JP2007124203A - マルチスピーカシステムおよびマルチマイクシステム - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカごと／マイクごとに故障の予測をすること。
【解決手段】本発明は、複数のスピーカと、前記複数のスピーカのうち、処理対象スピーカを特定する特定手段と、前記特定手段により特定された処理対象スピーカに対し校正信号を出力する校正信号出力手段と、前記処理対象スピーカから前記校正信号に従って出力された校正楽音を取得し、校正楽音信号を生成するマイクと、前記マイクから出力された校正楽音信号から、前記処理対象スピーカの特性を示す特性パラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、前記パラメータ記憶手段に記憶された特性パラメータに基づいて、前記複数のスピーカの各々における故障の発生を予測する故障予測手段とを有するマルチスピーカシステムを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マルチスピーカシステムおよびマルチマイクシステムにおいて、故障の予測および校正を容易にする技術に関する。

ホール、一般放送設備、あるいは非常用放送設備などに使用されるスピーカやマイクの故障診断や調整の際には、スピーカから実際に音を再生するということが行われる。調整者は、スピーカから再生された音を収音、分析して夫々のアンプまたは信号処理部のパラメータを適切に設定する。このような技術を用いたスピーカのメンテナンスは、特定の技能を有する調整者が休日などの非日常時に行う必要があり不便であった。このような問題を解決するため、例えば、特許文献１には、入力電力と出力音圧の線形的な関係を用いて自己診断を行う非常用放送設備が開示されている。
特開平６−２３３３９３号公報

特許文献１に記載の技術はスピーカの故障診断を行うものであるため、故障ありと判断されたスピーカのパラメータ調整は、結局調整者が行わなければならないという問題があった。また、特許文献１に記載の技術は出力音圧に基づいて故障診断を行うものであるため、出力音圧以外の特性については判断できないという問題もあった。また、故障が起きたことは判断されるものの、故障の予測をすることができないという問題があった。さらに、スピーカの故障診断を行うには、放送設備が設置されたホールや建物に赴いて検査を行う必要があり、煩雑であるという問題もあった。加えて、スピーカを複数並べたスピーカアレイにおいては、各スピーカの特性をほぼ同一とする必要があるが、特許文献１に記載の技術では複数のスピーカの特性を同一にすることは困難であるという問題もあった。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、スピーカごと／マイクごとに故障の予測をすることが可能なスピーカ／マイクアレイシステムを提供する。また、本発明は、予測された故障に応じて予防措置（制御パラメータの調整）を遠隔地から行うことが可能なスピーカ／マイクアレイシステムを提供する。さらに、本発明は、スピーカ／マイクの特性を一定範囲内に調整することが可能なスピーカ／マイクアレイシステムを提供する。

上述の課題を解決するため、本発明は、複数のスピーカと、前記複数のスピーカのうち、処理対象スピーカを特定する特定手段と、前記特定手段により特定された処理対象スピーカに対し校正信号を出力する校正信号出力手段と、前記処理対象スピーカから前記校正信号に従って出力された校正楽音を取得し、校正楽音信号を生成するマイクと、前記マイクから出力された校正楽音信号から、前記処理対象スピーカの特性を示す特性パラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、前記パラメータ記憶手段に記憶された特性パラメータに基づいて、前記複数のスピーカの各々における故障の発生を予測する故障予測手段とを有するマルチスピーカシステムを提供する。
このマルチスピーカシステムによれば、スピーカごとに故障の発生を予測することができる。

好ましい態様において、このマルチスピーカシステムは、入力楽音信号に対し、前記複数のスピーカから音響ビームを形成するための信号処理を制御パラメータに従って行う信号処理手段と、前記故障予測手段により予測された故障の内容に応じて、前記制御パラメータを調整する調整指示を生成する生成手段とをさらに有してもよい。
このスピーカアレイシステムによれば、予測された故障の内容に応じて制御パラメータが調整される。このスピーカアレイシステムによれば、パラメータの調整、校正は自動的に行われるため、スピーカアレイシステムの設置場所から離れた遠隔地において校正の指示、管理を行うことができる。

別の好ましい態様において、このマルチスピーカシステムは、特性パラメータの上限値、下限値、基準値のうち少なくと１つを記憶したデータベースをさらに有し、前記生成手段が、前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータと、前記データベースの内容との比較結果に基づいて、前記処理対象スピーカに対する調整指示を生成してもよい。
このマルチスピーカシステムによれば、複数のスピーカの特性を、データベースにより規定される範囲に収めることができる。

さらに別の好ましい態様において、このマルチスピーカシステムは、前記複数のスピーカのうち、前記処理対象スピーカ以外のスピーカからから出力された校正楽音信号から抽出された特性パラメータを記憶する記憶手段をさらに有し、前記生成手段が、前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータと、前記記憶手段に記憶された特性パラメータとの比較結果に基づいて、前記処理対象スピーカに対する調整指示を生成してもよい。
このスピーカアレイシステムによれば、複数のスピーカの特性を、複数のスピーカのうちどれか一つのスピーカの特性と同一になるように構成、調整することができる。また、このスピーカアレイシステムは、特性パラメータの基準値などを記憶したデータベースを必要としないため、構成を簡略化することができる。

さらに別の好ましい態様において、このマルチスピーカシステムは、前記処理対象スピーカから出力された校正楽音信号から抽出された特性パラメータの経時変化を記憶する記憶手段をさらに有し、前記故障予測手段が、前記記憶手段に記憶された特性パラメータの経時変化に基づいて故障を予測してもよい。
このマルチスピーカシステムによれば、特性パラメータの経時変化に基づいて故障予測をすることができる。
また、上記各態様のスピーカアレイシステムにおいて、前記特性パラメータが、前記校正楽音信号の周波数特性、位相特性、再生音圧レベル、インパルス応答、あるいは前記処理対象スピーカの能率のいずれかを含んでもよい。

また、本発明は、校正信号を出力する校正信号出力手段と、前記校正信号出力手段により出力された校正信号に従って校正楽音を出力するスピーカと、前記スピーカから出力された校正楽音を取得し、校正楽音信号を生成する複数のマイクと、前記複数のマイクの各々を制御パラメータに従って駆動する複数の増幅器と、前記複数のマイクのうち、処理対象マイクを特定する特定手段と、前記処理対象マイクに対応する増幅器から出力された校正楽音信号から、前記処理対象マイクの特性を示す特性パラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、前記パラメータ記憶手段に記憶された特性パラメータに基づいて、前記複数のマイクの各々における故障の発生を予測する故障予測手段とを有するマルチマイクシステムを提供する。
このマルチマイクシステムによれば、マイクごとに故障の発生を予測することができる。

好ましい態様において、このマルチマイクシステムは、前記故障予測手段により予測された故障の内容に応じて、前記制御パラメータを調整する調整指示を生成する生成手段をさらに有していてもよい。
このマルチマイクによれば、予測された故障の内容に応じて制御パラメータが調整される。このマルチマイクシステムによれば、パラメータの調整、校正は自動的に行われるため、マルチマイクシステムの設置場所から離れた遠隔地において校正の指示、管理を行うことができる。

別の好ましい態様において、このマルチマイクシステムは、特性パラメータの上限値、下限値、基準値のうち少なくと１つを記憶したデータベースをさらに有し、前記生成手段が、前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータと、前記データベースの内容との比較結果に基づいて、前記処理対象マイクに対する調整指示を生成してもよい。
このマルチマイクシステムによれば、複数のマイクの特性を、データベースにより規定される範囲に収めることができる。

さらに別の好ましい態様において、このマルチマイクシステムは、前記複数のマイクのうち、前記処理対象マイク以外のマイクからから出力された校正楽音信号から抽出された特性パラメータを記憶する記憶手段をさらに有し、前記生成手段が、前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータと、前記記憶手段に記憶された特性パラメータとの比較結果に基づいて、前記処理対象マイクに対する調整指示を生成してもよい。
このマルチマイクシステムによれば、複数のマイクの特性を、複数のマイクのうちどれか一つのマイクの特性と同一になるように構成、調整することができる。また、このマルチマイクシステムは、特性パラメータの基準値などを記憶したデータベースを必要としないため、構成を簡略化することができる。

さらに別の好ましい態様において、このマルチマイクシステムは、前記処理対象マイクから出力された校正楽音信号から抽出された特性パラメータの経時変化を記憶する記憶手段をさらに有し、前記故障予測手段が、前記記憶手段に記憶された特性パラメータの経時変化に基づいて故障を予測してもよい。
このマルチマイクシステムによれば、特性パラメータの経時変化に基づいて故障予測をすることができる。
また、上記各態様のマルチマイクシステムにおいて、前記特性パラメータが、前記校正楽音信号から抽出された周波数特性、位相特性、あるいは前記処理対象マイクの感度のいずれかを含んでもよい。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るスピーカ校正システム１の構成を示すブロック図である。スピーカ校正システム１は、制御信号に従って特定の位置に音響ビームを収束することができるスピーカアレイシステム１０と、ネットワーク２０を介してスピーカアレイシステム１０と校正信号およびパラメータ変更指示の送受信を行う校正装置４０と、スピーカアレイシステム１０から出力される楽音を取得し、校正装置４０に楽音信号を出力するマイクシステム３０とを有する。

ネットワーク２０は、例えば有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ、ＷＡＮ（Wide Area Network）、あるいはインターネット等のネットワークである。ネットワーク２０に接続された通信機器は、例えばＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol／Internet Protocol）などのプロトコルに従ってデータの送受信を行う。

スピーカアレイシステム１０は、ｎ個のスピーカ１４を有する。なお図１では図面が煩雑になるのを避けるため、ｎ＝３の場合を図示したが、スピーカアレイシステム１０は４つ以上のスピーカ１４を有してもよい。以下の説明において、複数のスピーカ１４の各々を区別する必要のあるときは「スピーカ１４−１」、「スピーカ１４−２」というように添字をつけて区別する。スピーカ１４の各々を区別する必要の無いときは単に「スピーカ１４」と記載する。スピーカ１４以外の要素についても同様である。

スピーカ１４の各々には、入力された楽音信号を増幅し、スピーカを駆動するためのスピーカアンプ１３が接続されている。スピーカアンプ１３はＤ／Ａ変換器および増幅器（いずれも図示略）を有し、スピーカ１４に楽音信号を供給する。また、スピーカアンプ１３は、ネットワークインターフェース（図示略）を有しており、ネットワーク２０を介した通信を行うことができる。スピーカアレイシステム１０において、スピーカ１４とスピーカアンプ１３とは１対１に対応している。すなわち、スピーカ１４には、それぞれ専用のスピーカアンプ１３が接続されている。

スピーカアレイシステム１０において、外部からの楽音信号および制御信号は、入出力部１１に入力される。以下の説明で「楽音信号」とは、広く音声、音楽等を含む音を表す信号である。また、「制御信号」とは、スピーカアレイにより形成される音響ビームを収束させる位置を示す情報を含む信号である。入出力部１１は、Ａ／Ｄ変換器およびバッファメモリ等（いずれも図示略）で構成される。入出力部１１は、入力された楽音信号および制御信号をデジタル化し、信号処理部１２に出力する。

信号処理部１２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）およびメモリ等（いずれも図示略）で構成される。信号処理部１２は、制御信号で示される位置に音響ビームを収束させるように、楽音信号に対し必要な処理（例えば、ゲイン調整、ディレイ処理、イコライジング処理等）を施す。具体的には次のとおりである。信号処理部１２は、制御信号により示される位置およびスピーカアンプ１３を特定する識別子から、信号処理の処理量（例えばディレイ処理についていえば、ディレイ量）を出力するテーブルあるいは関数をあらかじめ記憶している。信号処理部１２は、このテーブルあるいは関数を参照して、制御信号で示される位置からスピーカアンプ１３ごとに処理量を算出する。

また、信号処理部１２は、スピーカアンプ１３を特定する識別子と、そのスピーカアンプ１３に対応する信号処理の際に使用する制御パラメータである校正係数とを対応付けた校正テーブルを記憶している。信号処理部１２は、前述のテーブルあるいは関数を用いて算出された処理量に校正係数を乗じた値など、校正係数を用いて算出された値を信号処理の際の処理量として使用する。校正テーブルの詳細については後述する。

信号処理部１２は、算出した処理量に従って信号処理を施す。以下、信号処理部１２において信号処理された楽音信号を、「出力楽音信号」という。信号処理部１２は、ｎ個のスピーカアンプ１３の各々に対応する出力楽音信号を生成する。信号処理部１２は、生成した出力楽音信号および制御信号を、対応するスピーカアンプ１３に出力する。すなわち、ｎ個のスピーカアンプ１３に対してそれぞれ異なる出力楽音信号が出力される。また、信号処理部１２はネットワークインターフェース（図示略）を有しており、ネットワーク２０を介した通信を行うことができる。

出力楽音信号および制御信号が入力されると、スピーカアンプ１３は、出力楽音信号をアナログ化し、制御信号で指定されるゲインに従って出力楽音信号を増幅する。スピーカアンプ１３は、増幅した出力楽音信号を、対応するスピーカ１４に出力する。スピーカ１４は、出力楽音信号に従って楽音を出力する。

校正装置４０は、スピーカアレイシステム１０に校正信号を送信する機能、マイクシステム３０から送信された楽音信号に基づいてパラメータ更新指示を生成する機能、および生成した更新指示をスピーカアレイシステム１０に送信する機能を有する。受信機４３は、マイクシステム３０から送信された楽音信号を受信するインターフェースである。マイクシステム３０と校正装置４０との間の通信は、有線でも無線（例えば、電波、赤外線、可視光）でもどのような態様のものでもよい。例えば、マイクシステム３０と校正装置４０とは、例えば、インターネット、ＬＡＮ、移動体通信網を用いて通信を行うことができる。あるいは、マイクシステム３０と校正装置４０とは専用線で直接接続されていてもよい。

校正部４２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、あるいはＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部およびＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御部（いずれも図示略）を有する。校正部４２は校正信号を記憶しており、記憶している校正信号をスピーカアレイシステム１０に送信する。ＤＢ（Database）４１は、スピーカ１４ごとに、残存寿命などの故障予測パラメータを算出するための情報を記憶したデータベースである（詳細は後述）。校正部４２は、マイクシステム３０から送信された楽音信号とＤＢ４１とに基づいてパラメータ変更指示を生成する。校正部４２は、生成したパラメータ変更指示をスピーカアレイシステム１０に送信する。
また、校正装置４０は、ユーザが指示入力を行うためのユーザインターフェース（図示略）を有している。

マイクシステム３０は、スピーカアレイシステム１０から出力される楽音を収音し、校正装置４０に出力する。マイク３３は、収音した楽音を楽音信号に変換する。マイクアンプ３２は、マイク３３から出力された楽音信号を増幅する。送信機３１は、増幅された楽音信号を校正装置４０に送信する。マイクシステム３０は、機動的に移動できるように、ネットワーク２０とは別の通信システムにより校正装置４０と通信を行う（図示略）。なお、マイクシステム３０は、ネットワーク２０を介して校正装置４０と通信してもよい。

続いて、スピーカ校正システム１の動作について説明する。
図２は、スピーカ校正システム１の動作を示すフローチャートである。校正装置４０のユーザインターフェースからスピーカアレイシステム１０の故障予測を行う旨の指示が入力されると、校正装置４０は、処理対象スピーカを特定する（ステップＳ１０１）。具体的には次のとおりである。校正装置４０の校正部４２は、スピーカアレイシステム１０に属するスピーカアンプ１３の各々を特定する識別子（すなわち、スピーカ１４を特定する識別子）をあらかじめ記憶している。校正部４２は、所定の規則に従って優先順位が付けられた識別子のうち、最上位の優先順位が付けられた識別子を有するスピーカアンプ（例えば、スピーカアンプ１３−１）に対応するスピーカ（すなわち、スピーカ１４−１）を校正対象のスピーカ（以下、「対象スピーカ」という）として特定する。ここで、所定の規則とは、例えば、平面状に複数のスピーカが配置されたスピーカアレイシステムの場合では、隅のスピーカから順に、１列毎または１行毎に識別子を付与することをいう。あるいは、スピーカアレイシステムのうち劣化が多いことが予測される一部分、例えば中央部のスピーカに限って識別子を与えることとしてもよい。なお、図２の処理を開始するトリガは、ユーザからの指示入力に限られない。例えば、校正装置４０は、あらかじめ決められた時間間隔で定期的に故障予測処理を行う構成としてもよい。

次に、校正部４２は、対象スピーカに対し校正信号を出力する（ステップＳ１０２）。具体的には次のとおりである。校正部４２は、スピーカアレイシステムの校正を行うための校正信号をあらかじめ記憶している。校正信号は、例えば、いわゆるインパルス信号、ＴＳＰ（Time Stretched Pulse）、ホワイトノイズ、周波数を段階的に変化させた信号、通常の楽曲など、基準として用いるものであればどのようなものでもよい。校正部４２は、記憶されている校正信号を読み出し、対象スピーカの識別子を付加してスピーカアレイシステム１０に送信する。

ネットワーク２０を介して校正信号を受信すると、スピーカアレイシステム１０の信号処理部１２は、識別子により指定されるスピーカアンプ１３に校正信号を出力する。校正信号が入力されると、スピーカアンプ１３は、校正信号に対しデジタル／アナログ変換、増幅などの必要な処理を行ってスピーカ１４に出力する。スピーカアンプ１３から校正信号が入力されると、スピーカ１４は校正信号に従って楽音（以下、「校正楽音」という）を出力する（ステップＳ１０３）。

スピーカ１４から校正楽音が出力されると、マイクシステム３０のマイク３３は校正楽音を取得し、楽音信号（以下、「校正楽音信号」という）に変換する（ステップＳ１０４）。マイクアンプ３２は、マイク３３から出力された校正楽音信号に増幅、アナログ／デジタル変換などの必要な処理を行い送信機３１に出力する。送信機３１は、校正楽音信号を校正装置４０に送信する（ステップＳ１０５）。

校正楽音信号を受信すると、校正装置４０の受信機４３は、受信した校正楽音信号を校正部４２に出力する。受信機４３は、校正楽音に基づいて、処理対象スピーカの故障予測パラメータを算出する（ステップＳ１０６）。故障予測パラメータは、例えば、処理対象スピーカの識別子、故障の内容、残存寿命などの情報を含んでいる。具体的には次のとおりである。校正部４２は、受信した校正楽音信号から算出したインパルス応答を解析して、周波数特性、能率、位相特性、再生音圧レベルなどのパラメータ（以下「特性パラメータ」という）を抽出する。なお、特性パラメータはインパルス応答そのものを含んでもよい。ここで、「再生音圧レベル」とは、スピーカアンプや信号処理部の設定レベルを含むレベルを意味し、「スピーカの能率」とはスピーカ単体の変換効率を意味する。校正部４２は、抽出した特性パラメータを記憶部に記憶する。

ＤＢ４１は、故障予測パラメータを算出するための情報を記憶したデータベースである。ＤＢ４１は、例えば、特性パラメータの劣化曲線を示す関数あるいはテーブルを記憶している。特性パラメータの劣化曲線とは、特性パラメータの経時変化を示すのもである。特性パラメータの劣化曲線は、理論的な劣化モデルに従って得られたものでもよいし、実験的に得られたものでもよい。ＤＢ４１は、劣化曲線に加えてその特性パラメータのしきい値を記憶している。しきい値とは、特性パラメータの値がこのしきい値を超えたら処理対象スピーカが故障していることを示す上限値、下限値、あるいはその両方である。校正部４２は、ＤＢ４１に記憶された劣化曲線およびしきい値と、受信した校正楽音信号から抽出された特性パラメータとから、処理対象スピーカの残存寿命を算出する。

図６は、劣化曲線の例を模式的に示す図である。劣化曲線は、能率・音圧レベルなどの特性パラメータの経時変化を示す曲線である。図６において実線は動電型スピーカの劣化曲線の例を、点線は静電型スピーカの劣化曲線の例を示している。動電型スピーカにおいては、ボイスコイルの破損やダンパの破損により比較的急激に能率が低下する。静電型スピーカにおいては、構成素子が徐々に劣化するので、能率が徐々に低下する。

ＤＢ４１は、さらに、残存寿命のしきい値を記憶している。残存寿命のしきい値は、スピーカアレイシステムの使用状況から、故障へ対処するのに必要な時間にマージンを加えたものである。校正部４２は、算出した残存寿命とＤＢ４１に記憶されているしきい値を比較し、予防措置が必要であるか判断する（ステップＳ１０７）。

予防措置が必要であると判断された場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、校正部４２は、予防措置を実行する。予防措置としては、例えば以下の処理が考えられる。

予防措置の第１の例は、校正係数の変更である。校正部４２は、予測される故障の種類（特性パラメータ）に応じて、信号制御部１２が用いる校正係数の変更を行う。校正部４２は、まず、校正係数の変更指示を生成する（ステップＳ１０８）。具体的には次のとおりである。例えば、特性パラメータとして周波数特性（一または複数の周波数における信号強度）を抽出した場合、校正部４２は、信号強度と基準値との差に基づいてイコライジング処理の際の校正係数を算出する。また、特性パラメータとしてスピーカの能率を抽出した場合は、抽出した能率と基準値との差に基づいて、ゲイン調整の際の校正係数を算出する。また、特性パラメータとして位相を抽出した場合、位相が基準値と一致するようにディレイ処理の際の校正係数を算出する。このように、校正部４２は、特性パラメータの値と基準値との差に基づいて、信号処理の際の校正係数を算出する。校正部４２は、特性パラメータおよび基準値から、校正係数を出力する関数またはテーブルをあらかじめ記憶している。このようにして、校正部４２は、算出した校正係数と、その校正係数に対応する処理を特定する識別子とを含むパラメータ変更指示を生成する。

続いて、校正部４２は、生成したパラメータ変更指示を、スピーカアレイシステム１０に送信する（ステップＳ１０９）。スピーカアレイシステム１０の信号処理部１２は、受信した校正係数の値で、校正テーブルに記憶されている校正係数の値を更新する（ステップＳ１１０）。信号処理部１２はパラメータの更新処理が完了した旨を示すメッセージ（以下、「完了メッセージ」という）を校正装置４０に送信する。

完了メッセージを受信すると、校正部４２は、対象スピーカの識別子に基づいて、すべてのスピーカ１４について校正が完了したか判断する（ステップＳ１１１）。なお、ステップＳ１０７において予防措置が不要であると判断された場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）も、処理はステップＳ１１１に進む。すべてのスピーカ１４について校正処理が完了した場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、スピーカ校正システム１は、校正の動作を終了する。すべてのスピーカ１４について校正処理が完了していない場合、校正部４２は、優先順位に従って対象スピーカを更新する（ステップＳ１１２）。校正部４２は、更新された対象スピーカについて、ステップＳ１０１〜Ｓ１１１の処理を繰り返し実行する。

なお、ステップＳ１０４において、校正信号を出力してから一定時間以内にマイク３３から校正楽音信号が出力されない場合、校正部４２は、対象スピーカが故障しているものと判断して、ユーザインターフェースを介してその旨を調整者に通知する。

予防措置の第２の例は、ユーザへの通知である。具体的には、校正部４２は、表示部（図示略）に、処理対象スピーカの交換を促すメッセージを表示する。処理対象スピーカの交換を促すメッセージは、処理対象スピーカの識別子、あるいは、残存寿命を含んでいてもよい。ユーザは、表示されたメッセージを見て、スピーカの交換が必要だということを知ることができる。

以上で説明したように本実施形態によれば、スピーカごとに種々のパラメータに基づいて故障の発生を予測することができる。また、故障の発生が予測された場合、校正装置４０は、発生が予測される故障の種類に応じて、信号処理部１２における制御パラメータである校正係数の変更を行う。校正装置４０とスピーカアレイシステム１０とはネットワーク２０を介して通信を行うので、上述の校正、調整を遠隔地から行うことができる。また、ｎ個のスピーカ１４の特性をＤＢ４１に記憶された許容範囲内で同一のものとすることができる。

なお、上述の実施形態においては、処理対象スピーカがスピーカアレイを構成するスピーカである態様について説明したが、処理対象スピーカはスピーカアレイに限定されない。アレイ状に配置されているものでなくても、複数のスピーカを有するマルチスピーカシステムであればどのようなものでもよい。あるいは、処理対象スピーカは、ひとつでもよい。

また、ＤＢ４１に記憶される特性パラメータの基準値およびしきい値は、ネットワーク２０を介して校正装置に接続された他の機器からの指示により変更可能な構成としてもよい。これによりスピーカ校正システム１のユーザは、しきい値などを計画的に管理することができる。例えば、しきい値を厳し目に設定することにより、システムの持つ性能を十分に発揮させる性能重視型の制御を行うことができる。あるいは、しきい値を緩めに設定することにより機器の負担を減らして機器の長寿命化、低コスト化を図る寿命重視型の制御を行うこともできる。

また、予防措置を行うか否かの判断は、残存寿命がしきい値を超えたスピーカの数に基づいて判断してもよい。この場合、ＤＢ４１は、スピーカの数に関するしきい値を記憶している。校正部４２は、残存寿命がしきい値を超えたスピーカの数がしきい値を超えた場合、校正部４２は、予防措置を実行する。

＜２．第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明では、第１実施形態と共通する要素については同一の参照符号を付与し、その説明を省略する。また、以下の説明では第１実施形態と共通する事項についてはその説明を省略し、第１実施形態との差異点を中心に説明をする。
本実施形態において、校正部４２は、特性パラメータの経時変化を記憶する。すなわち、校正部４２は、校正楽音信号から抽出した最新の特性パラメータだけでなく、過去の特性パラメータも記憶している。校正部４２は、校正楽音信号から特性パラメータを抽出すると、抽出した特性パラメータと、その特性パラメータを抽出した日時とを対応付けて記憶する。

本実施形態では、図２のステップＳ１０６において、校正部４２は、特性パラメータの経時変化に基づいて処理対象スピーカの故障予測パラメータを算出する。「特性パラメータの経過時間変化」とは、例えば、単位時間あたりの特性パラメータの変化量、過去ｔ時間の変化量の移動平均、最新の特性パラメータとその直近の特性パラメータの差などである。ＤＢ４１は、経時変化と残存寿命の関係を規定する劣化曲線を示す関数あるいはテーブルを記憶している。校正部４２は、特性パラメータの経時変化から、処理対象スピーカの残存寿命を算出する。校正部４２は、算出した残存寿命に基づいて予防措置の要否を判断する。予防措置の要否判断以降の処理は、第１実施形態で説明したとおりである。
本実施形態によれば、校正装置４０は、特性パラメータの経時変化に応じて、スピーカの予防に必要な措置をとることができる。

＜３．第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態に係るスピーカ校正システム２の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、スピーカ校正システム１と共通する要素に対しては同一の参照符号を付与し、その説明を省略する。また、以下の説明では第１実施形態と共通する事項についてはその説明を省略し、第１実施形態との差異点を中心に説明をする。

スピーカ校正システム２がスピーカ校正システム１と相違する点は、校正装置４０が、ＤＢ４１に代わり記憶部４４を有する点である。記憶部４４は、ｎ個のスピーカ１４のうち、特定の１つのスピーカ１４の特性パラメータを記憶するためのメモリである。

図４は、スピーカ校正システム２の動作を示すフローチャートである。校正装置４０のユーザインターフェースからスピーカアレイシステム１０の校正を行う旨の指示が入力されると、校正装置４０は、校正処理において基準となるスピーカ（以下、「基準スピーカ」という）を特定する（ステップＳ２０１）。校正装置４０の校正部４２は、例えば識別子の優先順位が最も高いものを基準スピーカとして特定する。校正部４２は、基準スピーカの識別子をメモリに記憶する。なお、基準スピーカの特定方法はこれに限定されず、例えば、ｎ個のスピーカ１４から基準スピーカとなるものをランダムに抽出してもよい。

校正部４２は、基準スピーカに対し、校正信号を出力する（ステップＳ２０２）。基準スピーカは、校正楽音を出力する（ステップＳ２０３）。マイク３３は、校正楽音を取得し、校正楽音信号を出力する。送信機３１は、校正楽音信号を校正装置４０に送信する。校正部４２は、校正楽音信号から特性パラメータを抽出する（ステップＳ２０６）。

ここで、校正部４２は、基準スピーカから抽出した特性パラメータを、校正処理の際の基準値として記憶部４４に記憶する。校正部４２は、特性パラメータの基準値から特性パラメータの許容範囲を規定する条件（例えば、基準値±１０％、基準値−３ｄＢなど）を、特性パラメータごとにあらかじめ記憶している。

次に、校正部４２は、基準スピーカ以外の他のスピーカについて校正処理を行う（ステップＳ２０７）。校正処理は、ＤＢ４１の内容ではなく記憶部４４に記憶された基準値および基準値から求められた許容範囲に基づいて校正の要否の判断および校正を行う点以外は、図２のフローチャートにより示される手順と同様に行われる。

本実施形態によれば、ｎ個のスピーカ１４の特性を、特定の基準スピーカの特性と同一になるように構成、調整することができる。また、スピーカ校正システム２は、特性パラメータの基準値などを記憶したデータベースを必要としないため、構成を簡略化することができる。

＜４．他の実施形態＞
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
上述の実施形態においては、スピーカアレイシステム１０、マイクシステム３０、および校正装置４０がそれぞれ別の筐体に収められる態様について説明したが、これらのうち一部または全部が単一の筐体に収められる構成としてもよい。例えば、マイクシステム３０は、スピーカアレイシステム１０のエンクロージャ（キャビネット）の内側に設置されてもよいし、外側に設置されてもよい。

また、上述の実施形態においては、校正装置４０が、信号処理部１２が記憶している校正係数の更新を指示する更新指示をスピーカアレイシステム１０に送信する態様について説明したが、校正装置４０が、位置情報およびスピーカアンプ１３の識別子から処理量を算出するためのテーブルあるいは関数を変更する指示を生成し、これをスピーカアレイシステム１０に送信することとしてもよい。

また、上述の実施形態においては、校正装置４０が、信号処理部１２が記憶している校正係数の更新を指示する更新指示をスピーカアレイシステム１０に送信する態様について説明したがスピーカアンプ１３に対しパラメータの更新を指示する指示を送信することとしてもよい。

また、上述の実施形態においては本発明をスピーカアレイシステムに適用した例について説明したが、本発明をマイクアレイシステムの故障予測に適用してもよい。
図５は、本発明の別の実施形態に係るマイク校正システム３の構成を示すブロック図である。マイク校正システム３は、制御信号に従って特定の位置から発せられた楽音を収束することができるマイクアレイシステム５０と、ネットワーク２０を介してマイクアレイシステム５０と校正信号およびパラメータ変更指示の送受信を行う校正装置４０と、校正装置４０から送信される校正信号に従って校正楽音を出力するスピーカシステム６０とを有する。

マイク校正システム３において、校正信号は、校正装置４０の送信機４５からスピーカシステム６０に送信される。校正信号を受信すると、スピーカシステム６０の受信機６１は、校正信号をスピーカアンプ６２に出力する。スピーカアンプ６２は、校正信号に増幅などの必要な処理を行い、スピーカ６３に出力する。

校正装置４０の校正部４２は、マイクアレイシステム５０の信号処理部５２に対し、校正処理の対象となる対象マイクからの楽音信号を送信を要求するメッセージを送信する。信号処理部５２は、対象マイクからの楽音信号を校正装置４０に送信する。校正装置４０は、対象マイクから送信された楽音信号に基づいて残存寿命を算出する。残存寿命の算出方法はスピーカアレイの場合と同様である。すなわち、基準値やしきい値を記憶したデータベースを参照して校正を行ってもよいし、特定のマイク５４を基準マイクとして、基準マイクの特性と一致させるように校正を行ってもよい。この場合、特性パラメータとしては、例えば、校正楽音信号の周波数特性、位相特性、出力音圧レベル、インパルス応答、あるいはマイク５４の感度などを用いることができる。ここで、「出力音圧レベル」とは、マイクアンプや信号処理部の設定レベルを含むレベルを意味する。また、「マイク５４の感度」とはマイク５４単体の変換効率を意味する。

スピーカ校正システム１の構成を示すブロック図である。 スピーカ校正システム１の動作を示すフローチャートである。 スピーカ校正システム２の構成を示すブロック図である。 スピーカ校正システム２の動作を示すフローチャートである。 マイク校正システム３の構成を示すブロック図である。 劣化曲線の例を模式的に示す図である。

符号の説明

１・２…スピーカ校正システム、３…マイク校正システム、１０…スピーカアレイシステム、１１…入出力部、１２…信号処理部、１３…スピーカアンプ、１４…スピーカ、２０…ネットワーク、３０…マイクシステム、３１…送信機、３２…マイクアンプ、３３…マイク、４０…校正装置、４１…ＤＢ、４２…校正部、４３…受信機、４４…記憶部、４５…送信機、５０…マイクアレイシステム、５１…入出力部、５２…信号処理部、５３…マイクアンプ、５４…マイク、６０…スピーカシステム、６１…受信機、６２…スピーカアンプ、６３…スピーカ

Claims (12)

1. 複数のスピーカと、
   前記複数のスピーカのうち、処理対象スピーカを特定する特定手段と、
   前記特定手段により特定された処理対象スピーカに対し校正信号を出力する校正信号出力手段と、
   前記処理対象スピーカから前記校正信号に従って出力された校正楽音を取得し、校正楽音信号を生成するマイクと、
   前記マイクから出力された校正楽音信号から、前記処理対象スピーカの特性を示す特性パラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、
   前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、
   前記パラメータ記憶手段に記憶された特性パラメータに基づいて、前記複数のスピーカの各々における故障の発生を予測する故障予測手段と
   を有するマルチスピーカシステム。
2. 入力楽音信号に対し、前記複数のスピーカから音響ビームを形成するための信号処理を制御パラメータに従って行う信号処理手段と、
   前記故障予測手段により予測された故障の内容に応じて、前記制御パラメータを調整する調整指示を生成する生成手段と
   をさらに有する請求項１に記載のマルチスピーカシステム。
3. 特性パラメータの上限値、下限値、基準値のうち少なくと１つを記憶したデータベースをさらに有し、
   前記生成手段が、前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータと、前記データベースの内容との比較結果に基づいて、前記処理対象スピーカに対する調整指示を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載のマルチスピーカシステム。
4. 前記複数のスピーカのうち、前記処理対象スピーカ以外のスピーカからから出力された校正楽音信号から抽出された特性パラメータを記憶する記憶手段をさらに有し、
   前記生成手段が、前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータと、前記記憶手段に記憶された特性パラメータとの比較結果に基づいて、前記処理対象スピーカに対する調整指示を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載のマルチスピーカシステム。
5. 前記処理対象スピーカから出力された校正楽音信号から抽出された特性パラメータの経時変化を記憶する記憶手段をさらに有し、
   前記故障予測手段が、前記記憶手段に記憶された特性パラメータの経時変化に基づいて故障を予測する
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチスピーカシステム。
6. 前記特性パラメータが、前記校正楽音信号から抽出された周波数特性、位相特性、再生音圧レベル、インパルス応答、あるいは前記処理対象スピーカの能率のいずれかを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のマルチスピーカシステム。
7. 校正信号を出力する校正信号出力手段と、
   前記校正信号出力手段により出力された校正信号に従って校正楽音を出力するスピーカと、
   前記スピーカから出力された校正楽音を取得し、校正楽音信号を生成する複数のマイクと、
   前記複数のマイクの各々を制御パラメータに従って駆動する複数の増幅器と、
   前記複数のマイクのうち、処理対象マイクを特定する特定手段と、
   前記処理対象マイクに対応する増幅器から出力された校正楽音信号から、前記処理対象マイクの特性を示す特性パラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、
   前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータを記憶するパラメータ記憶手段と、
   前記パラメータ記憶手段に記憶された特性パラメータに基づいて、前記複数のマイクの各々における故障の発生を予測する故障予測手段と
   を有するマルチマイクシステム。
8. 前記故障予測手段により予測された故障の内容に応じて、前記制御パラメータを調整する調整指示を生成する生成手段をさらに有する請求項７に記載のマルチマイクシステム。
9. 特性パラメータの上限値、下限値、基準値のうち少なくと１つを記憶したデータベースをさらに有し、
   前記生成手段が、前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータと、前記データベースの内容との比較結果に基づいて、前記処理対象マイクに対する調整指示を生成する
   ことを特徴とする請求項８に記載のマルチマイクシステム。
10. 前記複数のマイクのうち、前記処理対象マイク以外のマイクからから出力された校正楽音信号から抽出された特性パラメータを記憶する記憶手段をさらに有し、
    前記生成手段が、前記パラメータ抽出手段により抽出された特性パラメータと、前記記憶手段に記憶された特性パラメータとの比較結果に基づいて、前記処理対象マイクに対する調整指示を生成する
    ことを特徴とする請求項７に記載のマルチマイクシステム。
11. 前記処理対象マイクから出力された校正楽音信号から抽出された特性パラメータの経時変化を記憶する記憶手段をさらに有し、
    前記故障予測手段が、前記記憶手段に記憶された特性パラメータの経時変化に基づいて故障を予測する
    ことを特徴とする請求項７に記載のマルチマイクシステム。
12. 前記特性パラメータが、前記校正楽音信号から抽出された周波数特性、位相特性、出力音圧レベル、インパルス応答、あるいは前記処理対象マイクの感度のいずれかを含むことを特徴とする請求項７〜１１のいずれかの項に記載のマルチマイクシステム。

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