JP3957819B2 - 音場補正方法及び音場補正装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、劇場やドームなどの空間の音場を補正する音場補正方法と、その方法を実施する音場補正装置に関し、特に、張り出した二階席の下やバルコニー席の下などの空間における音場を適正に補正できるようにするものである。
【０００２】
【従来の技術】
音場の補正は、従来から、音源からの音に対して、電気的に残響音を付加することによって行なわれている。例えば、ステージで演奏されている音をマイクロホンで収集し、それに残響音を付加して客席のスピーカから流すことにより、受聴者は、あたかも音響効果の優れたホールで演奏を聞いているような感じを抱くことができる。
【０００３】
従来の残響音付加装置は、図５に示すように、付加する残響を１００ｍｓ程度の時間幅で分割し、この区分けしたそれぞれの時間内の残響を生成するための時間窓138〜140を持つブロックを複数設けている。
【０００４】
異なる時間窓138〜140を持つ各ブロックは、信号源110から出力される音楽などの信号に対して残響音を付加するＦＩＲフィルタ111〜113と、制御器Ａ129の制御の下にＦＩＲフィルタ111〜113の出力を増幅する増幅器Ａ114〜116と、増幅された信号の音色を変更する音色制御フィルタ117〜119と、周波数に応じて残響時間を変える残響時間周波数特性変更部135〜137とを備えており、残響時間周波数特性変更部135〜137は、音色制御フィルタ117の出力信号を帯域分割する帯域分割フィルタ120〜123と、制御器Ｂ130の制御の下に帯域分割フィルタ120〜123の出力を増幅する増幅器Ｂ124〜127とを具備している。
【０００５】
また、残響音付加装置は、さらに、各時間窓138〜140の残響時間周波数特性変更部135〜137から出力された音声信号を加算する加算器128と、加算器128の出力を増幅する増幅器131と、増幅された音声信号を再生音場134に放音するスピーカ132とを備えている。
【０００６】
この装置のＦＩＲフィルタ111〜113は、例えば、劇場等再現を希望する音場で測定されたインパルス応答を、信号源110から入力する音声信号に畳み込み、その音場と同一の残響音特性を音声信号に与える。
【０００７】
ＦＩＲフィルタ111〜113の出力は、増幅器Ａ114〜116で増幅され、残響時間が変更される。増幅器Ａ114〜116の出力信号は音色制御フィルタ117〜119により音色が制御される。
【０００８】
音色制御フィルタ117〜119の出力は残響時間周波数特性変後部135〜137に入力し、帯域分割フィルタ120〜123を通過したそれぞれの帯域の信号が増幅器Ｂ124〜127で増幅される。ここで、ｉ番目の時間窓におけるｊ番目の帯域分割フィルタを“帯域分割フィルタ［ｉ，ｊ］”と表し、帯域分割フィルタ［ｉ，ｊ］を通過した信号を増幅する増幅器Ｂを“増幅器Ｂ［ｉ，ｊ］”と表すと、増幅器Ｂ［ｉ，ｊ］の増幅率を制御器Ｂ130でそれぞれ独立して制御することにより、周波数ごとの残響時間、つまり残響時間周波数特性を所望の状態に変更することができる。
【０００９】
残響時間周波数特性変更部135〜137の出力は、加算器128で加算され、増幅器131で増幅された後、再生音場134にあるスピ−カ132に供給され、スピ−カ132から放射された音波を受聴者133が受聴する。
【００１０】
このように、この残響音付加装置では、実測されたインパルス応答を用いて入力信号に残響を付加するとともに、その残響時間や残響時間周波数特性を任意に変更することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、劇場やドームには、張り出したバルコニー席の下などに、会場中央のセンタースピーカの直接音がバルコニー席で遮られて届かない空間が存在し、このような空間の音場を補正するための手法が、これまで確立されていない。この明細書では、センタースピーカの直接音が遮られて届かない空間を“遮音空間”と呼ぶことにする。
【００１２】
例えば、こうした遮音空間の音場を補正する場合に、どの位置でインパルス応答を測定すれば良いのか、あるいは、センタースピーカの高さが変化した場合に、音響的影響を大きく受ける遮音空間での音場の補正を如何に対応させるか、などの点について十分な解明がこれまで為されていない。
【００１３】
本発明は、こうした課題を解決するものであり、バルコニー席の下などの遮音空間における音場を補正して最適化する音場補正方法を提供し、また、その方法を実施する音場補正装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の音場補正方法では、遮音空間に近接する、センタースピーカの直接音が到達する音場でインパルス応答を測定し、遮音空間に供給する音声信号に、このインパルス応答を畳み込むようにしている。
【００１５】
また、本発明の音場補正装置では、遮音空間に近接する、センタースピーカの直接音が到達する音場に配置したマイクロフォンと、このマイクロフォンを用いてインパルス応答を測定するインパルス応答測定手段と、音声信号にこのインパルス応答を畳み込むインパルス応答畳み込み手段と、インパルス応答が畳み込まれた音声信号を遮音空間に放音するスピーカとを設けている。
【００１６】
こうした構成により、遮音空間の音場を、センタースピーカの直接音が到達する音場に補正することができる。
【００１７】
また、センタースピーカの高さを種々に変えてインパルス応答の測定を行ない、この測定で求めたデータを記憶手段に保持させている。センタースピーカの高さに応じたデータを記憶手段から読み出して音声信号に畳み込むことにより、センタースピーカの高さに対応した音場の補正を行なうことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、第１のスピーカの直接音が届かない遮音空間の音場を補正する音場補正方法において、遮音空間に近接し、かつ前記第１のスピーカの直接音が到達する境界音場でインパルス応答を測定し、第２のスピーカにより遮音空間に供給する音声信号に、このインパルス応答を畳み込むようにしたものであり、遮音空間の音場を、第１のスピーカ（センタースピーカ）の直接音が到達する音場に近づけることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、インパルス応答からパルスを抽出し、前記第２のスピーカにより遮音空間に供給する音声信号にこのパルスを畳み込むようにしたものであり、畳み込みに使用するデータを限定することによって、ハードウエアの小規模化を図ることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、遮音空間に近接する前記第１のスピーカの直接音が到達する空間と、遮音空間との双方でインパルス応答を測定し、前記第２のスピーカにより遮音空間に供給する音声信号に、それらのインパルス応答の各々から抽出したパルスの差分データを畳み込むようにしたものであり、遮音空間に回り込む反射音との整合を取りながら音場の補正を行なうことができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、前記第１のスピーカの高さを変えてインパルス応答の測定を行ない、この測定で求めたデータを記憶手段に保持し、前記第１のスピーカの高さが変化した場合に、該スピーカの高さに応じたデータを記憶手段から読み出して前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込ようにしたものであり、センタースピーカの高さが変更された場合に、それに対応した音場の補正を行なうことができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、第１のスピーカの直接音が届かない遮音空間の音場を補正する音場補正装置において、遮音空間に近接し、かつ前記第１のスピーカの直接音が到達する境界音場に配置された第１のマイクロフォンと、第１のマイクロフォンを用いてインパルス応答を測定するインパルス応答測定手段と、音声信号を前記遮音空間に供給する第２のスピーカと、前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号にこのインパルス応答を畳み込むインパルス応答畳み込み手段とを設けたものであり、この装置により、請求項１の音場補正方法を実施することができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、インパルス応答測定手段により測定されたインパルス応答からパルスを抽出する第１のパルス抽出手段を設け、インパルス応答畳み込み手段が、この第1のパルス抽出手段により抽出されたパルスを前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込むようにしたものであり、この装置により、請求項２の音場補正方法を実施することができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、遮音空間に配置された第２のマイクロフォンと、第２のマイクロフォンを用いてインパルス応答を測定する第２のインパルス応答測定手段と、第２のインパルス応答測定手段により測定されたインパルス応答からパルスを抽出する第２のパルス抽出手段と、第１のパルス抽出手段により抽出されたパルスと第２のパルス抽出手段により抽出されたパルスとの差分パルスを出力する差分パルス検出手段とを設け、インパルス応答畳み込み手段が、差分パルス検出手段から出力された差分パルスを前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込むようにしたものであり、この装置により、請求項３の音場補正方法を実施することができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込まれる前記インパルス応答、パルスまたは差分パルスのデータを記憶する記憶手段を設け、この記憶手段に前記第１のスピーカの種々の高さに対応する前記インパルス応答、パルスまたは差分パルスのデータを格納し、インパルス応答畳み込み手段が、記憶手段から現在の前記第１のスピーカの高さに対応する前記データを読み出して音声信号に畳み込むようにしたものであり、この装置により、請求項４の音場補正方法を実施することができる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
第１の実施形態の音場補正装置は、図１に示すように、バルコニー席５の下の再生音場12に音声信号を放音するバルコニースピーカ10と、センタークラスタースピーカ１〜３の直接音が到達する、バルコニーの再生音場近くの位置（バルコニーの最下段）に配置されたマイクロホンＡ４と、このマイクロフォンＡ４を利用してインパルス応答を測定するインパルス応答測定器６と、音楽などの音声信号を出力する信号源９と、信号源９から出力された音声信号に、測定で求めたインパルス応答を畳み込むインパルス応答畳み込み器７と、このインパルス応答畳み込み器７の出力を増幅してバルコニースピーカ10に出力する増幅器８とを備えている。
【００２８】
この装置により再生音場12の補正が次のように行なわれる。
【００２９】
まず、インパルス応答測定器６を用いて、センタークラスタースピーカ１〜３の直接音が到達する音場と再生音場12との境界付近（境界音場）におけるインパルス応答を測定する。そのために、センタークラスタースピーカ１からＭ系列等のランダム信号を拡声し、これをマイクロフォンＡ４で受信してインパルス応答を実測し、インパルス応答測定器６により測定結果をデータ化する。
【００３０】
音場補正の実行段階では、例えばステージの演奏音がセンタークラスタースピーカ１〜３から拡声され、同時に、この音声信号が信号源９から出力される。電算機などで構成されるインパルス応答畳み込み器７は、信号源９から出力される音声信号に、インパルス応答測定器６で測定したインパルス応答を畳み込む。この畳み込みにより、信号源９から出力される音声信号に残響音が付加される。なお、インパルス応答畳み込み器７は、アナログ処理により音声信号にインパルス応答波形を畳み込み積分するものであっても良い。
【００３１】
このインパルス応答畳み込み器７の出力は、増幅器８で増幅されて再生音場12のバルコニースピ−カ−10に供給される。再生音場12では、バルコニースピ−カ−10から放射された音波を受聴者11が受聴する。
【００３２】
こうして、バルコニースピーカ10から残響音を付加した音声を拡声することにより、バルコニー席の下の再生音場12は、センタークラスタスピーカの直接音が到達する境界音場に近い状態に補正され、受聴者は音を遮るバルコニー席がない状態の空間で演奏を聞いているような感じを持つことができる。
【００３３】
このように、この実施形態の音場補正装置は、遮音空間における音場を最適な音場に近づけることができる。
【００３４】
また、会場がドーム型大空間であって、センタークラスタースピーカ１〜３の高さが多段階に変更される場合でも、バルコニー５の最下段に置いたマイクロフォンＡ４には、それぞれの高さのセンタークラスタースピーカ１〜３の直接音が到達する。従って、このマイクロフォンＡ４を用いて、高さが変更されたセンタークラスタースピーカのそれぞれの位置におけるインパルス応答を実測し、これを音声信号に畳み込むことにより、スピーカの高さの変更に関わらず、遮音空間の音場を最適状態に近づける補正を行なうことができる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
第２の実施形態の音場補正装置は、インパルス応答の測定データを離散化し、そこから抽出したデータを用いて畳み込みを行なっている。
【００３６】
この装置は、図２に示すように、バルコニー席25の下の再生音場52に音声信号を放音するバルコニースピーカ50と、インパルス応答の測定に用いるマイクロホンＡ24と、マイクロフォンＡ24を利用してインパルス応答を測定するインパルス応答測定器26と、インパルス応答の実測データを離散データ化し、パルスとして抽出するパルス抽出器27と、信号源28から出力される音声信号に残響音を付加する各時間窓56〜58を持つブロックと、各ブロックの出力を加算する加算器46と、加算器46の出力を増幅してバルコニースピーカ50に出力する増幅器49とを備えている。
【００３７】
また、各時間窓56〜58を持つブロックは、信号源28からの信号にインパルス応答のデータを畳み込むＦＩＲフィルタ29〜31と、制御器Ａ47の制御の下にＦＩＲフィルタ29〜31の出力を増幅する増幅器Ａ32〜34と、増幅された信号の音色を変更する音色制御フィルタ35〜37と、周波数に応じて残響時間を変える残響時間周波数特性変更部53〜55とを具備し、残響時間周波数特性変更部53〜55は、音色制御フィルタ35の出力信号を帯域分割する帯域分割フィルタ38〜41と、制御器Ｂ48の制御の下に帯域分割フィルタ38〜41の出力を増幅する増幅器Ｂ42〜45とを備えている。
【００３８】
この装置では、第１の実施形態と同様に、まず、センタークラスタースピーカ21からＭ系列信号などを拡声し、これをマイクロフォンＡ24で受信して、センタークラスタースピーカ21〜23の直接音が到達する境界音場でのインパルス応答をインパルス応答測定器26で測定する。パルス抽出器27は、このインパルス応答測定器26の測定データを離散データ化し、パルスとして抽出する。パルス列の抽出方法としては、例えば、公知の逆フィルタ処理による方法や、振幅の大きい順番にパルス列を選択する方法、あるいはＭ系列信号によるマスク処理を行ないつつ振幅の最大値を検出する方法などを用いることができる。抽出するパルス列は１００ｍｓ当たり２００以上のパルス密度が必要である。
【００３９】
こうして得たパルス列を時間窓56〜58の継続時間ＴＷごとに分割し、Ｎ個の各ＦＩＲフィルタ29〜31に割り当てる。時間窓ＴＷは１００ｍｓ以下に設定するとよい。
【００４０】
各ＦＩＲフィルタ29〜31は、信号源28から入力する音声信号に、割り当てられたインパルス応答を畳み込み、残響音を生成する。それぞれ異なる残響時間を有する各ＦＩＲフィルタ29〜31の出力は、各増幅器Ａ32〜34に入力して、制御器Ａ47が設定する増幅率で増幅される。
【００４１】
ここで、パルス列の残響時間をＲＴｐ、所望の残響時間をＲＴｄとすると（但し、ＲＴｐ＞ＲＴｄ）、増幅器Ａ［ｉ］（ｉ＝１、２、３、４、‥、Ｎ）に設定する増幅率α［ｉ］は次式（数１）によって求められる。
α［ｉ］＝１０（３０．０／ＲＴｐ−３０．０／ＲＴｄ）ｔ （数１）
但し、ｔ＝ＴＷ／２＋ＴＷ（ｉ−１） （ｉ＝１、２、３、４、‥、Ｎ）
【００４２】
増幅器Ａ32〜34で増幅された信号は、音色制御フィルタ35〜37に入力し、その音色が制御される。この音色制御フィルタ［ｉ］（ｉ＝１、２、３、４、‥、Ｎ）は、所望の残響時間周波数（即ち、周波数ｆにおける残響時間）をＲＴ（ｆ）とするとき、パワ−スペクトルｐ［ｆ，ｉ］が次式（数２）によって与えられるように、その特性を設定する。
ｐ［ｆ，ｉ］＝ｅｘｐ［ｔ（ｌｎ１０−６）／ＲＴ（ｆ）］ （数２）
但し、ｔ＝ＴＷ／２＋ＴＷ（ｉ−１） （ｉ＝１、２、３、４、‥、Ｎ）
【００４３】
音色制御フィルタ35〜37の出力は、残響時間周波数変更部53〜55に入力し、帯域分割フィルタ39〜41で各帯域に分割された後、それぞれの帯域ごとに、制御器Ｂ48が制御する増幅器Ｂ42〜45で増幅され、所望の残響時間周波数特性に変更される。
【００４４】
ここで、ｉ番目の時間窓におけるｊ番目の帯域分割フィルタを“帯域分割フィルタ［ｉ，ｊ］”とし、帯域分割フィルタ［ｉ，ｊ］を通過した信号を増幅する増幅器Ｂを“増幅器Ｂ［ｉ，ｊ］”とし、また、残響時間ＲＴｄをその帯域において変化させる係数をＲＴｃ［ｊ］（つまり、ＲＴｄにＲＴｃ［ｊ］を乗算すればその帯域の所望の残響時間となる）とするとき、増幅器Ｂ［ｉ，ｊ］における増幅率β［ｉ，ｊ］は、次式（数３）によって求められる。
【数３】
但し、ｉは時間窓の番号でｊは帯域分割フィルタの番号である。
（ｉ＝１、２、３、４、‥、Ｎ）
（ｊ＝１、２、３、４、‥、Ｍ）
【００４５】
残響時間周波数特性変更部53〜55の中の増幅器Ｂの全出力は加算器46で加算され、更に増幅器49で所望の大きさに増幅される。増幅器49の出力は再生音場52のバルコニースピーカ50に供給される。再生音場では、バルコニースピ−カ−50から放射された音波を受聴者51が受聴する。
【００４６】
このように、第２の実施形態の装置では、インパルス応答の測定データの中から、畳み込みに使用するデータを限定しているため、第１の実施形態に比べて、より小規模なハードウェア構成で遮音空間の音場を補正することができる。
【００４７】
また、この装置においても、センタークラスタースピーカの高さが多段階に変更される場合に、それぞれのスピーカ位置でのインパルス応答を実測し、そこから抽出したパルスデータを音声信号に畳み込むことにより、スピーカの高さの変更に関わらず、遮音空間の音場を適正に補正することができる。
【００４８】
（第３の実施の形態）
第３の実施形態の音場補正装置は、スピーカからの反射音を考慮して遮音空間における音場を補正する。
【００４９】
この音場補正装置は、図３に示すように、センタークラスタースピーカ61〜63の直接音が到達する境界音場に配置されたマイクロフォンＡ64と、マイクロフォンＡ64を用いてインパルス応答を測定するインパルス応答Ａ測定器66と、インパルス応答Ａ測定器66の測定データを離散データ化してパルスを抽出するパルスＡ抽出器67と、バルコニー下の遮音空間に配置されたマイクロフォンＢ68と、マイクロフォンＢ68を用いてインパルス応答を測定するインパルス応答Ｂ測定器69と、インパルス応答Ｂ測定器69の測定データを離散データ化してパルスを抽出するパルスＢ抽出器70と、パルスＡ抽出器67で抽出されたパルスとパルスＢ抽出器70で抽出されたパルスとの差分を検出する差分パルス検出器71とを備えている。その他の構成は第２の実施形態（図２）と変わりがない。
【００５０】
この音場補正装置では、センタークラスタースピーカ61からＭ系列等の信号を拡声し、センタークラスタースピーカ61の直接音が到達する境界音場に置いたマイクロフォンＡ64を利用して、インパルス応答Ａ測定器66でインパルス応答を測定し、また、同時に、バルコニー席65の下の再生音場96に、バルコニースピーカ94の軸と合わせて配置したマイクロフォンＢ68を利用して、インパルス応答Ｂ測定器69でインパルス応答を測定する。
【００５１】
インパルス応答Ａ測定器66で測定されるインパルス応答Ａは、センタークラスター61の直接音に対するインパルス応答であるが、インパルス応答Ｂ測定器69で測定されるインパルス応答Ｂは、マイクロフォンＢ68がセンタークラスター61の直接音が到達できない位置に置かれているため、回り込みによる反射音のインパルス応答が主となる。
【００５２】
パルスＡ抽出器67及びパルスＢ抽出器70は、このインパルス応答Ａ及びインパルス応答Ｂの波形を同一のサンプリング周波数で離散化し、パルス化する。
【００５３】
差分パルス検出器71は、直接音のインパルス応答Ａと第一反射音のインパルス応答Ｂとの到達時間を一致させた上で、時間軸上の全サンプリングポイントにおいてインパルス応答Ａとインパルス応答Ｂとのパルス列のレベルの差分を抽出する。また、任意のサンプリングポイントでパルスＡまたはパルスＢのいづれか一方のレベルが０の場合には、レベルが０でない方のパルスを抽出し、また、パルスＡ及びパルスＢのレベルが互いに０の場合には、そのポイントのパルスのレベルを０とする。
【００５４】
差分パルス検出器71により検出されたパルス列は、時間窓100〜102の継続時間ＴＷごとに分割して、Ｎ個の各ＦＩＲフィルタ73〜75に割り当てられ、各ＦＩＲフィルタ73〜75は、信号源72から入力する音声信号に、割り当てられたインパルス応答を畳み込み、残響音を付加する。この動作及びその後の動作は第２の実施形態で説明したものと同じである。
【００５５】
このように、第３の実施形態の装置では、再生音場96の補正を、センタークラスタスピーカからの反射音と整合を取りながら行なうことができる。そのため、再生音場95の受聴者95は、バルコニースピーカ94から放射される音声を、違和感を感じることなく聞き取ることができる。
【００５６】
また、この装置においても、センタークラスタースピーカの高さが多段階に変更される場合に、それぞれのスピーカ位置でのインパルス応答Ａとインパルス応答Ｂとを実測し、それらから抽出したパルスの差分データを音声信号に畳み込むことにより、スピーカの高さの変更に関わらず、遮音空間の音場を適正に補正することができる。
【００５７】
（第４の実施の形態）
第４の実施形態の音場補正装置は、センタークラスタースピーカの高さの変更に、遮音空間の音場補正を即座に対応させることができる。
【００５８】
この音場補正装置は、図４に示すように、センタークラスタースピーカ151〜153の高さを多段階に変えて行なわれた測定で、差分パルス抽出器161から出力されたデータを記憶する記憶装置162を備えている。その他の構成は第３の実施形態（図３）と変わりがない。
【００５９】
この装置では、ドーム型大空間などにおいて、センタークラスタースピーカ151〜153の高さが多段階に変更される場合に、予め、それぞれの高さ位置に設定したセンタークラスタースピーカからＭ系列信号を放射して、センタークラスタースピーカの直接音が到達する境界音場でのインパルスＡ応答と、遮音音場でのインパルスＢ応答とを測定する。そして、差分パルス検出器161から出力される、それらの応答から抽出したパルスの差分データを、例えばハードディスク、ＭＯ、フロッピーディスク、ＲＯＭなどから成る記憶装置162に格納する。
【００６０】
音声信号に残響を付加する場合には、その時のセンタークラスタースピーカ151〜153の高さに対応するインパルス応答の差分データを記憶装置162から読み出し、音声信号に畳み込む。この畳み込みの動作自体は第２及び第３の実施形態と同じである。
【００６１】
このように、この装置では、センタークラスタースピーカ151〜153の高さが変わるごとに、対応するデータが記憶装置162から読み出されて各ＦＩＲフィルタ164〜166にプリセットされる。こうした動作により、遮音空間の音場に対して、センタークラスタースピーカ151〜153の高さに応じた補正を自動的且つ適正に行なうことが可能となる。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の音場補正方法は、バルコニー席の下などに在る遮音空間の音場を、センタースピーカからの直接音が到達する隣接する音場と同じ状態に補正することができる。
【００６３】
また、センタースピーカの高さが変更された場合でも、それに応じた音場補正を速やかに行なうことができる。
【００６４】
また、本発明の音場補正装置は、こうした音場補正方法を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における音場補正装置の構成を示すブロック図、
【図２】本発明の第２の実施形態における音場補正装置の構成を示すブロック図、
【図３】本発明の第３の実施形態における音場補正装置の構成を示すブロック図、
【図４】本発明の第４の実施形態における音場補正装置の構成を示すブロック図、
【図５】従来の残響音付加装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、21、61、151 センタークラスタースピーカ１
２、22、62、152 センタークラスタースピーカ２
３、23、63、153 センタークラスタースピーカＬ
４、24、64、154 マイクロフォンＡ
５、25、65、155 バルコニー席
６、26 インパルス応答測定器
７ インパルス応答畳み込み器
８、49、93、131、184 増幅器
９、28、72、110、163 信号源
10、50、94、185 バルコニースピーカ
11、51、95、133、186 受聴者
12、52、96、134、187 再生音場
27 パルス抽出器
29〜31、73〜75、111〜113、164〜166 ＦＩＲフィルタ
32〜34、76〜78、114〜116、167〜169 増幅器Ａ
35〜37、79〜81、117〜119、170〜172 音色制御フィルタ
38〜41、82〜85、120〜123、173〜176 帯域分割フィルタ
42〜45、86〜89、124〜127、177〜180 増幅器Ｂ
46、90、128、181 加算器
47、91、129、182 制御器Ａ
48、92、130、183 制御器Ｂ
53〜55、97〜99、135〜137、188〜190 残響時間周波数特性変更部
56、100、138、191 時間窓１
57、101、139、192 時間窓２
58、102、140、193 時間窓Ｎ
66、156 インパルス応答Ａ測定器
67、157 パルスＡ抽出器
68、158 マイクロフォンＢ
69、159 インパルス応答Ｂ測定器
70、160 パルスＢ抽出器
71、161 差分パルス検出器
162 記憶装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、劇場やドームなどの空間の音場を補正する音場補正方法と、その方法を実施する音場補正装置に関し、特に、張り出した二階席の下やバルコニー席の下などの空間における音場を適正に補正できるようにするものである。
【０００２】
【従来の技術】
音場の補正は、従来から、音源からの音に対して、電気的に残響音を付加することによって行なわれている。例えば、ステージで演奏されている音をマイクロホンで収集し、それに残響音を付加して客席のスピーカから流すことにより、受聴者は、あたかも音響効果の優れたホールで演奏を聞いているような感じを抱くことができる。
【０００３】
従来の残響音付加装置は、図５に示すように、付加する残響を１００ｍｓ程度の時間幅で分割し、この区分けしたそれぞれの時間内の残響を生成するための時間窓138〜140を持つブロックを複数設けている。
【０００４】
異なる時間窓138〜140を持つ各ブロックは、信号源110から出力される音楽などの信号に対して残響音を付加するＦＩＲフィルタ111〜113と、制御器Ａ129の制御の下にＦＩＲフィルタ111〜113の出力を増幅する増幅器Ａ114〜116と、増幅された信号の音色を変更する音色制御フィルタ117〜119と、周波数に応じて残響時間を変える残響時間周波数特性変更部135〜137とを備えており、残響時間周波数特性変更部135〜137は、音色制御フィルタ117の出力信号を帯域分割する帯域分割フィルタ120〜123と、制御器Ｂ130の制御の下に帯域分割フィルタ120〜123の出力を増幅する増幅器Ｂ124〜127とを具備している。
【０００５】
また、残響音付加装置は、さらに、各時間窓138〜140の残響時間周波数特性変更部135〜137から出力された音声信号を加算する加算器128と、加算器128の出力を増幅する増幅器131と、増幅された音声信号を再生音場134に放音するスピーカ132とを備えている。
【０００６】
この装置のＦＩＲフィルタ111〜113は、例えば、劇場等再現を希望する音場で測定されたインパルス応答を、信号源110から入力する音声信号に畳み込み、その音場と同一の残響音特性を音声信号に与える。
【０００７】
ＦＩＲフィルタ111〜113の出力は、増幅器Ａ114〜116で増幅され、残響時間が変更される。増幅器Ａ114〜116の出力信号は音色制御フィルタ117〜119により音色が制御される。
【０００８】
音色制御フィルタ117〜119の出力は残響時間周波数特性変後部135〜137に入力し、帯域分割フィルタ120〜123を通過したそれぞれの帯域の信号が増幅器Ｂ124〜127で増幅される。ここで、ｉ番目の時間窓におけるｊ番目の帯域分割フィルタを“帯域分割フィルタ［ｉ，ｊ］”と表し、帯域分割フィルタ［ｉ，ｊ］を通過した信号を増幅する増幅器Ｂを“増幅器Ｂ［ｉ，ｊ］”と表すと、増幅器Ｂ［ｉ，ｊ］の増幅率を制御器Ｂ130でそれぞれ独立して制御することにより、周波数ごとの残響時間、つまり残響時間周波数特性を所望の状態に変更することができる。
【０００９】
残響時間周波数特性変更部135〜137の出力は、加算器128で加算され、増幅器131で増幅された後、再生音場134にあるスピ−カ132に供給され、スピ−カ132から放射された音波を受聴者133が受聴する。
【００１０】
このように、この残響音付加装置では、実測されたインパルス応答を用いて入力信号に残響を付加するとともに、その残響時間や残響時間周波数特性を任意に変更することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、劇場やドームには、張り出したバルコニー席の下などに、会場中央のセンタースピーカの直接音がバルコニー席で遮られて届かない空間が存在し、このような空間の音場を補正するための手法が、これまで確立されていない。この明細書では、センタースピーカの直接音が遮られて届かない空間を“遮音空間”と呼ぶことにする。
【００１２】
例えば、こうした遮音空間の音場を補正する場合に、どの位置でインパルス応答を測定すれば良いのか、あるいは、センタースピーカの高さが変化した場合に、音響的影響を大きく受ける遮音空間での音場の補正を如何に対応させるか、などの点について十分な解明がこれまで為されていない。
【００１３】
本発明は、こうした課題を解決するものであり、バルコニー席の下などの遮音空間における音場を補正して最適化する音場補正方法を提供し、また、その方法を実施する音場補正装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の音場補正方法では、遮音空間に近接する、センタースピーカの直接音が到達する音場でインパルス応答を測定し、遮音空間に供給する音声信号に、このインパルス応答を畳み込むようにしている。
【００１５】
また、本発明の音場補正装置では、遮音空間に近接する、センタースピーカの直接音が到達する音場に配置したマイクロフォンと、このマイクロフォンを用いてインパルス応答を測定するインパルス応答測定手段と、音声信号にこのインパルス応答を畳み込むインパルス応答畳み込み手段と、インパルス応答が畳み込まれた音声信号を遮音空間に放音するスピーカとを設けている。
【００１６】
こうした構成により、遮音空間の音場を、センタースピーカの直接音が到達する音場に補正することができる。
【００１７】
また、センタースピーカの高さを種々に変えてインパルス応答の測定を行ない、この測定で求めたデータを記憶手段に保持させている。センタースピーカの高さに応じたデータを記憶手段から読み出して音声信号に畳み込むことにより、センタースピーカの高さに対応した音場の補正を行なうことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、第１のスピーカの直接音が届かない遮音空間の音場を補正する音場補正方法において、遮音空間に近接し、かつ前記第１のスピーカの直接音が到達する境界音場でインパルス応答を測定し、第２のスピーカにより遮音空間に供給する音声信号に、このインパルス応答を畳み込むようにしたものであり、遮音空間の音場を、第１のスピーカ（センタースピーカ）の直接音が到達する音場に近づけることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、インパルス応答からパルスを抽出し、前記第２のスピーカにより遮音空間に供給する音声信号にこのパルスを畳み込むようにしたものであり、畳み込みに使用するデータを限定することによって、ハードウエアの小規模化を図ることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、遮音空間に近接する前記第１のスピーカの直接音が到達する空間と、遮音空間との双方でインパルス応答を測定し、前記第２のスピーカにより遮音空間に供給する音声信号に、それらのインパルス応答の各々から抽出したパルスの差分データを畳み込むようにしたものであり、遮音空間に回り込む反射音との整合を取りながら音場の補正を行なうことができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、前記第１のスピーカの高さを変えてインパルス応答の測定を行ない、この測定で求めたデータを記憶手段に保持し、前記第１のスピーカの高さが変化した場合に、該スピーカの高さに応じたデータを記憶手段から読み出して前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込ようにしたものであり、センタースピーカの高さが変更された場合に、それに対応した音場の補正を行なうことができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、第１のスピーカの直接音が届かない遮音空間の音場を補正する音場補正装置において、遮音空間に近接し、かつ前記第１のスピーカの直接音が到達する境界音場に配置された第１のマイクロフォンと、第１のマイクロフォンを用いてインパルス応答を測定するインパルス応答測定手段と、音声信号を前記遮音空間に供給する第２のスピーカと、前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号にこのインパルス応答を畳み込むインパルス応答畳み込み手段とを設けたものであり、この装置により、請求項１の音場補正方法を実施することができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、インパルス応答測定手段により測定されたインパルス応答からパルスを抽出する第１のパルス抽出手段を設け、インパルス応答畳み込み手段が、この第1のパルス抽出手段により抽出されたパルスを前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込むようにしたものであり、この装置により、請求項２の音場補正方法を実施することができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、遮音空間に配置された第２のマイクロフォンと、第２のマイクロフォンを用いてインパルス応答を測定する第２のインパルス応答測定手段と、第２のインパルス応答測定手段により測定されたインパルス応答からパルスを抽出する第２のパルス抽出手段と、第１のパルス抽出手段により抽出されたパルスと第２のパルス抽出手段により抽出されたパルスとの差分パルスを出力する差分パルス検出手段とを設け、インパルス応答畳み込み手段が、差分パルス検出手段から出力された差分パルスを前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込むようにしたものであり、この装置により、請求項３の音場補正方法を実施することができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込まれる前記インパルス応答、パルスまたは差分パルスのデータを記憶する記憶手段を設け、この記憶手段に前記第１のスピーカの種々の高さに対応する前記インパルス応答、パルスまたは差分パルスのデータを格納し、インパルス応答畳み込み手段が、記憶手段から現在の前記第１のスピーカの高さに対応する前記データを読み出して音声信号に畳み込むようにしたものであり、この装置により、請求項４の音場補正方法を実施することができる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
第１の実施形態の音場補正装置は、図１に示すように、バルコニー席５の下の再生音場12に音声信号を放音するバルコニースピーカ10と、センタークラスタースピーカ１〜３の直接音が到達する、バルコニーの再生音場近くの位置（バルコニーの最下段）に配置されたマイクロホンＡ４と、このマイクロフォンＡ４を利用してインパルス応答を測定するインパルス応答測定器６と、音楽などの音声信号を出力する信号源９と、信号源９から出力された音声信号に、測定で求めたインパルス応答を畳み込むインパルス応答畳み込み器７と、このインパルス応答畳み込み器７の出力を増幅してバルコニースピーカ10に出力する増幅器８とを備えている。
【００２８】
この装置により再生音場12の補正が次のように行なわれる。
【００２９】
まず、インパルス応答測定器６を用いて、センタークラスタースピーカ１〜３の直接音が到達する音場と再生音場12との境界付近（境界音場）におけるインパルス応答を測定する。そのために、センタークラスタースピーカ１からＭ系列等のランダム信号を拡声し、これをマイクロフォンＡ４で受信してインパルス応答を実測し、インパルス応答測定器６により測定結果をデータ化する。
【００３０】
音場補正の実行段階では、例えばステージの演奏音がセンタークラスタースピーカ１〜３から拡声され、同時に、この音声信号が信号源９から出力される。電算機などで構成されるインパルス応答畳み込み器７は、信号源９から出力される音声信号に、インパルス応答測定器６で測定したインパルス応答を畳み込む。この畳み込みにより、信号源９から出力される音声信号に残響音が付加される。なお、インパルス応答畳み込み器７は、アナログ処理により音声信号にインパルス応答波形を畳み込み積分するものであっても良い。
【００３１】
このインパルス応答畳み込み器７の出力は、増幅器８で増幅されて再生音場12のバルコニースピ−カ−10に供給される。再生音場12では、バルコニースピ−カ−10から放射された音波を受聴者11が受聴する。
【００３２】
こうして、バルコニースピーカ10から残響音を付加した音声を拡声することにより、バルコニー席の下の再生音場12は、センタークラスタスピーカの直接音が到達する境界音場に近い状態に補正され、受聴者は音を遮るバルコニー席がない状態の空間で演奏を聞いているような感じを持つことができる。
【００３３】
このように、この実施形態の音場補正装置は、遮音空間における音場を最適な音場に近づけることができる。
【００３４】
また、会場がドーム型大空間であって、センタークラスタースピーカ１〜３の高さが多段階に変更される場合でも、バルコニー５の最下段に置いたマイクロフォンＡ４には、それぞれの高さのセンタークラスタースピーカ１〜３の直接音が到達する。従って、このマイクロフォンＡ４を用いて、高さが変更されたセンタークラスタースピーカのそれぞれの位置におけるインパルス応答を実測し、これを音声信号に畳み込むことにより、スピーカの高さの変更に関わらず、遮音空間の音場を最適状態に近づける補正を行なうことができる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
第２の実施形態の音場補正装置は、インパルス応答の測定データを離散化し、そこから抽出したデータを用いて畳み込みを行なっている。
【００３６】
この装置は、図２に示すように、バルコニー席25の下の再生音場52に音声信号を放音するバルコニースピーカ50と、インパルス応答の測定に用いるマイクロホンＡ24と、マイクロフォンＡ24を利用してインパルス応答を測定するインパルス応答測定器26と、インパルス応答の実測データを離散データ化し、パルスとして抽出するパルス抽出器27と、信号源28から出力される音声信号に残響音を付加する各時間窓56〜58を持つブロックと、各ブロックの出力を加算する加算器46と、加算器46の出力を増幅してバルコニースピーカ50に出力する増幅器49とを備えている。
【００３７】
また、各時間窓56〜58を持つブロックは、信号源28からの信号にインパルス応答のデータを畳み込むＦＩＲフィルタ29〜31と、制御器Ａ47の制御の下にＦＩＲフィルタ29〜31の出力を増幅する増幅器Ａ32〜34と、増幅された信号の音色を変更する音色制御フィルタ35〜37と、周波数に応じて残響時間を変える残響時間周波数特性変更部53〜55とを具備し、残響時間周波数特性変更部53〜55は、音色制御フィルタ35の出力信号を帯域分割する帯域分割フィルタ38〜41と、制御器Ｂ48の制御の下に帯域分割フィルタ38〜41の出力を増幅する増幅器Ｂ42〜45とを備えている。
【００３８】
この装置では、第１の実施形態と同様に、まず、センタークラスタースピーカ21からＭ系列信号などを拡声し、これをマイクロフォンＡ24で受信して、センタークラスタースピーカ21〜23の直接音が到達する境界音場でのインパルス応答をインパルス応答測定器26で測定する。パルス抽出器27は、このインパルス応答測定器26の測定データを離散データ化し、パルスとして抽出する。パルス列の抽出方法としては、例えば、公知の逆フィルタ処理による方法や、振幅の大きい順番にパルス列を選択する方法、あるいはＭ系列信号によるマスク処理を行ないつつ振幅の最大値を検出する方法などを用いることができる。抽出するパルス列は１００ｍｓ当たり２００以上のパルス密度が必要である。
【００３９】
こうして得たパルス列を時間窓56〜58の継続時間ＴＷごとに分割し、Ｎ個の各ＦＩＲフィルタ29〜31に割り当てる。時間窓ＴＷは１００ｍｓ以下に設定するとよい。
【００４０】
各ＦＩＲフィルタ29〜31は、信号源28から入力する音声信号に、割り当てられたインパルス応答を畳み込み、残響音を生成する。それぞれ異なる残響時間を有する各ＦＩＲフィルタ29〜31の出力は、各増幅器Ａ32〜34に入力して、制御器Ａ47が設定する増幅率で増幅される。
【００４１】
ここで、パルス列の残響時間をＲＴｐ、所望の残響時間をＲＴｄとすると（但し、ＲＴｐ＞ＲＴｄ）、増幅器Ａ［ｉ］（ｉ＝１、２、３、４、‥、Ｎ）に設定する増幅率α［ｉ］は次式（数１）によって求められる。
α［ｉ］＝１０（３０．０／ＲＴｐ−３０．０／ＲＴｄ）ｔ （数１）
但し、ｔ＝ＴＷ／２＋ＴＷ（ｉ−１） （ｉ＝１、２、３、４、‥、Ｎ）
【００４２】
増幅器Ａ32〜34で増幅された信号は、音色制御フィルタ35〜37に入力し、その音色が制御される。この音色制御フィルタ［ｉ］（ｉ＝１、２、３、４、‥、Ｎ）は、所望の残響時間周波数（即ち、周波数ｆにおける残響時間）をＲＴ（ｆ）とするとき、パワ−スペクトルｐ［ｆ，ｉ］が次式（数２）によって与えられるように、その特性を設定する。
ｐ［ｆ，ｉ］＝ｅｘｐ［ｔ（ｌｎ１０−６）／ＲＴ（ｆ）］ （数２）
但し、ｔ＝ＴＷ／２＋ＴＷ（ｉ−１） （ｉ＝１、２、３、４、‥、Ｎ）
【００４３】
音色制御フィルタ35〜37の出力は、残響時間周波数変更部53〜55に入力し、帯域分割フィルタ39〜41で各帯域に分割された後、それぞれの帯域ごとに、制御器Ｂ48が制御する増幅器Ｂ42〜45で増幅され、所望の残響時間周波数特性に変更される。
【００４４】
ここで、ｉ番目の時間窓におけるｊ番目の帯域分割フィルタを“帯域分割フィルタ［ｉ，ｊ］”とし、帯域分割フィルタ［ｉ，ｊ］を通過した信号を増幅する増幅器Ｂを“増幅器Ｂ［ｉ，ｊ］”とし、また、残響時間ＲＴｄをその帯域において変化させる係数をＲＴｃ［ｊ］（つまり、ＲＴｄにＲＴｃ［ｊ］を乗算すればその帯域の所望の残響時間となる）とするとき、増幅器Ｂ［ｉ，ｊ］における増幅率β［ｉ，ｊ］は、次式（数３）によって求められる。
【数３】
（ｉ＝１、２、３、４、‥、Ｎ）
（ｊ＝１、２、３、４、‥、Ｍ）
【００４５】
残響時間周波数特性変更部53〜55の中の増幅器Ｂの全出力は加算器46で加算され、更に増幅器49で所望の大きさに増幅される。増幅器49の出力は再生音場52のバルコニースピーカ50に供給される。再生音場では、バルコニースピ−カ−50から放射された音波を受聴者51が受聴する。
【００４６】
このように、第２の実施形態の装置では、インパルス応答の測定データの中から、畳み込みに使用するデータを限定しているため、第１の実施形態に比べて、より小規模なハードウェア構成で遮音空間の音場を補正することができる。
【００４７】
また、この装置においても、センタークラスタースピーカの高さが多段階に変更される場合に、それぞれのスピーカ位置でのインパルス応答を実測し、そこから抽出したパルスデータを音声信号に畳み込むことにより、スピーカの高さの変更に関わらず、遮音空間の音場を適正に補正することができる。
【００４８】
（第３の実施の形態）
第３の実施形態の音場補正装置は、スピーカからの反射音を考慮して遮音空間における音場を補正する。
【００４９】
この音場補正装置は、図３に示すように、センタークラスタースピーカ61〜63の直接音が到達する境界音場に配置されたマイクロフォンＡ64と、マイクロフォンＡ64を用いてインパルス応答を測定するインパルス応答Ａ測定器66と、インパルス応答Ａ測定器66の測定データを離散データ化してパルスを抽出するパルスＡ抽出器67と、バルコニー下の遮音空間に配置されたマイクロフォンＢ68と、マイクロフォンＢ68を用いてインパルス応答を測定するインパルス応答Ｂ測定器69と、インパルス応答Ｂ測定器69の測定データを離散データ化してパルスを抽出するパルスＢ抽出器70と、パルスＡ抽出器67で抽出されたパルスとパルスＢ抽出器70で抽出されたパルスとの差分を検出する差分パルス検出器71とを備えている。その他の構成は第２の実施形態（図２）と変わりがない。
【００５０】
この音場補正装置では、センタークラスタースピーカ61からＭ系列等の信号を拡声し、センタークラスタースピーカ61の直接音が到達する境界音場に置いたマイクロフォンＡ64を利用して、インパルス応答Ａ測定器66でインパルス応答を測定し、また、同時に、バルコニー席65の下の再生音場96に、バルコニースピーカ94の軸と合わせて配置したマイクロフォンＢ68を利用して、インパルス応答Ｂ測定器69でインパルス応答を測定する。
【００５１】
インパルス応答Ａ測定器66で測定されるインパルス応答Ａは、センタークラスター61の直接音に対するインパルス応答であるが、インパルス応答Ｂ測定器69で測定されるインパルス応答Ｂは、マイクロフォンＢ68がセンタークラスター61の直接音が到達できない位置に置かれているため、回り込みによる反射音のインパルス応答が主となる。
【００５２】
パルスＡ抽出器67及びパルスＢ抽出器70は、このインパルス応答Ａ及びインパルス応答Ｂの波形を同一のサンプリング周波数で離散化し、パルス化する。
【００５３】
差分パルス検出器71は、直接音のインパルス応答Ａと第一反射音のインパルス応答Ｂとの到達時間を一致させた上で、時間軸上の全サンプリングポイントにおいてインパルス応答Ａとインパルス応答Ｂとのパルス列のレベルの差分を抽出する。また、任意のサンプリングポイントでパルスＡまたはパルスＢのいづれか一方のレベルが０の場合には、レベルが０でない方のパルスを抽出し、また、パルスＡ及びパルスＢのレベルが互いに０の場合には、そのポイントのパルスのレベルを０とする。
【００５４】
差分パルス検出器71により検出されたパルス列は、時間窓100〜102の継続時間ＴＷごとに分割して、Ｎ個の各ＦＩＲフィルタ73〜75に割り当てられ、各ＦＩＲフィルタ73〜75は、信号源72から入力する音声信号に、割り当てられたインパルス応答を畳み込み、残響音を付加する。この動作及びその後の動作は第２の実施形態で説明したものと同じである。
【００５５】
このように、第３の実施形態の装置では、再生音場96の補正を、センタークラスタスピーカからの反射音と整合を取りながら行なうことができる。そのため、再生音場95の受聴者95は、バルコニースピーカ94から放射される音声を、違和感を感じることなく聞き取ることができる。
【００５６】
また、この装置においても、センタークラスタースピーカの高さが多段階に変更される場合に、それぞれのスピーカ位置でのインパルス応答Ａとインパルス応答Ｂとを実測し、それらから抽出したパルスの差分データを音声信号に畳み込むことにより、スピーカの高さの変更に関わらず、遮音空間の音場を適正に補正することができる。
【００５７】
（第４の実施の形態）
第４の実施形態の音場補正装置は、センタークラスタースピーカの高さの変更に、遮音空間の音場補正を即座に対応させることができる。
【００５８】
この音場補正装置は、図４に示すように、センタークラスタースピーカ151〜153の高さを多段階に変えて行なわれた測定で、差分パルス抽出器161から出力されたデータを記憶する記憶装置162を備えている。その他の構成は第３の実施形態（図３）と変わりがない。
【００５９】
この装置では、ドーム型大空間などにおいて、センタークラスタースピーカ151〜153の高さが多段階に変更される場合に、予め、それぞれの高さ位置に設定したセンタークラスタースピーカからＭ系列信号を放射して、センタークラスタースピーカの直接音が到達する境界音場でのインパルスＡ応答と、遮音音場でのインパルスＢ応答とを測定する。そして、差分パルス検出器161から出力される、それらの応答から抽出したパルスの差分データを、例えばハードディスク、ＭＯ、フロッピーディスク、ＲＯＭなどから成る記憶装置162に格納する。
【００６０】
音声信号に残響を付加する場合には、その時のセンタークラスタースピーカ151〜153の高さに対応するインパルス応答の差分データを記憶装置162から読み出し、音声信号に畳み込む。この畳み込みの動作自体は第２及び第３の実施形態と同じである。
【００６１】
このように、この装置では、センタークラスタースピーカ151〜153の高さが変わるごとに、対応するデータが記憶装置162から読み出されて各ＦＩＲフィルタ164〜166にプリセットされる。こうした動作により、遮音空間の音場に対して、センタークラスタースピーカ151〜153の高さに応じた補正を自動的且つ適正に行なうことが可能となる。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の音場補正方法は、バルコニー席の下などに在る遮音空間の音場を、センタースピーカからの直接音が到達する隣接する音場と同じ状態に補正することができる。
【００６３】
また、センタースピーカの高さが変更された場合でも、それに応じた音場補正を速やかに行なうことができる。
【００６４】
また、本発明の音場補正装置は、こうした音場補正方法を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における音場補正装置の構成を示すブロック図、
【図２】本発明の第２の実施形態における音場補正装置の構成を示すブロック図、
【図３】本発明の第３の実施形態における音場補正装置の構成を示すブロック図、
【図４】本発明の第４の実施形態における音場補正装置の構成を示すブロック図、
【図５】従来の残響音付加装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、21、61、151 センタークラスタースピーカ１
２、22、62、152 センタークラスタースピーカ２
３、23、63、153 センタークラスタースピーカＬ
４、24、64、154 マイクロフォンＡ
５、25、65、155 バルコニー席
６、26 インパルス応答測定器
７ インパルス応答畳み込み器
８、49、93、131、184 増幅器
９、28、72、110、163 信号源
10、50、94、185 バルコニースピーカ
11、51、95、133、186 受聴者
12、52、96、134、187 再生音場
27 パルス抽出器
29〜31、73〜75、111〜113、164〜166 ＦＩＲフィルタ
32〜34、76〜78、114〜116、167〜169 増幅器Ａ
35〜37、79〜81、117〜119、170〜172 音色制御フィルタ
38〜41、82〜85、120〜123、173〜176 帯域分割フィルタ
42〜45、86〜89、124〜127、177〜180 増幅器Ｂ
46、90、128、181 加算器
47、91、129、182 制御器Ａ
48、92、130、183 制御器Ｂ
53〜55、97〜99、135〜137、188〜190 残響時間周波数特性変更部
56、100、138、191 時間窓１
57、101、139、192 時間窓２
58、102、140、193 時間窓Ｎ
66、156 インパルス応答Ａ測定器
67、157 パルスＡ抽出器
68、158 マイクロフォンＢ
69、159 インパルス応答Ｂ測定器
70、160 パルスＢ抽出器
71、161 差分パルス検出器
162 記憶装置
Claims (8)
- 第１のスピーカの直接音が届かない遮音空間の音場を補正する音場補正方法において、
前記遮音空間に近接し、かつ前記第１のスピーカの直接音が到達する境界音場でインパルス応答を測定し、第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に前記インパルス応答を畳み込むことを特徴とする音場補正方法。 - 前記インパルス応答からパルスを抽出し、前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に前記パルスを畳み込むことを特徴とする請求項１に記載の音場補正方法。
- 前記遮音空間に近接する前記第１のスピーカの直接音が到達する空間と前記遮音空間との双方でインパルス応答を測定し、前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に、それらのインパルス応答の各々から抽出したパルスの差分データを畳み込むことを特徴とする請求項２に記載の音場補正方法。
- 前記第１のスピーカの高さを変えて前記インパルス応答の測定を行ない、この測定で求めたデータを記憶手段に保持し、前記第１のスピーカの高さが変化した場合に、該スピーカの高さに応じた前記データを前記記憶手段から読み出して前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の音場補正方法。
- 第１のスピーカの直接音が届かない遮音空間の音場を補正する音場補正装置において、
前記遮音空間に近接し、かつ前記第１のスピーカの直接音が到達する境界音場に配置された第１のマイクロフォンと、
前記第１のマイクロフォンを用いてインパルス応答を測定するインパルス応答測定手段と、
音声信号を前記遮音空間に供給する第２のスピーカと、
前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に前記インパルス応答を畳み込むインパルス応答畳み込み手段と
を備えることを特徴とする音場補正装置。 - 前記インパルス応答測定手段により測定されたインパルス応答からパルスを抽出する第１のパルス抽出手段を備え、前記インパルス応答畳み込み手段が、前記第１のパルス抽出手段により抽出されたパルスを前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込むことを特徴とする請求項５に記載の音場補正装置。
- 前記遮音空間に配置された第２のマイクロフォンと、前記第２のマイクロフォンを用いてインパルス応答を測定する第２のインパルス応答測定手段と、前記第２のインパルス応答測定手段により測定されたインパルス応答からパルスを抽出する第２のパルス抽出手段と、前記第１のパルス抽出手段により抽出されたパルスと前記第２のパルス抽出手段により抽出されたパルスとの差分パルスを出力する差分パルス検出手段とを備え、
前記インパルス応答畳み込み手段が、前記差分パルス検出手段から出力された差分パルスを前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込むことを特徴とする請求項６に記載の音場補正装置。 - 前記第２のスピーカにより前記遮音空間に供給する音声信号に畳み込まれる前記インパルス応答、パルスまたは差分パルスのデータを記憶する記憶手段を備え、前記記憶手段に前記第１のスピーカの種々の高さに対応する前記インパルス応答、パルスまたは差分パルスのデータを格納し、前記インパルス応答畳み込み手段が、前記記憶手段から現在の前記第１のスピーカの高さに対応する前記データを読み出して前記音声信号に畳み込むことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の音場補正装置。
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| JP18465197A JP3957819B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 音場補正方法及び音場補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP18465197A JP3957819B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 音場補正方法及び音場補正装置 |
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|---|---|
| JPH1118195A JPH1118195A (ja) | 1999-01-22 |
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| JP18465197A Expired - Fee Related JP3957819B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 音場補正方法及び音場補正装置 |
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