JP4232775B2

JP4232775B2 - 音場補正装置

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Publication number: JP4232775B2
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Authority: JP
Inventors: 克洋岸; 稔彦増田
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Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
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Description

本発明は、複数のスピーカを備えたオーディオシステムの音場特性を所望の音場特性となるように補正するための音場補正装置に関する。

複数のスピーカを備えた高品位の音場空間を提供するオーディオシステムとして、３個のフロントスピーカ（左、センター、右）、２個のリアスピーカ（左、右）及び１個の低音用のスピーカ（サブウーファー）を用いた、所謂５．１ｃｈサラウンド方式がある。

このような５．１ｃｈサラウンドの音場を最適なものに設定するためには、ユーザ自身が受聴する受聴位置を基準にして、６個のスピーカを適正な位置に配置する必要がある。

しかし、一般的には、このような５．１ｃｈサラウンド方式の音響装置を配置する室内環境には、様々な要因があり、各スピーカの配置が制限されている。また、ユーザが各スピーカの最高の配置を手動で調整するのは困難であった。

さらに、スピーカを配置した後に、受聴位置と各スピーカの位置との関係により、音量設定、音声到達時間の設定を調整する必要があった。すなわち、ユーザは、聴感を頼りに各スピーカの音量調整、ディレイ調整を繰り返し行うことにより調整する必要があった。

かかる問題を解決するために、測定用信号により各スピーカから測定用音声を出力させ、装置本体の専用の端子に接続された専用のマイクにより収音し、これらから、最適な音量調整、ディレイ調整を行うことも考えられる。

しかしながら、かかる場合、専用のマイク及び専用のマイク端子を設ける必要がある。

特許２７２３００１号公報特許３１４７６１８号公報

本発明の目的は、所望の音場補正を得るために測定用の測定信号が供給された複数のスピーカから再生された音を収音するための専用マイクを設けることなく、さらに、この専用マイク用のマイク接続端子、マイクアンプ等を設けることなく、所望の音場特性を得ることができる音場補正装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明に係る音場補正装置は、任意の位置に配置された複数のスピーカに再生させるための測定用の測定信号を供給する測定信号供給部と、上記複数のスピーカにより再生された音を任意の受聴位置に配置され当該音場補正装置とは独立に設けられる収音装置で収音されて得られた収音信号を、無線通信、又は記録媒体を介した伝送で受信する受信部と、上記測定信号と上記収音信号とを比較することにより各スピーカから上記収音装置への相対的な到達時間差を算出するディレイ算出部と、上記測定信号と上記収音信号とを比較することにより各スピーカから上記収音装置へ到達する相対的な音圧レベル差を算出する音圧レベル差算出部と、上記ディレイ算出部により算出された相対的な到達時間差と、所望の音場特性とに基づいて各スピーカに与えるディレイ補正値を算出するディレイ補正値算出部と、上記音圧レベル差算出部により算出された相対的な音圧レベル差と、所望の音場特性とに基づいて各スピーカに与えるゲイン補正値を算出するゲイン補正値算出部とを備え、上記収音装置は、携帯電話機、ＩＣレコーダ、又はマイク機能を内蔵したカセットテープレコーダであり、上記測定信号供給部により供給される上記測定信号は、上記複数のスピーカのそれぞれに対応した所定の周波数の信号が所定の時間で出力されるとともに各信号が所定の無音区間を設けて出力されてなり、上記ディレイ算出部は、上記測定信号における一の周波数の信号及び他の周波数の信号の時間差と、上記収音信号における上記一の周波数の信号及び上記他の周波数の信号の時間差とを比較することにより、上記一の周波数に対応したスピーカと上記他の周波数に対応したスピーカとから上記収音装置への相対的な到達時間差を算出する。

本発明は、測定信号供給部から複数のスピーカに再生させる測定信号を供給し、この複数のスピーカにより再生された音を受聴位置に配置された収音装置で収音された収音信号を受信部で受信し、供給した測定信号と、受信した収音信号とをディレイ算出部及び音圧レベル差算出部により比較して相対的な到達時間差及び相対的な音圧レベル差を算出し、これらと所望の音場特性とに基づいてディレイ補正値及びゲイン補正値をディレイ補正値算出部及びゲイン補正値算出部により算出するようにしたことにより、測定信号が供給された複数のスピーカから再生された音を収音するための専用マイクを設けることなく、さらに、この専用マイク用のマイク接続端子、マイクアンプ等を設けることなく、所望の音場特性を得ることを可能とする。

以下、本発明を適用した音場補正装置について、図面を参照して説明する。

本発明が適用された音場補正装置１は、図１に示すように、測定用の測定信号を供給して任意の位置に配置された複数のスピーカ１１〜１６に再生させるとともに、この複数のスピーカにより再生された音を所定位置、すなわち任意の受聴位置に配置された収音装置３で収音されて得られた収音信号を受信することにより、音場特性を補正するものである。特に、以下では、音場補正装置１がオーディオアンプ１０内部に設けられるものとして説明する。

複数のスピーカ１１〜１６は、室内の所定の位置に任意に配置されている。この複数のスピーカ１１〜１６は、通常のオーディオ再生用のスピーカであり、一般的にホームシアター等で使用される例えば、５．１ｃｈのマルチチャンネルスピーカ出力を持つオーディオアンプ１０に接続されている。

ここで用いられる収音装置３は、この音場補正装置に付属するものではなく、独立に設けられる既存の携帯機器であり、音声を収音する収音部と、この収音部で収音された収音結果を記録する記録部とを有するものであり、例えば、携帯電話等である。尚、ここで用いられる収音装置３の収音部は、無指向性のものを用いることが望ましい。

また、収音装置３は、記録部で記録した収音結果を後述する音場補正装置１の受信部２２に対して送信する機能を有する送信手段を有するように構成されるか、又は、記録部で記録した収音結果を取り外し可能な記録媒体を介して音場補正装置１の受信部２２に対して送信するように構成される。尚、収音装置３は、上述した携帯電話に限られるものではなく、例えば、ＩＣレコーダ、マイク機能を内蔵したカセットテープレコーダ等であってもよい。

ここで、収音装置３の収音部の特性、すなわち、測定信号の全帯域の周波数の特性を予め認識させておくようにすれば、収音信号の精度をより高くできる。

音場補正装置１は、図１に示すように、音場補正を行うための測定信号を複数のスピーカ１１〜１６に供給する測定信号供給部２１と、供給された測定信号に基づいて複数のスピーカ１１〜１６により再生された音を収音装置３で収音されて得られた収音信号を受信する受信部２２とを備える。

測定信号供給部２１は、各チャンネルごとにあらかじめ決められた周波数の正弦波を出力する。すなわち、測定信号供給部２１から供給される測定信号は、図２に示すように、スピーカ１１に供給される第１の周波数２５０Ｈｚで所定の期間５００ｍｓｅｃとされるＬチャンネル（Ｌｃｈ）の第１の信号ｆ_１と、第１の信号の終了時から所定の期間５００ｍｓｅｃの無音区間を設けて、スピーカ１２に供給される第２の周波数５００Ｈｚで所定の期間５００ｍｓｅｃとされるＣチャンネル（Ｃｃｈ）の第２の信号ｆ_２と、第２の信号の終了時から所定の期間５００ｍｓｅｃの無音区間を設けて、スピーカ１３に供給される第３の周波数１ｋｚで所定の期間５００ｍｓｅｃとされるＲチャンネル（Ｒｃｈ）の第３の信号ｆ_３と、第３の信号の終了時から所定の期間５００ｍｓｅｃの無音区間を設けて、スピーカ１４に供給される第４の周波数２ｋｚで所定の期間５００ｍｓｅｃとされるＳＲチャンネル（ＳＲｃｈ）の第４の信号ｆ_４と、第４の信号の終了時から所定の期間５００ｍｓｅｃの無音区間を設けて、スピーカ１５に供給される第５の周波数４ｋＨｚで所定の期間５００ｍｓｅｃとされるＳＬチャンネル（ＳＬｃｈ）の第５の信号ｆ_５と、第５の信号の終了時から所定の期間５００ｍｓｅｃの無音区間を設けて、スピーカ１６に供給される第６の周波数６３Ｈｚで所定の期間５００ｍｓｅｃとされるＳＷチャンネル（ＳＷｃｈ）の第６の信号ｆ_６とからなる。

このように、測定信号供給部２１から供給される測定信号は、チャンネルごとにある規定の時間だけ設けられており、あるチャンネルで信号を供給し、次のチャンネルに移る間の間隔である無音区間もある規定の時間とされている。そして、上述の第１乃至第６の信号ｆ_１〜ｆ_６のように、出力する順番もあらかじめ決めておく。尚、上述の出力順序、各間隔及び各周波数は、これに限られるものではなく、適宜変更可能である。

第１乃至第６の信号ｆ_１〜ｆ_６とからなる測定信号により各スピーカから再生された音を収音装置３で収音されて得られた収音信号ｆｒは、図２に示すように、各周波数の信号ｆｒ_１〜ｆｒ_６とその間の無音区間を含むものとなる。また、この実際に収音装置３で収音することにより得られた収音信号ｆｒは、収音装置３が設けられた受聴位置と、各スピーカ１１〜１６が配置された位置との距離からくる遅れを含むものとなる。仮に、全てのチャンネルにおいて、受聴位置と各スピーカが配置された位置との距離が全て等距離であれば、収音信号は、スピーカ出力時の順番と無音間隔とを維持するが、１つでも距離が異なるスピーカがあれば、無音区間の間隔が変わってしまう。

測定信号供給部２１から供給され、それぞれのチャンネルから出力される第１乃至第６の信号ｆ_１〜ｆ_６は、上述のように周波数を変えて出力されるので、チャンネルと収音した収音信号ｆｒの各周波数の信号ｆｒ_１〜ｆｒ_６とが１対１の対応がとれる。よって、どのチャンネルが遅れて又は進んでいるか、また、どのチャンネルのレベルが大きい又は小さいか判別でき、すなわち、後述するように、各スピーカから出力された音の受聴位置での相対的な到達時間及び相対的な音圧レベル差を算出することが可能となる。さらに、周波数を変えて出力されるので、収音信号ｆｒにおいて各チャンネルからの信号が時間的に重なってしまっても確実にどのチャンネルからの信号か判別することが可能となる。

受信部２２は、上述した収音装置３で収音されて得られた収音信号ｆｒを、例えば、赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ａ／ｇ）、パケット通信機能等の無線通信により受信する。また、受信部２２は、上述の収音信号を、収音装置で記録されたフラッシュメモリカード等の取り外し可能な記録媒体を介して受信するように構成してもよい。

また、音場補正装置１は、図１に示すように、複数の音場特性を記憶する音場特性記憶部２３と、この音場特性記憶部２３に記憶された複数の音場特性から操作者の操作に基づいて所望の音場特性を選択する音場特性選択部２４とを備える。

音場特性記憶部２３には、臨場感の得られる最適な音場空間、例えば様々なコンサートホール、映画館等の音場特性が記憶されている他、ユーザが好む最適な音場特性を設定した場合、これらの音場特性をさらに記憶することができる。音場特性選択部２４は、複数の音場特性からユーザの操作に基づいて所望の音場特性を選択することができる他、ユーザが好む最適な音場特性を調整することもできる。

尚、ここでは、音場特性記憶部２３及び音場特性選択部２４を音場補正装置１内部に設けるように構成したが、これに限られるものではなく、オーディオアンプ１０に設けるように構成してもよい。

また、音場補正装置１は、図１に示すように、測定信号と収音信号とを比較することにより各スピーカ１１〜１６から収音装置３への相対的な到達時間差を算出するディレイ算出部２５と、測定信号と収音信号とを比較することにより各スピーカ１１〜１６から収音装置３へ到達する相対的な音圧レベル差を算出する音圧レベル差算出部２６とを備える。

ディレイ算出部２５は、測定信号供給部２１から各スピーカ１１〜１６に供給される測定信号と、この測定信号に基づいて各スピーカ１１〜１６で再生された音声を収音装置３で収音されることにより得られ、受信部２２で受信された収音信号とを比較することにより、各スピーカ１１〜１６から収音装置３が配置された受聴位置への相対的な到達時間差を算出する。具体的には、ディレイ算出部２５は、測定信号により最初に音声が再生される一のスピーカ１１から受聴位置までの到達時間を基準とした、残りのスピーカ１２〜１６から受聴位置までの到達時間の各到達時間差を算出する。

例えば、図２に示すように、基準となるスピーカ１１と、スピーカ１２とに供給される第１及び第２の信号ｆ_１，ｆ_２の波形の始期の時間差をＴ_１１とし、このスピーカ１１とスピーカ１２とから出力された音を収音装置３で収音することにより得られた収音信号ｆｒにおけるそれぞれの各周波数の信号ｆｒ_１，ｆｒ_２の波形の始期の時間差をＴ_２１としたとき、スピーカ１１とスピーカ１２とから受聴位置までの到達時間Ｘ_１，Ｘ_２の各到達時間差（Ｘ_２−Ｘ_１）は、Ｔ_１１＋Ｘ_２＝Ｘ_１＋Ｔ_２１であることから、（Ｘ_２−Ｘ_１）＝Ｔ_２１−Ｔ_１１により算出できる。ここで、時間差Ｔ_１１は、測定信号供給部２１により決定される値であり、ここでは、１ｓｅｃであるので、この値と収音信号ｆｒから算出される時間差Ｔ_２１に基づいて、スピーカ１１とスピーカ１２とから収音装置３に到達するまでの到達時間差を算出できる。尚、他のスピーカ１３〜１６についても同様である。

音圧レベル差算出部２６は、測定信号供給部２１から各スピーカ１１〜１６に供給される測定信号と、この測定信号に基づいて各スピーカ１１〜１６で再生された音声を収音装置３で収音されることにより得られ、受信部２２で受信された収音信号とを比較することにより、各スピーカ１１〜１６から受聴位置に配置された収音装置３へ到達する相対的な音圧レベル差を算出する。具体的には、音圧レベル差算出部２６は、測定信号により最初に音声が再生される一のスピーカ１１から収音装置３へ到達する音圧レベルを基準とした、残りのスピーカ１２〜１６から収音装置３へ到達する音圧レベルの各音圧レベル差を算出する。尚、この相対的な音圧レベル差は、測定信号及び収音信号の振幅により算出する。

また、音場補正装置１は、図１に示すように、ディレイ算出部２５により算出された相対的な到達時間差と、音場特性選択部２４により選択された音場特性とに基づいて各スピーカに与えるディレイ補正値を算出するディレイ補正値算出部２７と、音圧レベル差算出部２６により算出された相対的な音圧レベル差と、音場特性選択部２４により選択された音場特性とに基づいて各スピーカに与えるゲイン補正値を算出するゲイン補正値算出部２８とを備える。

ディレイ補正値算出部２７は、音場特性選択部２４により選択された音場特性にするために要求される、各スピーカから受聴位置に到達する相対的な理想到達時間差と、上述したディレイ算出部２５により算出された室内環境による現状の相対的な到達時間差とを比較して各スピーカ１１〜１６に与えるディレイ補正値を算出する。例えば、ディレイ補正値算出部２７は、基準となる一のスピーカ１１と、残りの一のスピーカ１２とから収音装置３に到達する到達時間の差である現状の到達時間差が、所望の音場特性にするために必要な理想到達時間差となるように、スピーカ１２から出力するタイミングを早めたり、遅くしたりするためのディレイ補正値を算出する。

ゲイン補正値算出部２８は、音場特性選択部２４により選択された音場特性にするために要求される、各スピーカから受聴位置に配置された収音装置３へ到達する相対的な理想音圧レベル差と、上述した音圧レベル差算出部２６により算出された室内環境による現状の相対的な音圧レベル差とを比較して各スピーカ１１〜１６に与えるゲイン補正値を算出する。例えば、ゲイン補正値算出部２８は、基準となる一のスピーカ１１と、残りの一のスピーカ１２とから再生され収音装置３に到達したときの音圧レベルの差である現況の音圧レベル差が、所望の音場特性にするために必要な理想音圧レベル差となるように、スピーカ１２から出力する音圧レベルを大きくしたり、小さくしたりするためのゲイン補正値を算出する。

以上のように構成された音場補正装置１は、ディレイ算出部２５、音圧レベル差算出部２６、ディレイ補正値算出部２７及びゲイン補正値算出部２８により、測定信号供給部２１から供給された測定信号と、この測定信号を受けた各スピーカ１１〜１６から出力された音を外部に設けられた収音装置３により収音することにより得られた収音信号とから所望の音場特性とするためのディレイ補正値及びゲイン補正値を得ることができ、このディレイ補正値及びゲイン補正値を用いて各スピーカのディレイ処理設定及びゲイン補正設定をして、すなわち、入力側の周波数特性を修正してから出力させることで、所望の音場特性で音声情報を再生することができる。

すなわち、音場補正装置１は、再生環境の設定を行い、室内環境に適合した再生音を出力させることを可能とし、例えば、コンサートホールの残響特性に適合した音響空間等を構築することが可能となる。

次に、上述したオーディオアンプ１０内部に設けられた音場補正装置１による室内環境測定、環境データ転送、音場特性補正の手順について、図３を用いて説明する。

まず、携帯電話等の収音装置３をユーザが実際に各スピーカから再生された音声情報を受聴する位置である受聴位置（リスニングポイント）に設置する。ここで、収音装置３をユーザが手で持つようにしてもよい。そして、収音装置３の収音部を作動して、収音を開始する（Ｓ１）。

オーディオアンプ１０に設けられたスタートボタンが押されると、音場補正装置１の測定信号供給部２１は、上述した図２に示すような測定用の測定信号を各スピーカ１１〜１６に供給する（Ｓ２）。

測定信号が供給された各スピーカ１１〜１６は、測定音を出力する。そして、収音装置３は、これらの測定音を収音することで得られた収音結果を収音信号ｆｒとして記録部に記録する。この収音信号ｆｒは、受信部２２に転送される。

受信部２２は、収音装置３で得られた測定信号ｆｒを受信して内部メモリに格納する（Ｓ３）。

このとき、受信部２２は、上述したように、赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ａ／ｇ）、パケット通信機能、ＵＳＢケーブル、オーティオケーブル、フラッシュメモリカード等を介して収音信号を受信する。

ディレイ算出部２５は、供給した測定信号と、受信した収音信号とに基づいて、各スピーカ１１〜１６から収音装置３までの相対的な到達時間差を算出する（Ｓ４）。

ディレイ補正値算出部２７は、上述の相対的な到達時間差と、所望の音場特性に必要な理想到達時間差とからディレイ補正値を算出する（Ｓ５）。

音圧レベル差算出部２６は、供給した測定信号と、受信した測定信号とに基づいて、各スピーカ１１〜１６から収音装置３に到達した相対的な音圧レベル差を算出する（Ｓ６）。

ゲイン補正値算出部２８は、上述の相対的な音圧レベル差と、所望の音場特性に必要な理想音圧レベル差とからゲイン補正値を算出する（Ｓ７）。

オーディオアンプ１０は、得られたディレイ補正値により各スピーカ１１〜１６へのディレイ処理設定する（Ｓ８）。

また、オーディオアンプ１０は、得られたゲイン補正値により各スピーカ１１〜１６へのゲイン補正設定をする（Ｓ９）。

このように、ディレイ補正値及びゲイン補正値を用いてディレイ処理設定及びゲイン補正設定したオーディオアンプ１０は、各スピーカ１１〜１６からの出力を調整して最適な音場設定、例えば、各チャンネルからの音声の到達時間及び音圧レベルが等しくなるように設定されて、各スピーカ１１〜１６から、再生音を出力させる。

本発明を適用した音場補正装置１は、ディレイ算出部２５、音圧レベル差算出部２６、ディレイ補正値算出部２７及びゲイン補正値算出部２８により、測定信号供給部２１から供給された測定信号と、この測定信号を受けた各スピーカから出力された音を外部に設けられた収音装置３により収音することにより得られた収音信号とから所望の音場特性とするためのディレイ補正値及びゲイン補正値を得ることができ、測定信号が供給された複数のスピーカから再生された音を収音するための専用マイクを設けることなく、さらに、この専用マイク用のマイク接続端子、マイクアンプ等を設けることなく、所望の音場特性を得ることを可能とする。

また、本発明を適用した音場補正装置１は、測定信号を再生した音を収音する収音装置として、例えば、携帯電話、ＩＣレコーダ、マイク機能を内蔵したカセットテープレコーダ等の等の既存の外部機器を用いることができ、音場補正装置自体及びオーディオアンプの構成を簡素なものとしつつ、所望の音場特性を得ることを可能とする。

尚、上述した音場補正装置１は、オーディオアンプ１０内部に設けられるものとして説明したが、これに限られるものではなく、例えば、複数のスピーカに対してマルチチャンネルスピーカ出力を持つオーディオアンプと、測定音を収音する収音装置とがネットワークのインターフェースを装備しており、このネットワークに接続したサーバー内に設けられてもよい。

次に、ディレイ補正値、ゲイン補正値をネットワークを介して送信サーバー内に設けられ、サーバー内でディレイ補正値及びゲイン補正値を算出し、ネットワークを介してオーディオアンプに送信する図４に示す音場補正装置４１について説明する。尚、以下の説明において、上述した音場補正装置１と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。

本発明が適用された音場補正装置４１は、図４に示すように、測定用の測定信号を供給して任意の位置に配置された複数のスピーカ１１〜１６に再生させるとともに、この複数のスピーカにより再生された音を所定位置、すなわち任意の受聴位置に配置された収音装置３で収音されて得られた収音信号を受信することにより、音場特性を補正するものである。音場補正装置４１は、ネットワークに接続したサーバー４２内に設けられている。

複数のスピーカ１１〜１６は、上述と同様に、５．１ｃｈのマルチチャンネルスピーカ出力を持つオーディオアンプ４３に接続されている。このオーディオアンプ４３は、サーバー４２にネットワークを介して接続されており、サーバー４２内に設けられた音場補正装置４１により後述するように算出されるディレイ補正値及びゲイン補正値を受信する。

尚、ここでは、収音装置３とサーバー４２とのデータ転送、及び、サーバー４２とオーディオアンプ４３とのデータ転送をネットワークを介して行うように構成したが、例えば、フラッシュメモリカード等の記録媒体を介してデータ転送を行うように構成してもよい。データ転送をフラッシュメモリカード等を用いて行うようにした場合、ネットワークに接続できる環境を持たなくても、後述するような音場補正を行うことが可能となる。

音場補正装置４１は、図４に示すように、音場補正を行うための測定信号をオーディオアンプ４３を介して複数のスピーカ１１〜１６に供給する測定信号供給部２１と、供給された測定信号に基づいて複数のスピーカ１１〜１６により再生された音を収音装置３で収音されて得られた収音信号を受信する受信部２２と、複数の音場特性を記憶する音場特性記憶部２３と、この音場特性記憶部２３に記憶された複数の音場特性から操作者の操作に基づいて所望の音場特性を選択する音場特性選択部２４とを備える。

尚、ここでは、音場特性記憶部２３及び音場特性選択部２４を音場補正装置４１内部に設けるように構成したが、これに限られるものではなく、サーバー４２又はオーディオアンプ４３に設けるように構成してもよい。

また、音場補正を行うための測定信号を複数のスピーカ１１〜１６に供給する測定信号供給部２１を、サーバー４２に設けられる音場補正装置４１内部に設けるように構成したが、これに限られるものではなく、オーディオアンプ４３に設けるように構成してもよい。

また、音場補正装置４１は、測定信号と収音信号とを比較することにより各スピーカ１１〜１６から収音装置３への相対的な到達時間差を算出するディレイ算出部２５と、測定信号と収音信号とを比較することにより各スピーカ１１〜１６から収音装置３へ到達する相対的な音圧レベル差を算出する音圧レベル差算出部２６と、ディレイ算出部２５により算出された相対的な到達時間差と、音場特性選択部２４により選択された音場特性とに基づいて各スピーカに与えるディレイ補正値を算出するディレイ補正値算出部２７と、音圧レベル差算出部２６により算出された相対的な音圧レベル差と、音場特性選択部２４により選択された音場特性とに基づいて各スピーカに与えるゲイン補正値を算出するゲイン補正値算出部２８とを備える。

以上のように構成された音場補正装置４１は、ディレイ算出部２５、音圧レベル差算出部２６、ディレイ補正値算出部２７及びゲイン補正値算出部２８により、測定信号供給部２１から供給された測定信号と、この測定信号を受けた各スピーカ１１〜１６から出力された音を外部に設けられた収音装置３により収音することにより得られた収音信号とから所望の音場特性とするためのディレイ補正値及びゲイン補正値を得ることができ、このディレイ補正値及びゲイン補正値をオーディオアンプ４３に送信し、これらの補正値を用いて各スピーカのディレイ処理設定及びゲイン補正設定をして、すなわち、入力側の周波数特性を修正してから出力させることで、所望の音場特性で音声情報を再生することができる。

すなわち、音場補正装置４１は、再生環境の設定を行い、室内環境に適合した再生音を出力させることを可能とし、例えば、コンサートホールの残響特性に適合した音響空間等を構築することが可能となる。

次に、上述したサーバー４２内部に設けられた音場補正装置４１による室内環境測定、環境データ転送、音場特性補正の手順について、図５を用いて説明する。

まず、収音装置３をユーザが実際に各スピーカから再生された音声情報を受聴する位置である受聴位置に設置する。ここで、収音装置３をユーザが手で持つようにしてもよい。そして、収音装置３の収音部を作動して、収音を開始する（Ｓ１１）。

そして、オーディオアンプ４３に設けられたスタートボタンが押されると、音場補正装置４１の測定信号供給部２１は、測定用の測定信号をオーディオアンプ４３を介して各スピーカ１１〜１６に供給する。測定信号が供給された各スピーカ１１〜１６は、測定音を出力する。そして、収音装置３は、これらの測定音を収音することで得られた収音結果を収音信号ｆｒとして記録部に記録する。この収音信号ｆｒは、ネットワークを経由してサーバー４２に転送される。

サーバー４２に設けられた音場補正装置４１の受信部２２は、この収音信号を受信する（Ｓ１２）。

ディレイ算出部２５は、供給した測定信号と、受信した収音信号とに基づいて、各スピーカ１１〜１６から収音装置３までの相対的な到達時間差を算出する（Ｓ１３）。

ディレイ補正値算出部２７は、上述の相対的な到達時間差と、所望の音場特性に必要な理想到達時間差とからディレイ補正値を算出する（Ｓ１４）。

音圧レベル差算出部２６は、供給した測定信号と、受信した測定信号とに基づいて、各スピーカ１１〜１６から収音装置３に到達した相対的な音圧レベル差を算出する（Ｓ１５）。

ゲイン補正値算出部２８は、上述の相対的な音圧レベル差と、所望の音場特性に必要な理想音圧レベル差とからゲイン補正値を算出する（Ｓ１６）。

サーバー４２は、得られたディレイ補正値及びゲイン補正値をネットワーク経由でオーディオアンプ４３に送信する（Ｓ１７）。

オーディオアンプ４３は、このディレイ補正値及びゲイン補正値により各スピーカ１１〜１６へのディレイ処理設定及びゲイン補正設定をし、各スピーカ１１〜１６からの出力を調整して最適な音場設定、例えば、各チャンネルからの音声の到達時間及び音圧レベルが等しくなるように設定されて、各スピーカ１１〜１６から、再生音を出力させる。

本発明を適用した音場補正装置４１は、サーバー４２内に設けられ、ディレイ算出部２５、音圧レベル差算出部２６、ディレイ補正値算出部２７及びゲイン補正値算出部２８により、測定信号供給部２１から供給された測定信号と、この測定信号を受けた各スピーカから出力された音を外部に設けられた収音装置３により収音することにより得られた収音信号とから所望の音場特性とするためのディレイ補正値及びゲイン補正値を得ることができ、これらの補正値をネットワークを介してオーディオアンプ４３に転送することで、測定信号が供給された複数のスピーカから再生された音を収音するための専用マイクを設けることなく、さらに、この専用マイク用のマイク接続端子、マイクアンプ等を設けることなく、所望の音場特性を得ることを可能とする。

また、本発明を適用した音場補正装置４１は、測定信号を再生した音を収音する収音装置として、例えば、携帯電話、ＩＣレコーダ、マイク機能を内蔵したカセットテープレコーダ等の等の既存の外部機器を用いることができ、音場補正装置自体及びオーディオアンプの構成を簡素なものとしつつ、所望の音場特性を得ることを可能とする。

また、本発明を適用した音場補正装置４１は、サーバー４２内に設けられ、ディレイ補正値及びゲイン補正値の演算をサーバ４２内のＤＳＰにて行うように構成することで、オーディオアンプ４３内のＤＳＰ演算負荷を軽減でき、より精密な室内環境の分析ができ、より精密な音場補正をすることができる。

また、本発明を適用した音場補正装置４１は、サーバー４２内でディレイ補正値及びゲイン補正値の演算を行う構成としているので、選択する音場特性の種類を増加することを可能とし、また、新たな音響環境としての音場特性を追加又は配信することを可能とし、さらに、複数ユーザが設定した音場特性を蓄積し、相互のユーザ間で音場特性を共有することを可能とする。

本発明を適用した音場補正装置の構成を示すブロック回路図である。本発明を適用した音場補正装置の測定信号供給部から供給される測定信号を示す図である。本発明を適用した音場補正装置が設けられたオーディオアンプの内部処理のフローチャートである。本発明を適用した音場補正装置の他の例の構成を示すブロック回路図である。本発明を適用した音場補正装置が設けられたサーバーの処理のフローチャートである。

符号の説明

１音場補正装置、３収音装置、１１〜１６スピーカ、２１測定信号供給部、２２受信部、２３音場特性記憶部、２４音場特性選択部、２５ディレイ算出部、２６音圧レベル差算出部、２７ディレイ補正値算出部、２８ゲイン補正値算出部

Claims

任意の位置に配置された複数のスピーカに再生させるための測定用の測定信号を供給する測定信号供給部と、
上記複数のスピーカにより再生された音を任意の受聴位置に配置され当該音場補正装置とは独立に設けられる収音装置で収音されて得られた収音信号を、無線通信、又は記録媒体を介した伝送で受信する受信部と、
上記測定信号と上記収音信号とを比較することにより各スピーカから上記収音装置への相対的な到達時間差を算出するディレイ算出部と、
上記測定信号と上記収音信号とを比較することにより各スピーカから上記収音装置へ到達する相対的な音圧レベル差を算出する音圧レベル差算出部と、
上記ディレイ算出部により算出された相対的な到達時間差と、所望の音場特性とに基づいて各スピーカに与えるディレイ補正値を算出するディレイ補正値算出部と、
上記音圧レベル差算出部により算出された相対的な音圧レベル差と、所望の音場特性とに基づいて各スピーカに与えるゲイン補正値を算出するゲイン補正値算出部とを備え、
上記収音装置は、携帯電話機、ＩＣレコーダ、又はマイク機能を内蔵したカセットテープレコーダであり、
上記測定信号供給部により供給される上記測定信号は、上記複数のスピーカのそれぞれに対応した所定の周波数の信号が所定の時間で出力されるとともに各信号が所定の無音区間を設けて出力されてなり、
上記ディレイ算出部は、上記測定信号における一の周波数の信号及び他の周波数の信号の時間差と、上記収音信号における上記一の周波数の信号及び上記他の周波数の信号の時間差とを比較することにより、上記一の周波数に対応したスピーカと上記他の周波数に対応したスピーカとから上記収音装置への相対的な到達時間差を算出する音場補正装置。
さらに、複数の音場特性を記憶する音場特性記憶部と、
上記複数の音場特性からユーザの操作に基づいて、当該音場補正装置により補正される所望の音場特性を選択する音場特性選択部とを備える請求項１記載の音場補正装置。