JP2008245123A - 音場補正装置、音場補正方法及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】周波数特性を精度良く目標の特性に補正する。
【解決手段】入力された音声信号について前記周波数帯域別にレベル調整を行うパラメトリックイコライザ９と、マイク３０により集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルを求め、周波数帯域別に所定の順番で信号補正レベルを求めるに際し既に算出した他の周波数帯域についての信号補正レベルにより信号レベルを補正した後の正規化バンド信号レベルに基づいて、今回の対象となる周波数帯域に対応する信号補正レベルを算出し、周波数帯域別の信号補正レベルに基づいて音声信号の信号レベル補正を行わせるべくパラメトリックイコライザ９を設定する制御部１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、音場補正装置、音場補正方法及び制御プログラムに係り、特に及びその制御方法に関する。

従来、車両のメーカ名、車種、グレード等に応じたスピーカ位置や聴取位置等の属性情報をユーザが選択すると、その選択された属性情報に対応する音場補正用データをＣＤ−ＲＯＭやインターネットを介して取得し、この音場補正用データに基づいて、各スピーカに出力する音声信号の周波数帯域別の出力レベルを調整する音場補正装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、聴取位置にマイクを配置し、スピーカに出力した音声信号と、マイクが収録した音声に基づく音声信号との違いに基づいて、各スピーカに出力される音声信号の音場補正用データを算出し、各スピーカに出力される音声信号の周波数帯域別の出力レベルを調整する音場補正装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−１５３４００号公報 特開平５−１８４０００号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術は、音場補正装置が搭載されている車両に対応する音場補正用データが存在しない場合には、周波数帯域別の出力レベルを調整できないという問題があった。

また、上記特許文献２に記載の技術では、予め定めた複数の周波数ポイントを中心に周波数帯域別の出力レベルを調整しているので、その周波数ポイントから離れた周波数帯域の出力レベルだけを調整することはできず、周波数帯域別のレベル特性を目標の特性に精度良く補正することが困難な場合があった。

そこで、本発明の目的は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、周波数帯域別のレベル特性を精度良く目標の特性に補正することができる音場補正装置、音場補正方法及び制御プログラムを提供することにある。

上記課題を解決するため、所定の測定信号に基づいてスピーカから放音される音声をマイクで集音し、この集音した音声に基づいてスピーカに出力する音声信号の信号レベル補正を行う音場補正装置において、入力された音声信号について周波数帯域別にレベル調整を行うパラメトリックイコライザと、前記マイクにより集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルを求める正規化バンド信号レベル算出部と、前記周波数帯域別に所定の順番で信号補正レベルを求めるに際し、既に算出した他の周波数帯域についての信号補正レベルにより信号レベルを補正した後の正規化バンド信号レベルに基づいて、今回の対象となる周波数帯域に対応する信号補正レベルを算出する補正レベル算出部と、前記周波数帯域別の前記信号補正レベルに基づいて前記音声信号の信号レベル補正を行わせるべく前記パラメトリックイコライザを設定する設定部と、を備えたことを特徴としている。

上記構成によれば、正規化バンド信号レベル算出部は、マイクにより集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルを求める。
補正レベル算出部は、周波数帯域別に所定の順番で信号補正レベルを求めるに際し、既に算出した他の周波数帯域についての信号補正レベルにより信号レベルを補正した後の正規化バンド信号レベルに基づいて、今回の対象となる周波数帯域に対応する信号補正レベルを算出する。
設定部は、周波数帯域別の信号補正レベルに基づいて音声信号の信号レベル補正を行わせるべくパラメトリックイコライザを設定する。
これらの結果、パラメトリックイコライザは、入力された音声信号について周波数帯域別に設定部の設定状態に応じたレベル調整を行う。
したがって、複数の周波数帯域に対応する信号補正レベルが相殺されて補正がなされないことがない。

この場合において、前記補正レベル算出部は、前記正規化バンド信号レベル算出部が算出した信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルをＹ（０）とし、（ｎ＋１）番目の周波数帯域について信号補正レベルを求めるに際し、ｎ番目に信号補正レベルを求める周波数帯域について用いる正規化バンド信号レベルをＹ（ｎ）とし、ｎ番目の周波数帯域で求めた信号補正レベルをＺ（ｎ）とし、前記（ｎ＋１）番目に信号補正レベルを求める周波数帯域について用いる正規化バンド信号レベルをＹ（ｎ＋１）とした場合に、
Ｙ（ｎ＋１）＝Ｙ（ｎ）＋Ｚ（ｎ）
［ここで、ｎ＝０，１，２，…、Ｚ（０）＝０］
として信号補正レベルを算出するようにしてもよい。

また、前記設定部は、前記音声信号の周波数帯域を前記信号補正レベルの波形の変極点と予め定めた閾値レベルとを基準にグループに分け、前記グループ単位で前記レベル補正を行わせるようにしてもよい。
さらに、前記設定部は、前記グループ内の信号補正レベルの波形の重心位置を求め、この重心位置の周波数及び補正信号レベルに基づいて前記パラメトリックイコライザの中心周波数及びゲインを設定するようにしてもよい。
さらにまた、前記設定部は、前記グループ内の前記重心位置に基づいて設定した前記パラメトリックイコライザのゲインと、前記グループの周波数帯域幅との組み合わせに基づいて、前記パラメトリックイコライザの通過帯域幅を設定するようにしてもよい。
また、前記所定の測定信号は、ピンクノイズをもちいるようにしてもよい。

また、入力された音声信号について周波数帯域別にレベル調整を行うパラメトリックイコライザを用い、所定の測定信号に基づいてスピーカから放音される音声をマイクで集音し、この集音した音声に基づいてスピーカに出力する音声信号の信号レベル補正を行う音場補正方法において、前記マイクにより集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルを求める正規化バンド信号レベル算出過程と、前記周波数帯域別に所定の順番で信号補正レベルを求めるに際し、既に算出した他の周波数帯域についての信号補正レベルに基づいて信号レベルを補正した後の正規化バンド信号レベルに基づいて、今回の対象となる周波数帯域に対応する信号補正レベルを算出する補正レベル算出過程と、前記周波数帯域別の前記信号補正レベルに基づいて前記音声信号の信号レベル補正を行わせるべく前記パラメトリックイコライザを設定する設定過程と、を備えたことを特徴としている。
また、入力された音声信号について前記周波数帯域別にレベル調整を行うパラメトリックイコライザを備え、所定の測定信号に基づいてスピーカから放音される音声をマイクで集音し、この集音した音声に基づいてスピーカに出力する音声信号の信号レベル補正を行う音場補正装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムにおいて、前記マイクにより集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルを求めさせ、前記周波数帯域別に所定の順番で信号補正レベルを求めるに際し、既に算出した他の周波数帯域についての信号補正レベルに基づいて信号レベルを補正した後の正規化バンド信号レベルに基づいて、今回の対象となる周波数帯域に対応する信号補正レベルを算出させ、前記周波数帯域別の前記信号補正レベルに基づいて前記音声信号の信号レベル補正を行わせるべく前記パラメトリックイコライザを設定させる、ことを特徴としている。
この場合において、制御プログラムをコンピュータ読取可能な記録媒体に記録するようにしても良い。

本発明によれば、周波数特性を精度良く目標の特性に補正することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、音場補正装置１００の主要構成を示すブロック図である。
この音場補正装置１００は、車載用オーディオ装置やカーナビゲーション装置等に内蔵され、車室内に配置された複数のスピーカで構成されるスピーカ群２０に出力する音声信号の周波数帯域別の信号レベルを調整する。
音場補正装置１００は、制御部１、操作部２、表示部３、測定信号発生部４、記録媒体再生部１０、ＰＭＥＱ９、Ｄ／Ａコンバータ１１、パワーアンプ５、マイクアンプ６、Ａ／Ｄコンバータ１２、信号収録部７及び計算部８を備えている。

制御部１は、音場補正装置１００のシステム全体を制御するコンピュータとして機能するものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種データを一時的に格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えている。
操作部２は、ユーザが操作する操作スイッチを備え、操作スイッチを介してユーザからの動作指示を入力して制御部１に通知する。
表示部３は、液晶表示装置を備え、制御部１の制御の下、各種画像を表示する。

測定信号発生部４は、ピンクノイズのデジタル音声信号（測定信号）を、パワーアンプ５に出力する。
記録媒体再生部１０は、ＣＤやＤＶＤの再生装置を備え、制御部１の制御に従って、ＣＤやＤＶＤに記録されたデータを読み出し、デコード処理を施して、音声や映像のデジタル信号をパラメトリックイコライザ部（以下、ＰＭＥＱという。）９に出力する。

ＰＭＥＱ９は、複数系統のピーキングイコライザを構成する複数系統のＩＩＲフィルタを備え、各系統毎に中心周波数、ゲイン及び周波数帯域幅が調整可能なパラメトリックイコライザであり、測定信号発生部４あるいは記録媒体再生部１０から出力されたデジタル音声信号の周波数帯域別のレベル調整を行う。本実施形態におけるＰＭＥＱ９は、複数の周波数帯域に対応可能な複数のピーキングイコライザを備える。
Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）コンバータ１１は、ＰＭＥＱ９を通過したデジタル音声信号をアナログ音声信号へ変換してパワーアンプ５に出力する。
パワーアンプ５は、Ｄ／Ａコンバータ１１から出力されたアナログ音声信号を増幅し、スピーカ群２０に出力する。本実施形態におけるパワーアンプ５は、複数のチャンネルに対応するマルチチャンネルパワーアンプである。

マイクアンプ６は、音場補正装置１００に接続されたマイク３０から出力されたアナログ音声信号を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ１２に出力するものであり、測定信号発生部４によりスピーカ群２０から放音されたピンクノイズの音声信号をマイク３０から入力し、入力したピンクノイズの音声信号を増幅した後にＡ／Ｄコンバータ１２に出力する。
Ａ／Ｄコンバータ１２は、マイクアンプ６で増幅されたピンクノイズのアナログ音声信号をデジタル音声信号へ変換して信号収録部７に出力する。
信号収録部７は、１／３オクターブ毎の３１のバンドパスフィルタ処理によりマイク３０が集音したピンクノイズの基準バンド幅（１／３オクターブ）毎の信号レベルを抽出し、これらに測定時間分の平均化処理を施して信号レベルデータとして制御部１内のＲＡＭに記憶する。なお、１／３オクターブ毎の３１のバンドパスフィルタを構成することにより、人が聴取可能な２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数範囲の信号レベルデータを抽出することができる。
計算部８は、信号収録部７が記憶した２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの信号レベルデータに各種計算処理を施してＰＭＥＱ９の中心周波数、ゲイン及び周波数帯域幅の設定情報である音場補正用データを生成し、制御部１に出力する。

本実施形態におけるスピーカ群２０は、図２に示すように、車両４０の運転席４１の前方右側に配置されるフロント右スピーカ２１、運転席４１と助手席４２との間の前方に配置されるセンタスピーカ２２、助手席４２の前方左側に配置されるフロント左スピーカ２３、後部座席４３の後方中央に配置されるサブウーファ２４、後部座席４３の後方右側に配置されるリア右スピーカ２５及び後部座席４３の後方左側に配置されるリア左スピーカ２６を備えている。
また、マイク３０は、聴取位置に配置されてスピーカ群２０を構成する各スピーカ２１〜２６から放音されたピンクノイズを集音するものであり、本実施形態では、運転席４１、助手席４２及び後部座席４３の中央に配置されている。なお、この配置は、運転席４１、助手席４２及び後部座席４３の乗員に適切な音場補正を行う場合の位置であり、例えば、運転者に最適な音場補正を行う場合には、運転者の聴取位置に配置される。
次に実施形態の動作を説明するに先立って、本実施形態の動作原理について説明する。
音場補正を行う場合に、スピーカと聴取ポイント間の音響特性を自動で測定し、その音響特性測定データに基づいてＩＩＲフィルタで構成したピーキングイコライザ（ＰＥＱ）のパラメータ（中心周波数、ゲイン、帯域幅）を自動的に算出し、周波数補正を行うことが考えられる。

図３は、音響特性測定データの一例の説明図である。
以下の説明においては、説明の簡略化のため、４個のピーキングイコライザＰＥＱ₁〜ＰＥＱ₄を用いて音場補正を行う場合について説明する。
例えば、入力された音響特性測定データが図３に示すようなものの場合、これを補正してフラットな音響特性にしようとする場合、４周波数帯域分の４個のピーキングイコライザＰＥＱ₁〜ＰＥＱ₄分の音場補正用データを生成し、これらを合成してから適用することとなる。

図４は、フィルタ特性の一例の説明図である。
図５は、図４のフィルタ特性の合成特性の説明図である。
図４に示すように、４個のピーキングイコライザＰＥＱ₁〜ＰＥＱ₄分の音場補正用データに対応する信号補正レベルは、それぞれ、信号補正レベルＳＰ₁〜ＳＰ₄となっている。
これらにより得られるトータルのフィルタ特性は、図５に示すように、４周波数帯域の特性が合成された状態となる。なお、図４および図５の縦軸は補正ゲインである。
図５に示すように、図４の信号補正レベルＳＰ₃における第３のピーキングイコライザＰＥＱ₃の周波数８０Ｈｚ付近のプラス側への補正が、図４の信号補正レベルＳＰ₁におけるピーキングイコライザＰＥＱ₁のマイナス側への補正と相殺されるために、図３で示した元の音響特性測定データに含まれていた８０Ｈｚ付近（図中、矢印で示す）のディッピング（信号レベルの落ち込み）に対して補正がなされないことになる。すなわち、音場補正データを合成したものを適用しても、補正がなされない場合が起こりえる。
以上の説明は、４つのピーキングイコライザによる補正の例であるが、パラメトリックイコライザの周波数帯域数を増やしても、８０Ｈｚ付近のディップに対して補正が行われることはない。

そこで、本実施形態においては、周波数帯域別に所定の順番（例えば、信号レベル順）で信号補正レベルを求めるに際し、既に算出した他の周波数帯域についての信号補正レベルにより信号レベルを補正した後の正規化バンド信号レベルに基づいて、今回の対象となる周波数帯域に対応する信号補正レベルを算出し、パラメトリックイコライザの各周波数帯域別のパラメータを設定するようにしている。
より具体的には、マイクにより集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルをＹ（０）とし、（ｎ＋１）番目の周波数帯域について信号補正レベルを求めるに際し、ｎ番目に信号補正レベルを求める周波数帯域について用いる正規化バンド信号レベルをＹ（ｎ）とし、ｎ番目の周波数帯域で求めた信号補正レベルをＺ（ｎ）とし、前記（ｎ＋１）番目に信号補正レベルを求める周波数帯域について用いる正規化バンド信号レベルをＹ（ｎ＋１）とした場合に、
Ｙ（ｎ＋１）＝Ｙ（ｎ）＋Ｚ（ｎ）
［ここで、ｎ＝０，１，２，…、Ｚ（０）＝０］
として次回の信号補正レベルであるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（ｎ＋１）を算出するようにしている。
この結果、本来補正の対象となるような周波数成分に対しては、各ピーキングイコライザの信号補正レベルが相殺されることなく反映されて、全て補正を行うことができ、音場補正用データを合成してから適用する場合と比較して、周波数特性を精度良く目標の特性に補正することができる。

次に音場補正装置１００の動作を説明する。
図６は、実施形態の音場測定処理を示すフローチャートである。
この音場補正装置１００は、制御部１の制御の下、車室内の音場特性を測定する音場測定処理と、測定した音場特性に基づいて音場補正用のデータを生成する音場補正用データ生成処理とを実行する。
まず、制御部１は、測定条件を設定するために、測定バンド数Ｍｂ、測定時間Ｍｔ及びチャンネル数Ｃｎの設定画面を表示部３に表示し、操作部２を介して測定バンド数Ｍｂ、測定時間Ｍｔ及びチャンネル数Ｃｎの値が入力されると、この入力値を測定条件に設定する（ステップＳ１１）。
ここで、測定バンド数Ｍｂは信号収録部７におけるバンドパスフィルタのバンド数であり、本実施形態では３１バンドが設定されている。
また、測定時間Ｍｔはピンクノイズ（測定信号）を発生させる時間であり、本実施形態では２秒間が設定される。チャンネル数Ｃｎは補正対象のスピーカ群２０を構成するスピーカの数であり、本実施形態ではフロント右スピーカ２１、センタスピーカ２２、フロント左スピーカ２３、３４、リア右スピーカ２５及びリア左スピーカ２６の計６台が設定される。

続いて、制御部１は、測定対象のスピーカ群２０からピンクノイズを放音させる（ステップＳ１２）。具体的には、制御部１は測定信号発生部４を制御してピンクノイズの音声信号を生成、出力させ、パワーアンプ５で増幅した後にスピーカ群２０からピンクノイズを放音させる。本構成では、補正対象のスピーカ群２０を構成するスピーカ２１〜２６から順にピンクノイズを放音させて後述する測定処理を行うが、この処理は各スピーカ２１〜２６で共通であるため、以下、フロント右スピーカ２１からピンクノイズを放音させた場合を例として詳述する。

フロント右スピーカ２１からピンクノイズが放音されると、このピンクノイズは、車室内を伝播してマイク３０で集音され、マイクアンプ６で増幅されて信号収録部７に入力される。信号収録部７は、入力されたピンクノイズの音声信号をバンドパスフィルタ処理によりステップＳ１で設定した測定時間Ｍｔ（２秒）における平均化処理を行って１／３オクターブバンド毎の信号レベルを取得して制御部１のＲＡＭに記憶し、制御部１は、ＲＡＭに記憶された１／３オクターブバンド毎の信号レベルを読み出して表示部３に表示する（ステップＳ１３）。

このようにして、フロント右スピーカ２１からの１／３オクターブバンド毎の信号レベルを取得すると、制御部１は、センタスピーカ２２、フロント左スピーカ２３、サブウーファ２４、リア右スピーカ２５及びリア左スピーカ２６の順に、上記ステップＳ２〜Ｓ３と同様の処理を行う。
そして制御部１は、チャンネル数Ｃｎ（本実施形態では６チャンネル）の回数だけ上記処理を行うと（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、音場測定処理を終了する。

図７は、音場補正用データ生成処理を示すフローチャートである。
音場測定処理が終了すると、制御部１は、音場補正条件を設定するために、基準バンド幅Ｓｗ、補正バンド範囲Ｃａ、ＰＥＱバンド数Ｅｎ、基準検出スレッショルドＳｔ及び補正チャンネル数Ｃｃの設定画面を表示部３に表示し、操作部２を介して基準バンド幅Ｓｗ、補正バンド範囲Ｃａ、ＰＥＱバンド数Ｅｎ、基準検出スレッショルドＳｔ及び補正チャンネル数Ｃｃの値をオペレータに入力させる。
これにより、基準バンド幅Ｓｗ、補正バンド範囲Ｃａ、ＰＥＱバンド数Ｅｎ（＝以下の説明では、５バンド）、基準検出スレッショルドＳｔ及び補正チャンネル数Ｃｃの値が入力されると、この入力値を音場補正条件として設定する（ステップＳ２１）。

ここで、基準バンド幅Ｓｗは、計算部８において基準となる信号レベルを算出するバンド幅であり、本実施形態では１ｋＨｚ〜５ｋＨｚが設定される。
また、補正バンド範囲Ｃａは周波数を補正するバンドの範囲であり、スピーカ群２０の再生可能周波数等に基づきスピーカ２１〜２６毎に設定される。
また、ＰＥＱバンド数Ｅｎは、スピーカ２１〜２６のそれぞれに対して割り当てるピーキングイコライザの最大数であり、本実施形態では５個とする。基準検出スレッショルドＳｔは、パラメトリックイコライザの周波数調整帯域をグループ分けするための信号レベルの閾値であり、補正チャンネル数Ｃｃは補正対象のスピーカ群２０を構成するスピーカ２１〜２６の数、すなわち、本実施形態では６台である。

続いて、制御部１は、ＲＡＭに記憶された補正バンド範囲Ｃａ内のバンド毎の信号レベルを読み出し（ステップＳ２２）、計算部８により基準バンド信号レベルの算出と、正規化バンド信号レベルＹ（ｎ）の算出とを行う（ステップＳ２３）。この場合、計算部８は、基準バンド幅Ｓｗ（１ｋＨｚ〜５ｋＨｚ）内におけるバンド毎の信号レベルの平均値を求める。
そして、バンド毎の信号レベルの平均値を基準バンド信号レベルとし、この基準バンド信号レベルを零レベル（０ｄＢ）とするようにバンド毎の信号レベルを変換してバンド毎の正規化バンド信号レベルＹ（ｎ）を取得する。ここで、ｎ＝０，１，２，…であり、Ｙ（０）は、補正前の正規化バンド信号レベルである。

次に、制御部１は、計算部８によりバンド毎の正規化バンド信号レベルＹ（ｎ）の符号を反転させたレベル補正データを生成し、バンド毎のレベル補正データを周波数順で配列したレベル補正データ波形（補正レベル波形）に基づき、ステップＳ２１で設定された補正バンド範囲Ｃａ内におけるレベル補正データの正側のグループ分け処理を実行させると共に（ステップＳ２４）、補正バンド範囲Ｃａ内におけるレベル補正データの負側のグループ分け処理を実行させる（ステップＳ２５）。

詳述すると、レベル補正データ波形の正側のグループ分け処理として、制御部１は、計算部８によりステップＳ２１で設定した基準検出スレッショルドに基づき正のスレッショルドレベル（例えば１ｄＢ（デシベル））を設定すると共に、正側のレベル補正データ波形に基づき増分が負から正に変わる正側変極点を検出し、正のスレッショルドレベルと正側変極点とを基準に正側のレベル補正データをグループ分けする。この場合、正側のレベル補正データ波形のうち、正のスレッショルドレベル以下の領域（つまり、レベル補正データ波形の絶対値がスレッショルド以下の領域）については、グループから除外して計算量を削減している。

また、レベル補正データ波形の負側のグループ分け処理として、制御部１は、計算部８によりステップＳ２１で設定した基準検出スレッショルドに基づき負のスレッショルドレベル（例えば−１ｄＢ（デシベル））を設定すると共に、負側のレベル補正データ波形に基づき増分が正から負に変わる負側変極点を検出し、負のスレッショルドレベルと負側変極点とを基準に負側のレベル補正データをグループ分けする。この場合も、負側のレベル補正データ波形のうち、負のスレッショルドレベル以上の領域（つまり、レベル補正データ波形の絶対値がスレッショルド以下の領域）については、グループから除外して計算量を削減している。
そして、制御部１は、グループ毎に、グループ番号と、バンド番号と、当該グループ内に含まれるレベル補正データのバンド幅に対応するバンド総数と、グループ内に含まれるレベル補正データが正側か負側かを示す種別（Ｄ）とを対応付けて図示しないＲＡＭに記憶する。

グループ分けが完了すると、制御部１は、計算部８により、グループ毎に、グループ内のレベル補正データのレベル値を加算し（ステップＳ２６）、加算値が最も大きいグループを、ピーキングイコライザの補正対象とする補正グループに選択する（ステップＳ２７）。
補正グループを選択すると、制御部１は、計算部８により補正グループ内の各レベル補正データのバンド値及びレベル値を用いてグループ内の重心位置を算出させ、グループ内の重心位置のバンド値及びレベル値を基準にして、グループ内の重心位置に対応するピーキングイコライザの中心周波数を算出し（ステップＳ２８）、グループ内の重心位置に対応するピーキングイコライザのゲインを算出する（ステップＳ２９）。
また、制御部１は、計算部８により算出したグループ内の重心位置に対応するピーキングイコライザのゲインおよび補正グループ内のバンド総数で重み付けした値からピーキングイコライザの周波数帯域幅を算出する（ステップＳ３０）。この場合、算出された周波数帯域幅は、ゲインが大きくなるほど狭くなり、バンド総数が大きくなるほど広くなる。

上記ステップＳ２８〜Ｓ１０の処理により、ピーキングイコライザの中心周波数、ゲイン及び周波数帯域幅を算出すると、制御部１は、その中心周波数、ゲイン及び周波数帯域幅を表示部３に表示させると共に、これらを音場補正用データを構成するＰＥＱパラメータとしてＲＡＭに記憶させる（ステップＳ３１）。

続いて、制御部１は、ステップＳ２１で設定したＰＥＱバンド数Ｅｎと同数のＰＥＱパラメータの算出及び記憶が終了したか否かを判別する（ステップＳ３２）。
ステップＳ３２の判別において、未だステップＳ２１で設定したＰＥＱバンド数Ｅｎと同数のＰＥＱパラメータの算出及び記憶が終了していない場合には（ステップＳ３２；Ｎｏ）、算出したＰＥＱパラメータから信号補正レベルであるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（ｎ）を算出する（ステップＳ３３）。
そして、制御部１は、算出したＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（ｎ）を現在の正規化バンド信号レベルＹ（ｎ）に加算することにより、次回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（ｎ＋１）を算出する際に用いる正規化バンド信号レベルＹ（ｎ＋１）を算出し（ステップＳ３４）、処理を再びステップＳ２４に移行する。

図８は、マイクにより集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルＹ（０）の一例の説明図である。
図９は、ｎ＝１回目の処理で得られるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（１）の説明図である。
より詳細には、ステップＳ２４〜ステップＳ３３の処理は、今回が最初の処理であるので（ｎ＝１）、マイクにより集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルＹ（０）および今回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（１）を用い、次回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（１＋１）を算出する際に用いる正規化バンド信号レベルＹ（０＋１）を算出する（ステップＳ３４）。
換言すれば、以下の通りとなる。
Ｙ（１）＝Ｙ（０）＋Ｚ（１）

図１０は、ｎ＝２回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（１）の説明図である。
すなわち、図１０に示すように、ｎ＝２回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（１）は、図８の信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルＹ（０）に今回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（１）を加算（実効的には減算）したものとなっている。
図１１は、ｎ＝２回目の処理で得られるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（２）の説明図である。
より詳細には、ステップＳ２４〜ステップＳ３３の処理は、今回が２回目の処理であるので（ｎ＝２）、前回得られた正規化バンド信号レベルＹ（１）および今回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（２）を用い、次回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（２＋１）を算出する際に用いる正規化バンド信号レベルＹ（２）を算出する（ステップＳ３４）。
換言すれば、以下の通りとなる。
Ｙ（２）＝Ｙ（１）＋Ｚ（２）

図１２は、ｎ＝３回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（２）の説明図である。
すなわち、図１２に示すように、ｎ＝３回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（２）は、図１０の正規化バンド信号レベルＹ（１）に今回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（２）を加算したものとなっている。
図１３は、ｎ＝３回目の処理で得られるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（３）の説明図である。
より詳細には、ステップＳ２４〜ステップＳ３３の処理は、今回が３回目の処理であるので（ｎ＝３）、前回得られた正規化バンド信号レベルＹ（２）および今回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（３）を用い、次回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（３＋１）を算出する際に用いる正規化バンド信号レベルＹ（３）を算出する（ステップＳ３４）。
換言すれば、以下の通りとなる。
Ｙ（３）＝Ｙ（２）＋Ｚ（３）

図１４は、ｎ＝４回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（３）の説明図である。
すなわち、図１４に示すように、ｎ＝４回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（３）は、図１２の正規化バンド信号レベルＹ（２）に、図１３に示す今回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（３）を加算したものとなっている。
図１５は、ｎ＝４回目の処理で得られるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（４）の説明図である。
より詳細には、ステップＳ２４〜ステップＳ３３の処理は、今回が４回目の処理であるので（ｎ＝４）、前回得られた正規化バンド信号レベルＹ（３）および今回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（４）を用い、次回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（４＋１）を算出する際に用いる正規化バンド信号レベルＹ（４）を算出する（ステップＳ３４）。
換言すれば、以下の通りとなる。
Ｙ（４）＝Ｙ（３）＋Ｚ（４）

図１６は、ｎ＝４回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（４）の説明図である。
すなわち、図１６に示すように、ｎ＝４回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（４）は、図１４の正規化バンド信号レベルＹ（３）に、図１５に示す今回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（４）を加算したものとなっている。
そして、ステップＳ３２の判別において、ステップＳ２１で設定したＰＥＱバンド数Ｅｎと同数のＰＥＱパラメータの算出及び記憶が終了したと判別された場合には（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、スピーカ群２０を構成する他のスピーカ２２〜２６に対応するＰＥＱパラメータの算出及び記憶が全て終了したか否かを判別する（ステップＳ３５）。

ステップＳ３５の判別において、未だ、スピーカ群２０を構成する他のスピーカ２２〜２６に対応するＰＥＱパラメータの算出及び記憶が全て終了していない場合には、処理を再びステップＳ２２に移行し、スピーカ群２０を構成する他のスピーカ２２〜２６に対応するＰＥＱパラメータの算出及び記憶を行う（ステップＳ２２〜Ｓ３４）。
一方、ステップＳ３５の判別において、センタスピーカ２２、フロント左スピーカ２３、サブウーファ２４、リア右スピーカ２５、リア左スピーカ２６のそれぞれに対応するＰＥＱパラメータの算出及び記憶が終了すると（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）、音場補正用データ生成処理を終了することとなる。

図１７は、本実施形態のフィルタ特性の合成特性の説明図である。
図１７に示すように、本実施形態により得られるフィルタ特性の合成特性は、図５に示したフィルタ特性の合成特性と比較して、８０Ｈｚ付近のディッピングについても補正できるようになっており、よりターゲットの特性に近い精密な補正が行えることがわかる。
したがって、音声補正用データを構成するＰＥＱパラメータを各パラメトリックイコライザに設定することにより、記録媒体再生部１０によりＣＤやＤＶＤを再生した場合に、音声信号を各パラメトリックイコライザで所望の特性に補正させて対応する音声をスピーカ群２０から放音させることができる。

以上の説明のように、本実施形態によれば、１バンド分のＰＥＱパラメータが求まる毎に、その特性を補正対象となる正規化バンド信号レベルＹ（ｎ）に加算していくことで、個々のＰＥＱバンドの補正効果を考慮したＰＥＱパラメータの算出を行っている。これによって、よりターゲットの特性に近い精密な補正を行うことが可能となる。
また、本実施形態によれば、スピーカ群２０から放音されたピンクノイズをマイク３０で集音し、この集音した音声から周波数帯域別のレベル補正データ（信号補正レベル）を求め、これらレベル補正データを周波数順でつなげたレベル補正データ波形の変極点と、予め定めたスレッショルドとを基準に周波数帯域をグループ分けするので、レベル補正データ波形に存在する山と谷とを山毎及び谷毎にグループ分けすることができるとともに、レベル補正データ波形の絶対値がスレッショルド以下の領域をグループ分けから除外して計算量を削減することができる。

さらに、本実施形態では、グループ単位でパラメトリックイコライザを設定するので、少数のピーキングイコライザの使用でもレベル補正データ波形と略同一の補正特性を得ることができ、周波数帯域別のレベル特性を目標の特性に精度良く補正することができる。
しかも、グループ内のレベル補正データ波形のバンド値及びレベル値を用いて重心位置を求め、重心位置のバンド値及びレベル値に基づいてパラメトリックイコライザの中心周波数及びゲインを設定すると共に、グループ内のレベル補正データ波形のバンド総数、つまり、周波数帯域幅と、上記ゲインとの組み合わせからパラメトリックイコライザを構成しているピーキングイコライザの周波数帯域幅を設定するので、グループ分けされたレベル補正データ波形の山又は谷の曲線と略一致するパラメトリックイコライザの補正特性を得ることができる。
また、以上の説明では、所定の測定信号として、ピンクノイズを用いる場合を示したが、これに限らず、ホワイトノイズ等の音場測定が可能な測定信号を広く適用することができる。

図１８は、変形例の音場補正用データ生成処理を示すフローチャートである。
以上の説明では、各バンド毎に算出したＰＥＱパラメータから信号補正レベルであるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（ｎ）を算出し（ステップＳ３３）、算出したＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（ｎ）を現在の正規化バンド信号レベルＹ（ｎ）に加算することにより、次回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（ｎ＋１）を算出する際に用いる正規化バンド信号レベルＹ（ｎ＋１）を算出（ステップＳ３４）していたが、図１８に示すように、ステップＳ２８〜ステップＳ３１、ステップＳ３６、ステップＳ３７の処理をＭ回繰り返すことにより、Ｍ個のバンドについてＰＥＱパラメータを算出し、Ｍ個のバンド分のＰＥＱパラメータから信号補正レベルであるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（ｎ）を算出し（ステップＳ３８）、算出したＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（ｎ）を現在の正規化バンド信号レベルＹ（ｎ）に加算することにより、次回のＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（ｎ＋１）を算出する際に用いる正規化バンド信号レベルＹ（ｎ＋１）を算出（ステップＳ３４）するように構成することも可能である。

また、以上の説明では、音声信号の周波数帯域別のレベル特性をフラットに補正する場合を示したが、これに限らず、任意の特性に補正するようにしてもよい。
また、以上の説明では、基準バンド幅毎の信号レベルの算出にバンドパスフィルタを使用する場合を示したが、これに限らず、マイク３０が集音した音声信号にＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を施し、周波数領域でバンドパスフィルタと同等の計算を行って基準バンド幅毎の信号レベルを算出してもよい。
上記実施形態では、車載用の音場補正装置に本発明を適用する場合を示したが、これに限らず、住宅内で使用するオーディオアンプに内蔵される音場補正装置等の任意の音場補正装置に広く適用することができる。

以上の説明においては、上記各機能を実現するための制御プログラムが、予めＲＯＭに格納されている場合について説明したが、制御プログラムを、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録するようにしてもよい。このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが記憶媒体から読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、上記実施形態の画像情報処理装置と同等の作用および効果が得られる。
ここで、記憶媒体とは、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体記憶媒体、ＦＤ、ＨＤ等の磁気記憶型記憶媒体、ＣＤ、ＣＤＶ、ＬＤ、ＤＶＤ等の光学的読取方式記憶媒体、ＭＯ等の磁気記憶型／光学的読取方式記憶媒体であって、電子的、磁気的、光学的等の読み取り方法のいかんにかかわらず、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体であれば、どのような記憶媒体であってもよい。
また、インターネット、ＬＡＮなどの通信ネットワークを介して制御用プログラムをダウンロードし、インストールして実行するように構成することも可能である。

音場補正装置の機能的構成を示すブロック図である。 車両内のスピーカの配置を示す図である。 音響特性測定データの一例の説明図である。 フィルタ特性の一例の説明図である。 図４のフィルタ特性の合成特性の説明図である。 実施形態の音場測定処理を示すフローチャートである。 音場補正用データ生成処理を示すフローチャートである。 マイクにより集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルＹ（０）の一例の説明図である。 ｎ＝１回目の処理で得られるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（１）の説明図である。 ｎ＝２回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（１）の説明図である。 ｎ＝２回目の処理で得られるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（２）の説明図である。 ｎ＝３回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（２）の説明図である。 ｎ＝３回目の処理で得られるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（３）の説明図である。 ｎ＝４回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（３）の説明図である。 ｎ＝４回目の処理で得られるＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベルＺ（４）の説明図である。 ｎ＝４回目の処理で用いられる正規化バンド信号レベルＹ（４）の説明図である。 本実施形態のフィルタ特性の合成特性の説明図である。 変形例の音場補正用データ生成処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 制御部
２ 操作部
３ 表示部
４ 測定信号発生部
５ パワーアンプ
６ マイクアンプ
７ 信号収録部
８ 計算部
９ パラメトリックイコライザ（ＰＭＥＱ）
１０ 記録媒体再生部
１１ Ｄ／Ａコンバータ
１２ Ａ／Ｄコンバータ
２０ スピーカ群
３０ マイク
４０ 車両
１００ 音場補正装置
Ｙ（ｎ） 正規化バンド信号レベル
Ｚ（ｎ） ＰＥＱフィルタ特性バンド信号レベル

Claims (8)

1. 所定の測定信号に基づいてスピーカから放音される音声をマイクで集音し、この集音した音声に基づいてスピーカに出力する音声信号の信号レベル補正を行う音場補正装置において、
   入力された音声信号について周波数帯域別にレベル調整を行うパラメトリックイコライザと、
   前記マイクにより集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルを求める正規化バンド信号レベル算出部と、
   前記周波数帯域別に所定の順番で信号補正レベルを求めるに際し、既に算出した他の周波数帯域についての信号補正レベルにより信号レベルを補正した後の正規化バンド信号レベルに基づいて、今回の対象となる周波数帯域に対応する信号補正レベルを算出する補正レベル算出部と、
   前記周波数帯域別の前記信号補正レベルに基づいて前記音声信号の信号レベル補正を行わせるべく前記パラメトリックイコライザを設定する設定部と、を備えたことを特徴とする音場補正装置。
2. 請求項１記載の音場補正装置において、
   前記補正レベル算出部は、前記正規化バンド信号レベル算出部が算出した信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルをＹ（０）とし、（ｎ＋１）番目の周波数帯域について信号補正レベルを求めるに際し、ｎ番目に信号補正レベルを求める周波数帯域について用いる正規化バンド信号レベルをＹ（ｎ）とし、ｎ番目の周波数帯域で求めた信号補正レベルをＺ（ｎ）とし、前記（ｎ＋１）番目に信号補正レベルを求める周波数帯域について用いる正規化バンド信号レベルをＹ（ｎ＋１）とした場合に、
   Ｙ（ｎ＋１）＝Ｙ（ｎ）＋Ｚ（ｎ）
   ［ここで、ｎ＝０，１，２，…、Ｚ（０）＝０］
   として信号補正レベルを算出することを特徴とする音場補正装置。
3. 請求項１または請求項２記載の音場補正装置において、
   前記設定部は、前記音声信号の周波数帯域を前記信号補正レベルの波形の変極点と予め定めた閾値レベルとを基準にグループに分け、前記グループ単位で前記レベル補正を行わせることを特徴とする音場補正装置。
4. 請求項３記載の音場補正装置において、
   前記設定部は、前記グループ内の信号補正レベルの波形の重心位置を求め、この重心位置の周波数及び補正信号レベルに基づいて前記パラメトリックイコライザの中心周波数及びゲインを設定することを特徴とする音場補正装置。
5. 請求項４記載の音場補正装置において、
   前記設定部は、前記グループ内の前記重心位置に基づいて設定した前記パラメトリックイコライザのゲインと、前記グループの周波数帯域幅との組み合わせに基づいて、前記パラメトリックイコライザの通過帯域幅を設定することを特徴とする音場補正装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の音場補正装置において、
   前記所定の測定信号は、ピンクノイズを用いることを特徴とする音場補正装置。
7. 入力された音声信号について周波数帯域別にレベル調整を行うパラメトリックイコライザを用い、所定の測定信号に基づいてスピーカから放音される音声をマイクで集音し、この集音した音声に基づいてスピーカに出力する音声信号の信号レベル補正を行う音場補正方法において、
   前記マイクにより集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルを求める正規化バンド信号レベル算出過程と、
   前記周波数帯域別に所定の順番で信号補正レベルを求めるに際し、既に算出した他の周波数帯域についての信号補正レベルに基づいて信号レベルを補正した後の正規化バンド信号レベルに基づいて、今回の対象となる周波数帯域に対応する信号補正レベルを算出する補正レベル算出過程と、
   前記周波数帯域別の前記信号補正レベルに基づいて前記音声信号の信号レベル補正を行わせるべく前記パラメトリックイコライザを設定する設定過程と、
   を備えたことを特徴とする音場補正方法。
8. 入力された音声信号について周波数帯域別にレベル調整を行うパラメトリックイコライザを備え、所定の測定信号に基づいてスピーカから放音される音声をマイクで集音し、この集音した音声に基づいてスピーカに出力する音声信号の信号レベル補正を行う音場補正装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムにおいて、
   前記マイクにより集音した音声から信号レベル補正前の正規化バンド信号レベルを求めさせ、
   前記周波数帯域別に所定の順番で信号補正レベルを求めるに際し、既に算出した他の周波数帯域についての信号補正レベルに基づいて信号レベルを補正した後の正規化バンド信号レベルに基づいて、今回の対象となる周波数帯域に対応する信号補正レベルを算出させ、
   前記周波数帯域別の前記信号補正レベルに基づいて前記音声信号の信号レベル補正を行わせるべく前記パラメトリックイコライザを設定させる、
   ことを特徴とする制御プログラム。

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