内被降低。图14是表示在有1个扬声器8-1、3个扬声器7-1～7-3、控制点用的3个传声器10-1～10-3的情况下采用非专利文献5的MEFX-LMS算法的所谓1-3-3控制的结构的图。在有50个扬声器7-1～7-50和控制点用的45个传声器10-1～10-45的情况下的1-50-45控制，也与所述1-3-3控制同样，扩大控制点的个数来求出各系数即可
在图14中，从声源100输出的测定用输入信号被作为测定音由扬声器8-1再生。该测定音经由传递特性a1、a2、a3而传播到被设置在控制点的传声器10-1～10-3。另一方面，从声源100输出的测定用输入信号与其系数w1、w2、w3在控制滤波器5-1～5-3被进行折积处理，并被作为声音由扬声器7-1～7-3再生。然后，在传声器10-1～10-3中，来自声源100的测定音和来自扬声器7-1～7-3的再生声音发生干涉，传声器10-1～10-3将该干涉音检测为检测信号，并将其输出到系数设计部20-1～20-3。并且，系数设计部20-1～20-3也取得来自声源100的测定用输入信号，根据该测定用输入信号和检测信号求出控制滤波器5-1～5-3的系数。
例如，在系数设计部20-1中，来自声源100的测定用输入信号被输入到Fx滤波器40-1～40-3，并与预先求出的系数b11、b12、b13被分别进行折积处理。在此，b11是从扬声器7-1到传声器10-1的传递特性，b12是从扬声器7-1到传声器10-2的传递特性，b１3是从扬声器7-1到传声器10-3的传递特性。并且，Fx滤波器40-1～40-3的输出信号被输入到LMS30-1～30-3。由传声器10-1～10-3检测出的信号（检测信号）也被输入到LMS30-1～30-3。根据这些，LMS30-1～30-3更新控制滤波器5-1～5-3的系数w1、w2、w3，以使来自传声器10-1～10-3的检测信号成为最小。在系数设计部20-2～20-3也同样执行该系数更新运算。
另外，图14中的系数设计部20-2～20-3中未记载Fx滤波器和LMS，但这只是因为结构相同而省略了这些。其结果，在传声器10-1～10-3中，由扬声器8-1再生的测定音被来自扬声器7-1～7-3的再生声音消除。即，通过将用于使下述（式10）的差值信号e1、e2、e3成为最小的更新量逐一加在系数w1、w2、w3，将系数w1、w2、w3收敛为由来自扬声器7-1～7-3的再生声音消除由扬声器8-1再生的测定音的系数。
w1(i+1)＝w1(i)+μ{r11(i)e1(i)+r12(i)e2(i)+r13(i)e3(i)}
w2(i+1)=w2(i)+μ{r21(i)e1(i)+r22(i)e2(i)+r23(i)e3(i)}
w3(i+1)=w3(i)+μ{r31(i)e1(i)+r32(i)e2(i)+r33(i)e3(i)}
rjk(i)=x(i)*bjk(i)···(式10)
在(式10)中，w1(i)表示控制滤波器5-1的系数(矢量)。w2(i)表示控制滤波器5-2的系数(矢量)。w3(i)表示控制滤波器5-3的系数(矢量)。X(i)表示由声源100输出的测定用输入信号(矢量)。bjk(i)表示Fx滤波器40-1～40-3的系数(矢量)。e1(i)表示传声器10-1的检测信号(标量)。e2(i)表示传声器10-2的检测信号(标量)。e3(i)表示传声器10-3的检测信号(标量)。μ表示作为更新定数的步骤参数(标量)。
另外，在图14的结构中表示了收听点调整用的扬声器8-1，在图10～图12所示的那样有8个扬声器8-1～8-8的情况下，可分别独立地进行图14的运算，求出相对于各扬声器8-1～8-8的各控制滤波器5-1～5-8的系数。即，将求出控制滤波器的系数的运算依次进行与收听点调整用扬声器的个数相等的次数(在有8个扬声器8-1～8-8的情况下，共进行8次)。另外，扬声器8-1输出与来自图14所示的声源100的测定用输入信号相对应的测定音，此外还可以像图4～图8所表示的那样，输出与来自收听校正滤波器1的输出信号相对应的测定音。
求出控制滤波器5-1～5-8的系数之后，将控制滤波器5-1～5-8视为系数固定的滤波器，求出收听校正滤波器的系数。利用扬声器8-1～8-8和扬声器7-1～7-50来控制收听点9-1～9-8，以使得在图9的收听区域201内再现目标音频特性。图15是表示在有2个扬声器8-1～8-2、3个扬声器7-1～7-3、收听点用的2个传声器9-1～9-2的情况下采用非专利文献5的MEFX-LMS算法的1-2-2控制的结构的图。在有8个扬声器8-1～8-8和收听点用的8个传声器9-1～9-8的情况下，1-8-8控制也与所述1-2-2控制同样，可以扩大收听点的个数来求出各系数。
在图15中，从声源100输出的测定用输入信号与在目标特性部3-1～3-2预先求出的系数h1、h2被进行折积处理，并被输入到减法运算器4-1～4-2。另一方面，来自声源100的测定用输入信号，经由收听校正滤波器1-1～1-2，被作为再生声音由扬声器8-1～8-2再生。另外，收听校正滤波器1-1～1-2的输出，被输入到控制滤波器5-1-1～5-1-3、5-2-1～5-2-3，并与在图14求出的系数w1-1、w2-1、w3-1、wi-2、w2-2、w3-2被进行折积处理，来自各控制滤波器的输出信号在加法运算器6-1～6-3中被分别加算之后，被作为再生声音由扬声器7-1～7-3再生。并且，在传声器9-1～9-2中，检测出来白扬声器8-1～8-2的再生声音和来自扬声器7-1～7-3的再生声音，并作为检测信号输入到减法运算器4-1～4-2。减法运算器4-1～4-2，从目标特性部3-1～3-2的输出信号减去传声器9-1～9-2的检测信号，并将其结果输出到LMS80-1～80-4。另外，来自声源100的测定用输入信号也被输入到Fx滤波器70-1～70-4，并与在此预先求出的系数被进行折积处理，然后被输入到LMS80-1～80-4。在此，可以将在Fx滤波器70-1～70-4预先求出系数δ11、δ12、δ21、δ22表示为以下的(式11)。
δ11(i)=c11(i)+w1-1(i)*g11(i)+w2-1(i)*g21(i)+w3-1(i)*g31(i)
δ12(i)=c12(i)+w1-1(i)*g12(i)+w2-1(i)*g22(i)+w3-1(i)*g32(i)
δ21(i)=c21(i)+w1-2(i)*g11(i)+w2-2(i)*g21(i)+w3-2(i)*g31(i)
δ22(i)=c22(i)+w1-2(i)*g12(i)+w2-2(i)*g22(i)+w3-2(i)*g32(i)··(式11)
在(式11)中，c11(i)表示从扬声器8-1到传声器9-1的传递特性。c12(i)表示从扬声器8-1到传声器9-2的传递特性。c21(i)表示从扬声器8-2到传声器9-1的传递特性。c22(i)表示从扬声器8-2到传声器9-2的传递特性。w1-1(i)表示控制滤波器5-1-1的系数。w2-1(i)表示控制滤波器5-1-2的系数。w3-1(i)表示控制滤波器5-1-3的系数。w1-2(i)表示控制滤波器5-2-1的系数。w2-2(i)表示控制滤波器5-2-2的系数。w3-2(i)表示控制滤波器5-2-3的系数。g11(i)表示从扬声器7-1到传声器9-1的传递特性。g12(i)表示从扬声器7-1到传声器9-2的传递特性。g21(i)表示从扬声器7-2到传声器9-1的传递特性。g22(i)表示从扬声器7-2到传声器9-2的传递特性。g31(i)表示从扬声器7-3到传声器9-1的传递特性。g32(i)表示从扬声器7-3到传声器9-2的传递特性。
如上所述，在Fx滤波器70-1～70-4系数δ11、δ12、δ21、δ22被近似，以补偿LMS80-1～80-4被正常收敛。因此，LMS80-1～80-4根据来自Fx滤波器70-1～70-4的信号和来自减法运算器4-1～4-2的信号，更新收听校正滤波器1-1～1-2系数，以使来自减法运算器4-1～4-2的信号最小化。其结果，在传声器9-1～9-2中，目标音频特性d1、d2被再现。如果用数式表示以上的处理，如以下的(式12)，可知是应用非专利文献5的MEFX-LMS算法的处理。
z1(i+1)=z1(i)+μ{r11(i)e1(i)+r12(i)e2(i)}
z2(i+1)=z2(i)+μ{r21(i)e1(i)+r22(i)e2(i)}
rjk(i)=x(i)*δjk(i)···(式12)
在(式12)中，z1(i)表现收听校正滤波器1-1的系数。z2(i)表示收听校正滤波器1-2的系数。x(i)表示从声源100输出的测定用输入信号。δjk(i)表示Fx滤波器70-1～70-4的系数。e1(i)表示从减法器4-1输出的信号。e2(i)表示从减法器4-2输出的信号。μ表示作为更新定数的步骤参数。
在此，图15的结构中表示了有收听点调整用的2个扬声器8-1～8-2和控制点调整用的3个扬声器7-1～7-3的情况，此外，在像图10～图12那样有8个扬声器8-1～8-8和50个扬声器7-1～7-50的情况下，根据其个数自然扩张所述结构即可。利用这样求出的系数，图10～图12的情况下的结果如图16A～图18H所示。
图16A～图16O表示由8个扬声器8-1～8-8同时对来自声源100的输入信号进行再生的情况下的控制点的效果。图中的粗实线表示控制OFF的特性，粗虚线表示控制ON的特性。即，再生声音不从扬声器7-1～7-50被输出而是从扬声器8-1～8-8被输出的状态即控制OFF（粗实线）与，再生声音从扬声器7-1～7-50以及扬声器8-1～8-8被输出的状态即控制ON（粗虚线）的差值成为降低效果。但是，如果表示全45个控制点的效果的话，会造成篇幅过长，因此在图16A～图16O中省略了传声器10-1和传声器10-3之间的1个传声器，10-*的*只表示奇数号码的传声器的效果。另外，传声器10-*是界面上的控制点，因此，图16P中还表示了作为图9中的静音区域202内的代表点的传声器12的效果。
首先，在图16A～图16O中，在120Hz附近～500Hz附近获得10～20dB的降低效果，在120Hz以下或者500～1000Hz获得5～10dB的降低效果。在此，细虚线表示暗噪声，在100～1000Hz能够确保充分的S/N。其次，如图16P所示，在位于并非是控制点的位置的评价用的传声器12，也能获得与控制点同等的降低效果。即，在图10和图11中的设置有传声器10-1～10-45的界面的后方（图9中的静音区域202内），可获得与控制点大致同等的效果。
如上所述，在实验室300的静音区域202内能够使来自扬声器8-1～8-8的再生声音降低，在实际试听时也能体验到这一点，当人在静音区域202内自由移动时，也能够感觉到与以上效果同等的效果。
图17A～图17H表示在所述控制点10-1～10-45进行控制的同时在收听点再现目标音频特性的控制效果。图中的粗实线表示控制OFF（即，只有扬声器60进行再生的情况）的特性，粗虚线表示控制ON（扬声器60不进行再生，由扬声器7-1～7-50和扬声器8-1～8-8再生各再生声音的情况）的特性。即，目的在于使控制OFF（粗实线）和控制ON（粗虚线）相一致。从图17A～图17H可知，在传声器9-1～9-8中，除了S/N出现恶化的80Hz以下或者1200Hz以上的部分之外，控制OFF和控制ON大体上相一致（误差在1～3dB以内）。
其次，图18A～图18H表示在所述控制点10-1～10-45进行控制的同时在收听点9-1～9-8再现目标音频特性的情况下的评价用传声器11-1～11-8的控制效果。但是，控制OFF是只对扬声器60进行再生的情况，以粗实线表示该情况的特性。细实线表示控制ON的情况的特性。
根据图18A～图18B，在传声器11-1～11-2中控制OFF和控制ON相一致，在控制ON时来自扬声器60的再生声音被再现。因而，像与所述图17A～图17H的结果结合起来表示的那样，在被传声器9-1～9-8所包围的收听者V的头部周围的收听区域，即使实际上不存在扬声器60，也能够体验到在控制ON时由扬声器60再生声音的感觉。
另一方面，根据图18C～图18H，能够使控制ON时的水平比控制OFF时的水平（只有扬声器60进行再生的声音的水平）降低得更多。在控制点近旁的传声器11-3，在120Hz附近～500Hz附近可获得10～20dB的降低效果，在120Hz以下或者500～1000Hz可获得5～10dB的降低效果。随着远离控制点，300Hz以上时降低效果恶化，但是在300Hz以下可获得5～10dB以上的降低效果。300Hz以上时效果恶化的理由在于，在300Hz以上进行控制时，控制点10-*的相邻点的间隔过宽，为了改善这一点，将间隔缩窄即可。但是，传声器数以及扬声器数自然随之增加，因此需要在考虑增加的运算量和静音区域的大小以及控制频带的上限的基础上，找出最适合的条件。
另外，在图16A～图16P中，控制OFF和控制ON的差值=控制效果大。根据这个理由，在图16A～图16P中，控制OFF时由8个扬声器8-1～8-8输出声音，在图18A～图18H中，控制OFF时只由扬声器60输出声音，表面上看，这是由于该控制OFF时的水平下降所致。可通比较图16H和图18C可看出这一点。
该实验的结果是，控制时，在静音区域内的收听者U在100～1000Hz时感觉到的声音比在收听区域内的收听者V小10～20dB程度。
在此，通过图3所示的声场控制装置3000，以与图10～图12同等的结构进行实验的结果，未能正常求出由系数设计部3002计算的控制滤波器3001的系数。即，系数设计部3002的计算未收敛。可认为，该结果是由于试图只用控制滤波器3001来同时实现收听补正和静音这两个不同特性所致。
在此，像图19的声场控制装置3100那样，将控制滤波器3001分割成用于收听补正的控制滤波器3001-1和用于静音的控制滤波器3001-2，进行了同样的实验。其结果如图20A～图22H所示。在图20A～图22H以及以下的说明中，由于是通过与图10～图12同等的结构进行了实验，因此对传声器付与与图16A～图18H同样的符号。
在图20A～图21H中，在收听点及控制点，即传声器9-1～9-8、10-1～10-45可获得与本发明的控制效果即与图16A～图17H相近的效果，在图22C～图22H中的传声器11-3～传声器11-8的效果与图18C～图18H不同，控制OFF和控制ON几乎没有差。相反，在120Hz的附近等，也有控制ON的水平比控制OFF增高的频域存在。这意味着未能达到本来的目的，即，在设想为对某目标声源进行再生时，未能只在收听区域再生该声音，而在其他区域使得听不到该声音或者使该声音成为比原来的目标声源水平低的水平。可认为由于这是不考虑控制滤波器3001-1和控制滤波器3001-2彼此的影响（窜扰）就求出各控制系数的结构，因此在该实验中其不良影响在静音区域侧表现显著。另外，在这次的实验中虽然出现了不良影响，最终还是收敛求出了控制滤波器3001-1和控制滤波器3001-2的控制系数，但根据条件则有充分的可能性出现在系数设计部3002-1～3002-2发散等非正常结束的情况。
从以上的实验结果可明显看出，在声场控制装置3000中，无法获得本实施方式的声场控制装置101的所述效果。并且还表明在对声场控制装置3000的结构进行单纯改变而成的声场控制装置3100中，也无法获得本实施方式的声场控制装置101的效果。由此，确认到图4和图5～图7所示的声场控制装置101的有效性。
如上所述，通过本实施方式的声场控制装置101，能够在实验室300的收听区域内再现出作为目标的声音（声场），因此能够正常地试听例如TV301的声音等。并且，在静音区域内能够降低该再现的声音，因此能够在不受例如TV301的声音的干扰的情况下会话。同样，在收听区域无需顾虑静音区域的其他人，能够以大音量享受TV301的声音。
或者，相邻的人在收听彼此不同的内容（古典音乐和通俗音乐或者TV的电影节目和棒球转播等）的情况下，能够在降低旁边的再生内容的同时收听自己的内容，从而能够在不受彼此的不良影响=窜扰的情况下享受各自想听的内容。除此之外，还可以对想听的内容进行控制，以再生出任意声场，例如能够再现出身临演奏厅和棒球场临场的感觉。
并且，关于进行控制时使用的扬声器和传声器等音响设备的配置条件并无限定，尤其是在将进行控制时使用的扬声器配置在例如与收听者正面同一平面时，能够在应该控制的频域整体获得效果。因此，不仅是家中设置有TV和音频设备的房间，还能够广泛应用于理发店和美容院等店铺或者美术馆、博物馆等设施，或者汽车和列车等交通手段等。
另外，在图10～图12的实验中，并未对扬声器的配置和个数进行最优化，只设想了TV声音，在TV的周围配置有扬声器的情况，尽管这样也能够获得图16A～图18H的效果，并非是对扬声器设有特殊条件的控制。即，可自由设置扬声器，例如薄型TV的情况下，通过在设置有TV的墙上配置扬声器，能够同TV一样简洁布置。并且，在这样设置扬声器的情况下，也能够在宽频域进行声场控制。
在本实施方式中，说明了像图9那样在收听区域201的后方周围的宽范围内实现静音区域202的控制，此外，也可以像图23那样，静音区域202可以是包围收听者U的范围。在此情况下，可以调换静音区域和收听区域，以包围收听者V的区域201作为静音区域，以包围收听者U的区域202作为视听区域。另外，如图24所示，能够以左右相邻的方式实现收听区域201和静音区域202。
另外，作为本实施方式的声场控制装置的基本控制结构的一个例子，例示了图4、图5～图7的声场控制装置101，也可以是像25所示的声场控制装置102那样的结构。声场控制装置102除了具备声场控制装置101的结构要素之外，同时还新设了延迟部13-1～13-n。另外，用于设定该声场控制装置102的收听校正滤波器1的系数的系统，具备延迟部13。
为了使控制滤波器以及收听校正滤波器正确收敛，必须满足数字信号处理的因果规则。在此，作为系数设计时的技巧，像声场控制装置102以及包含该声场控制装置的系统那样，可根据需要插入适当的延迟部13、13-1～13-n。也可以将延迟部13配置在目标特性部3的内部。延迟部13使来自声源100的输入信号延迟输入到目标特性部3，延迟部13-1～13-n使来自收听校正滤波器1的输出信号延迟输入到扬声器8-1～8-n。
在此，在图5～图7所示的系统中，包含用于求出收听校正滤波器1和控制滤波器5-1～5-n的系数的系数设计部等结构要素。一旦求出了系数，只要本发明的一形态的声场控制装置的应用环境（例如，扬声器的配置和装置被设置的房间等）不变，即，例如TV和控制点调整用的扬声器设置在墙上的情况、在产品出厂时就安装了用于配置的框架，就不需要再设计系数。因此，如图4所示，声场控制装置就不需要与系数设计相关的结构要素。在此，在需要再设计系数时，可以将图5～图7所示的系统当做声场控制装置来处理。
如上所述，本实施方式的声场控制装置能够在同一空间内的多个地方恰当地实现任意的声场特性，而不受配置结构上的制约。例如，在视听TV和音响等AV设备时，能够只在某特定的区域正确收听来自AV设备的再生声音，同时能够在其他区域使再生声音降低。
（实施方式2）
以下关于实施方式2的声场控制装置的结构进行说明。
图26是表示包含实施方式2的声场控制装置的系统201的结构的图。在图26中表示了包含在设定收听校正滤波器1a、1b的系数以及控制滤波器5-1a～5-na、5-1b～5-nb的系数的阶段的声场控制装置在内的系统201的结构。本实施方式的声场控制装置由该系统201中的除了系数设定所需要的结构之外的结构构成。另外，图26中的系统201并列具备有两个图7所示的系统101C。
即，本实施方式的系统201由收听校正滤波器1a、收听校正滤波器1b、系数设计部2a、系数设计部2b、系数设计部20-1a～20-na、系数设计部20-1b～20-nb、目标特性部3a、目标特性部3b、差值提取部4a、差值提取部4b、控制滤波器5-1a～5-na、控制滤波器5-1b～5-nb、加法运算器6-1a-1～6-1a-n、加法运算器6-pa-1～6-pa-n、加法运算器6-1b-1、加法运算器6-pb-1、扬声器7-1～7-p、被扬声器8-1a～8-na和扬声器8-1b～8-nb构成。另外，本实施方式的声场控制装置由收听校正滤波器1a、收听校正滤波器1b、控制滤波器5-1a～5-na、控制滤波器5-1b～5-nb、加法运算器6-1a-1～6-1a-n、加法运算器6-pa-1～6-pa-n、加法运算器6-1b-1、加法运算器6-pb-1、扬声器7-1～7-p、扬声器8-1a～8-na和扬声器8-1b～8-nb构成。另外，本实施方式的声场控制装置也可以不具备扬声器7-1～7-p、8-1a～8-na、8-1b～8-nb。
由于系统201中各结构要素与实施方式1的系统101C相同，因此省略结构的说明，只对动作进行说明。
系统201的声场控制装置所控制的声场是针对图27所示的收听者V、U再现不同的目标音频特性的声场。在图26中，控制滤波器5-1a～5-na具有如下控制特性，即，由扬声器8-1a～8-na再生的声音在传声器9-1b～9-mb被降低的程度比由扬声器7-1～7-p再生的声音被降低的程度大。控制滤波器5-1b～5-nb具有如下控制特性，即，来自扬声器8-1b～8-nb的再生声音在传声器9-1a～9-ma被降低的程度比由扬声器7-1～7-p再生的声音被降低的程度大。基于上述，收听校正滤波器1a通过控制，在传声器9-1a～9-ma实现由目标特性部3a设定的目标音频特性。同样，收听校正滤波器1b通过控制，在传声器9-1b～9-mb实现由目标特性部3b设定的目标音频特性。其结果，在图27中的包围收听者V的区域201再现由目标特性部3a设定的目标音频特性，在包围收听者U的区域202实现由目标特性部3b设定的目标音频特性。此时，为了避免各控制相互造成不良影响，由控制滤波器5-1a～5-na、5-1b～5-nb降低各再生声音，以使得来自扬声器8-1a～8-na的再生声音不在区域202内传播，并且，使来自扬声器8-1b～8-nb的再生声音不在区域201内传播。在此，设定在目标特性部3a、3b的目标音频特性是任意的，可以是互不相同的特性，也可以是相同的特性。
如上所述，根据本实施方式，能够在同一空间内再现具有不同音频特性的2个声场。另外，在本实施方式中，例举了图27所示的对相邻的2个区域进行控制的结构，此外这些区域也可以是前后位置关系，可任意设定。另外，在此说明了控制2个区域的结构，也可以是3个或者4个等任意的区域数，根据该区域数来增设图26的构成即可。
并且，本实施方式的声场控制装置也可以像图28所示的系统202的声场控制装置那样，具备加法运算器14-1～14-n。由此，可由扬声器8-1a～8-na对收听校正滤波器1b的输出进行再生，其结果，能够削减扬声器8-1b～8-nb（以及未图示的、用于驱动该扬声器的放大器），从而能够降低成本和简化扬声器的配置。
并且，本实施方式的声场控制装置也可以像图29所示的系统203的声场控制装置那样，可应用于不同的多个声源。如图29所示，系统203的声场控制装置具备作为图26的声源100的两个不同的声源即声源111和声源112。收听校正滤波器1a和控制滤波器5-1a～5-na控制声源111的信号，收听校正滤波器1b和控制滤波器5-1b～5-nb控制声源112的信号。此时，例如像图30所示，在同一空间300内的收听者V和收听者U视听不同的TV301、302时，收听者V可听到具有期望的目标音频特性的TV301的声音（=来自声源111的信号），收听者U可听到具有期望的目标音频特性的TV302声音（=来自声源112的信号）。
在此，也可以像图26以及图27那样，将控制区域增加为2个以上。另外，本实施方式的声场控制装置像与图31所示的系统204的声场控制装置同样，还可以与声源111、112一同具备加法运算器14-1～14-n。由此，能够削减扬声器8-1b～8-nb，从而能够降低成分以及简化扬声器的配置。
如上所述，本发明的一形态的声场控制装置例如像本实施方式的声场控制装置那样，除了具备作为所述收听校正滤波器以及控制滤波器的第一收听校正滤波器以及第一控制滤波器之外，还具备第二收听校正滤波器以及第二控制滤波器。第二收听校正滤波器通过按照预先设定的控制特性对处理对象的音频信号进行信号处理，生成第三输出信号并将该第三输出信号输出到第三扬声器。第二控制滤波器通过按照预先设定的控制特性对来自第二收听校正滤波器的第三输出信号进行信号处理，生成第四输出信号并将该第四输出信号输出到所述第一扬声器。在此，第二控制滤波器的控制特性被预先设定为第三控制特性，该第三控制特性是根据来自第一扬声器的再生声音，使来自第三扬声器的再生声音在第二控制位置降低的控制特性。第二收听校正滤波器的控制特性被预先设定为第四控制特性，该第四控制特性是根据来自第一扬声器以及第三扬声器各自的再生声音，使得在第一控制位置出现具有规定的目标音频特性的声音的控制特性。
在此，所述第一收听校正滤波器、第二收听校正滤波器、第一控制滤波器、第二控制滤波器以及第三扬声器分别相当于图26、图28、图29或图31所表示的收听校正滤波器1a、收听校正滤波器1b、控制滤波器5-1a～5-na的任一个、控制滤波器5-1b～5-nb的任一个、扬声器8-1b～8-nb中的至少一个。另外，在此情况下，所述第二扬声器相当于图26、图28、图29以及图31所示的扬声器8-1a～8-1n中的至少一个。
另外，本发明的一形态的声场控制装置例如像图26以及图28所表示的那样，第二收听校正滤波器可以将来自所述声源的、作为第一收听校正滤波器的信号处理对象的输入信号，作为所述音频信号进行信号处理。另外，例如像图29以及图31所表示的那样，第二收听校正滤波器将与来自所述声源的、作为所述第一收听校正滤波器的信号处理对象的输入信号不同的信号，作为所述音频信号进行信号处理。在此情况下，所述输入信号是来自图29以及图31所示的声源111的信号，所述音频信号是来自图29以及图31所示的声源112的信号。在此，本发明的一形态的声场控制装置中，例如像图28以及图31所表示的那样，由第二收听校正滤波器输出的第三输出信号和由第一收听校正滤波器输出的第二输出信号被加法运算器进行加法运算，并被输出到用于代替第三扬声器的所述第二扬声器。
以上，关于本发明的声场控制装置，利用实施方式1以及2进行了说明，但本发明并不限定于此。另外，所述各结构要素可由电路实现，各结构要素的一部分或全部可由系统LSI（Large ScaleIntegration：大规模集成电路）构成。并且，可以对所述各实施方式分别进行组合。
本发明的声场控制装置具有，能够在收听区域恰当地表现出期望的声音，并在其周围能够使该声音充分降低，而不受配置结构上的制约的效果，例如应用于能够确定人的所在位置的设施等。更具体是，例如能够在理发店、美容院、美术馆、博物馆、汽车以及列车等利用于控制声场的装置。即，在理发店和美容院等，可以针对坐在椅子上的不同的人再现任意的声音，而彼此不会造成影响。在美术馆和博物馆，可以针对站在展示品前的不同的人再现任意的声音，而彼此不会造成影响。在汽车或者列车等，可以按每个坐席再生不同的声音。
符号说明
1  收听校正滤波器
2  系数设计部
3  目标特性部
4  差值提取部
5-、……、5-n  控制滤波器
6-1、……、6-p  加法运算器
7-1、……、7-p、8-1、……、8-n  扬声器
9-1、……、9-m、10-1、……、10-q  传声器
100  声源
101、102  声场控制装置
101A、101B、101C、201、……、204  系统

Claims (13)

1.一种声场控制装置，具备：
收听校正滤波器，通过按照预先设定的控制特性对来自声源的输入信号进行信号处理，生成第二输出信号并将该第二输出信号输出到第二扬声器；以及
控制滤波器，通过按照预先设定的控制特性对来自所述收听校正滤波器的第二输出信号进行信号处理，生成第一输出信号并将该第一输出信号输出到第一扬声器，
所述控制滤波器的控制特性被预先设定为第一控制特性，该第一控制特性是根据来自所述第一扬声器的再生声音，使来自所述第二扬声器的再生声音在第一控制位置降低的控制特性，
所述收听校正滤波器的控制特性被预先设定为第二控制特性，该第二控制特性是根据来自所述第一扬声器以及所述第二扬声器各自的再生声音，使得在第二控制位置出现具有规定的目标音频特性的声音的控制特性。
2.如权利要求1所述的声场控制装置，
该声场控制装置通过进行：
处理步骤，通过按照所述规定的目标音频特性对来自所述声源的输入信号进行信号处理，生成目标特性信号；
第二检测步骤，通过由位于所述第二控制位置的传声器检测来自所述第一扬声器以及所述第二扬声器各自的再生声音，生成第二检测信号；以及
第二更新步骤，根据所述输入信号、所述目标特性信号以及所述第二检测信号，更新所述收听校正滤波器的控制特性，
从而算出被更新的所述控制特性并将其设定为所述第二控制特性。
3.如权利要求2所述的声场控制装置，
在所述第二更新步骤，
算出所述目标特性信号与所述第二检测信号的差值，并利用所述输入信号来更新所述收听校正滤波器的控制特性，以使所述差值减小。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的声场控制装置，
在设定所述第二控制特性之前，算出并设定所述控制滤波器的所述第一控制特性。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的声场控制装置，
该声场控制装置通过进行：
第一检测步骤，通过由位于所述第一控制位置的传声器检测来自所述第一扬声器以及所述第二扬声器各自的再生声音，生成第一检测信号；以及
第一更新步骤，根据来自所述收听校正滤波器的所述第二输出信号和所述第一检测信号，更新所述控制滤波器的控制特性，
从而算出被更新的所述控制特性并将其设定为所述第一控制特性。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的声场控制装置，
所述声场控制装置具备n个所述控制滤波器，
所述收听校正滤波器将所述第二输出信号输出到n个所述第二扬声器，
所述n个控制滤波器分别对输出到所述n个第二扬声器中与该控制滤波器对应的1个第二扬声器的第二输出信号进行信号处理，
其中，n是2以上的整数。
7.如权利要求6所述的声场控制装置，
所述声场控制装置还具备加法运算器，该加法运算器通过对由所述n个控制滤波器分别输出的第一输出信号进行加法运算，输出加法运算信号，
所述第一扬声器按照由所述加法运算器输出的所述加法运算信号来输出再生声音。
8.如权利要求1所述的声场控制装置，
所述声场控制装置除了具备作为所述收听校正滤波器以及所述控制滤波器的第一收听校正滤波器以及第一控制滤波器之外，还具备第二收听校正滤波器以及第二控制滤波器，
所述第二收听校正滤波器，通过按照预先设定的控制特性对处理对象的音频信号进行信号处理，生成第三输出信号并将该第三输出信号输出到第三扬声器，
所述第二控制滤波器，通过按照预先设定的控制特性对来自所述第二收听校正滤波器的第三输出信号进行信号处理，生成第四输出信号并将该第四输出信号输出到所述第一扬声器，
所述第二控制滤波器的控制特性被预先设定为第三控制特性，该第三控制特性是根据来自所述第一扬声器的再生声音，使来自所述第三扬声器的再生声音在所述第二控制位置降低的控制特性，
所述第二收听校正滤波器的控制特性被预先设定为第四控制特性，该第四控制特性是根据来自所述第一扬声器以及所述第三扬声器各自的再生声音，使得在所述第一控制位置出现具有规定的目标音频特性的声音的控制特性。
9.如权利要求8所述的声场控制装置，
所述第二收听校正滤波器，将来自所述声源的、作为所述第一收听校正滤波器的信号处理对象的输入信号，作为所述音频信号进行信号处理。
10.如权利要求8所述的声场控制装置，
所述第二收听校正滤波器，将与来自所述声源的、作为所述第一收听校正滤波器的信号处理对象的输入信号不同的信号，作为所述音频信号进行信号处理。
11.如权利要求8至10中的任一项所述的声场控制装置，
由所述第二收听校正滤波器输出的所述第三输出信号和由所述第一收听校正滤波器输出的所述第二输出信号被加法运算器进行加法运算，并被输出到用于代替所述第三扬声器的所述第二扬声器。
12.如权利要求1至11中的任一项所述的声场控制装置，
所述收听校正滤波器以及所述控制滤波器分别具备多个抽头，利用被作为信号处理对象的信号中包含的过去的数据来进行滤波。
13.一种声场控制方法，包括：
收听校正步骤，通过按照第二控制特性对来自声源的输入信号进行信号处理，生成第二输出信号并将该第二输出信号输出到第二扬声器；以及
控制步骤，通过按照第一控制特性对来自所述收听校正滤波器的第二输出信号进行信号处理，生成第一输出信号并将该第一输出信号输出到第一扬声器，
所述第一控制特性是根据来自所述第一扬声器的再生声音，使来自所述第二扬声器的再生声音在第一控制位置降低的控制特性，
所述第二控制特性是根据来自所述第一扬声器以及所述第二扬声器各自的再生声音，使得在第二控制位置出现具有规定的目标音频特性的声音的控制特性。
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