JP2007156393A - インパルス応答検出装置及びインパルス応答検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な装置構成で良好なインパルス応答を正確に測定することができるインパルス測定装置を提供する。
【解決手段】所定の生成信号数にて生成する信号生成手段と、測定信号取得手段と、取得された前記測定信号を、前記生成信号数の前記サンプリング信号を含む少なくとも２つの周期信号として抽出する周期信号抽出手段と、抽出された前記前記第１の周期信号と、当該第１の周期信号に続く第２の周期信号の相互相関関数を算出し、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を選出する選出手段と、選出された前記サンプリング番号に基づいて前記第２の評価信号の前記生成信号数を補正する補正手段と、前記測定信号取得手段によって取得された前記測定信号と、前記補正手段によって前記生成信号数が補正された前記第２の評価信号と、に基づいて、インパルス応答を検出する検出手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本願はオーディオ信号を再生する音響再生装置等において、簡便かつ迅速にインパルス応答を効率よく検出することのできるインパルス応答検出装置等の技術分野に関する。

オーディオ信号を再生する音響再生装置から再生されたインパルス信号について、被測定物からのインパルス応答を測定することにより、被測定物の周波数特性等の様々な音響特性を把握することができる。

近年、パーソナルコンピュータを初めとする様々なコンピュータ技術の進歩により、以前の高価なＡ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器に代わり、ＣＤプレーヤ等に内蔵されたＤ／Ａ変換器やコンピュータに内蔵されたＡ／Ｄ変換器能を用いることにより良質なインパルス応答の測定結果が得られるようになった。

実際にＣＤプレーヤから出力されたインパルス信号を、マイク等を用いてコンピュータ内に入力しインパルス応答を計測する場合には、ＣＤプレーヤからＤ／Ａ変換器によってアナログ変換されて再生されたインパルス信号が、アンプ、スピーカを介して被測定室内に放音されて、マイク等の被測定物を介してコンピュータ内に取り込まれ、当該コンピュータに具備されたＡ／Ｄ変換処理部によってデジタル変換された後にインパルス応答が測定されることになる。

しかし、上記ＣＤプレーヤのＤ／Ａ変換器のサンプリング周期と、コンピュータに具備されたＡ／Ｄ変換処理部とのサンプリング周期の同期が非同期である場合には、同じ波形を表すサンプリング数（標本化数）が異なるために、最終的に測定される信号にうなりや誤差が生じてしまい、正確なインパルス応答を測定することができない。

この同期のずれを補正する方法として、例えばパイロット信号を用いる方法があるが、この場合、パイロット信号を発生させるパイロット信号発生器が必要となり、装置構成が複雑になり、高コストとなるという問題がある。

本願は以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、その課題の一例としては、測定対象となる被測定物のインパルス応答を検出する際に、Ｄ／Ａ変換とＡ／Ｄ変換の間に同期ずれが発生している場合であっても、簡単な装置構成で良好なインパルス応答を正確に検出することを目的とする。

上述した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、インパルス応答を測定するための第１及び第２の評価信号を、所定の生成信号数にて生成する信号生成手段と、前記生成された第１の評価信号をインパルス応答の測定対象となる被測定系を介して複数のサンプリング信号を含む測定信号として取得する測定信号取得手段と、前記取得された前記測定信号を、前記生成信号数の前記サンプリング信号を含む少なくとも２つの周期信号として抽出する周期信号抽出手段と、前記抽出された前記第１の周期信号と、当該第１の周期信号に続く第２の周期信号の前記相互相関関数を算出し、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を選出する選出手段と、前記選出された前記サンプリング番号に基づいて前記第２の評価信号の前記生成信号数を補正する補正手段と、前記測定信号取得手段によって取得された測定信号と、前記補正手段によって前記生成信号数が補正された前記第２の評価信号と、に基づいて、インパルス応答を検出する検出手段と、を有することを特徴とする。

上述した課題を解決するため、請求項７に記載の発明は、コンピュータを、インパルス応答を測定するための第１及び第２の評価信号を、所定の生成信号数にて生成する信号生成手段、生成された前記第１の評価信号を、インパルス応答の測定対象となる被測定系を介して複数のサンプリング信号を含む測定信号として取得する測定信号取得手段、取得された前記測定信号を、前記生成信号数の前記サンプリング信号を含む少なくとも２つの周期信号として抽出する周期信号抽出手段、抽出された前記前記第１の周期信号と、当該第１の周期信号に続く第２の周期信号の相互相関関数を算出し、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を選出する選出手段、選出された前記サンプリング番号に基づいて前記第２の評価信号の前記生成信号数を補正する補正手段及び、前記測定信号取得手段によって取得された前記測定信号と、前記補正手段によって前記生成信号数が補正された前記第２の評価信号と、に基づいて、インパルス応答を検出する検出手段として機能させることを特徴とする。

以下、本願の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、インパルス応答を測定するための第１の評価信号の一例としてＴＳＰ信号を用いたインパルス応答検出システムに含まれるコンピュータに対して、本願のインパルス応答検出装置を適用した場合の実施形態である。

始めに、本実施形態にかかるインパルス応答検出システムの構成及び機能を、図１及び図２を用いて説明する。なお、図１は、インパルス応答検出システムＳの概略図である。

このインパルス応答検出システムＳの概略を説明すると、当該システムＳは、信号生成手段、測定信号取得手段、周期信号抽出手段、選出手段、補正手段、検出手段及び同期加算処理手段として機能する制御部を含むコンピュータ１００及びＣＤ（Compact Disc）プレーヤ２００によって構成される。

先ず、コンピュータ１００にてインパルス応答を計測するための第１の評価信号としてのＴＳＰ（Time Stretched Pulse）信号Ｓｏ及び第２の評価信号としての逆ＴＳＰ信号Ｓｉを生成し、当該生成されたＴＳＰ信号ＳｏをＣＤ―Ｒ等の記録媒体（以下、単に「ＣＤ」と言う。）に記録する。そして、このＴＳＰ信号Ｓｏが記録されたＣＤをＣＤプレーヤ２００に装填し、当該ＣＤプレーヤ２００によってＤ／Ａ（Digital／Analog）変換されたＴＳＰ信号ＳｏがＣＤプレーヤ２００に接続ケーブルを介して接続された被測定物としてのスピーカ２０１を介して音響出力され、その後、出力された音響は測定室内を伝播して被測定物としてのマイク１０１を介してコンピュータ１００内に取り込まれ、当該コンピュータ１００にてＡ／Ｄ（Analog／Digital）変換されて測定信号Ｓｍとして取得される。そして、コンピュータ１００は、当該測定信号Ｓｍを用いて、測定されたＴＳＰ信号Ｓｏ（測定信号Ｓｍ（ｓｙ））と逆ＴＳＰ信号Ｓｉの信号同期が合うように、逆ＴＳＰ信号を補正した後に、インパルス応答を検出する。

以下、図２を用いて詳細に説明する。

同図は、インパルス応答検出システムＳの構成及び検出系の説明図であって、同図において一点鎖線で囲まれた枠内がインパルス応答の測定対象を示す本実施形態における被測定系であって、複数の被測定物を含むものである。なお、被測定物は、ＣＤプレーヤ２００のＤ／Ａ変換部２０４からコンピュータ１００のＡ／Ｄ変換部１０７間の構成部材及び測定室内環境等が測定対象物となる。なお、本実施形態では、ＣＤプレーヤ２００のＤ／Ａ変換部２０４からコンピュータ１００のＡ／Ｄ変換部１０７間の構成部材をアンプ２０５、スピーカ２０１、マイク１０１及びマイクアンプ１０６及び各部材を接続する接続ケーブル又はバスとする。
＜１．コンピュータの構成及び機能＞
コンピュータ１００は、インパルス発生部１０２、位相シフター１０３ｏ及び１０３ｉ、比較計測部１０４、信号補正部１０５、マイクアンプ１０６、Ａ／Ｄ変換部１０７、同期加算処理部１０８、重畳処理部１０９、インパルス測定信号検出部１１０及びコンピュータ全体を制御する制御部１１１とを含んで構成されており、各構成部分は、ケーブル又は図示しないバスを介して相互に接続されている。

インパルス発生部１０２は、位相シフター１０３ｏ及び１０３ｉと共に信号生成手段として機能し、瞬間的に発生する直流信号としてのインパルス信号を発生させる。そして、発生されたインパルス信号は、位相シフター１０３ｏ及び１０３ｉに出力される。

位相シフター１０３ｏは、インパルス発生部１０２及び位相シフター１０３ｉと共に信号生成手段として機能し、インパルス発生部１０２によって発生されたインパルス信号を、周波数の２乗に比例して変化させることにより、時間軸方向に引き延ばして（位相をずらして）ＴＳＰ信号長（生成信号数の一例）（例えば６５５３６サンプル）のＴＳＰ信号Ｓｏを第１の評価信号の一例として生成する。そして、生成されたＴＳＰ信号Ｓｏは、一旦ＣＤに記録された後に、ＣＤプレーヤ２００にて再生されることとなる。

また、位相シフター１０３ｉは、インパルス発生部１０２及び位相シフター１０３ｏと共に信号生成手段として機能し、インパルス発生部１０２によって発生されたインパルス信号を、位相シフター１０３ｏと同様時間軸方向に引き延ばした（位相をずらした）後に、時間軸上で逆転させてＴＳＰ信号長（生成信号数）（例えば６５５３６サンプル）の逆生成信号Ｓｉを第２の評価信号の一例として生成する。そして、生成された逆ＴＳＰ信号Ｓｉは、信号補正部１０５に送出されて、補正処理が施される。その後測定信号Ｓｍと重畳処理がされてインパルス応答が検出されることとなる。

なお、位相シフター１０３ｏ及び位相シフター１０３ｉにて生成したＴＳＰ信号Ｓｏと逆ＴＳＰ信号ＳｉのＴＳＰ信号長が６５５３６サンプルであることを示すＴＳＰ信号長データＤｔｓｐが、位相シフター１０３ｉから比較計測部１０４に送出され、比較計測部１０４にて当該ＴＳＰ信号長データＤｔｓｐを記憶しておくものとする。

比較計測部１０４は、周期信号抽出手段及び選出手段として機能し、Ａ／Ｄ変換部１０７を介して取得した被測定系からの測定信号Ｓｍを取り込んで、当該測定信号Ｓｍを用いてＣＤプレーヤ２００におけるＤ／Ａ変換とコンピュータ１００におけるＡ／Ｄ変換の間のクロック差によって生じた測定信号Ｓｍの信号長（以下、サンプリング数とも言う。）の、ＴＳＰ信号長とのずれを計測する。計測された測定信号Ｓｍの信号長は、信号補正部１０５及び同期加算処理部１０８に送出されて、逆ＴＳＰ信号Ｓｉの補正に使用されると共に、測定信号Ｓｍの同期加算処理に用いられることとなる。なお、比較計測部１０４における測定信号Ｓｍの信号長の計測手法、及び計測された信号長を用いた同期加算処理手法については、後の「３.インパルス応答検出処理の具体的処理手順」において詳述する。

信号補正部１０５は、補正手段として機能し、上述した比較計測部１０４によって計測された測定信号Ｓｍの信号長に基づいて逆ＴＳＰ信号Ｓｉの生成信号数を補正して逆ＴＳＰ信号Ｓｕを取得する。より具体的には、元々位相シフター１０３ｉによって生成された逆ＴＳＰ信号ＳｉはＴＳＰ信号長が６５５３６サンプルで構成された信号である。この逆ＴＳＰ信号Ｓｉを、比較計測部１０４によって計測された測定信号Ｓｍの信号長に基づいて再サンプリングして（生成信号数を補正）、測定信号Ｓｍと信号長を等しい信号長を有する補正逆ＴＳＰ信号Ｓｕを取得するよう構成する。そして、取得された補正逆ＴＳＰ信号Ｓｕは、重畳処理部１０９に送出されて測定信号Ｓｍと重畳されることとなる。

マイクアンプ１０６は、マイク１０１及びＡ／Ｄ変換部１０７と共に測定信号取得手段として機能し、被測定系に含まれるインパルス応答の測定対象である被測定物の一つであって、マイク１０１からの入力信号を増幅するためのものである。より具体的には、ＣＤプレーヤ２００にて再生され、スピーカ２０１にて音響出力されたＴＳＰ信号Ｓｏを、ケーブルを介して接続されたマイク１０１にて集音し、当該集音したＴＳＰ信号Ｓｏを増幅してコンピュータ１００内に取り込むよう構成する。

Ａ／Ｄ変換部１０７は、マイクアンプ１０６を介してコンピュータ１００内にアナログ信号として取り込んだＴＳＰ信号Ｓｏをデジタル信号に変換するためのものである。また、上記マイク１０１及びマイクアンプ１０６と共に測定信号取得手段として機能し、当該Ａ／Ｄ変換部１０７のサンプリングクロックに基づいて測定信号Ｓｍを複数のサンプリング信号として取得する。取得された測定信号Ｓｍが上記比較計測部１０４に送出されて、当該比較計測部１０４にて、測定信号ＳｍのうちＴＳＰ信号長６５５３６サンプル分のサンプリング信号を１つの周期信号とする、連続する２周期分の周期信号に基づいて、測定信号Ｓｍの信号長が計測されることとなる。

同期加算処理部１０８は、同期加算処理手段として機能し、順次同期加算処理を行ないＳ／Ｎ比の高い測定信号Ｓｍ（ｓｙ）を取得する。

重畳処理部１０９は、インパルス応答検出部１１０と共に検出手段として機能し、同期加算処理が施された測定信号Ｓｍ（ｓｙ）と、上記信号補正部１０５にて補正された補正逆ＴＳＰ信号Ｓｕと、の信号の畳み込みを行うためのものである。

そして、インパルス応答検出部１１０は、重畳処理部１０９と共に検出手段として機能し、重畳処理部１０９による測定信号Ｓｍと補正逆ＴＳＰ信号Ｓｕとの重畳処理の結果となるＴＳＰ応答信号Ｓｔｓｐに基づいて、インパルス応答を検出するためのものである。

また、制御部１１１は、上記各構成部材と共に信号生成手段、測定信号取得手段、周期信号抽出手段、選出手段、補正手段、検出手段及び同期加算処理手段として機能し、図示しないＲＡＭ等にインパルス応答検出プログラムを記憶する。
＜２．ＣＤプレーヤの構成及び機能＞
ＣＤプレーヤ２００は、ＣＤ装填部２０２、再生処理部２０３、Ｄ／Ａ変換部２０４及びアンプ２０５とを含んで構成されており、各構成部分は、図示しないバスを介して相互に接続されている。

ＣＤ装填部２０２は、コンピュータ１００によって生成されたＴＳＰ信号Ｓｏが記録されたＣＤを装填し動作させるためのものである。

再生処理部２０３は、上記ＣＤ装填部２０２に装填されたＣＤに記録された記録情報の再生処理を行なうためものもであって、本実施形態では、ＣＤに記録されたＴＳＰ信号Ｓｏの再生処理を行なう。なお、ＣＤに記録されたＴＳＰ信号Ｓｏを連続して再生し続けるよう構成する。すなわち、ＴＳＰ信号Ｓｏが２秒間に１回（１周期）のＴＳＰ信号Ｓｏである場合には、１０秒間で５回（５周期）のＴＳＰ信号Ｓｏが再生されることとなるが、上述の如く測定信号Ｓｍの信号長の検出のためには、少なくとも２周期分のＴＳＰ信号Ｓｏに対応する測定信号Ｓｍを必要とするため、２周期以上のＴＳＰ信号Ｓｏが連続して再生されなければならない。なお、上述の如くＣＤに記録されたＴＳＰ信号Ｓｏを連続して再生し続けてできるだけ多くの（周期が多い）ＴＳＰ信号Ｓｏを再生し、コンピュータ１００内に連続する多数のＴＳＰ信号Ｓｏが取り込まれるほど後に詳述する同期加算処理において、よりＳ／Ｎ比の高い測定信号Ｓｍを取得できる。

Ｄ／Ａ変換部２０４は、デジタル信号として再生処理部２０３にて読み取られたＴＳＰ信号Ｓｏを、アナログ信号に変換して、アンプ２０５に出力する。そして、アンプ２０５は、Ｄ／Ａ変換部２０４からの出力信号（ここではＴＳＰ信号Ｓｏ）を増幅してスピーカ２０１にて音響出力させるよう構成されている。
＜３.インパルス応答検出処理の具体的手順＞
続いて、上記インパルス応答検出システムＳによるインパルス応答検出の具体的な手順を図２及び図３を用いて説明する。当該処理は、制御部１１１の図示しないＲＡＭ等に記憶したインパルス応答検出プログラムに基づいて行われる。

先ず、コンピュータ１００のインパルス発生部１０２にて瞬間的に発生する直流信号としてのインパルス信号を発生させる。そして、発生したインパルス信号は、位相シフター１０３ｏと１０３ｉに送出され、位相シフター１０３ｏにてＴＳＰ信号Ｓｏが生成され、位相シフター１０３ｉにて逆ＴＳＰ信号Ｓｉが生成される。なお、位相シフター１０３ｉにて生成された逆ＴＳＰ信号Ｓｉについては、説明の便宜上ＴＳＰ信号Ｓｏによる測定信号Ｓｍの説明の後に行うこととする。

そして、位相シフター１０３ｏにて生成されたＴＳＰ信号Ｓｏは、一旦ＣＤに記録される。続いて、ＴＳＰ信号Ｓｏが記録されたＣＤがＣＤプレーヤ２００のＣＤ装填部２０２に装填され動作されると、再生処理部２０３にてＣＤに記録されたＴＳＰ信号Ｓｏが読み取られ再生処理が行なわれる。なお、上述の如く再生処理部２０３はＣＤに記録されたＴＳＰ信号Ｓｏを連続して再生し続けるよう構成する。

そして、再生されたＴＳＰ信号Ｓｏは、Ｄ／Ａ変換部２０４を介してデジタル信号からアナログ信号に変換され、アンプ２０５に出力される。そして、アンプ２０５は、Ｄ／Ａ変換部２０４からの出力信号（ここではＴＳＰ信号Ｓｏ）を増幅してスピーカ２０１に出力させるよう構成されている。

スピーカ２０１にて出力されたＴＳＰ信号は、測定室内を空気伝播し、マイク１０１にて集音され、マイクアンプ１０６によって信号増幅された後にコンピュータ１００内に測定信号Ｓｍとして取り込まれる。

そして、マイクアンプ１０６からの測定信号Ｓｍは、Ａ／Ｄ変換部１０７にてアナログ信号からデジタル信号に変換される。より具体的には、マイクアンプ１０６からの測定信号Ｓｍは、当該Ａ／Ｄ変換部１０７のサンプリングクロックに基づいて複数のサンプリング信号として取得することになる。

このとき、例えば、当該Ａ／Ｄ変換部１０７のサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚであって、Ａ／Ｄ変換部１０７と後に詳述するＣＤプレーヤ２００に具備したＤ／Ａ変換部との同期が一致する（同期が取れている）場合には、元のＴＳＰ信号ＳｏのＴＳＰ信号長は６５５３６サンプルと同様、１回のＴＳＰ信号Ｓｏに対応する測定信号Ｓｍの信号長も６５５３６サンプルとして取得でき、更には６５５３６／４４１００≒１．４８秒間隔で１つの測定信号Ｓｍが取得される計算となるのであるが、実際には、Ａ／Ｄ変換部１０７とＣＤプレーヤ２００のＤ／Ａ変換部とは非同期（同期がとれていない）なので、１回の測定信号Ｓｍのサンプル数（信号長）は、元のＴＳＰ信号長６５５３６サンプルとは同じとは限らない。

そこで、Ａ／Ｄ変換部１０７からの測定信号Ｓｍを、比較計測部１０４にて、複数の周期信号に分割し、２つの周期信号を抽出して相互相関関数を算出することにより、測定信号Ｓｍの信号長を計測する。

このとき、比較計測部１０４は、抽出手段として機能し、Ａ／Ｄ変換部１０７から送出された測定信号Ｓｍに含まれるサンプリング信号について、最初のサンプリング信号のサンプリング番号を１番として、元のＴＳＰ信号Ｓｏ（及び逆ＴＳＰ信号Ｓｉ）のＴＳＰ信号長６５５３６番までのサンプリング信号を１周期の周期信号Ｉ１として抽出する。なお、元のＴＳＰ信号Ｓｏの信号長は、位相シフター１０３ｉからＴＳＰ信号長データＤｔｓｐとして予め取得済みであるものとする。

図３（Ａ）及び（Ｂ）は、サンプリング番号１から６５５３６に対応するサンプリング信号を周期信号Ｉ１（第１の周期信号）とし、それに続く次のサンプリング番号６５５３７から１３１０７２を周期信号Ｉ２（第１の周期信号）として抽出した場合の説明図である。

そして、比較計測部１０４は選出手段として機能し、抽出した周期信号Ｉ１及び周期信号Ｉ２との相互相関関数を算出し、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を選び出す。

図３（Ａ）は、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号が６５５３６番である場合の一例である。この場合、比較計測部１０４から信号補正部１０５には逆ＴＳＰ信号Ｓｉを６５５３６サンプルとして再サンプリングするよう指示する旨の補正指示データＤｕを送出する。なお、このように相互相関関数を算出した結果、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号が元のＴＳＰ信号長６５５３６サンプルと変わらない場合には、後に重畳の対象となる逆ＴＳＰ信号Ｓｉと同じ信号長（サンプル数）であるため、逆ＴＳＰ信号Ｓｉの補正の必要もない。従って補正不要の旨の補正指示データＤｕを送出するよう構成してもよい。

一方、図３（Ｂ）は、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号が６５５５６番である場合の一例である。この場合、比較計測部１０４から信号補正部１０５には逆ＴＳＰ信号Ｓｉ６５５５６サンプルとして再サンプリングするよう指示する旨の補正指示データＤｕを送出する。

また、比較計測部１０４は、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を選び出すと、同期加算処理部１０８に対して、当該相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号に基づいて同期加算処理を行なうよう指示する旨の同期加算処理指示データＤｓｙを送出する。

比較計測部１０４では、Ａ／Ｄ変換部１０７から受け取った測定信号Ｓｍに対して順次周期信号Ｉを抽出し、各連続する周期信号同士について相互相関関数を算出し、それぞれ相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を同期加算処理部１０８に順次同期加算処理指示データＤｓｙとして送出するようになっている。

同期加算処理部１０８では、Ａ／Ｄ変換部１０７から受け取った測定信号Ｓｍに対して同期加算処理指示データＤｓｙに基づいて順次同期加算処理を行なう。
（１）同期加算処理の実施例
同期加算処理の一例として、周期信号Ｉｎ（ｎは自然数）とこれに続く周期信号Ｉｎ+１との相互相関関数を算出して、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号の次のサンプリング番号に対応するサンプリング信号を、次の周期信号Ｉｎ+１と、周期信号Ｉｎ+２の相互相関関数を算出する際における、周期信号Ｉｎ+１の最初のサンプリング信号とする。

図４を用いて具体的に説明すると、比較計測部１０４は、先ず、周期信号Ｉ１と、周期信号Ｉ２との相互相関関数を算出して、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号６５５５６を選び出す。そして、次に周期信号を抽出する際には、サンプリング番号６５５５６に１を加算したサンプリング番号６５５５７を最初のサンプリング信号として、６５５５７番から１３１０９２番（ＴＳＰ信号長分）のサンプリング信号を周期信号Ｉ２として抽出する。そして、次に続く周期信号Ｉ３を１３１０９３番から１９６６２９番まで同じようにＴＰＳ信号長分のサンプリング信号を抽出して、これを繰り返し行う。

このように、同じＴＳＰ信号Ｓｏを繰り返し再生かつ集音して取得し、順次同期加算処理を行ない測定信号Ｓｍ（ｓｙ）を行なうことにより、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。

また、上記同期加算処理の手法によれば、前後の周期信号毎にそれぞれ同期をとることによって、ＣＤプレーヤ２００のＤ／Ａ変換部２０４とコンピュータ１００のＡ／Ｄ変換部１０７のサンプリングクロックの同期が比較的緩やかな周期で揺らいでいる場合であっても対応することができる。
（２）同期加算処理の変形例
また、同期加算処理の他の例として、Ａ／Ｄ変換部１０７からの信号をＴＳＰ信号長毎に複数の周期信号として抽出する。抽出した周期の数をＦとすると、最初の周期信号Ｉ１とＦ番目の周期信号（すなわち最後の周期信号ＩＦ）との相互相関関数を算出することにより、測定信号Ｓｍの信号長の全体のずれを最初に把握する手法がある。

元のＴＳＰ信号長をＬとし、最初の周期信号Ｉ１とＦ番目の周期信号との相互相関関数相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号をＬｃとすると、以下の式（１）を満たす値Ｃを四捨五入した値をサンプリング番号として有するサンプリング信号を、第Ｓ番目の周期信号ＩＳの最初のサンプリング信号として取得する。

周期信号を抽出する際に、上記式を用いることにより、最初に抽出すべきサンプリング番号が瞬時に算出できるので、演算量を節約することができ、より迅速なインパルス応答の検出が可能となる。

このように、同期加算処理部１０８によって同期加算処理が施された測定信号Ｓｍ（ｓｙ）が重畳処理部１０９に送出される。

他方、位相シフター１０３ｉにて生成された逆ＴＳＰ信号Ｓｉは、信号補正部１０５に送出されて、当該信号補正部１０５にて比較計測部１０４から補正指示データＤｕに基づいて補正処理がされ、補正逆ＴＳＰ信号Ｓｕとして重畳処理部１０９に送出される。

そして、重畳処理部１０９は、インパルス応答検出部１１０と共に検出手段として機能し、同期加算処理が施された測定信号Ｓｍ（ｓｙ）と、上記信号補正部１０５にて補正された補正逆ＴＳＰ信号Ｓｕと、の信号の畳み込みを行ない、ＴＳＰ応答信号Ｓｔｓｐとしてインパルス応答検出部１１０に送出する。そして、インパルス応答検出部１１０でＴＳＰ応答信号Ｓｔｓｐに基づいて、インパルス応答を検出する。

以上説明したように、本実施形態によれば、インパルス応答を測定するために、インパルス信号に基づいて生成されたＴＳＰ信号と、当該ＴＳＰ信号Ｓｏを時間軸上で逆転させた逆ＴＳＰ信号Ｓｉと、をそれぞれＴＳＰ信号長６５５３６にて生成し、当該生成されたＴＳＰ信号Ｓｏをインパルス応答の測定対象となる被測定系を介して複数のサンプリング信号を含む測定信号Ｓｍとして取得し、さらに、当該測定信号ＳｍをＴＳＰ信号長６５５３６のサンプリング信号を含む少なくとも２つの周期信号として抽出して、これらの相互相関関数を算出し、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号に基づいて逆ＴＳＰ信号Ｓｉの生成信号数を補正するので、測定信号Ｓｍのサンプリング数と同じサンプリング数の補正逆ＴＳＰ信号Ｓｕを得ることができる。そして、この補正逆ＴＳＰ信号Ｓｕと測定信号Ｓｍとに基づいて、インパルス応答を検出するので、ＣＤプレーヤ２００のＤ／Ａ変換部２０４とコンピュータ１００のＡ／Ｄ変換部１０７の間に同期ずれが発生している場合であっても、簡単な装置構成で良好なインパルス応答を正確に検出することが可能になる。

また、測定信号Ｓｍに対して同期加算処理を行なうよう構成したので、Ｓ／Ｎ比の高い測定信号Ｓｍを取得することができ、更に良好なインパルス応答を検出することができる。

さらに、同期加算処理の際に、測定信号Ｓｍの信号長に基づいて前後の周期信号を順次取得していくので、ＣＤプレーヤ２００のＤ／Ａ変換部２０４とコンピュータ１００のＡ／Ｄ変換部１０７のサンプリングクロックの同期がゆるい周期で揺らいでいる場合であっても対応することができる。

さらに、同期加算処理の変形例にて説明したように、元のＴＳＰ信号長をＬとし、抽出した周期の数をＦ（Ｆは２以上の自然数）とし、抽出された周期信号Ｉ１と、最後の周期である周期信号ＩＦとの相互相関関数を算出し、かつ、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号をＬｃとした場合、周期信号ＩＳを抽出する際に、上述した式（１）を満たす値Ｃを四捨五入した値をサンプリング番号として有するサンプリング信号を、最初のサンプリング信号とするよう構成したので、最初に抽出すべきサンプリング番号を瞬時に算出できるので、演算量を節約することができ、より迅速にインパルス応答の検出が可能となる。
＜４．周期信号の抽出手法の変形例＞
上述した実施例では、比較計測部１０４は、位相シフター１０３ｉから受け取ったＴＳＰ信号長データＤｔｓｐに基づいて、Ａ／Ｄ変換部１０７から送出された測定信号Ｓｍに含まれるサンプリング信号について、最初のサンプリング信号のサンプリング番号を１番として、元のＴＳＰ信号Ｓｏ（及び逆ＴＳＰ信号Ｓｉ）のＴＳＰ信号長６５５３６番までのサンプリング信号を１周期の周期信号Ｉ１として抽出し、以降、周期信号Ｉ２、Ｉ３と抽出するよう構成したが、ＴＳＰ信号長のＮ倍した数のサンプリング数を１つの周期信号として抽出するよう構成することもできる。

以下、図５を用いて具体的に説明する。

図５は、ＴＳＰ信号を２倍（Ｎ＝２）した数のサンプリング信号を１つの周期信号として抽出して、サンプリング番号１から１３１０７２に対応するサンプリング信号を周期信号Ｉ１（第１の周期信号）とし、それに続く次のサンプリング番号１３１０７２から２６２１４４を周期信号Ｉ２（第２の周期信号）として抽出した場合の説明図である。

このとき、比較計測部１０４は、上記と同様に相互相関関数の算出によって相関値が最大となるサンプリング信号のサンプル番号を選び出すが、信号補正部１０５に対してＴＳＰ信号を何倍（Ｎの数）にして周期信号を取得したかを選び出したサンプル番号と共に補正指示データＤｕとして送出する。

これを受けた信号補正部１０５は、補正指示データＤｕに基づいて、逆ＴＳＰ信号Ｓｉを一旦Ｎ倍した後に補正（再サンプリングを）行ない、補正処理後に１／Ｎ倍して補正逆ＴＳＰ信号Ｓｕを取得する。

このように、測定信号ＳｍをＮ倍にオーバーサンプリング（逓倍）することによって、１サンプル信号未満のずれまでも正確に計測してインパルス応答を高精度に取得することができる。

＜５．変形形態＞
上記実施形態においては、インパルス応答を測定するための第１の評価信号としてＴＳＰ信号を用いた構成を採用していた。しかし、インパルス応答を測定するために用いる評価信号はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｍ系列信号を評価信号として用いても良い。

図６は、Ｍ系列信号を評価信号として用いた場合のインパルス応答検出システムＳの構成及び検出系の説明図である。上記実施形態にて信号生成手段として機能したインパルス発生部１０２、位相シフター１０３ｏ及び１０３ｉに代えて、Ｍ系列信号発生部５０２を備える。インパルス応答検出システムＳのその他の構成及び機能は、上述した実施形態と同様である。

Ｍ系列信号発生部５０２は、信号生成手段として機能し、Ｍ系列信号Ｓm-seq.を発生させる。そして、発生されたＭ系列信号Ｓm-seq.は、ＣＤに記録されてＣＤプレーヤ２００にて再生され、また、信号補正部１０５に送出されて補正処理が施される。つまり、ＣＤプレーヤ２００にて再生されインパルス応答の被測定系にて音響出力されるＭ系列信号Ｓm-seq.を本願における第１の評価信号の一例とし、被測定系からの測定信号Ｓｍと重畳すべく、信号補正部１０５に送出されるＭ系列信号Ｓm-seq. を本願における第２の評価信号の一例とする。

更に、比較計測部１０４にもＭ系列信号Ｓm-seq.が送出される。そして、比較計測部１０４にて、Ｍ系列信号長（生成信号数の一例）を示すＭ系列信号長Ｄm-seq（図示せず）が、後の周期信号の抽出処理に利用される。

信号補正部１０５等その他の各構成部材における具体的な機能は上述した実施形態と同じである。

インパルス応答検出システムＳの概略図である。 インパルス応答検出システムＳの構成及び検出系の説明図である。 周期信号の抽出手法の一例である。 周期信号の抽出手法の一例である。 周期信号の抽出手法の変形例である。 Ｍ系列信号を評価信号として用いた場合のインパルス応答検出システムＳの構成及び検出系の説明図である。

符号の説明

Ｓ…インパルス応答検出システムＳ
１００…コンピュータ
１０１…マイク
１０２…インパルス発生部
１０３ｏ、１０３ｉ…位相シフター
１０４…比較計測部
１０５…信号補正部
１０６…マイクアンプ
１０７…Ａ／Ｄ変換部
１０８…同期加算処理部
１０９…重畳処理部
１１０…インパルス応答検出部
１１１…制御部
２００…ＣＤプレーヤ
２０１…スピーカ
２０２…ＣＤ装填部
２０３…再生処理部
２０４…Ｄ／Ａ変換部
２０５…アンプ
５０２…Ｍ系列信号発生部
Ｓｏ…ＴＳＰ信号
Ｓｉ…逆ＴＳＰ信号
Ｓｕ…補正逆ＴＳＰ信号
Ｓｍ、Ｓｍ（ｓｙ）…測定信号
Ｓｔｓｐ…ＴＳＰ応答信号
Ｉ（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、・・・）…周期信号
Ｄｔｓｐ…ＴＳＰ信号長データ
Ｄｕ…補正指示データ
Ｄｓｙ…同期加算処理指示データ
Ｓm-seq.…Ｍ系列信号
Ｄm-seq.…Ｍ系列信号長データ
Ｓmre…Ｍ系列応答信号

Claims (12)

1. インパルス応答を測定するための第１及び第２の評価信号を、所定の生成信号数にて生成する信号生成手段と、
   生成された前記第１の評価信号を、インパルス応答の測定対象となる被測定系を介して複数のサンプリング信号を含む測定信号として取得する測定信号取得手段と、
   取得された前記測定信号を、前記生成信号数の前記サンプリング信号を含む少なくとも２つの周期信号として抽出する周期信号抽出手段と、
   抽出された前記第１の周期信号と、当該第１の周期信号に続く第２の周期信号の相互相関関数を算出し、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を選出する選出手段と、
   選出された前記サンプリング番号に基づいて前記第２の評価信号の前記生成信号数を補正する補正手段と、
   前記測定信号取得手段によって取得された前記測定信号と、前記補正手段によって前記生成信号数が補正された前記第２の評価信号と、に基づいて、インパルス応答を検出する検出手段と、
   を有することを特徴とするインパルス応答検出装置。
2. 請求項１に記載のインパルス応答検出装置において、
   前記周期信号抽出手段は、前記取得された前記測定信号を、前記生成信号数のＮ（Ｎは２以上の自然数）倍の数のサンプリング信号を含む前記周期信号として抽出し、
   前記補正手段は、前記第２の評価信号を前記Ｎ倍に逓倍した後に、前記選出手段によって選出された前記サンプリング番号に基づいて、当該Ｎ倍に逓倍された第２の評価信号の前記生成信号数を補正し、
   前記検出手段は、前記測定信号取得手段によって取得された前記測定信号と、前記補正手段によって補正された前記Ｎ倍に逓倍された第２の評価信号と、に基づいて、インパルス応答を検出する際に用いることを特徴とするインパルス応答検出装置。
3. 請求項１又は２に記載のインパルス応答検出装置において、
   前記周期信号抽出手段は、前記測定信号取得手段によって取得された前記測定信号について、前記第１の周期信号から最後の周期信号まで、順次連続する周期信号を抽出し、
   前記選出手段は、前記抽出された連続する前記周期信号ごとに前記相互相関関数を夫々算出して、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を夫々選出し、かつ、
   前記選出された各サンプリング番号に基づいて前記測定信号に対する同期加算処理を順次行なう同期加算処理手段を更に有し、
   前記検出手段は、前記同期加算処理がされた前記測定信号に基づいて、前記インパルス応答を検出することを特徴とするインパルス応答検出装置。
4. 請求項３に記載のインパルス応答検出装置において、
   前記周期信号抽出手段は、前記測定信号取得手段によって取得された前記測定信号について、前記第１の周期信号と、当該第１の周期信号に続く第２の周期信号と、の２つの周期信号を抽出し、
   前記選出手段は、前記抽出された前記２つの周期信号の前記相互相関関数を算出して、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を夫々選出し、
   更に、前記周期信号抽出手段は、前記選出手段によって選出されたサンプリング番号の次のサンプリング番号に対応するサンプリング信号を、次の前記第２の周期信号と、当該第２の周期信号に続く第３の周期信号と、の前記２つの周期信号として抽出する際における当該第２の周期信号の最初のサンプリング信号とすることを特徴とするインパルス応答検出装置。
5. 請求項３に記載のインパルス応答検出装置において、
   前記周期信号抽出手段によって抽出された周期の数をＦ（Ｆは２以上の自然数）とし、
   前記選出手段は、前記周期信号抽出手段によって抽出された前記第１の周期信号と、最後の周期である第Ｆの周期信号との相互相関関数を算出し、かつ、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号をＬｃとし、
   前記生成信号数をＬとすると、
   前記周期信号抽出手段は、第Ｓ（Ｓは２以上かつＦ以下の自然数）の周期信号を抽出する際に、以下の式（１）を満たす値Ｃを四捨五入した値をサンプリング番号として有するサンプリング信号を、前記第Ｓの周期信号の最初のサンプリング信号とすることを特徴とするインパルス応答検出装置。
   

   
6. 請求項１乃至請求項５に記載のインパルス応答検出装置において、
   前記信号生成手段にて生成される第１の評価信号は、ＴＳＰ信号又はＭ系列信号であって、
   前記第１の評価信号がＴＳＰ信号である場合、前記第２の評価信号は、前記ＴＳＰ信号を時間軸上で逆転させた逆ＴＳＰ信号であり、
   前記第１の評価信号がＭ系列信号である場合、前記第２の評価信号も前記第１の評価信号と同一のＭ系列信号であることを特徴とするインパルス応答検出装置。
7. コンピュータを、
   インパルス応答を測定するための第１及び第２の評価信号を、所定の生成信号数にて生成する信号生成手段、
   生成された前記第１の評価信号を、インパルス応答の測定対象となる被測定系を介して複数のサンプリング信号を含む測定信号として取得する測定信号取得手段、
   取得された前記測定信号を、前記生成信号数の前記サンプリング信号を含む少なくとも２つの周期信号として抽出する周期信号抽出手段、
   抽出された前記前記第１の周期信号と、当該第１の周期信号に続く第２の周期信号の相互相関関数を算出し、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を選出する選出手段、
   選出された前記サンプリング番号に基づいて前記第２の評価信号の前記生成信号数を補正する補正手段及び、
   前記測定信号取得手段によって取得された前記測定信号と、前記補正手段によって前記生成信号数が補正された前記第２の評価信号と、に基づいて、インパルス応答を検出する検出手段として機能させることを特徴とするインパルス応答検出プログラム。
8. 請求項７に記載のインパルス応答検出プログラムにおいて、
   前記周期信号抽出手段を、前記取得された前記測定信号を、前記生成信号数のＮ（Ｎは２以上の自然数）倍の数のサンプリング信号を含む前記周期信号として抽出するよう機能させ、
   前記補正手段を、前記第２の評価信号を前記Ｎ倍に逓倍した後に、前記選出手段によって選出された前記サンプリング番号に基づいて、当該Ｎ倍に逓倍された第２の評価信号の前記生成信号数を補正するよう機能させ、
   前記検出手段を、前記測定信号取得手段によって取得された前記測定信号と、前記補正手段によって補正された前記Ｎ倍に逓倍された第２の評価信号と、に基づいて、インパルス応答を検出する際に用いるよう機能させることを特徴とするインパルス応答検出プログラム。
9. 請求項７又８に記載のインパルス応答検出プログラムにおいて、
   前記周期信号抽出手段を、前記測定信号取得手段によって取得された前記測定信号について、前記第１の周期信号から最後の周期信号まで、順次連続する周期信号を抽出するよう機能させ、
   前記選出手段を、前記抽出された連続する前記周期信号ごとに前記相互相関関数を夫々算出して、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を夫々選出するよう機能させ、かつ、
   前記コンピュータを、前記選出された各サンプリング番号に基づいて前記測定信号に対する同期加算処理を順次行なう同期加算処理手段として更に機能させ、
   前記検出手段を、前記同期加算処理がされた前記測定信号に基づいて、前記インパルス応答を検出するよう機能させることを特徴とするインパルス応答検出プログラム。
10. 請求項９に記載のインパルス応答検出プログラムにおいて、
    前記周期信号抽出手段を、前記測定信号取得手段によって取得された前記測定信号について、前記第１の周期信号と、当該第１の周期信号に続く第２の周期信号と、の２つの周期信号を抽出するよう機能させ、
    前記選出手段を、前記抽出された前記２つの周期信号の前記相互相関関数を算出して、相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号を夫々選出するよう機能させ、
    更に、前記周期信号抽出手段を、前記選出手段によって選出されたサンプリング番号の次のサンプリング番号に対応するサンプリング信号を、次の前記第２の周期信号と、当該第２の周期信号に続く第３の周期信号と、の前記２つの周期信号として抽出する際における当該第２の周期信号の最初のサンプリング信号とするよう機能させることを特徴とするインパルス応答検出プログラム。
11. 請求項９に記載のインパルス応答検出プログラムにおいて、
    前記周期信号抽出手段によって抽出された周期の数をＦ（Ｆは２以上の自然数）とし、
    前記選出手段を、前記周期信号抽出手段によって抽出された前記第１の周期信号と、最後の周期である第Ｆの周期信号との相互相関関数を算出するよう機能させ、かつ、
    前記相互相関関数の相関値が最大となるサンプリング信号のサンプリング番号をＬｃとし、
    前記生成信号数をＬとすると、
    前記周期信号抽出手段を、第Ｓ（Ｓは２以上かつＦ以下の自然数）の周期信号を抽出する際に、以下の式（１）を満たす値Ｃを四捨五入した値をサンプリング番号として有するサンプリング信号を、前記第Ｓの周期信号の最初のサンプリング信号とするよう機能させることを特徴とするインパルス応答検出プログラム。
    

    
12. 請求項７乃至請求項１１に記載のインパルス応答検出プログラムにおいて、
    前記信号生成手段にて生成される第１の評価信号は、ＴＳＰ信号又はＭ系列信号であって、
    前記第１の評価信号がＴＳＰ信号である場合、前記第２の評価信号は、前記ＴＳＰ信号を時間軸上で逆転させた逆ＴＳＰ信号であり、
    前記第１の評価信号がＭ系列信号である場合、前記第２の評価信号も前記第１の評価信号と同一のＭ系列信号であることを特徴とするインパルス応答検出プログラム。

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