JP3377178B2 - 音響拡声装置とその明瞭度改善方法 - Google Patents
音響拡声装置とその明瞭度改善方法Info
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- JP3377178B2 JP3377178B2 JP33165998A JP33165998A JP3377178B2 JP 3377178 B2 JP3377178 B2 JP 3377178B2 JP 33165998 A JP33165998 A JP 33165998A JP 33165998 A JP33165998 A JP 33165998A JP 3377178 B2 JP3377178 B2 JP 3377178B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気音響設備を用
いて出力音響の拡声を行う音響拡声装置およびその明瞭
度を改善する方法に関する。
いて出力音響の拡声を行う音響拡声装置およびその明瞭
度を改善する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、音響拡声において拡声を行う場合
に明瞭度を改善する方法としては、文献（通学技報ＥＡ
９４ー３８）に記載されているものが知られている。図
６は従来の明瞭度を改善した音響拡声装置の構成を示し
ている。図６において、６０７は音場であり、Ｎ個のス
ピーカ６０４とＭ個の制御点６０６がある。６０５はス
ピーカ６０４と制御点６０６の間のインパルスレスポン
スであり、測定または予測手段により得られている。残
響の少ない波形を設定した目標特性６０９、インパルス
レスポンス６０５を設定した伝達関数設定器６０８、お
よび発散防止係数６１０により、係数算出器６１１では
最小二乗法により係数６１２を算出する。この係数６１
２を音場制御フィルタ６０２に設定し、増幅器６０３を
介してスピーカ６０４に接続することにより、入力音声
信号６０１を制御点６０６に対し明瞭に伝達することが
できる。
に明瞭度を改善する方法としては、文献（通学技報ＥＡ
９４ー３８）に記載されているものが知られている。図
６は従来の明瞭度を改善した音響拡声装置の構成を示し
ている。図６において、６０７は音場であり、Ｎ個のス
ピーカ６０４とＭ個の制御点６０６がある。６０５はス
ピーカ６０４と制御点６０６の間のインパルスレスポン
スであり、測定または予測手段により得られている。残
響の少ない波形を設定した目標特性６０９、インパルス
レスポンス６０５を設定した伝達関数設定器６０８、お
よび発散防止係数６１０により、係数算出器６１１では
最小二乗法により係数６１２を算出する。この係数６１
２を音場制御フィルタ６０２に設定し、増幅器６０３を
介してスピーカ６０４に接続することにより、入力音声
信号６０１を制御点６０６に対し明瞭に伝達することが
できる。
【０００３】このようにして、従来の音響拡声装置にお
いても、拡声音声の明瞭度を一応改善することができ
る。
いても、拡声音声の明瞭度を一応改善することができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の音響拡声装置における明瞭度改善方法では、残響時
間が長い場合には必要な制御用フィルタの演算量が膨大
になること、制御箇所を増加すると音場制御用フィルタ
の数も増加し、測定する必要のあるインパルスレスポン
スの数も増加すること、などの問題があった。
来の音響拡声装置における明瞭度改善方法では、残響時
間が長い場合には必要な制御用フィルタの演算量が膨大
になること、制御箇所を増加すると音場制御用フィルタ
の数も増加し、測定する必要のあるインパルスレスポン
スの数も増加すること、などの問題があった。
【０００５】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、音場制御フィルタの演算量を削減し、音
場制御フィルタの数を削減しつつ明瞭な拡声を行うこと
のできる音響拡声装置およびその明瞭度改善方法を提供
することを目的とする。
るものであり、音場制御フィルタの演算量を削減し、音
場制御フィルタの数を削減しつつ明瞭な拡声を行うこと
のできる音響拡声装置およびその明瞭度改善方法を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の音響拡声装置お
よびその明瞭度改善方法は、音場制御フィルタの係数算
出方法として、特異値分解を用いて、周波数ごとに特異
値行列の各要素のうち、基準値以下である要素は０に設
定したのち係数を算出する手段と、スピーカと制御点の
間のインパルスレスポンスの一部を目標特性とする手段
と、複数の制御点を立体的に配置する手段と、係数長を
短縮し係数のうち二乗振幅が最大になるタップを含む一
部のみを用いる手段と、トンネルなど１方向に同一形状
が連続する音場において複数箇所で音場制御を行い、ス
ピーカと制御点を各制御箇所において同じ位置に配置
し、複数の制御箇所のうち１箇所でのみ音場制御フィル
タ係数を算出し、この係数を用いてその他の箇所で音場
制御を実施する手段と、複数の制御箇所を同時に制御す
る音場制御フィルタ係数を算出する手段を、適宜備えた
ものである。これにより、音場制御フィルタの演算量を
削減し、音場制御フィルタの数を削減しつつ明瞭な拡声
を行うことができる。
よびその明瞭度改善方法は、音場制御フィルタの係数算
出方法として、特異値分解を用いて、周波数ごとに特異
値行列の各要素のうち、基準値以下である要素は０に設
定したのち係数を算出する手段と、スピーカと制御点の
間のインパルスレスポンスの一部を目標特性とする手段
と、複数の制御点を立体的に配置する手段と、係数長を
短縮し係数のうち二乗振幅が最大になるタップを含む一
部のみを用いる手段と、トンネルなど１方向に同一形状
が連続する音場において複数箇所で音場制御を行い、ス
ピーカと制御点を各制御箇所において同じ位置に配置
し、複数の制御箇所のうち１箇所でのみ音場制御フィル
タ係数を算出し、この係数を用いてその他の箇所で音場
制御を実施する手段と、複数の制御箇所を同時に制御す
る音場制御フィルタ係数を算出する手段を、適宜備えた
ものである。これにより、音場制御フィルタの演算量を
削減し、音場制御フィルタの数を削減しつつ明瞭な拡声
を行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、入力音声信号を音場制御フィルタを通して増幅した
後、音場においてスピーカから制御点に向けて拡声音響
を出力するとともに、スピーカと制御点の間のインパル
スレスポンスをもとに目標特性に対する係数を算出し、
その係数を音場制御フィルタに設定する音響拡声装置に
おいて、音場制御フィルタの係数算出方法として、特異
値分析を用いて、周波数ごとに特異値行列の各要素のう
ち、基準値以下である要素は０に設定した後に係数を算
出する手段を備えた音響拡声装置であり、音場制御フィ
ルタの演算量を削減し、音場制御フィルタの数を削減し
つつ明瞭な拡声を行うことができるという作用を有す
る。
は、入力音声信号を音場制御フィルタを通して増幅した
後、音場においてスピーカから制御点に向けて拡声音響
を出力するとともに、スピーカと制御点の間のインパル
スレスポンスをもとに目標特性に対する係数を算出し、
その係数を音場制御フィルタに設定する音響拡声装置に
おいて、音場制御フィルタの係数算出方法として、特異
値分析を用いて、周波数ごとに特異値行列の各要素のう
ち、基準値以下である要素は０に設定した後に係数を算
出する手段を備えた音響拡声装置であり、音場制御フィ
ルタの演算量を削減し、音場制御フィルタの数を削減し
つつ明瞭な拡声を行うことができるという作用を有す
る。
【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、スピー
カと制御点の間のインパルスレスポンスの一部を目標特
性として設定する手段を備えた請求項１記載の音響拡声
装置であり、音場制御フィルタの演算量を削減し、音場
制御フィルタの数を削減しつつ明瞭な拡声を行うことが
できるという作用を有する。
カと制御点の間のインパルスレスポンスの一部を目標特
性として設定する手段を備えた請求項１記載の音響拡声
装置であり、音場制御フィルタの演算量を削減し、音場
制御フィルタの数を削減しつつ明瞭な拡声を行うことが
できるという作用を有する。
【０００９】本発明の請求項３に記載の発明は、複数の
制御点を立体的に配置した請求項１または２記載の音響
拡声装置であり、音場制御フィルタの演算量を削減し、
音場制御フィルタの数を削減しつつ明瞭な拡声を行うこ
とができるという作用を有する。
制御点を立体的に配置した請求項１または２記載の音響
拡声装置であり、音場制御フィルタの演算量を削減し、
音場制御フィルタの数を削減しつつ明瞭な拡声を行うこ
とができるという作用を有する。
【００１０】本発明の請求項４に記載の発明は、係数の
長さを短縮し、係数のうち二乗振幅が最大になるタップ
を含む一部のみを音場制御フィルタ係数として用いる請
求項３記載の音響拡声装置であり、音場制御フィルタの
演算量を削減し、音場制御フィルタの数を削減しつつ明
瞭な拡声を行うことができるという作用を有する。
長さを短縮し、係数のうち二乗振幅が最大になるタップ
を含む一部のみを音場制御フィルタ係数として用いる請
求項３記載の音響拡声装置であり、音場制御フィルタの
演算量を削減し、音場制御フィルタの数を削減しつつ明
瞭な拡声を行うことができるという作用を有する。
【００１１】本発明の請求項５に記載の発明は、トンネ
ルなど１方向に同一形状が連続する音場において、複数
箇所で音場制御を行い、スピーカと制御点を各制御箇所
において同じ位置に配置し、複数の制御箇所のうち１箇
所でのみ音場制御フィルタ係数を算出し、この係数を用
いてその他の箇所で音場制御を実施する請求項１から４
のいずれかに記載の音響拡声装置であり、音場制御フィ
ルタの演算量を削減し、音場制御フィルタの数を削減し
つつ明瞭な拡声を行うことができるという作用を有す
る。
ルなど１方向に同一形状が連続する音場において、複数
箇所で音場制御を行い、スピーカと制御点を各制御箇所
において同じ位置に配置し、複数の制御箇所のうち１箇
所でのみ音場制御フィルタ係数を算出し、この係数を用
いてその他の箇所で音場制御を実施する請求項１から４
のいずれかに記載の音響拡声装置であり、音場制御フィ
ルタの演算量を削減し、音場制御フィルタの数を削減し
つつ明瞭な拡声を行うことができるという作用を有す
る。
【００１２】本発明の請求項６に記載の発明は、複数の
制御箇所を同時に制御するための音場制御フィルタ係数
を算出する請求項５記載の音響拡声装置であり、音場制
御フィルタの演算量を削減し、音場制御フィルタの数を
削減しつつ明瞭な拡声を行うことができるという作用を
有する。
制御箇所を同時に制御するための音場制御フィルタ係数
を算出する請求項５記載の音響拡声装置であり、音場制
御フィルタの演算量を削減し、音場制御フィルタの数を
削減しつつ明瞭な拡声を行うことができるという作用を
有する。
【００１３】本発明の請求項７に記載の発明は、音響拡
声装置において、音場制御フィルタの係数算出方法とし
て周波数領域で特異値分解を行い、特異値行列の各要素
のうち、予め設定したしきい値以下の要素は０に設定し
た後、逆行列算出を実施する明瞭度改善方法であり、明
瞭な拡声を行うことができるという作用を有する。
声装置において、音場制御フィルタの係数算出方法とし
て周波数領域で特異値分解を行い、特異値行列の各要素
のうち、予め設定したしきい値以下の要素は０に設定し
た後、逆行列算出を実施する明瞭度改善方法であり、明
瞭な拡声を行うことができるという作用を有する。
【００１４】本発明の請求項８に記載の発明は、各周波
数において、特異値行列の各要素の最大値を算出し、そ
の最大値を基準としてしきい値を設定する請求項７記載
の明瞭度改善方法であり、音場制御フィルタごとに発散
を防止できるという作用を有する。
数において、特異値行列の各要素の最大値を算出し、そ
の最大値を基準としてしきい値を設定する請求項７記載
の明瞭度改善方法であり、音場制御フィルタごとに発散
を防止できるという作用を有する。
【００１５】本発明の請求項９に記載の発明は、各周波
数において、特異値行列の各要素の最大値より４０ｄＢ
小さい値をしきい値とする請求項８記載の明瞭度改善方
法であり、音場制御フィルタごとに発散を防止できると
いう作用を有する。
数において、特異値行列の各要素の最大値より４０ｄＢ
小さい値をしきい値とする請求項８記載の明瞭度改善方
法であり、音場制御フィルタごとに発散を防止できると
いう作用を有する。
【００１６】本発明の請求項１０に記載の発明は、スピ
ーカと制御点の間のインパルスレスポンスのうち、一部
分を目標特性とする請求項７、８または９記載の明瞭度
改善方法であり、制御点だけでなく制御点の周囲まで明
瞭な拡声を行うことのできる範囲を拡大するという作用
を有する。
ーカと制御点の間のインパルスレスポンスのうち、一部
分を目標特性とする請求項７、８または９記載の明瞭度
改善方法であり、制御点だけでなく制御点の周囲まで明
瞭な拡声を行うことのできる範囲を拡大するという作用
を有する。
【００１７】本発明の請求項１１に記載の発明は、スピ
ーカと制御点の間のインパルスレスポンスのうち、直接
音以外の部分を０に設定したものを目標特性とする請求
項１０記載の明瞭度改善方法であり、制御点だけでなく
制御点の周囲まで明瞭な拡声を行うことのできる範囲を
拡大するという作用を有する。
ーカと制御点の間のインパルスレスポンスのうち、直接
音以外の部分を０に設定したものを目標特性とする請求
項１０記載の明瞭度改善方法であり、制御点だけでなく
制御点の周囲まで明瞭な拡声を行うことのできる範囲を
拡大するという作用を有する。
【００１８】本発明の請求項１２に記載の発明は、複数
の制御点を立体的に配置する請求項１１記載の明瞭度改
善方法であり、明瞭な拡声を行うことのできる範囲を立
体的に拡大するという作用を有する。
の制御点を立体的に配置する請求項１１記載の明瞭度改
善方法であり、明瞭な拡声を行うことのできる範囲を立
体的に拡大するという作用を有する。
【００１９】本発明の請求項１３に記載の発明は、制御
点を１辺の長さが３０ｃｍ以内の立体格子点上に配置す
る請求項１２記載の明瞭度改善方法であり、明瞭な拡声
を行うことのできる範囲を立体的に拡大するという作用
を有する。
点を１辺の長さが３０ｃｍ以内の立体格子点上に配置す
る請求項１２記載の明瞭度改善方法であり、明瞭な拡声
を行うことのできる範囲を立体的に拡大するという作用
を有する。
【００２０】本発明の請求項１４に記載の発明は、係数
算出後、係数のうち二乗振幅が最大になるタップを含む
一部のみを用いて音場制御を行う請求項７から１３のい
ずれかに記載の明瞭度改善方法であり、必要な音場制御
フィルタの規模を削減できるという作用がある。
算出後、係数のうち二乗振幅が最大になるタップを含む
一部のみを用いて音場制御を行う請求項７から１３のい
ずれかに記載の明瞭度改善方法であり、必要な音場制御
フィルタの規模を削減できるという作用がある。
【００２１】本発明の請求項１５に記載の発明は、係数
長を短縮前の係数長と比較して１／１０以下にした係数
を用いる請求項１４記載の明瞭度改善方法であり、必要
な音場制御フィルタの規模を削減できるという作用があ
る。
長を短縮前の係数長と比較して１／１０以下にした係数
を用いる請求項１４記載の明瞭度改善方法であり、必要
な音場制御フィルタの規模を削減できるという作用があ
る。
【００２２】本発明の請求項１６に記載の発明は、トン
ネルなど１方向に同一断面形状が連続する音場におい
て、複数箇所で音場制御を行い、スピーカと制御点を各
制御箇所において同じ位置に配置する請求項７から１５
のいずれかに記載の明瞭度改善方法であり、音場制御フ
ィルタ全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭な拡声を
行うことができるという作用と、必要なインパルスレス
ポンスの数を削減できるという作用を有する。
ネルなど１方向に同一断面形状が連続する音場におい
て、複数箇所で音場制御を行い、スピーカと制御点を各
制御箇所において同じ位置に配置する請求項７から１５
のいずれかに記載の明瞭度改善方法であり、音場制御フ
ィルタ全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭な拡声を
行うことができるという作用と、必要なインパルスレス
ポンスの数を削減できるという作用を有する。
【００２３】本発明の請求項１７に記載の発明は、複数
の制御箇所のうち、１箇所でのみ音場制御フィルタの係
数を算出し、この係数を用いてその他の箇所で音場制御
を実施する請求項１６記載の明瞭度改善方法であり、音
場制御フィルタ全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭
な拡声を行うことができるという作用と、必要なインパ
ルスレスポンスの数を削減できるという作用を有する。
の制御箇所のうち、１箇所でのみ音場制御フィルタの係
数を算出し、この係数を用いてその他の箇所で音場制御
を実施する請求項１６記載の明瞭度改善方法であり、音
場制御フィルタ全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭
な拡声を行うことができるという作用と、必要なインパ
ルスレスポンスの数を削減できるという作用を有する。
【００２４】本発明の請求項１８に記載の発明は、制御
箇所の間隔を５０ｍ以上とした請求項１７記載の明瞭度
改善方法であり、他の制御箇所による妨害が少なくなる
という作用を有する。
箇所の間隔を５０ｍ以上とした請求項１７記載の明瞭度
改善方法であり、他の制御箇所による妨害が少なくなる
という作用を有する。
【００２５】本発明の請求項１９に記載の発明は、複数
の制御箇所を同時に制御する音場制御フィルタ係数を算
出する請求項１６記載の明瞭度改善方法であり、音場制
御フィルタ全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭な拡
声を行うことができるという作用を有する。
の制御箇所を同時に制御する音場制御フィルタ係数を算
出する請求項１６記載の明瞭度改善方法であり、音場制
御フィルタ全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭な拡
声を行うことができるという作用を有する。
【００２６】本発明の請求項２０に記載の発明は、各制
御箇所においてその内部にあるスピーカと制御点の間の
インパルスレスポンスのみを用いてフィルタ係数を算出
する請求項１９記載の明瞭度改善方法であり、音場制御
フィルタ全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭な拡声
を行うことができるという作用を有する。
御箇所においてその内部にあるスピーカと制御点の間の
インパルスレスポンスのみを用いてフィルタ係数を算出
する請求項１９記載の明瞭度改善方法であり、音場制御
フィルタ全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭な拡声
を行うことができるという作用を有する。
【００２７】本発明の請求項２１に記載の発明は、制御
箇所の間隔を５０ｍ以上とした請求項２０記載の明瞭度
改善方法であり、他の制御箇所による妨害が少なくなる
という作用を有する。
箇所の間隔を５０ｍ以上とした請求項２０記載の明瞭度
改善方法であり、他の制御箇所による妨害が少なくなる
という作用を有する。
【００２８】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図５を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施の形態を示
すものである。図１において、入力音声信号１０１は、
Ｎ個の音場制御フィルタ１０２に接続される。音場制御
フィルタ１０２の出力は、それぞれＮ個の増幅器１０３
を経て音場１０７におけるＮ個のスピーカ１０４に接続
される。音場１０７では、Ｎ個のスピーカ１０４とＭ個
の制御点１０６の間のインパルスレスポンス１０５が測
定されており、これをもとに各周波数ごとに音響伝達関
数行列１０８が算出される。音響伝達関数行列１０８
は、特異値分解算出器１０９により特異値分解される。
特異値分解算出器１０９の出力の１つは、特異値評価器
１１０を経て逆行列算出器１１１に入力される。特異値
分解算出器１０９の出力のもう１つは、逆行列算出器１
１１に入力音声信号される。係数算出器１１３では、目
標特性１１２と逆行列算出器１１１の出力をもとに係数
１１４が算出される。係数１１４は音場制御フィルタ１
０２に設定される。
から図５を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施の形態を示
すものである。図１において、入力音声信号１０１は、
Ｎ個の音場制御フィルタ１０２に接続される。音場制御
フィルタ１０２の出力は、それぞれＮ個の増幅器１０３
を経て音場１０７におけるＮ個のスピーカ１０４に接続
される。音場１０７では、Ｎ個のスピーカ１０４とＭ個
の制御点１０６の間のインパルスレスポンス１０５が測
定されており、これをもとに各周波数ごとに音響伝達関
数行列１０８が算出される。音響伝達関数行列１０８
は、特異値分解算出器１０９により特異値分解される。
特異値分解算出器１０９の出力の１つは、特異値評価器
１１０を経て逆行列算出器１１１に入力される。特異値
分解算出器１０９の出力のもう１つは、逆行列算出器１
１１に入力音声信号される。係数算出器１１３では、目
標特性１１２と逆行列算出器１１１の出力をもとに係数
１１４が算出される。係数１１４は音場制御フィルタ１
０２に設定される。
【００２９】次に、上記第１の実施の形態の動作につい
て説明する。音場１０７において、Ｎ個のスピーカ１０
４とＭ個の制御点の間のＮ×Ｍ個のインパルスレスポン
ス１０５を測定またはシミュレーションにより求める。
インパルスレスポンス１０５をそれぞれＦＦＴなどの方
法により周波数領域に変換し、各周波数において音響伝
達関数行列１０８を算出する。ここで、音響伝達関数行
列１０８をＣ（Ｍ、Ｎ）で表す。行列Ｃの各要素は複素
数である。なお、添え字Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であるこ
とを意味する。特異値分解算出器１０９では、式（１）
のように行列Ｃの特異値分解を行う。 Ｃ＝ＵＷＶT ・・・ 式（１） Ｕ（Ｍ、Ｎ）：Ｍ×Ｎの列直交行列 （（i=１〜Ｍ）ΣUikUjn＝δkn ,1<k<N,1<n<N)）Ｗ
（Ｎ、Ｎ）：Ｎ×Ｎの対角行列（対角成分wj [j=１〜N]
は非負） ＶT （Ｎ、Ｎ）：Ｎ×Ｎの直交行列Ｖの転置行列
て説明する。音場１０７において、Ｎ個のスピーカ１０
４とＭ個の制御点の間のＮ×Ｍ個のインパルスレスポン
ス１０５を測定またはシミュレーションにより求める。
インパルスレスポンス１０５をそれぞれＦＦＴなどの方
法により周波数領域に変換し、各周波数において音響伝
達関数行列１０８を算出する。ここで、音響伝達関数行
列１０８をＣ（Ｍ、Ｎ）で表す。行列Ｃの各要素は複素
数である。なお、添え字Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であるこ
とを意味する。特異値分解算出器１０９では、式（１）
のように行列Ｃの特異値分解を行う。 Ｃ＝ＵＷＶT ・・・ 式（１） Ｕ（Ｍ、Ｎ）：Ｍ×Ｎの列直交行列 （（i=１〜Ｍ）ΣUikUjn＝δkn ,1<k<N,1<n<N)）Ｗ
（Ｎ、Ｎ）：Ｎ×Ｎの対角行列（対角成分wj [j=１〜N]
は非負） ＶT （Ｎ、Ｎ）：Ｎ×Ｎの直交行列Ｖの転置行列
【００３０】式（１）で得られたＷをそのまま用いる
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数１１４が発散するという問題がある。そこで、以
下の方法で特異値評価器１１０において音場制御フィル
タごとに発散を防止する。
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数１１４が発散するという問題がある。そこで、以
下の方法で特異値評価器１１０において音場制御フィル
タごとに発散を防止する。
【００３１】特異値評価器１１０では、特異値行列Ｗの
各要素の最大値Wmaxを求める。次に、各要素の最大値Wm
axに対する比を求める。この比が基準値以下になる場合
には、その要素wjの値を０に設定する。基準値はー６０
ｄＢからー２０ｄＢの範囲でよく、ー４０ｄＢとするの
が妥当である。
各要素の最大値Wmaxを求める。次に、各要素の最大値Wm
axに対する比を求める。この比が基準値以下になる場合
には、その要素wjの値を０に設定する。基準値はー６０
ｄＢからー２０ｄＢの範囲でよく、ー４０ｄＢとするの
が妥当である。
【００３２】逆行列算出器１１１では、式（２）に従っ
てＣの逆行列を算出する。 Ｃ-1＝Ｖ[diag(1/wj)]ＵT ・・・ 式（２） diag(1/wj)：要素が1/wj [j=１〜N]のＮ×Ｎ対角行列
てＣの逆行列を算出する。 Ｃ-1＝Ｖ[diag(1/wj)]ＵT ・・・ 式（２） diag(1/wj)：要素が1/wj [j=１〜N]のＮ×Ｎ対角行列
【００３３】Ｍ個の制御点にける目標として残響音成分
の少ないインパルスレスポンスを設定しそれぞれ周波数
領域に変換し、各周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特
性１１２として設定する。係数算出器１１３では、式
（３）により解Ｘ（Ｎ）として算出する。 Ｘ＝Ｃ-1Ｂ ・・・ 式（３）
の少ないインパルスレスポンスを設定しそれぞれ周波数
領域に変換し、各周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特
性１１２として設定する。係数算出器１１３では、式
（３）により解Ｘ（Ｎ）として算出する。 Ｘ＝Ｃ-1Ｂ ・・・ 式（３）
【００３４】各周波数についてＸを求め、Ｎ個の音場制
御用フィルタの周波数特性を求め、それぞれを逆ＦＦＴ
などの方法により時間領域に変換し、係数１１４を得
る。この係数を音場制御フィルタ１０２に設定すること
により、制御点１０６では明瞭に拡声することができ
る。このように、音場制御フィルタごとに発散を防止し
つつ明瞭な拡声を行うことができる。
御用フィルタの周波数特性を求め、それぞれを逆ＦＦＴ
などの方法により時間領域に変換し、係数１１４を得
る。この係数を音場制御フィルタ１０２に設定すること
により、制御点１０６では明瞭に拡声することができ
る。このように、音場制御フィルタごとに発散を防止し
つつ明瞭な拡声を行うことができる。
【００３５】（実施の形態２）図２は本発明の第２の実
施の形態を示すものである。図２において、入力音声信
号２０１は、Ｎ個の音場制御フィルタ２０２に接続され
る。音場制御フィルタ２０２の出力は、それぞれＮ個の
増幅器２０３を経て音場２０７におけるＮ個のスピーカ
２０４に接続される。音場２０７では、Ｎ個のスピーカ
２０４とＭ個の制御点２０６の間のインパルスレスポン
ス２０５が測定されている。インパルスレスポンス２０
５をもとに、各周波数ごとに音響伝達関数行列２０８が
算出される。また、インパルスレスポンス２０５は、目
標特性設定器２１５にも入力される。音響伝達関数行列
２０８は、特異値分解算出器２０９に入力される。特異
値分解算出器２０９では、音響伝達関数行列２０８の特
異値分解を行う。特異値分解算出器２０９の出力の１つ
は、特異値評価器２１０を経て逆行列算出器２１１に入
力される。特異値分解算出器２０９の出力のもう１つ
は、逆行列算出器２１１に入力される。係数算出器２１
３では、目標特性設定器２１５の出力である目標特性２
１２と逆行列算出器２１１の出力をもとに係数２１４が
算出される。係数２１４は音場制御フィルタ２０２に設
定される。
施の形態を示すものである。図２において、入力音声信
号２０１は、Ｎ個の音場制御フィルタ２０２に接続され
る。音場制御フィルタ２０２の出力は、それぞれＮ個の
増幅器２０３を経て音場２０７におけるＮ個のスピーカ
２０４に接続される。音場２０７では、Ｎ個のスピーカ
２０４とＭ個の制御点２０６の間のインパルスレスポン
ス２０５が測定されている。インパルスレスポンス２０
５をもとに、各周波数ごとに音響伝達関数行列２０８が
算出される。また、インパルスレスポンス２０５は、目
標特性設定器２１５にも入力される。音響伝達関数行列
２０８は、特異値分解算出器２０９に入力される。特異
値分解算出器２０９では、音響伝達関数行列２０８の特
異値分解を行う。特異値分解算出器２０９の出力の１つ
は、特異値評価器２１０を経て逆行列算出器２１１に入
力される。特異値分解算出器２０９の出力のもう１つ
は、逆行列算出器２１１に入力される。係数算出器２１
３では、目標特性設定器２１５の出力である目標特性２
１２と逆行列算出器２１１の出力をもとに係数２１４が
算出される。係数２１４は音場制御フィルタ２０２に設
定される。
【００３６】次に、上記第２の実施の形態の動作につい
て説明する。音場２０７において、Ｎ個のスピーカ２０
４とＭ個の制御点の間のＮ×Ｍ個のインパルスレスポン
ス２０５を測定またはシミュレーションにより求める。
Ｍ個の制御点は直線上に配置する。制御点の間隔ｄは３
０ｃｍ以内がよく、実用上は１０ｃｍとするのが妥当で
ある。インパルスレスポンス２０５をそれぞれＦＦＴな
どの方法により周波数領域に変換し、各周波数において
音響伝達関数行列２０８を算出する。音響伝達関数行列
２０８は、特異値分解算出器２０９の入力となる。ここ
で、音響伝達関数行列２０８をＣ（Ｍ、Ｎ）で表す。行
列Ｃの各要素は複素数である。なお、添え字Ｍ、ＮはＭ
行Ｎ列行列であることを意味する。特異値分解算出器２
０９では、式（１）のように行列Ｃの特異値分解を行
う。
て説明する。音場２０７において、Ｎ個のスピーカ２０
４とＭ個の制御点の間のＮ×Ｍ個のインパルスレスポン
ス２０５を測定またはシミュレーションにより求める。
Ｍ個の制御点は直線上に配置する。制御点の間隔ｄは３
０ｃｍ以内がよく、実用上は１０ｃｍとするのが妥当で
ある。インパルスレスポンス２０５をそれぞれＦＦＴな
どの方法により周波数領域に変換し、各周波数において
音響伝達関数行列２０８を算出する。音響伝達関数行列
２０８は、特異値分解算出器２０９の入力となる。ここ
で、音響伝達関数行列２０８をＣ（Ｍ、Ｎ）で表す。行
列Ｃの各要素は複素数である。なお、添え字Ｍ、ＮはＭ
行Ｎ列行列であることを意味する。特異値分解算出器２
０９では、式（１）のように行列Ｃの特異値分解を行
う。
【００３７】式（１）で得られたＷをそのまま用いる
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数２１４が発散するという問題がある。そこで、以
下の方法で特異値評価器２１０において音場制御フィル
タごとに発散を防止する。
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数２１４が発散するという問題がある。そこで、以
下の方法で特異値評価器２１０において音場制御フィル
タごとに発散を防止する。
【００３８】特異値評価器２１０では、特異値行列Ｗの
各要素の最大値Wmaxを求める。次に、各要素の最大値Wm
axに対する比を求める。この比が基準値以下になる場合
には、その要素wjの値を０に設定する。基準値はー６０
ｄＢからー２０ｄＢの範囲でよく、ー４０ｄＢとするの
が妥当である。
各要素の最大値Wmaxを求める。次に、各要素の最大値Wm
axに対する比を求める。この比が基準値以下になる場合
には、その要素wjの値を０に設定する。基準値はー６０
ｄＢからー２０ｄＢの範囲でよく、ー４０ｄＢとするの
が妥当である。
【００３９】目標特性設定器２１５では、インパルスレ
スポンス２０５を入力として、インパルスレスポンス２
０５の直接音部分を算出する。インパルスレスポンスの
直接音部分の算出方法は以下のように行う。Ｎ個のスピ
ーカ２０４のうち１つを選択し、そのスピーカとＭ個の
受聴点の間のインパルスレスポンスの二乗振幅が最大に
なるタップをそれぞれ求める。そのタップを中心に窓関
数を乗じて、二乗振幅が最大になるタップ±Ｔの範囲を
それぞれインパルスレスポンスの直接音部分とする。窓
関数の形状は矩形窓やハニング窓でよい。最適なＴの大
きさは使用するスピーカの直接音の応答が収まる範囲と
する。一般には１０〜５０タップの範囲である。このよ
うに求めたＭ個のインパルスレスポンスの直接音部分を
ＦＦＴなどの方法により周波数領域に変換し、各周波数
において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性２１２として設定す
る。逆行列算出器２１１では、式（２）に従ってＣの逆
行列を算出する。
スポンス２０５を入力として、インパルスレスポンス２
０５の直接音部分を算出する。インパルスレスポンスの
直接音部分の算出方法は以下のように行う。Ｎ個のスピ
ーカ２０４のうち１つを選択し、そのスピーカとＭ個の
受聴点の間のインパルスレスポンスの二乗振幅が最大に
なるタップをそれぞれ求める。そのタップを中心に窓関
数を乗じて、二乗振幅が最大になるタップ±Ｔの範囲を
それぞれインパルスレスポンスの直接音部分とする。窓
関数の形状は矩形窓やハニング窓でよい。最適なＴの大
きさは使用するスピーカの直接音の応答が収まる範囲と
する。一般には１０〜５０タップの範囲である。このよ
うに求めたＭ個のインパルスレスポンスの直接音部分を
ＦＦＴなどの方法により周波数領域に変換し、各周波数
において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性２１２として設定す
る。逆行列算出器２１１では、式（２）に従ってＣの逆
行列を算出する。
【００４０】係数算出器２１３では、式（３）により解
Ｘ（Ｎ）として算出する。各周波数についてＸを求める
ことにより、Ｎ個の音場制御用フィルタの周波数特性を
算出する。それぞれの音場制御用フィルタの周波数特性
を逆ＦＦＴなどの方法により時間領域に変換し、係数２
１４を得る。この係数を音場制御フィルタ２０２に設定
することにより、制御点２０６とその周囲では明瞭に拡
声することができる。このように、音場制御フィルタご
とに発散を防止しつつ明瞭な拡声を行うことができる。
Ｘ（Ｎ）として算出する。各周波数についてＸを求める
ことにより、Ｎ個の音場制御用フィルタの周波数特性を
算出する。それぞれの音場制御用フィルタの周波数特性
を逆ＦＦＴなどの方法により時間領域に変換し、係数２
１４を得る。この係数を音場制御フィルタ２０２に設定
することにより、制御点２０６とその周囲では明瞭に拡
声することができる。このように、音場制御フィルタご
とに発散を防止しつつ明瞭な拡声を行うことができる。
【００４１】（実施の形態３）図３は本発明の第３の実
施の形態を示すものである。図３において、入力音声信
号３０１は、Ｎ個の音場制御フィルタ３０２に接続され
る。音場制御フィルタ３０２の出力は、それぞれＮ個の
増幅器３０３を経て音場３０７におけるＮ個のスピーカ
３０４に接続される。音場３０７では、Ｎ個のスピーカ
３０４とＭ個の制御点３０６の間のインパルスレスポン
ス３０５が測定されている。インパルスレスポンス３０
５をもとに、各周波数ごとに音響伝達関数行列３０８が
算出される。また、インパルスレスポンス３０５は、目
標特性設定器３１５にも入力される。音響伝達関数行列
３０８は、特異値分解算出器３０９に入力される。特異
値分解算出器３０９では、音響伝達関数行列３０８の特
異値分解を行う。特異値分解算出器３０９の出力の１つ
は、特異値評価器３１０を経て逆行列算出器３１１に入
力される。特異値分解算出器３０９の出力のもう１つ
は、逆行列算出器３１１に入力される。係数算出器３１
３では、目標特性設定器３１５の出力である目標特性３
１２と逆行列算出器３１１の出力をもとに係数３１４が
算出される。算出された係数３１４は、最大値検出器３
１６で二乗振幅が最大になるタップを求め、係数長変更
器３１７でそのタップを中心に窓関数を乗じて二乗振幅
が最大になるタップ±Ｔの範囲を新たな係数として求
め、音場制御フィルタ３０２に設定する。
施の形態を示すものである。図３において、入力音声信
号３０１は、Ｎ個の音場制御フィルタ３０２に接続され
る。音場制御フィルタ３０２の出力は、それぞれＮ個の
増幅器３０３を経て音場３０７におけるＮ個のスピーカ
３０４に接続される。音場３０７では、Ｎ個のスピーカ
３０４とＭ個の制御点３０６の間のインパルスレスポン
ス３０５が測定されている。インパルスレスポンス３０
５をもとに、各周波数ごとに音響伝達関数行列３０８が
算出される。また、インパルスレスポンス３０５は、目
標特性設定器３１５にも入力される。音響伝達関数行列
３０８は、特異値分解算出器３０９に入力される。特異
値分解算出器３０９では、音響伝達関数行列３０８の特
異値分解を行う。特異値分解算出器３０９の出力の１つ
は、特異値評価器３１０を経て逆行列算出器３１１に入
力される。特異値分解算出器３０９の出力のもう１つ
は、逆行列算出器３１１に入力される。係数算出器３１
３では、目標特性設定器３１５の出力である目標特性３
１２と逆行列算出器３１１の出力をもとに係数３１４が
算出される。算出された係数３１４は、最大値検出器３
１６で二乗振幅が最大になるタップを求め、係数長変更
器３１７でそのタップを中心に窓関数を乗じて二乗振幅
が最大になるタップ±Ｔの範囲を新たな係数として求
め、音場制御フィルタ３０２に設定する。
【００４２】次に、上記第３の実施の形態の動作につい
て説明する。音場３０７において、Ｎ個のスピーカ３０
４とＭ個の制御点３０６の間のＮ×Ｍ個のインパルスレ
スポンス３０５を測定またはシミュレーションにより求
める。Ｍ個の制御点３０６は立体的に配置する。制御点
３０６の間隔ｄは３０ｃｍ以内がよく、実用上は１０ｃ
ｍから２０ｃｍとするのが妥当である。実用的な制御点
３０６の配置は、一辺の長さ２０ｃｍの立方体内に制御
点の間隔ｄを１０ｃｍとして２７点の制御点を配置し、
これを床面から１．５ｍの高さとする。
て説明する。音場３０７において、Ｎ個のスピーカ３０
４とＭ個の制御点３０６の間のＮ×Ｍ個のインパルスレ
スポンス３０５を測定またはシミュレーションにより求
める。Ｍ個の制御点３０６は立体的に配置する。制御点
３０６の間隔ｄは３０ｃｍ以内がよく、実用上は１０ｃ
ｍから２０ｃｍとするのが妥当である。実用的な制御点
３０６の配置は、一辺の長さ２０ｃｍの立方体内に制御
点の間隔ｄを１０ｃｍとして２７点の制御点を配置し、
これを床面から１．５ｍの高さとする。
【００４３】インパルスレスポンス３０５をそれぞれＦ
ＦＴなどの方法により周波数領域に変換し、各周波数に
おいて音響伝達関数行列３０８を算出する。音響伝達関
数行列３０８は、特異値分解算出器３０９の入力とな
る。ここで、音響伝達関数行列３０８をＣ（Ｍ、Ｎ）で
表す。行列Ｃの各要素は複素数である。なお、添え字
Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意味する。特異値分
解算出器３０９では、式（１）のように行列Ｃの特異値
分解を行う。
ＦＴなどの方法により周波数領域に変換し、各周波数に
おいて音響伝達関数行列３０８を算出する。音響伝達関
数行列３０８は、特異値分解算出器３０９の入力とな
る。ここで、音響伝達関数行列３０８をＣ（Ｍ、Ｎ）で
表す。行列Ｃの各要素は複素数である。なお、添え字
Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意味する。特異値分
解算出器３０９では、式（１）のように行列Ｃの特異値
分解を行う。
【００４４】式（１）で得られたＷをそのまま用いる
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数３１４が発散するという問題がある。そこで、以
下の方法で特異値評価器３１０において音場制御フィル
タごとに発散を防止する。
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数３１４が発散するという問題がある。そこで、以
下の方法で特異値評価器３１０において音場制御フィル
タごとに発散を防止する。
【００４５】特異値評価器３１０では、特異値行列Ｗの
各要素の最大値Wmaxを求める。次に、各要素の最大値Wm
axに対する比を求める。この比が基準値以下になる場合
には、その要素wjの値を０に設定する。基準値はー６０
ｄＢからー２０ｄＢの範囲でよく、ー４０ｄＢとするの
が妥当である。
各要素の最大値Wmaxを求める。次に、各要素の最大値Wm
axに対する比を求める。この比が基準値以下になる場合
には、その要素wjの値を０に設定する。基準値はー６０
ｄＢからー２０ｄＢの範囲でよく、ー４０ｄＢとするの
が妥当である。
【００４６】目標特性設定器３１５では、インパルスレ
スポンス３０５を入力として、インパルスレスポンス３
０５の直接音部分を算出する。インパルスレスポンス３
０５の直接音部分の算出方法は以下のように行う。Ｎ個
のスピーカ３０４のうち１つを選択し、そのスピーカと
Ｍ個の受聴点の間のインパルスレスポンスの二乗振幅が
最大になるタップをそれぞれ求める。そのタップを中心
に窓関数を乗じて、二乗振幅が最大になるタップ±Ｔの
範囲をそれぞれインパルスレスポンスの直接音部分とす
る。窓関数の形状は矩形窓やハニング窓でよい。最適な
Ｔの大きさは使用するスピーカの直接音の応答が収まる
範囲とする。一般には１０〜５０タップの範囲である。
このように求めたＭ個のインパルスレスポンスの直接音
部分をＦＦＴなどの方法により周波数領域に変換し、各
周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性３１２として設
定する。逆行列算出器３１１では、式（２）に従ってＣ
の逆行列を算出する。
スポンス３０５を入力として、インパルスレスポンス３
０５の直接音部分を算出する。インパルスレスポンス３
０５の直接音部分の算出方法は以下のように行う。Ｎ個
のスピーカ３０４のうち１つを選択し、そのスピーカと
Ｍ個の受聴点の間のインパルスレスポンスの二乗振幅が
最大になるタップをそれぞれ求める。そのタップを中心
に窓関数を乗じて、二乗振幅が最大になるタップ±Ｔの
範囲をそれぞれインパルスレスポンスの直接音部分とす
る。窓関数の形状は矩形窓やハニング窓でよい。最適な
Ｔの大きさは使用するスピーカの直接音の応答が収まる
範囲とする。一般には１０〜５０タップの範囲である。
このように求めたＭ個のインパルスレスポンスの直接音
部分をＦＦＴなどの方法により周波数領域に変換し、各
周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性３１２として設
定する。逆行列算出器３１１では、式（２）に従ってＣ
の逆行列を算出する。
【００４７】係数算出器３１３では、式（３）により解
Ｘ（Ｎ）として算出する。各周波数についてＸを求め、
Ｎ個の音場制御用フィルタの周波数特性を求め、それぞ
れを逆ＦＦＴなどの方法により時間領域に変換すること
により、Ｎ個の短縮前係数を得る。最大値検出器３１６
では、短縮前係数の二乗振幅が最大になるタップをそれ
ぞれ求める。係数長変更器３１７では、短縮前係数の二
乗振幅が最大になるタップを中心に窓関数を乗じて、二
乗振幅が最大になるタップ±Ｔの範囲を新たな係数とす
る。窓関数の形状は矩形窓やハニング窓でよい。Ｔの大
きさは短縮前係数の長さの１／１０とするのが妥当であ
るが、さらに短くしてもよい。
Ｘ（Ｎ）として算出する。各周波数についてＸを求め、
Ｎ個の音場制御用フィルタの周波数特性を求め、それぞ
れを逆ＦＦＴなどの方法により時間領域に変換すること
により、Ｎ個の短縮前係数を得る。最大値検出器３１６
では、短縮前係数の二乗振幅が最大になるタップをそれ
ぞれ求める。係数長変更器３１７では、短縮前係数の二
乗振幅が最大になるタップを中心に窓関数を乗じて、二
乗振幅が最大になるタップ±Ｔの範囲を新たな係数とす
る。窓関数の形状は矩形窓やハニング窓でよい。Ｔの大
きさは短縮前係数の長さの１／１０とするのが妥当であ
るが、さらに短くしてもよい。
【００４８】このように算出した係数３１４を音場制御
フィルタ３０２に設定することにより、制御点３０６と
その周囲では明瞭に拡声することができ、音場制御フィ
ルタの規模を削減しつつ明瞭な拡声を行うことができ
る。
フィルタ３０２に設定することにより、制御点３０６と
その周囲では明瞭に拡声することができ、音場制御フィ
ルタの規模を削減しつつ明瞭な拡声を行うことができ
る。
【００４９】（実施の形態４）図４は本発明の第４の実
施の形態を示すものである。図４において、入力音声信
号４０１は、Ｎ個の音場制御フィルタ４０２に接続され
る。音場制御フィルタ４０２の出力は、それぞれＮ個の
増幅器４０２を経て音場４０７における制御箇所Ａ４１
６のＮ個のスピーカ４０４と制御箇所Ｂ４１７のＮ個の
スピーカ４１８に分配される。音場４０７はトンネルな
ど同一の断面形状が一方向に連続する音場である。音場
４０７では、制御箇所Ａ４１６において、スピーカ４０
４と制御点４０６の間のインパルスレスポンス４０５、
および制御箇所Ｂ４１７において、スピーカ４１８と制
御点４２０間のインパルスレスポンス４１９がそれぞれ
定義されている。インパルスレスポンス４０５をもと
に、各周波数ごとに音響伝達関数行列４０８が算出され
る。また、インパルスレスポンス４０５は、目標特性設
定器４１５にも入力される。音響伝達関数行列４０８
は、特異値分解算出器４０９に入力される。特異値分解
算出器４０９では、音響伝達関数行列４０８の特異値分
解を行う。特異値分解算出器４０９の出力の１つは、特
異値評価器４１０を経て逆行列算出器４１１に入力され
る。特異値分解算出器４０９の出力のもう１つは、逆行
列算出器４１１に入力される。係数算出器４１３では、
目標特性設定器４１５の出力である目標特性４１２と逆
行列算出器４１１の出力をもとに係数４１４が算出され
る。係数４１４は音場制御フィルタ４０２に設定され
る。
施の形態を示すものである。図４において、入力音声信
号４０１は、Ｎ個の音場制御フィルタ４０２に接続され
る。音場制御フィルタ４０２の出力は、それぞれＮ個の
増幅器４０２を経て音場４０７における制御箇所Ａ４１
６のＮ個のスピーカ４０４と制御箇所Ｂ４１７のＮ個の
スピーカ４１８に分配される。音場４０７はトンネルな
ど同一の断面形状が一方向に連続する音場である。音場
４０７では、制御箇所Ａ４１６において、スピーカ４０
４と制御点４０６の間のインパルスレスポンス４０５、
および制御箇所Ｂ４１７において、スピーカ４１８と制
御点４２０間のインパルスレスポンス４１９がそれぞれ
定義されている。インパルスレスポンス４０５をもと
に、各周波数ごとに音響伝達関数行列４０８が算出され
る。また、インパルスレスポンス４０５は、目標特性設
定器４１５にも入力される。音響伝達関数行列４０８
は、特異値分解算出器４０９に入力される。特異値分解
算出器４０９では、音響伝達関数行列４０８の特異値分
解を行う。特異値分解算出器４０９の出力の１つは、特
異値評価器４１０を経て逆行列算出器４１１に入力され
る。特異値分解算出器４０９の出力のもう１つは、逆行
列算出器４１１に入力される。係数算出器４１３では、
目標特性設定器４１５の出力である目標特性４１２と逆
行列算出器４１１の出力をもとに係数４１４が算出され
る。係数４１４は音場制御フィルタ４０２に設定され
る。
【００５０】次に、上記第４の実施の形態の動作につい
て説明する。音場４０７において、制御箇所Ａ４１６の
Ｎ個のスピーカ４０４とＭ個の制御点４０６の間のＮ×
Ｍ個のインパルスレスポンス４０５を測定またはシミュ
レーションにより求める。なお、ここでは、制御箇所Ｂ
４１７のＮ個のスピーカ４１８とＭ個の制御点４２０の
間のＮ×Ｍ個のインパルスレスポンス４１９は用いな
い。
て説明する。音場４０７において、制御箇所Ａ４１６の
Ｎ個のスピーカ４０４とＭ個の制御点４０６の間のＮ×
Ｍ個のインパルスレスポンス４０５を測定またはシミュ
レーションにより求める。なお、ここでは、制御箇所Ｂ
４１７のＮ個のスピーカ４１８とＭ個の制御点４２０の
間のＮ×Ｍ個のインパルスレスポンス４１９は用いな
い。
【００５１】音場４０７は、トンネルなど同一の断面形
状が一方向に連続する形状である。したがって、制御箇
所Ａ４１６と制御箇所Ｂ４１７における断面形状は同一
である。制御箇所Ａ４１６と制御箇所Ｂ４１７の間隔Ｌ
は広い程よく、５０ｍ以上必要であり、実用上は１００
ｍ以上とするのがよい。
状が一方向に連続する形状である。したがって、制御箇
所Ａ４１６と制御箇所Ｂ４１７における断面形状は同一
である。制御箇所Ａ４１６と制御箇所Ｂ４１７の間隔Ｌ
は広い程よく、５０ｍ以上必要であり、実用上は１００
ｍ以上とするのがよい。
【００５２】制御箇所Ａ４１６において、Ｍ個の制御点
４０６は立体的に配置する。制御点４０６の間隔ｄは３
０ｃｍ以内がよく、実用上は１０ｃｍから２０ｃｍとす
るのが妥当である。実用的な制御点４０６の配置は、一
辺の長さ２０ｃｍの立方体内に制御点の間隔ｄを１０ｃ
ｍとして２７点の制御点を配置し、これを床面から１．
５ｍの高さとする。また、制御箇所Ａ４１６において、
スピーカ４０４を配置する。スピーカ４０４は、制御点
４０６をそれぞれカバーするように配置し、各スピーカ
相互の間隔ができるだけ狭くなるように近接配置する。
４０６は立体的に配置する。制御点４０６の間隔ｄは３
０ｃｍ以内がよく、実用上は１０ｃｍから２０ｃｍとす
るのが妥当である。実用的な制御点４０６の配置は、一
辺の長さ２０ｃｍの立方体内に制御点の間隔ｄを１０ｃ
ｍとして２７点の制御点を配置し、これを床面から１．
５ｍの高さとする。また、制御箇所Ａ４１６において、
スピーカ４０４を配置する。スピーカ４０４は、制御点
４０６をそれぞれカバーするように配置し、各スピーカ
相互の間隔ができるだけ狭くなるように近接配置する。
【００５３】制御箇所Ｂ４１７において、制御点４２０
は、制御箇所Ａ４１６における制御点４０６と同一に配
置する。また、スピーカ４１８も、制御箇所Ａ４１６に
おけるスピーカ４０４と同一に配置する。このように制
御箇所Ａ４１６と制御箇所Ｂ４１７のそれぞれにおい
て、スピーカと制御点を同一に配置することは、制御箇
所Ａ４１６におけるインパルスレスポンス４０５と制御
箇所Ｂ４１７におけるインパルスレスポンス４１９の相
関を高める効果がある。
は、制御箇所Ａ４１６における制御点４０６と同一に配
置する。また、スピーカ４１８も、制御箇所Ａ４１６に
おけるスピーカ４０４と同一に配置する。このように制
御箇所Ａ４１６と制御箇所Ｂ４１７のそれぞれにおい
て、スピーカと制御点を同一に配置することは、制御箇
所Ａ４１６におけるインパルスレスポンス４０５と制御
箇所Ｂ４１７におけるインパルスレスポンス４１９の相
関を高める効果がある。
【００５４】制御箇所Ａ４１６のＮ個のスピーカ４０４
とＭ個の制御点４０６の間のＮ×Ｍ個のインパルスレス
ポンス４０５をそれぞれＦＦＴなどの方法により周波数
領域に変換し、各周波数において音響伝達関数行列４０
８を算出する。音響伝達関数４０８は、特異値分解算出
器４０９の入力となる。ここで、音響伝達関数行列４０
８をＣ（Ｍ、Ｎ）で表す。行列Ｃの各要素は複素数であ
る。なお、添え字Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意
味する。特異値分解算出器４０９では、式（１）のよう
に行列Ｃの特異値分解を行う。
とＭ個の制御点４０６の間のＮ×Ｍ個のインパルスレス
ポンス４０５をそれぞれＦＦＴなどの方法により周波数
領域に変換し、各周波数において音響伝達関数行列４０
８を算出する。音響伝達関数４０８は、特異値分解算出
器４０９の入力となる。ここで、音響伝達関数行列４０
８をＣ（Ｍ、Ｎ）で表す。行列Ｃの各要素は複素数であ
る。なお、添え字Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意
味する。特異値分解算出器４０９では、式（１）のよう
に行列Ｃの特異値分解を行う。
【００５５】式（１）で得られたＷをそのまま用いる
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数４１４が発散するという問題がある。そこで、以
下の方法で特異値評価器４１０において音場制御フィル
タごとに発散を防止する。
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数４１４が発散するという問題がある。そこで、以
下の方法で特異値評価器４１０において音場制御フィル
タごとに発散を防止する。
【００５６】特異値評価器４１０では、特異値行列Ｗの
各要素の最大値Wmaxを求める。次に、各要素の最大値Wm
axに対する比を求める。この比が基準値以下になる場合
には、その要素wjの値を０に設定する。基準値はー６０
ｄＢからー２０ｄＢの範囲でよく、ー４０ｄＢとするの
が妥当である。
各要素の最大値Wmaxを求める。次に、各要素の最大値Wm
axに対する比を求める。この比が基準値以下になる場合
には、その要素wjの値を０に設定する。基準値はー６０
ｄＢからー２０ｄＢの範囲でよく、ー４０ｄＢとするの
が妥当である。
【００５７】目標特性設定器４１５では、インパルスレ
スポンス４０５を入力として、インパルスレスポンス４
０５の直接音部分を算出する。インパルスレスポンス４
０５の直接音部分の算出方法は以下のように行う。Ｎ個
のスピーカ４０４のうち１つを選択し、そのスピーカと
Ｍ個の受聴点の間のインパルスレスポンスの二乗振幅が
最大になるタップをそれぞれ求める。そのタップを中心
に窓関数を乗じて、二乗振幅が最大になるタップ±Ｔの
範囲をそれぞれインパルスレスポンスの直接音部分とす
る。窓関数の形状は矩形窓やハニング窓でよい。最適な
Ｔの大きさは使用するスピーカの直接音の応答が収まる
範囲とする。一般には１０〜５０タップの範囲である。
このように求めたＭ個のインパルスレスポンスの直接音
部分をＦＦＴなどの方法により周波数領域に変換し、各
周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性４１２として設
定する。逆行列算出器４１１では、式（２）に従ってＣ
の逆行列を算出する。
スポンス４０５を入力として、インパルスレスポンス４
０５の直接音部分を算出する。インパルスレスポンス４
０５の直接音部分の算出方法は以下のように行う。Ｎ個
のスピーカ４０４のうち１つを選択し、そのスピーカと
Ｍ個の受聴点の間のインパルスレスポンスの二乗振幅が
最大になるタップをそれぞれ求める。そのタップを中心
に窓関数を乗じて、二乗振幅が最大になるタップ±Ｔの
範囲をそれぞれインパルスレスポンスの直接音部分とす
る。窓関数の形状は矩形窓やハニング窓でよい。最適な
Ｔの大きさは使用するスピーカの直接音の応答が収まる
範囲とする。一般には１０〜５０タップの範囲である。
このように求めたＭ個のインパルスレスポンスの直接音
部分をＦＦＴなどの方法により周波数領域に変換し、各
周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性４１２として設
定する。逆行列算出器４１１では、式（２）に従ってＣ
の逆行列を算出する。
【００５８】係数算出器４１３では、式（３）により解
Ｘ（Ｎ）として算出する。各周波数についてＸを求め、
Ｎ個の音場制御用フィルタの周波数特性を求め、それぞ
れを逆ＦＦＴなどの方法により時間領域に変換すること
により、Ｎ個の係数４１４を得る。このように算出した
係数４１４を音場制御フィルタ４０２に設定することに
より、制御箇所Ａ４１６の制御点４０６とその周辺、お
よび制御箇所Ｂ４１７の制御点４２０とその周辺の２つ
の箇所で明瞭に拡声することができ、音場制御フィルタ
全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭な拡声を行うこ
とができる。なお、ここでは制御箇所の数を２とした
が、制御箇所を２以上にしても同様の結果が得られるこ
とは明らかである。
Ｘ（Ｎ）として算出する。各周波数についてＸを求め、
Ｎ個の音場制御用フィルタの周波数特性を求め、それぞ
れを逆ＦＦＴなどの方法により時間領域に変換すること
により、Ｎ個の係数４１４を得る。このように算出した
係数４１４を音場制御フィルタ４０２に設定することに
より、制御箇所Ａ４１６の制御点４０６とその周辺、お
よび制御箇所Ｂ４１７の制御点４２０とその周辺の２つ
の箇所で明瞭に拡声することができ、音場制御フィルタ
全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭な拡声を行うこ
とができる。なお、ここでは制御箇所の数を２とした
が、制御箇所を２以上にしても同様の結果が得られるこ
とは明らかである。
【００５９】（実施の形態５）図５は本発明の第５の実
施の形態を示すものである。図５において、入力音声信
号５０１は、Ｎ個の音場制御フィルタ５０２に接続され
る。音場制御フィルタ５０２の出力は、それぞれＮ個の
増幅器５０３を経て音場５０７における制御箇所Ａ５１
６のＮ個のスピーカ５０４と制御箇所Ｂ５１７のＮ個の
スピーカ５１８に分配される。音場５０７はトンネルな
ど同一の断面形状が一方向に連続する音場である。音場
５０７では、制御箇所Ａ５１６において、スピーカ５０
４と制御点５０６の間のインパルスレスポンス５０５、
および制御箇所Ｂ５１７において、スピーカ５１８と制
御点５２０間のインパルスレスポンス５１９がそれぞれ
定義されている。また、制御箇所Ａ５１６と制御箇所Ｂ
５１７の間に、インパルスレスポンス５２１とインパル
スレスポンス５２２が定義されている。インパルスレス
ポンス５０５とインパルスレスポンス５１９をもとに、
各周波数ごとに音響伝達関数行列５０８が算出される。
また、インパルスレスポンス５０５とインパルスレスポ
ンス５２２は、目標特性設定器５１５にも入力される。
音響伝達関数行列５０８は、特異値分解算出器５０９に
入力される。特異値分解算出器５０９では、音響伝達関
数行列５０８の特異値分解を行う。特異値分解算出器５
０９の出力の１つは、特異値評価器５１０を経て逆行列
算出器５１１に入力される。特異値分解算出器５０９の
出力のもう１つは、逆行列算出器５１１に入力される。
係数算出器５１３では、目標特性設定器５１５の出力で
ある目標特性５１２と逆行列算出器５１１の出力をもと
に係数５１４が算出される。係数５１４を音場制御フィ
ルタ５０２に設定する。
施の形態を示すものである。図５において、入力音声信
号５０１は、Ｎ個の音場制御フィルタ５０２に接続され
る。音場制御フィルタ５０２の出力は、それぞれＮ個の
増幅器５０３を経て音場５０７における制御箇所Ａ５１
６のＮ個のスピーカ５０４と制御箇所Ｂ５１７のＮ個の
スピーカ５１８に分配される。音場５０７はトンネルな
ど同一の断面形状が一方向に連続する音場である。音場
５０７では、制御箇所Ａ５１６において、スピーカ５０
４と制御点５０６の間のインパルスレスポンス５０５、
および制御箇所Ｂ５１７において、スピーカ５１８と制
御点５２０間のインパルスレスポンス５１９がそれぞれ
定義されている。また、制御箇所Ａ５１６と制御箇所Ｂ
５１７の間に、インパルスレスポンス５２１とインパル
スレスポンス５２２が定義されている。インパルスレス
ポンス５０５とインパルスレスポンス５１９をもとに、
各周波数ごとに音響伝達関数行列５０８が算出される。
また、インパルスレスポンス５０５とインパルスレスポ
ンス５２２は、目標特性設定器５１５にも入力される。
音響伝達関数行列５０８は、特異値分解算出器５０９に
入力される。特異値分解算出器５０９では、音響伝達関
数行列５０８の特異値分解を行う。特異値分解算出器５
０９の出力の１つは、特異値評価器５１０を経て逆行列
算出器５１１に入力される。特異値分解算出器５０９の
出力のもう１つは、逆行列算出器５１１に入力される。
係数算出器５１３では、目標特性設定器５１５の出力で
ある目標特性５１２と逆行列算出器５１１の出力をもと
に係数５１４が算出される。係数５１４を音場制御フィ
ルタ５０２に設定する。
【００６０】次に、上記第５の実施の形態の動作につい
て説明する。音場５０７において、制御箇所Ａ５１６の
Ｎ個のスピーカ５０４とＭ個の制御点５０６の間のＮ×
Ｍ個のインパルスレスポンス５０５を測定またはシミュ
レーションにより求める。さらに、制御箇所Ｂ５１７の
Ｎ個のスピーカ５１８とＭ個の制御点５２０の間のＮ×
Ｍ個のインパルスレスポンス５１９を測定またはシミュ
レーションにより求める。なお、ここでは、また、制御
箇所Ａ５１６と制御箇所Ｂ５１７の間の、インパルスレ
スポンス５２１とインパルスレスポンス５２２は用いな
い。
て説明する。音場５０７において、制御箇所Ａ５１６の
Ｎ個のスピーカ５０４とＭ個の制御点５０６の間のＮ×
Ｍ個のインパルスレスポンス５０５を測定またはシミュ
レーションにより求める。さらに、制御箇所Ｂ５１７の
Ｎ個のスピーカ５１８とＭ個の制御点５２０の間のＮ×
Ｍ個のインパルスレスポンス５１９を測定またはシミュ
レーションにより求める。なお、ここでは、また、制御
箇所Ａ５１６と制御箇所Ｂ５１７の間の、インパルスレ
スポンス５２１とインパルスレスポンス５２２は用いな
い。
【００６１】音場５０７は、トンネルなど同一の断面形
状が一方向に連続する形状である。したがって、制御箇
所Ａ５１６と制御箇所Ｂ５１７における断面形状は同一
である。制御箇所Ａ５１６と制御箇所Ｂ５１７の間隔Ｌ
は広い程よく、５０ｍ以上必要であり、実用上は１００
ｍ以上とするのがよい。
状が一方向に連続する形状である。したがって、制御箇
所Ａ５１６と制御箇所Ｂ５１７における断面形状は同一
である。制御箇所Ａ５１６と制御箇所Ｂ５１７の間隔Ｌ
は広い程よく、５０ｍ以上必要であり、実用上は１００
ｍ以上とするのがよい。
【００６２】制御箇所Ａ５１６において、Ｍ個の制御点
５０６は立体的に配置する。制御点５０６の間隔ｄは３
０ｃｍ以内がよく、実用上は１０ｃｍから２０ｃｍとす
るのが妥当である。実用的な制御点５０６の配置は、一
辺の長さ２０ｃｍの立方体内に制御点の間隔ｄを１０ｃ
ｍとして２７点の制御点を配置し、これを床面から１．
５ｍの高さとする。また、制御箇所Ａ５１６において、
スピーカ５０４を配置する。スピーカ５０４は、制御点
５０６をそれぞれカバーするように配置し、各スピーカ
相互の間隔ができるだけ狭くなるように近接配置する。
５０６は立体的に配置する。制御点５０６の間隔ｄは３
０ｃｍ以内がよく、実用上は１０ｃｍから２０ｃｍとす
るのが妥当である。実用的な制御点５０６の配置は、一
辺の長さ２０ｃｍの立方体内に制御点の間隔ｄを１０ｃ
ｍとして２７点の制御点を配置し、これを床面から１．
５ｍの高さとする。また、制御箇所Ａ５１６において、
スピーカ５０４を配置する。スピーカ５０４は、制御点
５０６をそれぞれカバーするように配置し、各スピーカ
相互の間隔ができるだけ狭くなるように近接配置する。
【００６３】制御箇所Ｂ５１７において、制御点５２０
は、制御箇所Ａ５１６における制御点５０６と同一に配
置する。また、スピーカ５１８も、制御箇所Ａ５１６に
おけるスピーカ５０４と同一に配置する。このように制
御箇所Ａ５１６と制御箇所Ｂ５１７のそれぞれにおい
て、スピーカと制御点を同一に配置することは、制御箇
所Ａ５１６におけるインパルスレスポンス５０５と制御
箇所Ｂ５１７におけるインパルスレスポンス５１９の相
関を高める効果がある。
は、制御箇所Ａ５１６における制御点５０６と同一に配
置する。また、スピーカ５１８も、制御箇所Ａ５１６に
おけるスピーカ５０４と同一に配置する。このように制
御箇所Ａ５１６と制御箇所Ｂ５１７のそれぞれにおい
て、スピーカと制御点を同一に配置することは、制御箇
所Ａ５１６におけるインパルスレスポンス５０５と制御
箇所Ｂ５１７におけるインパルスレスポンス５１９の相
関を高める効果がある。
【００６４】制御箇所Ａ５１６のＮ個のスピーカ５０４
とＭ個の制御点５０６の間のＮ×Ｍ個のインパルスレス
ポンス５０５をそれぞれＦＦＴなどの方法により周波数
領域に変換し、音響伝達関数行列Ａを算出する。また、
制御箇所Ｂ５１７のＮ個のスピーカ５１８とＭ個の制御
点５２０の間のＮ×Ｍ個のインパルスレスポンス５１９
をそれぞれＦＦＴなどの方法により周波数領域に変換
し、音響伝達関数行列Ｂを算出する。音響伝達関数行列
Ａ（Ｎ、Ｍ）とＢ（Ｎ、Ｍ）はそれぞれＮ行Ｍ列の複素
行列である。ここで、音響伝達関数行列Ｃ（Ｎ、２Ｍ）
を、式（４）のようにＡとＢを合成することにより算出
する。
とＭ個の制御点５０６の間のＮ×Ｍ個のインパルスレス
ポンス５０５をそれぞれＦＦＴなどの方法により周波数
領域に変換し、音響伝達関数行列Ａを算出する。また、
制御箇所Ｂ５１７のＮ個のスピーカ５１８とＭ個の制御
点５２０の間のＮ×Ｍ個のインパルスレスポンス５１９
をそれぞれＦＦＴなどの方法により周波数領域に変換
し、音響伝達関数行列Ｂを算出する。音響伝達関数行列
Ａ（Ｎ、Ｍ）とＢ（Ｎ、Ｍ）はそれぞれＮ行Ｍ列の複素
行列である。ここで、音響伝達関数行列Ｃ（Ｎ、２Ｍ）
を、式（４）のようにＡとＢを合成することにより算出
する。
【００６５】このように求めた行列Ｃを音響伝達関数行
列５０８とする。音響伝達関数行列５０８は特異値分解
算出器５０９の入力となる。特異値分解算出器５０９で
は、式（１）のように行列Ｃの特異値分解を行う。
列５０８とする。音響伝達関数行列５０８は特異値分解
算出器５０９の入力となる。特異値分解算出器５０９で
は、式（１）のように行列Ｃの特異値分解を行う。
【００６６】式（１）で得られたＷをそのまま用いる
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数５１４が発散するという問題がある。そこで、以
下の方法で特異値評価器５１０において音場制御フィル
タごとに発散を防止する。
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数５１４が発散するという問題がある。そこで、以
下の方法で特異値評価器５１０において音場制御フィル
タごとに発散を防止する。
【００６７】特異値評価器５１０では、特異値行列Ｗの
各要素の最大値Wmaxを求める。次に、各要素の最大値Wm
axに対する比を求める。この比が基準値以下になる場合
には、その要素wjの値を０に設定する。基準値はー６０
ｄＢからー２０ｄＢの範囲でよく、ー４０ｄＢとするの
が妥当である。
各要素の最大値Wmaxを求める。次に、各要素の最大値Wm
axに対する比を求める。この比が基準値以下になる場合
には、その要素wjの値を０に設定する。基準値はー６０
ｄＢからー２０ｄＢの範囲でよく、ー４０ｄＢとするの
が妥当である。
【００６８】目標特性設定器５１５では、インパルスレ
スポンス５０５とインパルスレスポンス５２２を入力と
して、インパルスレスポンス５０５とインパルスレスポ
ンス５２２の直接音部分を算出する。インパルスレスポ
ンスの直接音部分の算出方法は以下のように行う。Ｎ個
のスピーカ５０４のうち１つを選択し、そのスピーカと
Ｍ個の受聴点の間のインパルスレスポンスの二乗振幅が
最大になるタップをそれぞれ求める。そのタップを中心
に窓関数を乗じて、二乗振幅が最大になるタップ±Ｔの
範囲をそれぞれインパルスレスポンスの直接音部分とす
る。窓関数の形状は矩形窓やハニング窓でよい。最適な
Ｔの大きさは使用するスピーカの直接音の応答が収まる
範囲とする。一般には１０から５０ップの範囲である。
このように求めたＭ個のインパルスレスポンスの直接音
部分をＦＦＴなどの方法により周波数領域に変換し、各
周波数において行列Ｂ（２Ｍ）を目標特性５１２として
設定する。逆行列算出器５１１では、式（２）に従って
Ｃの逆行列を算出する。
スポンス５０５とインパルスレスポンス５２２を入力と
して、インパルスレスポンス５０５とインパルスレスポ
ンス５２２の直接音部分を算出する。インパルスレスポ
ンスの直接音部分の算出方法は以下のように行う。Ｎ個
のスピーカ５０４のうち１つを選択し、そのスピーカと
Ｍ個の受聴点の間のインパルスレスポンスの二乗振幅が
最大になるタップをそれぞれ求める。そのタップを中心
に窓関数を乗じて、二乗振幅が最大になるタップ±Ｔの
範囲をそれぞれインパルスレスポンスの直接音部分とす
る。窓関数の形状は矩形窓やハニング窓でよい。最適な
Ｔの大きさは使用するスピーカの直接音の応答が収まる
範囲とする。一般には１０から５０ップの範囲である。
このように求めたＭ個のインパルスレスポンスの直接音
部分をＦＦＴなどの方法により周波数領域に変換し、各
周波数において行列Ｂ（２Ｍ）を目標特性５１２として
設定する。逆行列算出器５１１では、式（２）に従って
Ｃの逆行列を算出する。
【００６９】係数算出器５１３では、式（３）により解
Ｘ（Ｎ）として算出する。各周波数についてＸを求め、
Ｎ個の音場制御用フィルタの周波数特性を求め、それぞ
れを逆ＦＦＴなどの方法により時間領域に変換すること
により、Ｎ個の係数５１４を得る。このように算出した
係数５１４を音場制御フィルタ５０２に設定することに
より、制御箇所Ａ５１６の制御点５０６とその周辺、お
よび制御箇所Ｂ５１７の制御点５２０とその周辺の２つ
の箇所で明瞭に拡声することができ、音場制御フィルタ
全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭な拡声を行うこ
とができる。なお、ここでは制御箇所の数を２とした
が、制御箇所を２以上にしても同様の結果が得られるこ
とは明らかである。
Ｘ（Ｎ）として算出する。各周波数についてＸを求め、
Ｎ個の音場制御用フィルタの周波数特性を求め、それぞ
れを逆ＦＦＴなどの方法により時間領域に変換すること
により、Ｎ個の係数５１４を得る。このように算出した
係数５１４を音場制御フィルタ５０２に設定することに
より、制御箇所Ａ５１６の制御点５０６とその周辺、お
よび制御箇所Ｂ５１７の制御点５２０とその周辺の２つ
の箇所で明瞭に拡声することができ、音場制御フィルタ
全体の規模を削減しつつ複数箇所で明瞭な拡声を行うこ
とができる。なお、ここでは制御箇所の数を２とした
が、制御箇所を２以上にしても同様の結果が得られるこ
とは明らかである。
【００７０】
【発明の効果】以上のように、本発明は、音場制御フィ
ルタの係数算出方法として周波数領域で特異値分解を行
い、特異値行列の各要素のうち、予め設定したしきい値
以下の要素は０に設定した後、逆行列算出を実施する音
響拡声装置およびその明瞭度改善方法であり、音場制御
フィルタの数と演算量を削減しつつ明瞭な拡声を行うこ
とができる。
ルタの係数算出方法として周波数領域で特異値分解を行
い、特異値行列の各要素のうち、予め設定したしきい値
以下の要素は０に設定した後、逆行列算出を実施する音
響拡声装置およびその明瞭度改善方法であり、音場制御
フィルタの数と演算量を削減しつつ明瞭な拡声を行うこ
とができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における音響拡声装
置の概略ブロック図
置の概略ブロック図
【図２】本発明の第２の実施の形態における音響拡声装
置の概略ブロック図
置の概略ブロック図
【図３】本発明の第３の実施の形態における音響拡声装
置の概略ブロック図
置の概略ブロック図
【図４】本発明の第４の実施の形態における音響拡声装
置の概略ブロック図
置の概略ブロック図
【図５】本発明の第５の実施の形態における音響拡声装
置の概略ブロック図
置の概略ブロック図
【図６】従来の音響拡声装置の概略ブロック図
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１ 入力音声信
号 １０２、２０２、３０２、４０２、５０２ 音場制御フ
ィルタ １０３、２０３、３０３、４０３、５０３ 増幅器 １０４、２０４、３０４、４０４、５０４、４１８、５
１８ スピーカ １０５、２０５、３０５、４０５、５０５、４１９、５
１９、５２１、５２２インパルスレスポンス １０６、２０６、３０６、４０６、５０６、４２０、５
２０ 制御点 １０７、２０７、３０７、４０７、５０７ 音場 １０８、２０８、３０８、４０８、５０８ 音響伝達関
数行列 １０９、２０９、３０９、４０９、５０９ 特異値分解
算出器 １１０、２１０、３１０、４１０、５１０ 特異値評価
器 １１１、２１１、３１１、４１１、５１１ 逆行列算出
器 １１２、２１２、３１２、４１２、５１２ 目標特性 １１３、２１３、３１３、４１３、５１３ 係数算出器 １１４、２１４、３１４、４１４、５１４ 係数 ２１５、３１５、４１５、５１５ 目標特性設定器 ３１６ 最大値検出器 ３１７ 係数長変更器 ４１６、５１６ 制御箇所Ａ ４１７、５１７ 制御箇所Ｂ
号 １０２、２０２、３０２、４０２、５０２ 音場制御フ
ィルタ １０３、２０３、３０３、４０３、５０３ 増幅器 １０４、２０４、３０４、４０４、５０４、４１８、５
１８ スピーカ １０５、２０５、３０５、４０５、５０５、４１９、５
１９、５２１、５２２インパルスレスポンス １０６、２０６、３０６、４０６、５０６、４２０、５
２０ 制御点 １０７、２０７、３０７、４０７、５０７ 音場 １０８、２０８、３０８、４０８、５０８ 音響伝達関
数行列 １０９、２０９、３０９、４０９、５０９ 特異値分解
算出器 １１０、２１０、３１０、４１０、５１０ 特異値評価
器 １１１、２１１、３１１、４１１、５１１ 逆行列算出
器 １１２、２１２、３１２、４１２、５１２ 目標特性 １１３、２１３、３１３、４１３、５１３ 係数算出器 １１４、２１４、３１４、４１４、５１４ 係数 ２１５、３１５、４１５、５１５ 目標特性設定器 ３１６ 最大値検出器 ３１７ 係数長変更器 ４１６、５１６ 制御箇所Ａ ４１７、５１７ 制御箇所Ｂ
Claims (21)
- 【請求項１】 入力音声信号を音場制御フィルタを通し
て増幅した後、音場においてスピーカから制御点に向け
て拡声音響を出力するとともに、スピーカと制御点の間
のインパルスレスポンスをもとに目標特性に対する係数
を算出し、その係数を音場制御フィルタに設定する音響
拡声装置において、音場制御フィルタの係数算出方法と
して、特異値分析を用いて、周波数ごとに特異値行列の
各要素のうち、基準値以下である要素は０に設定した後
に係数を算出する手段を備えた音響拡声装置。 - 【請求項２】 スピーカと制御点の間のインパルスレス
ポンスの一部を目標特性として設定する手段を備えた請
求項１記載の音響拡声装置。 - 【請求項３】 複数の制御点を立体的に配置した請求項
１または２記載の音響拡声装置。 - 【請求項４】 係数の長さを短縮し、係数のうち二乗振
幅が最大になるタップを含む一部のみを音場制御フィル
タ係数として用いる請求項３記載の音響拡声装置。 - 【請求項５】 トンネルなど１方向に同一形状が連続す
る音場において、複数箇所で音場制御を行い、スピーカ
と制御点を各制御箇所において同じ位置に配置し、複数
の制御箇所のうち１箇所でのみ音場制御フィルタ係数を
算出し、この係数を用いてその他の箇所で音場制御を実
施する請求項１から４のいずれかに記載の音響拡声装
置。 - 【請求項６】 複数の制御箇所を同時に制御するための
音場制御フィルタ係数を算出する請求項５記載の音響拡
声装置。 - 【請求項７】 音響拡声装置において、音場制御フィル
タの係数算出方法として周波数領域で特異値分解を行
い、特異値行列の各要素のうち、予め設定したしきい値
以下の要素は０に設定した後、逆行列算出を実施する明
瞭度改善方法。 - 【請求項８】 各周波数において、特異値行列の各要素
の最大値を算出し、その最大値を基準としてしきい値を
設定する請求項７記載の明瞭度改善方法。 - 【請求項９】 各周波数において、特異値行列の各要素
の最大値より４０ｄＢ小さい値をしきい値とする請求項
８記載の明瞭度改善方法。 - 【請求項１０】 スピーカと制御点の間のインパルスレ
スポンスのうち、一部分を目標特性とする請求項７、８
または９記載の明瞭度改善方法。 - 【請求項１１】 スピーカと制御点の間のインパルスレ
スポンスのうち、直接音以外の部分を０に設定したもの
を目標特性とする請求項１０記載の明瞭度改善方法。 - 【請求項１２】 複数の制御点を立体的に配置する請求
項１１記載の明瞭度改善方法。 - 【請求項１３】 制御点を１辺の長さが３０ｃｍ以内の
立体格子点上に配置する請求項１２記載の明瞭度改善方
法。 - 【請求項１４】 係数算出後、係数のうち二乗振幅が最
大になるタップを含む一部のみを用いて音場制御を行う
請求項７から１３のいずれかに記載の明瞭度改善方法。 - 【請求項１５】 係数長を短縮前の係数長と比較して１
／１０以下にした係数を用いる請求項１４記載の明瞭度
改善方法。 - 【請求項１６】 トンネルなど１方向に同一断面形状が
連続する音場において、複数箇所で音場制御を行い、ス
ピーカと制御点を各制御箇所において同じ位置に配置す
る請求項７から１５のいずれかに記載の明瞭度改善方
法。 - 【請求項１７】 複数の制御箇所のうち、１箇所でのみ
音場制御フィルタの係数を算出し、この係数を用いてそ
の他の箇所で音場制御を実施する上記請求項１０記載の
明瞭度改善方法。 - 【請求項１８】 制御箇所の間隔を５０ｍ以上とした請
求項１７記載の明瞭度改善方法。 - 【請求項１９】 複数の制御箇所を同時に制御する音場
制御フィルタ係数を算出する請求項１６記載の明瞭度改
善方法。 - 【請求項２０】 各制御箇所においてその内部にあるス
ピーカと制御点の間のインパルスレスポンスのみを用い
てフィルタ係数を算出する請求項１９記載の明瞭度改善
方法。 - 【請求項２１】 制御箇所の間隔を５０ｍ以上とした請
求項２０記載の明瞭度改善方法。
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|---|---|---|---|
| JP33165998A JP3377178B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 音響拡声装置とその明瞭度改善方法 |
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