JP2012058370A - 音響調整支援方法、音響調整支援装置、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】音響調整において空間影響成分と位置影響成分の各々を別個独立に把握し、各々を定量的に調整することを可能にする。
【解決手段】音響システムに含まれるスピーカを音響空間の音の反射面から遠ざけてその音響空間内に配置し、当該スピーカから放射される音のサービスエリア内の遠方の複数の位置にマイクロホンを配置してインパルス応答を計測する。そして、それらインパルス応答から算出される各周波数応答の平均と予め定められた目標特性との差分から空間影響成分を特定する。次いで、当該スピーカを本来の設置位置に配置し、そのサービスエリア内の遠方の複数の位置にマイクロホンを配置してインパルス応答を計測する。そして、それらインパルス応答から算出される周波数応答の平均と上記目標特性との差分から位置影響成分を特定する。
【選択図】図4
Description
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、音響調整において空間影響成分と位置影響成分を別個独立に把握し、各々を定量的に調整することを可能にする技術を提供することを目的とする。
(A:第1実施形態)
(A−1:構成)
図1は、この発明の一実施形態の音響調整支援装置80を含む音響システム1の構成例を示す図である。この音響システム1は、コンサートホールなどの音響空間における楽音再生、および、その楽音再生に先立って行われる音響調整を行うためのものである。図1の音源群10には、例えばCD(Compact Disk)ドライブなどの楽音再生装置やステージマイクなどのマイクロホン、音響調整の際に使用する計測用信号であるインパルス信号(或いはホワイトノイズ信号)を発生させるノイズジェネレータなどが含まれる(何れも図示略)。なお、本実施形態では、音響システム1が設置される音響空間がコンサートホールなどの上下、前後および左右を面で区画された閉空間である場合について説明するが、野外音楽堂のような床面だけを有する空間であっても勿論良い。このように床面のみを有する音響空間であってもその床面が音の反射面となるからである。
Interface Card)など外部機器とのデータ授受を行うためのインタフェース装置の集合体である。ミキサ20、スイッチ30、FIRフィルタ40、アンプ60、マイクロホン90、セレクタ50−1および50−2の各々は外部機器I/F群820に含まれる複数のインタフェース装置のうちの適切なものに接続される。操作部830と表示部840は、音響技術者など音響調整支援装置80の利用者に対して各種ユーザインタフェースを提供するためのものである。より詳細に説明すると、操作部830は例えばキーボードであり、複数の操作子を含んでいる。操作部830は、それら操作子に対して為された操作の内容を示すデータを制御部810に引渡す。これにより利用者の行った操作内容が制御部810に伝達される。表示部840は、例えば液晶ディスプレイとその駆動回路(何れも図示略)である。この表示部840には、制御部810による制御の下、音響調整支援装置80の利用を促す各種画面が表示される。
以上が音響システム1の構成である。
次いで、音響システム1を用いた音響調整方法の具体的な実行手順について説明する。
図4は、本実施形態の音響調整方法の手順を示すフローチャートである。図4に示すように、本実施形態の音響調整方法は、目標特性取得ステップSA110、空間影響成分特定ステップSA120、位置影響成分特定ステップSA130、フィルタ係数算出ステップSA140の4つのステップにより構成されている。これら4つのステップのうち、目標特性取得ステップSA110、空間影響成分特定ステップSA120、および位置影響成分特定ステップSA130は、調整対象のスピーカ毎に実行される。以下、スピーカ70−1を調整対象スピーカとした場合を例にとって、図4に示す4つのステップの詳細を説明する。
本実施形態では、調整対象スピーカ本来の周波数応答(すなわち、空間影響成分を含まず、かつ位置影響成分も含まないスピーカが固有に持っている周波数応答)を目標特性とする。これは、調整対象スピーカが固有に有している本来の音響特性で観客席群2Bにおいて楽音等を聴き取れるようにすることを意図しているからである。目標特性取得ステップSA110では、音響技術者は、調整対象スピーカ(すなわち、スピーカ70−1)とマイクロホン90とを音響空間2内の所定の位置に配置し、操作部830を操作して目標特性取得支援処理の実行指示を入力する。なお、目標特性取得ステップSA110における調整対象スピーカおよびマイクロホン90の配置位置については後に詳細に説明する。
空間影響成分特定ステップSA120は、空間影響成分を特定するためのステップである。前述したように、空間影響成分とは、インパルス信号を与えられた調整対象スピーカから放射される音をそのサービスエリアにおいて収音して得られるオーディオ信号(インパルス応答)にFFTを施して得られる周波数応答と目標特性との差分のうち、音響空間全体の空間的特徴に起因した影響を反映した成分のことである。本実施形態では、音響上の客観的な特定に適するように空間影響成分を以下のように定義し直す。すなわち、本実施形態では、調整対象スピーカのサービスエリア内の遠方(少なくともクリティカルディスタンス以上)の複数の位置の各々にマイクロホン90を配置して計測される各インパルス応答から算出される各周波数応答の平均と目標特性データの示す目標特性の差分のうち、何れのインパルス応答においてもその周波数応答とインパル信号の周波数応答との相関が高い周波数帯域であって、かつ各インパルス応答から算出された周波数応答において局所的な変化態様(山および谷の現れ方)が共通している周波数帯域における差分、を空間影響成分とするのである。
上述した第1実施形態では、音響空間2内のステージ2Aの両袖に設置されるスピーカの音響調整を行う場合について説明したが、例えば、音響空間の入隅部(窪んだコーナー部分)に設置されるスピーカや、音響空間の壁面に直付けされるスピーカ(すなわち、剛壁を背後にした状態で設置されるスピーカ)、正面にリブ格子や幕などの遮蔽物が配置された状態で設置されるスピーカの音響調整に本発明を適用しても良いことは勿論である。
音響空間の入隅部にスピーカを設置した場合、スピーカから放射される音のうちの低音域(具体的には、50〜200Hz)の音はスピーカの筐体の背後に回り込み、当該スピーカの設置位置である入隅部の壁面によって反射されてサービスエリアに向かう。このため、サービスエリア内で計測されるインパルス応答から算出される周波数応答は目標特性に比較して低音域の強度が大きくなっていることが一般的である。以下、図12〜図16を参照し、音響空間の入隅部に設置されるスピーカの音響調整に本発明を適用した場合の効果(すなわち、上記低音域における目標特性との差分の解消)について説明する。
剛壁を背後にした状態でスピーカを音響空間に設置する場合においても、入隅部に設置した場合と同様にインパルス応答の周波数応答における低音域の強度が大きくなり、目標特性との間にずれが生じる場合がある。図17は、剛壁を背後にした状態で音響空間に設置されるスピーカの音響調整に本発明を適用した場合の効果を説明するための図である。図17に示す例では図13に示す例における音響空間の壁面にスピーカを直付けされている。この図17では、音響調整の実行前と実行後の夫々について、当該スピーカのサービスエリア内の互いに異なる4点で計測したインパル応答から算出した周波数応答の平均のグラフと目標特性のグラフとが図示されている。図17を参照すれば明らかように、調整対象帯域よりもやや高域側に反射音による影響が残っているものの、調整対象帯域においては概ね目標特性との差分が解消されていることが判る。このように、剛壁を背後にした状態で音響空間に設置されるスピーカに関しても、そのスピーカの音響調整に本発明を適用することによって、低音域の増強を適切に抑え、低音域における目標特性との差分を解消することができるのである。
図18は、音響空間の入隅部に設置され、かつ前面に遮蔽物(図18に示す例では、リブ格子)が設置されたスピーカの音響調整に本発明を適用した場合の効果を説明するための図である。図18に示すように、調整前の状態においては、入隅部にスピーカが設置されていることに起因した影響が50〜100Hzの低音域に現れており、2kHz以上の高音域にはリブ格子の設置による影響が現れている。このため、図18に示す例では、上記低音域および高音域の各々を調整対象帯域としている。図18に示す調整後の状態を参照すれば明らかなように、上記2つの調整対象帯域の何れにおいても概ね目標特性との差分が解消されていることが判る。このように、正面に遮蔽物が配置された状態で音響空間の入隅部に設置されるスピーカに関しても、そのスピーカの音響調整に本発明を適用することによって、入隅部を構成する壁面からの反射音に起因した低音域の増強と遮蔽物に起因した高音域の増強とを適切に抑え、両音域における目標特性との差分を解消することができるのである。
以上本発明の各実施形態について説明したが、以下に述べる変形を加えても勿論良い。
(1)上述した実施形態では、音響調整専用のマイクロホン90を音響調整支援装置80に接続したが、音源群10に含まれるマイクロホンを用いて音響調整を行っても勿論良い。また、上述した実施形態では、音響空間2に2台のスピーカを設置する場合について説明したが3台以上のスピーカを音響空間2に設置しても良く、また、スピーカを1台だけ音響空間2に設置しても勿論良い。また、上述した実施形態では、音響空間2に設置されるスピーカを用いて音響調整を行った。しかし、スピーカが音響空間2の所定の位置に既に固定されており、その取り外しが困難である場合には、当該スピーカと同一機種のスピーカを用いて音響調整を行っても良い。また、上述した第1実施形態では、目標特性取得ステップSA110、空間影響成分特定ステップSA120および位置影響成分特定ステップSA130の各々において調整対象スピーカのインパルス応答を計測する際に、調整対象スピーカと同一水平面上にマイクロホン90を配置した。これは、音響空間2において聴者が着席する観客席群2Bが平面上に広がっていることを反映させたものである。したがって、音響空間2内に観客席群が立体的に配置されている場合(例えば、2階席や3階席が設けられている場合)には、インパルス応答の計測点(すなわち、マイクロホン90の配置位置)を鉛直方向に複数設定するようにしても良い。
Claims (5)
- 音響空間内の所定の位置に設置されるスピーカの前段に配置されるフィルタの設定を調整し、前記スピーカから放射される音の前記音響空間内での周波数応答を調整する音響調整支援方法であって、
前記音響空間の音の反射面から遠ざけて前記スピーカを前記音響空間内に保持してそのサービスエリア内の遠方に配置したマイクロホンにより当該スピーカについての前記反射面の影響を含んだ周波数応答を計測し、計測された周波数応答と前記反射面の影響を含んでいない前記スピーカの周波数応答である目標特性との差分のうち、前記スピーカに与えた入力信号と前記マイクロホンの出力信号との相関が高い周波数帯域における差分を、前記音響空間全体の空間的特徴に起因した影響を反映した空間影響成分として特定する空間影響成分特定ステップと、
前記スピーカを前記所定の位置に設置してそのサービスエリア内において遠方または近隣に配置したマイクロホンにより当該スピーカについてその設置位置近傍の反射面の影響を含んだ周波数応答を計測し、当該周波数応答と前記目標特性との差分のうち、前記スピーカに与えた入力信号と前記マイクロホンの出力信号との相関が高い周波数帯域における差分を、前記設置位置近傍の局所的な状況に起因した影響を反映した位置影響成分として特定する位置影響成分特定ステップと、
前記空間影響成分と前記位置影響成分の少なくとも一方が解消されるように前記フィルタの設定を調整するフィルタ設定調整ステップと、
を有することを特徴とする音響調整支援方法。 - 前記空間影響成分特定ステップにおいては、前記音響空間の音の反射面から遠ざけて保持された前記スピーカのサービスエリア内の遠方の複数の位置に前記マイクロホンを配置して反射面の影響を含んだ周波数応答をマイクロホンの配置位置毎に計測し、それら周波数応答の平均と前記目標特性との差分のうち、前記スピーカに与えた入力信号と前記マイクロホンの出力信号との相関が高い周波数帯域であって、かつ前記各周波数応答において局所的な変動態様が共通している周波数帯域における差分を、前記空間影響成分として特定し、
前記位置影響成分特定ステップにおいては、前記所定の位置に設置された前記スピーカのサービスエリア内において遠方または近隣の複数の位置にマイクロホンを配置して前記スピーカの設置位置近傍の反射面の影響を含んだ周波数応答をマイクロホンの配置位置毎に計測し、それら周波数応答の平均と前記目標特性との差分のうち、前記スピーカに与えた入力信号と前記マイクロホンの出力信号との相関が高い周波数帯域であって、かつ前記各周波数応答において局所的な変動態様が共通している周波数帯域における差分を、前記位置影響成分として特定する
ことを特徴とする請求項1に記載の音響調整支援方法。 - 前記スピーカは音響空間内の所定の位置に固定されており、前記空間影響成分特定ステップにおいては、前記スピーカに換えて前記スピーカと同一機種のスピーカを前記音響空間の音の反射面から遠ざけて保持して前記空間影響成分を特定することを特徴とする請求項1または2に記載の音響調整支援方法。
- 音響空間内の所定の位置に設置されるスピーカの前段に配置されるフィルタの設定を調整し、前記スピーカから放射される音の前記音響空間内での周波数応答を調整することを支援する音響調整支援装置であって、
前記音響空間の音の反射面から遠ざけて保持された前記スピーカに入力信号を与え、そのサービスエリア内において遠方に配置したマイクロホンの出力信号から当該スピーカについての前記反射面の影響を含んだ周波数応答を算出するとともに、当該周波数応答と前記反射面の影響を含んでいない前記スピーカの周波数応答である目標特性との差分を算出する処理と、当該差分のうちで前記スピーカに与えた入力信号と前記マイクロホンの出力信号との相関が高い周波数帯域における差分を、前記音響空間全体の空間的特徴に起因した影響を反映した空間影響成分として利用者が特定することを支援する処理とを実行する空間影響成分特定支援手段と、
前記所定の位置に設置された前記スピーカに入力信号を与え、そのサービスエリア内において遠方または近隣に配置したマイクロホンの出力信号から当該スピーカについてその設置位置近傍の反射面の影響を含んだ周波数応答を算出するとともに、当該周波数応答と前記目標特性との差分を算出し、当該差分のうちから前記スピーカに与えた入力信号と前記マイクロホンの出力信号との相関が高い周波数帯域における差分を、前記スピーカの設置位置近傍の局所的な状況に起因した影響を反映した位置影響成分として利用者が特定することを支援する処理とを実行する位置影響成分特定手段と、
前記空間影響成分と前記位置影響成分の少なくとも一方が解消されるように前記フィルタの設定を調整するフィルタ設定調整手段と、
を有することを特徴とする音響調整支援装置。 - コンピュータを、
音響空間内の所定の位置に設置されるスピーカであって、前記音響空間の音の反射面から遠ざけて保持されているスピーカに入力信号を与え、そのサービスエリア内において遠方に配置したマイクロホンの出力信号から当該スピーカについての前記反射面の影響を含んだ周波数応答を算出するとともに、当該周波数応答と前記反射面の影響を含んでいない前記スピーカの周波数応答である目標特性との差分を算出する処理と、当該差分のうちで前記スピーカに与えた入力信号と前記マイクロホンの出力信号との相関が高い周波数帯域における差分を、前記音響空間全体の空間的特徴に起因した影響を反映した空間影響成分として利用者が特定することを支援する処理とを実行する空間影響成分特定支援手段と、
前記所定の位置に設置された前記スピーカに入力信号を与え、そのサービスエリア内において遠方または近隣に配置したマイクロホンの出力信号から当該スピーカについてその設置位置近傍の反射面の影響を含んだ周波数応答を算出するとともに、当該周波数応答と前記目標特性との差分を算出し、当該差分のうちから前記スピーカに与えた入力信号と前記マイクロホンの出力信号との相関が高い周波数帯域における差分を、前記設置位置近傍の局所的な状況に起因した影響を反映した位置影響成分として利用者が特定することを支援する処理とを実行する位置影響成分特定手段と、
前記空間影響成分と前記位置影響成分の少なくとも一方が解消されるように、前記スピーカの前段に設置されるフィルタの設定を調整するフィルタ設定調整手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
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