JP2005223887A - 音響特性調整装置 - Google Patents

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Moriyuki Oshima
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Mitsuo Nakazato
光男 中里
Shigeki Kobayashi
重樹 小林
Kunio Toyoda
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Koji Takano
浩二 高野
Shiyoukichirou Hino
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Tomohiko Endo
友彦 遠藤
Koichi Tsuchiya
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Abstract

【課題】受聴者等が自在に音響特性を調整可能な音響特性調整装置を提供する。
【解決手段】受聴者等に所望の音響特性に調整するため目標特性を入力させる操作部３０と、インパルス特性制御部２１と、遅延時間制御部２２を備える。インパルス特性制御部２１は、各演算部Ｂ1〜Ｂp，Ｃ1〜Ｃpに畳み込み演算を行わせるためのインパルス応答データｈ1m〜ｈpm，ｈ1n〜ｈpnを目標特性に基づいて演算する。遅延時間制御部２２は、各スピーカから放射される音が受聴位置等に到達するのに要する各アラインメント遅延時間を演算すると共に、畳み込み演算によって高域畳み込み演算部Ｂ1〜ＢpとＣ1〜Ｃpから出力される高周波帯域の出力信号Ｘ11〜Ｘp1と低周波帯域の出力信号Ｘ12〜Ｘp2との各位相ずれを相殺する補正時間を演算し、各アラインメント遅延時間を各補正時間で補正した時間を各遅延部Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅpの遅延時間に設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、受聴位置等における音響特性を所望の特性に調整する音響特性調整装置に関する。
可聴周波数帯域のオーディオ信号を複数の周波数帯域に分割して、複数の各スピーカを駆動するマルチチャンネルスピーカシステムでは、周波数分割特性を有し且つ位相直線（遅延時間一定）特性を有する直線位相フィルタが用いられている。
特開平４−３１３９９６号公報に示されたマルチチャンネルスピーカシステムでは、同公報の図１に示されているように、信号源からのオーディオ信号を複数の周波数帯域に分割する直線位相フィルタ４1，４2…４nが設けられ、これら直線位相フィルタ４1，４2…４nで帯域分割された各オーディオ信号を遅延処理回路部８1，８2…８nが適宜遅延させて各スピーカ３1，３2…３nに供給することにより、各スピーカ３1，３2…３nから放射される音の受聴位置（マイクロホン２０の位置）における総合遅延時間と総合位相とが揃うように伝搬遅延時間ｔ1，ｔ2…ｔnを調整している。
しかしながら、上記従来のマルチチャンネルスピーカシステムでは、直線位相フィルタ４1，４2…４nによってのみオーディオ信号を複数の周波数帯域に分割しているため、これら直線位相フィルタの特性（遅延時間一定）上、各周波数帯域に分割されるオーディオ信号は必ずこれら直線位相フィルタ４1，４2…４nで所定時間遅延されて出力される。
このため、例えばオーディオ信号（オーディオ情報）のみならず映像情報等が記録されているＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のマルチメデア対応のストレージ媒体を再生して、その映像情報とオーディオ情報とをディスプレイと複数のスピーカとで再生するいわゆるオーディオビジュアル機器（ＡＶ機器）に、上記従来のマルチチャンネルスピーカシステムを適用した場合、上述の遅延処理回路部８1，８2…８nで遅延時間を調整したとしても、ディスプレイに映し出される映像に対し、再生される音の方が必ず遅れてスピーカから放射されるため、映像の動きと音との間に時間的不整合が生じるという問題があった。
つまり、スピーカシステムに直線位相フィルタを適用すると、分割された周波数帯域間で位相干渉による振幅特性のうねりが生じないという利点や、スピーカから非対称の場所に位置する視聴者に対して音響伝達特性の補正のためチャンネル間の周波数特性を変更しても、総合位相が揃う等の利点が得られるのであるが、その反面で、いわゆる同時再生を目的として上述のストレージ媒体等に記録されている映像と音声の情報とを再生した場合、ディスプレイ上の再生映像とスピーカから聞こえてくる音声との間に時間的な不整合が生じるという問題があった。
より具体的な事例を挙げれば、映画が記録されているストレージ媒体を再生して、その映画の映像と音をディスプレイとスピーカで再生した場合、映像中の人物の口の動きとその人物の音声（台詞）とに時間的不整合が生じる等の問題があった。
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ある程度の遅延が許容できるオーディオ機器のみならず、ＡＶ機器等に適用して好適な音響特性調整装置であって、オーディオ情報と映像情報等をスピーカとディスプレイ等で再生する際、上述のような不整合を生じないように受聴者（或いは視聴者）が受聴位置（或いは視聴位置）における音響特性を自在に調整することを可能にする音響特性調整装置を提供することを目的とする。
また、受聴位置等における音響特性を、受聴者等が使用目的等に応じて自在に調整できるようにする音響特性調整装置を提供することを目的とする。
また、音響特性を調整する機能として、少なくともチャンネルデバイダ機能と、グラフィックイコライザ機能と、タイムアラインメント機能を備える音響特性調整装置を提供することを目的とする。
また、デジタル信号処理によって音響特性を調整すると共に、デジタル信号処理に要するデータ量の低減等を可能にする音響特性調整装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、１又は複数の各チャンネルに設けられ、各チャンネルのスピーカから放射される音の受聴位置等における音響特性を調整する信号処理手段を有する音響特性調整装置であって、前記各チャンネルの信号処理手段は、入力されるオーディオ信号の１又は複数の周波帯域の信号成分に対して周波数分割とゲイン及び位相特性の調整を畳み込み演算によって行う畳み込み演算手段と、前記畳み込み演算手段の出力信号を時間遅延して前記スピーカ側へ出力する遅延手段とを備え、前記信号処理手段に加えて更に、少なくとも前記各チャンネルの１又は複数の周波数帯域の特性と、前記ゲイン及び位相特性と、前記各スピーカから前記受聴位置等までの各距離とを示す各目標特性を選択的に操作入力させる操作手段と、前記操作手段より入力される前記目標特性に基づいて、前記畳み込み演算手段において前記入力オーディオ信号との畳み込み演算を行うためのインパルス応答を示す各チャンネルの１又は複数の周波数帯域のインパルス応答データを生成するインパルス特性制御手段と、前記各距離を音が伝搬するのに要する各アラインメント時間と、前記畳み込み演算手段から出力される出力時間ずれを相殺する補正時間とを演算すると共に、前記各アラインメント時間を前記補正時間で補正した遅延時間を演算し、該演算した遅延時間により前記遅延手段の遅延時間を調整する遅延時間制御手段と、を具備することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の音響特性調整装置において、前記畳み込み演算手段のタップ数は、前記１又は複数の周波数帯域の周波数が上がるに従って、少なく設定されることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の音響特性調整装置において、前記操作手段は、少なくとも前記各チャンネルの１又は複数の周波数帯域の目標特性を可変設定する入力手段を備えることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の音響特性調整装置において、前記操作手段は、前記畳み込み演算によって少なくとも各チャンネルの畳み込み演算手段で実現されるフィルタの種類を統一的あるいは個別に操作入力させる入力手段を備え、前記インパルス特性制御手段は、前記操作入力された種類のフィルタの特性と前記目標特性に基づいて、前記少なくとも各チャンネルの畳み込み演算手段の前記インパルス応答を示すインパルス応答データとを生成し、前記遅延時間制御手段は、前記少なくとも各チャンネルの畳み込み演算手段で実現される各フィルタの特性の出力時間ずれにより前記補正時間を演算することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の音響特性調整装置において、前記操作手段は、前記少なくとも各チャンネル毎の１又は複数の周波数帯域の目標特性の可変設定を維持しつつ、前記畳み込み演算によって少なくとも各チャンネルの畳み込み演算手段で実現されるフィルタの種類を統一的に、あるいはインクリメンタルに変更操作入力させる入力手段を備え、前記インパルス特性制御手段は、前記変更操作入力された種類のフィルタの特性と前記目標特性に基づいて、前記少なくとも各チャンネル毎の畳み込み演算手段の前記インパルス応答を示すインパルス応答データとを生成し、前記遅延時間制御手段は、前記少なくとも各チャンネルの畳み込み演算手段で実現される各フィルタの特性の出力時間ずれにより前記補正時間を演算することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の音響特性調整装置において、前記操作入力される種類の前記フィルタの特性として、少なくとも直線位相フィルタの特性を有するフィルタ特性と最小遅延位相フィルタの特性を有するフィルタ特性を予め記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の音響特性調整装置において、前記直線位相フィルタの特性を有するフィルタ特性と最小遅延位相フィルタの特性を有するフィルタ特性は、周波数スペクトルのデータから成ることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項４〜７の何れか１項に記載の音響特性調整装置において、前記インパルス特性制御手段は、前記操作手段より入力されるフィルタの種類に対応する前記周波数スペクトルのデータを前記目標特性に基づいて編集する目標特性決定手段と、前記目標特性決定手段による編集後の周波数スペクトルのデータをフーリエ逆変換することにより、前記インパルス応答データを演算するフーリエ逆変換演算手段とを備えることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項４〜８の何れか１項に記載の音響特性調整装置において、前記インパルス特性制御手段は、前記目標特性決定手段による編集後の周波数スペクトルのデータをフーリエ逆変換するフーリエ逆変換演算手段と、前記フーリエ逆変換演算手段の出力に窓関数を演算することにより前記インパルス応答データを生成する窓関数演算手段とを備えることを特徴とする。
以下、発明を実施するための最良の形態について図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態の音響特性調整装置１０の構成を表したブロック図である。図２は、直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタのインパルス応答とゲイン及び位相特性等を模式的に表した図である。図３は、直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタの入出力特性を模式的に表した図である。
図１において、この音響特性調整装置１０は、ｐ系統（ｐは１又は２以上の自然数、以下「ｐチャンネル」ともいう）分のデジタル信号処理部Ａ1〜Ａpを備えて構成されている。
なお、本実施形態では、デジタル信号処理部Ａ1〜Ａpの各々において、入力オーディオ信号の高周波数帯域と低周波数帯域の２つの帯域の信号成分に対して音響特性の調整を行う音響特性調整装置１０の構成を例に挙げて説明する。ただし、本実施形態の構成は、あくまでも好適例の一つを示すものであり、本発明の構成としてはこの構成例に限られるものではない。例えば、オーディオ信号の１つの周波数帯域（例えば、オーディオ周波数帯域全体や、オーディオ周波数帯域のうちの一周波数帯域など）の信号成分に対して音響特性の調整を行う構成としても良く、また、オーディオ信号の３つ以上の周波数帯域（例えば、高域、中域、低域の周波数帯域など）の各々の信号成分に対して音響特性の調整を行う構成でも良い。
各デジタル信号処理部Ａ1〜Ａpは、任意の信号源（図示略）から供給されるｐチャンネル分の各デジタルオーディオ信号Ｘ1〜Ｘpに後述のデジタル信号処理を施して、各チャンネルのスピーカ（図示略）を駆動するための高周波帯域のデジタルオーディオ信号Ｘ1(H)〜Ｘp(H)と低周波帯域のデジタルオーディオ信号Ｘ1(L)〜Ｘp(L)を出力する。
また、デジタル信号処理部Ａ1〜Ａpは、予め決められたアルゴリズムに従ってデジタル信号処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）やマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）或いはデジタル回路によって形成されている。
そして例えば、ＣＤやＤＶＤその他のストレージ媒体に記録されている情報を再生する再生装置等の信号源や、インターネット等の電気通信回線上に存在し音楽や映像等を配信するサイト等の信号源や、テレビジョン放送やラジオ放送の放送局その他様々な信号源からの供給を受けて、サンプル値系列から成るデジタルオーディオ信号Ｘ1〜Ｘpを入力するように各信号処理部Ａ1〜Ａpの入力端を配線することが可能である。
また、デジタル信号処理部Ａ1〜Ａpの出力端に、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）と電力増幅器を従属接続して各チャンネルのスピーカを接続することにより、デジタル信号処理を施したデジタルオーディオ信号Ｘ1(H)〜Ｘp(H)とＸ1(L)〜Ｘp(L)に基づいて各スピーカを鳴動させることが可能である。
すなわち、この音響特性調整装置１０は、スピーカから放射され受聴位置（或いは視聴位置）に到達する音のゲイン及び位相特性等の音響特性を調整すべく、任意の信号源から供給されるｐチャンネル分のデジタルオーディオ信号Ｘ1〜Ｘpに対してゲイン特性と位相特性等を調整することが可能な汎用性を有しており、例えばｐチャンネル分のスピーカを駆動するマルチチャンネルスピーカシステムを備えたＡＶ機器等を構築することが可能な構成となっている。
より具体的な場合として、夫々特有の周波数特性を有する複数個のスピーカを鳴動させることによって高品位の音を再生する５．１チャンネルのマルチチャンネルスピーカシステムに本音響特性調整装置１０を適用する場合、少なくとも６系統（ｐ＝６）のデジタル信号処理部Ａ1〜Ａ６を備えて構成される。
また、音響特性調整装置１０が、受聴位置（或いは視聴位置）に対して左右に２チャンネルずつの合計４チャンネル分のスピーカが配置される４チャンネルスピーカシステムに適応される場合には、少なくとも４系統（ｐ＝４）の信号処理部Ａ1〜Ａ4を備えて構成される。
信号処理部Ａ1〜Ａpには、図１に示されているように、デジタルオーディオ信号Ｘ1〜Ｘpを入力して後述の畳み込み演算を行う高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂp及び低域畳込み演算部Ｃ1〜Ｃpと、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpの出力信号Ｘ11〜Ｘp1を時間遅延することによって、上述のデジタルオーディオ信号Ｘ1(H)〜Ｘp(H)を出力する遅延部Ｄ1〜Ｄpと、低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpの出力信号Ｘ12〜Ｘp2を時間遅延することによって、上述のデジタルオーディオ信号Ｘ1(L)〜Ｘp(L)を出力する遅延部Ｅ1〜Ｅpとを備えて構成されている。
より詳細に述べれば、まず信号処理部Ａ1には、高周波数帯域の信号成分に対して畳み込み演算処理を行う高域畳み込み演算部Ｂ1と、低周波数帯域の信号成分に対して畳み込み演算処理を行う低域畳み込み演算部Ｃ1と、遅延部Ｄ1，Ｅ1とが設けられている。
なお、既述したように、本実施形態では、各系統における畳み込み演算処理は、高周波数帯域の信号成分と低周波数帯域の２つの帯域に分割して行うが、これに限定されるものではなく、例えば、いわゆるオーディオ周波数の全周波数帯域の信号成分に対して畳み込み演算処理を行う１つの畳み込み演算部を設ける構成としてもよいし、オーディオ周波数帯域における一の周波数帯域の信号成分に対して畳み込み演算処理を行う１つの畳み込み演算部を設ける構成としてもよいし、オーディオ周波数帯域を３つ以上の周波数帯域に分けて各々の周波数帯域の信号成分に対して畳み込み演算処理を行う３つ以上の畳み込み演算部を設ける構成としてもよい。そして、こうした１又は複数の信号成分に対して畳み込み演算処理を行う１又は複数の畳み込み演算部を設ける場合には、それらの各畳み込み演算部に対応させて、１又は複数の遅延部が設けられることとなる。
再び図１において、高域畳み込み演算部Ｂ1は、ナイキストのサンプリング定理に従ったサンプリング周期に同期してデジタルオーディオ信号Ｘ1を入力し、該信号Ｘ1と後述のインパルス特性制御部２１から供給されるＭ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈ1mとの畳み込み演算を行うことによって、デジタルオーディオ信号Ｘ1の全周波数帯域（例えば、可聴周波数帯域２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）のうち、高周波帯域ＢＨ1の信号成分を周波数分割すると共に、その分割した信号成分に対してゲイン及び位相特性等を調整し、出力信号Ｘ11として出力する。
つまり、高域畳み込み演算部Ｂ1は、インパルス応答データｈ1mに基づいて上述の畳み込み演算を行うことによって、デジタルオーディオ信号Ｘ1に対し高域通過型のデジタルフィルタとして機能すると共に、インパルス応答データｈ1mに従ってその高周波帯域（通過帯域）ＢＨ1とゲイン及び位相特性等のフィルタ特性が調整されることにより、上述の高周波帯域ＢＨ1について周波数分割を行うチャンネルデバイダ機能とグラフィックイコライザ機能とを発揮する。
更に、高域畳み込み演算部Ｂ1は、インパルス特性制御部２１から、図２（ａ）に例示するような直線位相フィルタ（Linear Phase Filter）のインパルス応答を示すインパルス応答データｈ1mと、図２（ｄ）に例示するような最小遅延位相フィルタ（Minimum Phase Filter）のインパルス応答を示すインパルス応答データｈ1mが供給される。
直線位相フィルタのインパルス応答を示すインパルス応答データｈ1mが供給された場合には、高域畳み込み演算部Ｂ1は、そのインパルス応答データｈ1mに基づいて上述の畳み込み演算を行うことによってデジタルオーディオ信号Ｘ1に対し、図２（ｂ）に例示する遅延時間一定の位相特性と図２（ｃ）に例示するゲイン特性を有する高域通過直線位相フィルタとして機能する。
一方、最小遅延位相フィルタのインパルス応答を示すインパルス応答データｈ1mが供給された場合には、高域畳み込み演算部Ｂ1は、そのインパルス応答データｈ1mに基づいて上述の畳み込み演算を行うことによってデジタルオーディオ信号Ｘ1に対し、図２（ｅ）に例示する位相特性と図２（ｆ）に例示するゲイン特性を有する高域通過最小遅延位相フィルタとして機能する。
低域畳み込み演算部Ｃ1は、デジタルオーディオ信号Ｘ1を入力し、該信号Ｘ1と後述のインパルス特性制御部２１から供給されるＮ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈ1nとの畳み込み演算を行うことによって、デジタルオーディオ信号Ｘ1の全周波数帯域のうち、高域畳み込み演算部Ｂ1で分割される高周波帯域ＢＨ1を除いた低周波帯域ＢＬ1の信号成分を周波数分割すると共に、その分割した信号成分に対してゲイン及び位相特性等を調整し、出力信号Ｘ12として出力する。
つまり、低域畳み込み演算部Ｃ1は、インパルス応答データｈ1nに基づいて上述の畳み込み演算を行うことによって、デジタルオーディオ信号Ｘ1に対し低域通過型のデジタルフィルタとして機能すると共に、インパルス応答データｈ1nに従ってその低周波帯域（通過帯域）ＢＬ1とゲイン及び位相特性等のフィルタ特性が調整されることにより、上述の低周波帯域ＢＬ1について周波数分割を行うチャンネルデバイダ機能とグラフィックイコライザ機能を発揮する。
更に、低域畳み込み演算部Ｃ1にも、高域畳み込み演算部Ｂ1と同様に、インパルス特性制御部２１から、直線位相フィルタのインパルス応答を示すインパルス応答データｈ1nと最小遅延位相フィルタのインパルス応答を示すインパルス応答データｈ1nが供給される。
そして、低域畳み込み演算部Ｃ1は、直線位相フィルタのインパルス応答を示すインパルス応答データｈ1nが供給された場合には、そのインパルス応答データｈ1nに基づいて上述の畳み込み演算を行うことによって、デジタルオーディオ信号Ｘ1に対し低域通過直線位相フィルタとして機能し、一方、最小遅延位相フィルタのインパルス応答を示すインパルス応答データｈ1nが供給された場合には、そのインパルス応答データｈ1nに基づいて上述の畳み込み演算を行うことによって、デジタルオーディオ信号Ｘ1に対し低域通過最小遅延位相フィルタとして機能する。
このように、高域畳み込み演算部Ｂ1がインパルス応答データｈ1mに従って高域通過直線位相フィルタ又は高域通過最小遅延位相フィルタとしての機能を発揮すると共に、低域畳み込み演算部Ｃ1がインパルス応答データｈ1nに従って低域通過直線位相フィルタ又は低域通過最小遅延位相フィルタとしての機能を発揮することによって、出力信号Ｘ11，Ｘ12の全周波数帯域において図２（ｇ）に例示するようなゲイン対周波数特性を発揮するグラフィックイコライザとして機能する。
ここで、デジタルオーディオ信号Ｘ1は、ナイキストのサンプリング定理に従ったサンプル値系列（データ列）であることから、インパルス特性制御部２１は、該サンプリング定理に従ったｈ1m（m=1,2,3,…M+1）で表記可能なＭ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈ1mを高域畳み込み演算部Ｂ1に供給すると共に、該サンプリング定理に従ったｈ1n（n=1,2,3,…N+1）で表記可能なＮ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈ1nを低域畳み込み演算部Ｃ1に供給する。
ただし、上述の低周波帯域ＢＬ1の信号成分について信号処理を行うためのインパルス応答データｈ1nに比して、高周波帯域ＢＨ1の信号成分について信号処理を行うためのインパルス応答データｈ1mの方が少ないサンプル数、すなわちＮ＋１＞Ｍ＋１の関係に決められている。
これによって、少ないサンプル数（Ｍ＋１）でも高周波帯域ＢＨ1の信号成分について信号処理を行うことを可能にすると共に、高周波帯域ＢＨ1と低周波帯域ＢＬ1での畳み込み演算を行うのに必要な総データ量の低減、及び信号処理部Ａ1の構成の小型化を可能にしている。
遅延部Ｄ1は、後述の遅延時間制御部２２から供給される遅延時間データｄ1によって指定される遅延時間τ11を設定し、高域畳み込み演算部Ｂ1からの出力信号Ｘ11を時間τ11で遅延することによって、遅延したデジタルオーディオ信号Ｘ1(H)を出力する。
すなわち、上述のナイキストのサンプリング定理に基づいて決まるサンプリング周期をＴsで表記することとすると、遅延部Ｄ1は、遅延時間データｄ1とサンプリング周期Ｔsに比例した遅延時間τ11（０の場合を含むｄ1×Ｔsに比例した時間）を設定する。
遅延部Ｅ1は、後述の遅延時間制御部２２から供給される遅延時間データｅ1によって指定される遅延時間τ12を設定し、低域畳み込み演算部Ｃ1からの出力信号Ｘ12を時間τ12で遅延することによって、遅延したデジタルオーディオ信号Ｘ1(L)を出力する。
すなわち、上述のナイキストのサンプリング定理に基づいて決まるサンプリング周期をＴsで表記することとすると、遅延部Ｅ1は、遅延時間データｅ1とサンプリング周期Ｔsに比例した遅延時間τ12（０の場合を含むＥ1×Ｔsに比例した時間）を設定する。
このように、遅延部Ｄ1，Ｅ1は、遅延時間データｄ1，ｅ1に従って各遅延時間τ11，τ12を設定することにより、各出力信号Ｘ11，Ｘ12の伝搬遅延時間を調整するタイムアラインメント機能を発揮する。
次に、残余の各信号処理部Ａ2，Ａ3〜Ａpも、基本的に信号処理部Ａ1と同じ構成を有しており、各高域畳み込み演算部Ｂ2，Ｂ3〜Ｂpは高域畳み込み演算部Ｂ1、各低域畳み込み演算部Ｃ2，Ｃ3〜Ｃpは低域畳み込み演算部Ｃ1、各遅延部Ｄ2，Ｄ3〜Ｄpは遅延部Ｄ1、各遅延部Ｅ2，Ｅ3〜Ｅpは遅延部Ｅ1と基本的に同じ構成となっている。
そして、各高域畳み込み演算部Ｂ2，Ｂ3〜Ｂpは、各デジタルオーディオ信号Ｘ2，Ｘ3〜Ｘpと、インパルス特性制御部２１から供給される夫々Ｍ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈ2m，ｈ3m〜ｈpmとの畳み込み演算を行うことによって、各デジタルオーディオ信号Ｘ2，Ｘ3〜Ｘpの各高周波帯域ＢＨ2，ＢＨ3〜ＢＨpの信号成分について周波数分割とゲイン及び位相特性の調整を行うチャンネルデバイダ機能とグラフィックイコライザ機能を発揮し、更に、直線位相フィルタのインパルス応答を示すインパルス応答データｈ2m，ｈ3m〜ｈpmが供給された場合には高域通過直線位相フィルタ、最小遅延位相フィルタのインパルス応答を示すインパルス応答データｈ2m，ｈ3m〜ｈpmが供給された場合には高域通過最小遅延位相フィルタとしての機能を発揮する。
各低域畳み込み演算部Ｃ2，Ｃ3〜Ｃpは、各デジタルオーディオ信号Ｘ2，Ｘ3〜Ｘpと、インパルス特性制御部２１から供給される夫々Ｎ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈ2n，ｈ3n〜ｈpnとの畳み込み演算を行うことによって、各デジタルオーディオ信号Ｘ2，Ｘ3〜Ｘpの各低周波帯域ＢＬ2，ＢＬ3〜ＢＬpの信号成分について周波数分割とゲイン及び位相特性の調整を行うチャンネルデバイダ機能とグラフィックイコライザ機能を発揮し、更に、直線位相フィルタのインパルス応答を示すインパルス応答データｈ2n，ｈ3n〜ｈpnが供給された場合には高域通過直線位相フィルタ、最小遅延位相フィルタのインパルス応答を示すインパルス応答データｈ2n，ｈ3n〜ｈpnが供給された場合には高域通過最小遅延位相フィルタとしての機能を発揮する。
各遅延部Ｄ2，Ｄ3〜Ｄpは、遅延時間制御部２２から供給される遅延時間データｄ2，ｄ3〜ｄpによって指定される遅延時間τ21，τ31〜τp1を夫々設定し、各高域畳み込み演算部Ｂ2，Ｂ3〜Ｂpから出力される出力信号Ｘ21，Ｘ31〜Ｘp1を遅延して、遅延したデジタルオーディオ信号Ｘ2(H)，Ｘ3(H)〜Ｘp(H)を出力する。
つまり、各遅延部Ｄ2，Ｄ3〜Ｄpも、遅延部Ｄ1と同様に、遅延時間データｄ2，ｄ3〜ｄpに従って、サンプリング周期Ｔsに比例した遅延時間τ21，τ31〜τp1（τ21＝０，τ31＝０，τp1＝０の場合を含む）を設定することにより、タイムアラインメント機能を発揮する。
各遅延部Ｅ2，Ｅ3〜Ｅpは、遅延時間制御部２２から供給される遅延時間データｄ22，ｄ32〜ｄp2によって指定される遅延時間τ22，τ32〜τp2を夫々設定し、各低域畳み込み演算部Ｃ2，Ｃ3〜Ｃpから出力される出力信号Ｘ22，Ｘ32〜Ｘp2を遅延して、遅延したデジタルオーディオ信号Ｘ2(L)，Ｘ3(L)〜Ｘp(L)を出力する。
つまり、各遅延部Ｅ2，Ｅ3〜Ｅpも、遅延部Ｅ1と同様に、遅延時間データｄ22，ｄ32〜ｄp2に従って、サンプリング周期Ｔsに比例した遅延時間τ22，τ32〜τp2（τ22＝０，τ32＝０，τp2＝０の場合を含む）を設定することにより、タイムアラインメント機能を発揮する。
また、各デジタルオーディオ信号Ｘ2，Ｘ3〜Ｘpは、ナイキストのサンプリング定理に従ったサンプル値系列（データ列）であることから、インパルス特性制御部２１は、該サンプリング定理に従ったｈ2m（m=1,2,3,…M+1），ｈ3m（m=1,2,3,…M+1）〜ｈpm（m=1,2,3,…M+1）で表記可能な夫々Ｍ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈ2m，ｈ3m〜ｈpmを、各高域畳み込み演算部Ｂ2，Ｂ3〜Ｂpに供給する。
また、インパルス特性制御部２１は、上述のサンプリング定理に従ったｈ2n（n=1,2,3,…N+1），ｈ3n（n=1,2,3,…N+1）〜ｈpn（n=1,2,3,…N+1）で表記可能な夫々Ｎ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈ2n，ｈ3n〜ｈpnを、各低域畳み込み演算部Ｃ2，Ｃ3〜Ｃpに供給する。
そして、上述の低周波帯域ＢＬ2，ＢＬ3〜ＢＬpの信号成分について信号処理を行うための各インパルス応答データｈ2n，ｈ3n〜ｈpnに比して、高周波帯域ＢＨ2，ＢＨ3〜ＢＨpの信号成分について信号処理を行うための各インパルス応答データｈ2m，ｈ3m〜ｈpmの方が少ないサンプル数、すなわちＮ＋１＞Ｍ＋１の関係に決められており、これによって、各高域畳み込み演算部Ｂ2，Ｂ3〜Ｂpが少ないサンプル数（Ｍ＋１）でも高周波帯域ＢＨ2，ＢＨ3〜ＢＨpの信号成分について信号処理を行うことを可能にすると共に、高周波帯域ＢＨ2，ＢＨ3〜ＢＨpと低周波帯域ＢＬ2，ＢＬ3〜ＢＬpでの畳み込み演算を行うのに必要な総データ量の低減、及び信号処理部Ａ2，Ａ3〜Ａpの構成の小型化を可能にしている。
インパルス特性制御部２１と遅延時間制御部２２は、本音響特性調整装置１０の動作を集中管理する制御部２０内に備えられているマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）やデジタル回路によって形成されている。
また、制御部２０には、受聴者（或いは視聴者）が本音響特性調整装置１０に対して所望の操作入力を行うための操作部３０が接続されており、該操作部３０には、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpの各フィルタ特性と、低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpの各フィルタ特性と、遅延部Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅpの各遅延時間とを夫々独立に調整するための入力手段としての操作スイッチや操作キー等の操作手段の他、制御部２０からの制御に従って操作手順等の操作情報を表示すると共に、受聴者等が操作手段を介して入力した情報を告知表示する等、受聴者等にとってインタラクティブな操作を行うことを可能にする液晶パネル等の表示手段が設けられている。
そして、次の動作説明において明らかなように、受聴者等がこれら表示手段を見ながら操作手段を操作すると、制御部２０とインパルス特性制御部２１及び遅延時間制御部２２に、上述のチャンネルデバイダ機能とグラフィックイコライザ機能とタイムアラインメント機能を有する各信号処理部Ａ1〜Ａpの夫々の周波数分割特性とゲイン及び位相特性と遅延時間を調整させ、受聴位置等における音の音響特性を所望の特性に調整することが可能である。
次に、かかる構成を有する音響特性調整装置１０の動作を説明する。
受聴者等が、操作部３０に設けられている所定の操作手段を操作して、所望のチャンネルを指定すると、制御部２０がその指定されたチャンネルの信号処理部に対して制御する。
信号処理部Ａ1が指定された場合を代表として説明すると、制御部２０は、上述の表示手段に操作手順と第１チャンネルの信号処理部Ａ1が指定されたことを示す表示を行わせ、受聴者等が調整しようとしている音響特性（以下「目標特性」という）を入力するように促す。
具体的には、制御部２０は、高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1の特性と、第１チャンネルの各スピーカから受聴位置等までの距離を入力するように促す。
この表示に対して受聴者等が、高域畳み込み演算部Ｂ1で実現させるべきフィルタの種類として直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタの何れか一方を指定し、また、低域畳み込み演算部Ｃ1で実現させるべきフィルタの種類として直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタの何れか一方を指定すると、制御部２０がこれら指定されたフィルタの種類を示すデータをインパルス特性制御部２１へ供給する。
つまり、受聴者等は、高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1を夫々独立に直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタの何れか一方に個別指定することが可能となっている。また、受聴者等は、最小遅延位相フィルタと直線位相フィルタの切り替え指定をすることも可能となっている。
また、受聴者等が高域畳み込み演算部Ｂ1に周波数分割を行わせるべき所望の高周波帯域（通過帯域）ＢＨ1と、その減衰域におけるしゃ断特性（高域及び低域カットオフ周波数と、各カットオフ周波数毎の減衰量であるカットオフスロープ）を入力すると、制御部２０がその入力された高周波帯域ＢＨ1及びしゃ断特性を示すデータをインパルス特性制御部２１へ供給する。
また、受聴者等が上述の高周波帯域（通過帯域）ＢＨ1内において１／３octずつの狭帯域毎に所望のゲイン（ブースト量又はカット量）を入力すると、制御部２０がその入力された１／３octずつのゲインを示すデータをインパルス特性制御部２１へ供給する。
また、受聴者等が低域畳み込み演算部Ｃ1に周波数分割を行わせるべき所望の低周波帯域（通過帯域）ＢＬ1と、その減衰域におけるしゃ断特性（高域及び低域カットオフ周波数と、各カットオフ周波数毎の減衰量であるカットオフスロープ）を入力すると、制御部２０がその入力された低周波帯域ＢＬ1及びしゃ断特性を示すデータをインパルス特性制御部２１へ供給する。また、受聴者等が上述の低周波帯域（通過帯域）ＢＬ1内において１／３octずつの狭帯域毎に所望のゲイン（ブースト量又はカット量）を入力すると、制御部２０がその入力された１／３octずつのゲインを示すデータをインパルス特性制御部２１へ供給する。
なお、本実施形態の操作部３０を操作すると、高周波帯域ＢＨ1と低周波帯域ＢＬ1に関する夫々のしゃ断特性を、スルー（０dB）から最大−７２dB/octまでの範囲内において、−６dB/oct単位で夫々個別に可変指定できるようになっている。
こうして受聴者等が高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1の各目標特性を指定すると、インパルス特性制御部２１は、制御部２０から供給された高域畳み込み演算部Ｂ1に関する上述のフィルタの種類と、高周波帯域ＢＨ1と、１／３octずつの狭帯域のブースト量又はカット量と、それらのしゃ断特性とのデータに基づいて、指定された目標特性を満足する高域通過フィルタのインパルス応答を表すインパルス応答データｈ1m、すなわちＭ＋１サンプルの係数列ｈ1m（m=1,2,3,…M+1）から成るインパルス応答データｈ1mを生成して高域畳み込み演算部Ｂ1へ供給する。
つまり、インパルス特性制御部２１は、高域畳み込み演算部Ｂ1に関するフィルタの種類として直線位相フィルタが指定された場合には、その直線位相フィルタのゲイン及び位相特性を有し且つ目標特性を満足するインパルス応答データｈ1mを生成して高域畳み込み演算部Ｂ1へ供給する。最小遅延位相フィルタが指定された場合には、インパルス特性制御部２１は、その最小遅延位相フィルタの周波数特性と位相特性を有し且つ目標特性を満足するインパルス応答データｈ1mを生成して、高域畳み込み演算部Ｂ1へ供給する。
更に、インパルス特性制御部２１は、制御部２０から供給された低域畳み込み演算部Ｃ1に関する上述のフィルタの種類と、低周波帯域ＢＬ1と、１／３octずつの狭帯域のブースト量又はカット量と、それらのしゃ断特性とのデータに基づいて、指定された目標特性を満足する低域通過フィルタのインパルス応答を表すインパルス応答データｈ1n、すなわちＮ＋１サンプルの係数列ｈ1n（n=1,2,3,…N+1）から成るインパルス応答データｈ1nを生成して低域畳み込み演算部Ｃ1へ供給する。
つまり、インパルス特性制御部２１は、低域畳み込み演算部Ｃ1に関するフィルタの種類として直線位相フィルタが指定された場合には、その直線位相フィルタの周波数特性と位相特性を有し且つ目標特性を満足するインパルス応答データｈ1nを生成して低域畳み込み演算部Ｃ1へ供給し、最小遅延位相フィルタが指定された場合には、その最小遅延位相フィルタのゲイン及び位相特性を有し且つ目標特性を満足するインパルス応答データｈ1nを生成して、低域畳み込み演算部Ｂ1へ供給する。
そして、高域畳み込み演算部Ｂ1がインパルス応答データｈ1mに基づいてデジタルオーディオ信号Ｘ1との畳み込み演算を行うことにより、チャンネルデバイダ機能とグラフィックイコライザ機能を発揮し、低域畳み込み演算部Ｃ1がインパルス応答データｈ1nに基づいてデジタルオーディオ信号Ｘ1との畳み込み演算を行うことにより、チャンネルデバイダ機能とグラフィックイコライザ機能を発揮する。
また、上述の表示手段に表示された操作手順に応じて、受聴者等が遅延部Ｄ1側の経路に接続されるスピーカから受聴位置等までの距離Ｌ11と、遅延部Ｅ1側の経路に接続されるスピーカから受聴位置等までの距離Ｌ12を入力すると、制御部２０が入力された各距離Ｌ11，Ｌ12を示すデータを遅延時間制御部２２へ供給する。
そして、遅延時間制御部２２は、各距離Ｌ11とＬ12とを音速で除算することにより、遅延部Ｄ1側の経路に接続されるスピーカから放射される音が受聴位置等に到達するのに要するアラインメント時間Ｔ11と、遅延部Ｅ1側の経路に接続されるスピーカから放射される音が受聴位置等に到達するのに要するアラインメント時間Ｔ12とを演算する。
そして更に、次の〈１〉〜〈４〉に列記するように、遅延時間制御部２２は、指定された高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1に関するフィルタの種類に応じて、遅延部Ｄ1，Ｅ1の遅延時間τ11，τ12を設定するための遅延時間データｄ1，ｅ1を生成して各遅延部Ｄ1，Ｅ1へ供給する。
〈１〉高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1が共に直線位相フィルタの場合
かかる場合には、遅延時間制御部２２は、上述の多いサンプル数（Ｎ＋１）から少ないサンプル数（Ｍ＋１）を引き算した値（Ｎ−Ｍ）の２分の１の値〔（Ｎ−Ｍ）／２〕にサンプリング周期Ｔsを掛け算することによって補正時間ΔＴ11を演算し、更にその補正時間ΔＴ11と上述の距離Ｌ11から求めたアラインメント時間Ｔ11とを加算した時間（Ｔ11＋ΔＴ11）を遅延時間τ11として演算する。そして、その遅延時間τ11を示す遅延時間データｄ1を遅延部Ｄ1に供給することで、遅延部Ｄ1の遅延時間τ11を上述の時間（Ｔ11＋ΔＴ11）に設定させる。
一方、遅延部Ｅ1の遅延時間τ12については、遅延時間制御部２２は上述の距離Ｌ12から求めたアラインメント時間Ｔ12を遅延時間τ12とし、遅延時間データｅ1を遅延部Ｅ1に供給することによって、遅延部Ｅ1の遅延時間τ12をアラインメント時間Ｔ12に設定させる。
このように、遅延時間制御部２２は、上述の指定された各スピーカから受聴位置等までの各距離Ｌ11，Ｌ12に応じて、遅延部Ｄ1，Ｅ1の遅延時間τ11，τ12を調整することによってタイムアラインメント機能を発揮させる。
更に、高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1が共に直線位相フィルタとして機能することとなった場合には、図２（ａ）を参照して説明したように、遅延時間一定という直線位相フィルタの性質に従って、高域畳み込み演算部Ｂ1の出力信号Ｘ11に対し低域畳み込み演算部Ｃ1の出力信号Ｘ12の方が値〔（Ｎ−Ｍ）／２〕の分だけ遅相の状態となる。つまり、高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1が共に直線位相フィルタとして機能することとなった場合には、高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1は、図３（ａ）に例示するようなサンプル値系列ｘ0，Ｘ1…から成るデジタルオーディオ信号Ｘ1に対して、夫々図３（ｂ）に例示するような直線位相フィルタの特性を有するインパルス応答データｈ1mとｈ1nとを畳み込み演算し、図３（ｄ）に例示するような遅相（位相遅れ）を生じた出力信号Ｘ11とＸ12を出力する。これら出力信号Ｘ11とＸ12との遅相分の時間差を遅延時間制御部２２が補正時間ΔＴ11として演算し、距離Ｌ11から求めたアラインメント時間Ｔ11に補正時間ΔＴ11を加算した時間（Ｔ11＋ΔＴ11）を遅延部Ｄ1の遅延時間τ11とするので、遅延部Ｄ1，Ｅ1を通過する際に出力信号Ｘ11，Ｘ12の位相のずれが相殺され、各スピーカから放射された音の受聴位置等における総合遅延時間と総合位相とを揃え、高品位の音を再生することを可能にしている。
〈２〉高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1が共に最小遅延位相フィルタの場合
かかる場合には、遅延時間制御部２２は、上述の距離Ｌ11から求めたアラインメント時間Ｔ11を示す遅延時間データｄ1を遅延部Ｄ1に供給することによって、その遅延時間τ11をアラインメント時間Ｔ11、上述の距離Ｌ12から求めたアラインメント時間Ｔ12を示す遅延時間データｅ1を遅延部Ｅ1に供給することによって、その遅延時間τ12をアラインメント時間Ｔ12に設定させる。
高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1が共に最小遅延位相フィルタの場合には、デジタルオーディオ信号Ｘ1とインパルス応答データｈ1mとｈ1nとの各畳み込み演算を行うと、時間遅延を生じることなく出力信号Ｘ11，Ｘ12が生じる。つまり、高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1が共に最小遅延位相フィルタとして機能することとなった場合には、高域畳み込み演算部Ｂ1と低域畳み込み演算部Ｃ1は、図３（ａ）に例示するようなサンプル値系列ｘ0，Ｘ1…から成るデジタルオーディオ信号Ｘ1に対して、夫々図３（ｃ）に例示するような最小遅延位相フィルタの特性を有するインパルス応答データｈ1mとｈ1nとを畳み込み演算し、図３（ｅ）に例示するような遅相（位相遅れ）の無い出力信号Ｘ11とＸ12を出力する。そこで、遅延時間制御部２２が、上述の指示された各スピーカから受聴位置等までの各距離Ｌ11，Ｌ12に応じて遅延部Ｄ1，Ｅ1の遅延時間τ11，τ12を調整することによって、各スピーカから放射された音の受聴位置等における総合遅延時間と総合位相とを揃えるタイムアラインメント機能を発揮させると共に、高品位の音を再生することを可能にしている。
〈３〉高域畳み込み演算部Ｂ1が直線位相フィルタ、低域畳み込み演算部Ｃ1が最小遅延位相フィルタの場合
かかる場合には、遅延時間制御部２２は、上述の指定された距離Ｌ11から求めたアラインメント時間Ｔ11を遅延時間τ11とし、遅延時間データｄ1を遅延部Ｄ1に供給することによって、遅延部Ｄ1の遅延時間τ11をアラインメント時間Ｔ11に設定させる。
一方、遅延部Ｅ1の遅延時間τ12については、遅延時間制御部２２は上述のサンプル数（Ｍ＋１）の２分の１の値〔（Ｍ＋１）／２〕にサンプリング周期Ｔsを掛け算することによって補正時間ΔＴ12を演算し、更にその補正時間ΔＴ12と上述の距離Ｌ12から求めたアラインメント時間Ｔ12とを加算した時間（Ｔ12＋ΔＴ12）を遅延時間τ12として演算する。そして、その遅延時間τ12を示す遅延時間データｅ1を遅延部Ｅ1に供給することで、遅延部Ｅ1の遅延時間τ12を上述の時間（Ｔ12＋ΔＴ12）に設定させる。
このように、遅延時間制御部２２は、上述の指定された各スピーカから受聴位置等までの各距離Ｌ11，Ｌ12に応じて、遅延部Ｄ1，Ｅ1の遅延時間τ11，τ12を調整することによってタイムアラインメント機能を発揮させる。
更に、高域畳み込み演算部Ｂ1が直線位相フィルタ、低域畳み込み演算部Ｃ1が最小遅延位相フィルタの場合には、デジタルオーディオ信号Ｘ1とインパルス応答データｈ1mとｈ1nとの各畳み込み演算を行うと、図３（ｂ）（ｃ）に例示した直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタの性質に従って、図３（ｄ）（ｅ）に例示するような出力信号Ｘ11とＸ12が発生すると共に、低域畳み込み演算部Ｃ1の出力信号Ｘ12よりも高域畳み込み演算部Ｂ1の出力信号Ｘ11の方が値〔（Ｍ＋１）／２〕の分だけ遅相（位相遅れ）の状態となる。この遅相分の時間を遅延時間制御部２２が補正時間ΔＴ12として演算し、距離Ｌ12から求めたアラインメント時間Ｔ12に補正時間ΔＴ12を加算した時間（Ｔ12＋ΔＴ12）を遅延部Ｅ1の遅延時間τ12とするので、遅延部Ｄ1，Ｅ1を通過する際に出力信号Ｘ11，Ｘ12の位相のずれが相殺され、各スピーカから放射された音の受聴位置等における総合遅延時間と総合位相とを揃え、高品位の音を再生することを可能にする。
〈４〉高域畳み込み演算部Ｂ1が最小遅延位相フィルタ、低域畳み込み演算部Ｃ1が直線位相フィルタの場合
かかる場合には、遅延時間制御部２２は、上述のサンプル数（Ｎ＋１）の２分の１の値〔（Ｎ＋１）／２〕にサンプリング周期Ｔsを掛け算することによって補正時間ΔＴ11を演算し、更にその補正時間ΔＴ11と上述の距離Ｌ11から求めたアラインメント時間Ｔ11とを加算した時間（Ｔ11＋ΔＴ11）を遅延時間τ11として演算する。そして、その遅延時間τ11を示す遅延時間データｄ1を遅延部Ｄ1に供給することで、遅延部Ｄ1の遅延時間τ11を上述の時間（Ｔ11＋ΔＴ11）に設定させる。
一方、遅延部Ｅ1の遅延時間τ12については、遅延時間制御部２２は上述の距離Ｌ12から求めたアラインメント時間Ｔ12を遅延時間τ12とし、遅延時間データｅ1を遅延部Ｅ1に供給することによって、遅延部Ｅ1の遅延時間τ12をアラインメント時間Ｔ12に設定させる。
このように、遅延時間制御部２２は、上述の指定された各スピーカから受聴位置等までの各距離Ｌ11，Ｌ12に応じて、遅延部Ｄ1，Ｅ1の遅延時間τ11，τ12を調整することによってタイムアラインメント機能を発揮させる。
更に、高域畳み込み演算部Ｂ1が最小遅延位相フィルタ、低域畳み込み演算部Ｃ1が直線位相フィルタの場合には、デジタルオーディオ信号Ｘ1とインパルス応答データｈ1mとｈ1nとの各畳み込み演算を行うと、図３（ｂ）（ｃ）に例示した直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタの性質に従って、図３（ｄ）（ｅ）に例示するような出力信号Ｘ11とＸ12が発生すると共に、高域畳み込み演算部Ｂ1の出力信号Ｘ11よりも低域畳み込み演算部Ｃ1の出力信号Ｘ12の方が値〔（Ｎ＋１）／２〕の分だけ遅相の状態となる。この遅相分の時間を遅延時間制御部２２が補正時間ΔＴ11として演算し、距離Ｌ11から求めたアラインメント時間Ｔ11に補正時間ΔＴ11を加算した時間（Ｔ11＋ΔＴ11）を遅延部Ｄ1の遅延時間τ11としているので、遅延部Ｄ1，Ｅ1を通過する際に出力信号Ｘ11，Ｘ12の位相のずれが相殺され、各スピーカから放射された音の受聴位置等における総合遅延時間と総合位相とを揃え、高品位の音を再生することを可能にする。
そして、残余の信号処理部Ａ2，Ａ3〜Ａpが指定された場合にも、信号処理部Ａ1が指定された場合と同様に、インパルス特性制御部２１及び遅延時間制御部２２等が各高域畳み込み演算部Ｂ2，Ｂ3〜Ｂp及び低域畳み込み演算部Ｃ2，Ｃ3〜Ｃpと、遅延部Ｄ2，Ｄ3〜Ｂp及びＥ2，Ｅ3〜Ｅpの各特性を受聴者等の所望する目標特性に設定する。
このように本実施形態の音響特性調整装置１０によれば、受聴者等（すなわち受聴者或いは視聴者）が操作部３０を操作することによって、信号処理部Ａ1〜Ａp中の高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpを直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタの何れかに個別に且つ自在に設定することができ、また、直線位相フィルタ又は最小遅延位相フィルタに設定されるのに応じて、各スピーカから放射される音の受聴位置等（すなわち受聴位置或いは視聴位置）における総合遅延時間と総合位相とを揃えるように遅延部Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅpの各遅延時間を自動的に設定するので、受聴者等に使用目的等に応じた様々のチャンネルデバイダ機能とグラフィックイコライザ機能とタイムアラインメント機能を提供することができる。
また、映像と音とを再生するＡＶ機器等に本音響特性調整装置１０を適用した場合、受聴者等は信号処理部Ａ1〜Ａp中の高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpを共に最小遅延位相フィルタに設定することによって、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpにおける畳み込み演算の際の時間遅延を無くすことができるため、ディスプレイ等に表示される映像に対して整合性を有した音を受聴位置（或いは視聴位置）において生じさせる、すなわち映像と整合性を有した音響特性を有した音を受聴位置（或いは視聴位置）において生じさせることができる。
また、インパルス応答データｈ1n〜ｈpnの各サンプル数（Ｎ＋１）より、インパルス応答データｈ1m〜ｈpmの各サンプル数（Ｍ＋１）を少なくし、これらの各インパルス応答データｈ1m〜ｈpm，ｈ1n〜ｈpnに基づいて各高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと各低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpにおいて畳み込み演算を行うようにしたので、各畳み込み演算を行うのに要するインパルス応答データｈ1m〜ｈpm，ｈ1n〜ｈpnの総データ量を低減すると共に、信号処理部Ａ1〜Ａpの小型化等を実現することができる。
なお、以上の説明では、各チャンネルの目標特性とフィルタの種類を個別に操作入力する構成とした場合について説明したが、これに限らず、他の操作入力を行う構成としてもよい。
例えば、各チャンネルの目標特性とフィルタの種類とを所定の関係で関連付けたいわゆる検索データ群を有するデータベースを構成しておき、受聴者等が目標特性又はフィルタの種類、若しくは目標特性とフィルタの種類とを適宜に操作入力をすると、その操作入力された目標特性やフィルタの種類に関連付けられている各チャンネルの目標特性とフィルタの種類とを自動的に検索して、各チャンネルの目標特性とフィルタの種類とを自動的に設定する構成としてもよい。より具体的に述べれば、例えばチャンネルが複数存在するシステム構成の場合、受聴者等が特にチャンネル指定をせず、それらのチャンネルに対する或る目標特性又はフィルタの種類、若しくは目標特性とフィルタの種類を操作入力するだけで、その入力された目標特性やフィルタの種類に関連付けられている複数の各チャンネルの目標特性とフィルタの種類を自動的に検索して自動的に設定する構成としてもよい。かかる構成にすると、受聴者等にとって簡単な操作を行うだけで、複数の各チャンネルに対し設定するための目標特性とフィルタの種類を、統一的に操作入力することができ、利便性の向上等を図ることが可能となる。
また、上述の検索データ群を所定のシーケンスで関連付けて上記データベースに格納しておき、受聴者等からの簡単な操作入力に応じて、上記データベースをインクリメンタル検索（incremental search）することにより、各チャンネルの目標特性とフィルタの種類を設定するように構成してもよい。つまり、受聴者等が所定の操作キーを継続してオン操作すると、所定の単位時間毎に、上述のシーケンスで関連付けられている各チャンネルの目標特性とフィルタの種類を順次に検索してその検索結果を受聴者等に提示していき、受聴者等から確定の操作指示がなされると、その指示されたときに提示していた各チャンネルの目標特性とフィルタの種類を自動的に設定する構成、いわゆるインクリメンタル検索を行う構成としてもよい。かかる構成にすると、受聴者等に対して優れた利便性、操作性を提供することができる。
また、各チャンネルの目標特性とフィルタの種類との設定を同時に行うようにしてもよいが、目標特性とフィルタの種類を各々別個に設定するようにしてもよい。つまり、各チャンネルの目標特性とフィルタの種類とが既に設定されている場合、受聴者がフィルタの種類だけを操作入力すると、その入力されたフィルタの種類のみを変更（更新）し、既に設定されている目標特性はそのまま維持し、また、受聴者が目標特性だけを操作入力すると、その入力された目標特性のみを変更（更新）し、既に設定されているフィルタの種類はそのまま維持する構成としてもよい。かかる構成にすると、受聴者にとって細かな設定が可能となり、利便性の向上等を実現することができる。
次に、本実施形態に関するより具体的な実施例を図４〜図７を参照して説明する。
図４は本実施例の音響特性調整装置の構成を表したブロック図、図５は本音響特性調整装置に備えられている高域畳み込み演算部と低域畳み込み演算の構成を表した図、図６は本音響特性調整装置に備えられている操作部の構成を表した図、図７は動作を説明するためのフローチャートである。また、図４〜図６において、図１と同一又は相当する部分を同一符号で示している。
図４において、本実施例の音響特性調整装置１０は、図１に示したのと同様にｐチャンネル分の信号処理部Ａ1〜Ａpが設けられ、各信号処理部Ａ1〜Ａpは、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと低域畳み込み演算部Ｅ1〜Ｅpと、遅延部Ｄ1〜Ｄp及びＥ1〜Ｅpを備えて構成されている。
ここで、高域畳み込み演算部Ｂ1は、図５（ａ）に示すように、Ｍ＋１個の遅延素子ＤＨが従属接続された構成を有する遅延回路ＤＨＢと、各遅延素子ＤＨの出力端に接続されたＭ＋１個の乗算器ＫＢ1，ＫＢ2〜ＫＢM+1と、乗算器ＫＢ1，ＫＢ2〜ＫＢM+1のＭ＋１個の出力を加算することによって出力信号Ｘ11を生成する加算器ＡＤＤＢを備えて構成されている。
そして、遅延回路ＤＨＢ中の従属接続された各遅延素子ＤＨが、サンプリング周期Ｔsに同期してサンプル値系列のデジタルオーディオ信号Ｘ1を順次に入力し、ファーストインファーストアウト（ＦＩＦＯ）処理を行うことによってＭ＋１サンプルのデジタルオーディオ信号Ｘ1を保持しつつ更新する。
また、Ｍ＋１個の乗算器ＫＢ1，ＫＢ2〜ＫＢM+1は、後述のインパルス応答データ出力部２１ａから供給されるインパルス応答データｈ1mによって夫々の係数値が設定される。
つまり、係数列ｈ1m（m=1,2,3,…M+1）で表記可能な各係数値ｈ11，ｈ12…ｈ1M+1が各乗算器ＫＢ1，ＫＢ2〜ＫＢM+1に対応付けて設定されることにより、乗算器ＫＢ1に設定された係数値ｈ11と遅延回路ＤＨＢ中の先頭の遅延素子ＤＨの出力とが乗算され、更に乗算器ＫＢ2に設定された係数値ｈ12と遅延回路ＤＨＢ中の第２番目の遅延素子ＤＨの出力とが乗算され、以下同様に、乗算器ＫＢM+1に設定された係数値ｈ1M+1と遅延回路ＤＨＢ中の最後の遅延素子ＤＨの出力とが乗算される。
そして、加算器ＡＤＤＢが、サンプリング周期Ｔs毎に乗算器ＫＢ1，ＫＢ2〜ＫＢM+1のＭ＋１個の出力を加算することにより、畳み込み演算の結果を示す出力信号Ｘ11を出力する。
このように、高域畳み込み演算部Ｂ1は、Ｍ＋１個の遅延素子ＤＨ及び乗算器ＫＢ1，ＫＢ2〜ＫＢM+1と加算器ＡＤＤＢとによって、Ｍ＋１個のタップ数を有するＦＩＲデジタルフィルタとなっており、入力されるデジタルオーディオ信号Ｘ1にゲイン及び位相特性の調整を施すことによって出力信号Ｘ11を出力する。
また、図４中には簡略化して示されているが、残余の各高域畳み込み演算部Ｂ2〜Ｂpも、図５（ａ）に示した高域畳み込み演算部Ｂ1と基本的に同じ構成を有したＭ＋１個のタップ数を有するＦＩＲデジタルフィルタとなっており、後述のインパルス応答データ出力部２１ａから供給される各インパルス応答データｈ2m〜ｈpmとデジタルオーディオ信号Ｘ2〜Ｘpとの畳み込み演算を行うことによって出力信号Ｘ21〜Ｘp1を出力する。
低域畳み込み演算部Ｃ1は、図５（ｂ）に示すように、Ｎ＋１個の遅延素子ＤＬが従属接続された構成を有する遅延回路ＤＬＣと、各遅延素子ＤＬの出力端に接続されたＮ＋１個の乗算器ＫＣ1，ＫＣ2〜ＫＣN+1と、乗算器ＫＣ1，ＫＣ2〜ＫＣN+1の出力を加算することによって出力信号Ｘ12を生成する加算器ＡＤＤＣを備えて構成されている。
すなわち、低域畳み込み演算部Ｃ1は、上述の高域畳み込み演算部Ａ1と同様に、サンプリング周期Ｔs毎に、遅延回路ＤＬＣ中の各遅延素子ＤＬがデジタルオーディオ信号Ｘ1をＦＩＦＯ処理を行うと共に、Ｎ＋１個の乗算器ＫＣ1，ＫＣ2〜ＫＣN+1が後述のインパルス応答データ出力部２１ａから供給される係数列ｈ1n（n=1,2,3,…N+1）で表記可能な各係数値ｈ11，ｈ12…ｈ1N+1と各遅延素子ＤＬの出力とを乗算し、そして加算器ＡＤＤＣが乗算器ＫＣ1，ＫＣ2〜ＫＣN+1のＮ＋１個の出力を加算することにより、畳み込み演算の結果を示す出力信号Ｘ12を出力する。つまり、低域畳み込み演算部Ｃ1は、Ｎ＋１個のタップ数を有するＦＩＲデジタルフィルタとなっている。
また、図４中には簡略化して示されているが、残余の各低域畳み込み演算部Ｃ2〜Ｃpも、図５（ｂ）に示した低域畳み込み演算部Ｃ1と基本的に同じ構成を有したＮ＋１個のタップ数を有するＦＩＲデジタルフィルタとなっており、後述のインパルス応答データ出力部２１ａから供給される各インパルス応答データｈ2n〜ｈpnとデジタルオーディオ信号Ｘ2〜Ｘpとの畳み込み演算を行うことにより、出力信号Ｘ22〜Ｘp2を出力する。
ここで、図５（ｂ）に示した各低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃp内の遅延素子ＤＬ及び乗算器ＫＣ1〜ＫＣN+1の個数すなわちタップ数（Ｎ＋１）よりも、図５（ａ）に示した各高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂp内の遅延素子ＤＨ及び乗算器ＫＢ1〜ＫＢM+1の個数すなわちタップ数（Ｍ＋１）の方が少なく、それに応じて、インパルス応答データｈ1n〜ｈpnの各係数値の個数（Ｎ＋１）よりも、インパルス応答データｈ1m〜ｈpmの各係数値の個数（Ｍ＋１）の方が少なくなっており、これによって、上述の実施形態で述べたように、デジタル演算処理に要する総データ量の低減と、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpの小型化が実現されている。なお、１の畳み込み演算部を用いた処理を行う場合には、周波数帯域が高い周波数となるに従ってタップ数を少なくするように、利用される遅延素子ＤＬ及び乗算器Ｋの個数を少なく設定することとなる。
遅延部Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅpは、何れも後述の遅延時間制御部２２から供給される遅延時間データｄ1〜ｄp，ｅ1〜ｅpに従って各遅延時間τ11〜τp1，τ12〜τp2を可変調節する可変シフトレジスタ等で形成されている。
本音響特性調整装置１０の全体動作を制御する制御部２０は、ＤＳＰやＭＰＵやデジタル回路で形成されており、インパルス応答データ出力部２１ａと、窓関数演算部２１ｂと、フーリエ逆変換演算部２１ｃと、遅延時間制御部２２と、目標特性決定部２３を備えて構成されている。
更に制御部２０には、液晶パネル等で形成された表示部３１とスイッチ類が設けられている操作パネル部３２を備えた操作部３０と、半導体メモリで形成された記憶部４０とが接続されている。例えば、本音響特性調整装置１０が車載用のＡＶ機器に適用される場合、運転手や同乗者に対向するようにしてそのＡＶ機器に取り付けられるフロントパネル面に操作部３０が設けられる。
記憶部４０は、再記憶が可能な不揮発性半導体メモリと読み出し専用半導体メモリで形成されており、当該読み出し専用半導体メモリには標準データ記憶領域ＭＥＭＡ、当該不揮発性半導体メモリには履歴記憶領域ＭＥＭＢと動作データ記憶領域ＭＥＭＣが設けられている。
標準データ記憶領域ＭＥＭＡには、可聴周波数帯域において直線位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルの標準データＨa(f)と、可聴周波数帯域において最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルの標準データＨb(f)とが予め記憶されており、これらの標準データＨa(f)，Ｈb(f)は実験等によって適切なものに決められている。
履歴記憶領域ＭＥＭＢは、後述のメモリキーと呼ばれる操作スイッチＳ４又はＳ５が操作された場合に、現在設定されている全チャンネルの高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂp及び低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpと遅延部Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅpの特性を記憶するために設けられている。
より詳細に述べれば、履歴記憶領域ＭＥＭＢは、各高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂp及び低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpに現在設定されているフィルタの種類と、各高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpで現在実現されている後述の周波数スペクトルのデータＢＨ(f)と、各低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpで現在実現されている後述の周波数スペクトルのデータＢＬ(f)と、各遅延部Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅpに現在設定されている遅延時間τ11〜τp1，τ12〜τp2のデータｄ11〜ｄp1，ｅ12〜ｅp2等の特性データを少なくとも記憶するために設けられており、操作スイッチＳ４又はＳ５が操作されるのに従って、これらの特性データを記憶する。
動作データ記憶領域ＭＥＭＣは、後述のチャンネルディバイダ、グラフィックイコライザ、タイムアラインメントの調整に際して受聴者等から入力された最も新しい目標特性に関するデータを記憶するために設けられている。
より具体的には、チャンネルディバイダ、グラフィックイコライザ、タイムアラインメントの調整が行われるのに際して、受聴者等が操作部３０を介して入力した目標特性である各高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂp及び低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpの各フィルタの種類と、当該目標特性に従って目標特性決定部２３が生成した各高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂp毎の直線位相フィルタや最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＨ(f)と、当該目標特性に従って目標特性決定部２３が生成した各高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂp毎の直線位相フィルタや最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＬ(f)と、遅延時間制御部２２が生成した各遅延部Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅp毎の遅延時間τ11〜τp1，τ12〜τp2のデータｄ11〜ｄp1，ｅ12〜ｅp2等の特性データを少なくとも記憶し保存しておくために、動作データ記憶領域ＭＥＭＣが設けられている。
目標特性決定部２３は、受聴者等から操作部３０を介して音響特性を調整するための指示、すなわちチャンネルディバイダ、グラフィックイコライザ、タイムアラインメントの調整のための指示がなされると、その指示に応じた操作手順等を表示部３１に表示させ、更にその操作手順に応じて受聴者等から所望のチャンネルについての目標特性が入力されると、可聴周波数帯域においてその目標特性を満足する周波数スペクトルのデータＢＨ(f)，ＢＬ(f)を生成する。
より詳細に述べれば、上述の音響特性を調整するための指示がなされると目標特性決定部２３は、動作データ記憶領域ＭＥＭＣを検索して、受聴者等の指示したチャンネルに関する目標特性のデータが既に記憶されているか調べ、記憶されていなければ、標準データ記憶領域ＭＥＭＡから標準データＨa(f)，Ｈb(f)を取得する。そして、操作部３０を介して受聴者等から入力される目標特性のデータに基づいて標準データＨa(f)，Ｈb(f)を編集することによって、受聴者等の所望する目標特性に合った高周波帯域ＢＨにおける周波数スペクトルを示すデータＢＨ(f)と、低周波帯域ＢＬにおける周波数スペクトルを示すデータＢＬ(f)とを生成し、フーリエ逆変換演算部２１ｃへ供給した後、動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶させる。
また、受聴者等の指定したチャンネルに関する目標特性のデータが既に動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶されていた場合には、目標特性決定部２３は、そのチャンネルに該当する高周波帯域ＢＨの周波数スペクトルのデータＢＨ(f)と低周波帯域ＢＬの周波数スペクトルのデータＢＬ(f)を動作データ記憶領域ＭＥＭＣから取得する。そして、操作部３０を介して受聴者等から入力される目標特性のデータに基づいて、その取得したデータＢＨ(f)，ＢＬ(f)を編集することによって、受聴者等の所望する目標特性に合った高周波帯域ＢＨにおける周波数スペクトルを示す新規なデータＢＨ(f)と、低周波帯域ＢＬにおける周波数スペクトルを示す新規なデータＢＬ(f)とを生成し、それら新規なデータＢＨ(f)，ＢＬ(f)をフーリエ逆変換演算部２１ｃへ供給した後、動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶させことによって、該当する旧いデータを新規なデータＢＨ(f)，ＢＬ(f)で更新させて記憶させる。
このように、目標特性決定部２３は、動作データ記憶領域ＭＥＭＣに既に記憶されている特性データを利用して、新規の特性データを生成して動作データ記憶領域ＭＥＭＣに更新記憶させるので、受聴者等が既に調整しておいた音響特性のうち、所望の特性だけを調整することが可能となっている。また、既述したように、動作データ記憶領域ＭＥＭＣに既に記憶されている特性データを利用して、フィルタの種類のみを変更（更新）することで調整するようにしてもよい。
フーリエ逆変換演算部２１ｃは、目標特性決定部２３から供給される周波数スペクトルのデータＢＨ(f)をフーリエ逆変換することにより、受聴者等によって指定された目標特性のインパル応答を示すインパルス応答データｈBHを演算すると共に、データＢＬ(f)をフーリエ逆変換することにより、受聴者等によって指定された目標特性のインパル応答を示すインパルス応答データｈBLを演算する。
窓関数演算部２１ｂは、インパルス応答データｈBHとｈBLに所定の時間窓（いわゆる荷重関数）ωを乗算することにより、その時間窓で振幅調整を施した係数列から成る各インパルス応答データ（ｈBH）ωと（ｈBL）ωを演算する。本実施例の窓関数演算部２１ｂでは、コサインテーパ窓又はハニング窓若しくはハニング窓が用いられている。
インパルス応答データ出力部２１ａは、上述のインパルス応答データ（ｈBH）ωを高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpに供給するためのインパルス応答データｈ1m〜ｈpmに決めると共に、音響特性の調整の際に受聴者等によって指定されたチャンネルの高域畳み込み演算部にのみ供給する。例えば、第１チャンネルが指定された場合には、インパルス応答データ（ｈBH）ωをインパルス応答データｈ1mとして高域畳み込み演算部Ｂ1に供給し、その高域畳み込み演算部Ｂ1内の乗算器ＫＢ1，ＫＢ2〜ＫＢM+1の各係数を設定する。
また、インパルス応答データ出力部２１ａは、上述のインパルス応答データ（ｈBL）ωを低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpに供給するためのインパルス応答データｈ1n〜ｈpnに決めると共に、上述の音響特性の調整の際に受聴者等によって指定されたチャンネルの低域畳み込み演算部にのみ供給する。例えば、第１チャンネルが指定された場合には、インパルス応答データ（ｈBL）ωをインパルス応答データｈ1nとして低域畳み込み演算部Ｃ1に供給し、その低域畳み込み演算部Ｃ1内の乗算器ＫＣ1，ＫＣ2〜ＫＣＭ＋１の各係数を設定する。
更に、目標特性決定部２３とフーリエ逆変換演算部２１ｃ及び窓関数演算部２１ｂは、次の〔１〕〜〔４〕に列記するように、各高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpに設定すべきＭ＋１個ずつのインパルス応答データｈ1m〜ｈpmと、各低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpに設定すべきＮ＋１個ずつのインパルス応答データｈ1n〜ｈpnを生成するようになっている。
〔１〕高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpとの各チャンネルにおける組み合わせを共に直線位相フィルタとすべき指示がなされた場合
かかる指示が受聴者等からなされた場合には、目標特性決定部２３は受聴者等の指定した目標特性に従って、可聴周波数帯域を高周波帯域ＢＨと低周波帯域ＢＬに周波数分割する。
そして、上述したように記憶部４０を検索し、標準データ記憶領域ＭＥＭＡに記憶されている直線位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルの標準データＨa(f)、又は、既に動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶されており且つチャンネル指定された高周波帯域ＢＨに関する直線位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＨ(f)を取得して、その取得した一方のデータ（すなわち、直線位相フィルタの特性を有するＨa(f)又はＢＨ(f)の一方）を目標特性に従ったゲイン及び位相特性に調整することにより、高周波帯域ＢＨにおける周波数スペクトルを示す新規なデータＢＨ(f)を生成する。そして、その高周波帯域ＢＨに関する新規なデータＢＨ(f)をフーリエ逆変換演算部２１ｃに供給すると共に、動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶させる。
更に目標特性決定部２３は、上述の記憶部４０の検索結果に応じて、標準データ記憶領域ＭＥＭＡに記憶されている直線位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルの標準データＨa(f)、又は、既に動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶されており且つチャンネル指定された低周波帯域ＢＬに関する直線位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＬ(f)を取得して、その取得した一方のデータ（すなわち、直線位相フィルタの特性を有するＨa(f)又はＢＬ(f)の一方）を目標特性に従ったゲイン及び位相特性に調整することにより、低周波帯域ＢＬにおける周波数スペクトルを示す新規のデータＢＬ(f)を生成する。そして、その低周波帯域ＢＬに関する新規なデータＢＬ(f)をフーリエ逆変換演算部２１ｃに供給すると共に、動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶させる。
次に、フーリエ逆変換演算部２１ｃが、目標特性決定部２３から供給された周波数スペクトルのデータＢＨ(f)をフーリエ逆変換することによって、Ｍ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈBHを演算すると共に、周波数スペクトルのデータＢＬ(f)をフーリエ逆変換することによって、Ｎ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈBLを演算する。
次に、窓関数演算部２１ｂが、Ｍ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈBHにＭ＋１個のサンプル値系列から成る窓関数ωを乗算することによって、Ｍ＋１個の係数列から成るインパルス応答データ（ｈBH）ωを生成して出力し、更に、Ｎ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈBLにＮ＋１個のサンプル値系列から成る窓関数ωを乗算することによってＮ＋１個の係数列から成るインパルス応答データ（ｈBL）ωを生成して出力する。
次に、インパルス応答データ出力部２１ａが、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpのうち受聴者等の指定したチャンネルの高域畳み込み演算部へ、上述のインパルス応答データ（ｈBH）ωを供給すると共に、低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpのうち受聴者等の指定したチャンネルの低域畳み込み演算部へ、上述のインパルス応答データ（ｈBL）ωを供給する。
したがって、例えば調整すべきチャンネルとして第１チャンネルが指定された場合には、インパルス応答データ出力部２１ａは、Ｍ＋１個の係数列から成るインパルス応答データ（ｈBH）ωをインパルス応答データｈ1mとして高域畳み込み演算部Ｂ1内の乗算器ＫＢ1，ＫＢ2〜ＫＢM+1に供給すると共に、Ｎ＋１個の係数列から成るインパルス応答データ（ｈBL）ωをインパルス応答データｈ1nとして低域畳み込み演算部Ｃ1内の乗算器ＫＣ1，ＫＣ2〜ＫＣN+1に供給して夫々の係数を調整する。
〔２〕高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpとの各チャンネルにおける組み合わせを共に最小遅延位相フィルタとすべき指示がなされた場合
かかる指示が受聴者等からなされた場合には、目標特性決定部２３は、受聴者等の指定した目標特性に従って、可聴周波数帯域を高周波帯域ＢＨと低周波帯域ＢＬに周波数分割する。
そして、上述したのと同様に記憶部４０の検索結果に応じて、標準データ記憶領域ＭＥＭＡに記憶されている最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルの標準データＨb(f)、又は、既に動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶されており且つチャンネル指定された高周波帯域ＢＨに関する最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＨ(f)と低周波帯域ＢＬに関する最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＬ(f)を取得する。
そして更に、標準データＨb(f)又は高周波帯域ＢＨに関する最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＨ(f)のうちの取得した一方のデータ（すなわち、最小遅延位相フィルタの特性を有するＨb(f)又はＢＨ(f)の一方）を目標特性に従ったゲイン及び位相特性に調整することにより、高周波帯域ＢＨにおける周波数スペクトルを示す新規のデータＢＨ(f)を生成すると共に、標準データＨb(f)又は低周波帯域ＢＬに関する最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＬ(f)のうちの取得した一方のデータ（すなわち、最小遅延位相フィルタの特性を有するＨb(f)又はＢＬ(f)の一方）を目標特性に従ったゲイン及び位相特性に調整することにより、低周波帯域ＢＬにおける周波数スペクトルを示す新規のデータＢＬ(f)を生成する。そして、その高周波帯域ＢＨに関する新規なデータＢＨ(f)と低周波帯域ＢＬに関する新規なデータＢＬ(f)とをフーリエ逆変換演算部２１ｃに供給すると共に、動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶させる。
次に、フーリエ逆変換演算部２１ｃが、目標特性決定部２３から供給された周波数スペクトルのデータＢＨ(f)をフーリエ逆変換することによって、Ｍ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈBHを演算すると共に、周波数スペクトルのデータＢＬ(f)をフーリエ逆変換することによって、Ｎ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈBLを演算する。
次に、窓関数演算部２１ｂが、Ｍ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈBHにＭ＋１個のサンプル値系列から成る窓関数ωを乗算することによって、Ｍ＋１個の係数列から成るインパルス応答データ（ｈBH）ωを出力すると共に、Ｎ＋１個の係数列から成るインパルス応答データｈBLにＮ＋１個のサンプル値系列から成る窓関数ωを乗算することによってＮ＋１個の係数列から成るインパルス応答データ（ｈBL）ωを出力する。
次に、インパルス応答データ出力部２１ａが、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpのうち指定されたチャンネルの高域畳み込み演算部へ上述のインパルス応答データ（ｈBH）ωを供給すると共に、低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpのうち指定されたチャンネルの低域畳み込み演算部へ上述のインパルス応答データ（ｈBL）ωを供給し、夫々の演算部内に設けられている乗算器ＫＢ1，ＫＢ2〜ＫＢM+1，ＫＣ1，ＫＣ2〜ＫＣN+1の係数を調整する。
〔３〕高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpの各チャンネルの組み合わせにおいて、高域畳み込み演算部を直線位相フィルタ、低域畳み込み演算部を最小遅延位相フィルタとすべき指示がなされた場合
かかる指示が受聴者等からなされた場合には、目標特性決定部２３は、受聴者等の指定した目標特性に従って、可聴周波数帯域を高周波帯域ＢＨと低周波帯域ＢＬに周波数分割する。
そして、上述したように記憶部４０を検索し、その結果に応じて、標準データ記憶領域ＭＥＭＡに記憶されている直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルの標準データＨa(f)とＨb(f)、又は、既に動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶されており且つチャンネル指定された高周波帯域ＢＨに関する直線位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＨ(f)と低周波帯域ＢＬに関する最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＬ(f)を取得する。
そして更に、標準データＨa(f)又は高周波帯域ＢＨに関する直線位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＨ(f)のうちの取得した一方のデータ（すなわち、直線位相フィルタの特性を有するＨa(f)又はＢＨ(f)の一方）を目標特性に従ったゲイン及び位相特性に調整することにより、高周波帯域ＢＨにおける周波数スペクトルを示す新規のデータＢＨ(f)を生成すると共に、標準データＨb(f)又は低周波帯域ＢＬに関する最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＬ(f)のうちの取得した一方のデータ（すなわち、最小遅延位相フィルタの特性を有するＨb(f)又はＢＬ(f)の一方）を目標特性に従ったゲイン及び位相特性に調整することにより、低周波帯域ＢＬにおける周波数スペクトルを示す新規のデータＢＬ(f)を生成する。そして、その高周波帯域ＢＨに関する新規なデータＢＨ(f)と低周波帯域ＢＬに関する新規なデータＢＬ(f)とをフーリエ逆変換演算部２１ｃに供給すると共に、動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶させる。
次に、フーリエ逆変換演算部２１ｃと窓関数演算部２１ｂが、上述の〔１〕〔２〕の場合と同様に、目標特性決定部２３から供給された周波数スペクトルの各データＢＨ(f)，ＢＬ(f)をフーリエ逆変換して窓関数ωを乗算することにより、Ｍ＋１個の係数列から成るインパルス応答データ（ｈBH）ωと、Ｎ＋１個の係数列から成るインパルス応答データ（ｈBL）ωを演算する。
次に、インパルス応答データ出力部２１ａが、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpのうち指定されたチャンネルの高域畳み込み演算部へ、上述の直線位相フィルタの特性を有するインパルス応答データ（ｈBH）ωを供給して、その乗算器ＫＢ1，ＫＢ2〜ＫＢM+1の係数を設定すると共に、低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpのうち指定されたチャンネルの低域畳み込み演算部へ、上述の最小遅延位相フィルタの特性を有するインパルス応答データ（ｈBL）ωを供給して、その乗算器ＫＣ1，ＫＣ2〜ＫＣN+1の係数を設定する。
〔４〕高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpの各チャンネルの組み合わせにおいて、高域畳み込み演算部を最小遅延位相フィルタ、低域畳み込み演算部を直線位相フィルタとすべき指示がなされた場合
かかる指示が受聴者等からなされた場合には、目標特性決定部２３は、受聴者等の指定した目標特性に従って、可聴周波数帯域を高周波帯域ＢＨと低周波帯域ＢＬに周波数分割する。
そして、上述したように記憶部４０を検索し、その結果に応じて、標準データ記憶領域ＭＥＭＡに記憶されている直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルの標準データＨa(f)とＨb(f)、又は、既に動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶されており且つチャンネル指定された高周波帯域ＢＨに関する最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＨ(f)と低周波帯域ＢＬに関する直線位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＬ(f)を取得する。
そして更に、標準データＨb(f)又は高周波帯域ＢＨに関する最小遅延位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＨ(f)のうち取得した一方のデータ（すなわち、最小遅延位相フィルタの特性を有するＨb(f)又はＢＨ(f)の一方）を目標特性に従ったゲイン及び位相特性に調整することにより、高周波帯域ＢＨにおける周波数スペクトルを示す新規のデータＢＨ(f)を生成すると共に、標準データＨa(f)又は低周波帯域ＢＬに関する直線位相フィルタの特性を有する周波数スペクトルのデータＢＬ(f)のうち取得した一方のデータ（すなわち、直線位相フィルタの特性を有するＨa(f)又はＢＬ(f)の一方）を目標特性に従ったゲイン及び位相特性に調整することにより、低周波帯域ＢＬにおける周波数スペクトルを示す新規のデータＢＬ(f)を生成する。そして、その高周波帯域ＢＨに関する新規なデータＢＨ(f)と低周波帯域ＢＬに関する新規なデータＢＬ(f)とをフーリエ逆変換演算部２１ｃに供給すると共に、動作データ記憶領域ＭＥＭＣに記憶させる。
次に、フーリエ逆変換演算部２１ｃと窓関数演算部２１ｂが、上述の〔１〕〔２〕〔３〕の場合と同様に、目標特性決定部２３から供給された周波数スペクトルの各データＢＨ(f)，ＢＬ(f)をフーリエ逆変換して窓関数ωを乗算することにより、Ｍ＋１個の係数列から成るインパルス応答データ（ｈBH）ωと、Ｎ＋１個の係数列から成るインパルス応答データ（ｈBL）ωを演算する。
次に、インパルス応答データ出力部２１ａが、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpのうち指定されたチャンネルの高域畳み込み演算部へ、上述の最小遅延位相フィルタの特性を有するインパルス応答データ（ｈBH）ωを供給して、その乗算器ＫＢ1，ＫＢ2〜ＫＢM+1の係数を設定すると共に、低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpのうち指定されたチャンネルの低域畳み込み演算部へ、上述の直線位相フィルタの特性を有するインパルス応答データ（ｈBL）ωを供給して、その乗算器ＫＣ1，ＫＣ2〜ＫＣN+1の係数を設定する。
遅延時間制御部２２は、各チャンネルの信号処理部Ａ1〜Ａpに設けられている遅延部Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅpの各遅延時間τ11〜τ1p，τ21〜τ2pを設定するための遅延時間データｄ1〜ｄp，ｅ1〜ｅpを生成する。
つまり、図４に示されている本実施例の遅延時間制御部２２も、図１に示した実施形態の遅延時間制御部２２と同様に、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpに対して指定されたフィルタ（直線位相フィルタ又は最小遅延位相フィルタ）の種類と、指定されたチャンネルに応じて、上述の〈１〉〜〈４〉に列記した補正時間算出処理等を行うことにより、補正時間等を調整して、遅延部Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅpの各遅延時間τ11〜τ1p，τ21〜τ2pを設定するための遅延時間データｄ1〜ｄp，ｅ1〜ｅpを生成する。
次に、図６を参照して操作部３０の構成及び機能を説明する。
図６（ａ）に示すように、操作部３０には、制御部２０によって制御される表示部３１と操作パネル部３２が設けられており、操作パネル部３２には、受聴者等が所望の目標特性を制御部２０側へ入力するための複数の操作スイッチＳ１〜Ｓ12と、回動量に応じてスピーカの音量を調節するいわゆるボリュームスイッチＳ13が備えられている。
操作スイッチＳ１〜Ｓ12の各機能を説明すると、まず操作スイッチＳ１は、直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタの一方を指定するために設けられており、受聴者等が押下操作する毎に、直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタを交互に指定することが可能となっている。
操作スイッチＳ２は、チャンネルディバイダとグラフィックイコライザとタイムアラインメントの何れか１つの調整を指定するために設けられており、受聴者等が押下操作する毎に、チャンネルディバイダとグラフィックイコライザとタイムアラインメントの指定を順繰りに切替えることが可能となっている。
操作スイッチＳ３は、受聴者等が目標特性として指定した高周波帯域ＢＨと低周波帯域ＢＬにおける各カットオフスロープ、すなわち高周波帯域ＢＨの高域カットオフ周波数からのカットオフスロープと低域カットオフ周波数からのカットオフスロープと、低周波帯域ＢＬの高域カットオフ周波数からのカットオフスロープと低域カットオフ周波数からのカットオフスロープとを指定するために設けられており、受聴者が押下操作する毎に、各カットオフスロープの指定を切替えることが可能となっている。
操作スイッチＳ４は、メモリキーと呼ばれ、全チャンネルの信号処理部Ａ1〜Ａpに備えられている高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂp及び低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpと、遅延部Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅpに設定されている現在の特性を上述した履歴記憶領域ＭＥＭＢに記憶させるために設けられている。
そして、受聴者等が予め決められた時間以上連続して操作スイッチＳ４を押下操作すると、上述の現在の特性を履歴記憶領域ＭＥＭＢに更新記憶させることができ、また、短時間で押下操作（いわゆるワンタッチ操作）すると、目標特性決定部２３とフーリエ逆変換演算部２１ｃと窓関数演算部１２ｂ及びインパルス応答データ出力部２１ａに指示して、履歴記憶領域ＭＥＭＢメモリに既に記憶されている特性のデータに基づいて、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂp及び低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpと遅延部Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅpの特性を再設定させることが可能となっている。
操作スイッチＳ５も操作スイッチＳ４と同じいわゆるメモリキーであり、これら２つの操作スイッチＳ４とＳ５が設けられていることで、２つの特性を履歴記憶領域ＭＥＭＢに記憶させ且つ再設定を行うことが可能となっている。
操作スイッチＳ６は、チャンネルディバイダとグラフィックイコライザとタイムアラインメントの調整入力の開始と終了を行うためと、入力した目標特性を確定するために設けられている。そして、受聴者等が操作スイッチＳ６を所定時間以上継続して１回押下操作すると、チャンネルディバイダとグラフィックイコライザとタイムアラインメントの調整入力の開始となり、また、チャンネルディバイダ又はグラフィックイコライザ若しくはタイムアラインメントの調整入力中に、操作スイッチＳ６を所定タイミングで２回押下操作すると、それらの調整入力のモードを終了させることができる。また、受聴者等が所望の目標特性を入力した後操作スイッチＳ６を短時間で１回押下操作（いわゆるワンタッチ操作）すると、その目標特性を確定して目標特性決定部２３へ供給することが可能となっている。
操作スイチＳ７は、受聴者等が調整しようとする高周波帯域ＢＨと低周波帯域ＢＬを切替え指定するために設けられている。受聴者等が操作スイッチＳ７を押下操作する毎に、交互に高周波帯域ＢＨと低周波帯域ＢＬの切替え指定することが可能となっている。
操作スイッチＳ８は、受聴者等が調整しようとしているチャンネルを指定するために設けられている。そして、受聴者等が操作スイッチＳ８を押下操作する毎に、上述の第１〜第ｐチャンネルの指定を切り替えることが可能となっている。
操作スイッチＳ９とＳ10は、受聴者等がグラフィックイコライザの調整を行う際、可聴周波数帯域の範囲内において１／３octずつの狭帯域を切替え指定するために設けられている。そして、受聴者等が操作スイッチＳ９を押下操作する毎に、可聴周波数帯域内の低い周波数側から高い周波数側へと狭帯域を変化させさせ、操作スイッチＳ10を押下操作する毎に、可聴周波数帯域内の高い周波数側から低い周波数側へと狭帯域を変化させて切替え指定することが可能となっている。
操作スイッチＳ11はダウン（down）キー、操作スイッチＳ12はアップ（up）キーと呼ばれており、受聴者等が周波数分割（チャンネルディバイダ）とグラフィックイコライザ及びタイムアラインメントの調整を行う際に、具体的な目標特性を入力するために設けられている。詳細には後述の動作説明において述べるが、受聴者等が操作スイッチＳ11，Ｓ12を適宜操作することにより、高周波帯域ＢＨと低周波帯域ＢＬの各帯域幅を細かく指定する等の入力操作を行うことができる。
次に、本実施例の音響特性調整装置１０の動作を図６と図７のフローチャートを参照して説明する。なお、実際に受聴者等が各操作スイッチＳ１〜Ｓ12を操作した場合の動作について説明する。
受聴者等が操作スイッチＳ６を所定時間押下操作すると、制御部２０が目標特性を入力するための動作モードとなり、引き続き受聴者等が各操作スイッチＳ１〜Ｓ12を操作するのに応じて、制御部２０が以下の動作を行う。
まず、受聴者等が操作スイッチＳ２を押し続けると、制御部２０の指示に従って表示部３１が、図６（ｂ）に示すチャンネルディバイダの調整入力モード表示と、図６（ｃ）に示すグラフィックイコライザの調整入力モード表示と、図６（ｄ）に示すタイムアラインメントの調整入力モード表示とを所定時間毎に順次切り替えて表示する。
ここで、受聴者等が図６（ｂ）に示す表示が行われている間に操作スイッチＳ２を放すと、制御部２０の制御下で図７（ａ）に示すチャンネルディバイダの調整入力モードが開始され、図６（ｃ）に示す表示が行われている間に操作スイッチＳ２を放すと、制御部２０の制御下で図７（ｂ）に示すグラフィックイコライザの調整入力モードが開始され、また、図６（ｄ）に示す表示が行われている間に操作スイッチＳ２を放すと、制御部２０の制御下で図７（ｃ）に示すタイムアラインメントの調整入力モードが開始される。
〔チャンネルディバイダの調整入力モードの動作〕
チャンネルディバイダの調整入力モードが開始されると、ステップＳＴ１０において、図６（ｂ）に示したように高周波帯域ＢＨと低周波帯域ＢＬを示す曲線が表示される。
次に、ステップＳＴ１１において、受聴者等が操作スイッチＳ11又はＳ12を適宜操作し、所望のチャンネルを設定して操作スイッチＳ6をワンタッチ操作すると、目標特性決定部２３が指定されたチャンネルを示すデータを入力する。
上述のチャンネル指定を行った後、受聴者等が操作スイッチＳ７を適宜押下操作すると、高周波帯域ＢＨの曲線と低周波帯域ＢＬの曲線が交互に点滅表示される。そして、受聴者等が高周波帯域ＢＨのゲイン特性を示す標準の曲線が点滅表示されているときに操作スイッチＳ７を放すと高周波帯域ＢＨの調整開始、低周波帯域ＢＬのゲイン特性を示す標準の曲線が点滅表示されているときに操作スイッチＳ７を放すと低周波帯域ＢＬの調整開始となる。
高周波帯域ＢＨを選択した後、受聴者等が操作スイッチＳ３を操作すると、操作毎に高周波帯域ＢＨの低域カットオフ周波数と高域カットオフ周波数の指定が交互に切り替わる。そして、高域カットオフ周波数を選択して操作スイッチＳ11，Ｓ12を適宜操作することによって高域カットオフ周波数を増減調整した後、操作スイッチＳ6をワンタッチ操作すると、目標特性決定部２３がその高周波帯域ＢＨの高域カットオフ周波数のデータを入力し、また、低域カットオフ周波数を選択して操作スイッチＳ11，Ｓ12を適宜操作することによって低域カットオフ周波数を増減調整した後、操作スイッチＳ6をワンタッチ操作すると、目標特性決定部２３がその高周波帯域ＢＨの低域カットオフ周波数のデータを入力する。
また、低周波帯域ＢＬを選択した後、受聴者等が操作スイッチＳ３を操作すると、操作毎に低周波帯域ＢＬの低域カットオフ周波数と高域カットオフ周波数の指定が交互に切り替わる。そして、高域カットオフ周波数を選択して操作スイッチＳ11，Ｓ12を適宜操作することによって高域カットオフ周波数を増減調整した後、操作スイッチＳ6をワンタッチ操作すると、目標特性決定部２３がその低周波帯域ＢＬの高域カットオフ周波数のデータを入力し、また、低域カットオフ周波数を選択して操作スイッチＳ11，Ｓ12を適宜操作することによって低域カットオフ周波数を増減調整した後、操作スイッチＳ6をワンタッチ操作すると、目標特性決定部２３がその低周波帯域ＢＬの低域カットオフ周波数のデータを入力する。
このように、受聴者等が操作スイッチＳ７とＳ11，Ｓ12及びＳ６を適宜操作すると、高周波帯域ＢＨと低周波帯域ＢＬの夫々の高域カットオフ周波数と低域カットオフ周波数を指定し、更に各帯域ＢＨ，ＢＬの帯域幅を指定することができる。
次に、制御部２０がステップＳＴ１２の処理に移行する。ここで受聴者等が操作スイッチＳ７を適宜操作して高周波帯域ＢＨを選択した後、操作スイッチＳ１を操作することによって直線位相フィルタ又は最小遅延位相フィルタを選択指定して操作スイッチＳ6をワンタッチ操作すると、目標特性決定部２３が、高周波帯域ＢＨのフィルタ（直線位相フィルタ又は最小遅延位相フィルタ）の種類を示すデータを入力する。また、受聴者等が操作スイッチＳ７を適宜操作して低周波帯域ＢＬを選択した後、操作スイッチＳ１を操作することによって直線位相フィルタ又は最小遅延位相フィルタを選択指定して操作スイッチＳ6をワンタッチ操作すると、目標特性決定部２３が、低周波帯域ＢＬのフィルタ（直線位相フィルタ又は最小遅延位相フィルタ）の種類を示すデータを入力する。
次に、制御部２０がステップＳＴ１３の処理に移行する。ここで受聴者等が操作スイッチＳ３を適宜操作すると、高周波帯域ＢＨと低周波帯域ＢＬの各カットオフスロープを示す曲線ｑ1〜ｑ4が順繰りに点線表示に切り替わる。
カットオフスロープの曲線ｑ1が点線表示されているときに、受聴者等が操作スイッチＳ３を放して操作スイッチＳ11，Ｓ12を適宜に操作すると、表示される曲線ｑ1の傾きが変化し、曲線ｑ1の傾きによってそのカットオフスロープの減衰量をスルー（０dB）から最大−７２dB/octの範囲内で−６dB/oct単位で増減変化させることができる。そして、受聴者等が操作スイッチＳ6をワンタッチ操作して確定すると、目標特性決定部２３が、その曲線ｑ1の傾きに相当するカットオフスロープの減数量を示すデータを入力する。
また、同様に受聴者等が操作スイッチＳ３とＳ11，Ｓ12及びＳ６を操作して、残余の曲線ｑ2〜ｑ4の傾きを変化させて確定すると、目標特性決定部２３が、それらの曲線ｑ2〜ｑ4の傾きに相当するカットオフスロープの減数量を示すデータを入力する。
次に、受聴者等が操作スイッチＳ６を２回操作すると、制御部２０はチャンネルディバイダの調整入力モードを終了する。
そして引き続き、目標特性決定部２３が、今まで入力したチャンネルディバイダに関する目標特性のデータに基づいて、上述したように標準データ記憶領域ＭＥＭＡ又は履歴記憶領域ＭＥＭＢに記憶されている周波数スペクトルのデータを編集すると共に、新規に作成した周波数スペクトルのデータＢＨ(f)，ＢＬ(f)を逆フーリエ変換演算部２１ｃへ供給すると共に標準データ記憶領域ＭＥＭＡに記憶させ、更に逆フーリエ変換演算部２１ｃと窓関数演算部１２ｂが、データＢＨ(f)，ＢＬ(f)から新規なインパルス応答データ（ｈBH）ω（ｈBL）ωを生成し、インパルス応答データ出力部２１ａがそのインパルス応答データ（ｈBH）ω（ｈBL）ωを、指定されたチャンネルの高域畳み込み演算部と低域畳み込み演算部へ供給することで、そのチャンネルの音響特性を更新する。
更に、時間遅延制御部２２が、上述のステップＳＴ１２において指定された高域畳み込み演算部と低域畳み込み演算部のフィルタ（直線位相フィルタ又は最小遅延位相フィルタ）の種類に基づいて、上述の実施形態で説明した〈１〉〜〈４〉と同様の処理を選択的に行うことで、新規の補正時間のデータを生成し、指定されたチャンネルの信号処理部内に設けられている遅延部に設定されている遅延時間のうちの補正時間を上述の新規の補正時間のデータによって調整することで、高域畳み込み演算部と低域畳み込み演算部から出力される出力信号の位相を合わせる。
例えば、指定されたチャンネルが第１チャンネルで、遅延部Ｄ1に設定されている遅延時間τ11が時間（Ｔ11＋ΔＴ11）の場合には、遅延時間制御部２２は、そのアラインメント時間Ｔ11と、上述の演算した新規の補正時間とを加算した遅延時間τ11によって遅延部Ｄ1を調整する。
〔グラフィックイコライザの調整入力モードの動作〕
上述したように受聴者等が操作スイッチＳ６を所定時間押下操作することによって、制御部２０を目標特性の入力動作モードに設定した後、操作スイッチＳ２を適宜操作すると、図７（ｂ）に示すグラフィックイコライザの調整入力モードが開始される。
まず、ステップＳＴ２０において、図６（ｃ）に示したように、１／３octずつの狭帯域毎の標準ゲインを示す棒グラフ状の周波数対ゲイン特性が表示される。
次に、制御部２０がステップＳＴ２１の処理に移行する。ここで、受聴者等が操作スイッチＳ９，Ｓ10を適宜操作すると、操作スイッチＳ９が操作される毎に低い周波数から高い周波数へと上述の棒グラフが点滅表示に切り替わり、また、操作スイッチＳ10が押下操作される毎に高い周波数から低い周波数へと上述の棒グラフが点滅表示に切り替わる。
そして、受聴者等が操作スイッチＳ９，Ｓ10の操作を停止した後、操作スイッチＳ11，Ｓ12を適宜操作すると、表示部３１が点滅表示している棒グラフの長さを増減させて表示し、次に受聴者等が操作スイッチＳ６をワンタッチ操作すると、目標特性決定部２３がその棒グラフの長さに比例したブースト量又はカット量を示すデータを入力する。
また、同様に受聴者等が操作スイッチＳ９，Ｓ10とＳ11，Ｓ12を繰り返し操作すると、所望の残りの棒グラフも点滅表示に切替えて長さを増減させることができ、受聴者等が操作スイッチＳ６をワンタッチ操作すると、目標特性決定部２３が残りの棒グラフの長さに比例したブースト量又はカット量を示すデータを入力する。
次に、受聴者等が操作スイッチＳ６を２回操作すると、目標特性決定部２３が、受聴者等が入力しなかった残りの狭帯域のブースト量又はカット量を０ｄＢとするデータを入力した後、制御部２０がグラフィックイコライザの調整入力モードを終了する。
そして引き続き、目標特性決定部２３が、受聴者等の入力した狭帯域のブースト量又はカット量を示すデータと残りの狭帯域のデータ（０ｄＢとしたデータ）、すなわち可聴周波数帯域全体におけるブースト量又はカット量を示すデータに基づいて、上述したように標準データ記憶領域ＭＥＭＡ又は履歴記憶領域ＭＥＭＢに記憶されている周波数スペクトルのデータを編集すると共に、新規に作成した周波数スペクトルのデータＢＨ(f)，ＢＬ(f)を逆フーリエ変換演算部２１ｃへ供給すると共に標準データ記憶領域ＭＥＭＡに記憶させ、更に逆フーリエ変換演算部２１ｃと窓関数演算部１２ｂが、データＢＨ(f)，ＢＬ(f)から新規なインパルス応答データ（ｈBH）ω（ｈBL）ωを生成し、インパルス応答データ出力部２１ａがそのインパルス応答データ（ｈBH）ω（ｈBL）ωを、指定されたチャンネルの高域畳み込み演算部と低域畳み込み演算部へ供給することで、そのチャンネルの音響特性を更新する。
〔タイムアラインメントの調整入力モードの動作〕
上述したように受聴者等が操作スイッチＳ６を所定時間押下操作することによって、制御部２０を目標特性の入力動作モードに設定した後、操作スイッチＳ２を適宜操作すると、図７（ｃ）に示すタイムアラインメントの調整入力モードが開始される。
まず、ステップＳＴ３０において、図６（ｄ）に示したように、各チャンネル毎のスピーカから受聴位置等までの各距離を入力するための表が表示される。
各チャンネルの「Ｈｉ」の欄は、各遅延部Ｄ1〜Ｄpの経路に接続されているスピーカから受聴位置等までの各距離、各チャンネルの「ＬＯＷ」の欄は、各遅延部Ｅ1〜Ｅpの経路に接続されているスピーカから受聴位置等までの各距離を入力するための欄となっている。
次に、制御部２０がステップＳＴ３１の処理に移行する。ここで、受聴者等が操作スイッチＳ７を適宜に操作すると、同図（ｃ）中に「＊＊＊＊ｃｍ」で示されている各欄の色が上側から下側へと順番に反転し、また受聴者等が操作スイッチＳ８を適宜に操作すると、上述の「＊＊＊＊ｃｍ」で示されている各欄の色が下側から上側へと順番に反転する。例えば、「＊＊＊＊ｃｍ」の文字色が黒から灰色に反転する。
そして、受聴者等が所望の欄を反転表示に切り替えさせた後、操作スイッチＳ11又はＳ12を適宜の時間押し続けると、反転表示となっている欄に数値が増減表示され、次に受聴者等が操作スイッチＳ６をワンタッチ操作すると、目標特性決定部２３が、反転表示となっている欄の数値をスピーカから受聴位置等までの距離（単位：ｃｍ）を示すデータとして入力する。
また、同様に受聴者が操作スイッチＳ７，Ｓ８とＳ11，Ｓ12を操作すると、残りの欄も反転表示に切り替えさせて、スピーカから受聴位置等までの距離を示す数値を入力することができ、更に操作スイッチＳ６をワンタッチ操作することで、スピーカから受聴位置等までの距離を示すデータを目標特性決定部２３に入力させることができる。
そして、受聴者等が操作スイッチＳ６を２回操作すると、制御部２０がタイムアラインメントの調整入力モードを終了する。
そして引き続き、遅延時間制御部２２が、目標特性決定部２３が入力した上述の距離のデータに基づいて、各チャンネルにおける新規のアラインメント時間を演算し、指定されたチャンネルの遅延部に設定されている補正時間を除いたアラインメント時間を、上述の新規のアラインメント時間によって調整することで、高域畳み込み演算部と低域畳み込み演算部から出力される出力信号の位相を合わせる。
例えば、指定されたチャンネルが第１チャンネルで、遅延部Ｄ1に設定されている遅延時間τ11が時間（Ｔ11＋ΔＴ11）の場合には、遅延時間制御部２２は、上述の演算した新規のアラインメント時間と補正時間ΔＴ11とを加算した遅延時間τ11によって遅延部Ｄ1を調整する。
以上説明したように本実施例の音響特性調整装置１０は、チャンネルディバイダとグラフィックイコライザとタイムアラインメントの調整入力を行うための操作部３０を備え、受聴者等が操作部３０を操作すると夫々の調整入力を別々に且つ精密に行うことができるため、受聴者等に対して高い満足度や自由度を提供すると共に、優れた操作性を提供することができる。
また、受聴者等がチャンネルディバイダとグラフィックイコライザとタイムアラインメントの調整入力を行うと、入力された目標特性のデータに基づいて制御部２０が各チャンネルの信号処理部Ａ1〜Ａpの特性、すなわちゲイン特性、位相特性、遅延特性を自動的に調整するので、受聴者に対し優れた操作性等を提供することができる。
また、映像と音とを再生するＡＶ機器等に本実施例の音響特性調整装置１０を適用した場合、受聴者等は信号処理部Ａ1〜Ａp中の高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpを共に最小遅延位相フィルタに設定することによって、高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpにおける畳み込み演算の際の時間遅延を無くすことができる。このため、ディスプレイ等に表示される映像に対して整合性を有した音を受聴位置（或いは視聴位置）において生じさせる、すなわち映像と整合性を有した音響特性を有した音を受聴位置（或いは視聴位置）において生じさせることができる。
また、インパルス応答データｈ1n〜ｈpnの各サンプル数（Ｎ＋１）より、インパルス応答データｈ1m〜ｈpmの各サンプル数（Ｍ＋１）を少なくし、これらの各インパルス応答データｈ1m〜ｈpm，ｈ1n〜ｈpnに基づいて各高域畳み込み演算部Ｂ1〜Ｂpと各低域畳み込み演算部Ｃ1〜Ｃpにおいて畳み込み演算を行うようにしたので、各畳み込み演算を行うのに要するインパルス応答データｈ1m〜ｈpm，ｈ1n〜ｈpnの総データ量を低減すると共に、信号処理部Ａ1〜Ａpの小型化等を実現することができる。
なお、図６を参照して説明した操作部３０の構成及び操作方法は一具体例であり、図７のフローチャートを参照して説明した動作と同様の機能が得られる構成及び操作方法であれば、操作部３０を他の構成としてもよい。
また、本実施例では、図４に示したように記憶部４０に周波数スペクトルのデータを記憶させておき、制御部２０内で、そのデータを目標特性に合わせるべく編集してフーリエ逆変換することにより、各高域畳み込み演算部と低域畳み込み演算部に供給するためのインパルス応答データを演算することとしているが、周波数スペクトルのデータに変えて、予め各高域畳み込み演算部と低域畳み込み演算部に供給するためのインパルス応答データを記憶部４０に記憶させるようにしてもよい。かかる構成によると、記憶部４０の記憶容量が増加することになるが、フーリエ逆変換や窓関数の演算を行うための処理を軽減することができ、また、フーリエ逆変換演算部２１ｃと窓関数演算部２１ｂを省略することが可能である。
発明を実施するための最良の形態に係る音響特性調整装置の構成を表したブロック図である。 直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタのインパルス応答とゲイン及び位相特性等を説明するために模式的に表した図である。 直線位相フィルタと最小遅延位相フィルタの入出力特性を説明するために模式的に表した図である。 実施例の音響特性調整装置の構成を表したブロック図である。 図４に示した音響特性調整装置に設けられている高域畳み込み演算部と低域畳み込み演算部の構成を示した図である。 図４に示した音響特性調整装置に設けられている操作部の構成と、チャンネルディバイダとグラフィックイコライザとタイムアラインメントの調整入力の際に表示部に表示される表示例を示した図である。 図４に示した音響特性調整装置の動作を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
Ｂ1〜Ｂp 高域畳み込み演算部
Ｃ1〜Ｃp 低域畳み込み演算部
Ｄ1〜Ｄp，Ｅ1〜Ｅp 遅延部
２０ 制御部
２１ インパルス特性制御部
１２ｂ 窓関数演算部
１２ｃ フーリエ逆変換演算部
２２ 遅延時間制御部
２３ 目標特性決定部
３０ 操作部
３２ 操作パネル部
４０ 記憶部

Claims (9)

  1. １又は複数の各チャンネルに設けられ、各チャンネルのスピーカから放射される音の受聴位置等における音響特性を調整する信号処理手段を有する音響特性調整装置であって、
    前記各チャンネルの信号処理手段は、入力されるオーディオ信号の１又は複数の周波帯域の信号成分に対して周波数分割とゲイン及び位相特性の調整を畳み込み演算によって行う畳み込み演算手段と、前記畳み込み演算手段の出力信号を時間遅延して前記スピーカ側へ出力する遅延手段とを備え、
    少なくとも前記各チャンネルの１又は複数の周波数帯域の特性と、前記ゲイン及び位相特性と、前記各スピーカから前記受聴位置等までの各距離とを示す各目標特性を選択的に操作入力させる操作手段と、
    前記操作手段より入力される前記目標特性に基づいて、前記畳み込み演算手段において前記入力オーディオ信号との畳み込み演算を行うためのインパルス応答を示す各チャンネルの１又は複数の周波数帯域のインパルス応答データを生成するインパルス特性制御手段と、
    前記各距離を音が伝搬するのに要する各アラインメント時間と、前記畳み込み演算手段から出力される出力時間ずれを相殺する補正時間とを演算すると共に、前記各アラインメント時間を前記補正時間で補正した遅延時間を演算し、該演算した遅延時間により前記遅延手段の遅延時間を調整する遅延時間制御手段と、
    を具備することを特徴とする音響特性調整装置。
  2. 前記畳み込み演算手段のタップ数は、前記１又は複数の周波数帯域の周波数が上がるに従って、少なく設定されることを特徴とする請求項１に記載の音響特性調整装置。
  3. 前記操作手段は、少なくとも前記各チャンネルの１又は複数の周波数帯域の目標特性を可変設定する入力手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の音響特性調整装置。
  4. 前記操作手段は、前記畳み込み演算によって少なくとも各チャンネルの畳み込み演算手段で実現されるフィルタの種類を統一的あるいは個別に操作入力させる入力手段を備え、
    前記インパルス特性制御手段は、前記操作入力された種類のフィルタの特性と前記目標特性に基づいて、前記少なくとも各チャンネルの畳み込み演算手段の前記インパルス応答を示すインパルス応答データとを生成し、
    前記遅延時間制御手段は、前記少なくとも各チャンネルの畳み込み演算手段で実現される各フィルタの特性の出力時間ずれにより前記補正時間を演算することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の音響特性調整装置。
  5. 前記操作手段は、前記少なくとも各チャンネル毎の１又は複数の周波数帯域の目標特性の可変設定を維持しつつ、前記畳み込み演算によって少なくとも各チャンネルの畳み込み演算手段で実現されるフィルタの種類を統一的に、あるいはインクリメンタルに変更操作入力させる入力手段を備え、
    前記インパルス特性制御手段は、前記変更操作入力された種類のフィルタの特性と前記目標特性に基づいて、前記少なくとも各チャンネル毎の畳み込み演算手段の前記インパルス応答を示すインパルス応答データとを生成し、
    前記遅延時間制御手段は、前記少なくとも各チャンネルの畳み込み演算手段で実現される各フィルタの特性の出力時間ずれにより前記補正時間を演算することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の音響特性調整装置。
  6. 前記操作入力される種類の前記フィルタの特性として、少なくとも直線位相フィルタの特性を有するフィルタ特性と最小遅延位相フィルタの特性を有するフィルタ特性を予め記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の音響特性調整装置。
  7. 前記直線位相フィルタの特性を有するフィルタ特性と最小遅延位相フィルタの特性を有するフィルタ特性は、周波数スペクトルのデータから成ることを特徴とする請求項６に記載の音響特性調整装置。
  8. 前記インパルス特性制御手段は、
    前記操作手段より入力されるフィルタの種類に対応する前記周波数スペクトルのデータを前記目標特性に基づいて編集する目標特性決定手段と、
    前記目標特性決定手段による編集後の周波数スペクトルのデータをフーリエ逆変換することにより、前記インパルス応答データを演算するフーリエ逆変換演算手段とを備えることを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の音響特性調整装置。
  9. 前記インパルス特性制御手段は、
    前記目標特性決定手段による編集後の周波数スペクトルのデータをフーリエ逆変換するフーリエ逆変換演算手段と、
    前記フーリエ逆変換演算手段の出力に窓関数を演算することにより前記インパルス応答データを生成する窓関数演算手段とを備えることを特徴とする請求項４〜８の何れか１項に記載の音響特性調整装置。
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