JP2005049688A

JP2005049688A - 音響調整装置

Info

Publication number: JP2005049688A
Application number: JP2003282780A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Osawa; 邦昭大澤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】騒音を出すことなく音響周波数特性を短時間にかつ自動的に調整することができる音響調整装置を提供する。
【解決手段】音場７に対応した目標音響周波数特性データを記憶する目標音響周波数特性データベース３６と、音源１１から再生された音響信号を調整する音響信号調整手段１２と、調整された調整音響信号を音場７に出力するスピーカ１４と、音場７に出力された音響を収音する収音手段１５と、調整音響信号を入力する音響信号入力手段２２と、調整音響信号と収音信号との差分から得られる差分特性データを生成する差分特性データ生成手段３３と、差分特性データに基づいて音響周波数特性を算出する音響周波数特性算出手段３４と、音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響信号を調整するための音響調整データを算出する音響調整データ算出手段３７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、音源から再生された音響信号を調整する音響調整装置に関するものである。

図８に示すように、従来の音響調整装置８０としては、室内の音響周波数特性を測定するためのピンクノイズなどの測定信号を発生する測定信号発生器８２と、音響周波数特性を測定する音響特性測定器８８と、演算手段８９により求められたフィルタ係数をデジタルイコライザ８４に設定する制御手段９０とを設けた構成になっており、アンプ８５およびスピーカ８６が、デジタルイコライザ８４によって調整された音響信号を音響として出力し、音響特性測定器８８が、マイクロホンなどの収音手段８７を介して室内の音響周波数特性を測定し、演算手段８９が、測定された音響周波数特性に基づいて直線位相型ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタに関するフィルタ係数を求める演算を行い、制御手段９０が、求められたフィルタ係数をデジタルイコライザ８４に設定するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開昭６３−２３４６９９号公報（第１−７頁、第１図）

しかしながら、上記従来の音響調整装置は、コンサートホールや駅ホーム等の音響調整時に、音響テスト信号としてピンクノイズを使用し、かつ測定された音響周波数特性に基づいて最適な音響周波数特性となるよう制御していたため、近隣への騒音問題が発生すること、および最適な音響周波数特性への調整に時間を要することという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、音響テスト信号としてピンクノイズを使用することなく、短時間に、かつ自動的に音響周波数特性を調整することができる音響調整装置を提供することを目的とする。

本発明の音響調整装置は、音場に対応した目標音響周波数特性に関する目標音響周波数特性データを記憶する目標音響周波数特性データ記憶手段と、音源から再生された音響信号を調整する音響信号調整手段と、前記音響信号調整手段によって調整された調整音響信号を音響として前記音場に出力する音響出力手段と、前記音場に出力された音響を収音する収音手段と、前記収音手段によって収音された収音信号および前記調整音響信号に基づいて音響周波数特性を測定する音響周波数特性測定手段と、前記音響周波数特性測定手段によって測定された音響周波数特性が前記目標音響周波数特性になるように前記音響信号を調整するための音響調整データを算出する音響調整データ算出手段とを備え、前記音響信号調整手段は、前記音響調整データ算出手段によって算出された音響調整データに応じて前記音響信号を調整する構成を有している。

この構成により、収音信号および調整音響信号に基づいて音響周波数特性を測定し、測定された音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響信号を調整するための音響調整データを算出し、算出された音響調整データに応じて音響信号を調整するため、騒音を出すことなく、音響周波数特性を短時間に、かつ自動的に調整することができる。また、音場に対応した目標音響周波数特性に関する目標音響周波数特性データに基づいて音響信号を調整するため、いかなる音場にも対応可能な音響調整装置を提供することができる。

また、本発明の音響調整装置は、音場に対応した目標音響周波数特性に関する目標音響周波数特性データを記憶する目標音響周波数特性データ記憶手段と、音源から再生された音響信号を調整する音響信号調整手段と、前記音響信号調整手段によって調整された調整音響信号を音響として前記音場に出力する音響出力手段と、前記音場に出力された音響を収音する収音手段と、前記収音手段によって収音された収音信号および前記調整音響信号に基づいて音響周波数特性を測定する音響周波数特性測定手段と、前記音響周波数特性測定手段によって測定された音響周波数特性が前記目標音響周波数特性になるように前記音響信号を調整するための音響調整データを算出する音響調整データ算出手段とを備え、前記音響周波数特性測定手段は、前記収音手段によって収音された収音信号を入力する収音信号入力手段と、前記収音信号入力手段が前記収音信号を入力するタイミングに対応するように前記調整音響信号を遅延させて入力する音響信号入力手段と、所定時間毎の前記調整音響信号と前記収音信号との差分から得られる差分特性データをそれぞれ生成する差分特性データ生成手段と、前記差分特性データ生成手段によって生成された前記所定時間毎の差分特性データから前記所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出する音響周波数特性算出手段とを備え、前記音響調整データ算出手段は、前記音響周波数特性算出手段によって算出された音響周波数特性が前記目標音響周波数特性になるように前記音響調整データを算出する構成を有している。

この構成により、所定時間毎の調整音響信号と収音信号との差分から得られる差分特性データをそれぞれ生成し、生成された所定時間毎の差分特性データから前記所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出し、算出された音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響調整データを算出し、算出された音響調整データに応じて音響信号を調整するため、楽音などの音響周波数特性を短時間で精度良く調整することができる。

さらに、本発明の音響調整装置は、前記収音信号入力手段が、前記音場内に設置された複数の前記収音手段によってそれぞれ収音された収音信号を入力し、前記差分特性データ生成手段が、前記収音手段毎の前記差分特性データから１つの前記収音手段当たりの平均を表す平均差分特性データを前記所定時間毎にそれぞれ生成し、前記音響周波数特性算出手段が、前記差分特性データ生成手段によって生成された前記所定時間毎の平均差分特性データから前記所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出する構成を有している。

この構成により、音場内に設置された複数の収音手段によってそれぞれ収音された収音信号に基づいた平均差分特性データをそれぞれ生成し、生成された所定時間毎の平均差分特性データから所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出し、算出された音響調整データに応じて音響信号を調整するため、音場内の音響周波数特性を均一に調整することができる。

さらに、本発明の音響調整装置は、前記音響信号調整手段が前記音響調整データに応じて前記音響信号を調整した後に、前記音響周波数特性算出手段によって算出された音響周波数特性が騒音か否かを判定する騒音判定手段を備え、前記騒音判定手段が騒音と判定したとき前記音響調整データ算出手段は、前記騒音の特性に応じて前記音響調整データを算出する構成を有している。

この構成により、音場の建築途中などに音響信号を調整した後、音場の建築が完成して聴衆が音場にいるときなどに音響周波数特性が騒音か否かを判定し、騒音と判定したとき騒音の特性に応じて音響調整データを算出し、算出された音響調整データに応じて音響信号を調整するため、騒音が発生しても聴感度のよい音響周波数特性を調整することができる。

さらに、本発明の音響調整装置は、前記騒音判定手段が騒音と判定したとき前記音響調整データ算出手段は、前記音場に応じて前記音響調整データを算出する構成を有している。

この構成により、音響周波数特性が騒音か否かを判定し、騒音と判定したとき音場に応じて音響調整データを算出し、算出された音響調整データに応じて音響信号を調整するため、騒音が発生するいかなる音場にも対応可能な音響調整装置を提供することができる。

本発明は、騒音を出すことなく、音響周波数特性を短時間に、かつ自動的に調整することができるという効果を有する音響調整装置を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態の音響調整装置について、図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る音響調整装置のブロック図を図１に示す。

本発明の第１の実施の形態に係る音響調整装置１は、音源１１から再生された音響信号を調整する音響信号調整手段１２、音響信号調整手段１２によって調整された調整音響信号を増幅するアンプ１３、アンプ１３によって増幅された調整音響信号を音響として音場７に出力するスピーカ１４、音場７に出力された音響を収音する収音手段１５、収音手段１５によって収音された収音信号を入力し、かつ調整音響信号を入力するサウンドデバイス２０、およびサウンドデバイス２０が出力した収音信号および調整音響信号に基づいて音響周波数特性を測定し、測定された音響周波数特性に基づいて音響信号を調整するための音響調整データを目標音響周波数特性になるように算出するパソコン３０を含むように構成される。

なお、音源１１は、ＣＤ（Compact Disc）プレイヤー、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、またはＭＤ（Mini Disc）などの音源となるものであれば如何なるもので構成されてもよい。音場７は、コンサート会場や駅のプラットホームなど音響が発生される場所や空間である。また、本実施の形態に係る音響調整は、主に音場７の建築途中に行われ、または聴衆が音場７にいないとき等に行われる。

音響信号調整手段１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）を有するパラメトリックイコライザおよびバンドパスフィルタなどによって構成され、音源１１から再生された音響信号を音響調整データに応じて調整するようになっている。なお、音響調整データには、音響周波数等のゲインや共振の鋭さを示すＱなどを調整するためのデータが含まれる。また、音響調整装置１の操作者などは、音場７で短時間に音響調整が行えるように、音場７の音響周波数特性を測定する前に、音場７に関する音場の空間規模、音場の使用目的、および音場の残響時間などの条件に基づいて事前に図示していないコンピュータを用いて音響シミュレーションを行う。音響信号調整手段１２には、図示していないコンピュータによって予測された音場７に関する最適な音響調整データが予め設定されている。

また、音響信号調整手段１２には、パソコン３０によって出力された音響調整データが入力され、音響信号調整手段１２は、入力された音響調整データに応じて予め設定された音響調整データを補正し、補正した音響調整データに基づいて音響信号を調整するようになっている。

アンプ１３は、パワーアンプなどによって構成され、音響信号調整手段１２によって調整された調整音響信号を増幅するようになっている。スピーカ１４は、アンプ１３によって増幅された調整音響信号を音響として音場７に出力するようになっている。

また、スピーカ１４は、複数のスピーカを１つのユニットにしたスピーカクラスタの構成でもよく、音域毎に音響を出力するスコーカ、ツイータ、およびウーハなどによって構成されてもよい。なお、本発明に係る音響出力手段は、アンプ１３およびスピーカ１４などによって構成されるものであり、音響を出力するものであれば如何なるものでもよい。収音手段１５は、マイクロホンなどによって構成され、音場７に出力された音響を収音するようになっている。

サウンドデバイス２０は、音響信号調整手段１２、収音手段１５、およびパソコン３０とネットワークを介して接続されている。また、サウンドデバイス２０は、ＰＣカードでもよく、ＰＣＭＣＩＡ（Personal Computer Memory Card International Association）に準拠してパソコン３０内に装着されるものでもよい。サウンドデバイス２０は、音響信号調整手段１２および収音手段１５によって出力されたアナログの信号からデジタルの信号に変換するようになっている。

サウンドデバイス２０は、収音手段１５によって収音された収音信号を入力する収音信号入力手段２１および調整音響信号を入力する音響信号入力手段２２によって構成される。

収音信号入力手段２１は、収音手段１５によって収音されたデジタルの収音信号を入力し、入力したデジタルの収音信号をパソコン３０に出力するようになっている。

音響信号入力手段２２は、入力したデジタルの調整音響信号をパソコン３０に出力するようになっている。

また、パソコン３０に取り込まれた収音信号および調整音響信号のうち、音響信号入力手段２２よりパソコン３０に取り込まれた調整音響信号をパソコン３０内で遅延させる。音響信号入力手段２２に取り込まれた調整音響信号を遅延させる遅延時間は、調整音響信号がアンプ１３に入力された時点から音場７および収音手段１５を介して収音信号となってサウンドデバイス２０に入力されるまでの時間になるようにする。これにより、収音信号と調整音響信号との間のタイミングを合わせることが可能となる。

パソコン３０は、サウンドデバイス２０で取り込まれた収音信号と調整音響信号との間のタイミングを合わせる機能を持つ。また、調整音響信号と収音信号とをディスプレイに表示する表示手段３１、所定時間毎の調整音響信号と収音信号とを蓄積する蓄積手段３２、所定時間毎の調整音響信号と収音信号との差分から得られる差分特性データをそれぞれ生成する差分特性データ生成手段３３、差分特性データ生成手段３３によって生成された所定時間毎の差分特性データから所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出する音響周波数特性算出手段３４、スピーカ１４によって構成されるスピーカシステムに関わる位相情報、周波数特性、ディレイやアライメントなどのデータが予め記憶されているスピーカデータベース３５、種々の音場に対応した目標とする目標音響周波数特性に関する目標音響周波数特性データが記憶されている目標音響周波数特性データベース３６、および音響周波数特性算出手段３４によって算出された音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響調整データを算出する音響調整データ算出手段３７を含むように構成されている。

表示手段３１は、サウンドデバイス２０によって出力された調整音響信号と収音信号とを音響調整装置１の操作者などに比較させるため、調整音響信号と収音信号とをＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を用いて変換するなどして、２つの信号に含まれる音響周波数毎のレベル、差分特性、コヒーレンス特性などをディスプレイに表示するようになっている。

蓄積手段３２は、サウンドデバイス２０によって出力された所定時間毎の調整音響信号と収音信号とをパソコン３０のハードディスクなどの記憶手段に蓄積するようになっている。差分特性データ生成手段３３は、蓄積手段３２が蓄積した所定時間毎の調整音響信号と収音信号との差分から得られる差分特性データをそれぞれ生成するようになっている。なお、差分特性データ生成手段３３は、調整音響信号を基準として調整音響信号と収音信号とに含まれる音響周波数毎のレベルの差の２乗和が最小になるような差分特性データを生成するようにしてもよい。また、差分特性データ生成手段３３は、例えば、調整音響信号および収音信号の測定対象となる時間が５分間であって、差分特性データを１０秒毎に生成する場合、３０個の差分特性データを生成するようになっている。なお、測定対象となる時間および所定時間は可変である。

また、差分特性データ生成手段３３が、サウンドデバイス２０によって出力された所定時間毎の調整音響信号と収音信号との差分から得られる差分特性データをそれぞれ生成し、蓄積手段３２が、それぞれ生成された差分特性データを蓄積するようにしてもよい。

音響周波数特性算出手段３４は、差分特性データ生成手段３３によって生成された所定時間毎の差分特性データから所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出するようになっている。例えば、音響周波数特性算出手段３４は、生成された差分特性データから同一の音響周波数に対応する所定時間毎のレベルを抽出し、抽出した所定時間毎のレベルの平均値を算出するなどして音響周波数特性を算出するようにしてもよい。

スピーカデータベース３５は、スピーカ１４の構成やスピーカ１４が音場７に設置される場所に応じてスピーカシステムに関わる位相情報、周波数特性、ディレイやアライメントなどのデータが予め記憶されているものであって、パソコン３０のハードディスクなどによって構成される。これらのデータは、事前にコンピュータを用いた音響シミュレーションによって直接音あるいは反射音を含む形で音響調整した結果に応じて決定され、音響信号調整手段１２などに予め設定される。

目標音響周波数特性データベース３６は、種々の音場に対応した目標とする音響周波数特性に関する目標音響周波数特性データが記憶されているものであって、パソコン３０のハードディスクなどによって構成される。例えば、目標音響周波数特性データベース３６には、音場の空間規模、音場の使用目的、および音場の残響時間などに応じた目標音響周波数特性データが予め記憶されている。

また、目標音響周波数特性データは、事前にコンピュータを用いた音響シミュレーションによって直接音および反射音を音響調整した結果に応じて決定され、音場の空間規模、音場の使用目的、および音場の残響時間などに応じて複数に分類されている。なお、音場７の音響周波数特性を測定する前に音響調整装置１の操作者などは、キーボードおよびマウスなどの入力機器を用いて複数に分類されたデータから、音場７にとって最適な目標音響周波数特性データを１つ選択することができる。また、本発明に係る目標音響周波数特性データ記憶手段は、目標音響周波数特性データベース３６によって構成されてもよい。

音響調整データ算出手段３７は、音響周波数特性算出手段３４によって算出された音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響調整データを算出し、算出した音響調整データを音響信号調整手段１２に出力するようになっている。

例えば、音響調整データ算出手段３７は、音響調整装置１の操作者などが選択した目標音響周波数特性データを目標音響周波数特性データベース３６から取得し、取得した目標音響周波数特性データが表す目標音響周波数特性に音響周波数特性を近づけるために、目標音響周波数特性と音響調整後の音響周波数特性とに含まれる音響周波数毎のレベルの差の２乗和が最小になるように音響調整データを算出するようにしてもよい。

また、図２は、本発明の実施の形態に係る目標音響周波数特性の一例を示す図である。音響調整データ算出手段３７が取得した目標音響周波数特性データは、図２に示すような目標音響周波数特性であった場合、算出された音響周波数特性が上限８と下限９との間に収まるように音響調整データを算出するようにしてもよい。

また、音響調整データ算出手段３７が取得した目標音響周波数特性データは、フラットな特性であった場合、目標音響周波数特性と音響周波数特性との差が最小になるように、音響信号調整手段１２を構成するバンドパスフィルタのバンド数毎に音響調整データを算出するようにしてもよい。なお、この音響調整データ算出のための具体的な手法としては、例えば、文献「"音響伝達系の波形伝達特性補償に対するコンボリューションイコライザの適用"、根生他著、日本音響学会講演論文集、昭和５６年１０月」に開示されたもの等が知られている。

なお、蓄積手段３２、差分特性データ生成手段３３、音響周波数特性算出手段３４、および音響調整データ算出手段３７は、プログラムのモジュールでもよく、これらの手段はパソコン３０のＣＰＵなどによって制御されるようにしてもよい。また、音響調整装置１は、音響信号調整手段１２がパソコン３０に含まれるように構成してもよい。

以下、本発明の第１の実施の形態に係る音響調整装置の動作について、図面を参照して説明する。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係る音響調整装置の動作の流れを示すフローチャートである。

図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る音響信号入力手段の動作の流れを示すフローチャートである。

まず、音源１１から再生された音響信号が音響信号調整手段１２によって音響調整データに応じて調整されたとき、調整された調整音響信号は、音響信号入力手段２２に入力され、所定時間サンプリングされてアナログからデジタルの調整音響信号に変換される（ステップＳ１１）。デジタルの調整音響信号は、パソコン３０に出力され、収音信号と調整音響信号との間のタイミングを合わせた上で、蓄積手段３２に蓄積される（ステップＳ１２）。デジタルの調整音響信号がパソコン３０に出力された回数が、所定回数に到達したときには、音響信号入力手段２２の動作が終了する（ステップＳ１３）。

図３（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る収音信号入力手段の動作の流れを示すフローチャートである。

まず、調整音響信号がスピーカ１４によって音場７に音響として出力され、音場７に出力された音響が収音手段１５によって収音されたとき、収音された収音信号は、収音信号入力手段２１に入力され、所定時間サンプリングされてアナログからデジタルの収音信号に変換される（ステップＳ２１）。次に、デジタルの収音信号は、パソコン３０に出力され、蓄積手段３２に蓄積される（ステップＳ２２）。デジタルの調整音響信号がパソコン３０に出力された回数が、所定回数に到達したときには、音響信号入力手段２２の動作が終了する（ステップＳ２３）。

図３（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るパソコンの動作の流れを示すフローチャートである。

まず、所定時間毎の調整音響信号と収音信号とが、差分特性データ生成手段３３によって蓄積手段３２から取り出され、取り出された所定時間毎の調整音響信号と収音信号との差分から得られる差分特性データは、差分特性データ生成手段３３によってそれぞれ生成され（ステップＳ３１）、生成されたそれぞれの差分特性データから所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性は、音響周波数特性算出手段３４によって算出される（ステップＳ３２）。次に、音響周波数特性算出手段３４によって算出された音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響調整データは、音響調整データ算出手段３７によって算出され（ステップＳ３３）、音響信号調整手段１２に設定される（ステップＳ３４）。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る音響調整装置は、収音信号および調整音響信号に基づいて音響周波数特性を測定し、測定された音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響信号を調整するための音響調整データを算出し、算出された音響調整データに応じて音響信号を調整するため、騒音を出すことなく、音響周波数特性を短時間に、かつ自動的に調整することができる。

また、音場７に対応した目標音響周波数特性に関する目標音響周波数特性データに基づいて音響信号を調整するため、いかなる音場にも対応可能な音響調整装置を提供することができる。

また、所定時間毎の調整音響信号と収音信号との差分から得られる差分特性データをそれぞれ生成し、生成された所定時間毎の差分特性データから所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出し、算出された音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響調整データを算出し、算出された音響調整データに応じて音響信号を調整するため、楽音などの音響周波数特性を短時間で精度良く調整することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置のブロック図を図４に示す。

本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置２は、音源１１から再生された音響信号を調整する音響信号調整手段１２、音響信号調整手段１２によって調整された調整音響信号を増幅するアンプ１３、アンプ１３によって増幅された調整音響信号を音響として音場７に出力するスピーカ１４、音場７内に設置された収音手段１５ａおよび収音手段１５ｂ、収音手段１５ａおよび収音手段１５ｂによって収音された収音信号をそれぞれ入力し、かつ調整音響信号を入力するサウンドデバイス４０、およびサウンドデバイス４０がそれぞれ出力した収音信号および調整音響信号に基づいて音響周波数特性を測定し、測定された音響周波数特性に基づいて音響信号を調整するための音響調整データを目標音響周波数特性になるように算出するパソコン５０を含むように構成される。

なお、本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置を構成する構成要素のうち、本発明の第１の実施の形態に係る音響調整装置を構成する構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、それぞれの説明を省略する。また、本発明の第２の実施の形態に係る収音手段１５ａおよび収音手段１５ｂの各々は、本発明の第１の実施の形態に係る収音手段１５と同一である。なお、本発明の第２の実施の形態に係る収音手段１５ａおよび収音手段１５ｂは、２つに限定されず、３つ以上の収音手段１５が存在してもよい。また、本発明の第２の実施の形態に係る音響調整は、主に音場７の建築途中に行われ、または聴衆が音場７にいないとき等に行われる。

サウンドデバイス４０は、音響信号調整手段１２、収音手段１５、およびパソコン５０とネットワークを介して接続されている。また、サウンドデバイス４０は、ＰＣカードでもよく、ＰＣＭＣＩＡ（Personal Computer Memory Card International Association）に準拠してパソコン５０内に装着されるものでもよい。サウンドデバイス４０は、音響信号調整手段１２並びに、収音手段１５ａおよび収音手段１５ｂによって出力されたアナログの信号からデジタルの信号に変換するようになっている。

収音信号入力手段４１は、収音手段１５ａおよび収音手段１５ｂによって収音されたデジタルの収音信号をそれぞれ入力し、それぞれ入力したデジタルの収音信号をパソコン３０に出力するようになっている。

パソコン５０は、サウンドデバイス４０で取り込まれた収音信号と調整音響信号とをタイミングを合わせて取り込み、調整音響信号と収音信号とをディスプレイに表示する表示手段３１、所定時間毎の調整音響信号と各収音信号とを蓄積する蓄積手段５２、収音手段１５毎の差分特性データから１つの収音手段１５当たりの平均を表す平均差分特性データを所定時間毎にそれぞれ生成する差分特性データ生成手段５３、差分特性データ生成手段５３によって生成されたそれぞれの平均差分特性データから所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出する音響周波数特性算出手段５４、スピーカ１４によって構成されるスピーカシステムに関わるディレイやアライメントなどのデータが予め記憶されているスピーカデータベース３５、種々の音場に対応した目標とする目標音響周波数特性に関する目標音響周波数特性データが記憶されている目標音響周波数特性データベース３６、および音響周波数特性算出手段３４によって算出された音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響調整データを算出する音響調整データ算出手段３７を含むように構成されている。

蓄積手段５２は、サウンドデバイス４０によって出力された所定時間毎の調整音響信号と、所定時間毎の収音手段１５ａおよび収音手段１５ｂの収音信号とを蓄積するようになっている。差分特性データ生成手段５３は、蓄積手段５２が蓄積した所定時間毎の調整音響信号と収音信号との差分から得られる差分特性データをそれぞれ生成するようになっている。また、音場７内に設置された収音手段１５が複数存在するとき、差分特性データ生成手段５３は、蓄積手段５２が蓄積した収音手段１５毎の差分特性データから１つの収音手段１５当たりの平均を表す平均差分特性データを所定時間毎にそれぞれ生成するようになっている。例えば、本発明の第２の実施の形態に係る収音手段が収音手段１５ａおよび収音手段１５ｂの２つ存在するとき、差分特性データ生成手段５３は、所定時間毎の調整音響信号と収音手段１５ａの収音信号との差分から得られる差分特性データ、および所定時間毎の調整音響信号と収音手段１５ｂの収音信号との差分から得られる差分特性データを生成し、さらに、収音手段１５ａの差分特性データおよび収音手段１５ｂの差分特性データから１つの収音手段１５当たりの平均を表す平均差分特性データを所定時間毎に生成するようになっている。

音響周波数特性算出手段５４は、差分特性データ生成手段５３によって生成された所定時間毎の平均差分特性データから所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出するようになっている。例えば、音響周波数特性算出手段５４は、生成された平均差分特性データから同一の音響周波数に対応する所定時間毎のレベルを抽出し、抽出した所定時間毎のレベルの平均値を算出するなどして音響周波数特性を算出するようにしてもよい。

なお、蓄積手段５２、差分特性データ生成手段５３、音響周波数特性算出手段５４、および音響調整データ算出手段３７は、プログラムのモジュールでもよく、これらの手段はパソコン５０のＣＰＵなどによって制御されるようにしてもよい。

以下、本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置の動作について、図面を参照して説明する。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置の動作の流れを示すフローチャートである。なお、本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置の動作のうち、本発明の第１の実施の形態に係る音響調整装置の動作と同一のものについては、同一の符号を付す。

まず、所定時間毎の調整音響信号と、所定時間毎の収音手段１５ａおよび収音手段１５ｂの収音信号とが、差分特性データ生成手段５３によって蓄積手段５２から取り出され、取り出された収音手段１５毎の差分特性データから１つの収音手段１５当たりの平均を表す平均差分特性データは、差分特性データ生成手段５３によって所定時間毎にそれぞれ生成される（ステップＳ４１）。

次に、差分特性データ生成手段５３によって生成された所定時間毎の平均差分特性データから所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性は、音響周波数特性算出手段５４によって算出される（ステップＳ４２）。そして、音響周波数特性算出手段５４によって算出された音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響調整データは、音響調整データ算出手段３７によって算出され（ステップＳ３３）、音響信号調整手段１２に設定される（ステップＳ３４）。

なお、本発明の第２の実施の形態に係る収音信号入力手段の動作の流れは、第１の実施の形態に係る収音信号入力手段の動作の流れと同じであり、収音手段１５毎に対応する収音信号について本発明の第１の実施の形態に係る収音信号入力手段の動作が行われる。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置は、音場７内に設置された複数の収音手段１５によってそれぞれ収音された収音信号に基づいた平均差分特性データをそれぞれ生成し、生成された所定時間毎の平均差分特性データから所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出し、算出された音響調整データに応じて音響信号を調整するため、音場７内の音響周波数特性を均一に調整することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る音響調整装置のブロック図を図６に示す。

本発明の第３の実施の形態に係る音響調整装置３は、音源１１から再生された音響信号を調整する音響信号調整手段１２、音響信号調整手段１２によって調整された調整音響信号を増幅するアンプ１３、アンプ１３によって増幅された調整音響信号を音響として音場７に出力するスピーカ１４、音場７に出力された音響を収音する複数の収音手段１５、複数の収音手段１５によって収音された収音信号をそれぞれ入力し、かつ調整音響信号を入力するサウンドデバイス４０、およびサウンドデバイス４０がそれぞれ出力した収音信号および調整音響信号に基づいて音響周波数特性を測定し、測定された音響周波数特性に基づいて音響信号を調整するための音響調整データを目標音響周波数特性になるように算出するパソコン６０を含むように構成される。

なお、本発明の第３の実施の形態に係る音響調整装置を構成する構成要素のうち、本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置を構成する構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、それぞれの説明を省略する。また、本発明の第３の実施の形態に係る音響調整は、音場７の建築途中などに音響信号調整手段１２が音響調整データに応じて音響信号を調整した後、音場７の建築が完成して聴衆が音場７にいるとき等に再度行われる。

また、音場７で短時間に音響調整が行えるように、音響信号調整手段１２には、音場７の建築途中などに音響信号が調整されたときの音響調整データが予め設定されている。

パソコン６０は、調整音響信号と収音信号とをディスプレイに表示する表示手段３１、所定時間毎の調整音響信号と各収音信号とを蓄積する蓄積手段５２、収音手段１５毎の差分特性データから１つの収音手段１５当たりの平均を表す平均差分特性データを所定時間毎にそれぞれ生成する差分特性データ生成手段５３、差分特性データ生成手段５３によって生成されたそれぞれの平均差分特性データから所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出する音響周波数特性算出手段５４、スピーカ１４によって構成されるスピーカシステムに関わるディレイやアライメントなどのデータが予め記憶されているスピーカデータベース３５、種々の音場に対応した目標とする目標音響周波数特性に関する目標音響周波数特性データが記憶されている目標音響周波数特性データベース３６、音響周波数特性算出手段３４によって算出された音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響調整データを算出する音響調整データ算出手段３７、および音響信号調整手段１２が音響調整データに応じて音響信号を調整した後、音響周波数特性算出手段５４によって算出された音響周波数特性が騒音か否かを判定する騒音判定手段６８を含むように構成されている。

騒音判定手段６８は、音場７の建築途中などに音響信号調整手段１２が音響調整データに応じて音響信号を調整した後の音響調整装置３の運用状態に、音響周波数特性算出手段５４によって算出された音響周波数特性が騒音か否かを判定するようになっている。

例えば、騒音判定手段６８は、事前に音響信号調整時に調整した音響周波数特性を保持しておき、その周波数特性と、算出された音響周波数特性が一致しないとき、音響周波数特性が騒音と判定するようにしてもよい。また、騒音判定手段６８が取得した目標音響周波数特性データは、図２に示すような目標音響周波数特性であった場合、算出された音響周波数特性が上限８と下限９との間に収まらないとき、音響周波数特性が騒音と判定するようにしてもよい。

また、騒音判定手段６８は、音響周波数特性が騒音と判定したとき、音響周波数特性算出手段５４によって算出された音響周波数特性を音響調整データ算出手段６７に出力するようになっている。

なお、音響調整装置３の操作者などは、キーボードおよびマウスなどの入力機器を用いて音響調整装置３の初期状態または音響調整装置３の運用状態を選択することができる。また、音響調整装置３は、自動で一定時間毎に音響周波数特性算出手段５４が算出する音響周波数特性の変動量に応じて、音響調整装置３の初期状態または音響調整装置３の運用状態を選択することもできる。

また、音場７の建築途中などに音響信号調整手段１２が音響調整データに応じて音響信号を調整する前の音響調整装置３の初期状態に、騒音判定手段６８は、騒音の判定をせずに音響周波数特性算出手段５４によって算出された音響周波数特性を音響調整データ算出手段６７に出力するようになっている。

音響調整データ算出手段６７は、音響調整装置３の初期状態に音響周波数特性算出手段３４によって算出された音響周波数特性が目標音響周波数特性になるように音響調整データを算出し、算出した音響調整データを音響信号調整手段１２に出力するようになっている。また、音響調整データ算出手段６７は、音響調整装置３の運用状態でかつ騒音判定手段６８によって音響周波数特性が出力されたとき、音響周波数特性に基づいて音響調整データを算出し、算出した音響調整データを音響信号調整手段１２に出力するようになっている。

また、音響調整装置３の運用状態において、音響調整データ算出手段６７は、以下に示すように音場７に応じて音響調整データを算出し、算出した音響調整データを音響信号調整手段１２に出力するようになっている。

例えば、音場７が列車の往来する駅のプラットホームなど、騒音の変動が大きい場所である場合には、音響調整データ算出手段６７が、音響周波数特性に含まれる音響周波数８００Ｈｚ位から音響周波数５ｋＨｚ位までの聴感度のよい音響周波数帯のレベルが上限のレベルまで一様に増加するように音響調整データを一定時間間隔毎に算出し、算出した音響調整データを一定時間間隔毎に音響信号調整手段１２に出力するようになっている。なお、音響調整データ算出手段６７は、目標音響周波数特性と一致しないような音響周波数帯のレベルを増加させないように音響調整データを算出するようにしてもよい。

また、音場７がデパートやクラシックコンサート会場など、暗騒音のように騒音の変動が小さい場所である場合には、音響調整データ算出手段６７が、音響周波数特性に含まれる暗騒音の音響周波数帯が目標音響周波数特性になるように音響調整データを算出し、算出した音響調整データを音響信号調整手段１２に出力するようになっている。例えば、音響調整データ算出手段６７は、暗騒音の音響周波数帯のゲインを小さく調整するように音響調整データを算出するようにしてもよく、または、音響周波数特性の全ての音響周波数帯においてＳＮ比が一定となるように音響調整データを算出するようにしてもよい。

なお、蓄積手段５２、差分特性データ生成手段５３、音響周波数特性算出手段５４、音響調整データ算出手段６７、および騒音判定手段６８は、プログラムのモジュールでもよく、これらの手段はパソコン６０のＣＰＵなどによって制御されるようにしてもよい。

以下、本発明の第３の実施の形態に係る音響調整装置の動作について、図面を参照して説明する。

図７は、本発明の第３の実施の形態に係る音響調整装置の動作の流れを示すフローチャートである。なお、本発明の第３の実施の形態に係る音響調整装置の動作のうち、本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置の動作と同一のものについては、同一の符号を付す。音響調整装置３の初期状態において、本発明の第３の実施の形態に係る音響調整装置の動作は、本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置の動作と同一である。

まず、音響調整装置３の運用状態において、所定時間毎の調整音響信号と、所定時間毎の収音手段１５ａおよび収音手段１５ｂの収音信号とが、差分特性データ生成手段５３によって蓄積手段５２から取り出され、取り出された収音手段１５毎の差分特性データから１つの収音手段１５当たりの平均を表す平均差分特性データは、差分特性データ生成手段５３によって所定時間毎にそれぞれ生成される（ステップＳ４１）。

次に、差分特性データ生成手段５３によって生成された所定時間毎の平均差分特性データから所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性は、音響周波数特性算出手段５４によって算出される（ステップＳ４２）。そして、音響周波数特性算出手段５４によって算出された音響周波数特性が騒音か否かは、騒音判定手段６８によって判定される（ステップＳ５１）。

音響周波数特性が騒音と判定されたとき、音響周波数特性に基づいて音響調整データは、音響調整データ算出手段６７によって音場７に応じて算出され（ステップＳ５２）、音響信号調整手段１２に設定される（ステップＳ３４）。

以上説明したように、本発明の第３の実施の形態に係る音響調整装置は、音場７の建築途中などに音響信号を調整した後、音場７の建築が完成して聴衆が音場７にいるときなどに音響周波数特性が騒音か否かを判定し、騒音と判定したとき騒音の特性に応じて音響調整データを算出し、算出された音響調整データに応じて音響信号を調整するため、騒音が発生しても聴感度のよい音響周波数特性を調整することができる。

また、音響周波数特性が騒音か否かを判定し、騒音と判定したとき音場に応じて音響調整データを算出し、算出された音響調整データに応じて音響信号を調整するため、騒音が発生するいかなる音場にも対応可能な音響調整装置を提供することができる。

以上のように、本発明にかかる音響調整装置は、音楽ＣＤ等を再生することで音響周波数特性を騒音を出すことなく、短時間に、かつ自動的に調整することができるという効果を有し、音源から再生された音響信号を調整する音響調整装置等として有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る音響調整装置のブロック図本発明の実施の形態に係る目標音響周波数特性の一例を示す図本発明の第１の実施の形態に係る音響調整装置の動作の流れを示すフローチャート（ａ）本発明の第１の実施の形態に係る音響信号入力手段の動作の流れを示すフローチャート（ｂ）本発明の第１の実施の形態に係る収音信号入力手段の動作の流れを示すフローチャート（ｃ）本発明の第１の実施の形態に係るパソコンの動作の流れを示すフローチャート本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置のブロック図本発明の第２の実施の形態に係る音響調整装置の動作の流れを示すフローチャート本発明の第３の実施の形態に係る音響調整装置のブロック図本発明の第３の実施の形態に係る音響調整装置の動作の流れを示すフローチャート従来の音響調整装置のブロック図

符号の説明

１、２、３、８０音響調整装置
７音場
８音響周波数特性の上限
９音響周波数特性の下限
１１音源
１２音響信号調整手段
１３、８５アンプ
１４、８６スピーカ（音響出力手段）
１５、１５ａ、１５ｂ、８７収音手段
２０、４０サウンドデバイス
２１、４１収音信号入力手段
２２音響信号入力手段
３０、５０、６０パソコン
３１表示手段
３２、５２蓄積手段
３３、５３差分特性データ生成手段
３４、５４音響周波数特性算出手段
３５スピーカデータベース
３６目標音響周波数特性データベース（目標音響周波数特性データ記憶手段）
３７、６７音響調整データ算出手段
６８騒音判定手段
８２測定信号発生器
８４デジタルイコライザ
８８音響特性測定器
８９演算手段
９０制御手段

Claims

音場に対応した目標音響周波数特性に関する目標音響周波数特性データを記憶する目標音響周波数特性データ記憶手段と、音楽ソースである音源から再生された音響信号を調整する音響信号調整手段と、前記音響信号調整手段によって調整された調整音響信号を音響として前記音場に出力する音響出力手段と、前記音場に出力された音響を収音する収音手段と、前記収音手段によって収音された収音信号および前記調整音響信号に基づいて音響周波数特性を測定する音響周波数特性測定手段と、前記音響周波数特性測定手段によって測定された音響周波数特性が前記目標音響周波数特性になるように前記音響信号を調整するための音響調整データを算出する音響調整データ算出手段とを備え、前記音響信号調整手段は、前記音響調整データ算出手段によって算出された音響調整データに応じて前記音響信号を調整することを特徴とする音響調整装置。
前記音響周波数特性測定手段は、前記収音手段によって収音された収音信号を入力する収音信号入力手段と、前記調整音響信号を入力する音響信号入力手段と、所定時間毎の前記調整音響信号と前記収音信号との差分から得られる差分特性データをそれぞれ生成する差分特性データ生成手段と、前記差分特性データ生成手段によって生成された前記所定時間毎の差分特性データから前記所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出する音響周波数特性算出手段とを備え、前記音響調整データ算出手段は、前記音響周波数特性算出手段によって算出された音響周波数特性が前記目標音響周波数特性になるように前記音響調整データを算出することを特徴とする請求項１に記載の音響調整装置。
前記収音信号入力手段は、前記音場内に設置された複数の前記収音手段によってそれぞれ収音された収音信号を入力し、前記差分特性データ生成手段は、前記収音手段毎の前記差分特性データから１つの前記収音手段当たりの平均を表す平均差分特性データを前記所定時間毎にそれぞれ生成し、前記音響周波数特性算出手段は、前記差分特性データ生成手段によって生成された前記所定時間毎の平均差分特性データから前記所定時間当たりの平均を表す音響周波数特性を算出することを特徴とする請求項２に記載の音響調整装置。
前記音響信号調整手段が前記音響調整データに応じて前記音響信号を調整した後に、前記音響周波数特性算出手段によって算出された音響周波数特性が騒音か否かを判定する騒音判定手段を備え、前記騒音判定手段が騒音と判定したとき前記音響調整データ算出手段は、前記騒音の特性に応じて前記音響調整データを算出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の音響調整装置。
前記騒音判定手段が騒音と判定したとき前記音響調整データ算出手段は、前記音場に応じて前記音響調整データを算出することを特徴とする請求項４に記載の音響調整装置。