JP2008227891A - 音響装置、遅延測定方法、遅延測定プログラム及びその記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】
マルチチャンネル方式を採用しつつ、聴取位置における各チャンネルの音声の同期を精度良く図る際に有用な遅延時間測定を行う。
【解決手段】
集音位置における暗騒音量レベルを暗騒音推定部２５１が推定し、推定された暗騒音量レベルを減算部２６１が差し引いて補正音量を算出する。引き続き、閾値時刻特定部２６２が、テスト音声の出力後における補正音量の時間積分値が所定の閾値に達する閾値時刻を特定する。そして、遅延推定部２６３が、テスト音声の出力後から閾値時刻までの期間において、補正音量が最大となる時刻を集音位置へのテスト音声の直接波の到達時刻と推定する。この到達時刻の推定結果に基づいて、テスト音声を出力したスピーカから集音位置までの伝搬遅延時間を推定する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、音響装置、遅延測定方法、遅延測定プログラム及びその記録媒体に関する。

従来から、５．１チャンネルサラウンド方式等の複数のスピーカを組み合せたマルチチャンネル方式を採用する音響装置が普及している。こうした音響装置では、聴取者にとって違和感の無いように楽曲等を再生するため、各スピーカからの出力音声について、楽曲等の音声コンテンツの作成者が意図した通りの同期をとることが必要となる。

かかる同期を実現するため、各スピーカに対してＭ系列信号を順次供給して音声を出力させて、各スピーカからの出力音声の伝搬遅延時間を測定する技術が提案されている（特許文献１参照：以下、「従来例」と呼ぶ）。この従来例の技術では、各スピーカから出力された音声を、マイクロフォンで集音することにより、インパルス応答を測定した後、インパルス応答のピーク値を検出する。そして、各スピーカに対応して検出されたピーク値に所定の定数（１未満の定数）を乗算した値を各スピーカの閾値とする。

次に、各スピーカに関する集音結果において、対応する閾値を最初に越えたインパルス応答の立ち上がり時点を検出する。そして、各スピーカについて、Ｍ系列信号を供給した時点から当該立ち上がり時点までの時間を、出力音声の伝搬遅延時間として求める。

引き続き、求められた各スピーカの伝搬遅延時間に基づいて、各スピーカに対応して配設された遅延器による遅延時間量を設定する。その後、遅延時間量が設定された遅延器を介して、オーディオ信号を各スピーカに供給する。この結果、各スピーカからの出力音声について、聴取位置における同期が図られる。

特許第３１４８０６０号公報

上述した従来例の技術では、インパルス応答のピーク値から求めた閾値を用いて、スピーカからの出力音声の伝搬遅延時間を求めている。しかしながら、例えば、車両の車室等のように広いとはいえない閉空間内では、スピーカから出力された音声の直接音に近いタイミングで、反射音もマイクロフォンに入射することになる。また、周囲雑音もマイクロフォンに入射する。このため、集音位置における集音結果から、スピーカからの直接音のピークを精度良く検出できない場合があった。特に、ツイータ（tweeter）等の高域再生専用のスピーカから出力される音声の場合には、反射音の影響が大きくなり、従来例の技術を適用しても、各スピーカからの出力音声の聴取位置における同期を精度良く図ることができず、聴取者に違和感を生じさせる結果を招くことがあった。

このため、車両の車室等においても、各スピーカから集音位置までの音声の伝搬遅延時間を精度良く求め、各スピーカからの出力音声の聴取位置における同期を精度良く図ることができる技術が待望されている。かかる要望に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、マルチチャンネル方式を採用しつつ、聴取位置における各チャンネルの音声の同期を精度良く図ることができる新たな音響装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、マルチチャンネル方式を採用しつつ、聴取位置における各チャンネルの音声の同期を精度良く図る際に有用な新たな遅延測定方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、音声コンテンツの再生結果を複数のスピーカから音場空間へ向けて音声を出力する音響装置であって、前記音場空間の所定の集音位置で集音を行う集音手段と；前記複数のスピーカのいずれからも音声を出力していない状態における前記集音手段による集音結果に基づいて、前記音場空間の暗騒音量レベルを推定する暗騒音推定手段と；前記複数のスピーカの中から選択されたスピーカである選択スピーカからテスト音声を出力させるテスト音声発生手段と；前記テスト音声の出力後における前記集音手段の集音結果に基づいて得られる各時刻の集音音量から、前記暗騒音推定手段により推定された前記暗騒音量レベルを差し引いた各時刻の補正音量を算出する減算手段と；前記補正音量の時間積分値が所定の閾値に達した閾値時刻を特定する特定手段と；前記テスト音声の出力時刻から前記閾値時刻までの期間内で、前記補正音量が最大となる時刻を、前記テスト音声の前記集音手段への到達時刻と推定し、前記テスト音声の出力時刻から前記推定された到達時刻までの時間を、前記選択スピーカからの前記集音手段までの前記テスト音声の伝搬遅延時間と推定する遅延推定手段と；を備えることを特徴とする音響装置である。

請求項７に記載の発明は、所定の音場空間における暗騒音量レベルを推定する暗騒音推定工程と；前記音場空間に向けて音声を出力する複数のスピーカの中から選択されたスピーカである選択スピーカからテスト音声を出力するテスト音声出力工程と；前記テスト音声の出力後における集音結果として得られる集音音量から、推定された前記暗騒音量レベルを差し引く減算工程と；前記テスト音声の出力後において、前記減算工程において得られた補正音量の時間積分値が所定の閾値に達した時刻を特定する特定工程と；前記テスト音声の出力後から前記特定工程において特定された時刻までの期間内で、前記補正音量が最大となる時刻を、前記選択スピーカからの前記テスト音声の集音位置への到達時刻と推定する到達時刻推定工程と；前記テスト音声の出力時刻から前記到達推定時刻工程において推定された到達時刻までの時間を、前記選択スピーカから前記集音位置までの前記テスト音声の伝搬遅延時刻と推定する遅延推定工程と；を備えることを特徴とする遅延測定方法である。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の遅延測定方法を演算手段に実行させる、ことを特徴とする遅延測定プログラムである。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の遅延測定プログラムが、演算手段により読み取り可能に記録された記録媒体である。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図１１を参照しつつ説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一の又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［構成］
図１には、一実施形態に係る音響装置１００の概略的な構成がブロック図にて示されている。なお、以下の説明では、音響装置１００は、移動体である車両ＣＲ（図２参照）に搭載され、５．１チャンネルサラウンド方式を採用しているものとする。

この図１に示されるように、音響装置１００は、制御ユニット１１０と、ドライブユニット１２０とを備えている。

また、音響装置１００は、音出力ユニット１３０_Cと、音出力ユニット１３０_Lと、音出力ユニット１３０_Rと、音出力ユニット１３０_SLと、音出力ユニット１３０_SRと、音出力ユニット１３０_SWとを備えている。ここで、音出力ユニット１３０_Cはセンタスピーカ１３１_Cを有し、音出力ユニット１３０_Lはレフトスピーカ１３１_Lを有している。また、音出力ユニット１３０_Rはライトスピーカ１３１_Rを有し、音出力ユニット１３０_SLはサラウンドレフトスピーカ１３１_SLを有している。また、音出力ユニット１３０_SRは、サラウンドライトスピーカ１３１_SRを有し、音出力ユニット１３０_SWは、サブウーファスピーカ１３１_SWを有している。

さらに、音響装置１００は、集音手段としての集音ユニット１４０と、表示ユニット１５０と、操作入力ユニット１６０とを備えている。

なお、制御ユニット１１０以外の要素１２０〜１６０は、制御ユニット１１０に接続されている。

制御ユニット１１０は、音響装置１００の全体を統括制御する。この制御ユニット１１０の詳細については、後述する。

ドライブユニット１２０は、音コンテンツが記録されたコンパクトディスクＣＤが挿入された状態で、制御ユニット１１０から音コンテンツの再生指令ＤＶＣを受けると、再生指定がなされた音をコンテンツコンパクトディスクＣＤから読み出す。かかる音コンテンツの読み出し結果は、オーディオ信号であるコンテンツデータＣＴＤとして制御ユニット１１０に送られる。

音出力ユニット１３０_C，１３０_L，１３０_R，１３０_SL，１３０_SR，１３０_SWのそれぞれは、上述したスピーカの他に、制御ユニット１１０から受信した音声出力信号を増幅する増幅器とを備えている。これらの音出力ユニット１３０_C〜１３０_SWは、制御ユニット１１０による制御のもとで、案内用音声、音楽等を再生して出力する。

本実施形態では、図２に示されるように、音出力ユニット１３０_Cのセンタスピーカ１３１_Cは、車両ＣＲの車内空間である音場空間ＡＳＰの前方中央部のダッシュボード内に配置される。このセンタスピーカ１３１_Cは、後方を向くように配設されている。

音出力ユニット１３０_Lのレフトスピーカ１３１_Lは、助手席側の前方ドア筐体内に配置されている。このレフトスピーカ１３１_Lは、助手席側を向くように配設されている。

音出力ユニット１３０_Rのライトスピーカ１３１_Rは、運転席側の前方ドア筐体内に配置されている。このライトスピーカ１３１_Rは、運転席側を向くように配設されている。

音出力ユニット１３０_SLのサラウンドレフトスピーカ１３１_SLは、助手席側後部の筐体内に配置される。このサラウンドレフトスピーカ１３１_SLは、助手席側の後部座席を向くように配設されている。

音出力ユニット１３０_SRのサラウンドライトスピーカ１３１_SRは、運転席側後部の筐体内に配置される。このサラウンドライトスピーカ１３１_SRは、運転席側の後部座席を向くように配設されている。

音出力ユニット１３０_SWのサブウーハスピーカ１３１_SWは、音場空間ＡＳＰの後部に配置される。このサブウーハスピーカ１３１_SWは、車両の前方に向けて配設されている。

図１に戻り、集音ユニット１４０は、（ｉ）周囲の音を収集して電気的なアナログ音声信号とするマイクロフォン、（ii）マイクロフォンから入力されたアナログ音声信号を増幅する増幅器とを備えて構成されている。ここで、マイクロフォンは、音場空間ＡＳＰにおける所定の少なくとも１つの位置に配置されている。集音ユニット１４０による集音結果データＡＡＤは制御ユニット１１０に報告される。

表示ユニット１５０は、（ｉ）液晶表示パネル、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の表示デバイス１５１と、（ii）制御ユニット１１０から送出された表示制御データＩＭＤに基づいて、表示ユニット１５０全体の制御を行うグラフィックレンダラ等の表示コントローラと、（iii）表示画像データを記憶する表示画像メモリ等を備えて構成されている。この表示ユニット１５０は、制御ユニット１１０による制御のもとで、操作ガイダンス情報等を表示する。

操作入力ユニット１６０は、音響装置１００の本体部に設けられたキー部、あるいはキー部を備えるリモート入力装置等により構成される。ここで、本体部に設けられたキー部としては、表示ユニット１５０の表示デバイス１５１に設けられたタッチパネルを用いることができる。なお、キー部を有する構成に代えて、音声入力する構成を採用することもできる。

この操作入力ユニット１６０を利用者が操作することにより、音響装置１００の動作内容の設定が行われる。例えば、各スピーカの周波数特性の設定、音コンテンツの再生等を、利用者が操作入力ユニット１６０を利用して行う。こうした入力内容は、操作入力データＩＰＤとして、操作入力ユニット１６０から制御ユニット１１０へ送られる。

制御ユニット１１０は、上述したように、音響装置１００の全体を統括制御する。この制御ユニット１１０は、図３に示されるように、制御処理部１１１と、調整手段としてのチャンネル信号処理部（ＣＳＰ）１１２と、音量調整部（ＶＬＡ）１１３と、信号選択部（ＳＳＬ）１１４と、テスト音声発生手段としてのテスト信号発生部（ＴＳＧ）１１５を備えている。

制御処理部１１１は、操作入力ユニット１６０に入力された指令入力や集音ユニット１４０による集音結果に基づいて、チャンネル信号処理部１１２、音量調整部１１３、信号選択部１１４及びテスト信号発生部１１５を制御する。また、制御処理部１１１は、ドライブユニット１２０及び表示ユニット１５０を制御する。この制御処理部１１１については、後述する。

チャンネル信号処理部１１２は、ドライブユニット１２０からのコンテンツデータＣＴＤを受ける。そして、チャンネル信号処理部１１２は、コンテンツデータＣＴＤに含まれている複数のチャンネルデータ（本実施形態では、６つのチャンネルデータ）のそれぞれについて処理を行う。このチャンネル信号処理部１１２は、図４に示されるように、チャンネル分離部（ＣＨＳ）２１０と、周波数特性補正部（ＦＣＳ）２２０と、遅延手段としての遅延部（ＤＬＡ）２３０とを備えている。

チャンネル分離部２１０は、コンテンツデータＣＴＤを受ける。そして、コンテンツデータＣＴＤを受けたチャンネル分離部２１０は、コンテンツデータＣＴＤを展開し、オーディオ信号であるデジタル音データ信号を生成する。引き続き、チャンネル分離部１１１は、生成されたデジタル音データ信号を解析し、デジタル音データ信号に含まれるチャンネル指定情報に従って、デジタル音データ信号を、上述したＣチャンネル、Ｌチャンネル、Ｒチャンネル、ＳＬチャンネル、ＳＲチャンネル及びＳＷチャンネルのデータ信号に分離することにより、デジタル音データ信号を、Ｃ〜ＳＷチャンネルのデータ信号に変換する。こうして各チャンネルに分離されたデータ信号である６つのチャンネル信号ＬＤ_C，ＬＤ_L，ＬＤ_R，ＬＤ_SL，ＬＤ_SR，ＬＤ_SWは、周波数特性補正部２２０へ送られる。

周波数特性補正部２２０は、チャンネル信号ＬＤ_C〜ＬＤ_SWを受ける。そして、周波数特性補正部２２０は、チャンネル信号ＬＤ_C〜ＬＤ_SWのそれぞれを、制御処理部１１１からの周波数特性補正指令ＦＣＣに従って周波数補正する。かかる補正結果は、周波数特性補正信号ＦＣＤ_C〜ＦＣＤ_SWとして、遅延部２３０へ送られる。なお、周波数特性補正部２２０は、周波数特性補正の途中段階におけるデータ信号ＳＳＴを、周波数特性補正指令ＦＣＣの生成のために制御処理部１１１へ向けて出力する。

遅延部２３０は、周波数特性補正信号ＦＣＤ_C〜ＦＣＤ_SWを受ける。そして、周波数特性補正部２２０は、周波数特性補正信号ＦＣＤ_C〜ＦＣＤ_SWのそれぞれを、制御処理部１１１からの遅延制御指令ＤＬＣに従って遅延させる。かかる機能を有する遅延部２３０は、図５に示されるように、６つの遅延器２２１_C〜２２１_SWを備えている。

遅延器２２１_j（ｊ＝Ｃ〜ＳＷ）のそれぞれは、遅延制御指令ＤＬＣにおける個別の遅延制御指令ＤＬＣ_jにより指定された遅延時間ＤＬ_jだけ周波数特性補正信号ＦＣＤ_C〜ＦＣＤ_SWを遅延させる。かかる遅延結果は、チャンネル処理信号ＣＰＤ_C〜ＣＰＤ_SWとして、音量調整部１１３へ送られる。

図３に戻り、音量調整部１１３は、チャンネル処理信号ＣＰＤ_C〜ＣＰＤ_SWを受ける。そして、音量調整部１１３は、チャンネル処理信号ＣＰＤ_C〜ＣＰＤ_SWのそれぞれを、制御処理部１１１からの音量調整指令ＶＬＣに従って音量調整する。かかる調整結果は、調整音量信号ＣＶＤ_C〜ＣＶＤ_SWとして、信号選択部１１４へ送られる。

信号選択部１１４は、音量調整信号ＣＶＤ_C〜ＣＶＤ_SWとテスト信号発生部１１５からのテスト音声信号ＧＳＳとを受ける。そして、信号選択部１１４は、制御処理部１１１からの出力選択指令ＯＤＳに従って、音出力ユニット１３０_j（ｊ＝Ｃ〜ＳＷ）のそれぞれに対して、調整音量信号ＣＶＤ_jの供給、テスト音声信号ＧＳＳの供給、及び、いずれの信号も供給しないかを選択する。かかる機能を有する信号選択部１１４は、図６に示されるように、スイッチ素子２４１_C〜２４１_SWを備えている。

スイッチ素子２４１_jのそれぞれは、入力端子としてＡ端子及びＢ端子を有するとともに、出力端子としてＣ端子を有している。スイッチ素子２４１_jでは、Ａ端子で調整音量信号ＣＶＤ_jを受けるとともに、Ｂ端子でテスト音声信号ＧＳＳを受ける。そして、出力選択指令ＯＤＳにおける個別選択指令ＯＤＳ_jに従って、Ａ端子とＣ端子とを接続したり、Ｂ端子とＣ端子とを接続したり、更に、Ａ端子及びＢ端子のいずれともＣ端子を接続しなかったりする。スイッチ素子２４１_jのＣ端子からは、選択された信号（無信号を含む）が、音出力信号ＡＯＤ_C〜ＡＯＤ_SWとして音出力ユニット１３０_jへ送られる。

図３に戻り、テスト信号発生部１１５は、制御処理部１１１から音出力ユニット指定を含むテスト信号発生指令ＳＧＣを受けると、各スピーカ１３１_C〜１３１_SWの周波数特性に応じたテスト音声信号ＧＳＳを発生させる。こうして発生したテスト音声信号ＧＳＳは、信号選択部１１４へ送られる。

制御処理部１１１は、上述した他の構成要素を制御しつつ、音響装置１００の機能を発揮させる。この制御処理部１１１は、図７に示されるように、暗騒音推定手段としての暗騒音推定部（ＮＬＥ）２５１と、遅延測定部（ＤＬＭ）２５２と、制御部（ＣＮＴ）２５３とを備えている。

暗騒音推定部２５１は、制御部２５３による制御のもとで、集音ユニット１４０からの集音結果データＡＡＤに基づいて、音場空間ＡＳＰ内における暗騒音量レベルを推定する。より詳細には、暗騒音推定部２５１は、制御部２５３からの推定開始指令ＮＭＲを受けると、集音結果データＡＡＤの収集を開始する。そして、暗騒音推定部２５１は、所定時間ＴＮＭの期間にわたって集音結果データＡＡＤの収集を行う。

なお、所定時間ＴＮＭは、暗騒音量レベルの精度の良い推定という観点から、実験、シミュレーション、経験等に基づいて予め定められる。

こうして所定時間ＴＮＭの集音結果データＡＡＤの収集が終了すると、暗騒音推定部２５１は、収集されたデータを統計的に処理して、音場空間ＡＳＰ内における暗騒音量レベルの推定値ＰＤを算出する。算出された推定値ＰＤは、暗騒音通知信号ＤＮＬとして遅延測定部２５２へ送られる。こうして暗騒音量レベルの推定が終了すると、暗騒音推定部２５１は、その旨を推定終了報告ＮＭＰとして制御部２５３へ報告する。

遅延測定部２５２は、制御部２５３による制御のもとで、暗騒音推定部２５１により推定された暗騒音量レベルの推定値ＰＤと集音結果データＡＡＤとに基づいて、各スピーカ１３１_C〜１３１_SWから集音ユニット１４０のマイクロフォンの設置位置までの音声の伝搬遅延時間を測定する。かかる機能を有する遅延測定部２５２は、図８に示されるように、減算手段としての減算部（ＳＵＢ）２６１と、特定手段としての閾値時刻特定部（ＴＴＩ）２６２と、遅延推定手段としての遅延推定部（ＤＬＥ）２６３とを備えている。

減算部２６１は、集音ユニット１４０からの集音結果データＡＡＤと、暗騒音推定部２５１からの暗騒音通知信号ＤＮＬとを受ける。そして、減算部２６１は、制御部２５３からの遅延測定開始指令ＤＭＲを受けると、集音結果データＡＡＤの周期的な取り込みを開始する。こうして取り込まれた集音結果データＡＡＤに基づいて、減算部２６１は、各時刻の集音位置における音量ＰＡ（ｔ）を算出する。引き続き、減算部２６１は、音量ＰＡ（ｔ）から暗騒音量レベルＰＤを差し引いた補正音量ＣＰＡ（ｔ）を算出する。

かかる補正音量ＣＰＡ（ｔ）の算出及び一時的な記憶を所定時間ＴＤＭにわたって継続する。そして、所定時間ＴＤＭが経過すると、減算部２６１は、所定時間ＴＤＭ内に得られた各時刻の補正音量ＣＰＡ（ｔ）を、補正音量報告ＡＰＷとして閾値時刻特定部２６２へ送る。

なお、所定時間ＴＤＭは、スピーカ１３１_C〜１３１_SWからの出力音声に起因する様々な反射の集音位置への到達時間を考慮して、実験、シミュレーション、経験等に基づいて予め定められる。

閾値時刻特定部２６２は、減算部２６１から補正音量報告ＡＰＷを受ける。閾値時刻特定部２６２は、減算部２６１から補正音量報告ＡＰＷとして受けた補正音量ＣＰＡ（ｔ）の所定時間ＴＤＭにわたる総積分値ＥＧＴを算出する。引き続き、閾値時刻特定部２６２は、値ＥＧＴに所定割合Ｃを乗じ、閾値ＥＴＨを算出する。次に、閾値時刻特定部２６２は、補正音量ＣＰＡ（ｔ）の当初からの時間積分値が閾値ＥＴＨに達した時刻ＴＴを特定する。そして、閾値時刻特定部２６２は、当初から時刻ＴＴまでの補正音量ＣＰＡ（ｔ）を、特定結果ＩＤＲとして遅延推定部２６３へ送る。

なお、値ＥＧＴに乗じられる所定割合Ｃは、スピーカ１３１_C〜１３１_SWからの出力音声の温柔空間における様々な反射における反射位置及び反射率を考慮して、実験、シミュレーション、経験等に基づいて予め定められる。

遅延推定部２６３は、閾値時刻特定部２６２からの特定結果ＩＤＲを受ける。そして、遅延推定部２６３は、特定結果ＩＤＲとして受けた当初から時刻ＴＴまでの補正音量ＣＰＡ（ｔ）を解析し、値が最大となる時刻ＴＲを特定する。引き続き、遅延推定部２６３は、当初から時刻ＴＲまでの時間を求めることにより、テスト音声が出力されたスピーカから集音位置までのテスト音声の伝搬遅延時間ＴＴＤを推定する。こうして測定が終了すると、遅延推定部２６３は、遅延測定が終了した旨及び測定結果ＴＴＤを、測定結果ＤＭＰとして制御部２５３へ報告する。

図７に戻り、制御部２５３は、「再生モード」と「遅延時間設定モード」との２つのモードの動作を制御する。ここで、「再生モード」とはコンパクトディスクＣＤから音コンテンツを読み出してオーディオ信号を再生するモードであり、「遅延時間設定モード」とはテスト音声信号を発生させて計測し、音出力ユニット１３０_C，１３０_L，１３０_R，１３０_SL，１３０_SR，１３０_SWのそれぞれからの音声出力タイミングのタイムアライメント補正をするために、スピーカ１３１_j（ｊ＝Ｃ〜ＳＷ）のそれぞれに対応する遅延時間を設定するモードである。

制御部２５３は、操作入力ユニット１６０から受けた操作入力データＩＰＤを解析し、音響装置１００が、「再生モード」及び「遅延時間設定モード」のいずれかの動作制御を行う。より具体的には、制御部２５３は、通常は、「再生モード」の動作の制御を行う。一方、操作入力ユニット１６０から遅延時間設定指令を受けると、制御部２５３は、「遅延時間設定モード」の動作の制御を行う。そして、「遅延時間設定モード」の動作の制御が終了すると、制御部２５３は、「再生モード」の動作制御に復帰する。

かかる「遅延時間設定モード」の動作の制御に際して、制御部２５３は、まず、暗騒音推定部２５１に対して推定開始指令ＮＭＲを送る。引き続き、制御部２５３は、暗騒音推定部２５１から推定終了報告ＮＭＰを受けると、音出力ユニット１３０_C〜１３０_SWのそれぞれに関する遅延時間測定を制御する。

この遅延時間測定の制御に際して、制御部２５３は、信号選択部１１４における最初の測定対象となる音出力ユニットに対応するスイッチ素子のＢ端子とＣ端子とを導通させるとともに、他のスイッチ素子のＣ端子がＡ端子及びＢ端子のいずれとも導通しないことを指定する出力選択指令ＯＤＳを信号選択部１１４へ送る。引き続き、制御部２５３は、最初の測定対象となる音出力ユニットを指定したテスト信号発生指令ＳＧＣをテスト信号発生部１１５へ送るとともに、遅延測定開始指令ＤＭＲを遅延測定部２５２へ送る。

そして、最初の測定対象となる音出力ユニットに関する測定結果ＤＭＰを受けると、制御部２５３は、信号選択部１１４における次の測定対象となる音出力ユニットに対応するスイッチ素子のＢ端子とＣ端子とを導通させるとともに、他のスイッチ素子のＣ端子がＡ端子及びＢ端子のいずれとも導通しないことを指定する出力選択指令ＯＤＳを信号選択部１１４へ送る。引き続き、制御部２５３は、最初の測定対象となる音出力ユニットを指定したテスト信号発生指令ＳＧＣをテスト信号発生部１１５へ送るとともに、遅延測定開始指令ＤＭＲを遅延測定部２５２へ送る。

以後、全ての音出力ユニットに関する遅延測定が終了するまで、制御部２５３は、上記と同様の信号選択部１１４、テスト信号発生部１１５及び遅延測定部２５２の制御を行う。そして、全ての音出力ユニットについての遅延測定結果を得ると、制御部２５３は、遅延測定結果を解析し、各音出力ユニット１３０_C〜１３０_SWに供給される音出力データ信号ＡＯＤ_C〜ＡＯＤ_SWの遅延時間ＤＬ_C〜ＤＬ_SW（図５参照）を算出する。そして、この算出結果を、制御部２５３は、内部に記憶するとともに、遅延制御指令ＤＬＣとして、遅延部２３０へ向けて送る。

こうして、遅延部２３０における遅延時間設定を行うと、制御部２５３は、「遅延時間設定モード」の動作制御を終了する。

制御部２５３は、「再生モード」の動作制御に際しては、信号選択部１１４へ向けて、スイッチ素子２４１_C〜２４１_SWの全てについて、Ａ端子とＣ端子とを導通させるべきことを指定する出力選択指令ＯＤＳを信号選択部１１４へ送る。この結果、音量調整部１１３からの調整音量信号ＣＶＤ_C〜ＣＶＤ_SWが、信号選択部１１４を介して、音出力データ信号ＡＯＤ_C〜ＡＯＤ_SWとして音出力ユニット１３０_C〜１３０_SWに供給されるようになる。

また、制御部２５３は、「再生モード」の動作制御に際し、利用者が再生すべきコンテンツの指定を支援するための案内画面を表示ユニット１５０に表示させる。そして、操作入力ユニット１６０に再生コンテンツを指定した再生指令が入力されると、制御部２５３は、ドライブユニット１２０を制御して、再生コンテンツのデータ読み出しを制御する。

また、制御部２５３は、「再生モード」の動作制御に際し、ドライブユニット１２０からのコンテンツデータ信号ＣＴＤに含まれるチャンネル信号ＬＤ_C，ＬＤ_L，ＬＤ_R，ＬＤ_SL，ＬＤ_SR，ＬＤ_SWの周波数特性補正の制御を行う。この周波数特性補正の制御に際して、制御部２５３は、周波数特性補正部２２０からの周波数特性補正の途中段階におけるデータ信号ＳＳＴを参照して周波数特性補正指令ＦＣＣを生成し、周波数特性補正部２２０へ送る。

また、制御部２５３は、「再生モード」の動作制御に際し、音量調整部１１３を制御して、音出力ユニット１３０_C〜１３０_SWのスピーカ１３１_C〜１３１_SWのからの出力音量を調整する。かかる出力音量の制御に際して、制御部２５３は、操作入力ユニット１６０に入力された音量指定や、集音ユニット１４０による集音結果から得られる騒音レベルに基づいて音量調整指令ＶＬＣを生成し、音量調整部１１３へ送る。

なお、制御部２５３は、電源ＯＮ等に起因して動作を開始した場合には、その時点で内部に記憶されている遅延時間ＤＬ_C〜ＤＬ_SWの設定指令を、遅延制御指令ＤＬＣとして、遅延部２３０へ向けて送るようになっている。

［動作］
次に、上記のように構成された音響装置１００の動作について、「遅延時間設定モード」時の動作に主に着目して説明する。

「遅延時間設定モード」は、上述したように、利用者が、操作入力ユニット１６０に遅延時間設定指令を入力すると開始する。こうして、「遅延時間設定モード」が開始すると、まず、図９のステップＳ１１において、暗騒音量レベルの推定処理が行われる。

暗騒音量レベルの推定処理に際しては、まず、遅延時間設定指令を操作入力データＩＰＤとして受けた制御処理部１１１における制御部２５３が、制御処理部１１１における暗騒音推定部２５１に対して、推定開始指令ＮＭＲを送る。この推定開始指令ＮＭＲを受けた暗騒音推定部２５１は、所定時間ＴＮＭの期間にわたって集音結果データＡＡＤの収集を行う。かかる暗騒音推定部２５１による集音結果データＡＡＤの収集期間の開始時刻を時刻Ｔ１とし、終了時刻を時刻Ｔ２とする（図１１参照）。

次に、暗騒音推定部２５１は、収集された集音結果データＡＡＤに基づいて、各時刻における集音音量を算出する。引き続き、暗騒音推定部２５１は、各時刻における集音音量に統計的な処理を行って、暗騒音量レベルＰＤを算出する。なお、本実施形態では、暗騒音推定部２５１は、各時刻における集音音量の平均値を暗騒音量レベルＰＤとして算出している。

こうして暗騒音量レベルＰＤの算出が終了すると、暗騒音推定部２５１は、算出された暗騒音量レベルＰＤを、暗騒音通知信号ＤＮＬとして遅延測定部２５２へ送るとともに、暗騒音量レベルの推定が終了した旨を、推定終了報告ＮＭＰとして制御部２５３へ報告する。この後、ステップＳ１１の処理が終了する。

次に、ステップＳ１２において、最初の測定対象となる音出力ユニットのために遅延測定用の信号経路の設定処理が行われる。このステップＳ１２における信号経路の設定処理では、推定終了報告ＮＭＰを受けた制御部２５３が、制御部２５３は、信号選択部１１４における最初の測定対象となる音出力ユニット（例えば、音出力ユニット１３０_C）に対応するスイッチ素子のＢ端子とＣ端子とを導通させるとともに、他のスイッチ素子のＣ端子がＡ端子及びＢ端子のいずれとも導通しないことを指定する出力選択指令ＯＤＳを信号選択部１１４へ送る。

次いで、ステップＳ１３において、遅延測定処理が行われる。この遅延測定処理では、図１０に示されるように、まず、ステップＳ２１において、制御部２５３が、測定対象となる音出力ユニットを指定したテスト信号発生指令ＳＧＣをテスト信号発生部１１５へ送るとともに、遅延測定開始指令ＤＭＲを遅延測定部２５２へ送る。

テスト信号発生指令ＳＧＣを受けたテスト信号発生部１１５は、指定された音出力ユニットに対応するテスト音声信号ＧＳＳを生成し、信号選択部１１４へ送る。この結果、最初の測定対象となる音出力ユニットからテスト音声が出力される。

かかるテスト音声の出力開始時刻を時刻Ｔ３とする（図１１参照）。また、テスト音声の出力音量が最大となる時刻を時刻Ｔ４とする（図１１参照）。

一方、遅延測定開始指令ＤＭＲを受けた遅延測定部２５２では、ステップＳ２２において、減算部２６１が、集音ユニット１４０からの集音結果データＡＡＤを取り込む。引き続き、減算部２６１が、取り込まれた集音結果データＡＡＤに基づいて、減算部２６１は、各時刻の集音位置における音量ＰＡ（ｔ）（この段階では、ｔ＝Ｔ３）を算出する。

次に、ステップＳ２３において、減算部２６１が、算出された音量ＰＡ（ｔ）から暗騒音推定部２５１から暗騒音通知信号ＤＮＬとして通知された暗騒音量レベルＰＤを差し引いて、補正音量ＣＰＡ（ｔ）を算出する。こうして算出された補正音量ＣＰＡ（ｔ）は、減算部２６１により一時的に記憶される。

次いで、ステップＳ２４において、減算部２６１が、集音結果データＡＡＤの取り込みを開始してから所定時間ＴＤＭが経過したか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ２４：Ｎ）には、処理はステップＳ２２へ戻る。以後、ステップＳ２４における判定の結果が肯定的となるまで、ステップＳ２２〜Ｓ２４の処理が繰り返される。なお、時刻Ｔ３から所定時間ＴＤＭが経過した時刻を時刻Ｔ５とする（図１１参照）。

時刻Ｔ３から所定時間ＴＤＭが経過して時刻Ｔ５となり、ステップＳ２４における判定の結果が肯定的となると（ステップＳ２４：Ｙ）、減算部２６１は、一時的に記憶していた補正音量ＣＰＡ（ｔ）（Ｔ３≦ｔ≦Ｔ５）を閾値時刻特定部２６２へ報告する。この後、処理はステップＳ２５へ進む。

ステップＳ２５では、閾値時刻特定部２６２が、閾値時刻ＴＴの特定処理を行う。この閾値時刻ＴＴの特定処理に際して、閾値時刻特定部２６２は、まず、補正音量ＣＰＡ（ｔ）（Ｔ３≦ｔ≦Ｔ５）の総時間積分値ＥＧＴを算出する（図１１参照）。引き続き、閾値時刻特定部２６２は、総時間積分値ＥＧＴに上述した所定割合Ｃを乗じて、閾値ＥＴＨを算出する（図１１参照）。そして、閾値時刻特定部２６２は、補正音量ＣＰＡ（ｔ）の時刻Ｔ３からの時間積分値ＲＥＧ（ｔ）が閾値ＥＴＨとなった時刻を、閾値時刻ＴＴと特定する（図１１参照）。

閾値時刻ＴＴの特定が終了すると、閾値時刻特定部２６２は、補正音量ＣＰ（ｔ）（Ｔ３≦ｔ≦ＴＴ）を特定結果ＩＤＲとして遅延推定部２６３へ送る。この後、ステップＳ２５の処理が終了する。

次に、ステップＳ２６において、遅延推定部２６３が、テスト音声が出力されたスピーカから集音位置までのテスト音声の伝搬遅延時間ＴＴＤを推定する。かかる伝搬遅延時間ＴＴＤを推定に際して、まず、遅延推定部２６３は、特定結果ＩＤＲとして受けた補正音量ＣＰ（ｔ）（Ｔ３≦ｔ≦ＴＴ）において、音量値が最大である時刻ＴＲを求める。引き続き、ステップＳ２７において、遅延推定部２６３が、時刻Ｔ４から時刻ＴＲまでの時間が、テスト音声が出力されたスピーカから集音位置までのテスト音声の伝搬遅延時間ＴＴＤであると推定する。そして、遅延推定部２６３は、遅延測定が終了した旨及び測定結果ＴＴＤを、測定結果ＤＭＰとして制御部２５３へ報告する。こうして、最初の測定対象となる音出力ユニットに関する伝搬遅延時間の測定が終了すると、ステップＳ１３の処理が終了し、処理は、図９のステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、測定結果ＤＭＰを受けた制御部２５３が、全ての音出力ユニット１３０_C〜１３１_SWに関する遅延測定が終了したか否かを判定する。この判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ１４：Ｎ）には、処理はステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５では、次の測定対象となる音出力ユニットのために遅延測定用の信号経路の設定処理が行われる。このステップＳ１５における信号経路の設定処理では、制御部２５３が、信号選択部１１４における次の測定対象となる音出力ユニット（例えば、音出力ユニット１３０_L）に対応するスイッチ素子のＢ端子とＣ端子とを導通させるとともに、他のスイッチ素子のＣ端子がＡ端子及びＢ端子のいずれとも導通しないことを指定する出力選択指令ＯＤＳを信号選択部１１４へ送る。

ステップＳ１５の処理が終了すると、処理はステップＳ１３へ戻る。以後、ステップＳ１５における判定の結果が肯定的となるまで、ステップＳ１３〜Ｓ１５の処理が繰り返される。

全ての音出力ユニット１３０_C〜１３０_SWに関する遅延測定が終了し、ステップＳ１４における判定の結果が肯定的となると（ステップＳ１４：Ｙ）、処理はステップＳ１６へ進む。このステップＳ１６では、制御部２５３は、音出力ユニット１３０_C〜１３０_SWに関する遅延測定結果を解析し、各音出力ユニット１３０_C〜１３０_SWに供給される音出力データ信号ＡＯＤ_C〜ＡＯＤ_SWの遅延時間ＤＬ_C〜ＤＬ_SWを算出する。そして、この算出結果を、制御部２５３は、内部に記憶するとともに、遅延制御指令ＤＬＣとして、遅延部２３０へ向けて送る。

こうして、ステップＳ１６の処理が終了すると、制御部２５３は、信号選択部１１４へ向けて、スイッチ素子２４１_C〜２４１_SWの全てについて、Ａ端子とＣ端子とを導通させるべきことを指定する出力選択指令ＯＤＳを信号選択部１１４へ送る。この結果、音量調整部１１３からの調整音量信号ＣＶＤ_C〜ＣＶＤ_SWが、信号選択部１１４を介して、音出力データ信号ＡＯＤ_C〜ＡＯＤ_SWとして音出力ユニット１３０_C〜１３０_SWに供給されるようになる。こうして、「遅延時間設定モード」が終了すると、制御部２５３、ひいては音響装置１００は、「再生モード」の動作を再開する。

かかる「再生モード」時には、制御部２５３は、利用者が再生すべきコンテンツの指定を支援するための案内画面を表示ユニット１５０に表示させる。そして、操作入力ユニット１６０に再生コンテンツを指定した再生指令が入力されると、制御部２５３は、ドライブユニット１２０を制御して、再生コンテンツのデータ読み出しを制御する。

また、制御部２５３は、「再生モード」時には、ドライブユニット１２０からのコンテンツデータ信号ＣＴＤに含まれるチャンネル信号ＬＤ_C，ＬＤ_L，ＬＤ_R，ＬＤ_SL，ＬＤ_SR，ＬＤ_SWの周波数特性補正の制御を行う。この周波数特性補正の制御に際して、制御部２５３は、周波数特性補正部２２０からの周波数特性補正の途中段階におけるデータ信号ＳＳＴを参照して周波数特性補正指令ＦＣＣを生成し、周波数特性補正部２２０へ送る。

また、制御部２５３は、「再生モード」時には、音量調整部１１４を制御して、音出力ユニット１３０_C〜１３０_SWのスピーカ１３１_C〜１３１_SWのからの出力音量を調整する。かかる出力音量の制御に際して、制御部２５３は、操作入力ユニット１６０に入力された音量指定や、集音ユニット１４０による集音結果から得られる騒音レベルに基づいて音量調整指令ＶＬＣを生成し、音量調整部１１４へ送る。

上記のような「再生モード」時における制御部２５３による制御のもとで、音コンテンツが再生され、再生された音声が、音響装置１００の利用者である聴取者に提供される。

以上説明したように、本実施形態では、集音位置における暗騒音量レベルを推定し、推定された暗騒音量レベルを差し引いて補正音量を算出する。引き続き、テスト音声の出力後における補正音量の時間積分値が所定の閾値に達する閾値時刻を特定する。そして、テスト音声の出力後から閾値時刻までの期間において、補正音量が最大となる時刻を集音位置へのテスト音声の直接波の到達時刻と推定する。この到達時刻の推定結果に基づいて、テスト音声を出力したスピーカから集音位置までの伝搬遅延時間と推定する。

したがって、聴取位置における各チャンネルの音声の同期を精度良く図る際に有用な遅延時間測定を行うことができる。この結果、本実施形態によれば、マルチチャンネル方式を採用しつつ、聴取位置における各チャンネルの音声の同期を精度良く図ることができる。

［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、ドライブユニット１２０をＣＤのドライブユニットとしたが、固定ディスクやＤＶＤのドライブユニットとすることもできる。さらに、ラジオ放送や地上デジタルテレビ放送等の放送波受信回路や外部機器の音声入力回路等とすることもできる。

また、上記の実施形態では、各音出力ユニットにおけるスピーカについては、１ウェイスピーカシステムを想定したが、各音出力ユニットにおいて２ウェイスピーカシステムや、３ウェイスピーカシステムを採用することもできる。

また、上記の実施形態では、５．１ｃｈサラウンド方式を採用し、６つの音出力ユニットを備えることとしたが、音コンテンツの読み出し結果であるオーディオ信号を適宜分離もしくは混合し、５つ以下又は６つ以上のスピーカから音出力をさせるようにすることもできる。

また、上記の実施形態では、音量がパワーの次元を有することを想定したが、パワーに代えて、音圧の絶対値や実効値を音量として処理することもできる。

また、上記の実施形態では、閾値ＥＴＨを、補正音量ＣＰＡ（ｔ）（Ｔ３≦ｔ≦Ｔ５）の総時間積分値ＥＧＴに所定割合Ｃを乗じて算出した。これに対し、テスト音声の総音量を予め定めておき、テスト音声の総音量に、別途に定められた定数を乗じて閾値ＥＴＨを算出するようにしてもよい。

なお、上記の実施形態における制御ユニット１１０の一部又は全部を中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、読出専用メモリ（ＲＯＭ：Read Only Memory）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Random Access Memory）等を備えた演算手段としてのコンピュータとして構成し、予め用意されたプログラムを当該コンピュータで実行することにより、上記の実施形態における処理の一部又は全部を実行するようにしてもよい。このプログラムはハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、当該コンピュータによって記録媒体から読み出されて実行される。また、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬型記録媒体に記録された形態で取得されるようにしてもよいし、インターネットなどのネットワークを介した配送の形態で取得されるようにしてもよい。

一実施形態に係る音響装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図１の６つのスピーカの配置位置を説明するための図である。 図１の制御ユニットの構成を説明するためのブロック図である。 図３のチャンネル信号処理部の構成を説明するためのブロック図である。 図４の信号遅延部の構成を説明するためのブロック図である。 図３の信号選択部の構成を説明するためのブロック図である。 図３の制御処理部の構成を説明するためのブロック図である。 図７の遅延測定部の構成を説明するためのブロック図である。 図１の装置による遅延時間設定処理を説明するためのフローチャートである。 図９における遅延測定処理を説明するためのフローチャートである。 遅延時間設定処理時における波形及びタイミングを説明するための図である。

符号の説明

１００ … 音響装置
１１２ … チャンネル信号処理部（調整手段）
１１５ … テスト信号発生部（テスト音声発生手段）
１３１_C〜１３１_SW … スピーカ
１４０ … 集音ユニット（集音手段）
２３０ … 遅延部（遅延手段）
２５１ … 暗騒音推定部（暗騒音推定手段）
２６１ … 減算部（減算手段）
２６２ … 閾値時刻特定部（特定手段）
２６３ … 遅延推定部（遅延推定手段）
ＣＲ … 車両（移動体）

Claims (9)

1. 音声コンテンツの再生結果を複数のスピーカから音場空間へ向けて音声を出力する音響装置であって、
   前記音場空間の所定の集音位置で集音を行う集音手段と；
   前記複数のスピーカのいずれからも音声を出力していない状態における前記集音手段による集音結果に基づいて、前記音場空間の暗騒音量レベルを推定する暗騒音推定手段と；
   前記複数のスピーカの中から選択されたスピーカである選択スピーカからテスト音声を出力させるテスト音声発生手段と；
   前記テスト音声の出力後における前記集音手段の集音結果に基づいて得られる各時刻の集音音量から、前記暗騒音推定手段により推定された前記暗騒音量レベルを差し引いた各時刻の補正音量を算出する減算手段と；
   前記補正音量の時間積分値が所定の閾値に達した閾値時刻を特定する特定手段と；
   前記テスト音声の出力時刻から前記閾値時刻までの期間内で、前記補正音量が最大となる時刻を、前記テスト音声の前記集音手段への到達時刻と推定し、前記テスト音声の出力時刻から前記推定された到達時刻までの時間を、前記選択スピーカからの前記集音手段までの前記テスト音声の伝搬遅延時間と推定する遅延推定手段と；
   を備えることを特徴とする音響装置。
2. 前記所定の閾値は、前記テスト音声の出力後における前記補正音量の所定時間にわたる積分値に所定割合を乗じて得られる値である、ことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
3. 前記テスト音声発生手段は、前記選択スピーカから所定の総音量のテスト音声を出力させ、
   前記所定の閾値は、前記所定の総音量に所定割合を乗じて得られる値である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
4. 前記複数のスピーカのそれぞれに関する前記遅延推定手段による推定結果に基づいて、前記音声コンテンツの再生時における前記複数のスピーカ相互間における音声出力タイミングを調整する調整手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の音響装置。
5. 前記調整手段は、前記音声コンテンツに由来し、前記複数のスピーカのそれぞれに供給される音声信号ごとに、前記遅延推定手段による推定結果に基づいて定められた遅延を付与する遅延手段を備える、ことを特徴とする請求項４に記載の音響装置。
6. 移動体に搭載される、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の音響装置。
7. 所定の音場空間における暗騒音量レベルを推定する暗騒音推定工程と；
   前記音場空間に向けて音声を出力する複数のスピーカの中から選択されたスピーカである選択スピーカからテスト音声を出力するテスト音声出力工程と；
   前記テスト音声の出力後における集音結果として得られる集音音量から、推定された前記暗騒音量レベルを差し引く減算工程と；
   前記テスト音声の出力後において、前記減算工程において得られた補正音量の時間積分値が所定の閾値に達した時刻を特定する特定工程と；
   前記テスト音声の出力後から前記特定工程において特定された時刻までの期間内で、前記補正音量が最大となる時刻を、前記選択スピーカからの前記テスト音声の集音位置への到達時刻と推定する到達時刻推定工程と；
   前記テスト音声の出力時刻から前記到達推定時刻工程において推定された到達時刻までの時間を、前記選択スピーカから前記集音位置までの前記テスト音声の伝搬遅延時刻と推定する遅延推定工程と；
   を備えることを特徴とする遅延測定方法。
8. 請求項７に記載の遅延測定方法を演算手段に実行させる、ことを特徴とする遅延測定プログラム。
9. 請求項８に記載の遅延測定プログラムが、演算手段により読み取り可能に記録された記録媒体。

Images