JP4830343B2

JP4830343B2 - 自動音場補正システムおよび自動音場補正方法

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Publication number: JP4830343B2
Application number: JP2005134861A
Authority: JP
Inventors: 繁樹木村; 祐治池ヶ谷
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2005-05-06
Filing date: 2005-05-06
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-06
Also published as: JP2006313953A

Description

本発明は、オーディオシステムにおいて、各スピーカから聴取位置までの距離の差によって生じる音場の偏りを自動的に補正する自動音場補正システムおよび自動音場補正方法に関する。

従来、オーディオシステムにおいては、必要とする全周波数帯域の音を単独のスピーカで出力することが困難であるため、帯域制限フィルタで再生する音を周波数帯域で分割し、分割した音を低音域用、中音域用、高音域用等別々のスピーカで再生する方式を取っている。また、再生する音に立体感を持たせる目的で、左右2チャンネルのスピーカを使用したり、視聴者の後部にサラウンド・スピーカを設けたりする。ここで、各スピーカからそれぞれ独立に発生する音を聴取者が違和感なく聴くためには、各スピーカからの音が全て同時に聴取位置へ到達する必要がある。

なお、本出願に関する従来技術の参考文献として、特許文献1から特許文献６が知られている。
特許第２７２５８３８号公報特許第３１４８０６０号公報特開平０７−２１２８９６号公報特開平１１−２６２０８１号公報特開平１１−２５８０３４号公報特開２００１−２２４１００号公報

しかし、各スピーカから聴取位置までの距離は必ずしも一定ではないため、各スピーカから聴取位置までの距離を測定し、測定した距離に応じて出力する音に遅延を与える必要がある。ここで、聴取位置までの距離を測定する従来方法としては、ＴＳＰ（ＴｉｍｅＳｔｒｅｔｃｈｅｄＰｕｌｓｅ）や白色雑音を使用する方式が紹介されているが、ＤＦＴ（ＤｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）等の複雑な処理を必要とし、また、その処理の過程でメモリ等のリソースを多く必要としていた。

その他の方法として、例えば低音域用のウーファーと高音域用のツイーターを組み合わせたマルチウェイスピーカにおいて、低音域用のウーファーに特化したパルス信号を用いて聴取位置までの距離を測定する方法が知られている。しかし、特に車載用のマルチウェイスピーカでは、ウーファーとツイーターとの位置が離れている場合が多いため、ウーファーに特化したパルス信号を用いる遅延補正では、ウーファーから聴取位置までの距離とツイーターから聴取位置までの距離との差を補正することができない。

しかし、ウーファーとツイーターとの聴取位置を同時に測定する目的で、同じパルス信号をウーファーとツイーターから出力する方法を採用すると、スピーカの再生帯域の違いのため、Ｓ／Ｎ比（ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）が劣化する。これは、例えばウーファーに特化したパルス信号は、ウーファーの距離測定においてＳ／Ｎ比が大きく取れるように低周波成分を多く含むが、このパルス信号を高音域用のツイーターに通すと低周波成分が帯域制限フィルタで大きく減衰されてしまうためである。この結果、パルス信号の出力パワーが低下し、Ｓ／Ｎ比が小さくなり距離の測定精度が悪くなるだけでなく、車室内のような騒音源が近くにあるような環境においては、パルス信号が騒音源に埋もれてしまい距離を測定することができなくなる。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、再生帯域の異なる全てのスピーカに対して、複雑な処理を必要とせず遅延を正確に測定し補正することの可能な自動音場補正システムを提供することにある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、特性の異なる複数のスピーカを具備し、該複数のスピーカによって聴取位置に音場を形成する音場形成装置における自動音場補正システムにおいて、スピーカに出力するパルス信号であって、スピーカへの出力開始からパルス信号のレベルが第１の閾値を越えるまでの時間である第１の経過時間がスピーカの特性に応じて異なるパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、前記複数のスピーカの内の１のスピーカを選択し、前記パルス信号生成手段で前記１のスピーカの特性に応じて生成されたパルス信号を前記１のスピーカへ加えるスピーカ選択手段と、前記聴取位置に設置されたマイクロフォンと、該パルス信号の前記第１の経過時間を算出し、前記１のスピーカへの該パルス信号の出力開始から前記マイクロフォンが出力した該パルス信号のレベルが前記第１の閾値を越えるまでの時間を第２の経過時間として算出し、前記第２の経過時間から前記第１の経過時間を減算することにより、前記１のスピーカと前記聴取位置との間の遅延時間を測定する遅延時間測定手段と、前記遅延時間測定手段の測定結果に従って前記１のスピーカへ加えられる信号の遅延時間を調整する遅延時間調整手段と、を具備することを特徴とする自動音場補正システムである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記パルス信号生成手段は、複数の帯域毎に、各々の帯域用のパルス信号を生成する各帯域用パルス信号生成手段と、前記各帯域用パルス信号生成手段が出力する各帯域毎のパルス信号のいずれかを前記１のスピーカの特性に応じて選択するパルス信号選択手段とを具備することを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記パルス信号が前記１のスピーカへ出力される前の一定時間に前記マイクロフォンが無音状態で出力した信号から直流オフセットを算出する直流オフセット算出手段と、前記算出した直流オフセットを前記マイクロフォンの出力信号から減算する直流オフセット減算手段と、を具備することを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の発明において、前記１のスピーカへ前記パルス信号が加えられた後の前記マイクロフォンの出力信号のピークレベルを検出するピーク検出手段と、前記１のスピーカへ前記パルス信号が加えられる前の前記マイクロフォンの出力信号のレベルを検出するノイズ検出手段と、前記ピーク検出手段の検出結果と前記ノイズ検出手段の検出結果の比を算出する信号対雑音比算出手段と、前記信号対雑音比算出手段の算出結果が第２の閾値より大か否かに基づいて前記１のスピーカが結線されているか否かを判定する結線判定手段と、を具備することを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記信号対雑音比算出手段の算出結果が第３の閾値より大か否かに基づいて遅延時間測定に必要な信号対雑音比が確保されているか否かを判定する信号対雑音比判定手段を具備することを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明は、特性の異なる複数のスピーカを具備し、該複数のスピーカによって聴取位置に音場を形成する音場形成装置における自動音場補正方法において、前記複数のスピーカの内の１のスピーカを選択する第１の処理と、スピーカに出力するパルス信号であって、スピーカへの出力開始からパルス信号のレベルが第１の閾値を越えるまでの時間である第１の経過時間がスピーカの特性に応じて異なるパルス信号の内の前記選択した１のスピーカの特性に応じたパルス信号を生成し前記１のスピーカへ加える第２の処理と、該パルス信号の前記第１の経過時間を算出する第３の処理と、前記１のスピーカへの該パルス信号の出力開始から、前記聴取位置に設置されたマイクロフォンが出力した該パルス信号のレベルが前記第１の閾値を越えるまでの時間を第２の経過時間として算出する第４の処理と、前記第２の経過時間から前記第１の経過時間を減算することにより、前記１のスピーカと前記聴取位置との間の遅延時間を測定する第５の処理と、前記第５の処理の測定結果に従って前記１のスピーカへ加えられる信号の遅延時間を調整する第６の処理とを具備し、前記複数のスピーカ全てに対して前記第１から前記第６の処理を実行することを特徴とする自動音場補正方法である。

本発明によれば、再生帯域が異なる各スピーカから、スピーカの再生帯域に合わせたパルス信号を出力する方法で聴取位置までの距離を測定するため、車室内のような騒音源が近くにあるような環境においてもＳ／Ｎ比の良い測定を行うことが可能である。また、ＤＦＴ等の複雑な演算処理を必要とせず、少ないリソースで容易に実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の実施形態にかかる自動音場補正システムの構成を示した構成図であり、図２は本発明の実施形態にかかる音場測定装置からパルス信号を出力する方法を示したブロック図である。また、図３は室内におけるスピーカの配置を示した配置図である。

図1において、音場測定装置１は音場を測定するための装置であり、１チップ化されている。音場測定装置１のマイクロコンピュータ１１は、音場測定装置１内の主制御を司るものである。ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）部１２は、マイクロコンピュータ１１からの制御信号を入力し、ディジタル信号処理を行うものである。Ｄ／Ａコンバータ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ＡｎａｌｏｇＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）１３は、ＤＳＰ部１２からのディジタル信号を入力し、アナログ信号に変換してアンプ２へ出力するものである。Ａ／Ｄコンバータ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）１４は、マイクアンプ５からのアナログ信号を入力し、ディジタル信号に変換してＤＳＰ部１２へ出力するものである。

アンプ２は入力オーディオ信号を増幅して出力するものである。スピーカ３はアンプ２から入力したオーディオ信号を音声として再生するものである。マイク（マイクロフォン）４は聴取位置に取り付け、スピーカ３から再生された音声を集音するものである。マイクアンプ５はマイク４から入力した音声信号を増幅してＡ／Ｄコンバータ１４へ出力するものである。

オーディオ入力部６は、外部のオーディオ再生装置からオーディオ信号を入力するものであり、オーディオデコード部７は、オーディオ入力部６で入力したオーディオ信号のデコードを行うものである。ポストプロセッサ部８は、オーディオデコード部７でデコードしたオーディオ信号に様々な音響効果を加えるものである。遅延器（遅延時間調整手段）９は、マイクロコンピュータ１１からの指示に従い、各スピーカへと送信するオーディオ信号に遅延をかけるものである。本発明の実施形態では、１チップ化された音場測定装置１、アンプ２、マイクアンプ５、オーディオ入力部６、オーディオデコード部７、ポストプロセッサ部８、遅延器９を１つの筐体（アンプ装置１０）に組み込んで実現している。なお、アンプ2、スピーカ3、遅延器9は各々一つずつしか図示されていないが、実際は複数チャンネル分存在する。

図２は、図１の音場測定装置１が音場測定用のパルス信号を出力する方法を示した図であり、マイクロコンピュータ１１やＤＳＰ部１２によって行われる機能を示したものである。図２において、音場測定装置１の低域用パルス信号発生部（各帯域用パルス信号生成手段）１０１は、ウーファーやサブウーファー等の低音域を扱うスピーカに出力するためのパルス信号を発生するものであり、ここで発生するパルス信号はＲａｉｓｅｄＣｏｓｉｎｅ型のパルス信号で低周波成分を多く含む。高域用パルス信号発生部（各帯域用パルス信号生成手段）１０２は、ツイーター等の高音域を扱うスピーカに出力するためのパルス信号を発生するものであり、ここで発生するパルス信号はＲａｉｓｅｄＣｏｓｉｎｅ型のパルス信号で高周波成分を多く含む。

パルスセレクト部（パルス信号選択手段）１０３は、低域用のパルス信号と高域用のパルス信号のどちらを出力するかを選択するものであり、切り替え信号発生部１０４は出力するパルス信号の種類をパルスセレクト部に対して指定する切り替え信号を生成するものである。レベル調整部１０５は、出力するパルス信号のパワーを調整するものである。

スピーカセレクト部（スピーカ選択手段）１０６は、どのスピーカにパルス信号を出力するかを選択するものであり、出力スピーカ選択信号発生部１０７は、パルス信号を出力するスピーカの種類をスピーカセレクト部１０６に対して指定するための出力スピーカ選択信号を生成するものである。ＣＨレベル調整部１０８は、出力するパルス信号のパワーをスピーカごとに調整するものである。アンプ２は、ＣＨレベル調整部１０８から出力されたパルス信号のパワーを増幅するものであり、スピーカ部３はオーディオシステムを構成する複数のスピーカである。

図３は、リスニングルーム１００内にスピーカ部３に示された８種類のスピーカを配置する際の一例を示した図である。図３において、マイク４の設置場所は聴取者がオーディオを聴く位置である。Ｒツイーター３０１は、聴取者の前方右側に配置されるスピーカにおいて高音域を出力するものであり、Ｒウーファー３０２は同スピーカの低音域を出力するものである。Ｌツイーター３０３は、聴取者の前方左側に配置されるスピーカにおいて高音域を出力するものであり、Ｌウーファー３０４は同スピーカの低音域を出力するものである。センター３０５は、聴取者の前方中央に配置されるスピーカである。Ｒサラウンド３０６は、聴取者の後方右側に配置されるスピーカであり、Ｌサラウンド３０７は聴取者の後方左側に配置されるスピーカである。サブウーファー３０８は、聴取者の右斜め前方に配置されウーファーより更に低音域を出力するスピーカである。

次に、上述した実施形態の動作を図４から図８を参照して説明する。図４は音場測定を行う際にマイクロコンピュータ１１及びＤＳＰ部１２が行う手順を示したフローチャートであり、図５は図４のステップＳ４０９で示したサブルーチンにおける手順を示したフローチャートであり、図６は図４のステップＳ４１０で示したサブルーチンにおける手順を示したフローチャートである。図４において、まず初めに、マイクロコンピュータ１１が測定を行うスピーカを選択し、出力スピーカ選択信号発生部１０７がスピーカセレクト部１０６へ出力スピーカ選択信号を出力する（ステップＳ４０１）。スピーカセレクト部１０６は、入力した出力スピーカ選択信号に基づいて、出力するスピーカを設定する。

出力スピーカが決定されると、マイクロコンピュータ１１はそのスピーカの扱う帯域からパルス信号の種類を選択し、切り替え信号発生部１０４がパルスセレクト部１０３へ切り替え信号を出力する（ステップＳ４０２）。パルスセレクト部１０３は、入力した切り替え信号１０４に基づいて出力パルスを選択する。ここでは、低域用のパルス信号を出力する際の手順を説明する。

出力先スピーカおよび出力パルスが決定すると、ＤＳＰ部１２はスピーカまでの距離測定を開始する。以下では、サンプリング間隔をｔ秒とし、サンプリングを行った回数で時間を表すこととする。例えば、遅延時間が１０サンプルとは、１０回サンプリングを行うのに要する時間すなわち１０ｔ秒を表す。距離測定では、図７上側のグラフに示したように、まずパルス信号を出力しない状態でマイク４からマイクアンプ５を介して入力される信号をＭサンプル分メモリに保存する（図４のステップＳ４０３）。Ｍサンプル経過後にパルス信号を出力し（ステップＳ４０４）、さらにＮ−Ｍサンプル分メモリに保存する（ステップＳ４０５）。このとき、マイク４が入力する信号は、図７下側に示すようなグラフとなる。

この一連の測定（ステップＳ４０３〜ステップＳ４０５）を予めマイクロコンピュータ１１が設定した回数繰り返し実施し、同期加算を行う（ステップＳ４０６）。同期加算とは、同じ測定を繰り返し実施して得られたデータを時間軸を合わせて加算することであり、その平均を取ることでノイズの影響を抑えＳ／Ｎ比を改善することができる。同期加算が終了すると、前半Ｍサンプルの測定結果の平均値を求め（直流オフセット算出手段）、全Ｎサンプルの平均値のデータから求めた前半Ｍサンプルの平均値を減算する（直流オフセット減算手段、ステップＳ４０７）。これは、Ａ／Ｄ変換時に発生するＤＣオフセット（直流オフセット）を測定結果から除去するためである。

ＤＣオフセットを除去した後の前半Ｍサンプルのデータから最大値を検出し、ＤＳＰ部１２はその最大値と予め設定されているＮｏｉｓｅＭｉｎの値の内大きい方をノイズレベルとして保存する（ノイズ検出手段、ステップＳ４０８）。続いて、ＤＣオフセットを除去した後の後半Ｎ−Ｍサンプルからピークレベルを検出し（ピーク検出手段）、結線判定およびＳ／Ｎ比判定を行う（ステップＳ４０９）。次に、図５を参照して、ステップＳ４０９（サブルーチン）の手順を具体的に説明する。

ＤＣオフセットを除去した後の後半Ｎ−Ｍサンプルから最大値を検出し（ステップＳ５０１）、ＤＳＰ部１２は検出した最大値をピークレベルとしてメモリおよびレジスタに保存する（ステップＳ５０２）。次に、保存したノイズレベルおよびピークレベルから未結線の判定及びＳ／Ｎ比の判定を行う。未結線の判定では、ピークレベルのノイズレベルに対する比率を算出し（信号対雑音比算出手段）、予め設定した閾値１を下回っていないかを確認する（結線判定手段、ステップＳ５０３）。例えば、閾値１が１．４である場合、ノイズレベルの１．４倍よりピークレベルが小さければ未結線と判定される。

未結線ではないと判定された場合（ステップＳ５０３：Ｎｏ）、続いてＳ／Ｎ比の判定を行う。ここでは、遅延測定用の閾値（閾値２）と極性判定用の閾値（閾値３）を予め設定し、ピークレベルとノイズレベルとの比が閾値２と閾値３との比より小であるか否かを確認する。ここで、閾値２と閾値３は変数であり、閾値２は２．０、閾値３は０．４とすると、ノイズレベルの５倍よりピークレベルが小さければＳ／Ｎ比不足と判定される。

ステップＳ５０３で閾値１を下回った場合は、ＤＳＰ部１２は未結線である旨のエラーを出力し、ステップＳ５０４でＳ／Ｎ比不足であると判定された場合はその旨のエラーを出力する。ＤＳＰ部１２から出力されたエラーの内容は、マイクロコンピュータ１１を介して、アンプ装置１０の画面（図示なし）で表示される。

図４に戻って、結線判定及びＳ／Ｎ比判定が終了すると、最後に遅延値を求める（遅延時間測定手段、ステップＳ４１０）。図６を参照して、ステップＳ４１０（サブルーチン）の手順を具体的に説明する。本実施形態では、ＮｏｉｓｅＭｉｎを−４２ｄＢのレベルに設定し、ステップＳ４０８で保存したノイズレベルに閾値２を乗じた値を閾値４と設定する。図７上側の図で、Ｍサンプル後にパルス信号を出力してからその出力したパルス信号のレベル（振幅）が初めて閾値４を超えるまでの時間をΔサンプルとして保存し、後の手順で補正を行う際に使用する。ここで、Δサンプルは使用するパルス信号の帯域によって異なる。本実施形態では、各帯域用のパルスにおいて、パルスの出力開始点からピークに達するまでの時間（サンプル数）が一致するように作られているため、例えば図８に示したような高域用のパルス信号ではΔサンプルは大きい値となる。

遅延値を求める手順では、マイク４が入力する信号のレベルを表す図７下側のグラフにおいて、まずＤＳＰ部１２が、パルス信号を出力した開始点（Ｍサンプル後）から１サンプルずつそのサンプルにおけるレベルが閾値４を超えるか否かを判定する（図６のステップＳ６０１）。閾値４を超えた場合（ステップＳ６０２：Ｙｅｓ）はパルス信号を出力してからの経過時間（Ｄサンプル）からΔサンプルを減算して遅延値とする（ステップＳ６０３）。その後図４に戻って一つのスピーカに対する音場測定の手順を終了する。一方、閾値４を超えていなかった場合（ステップＳ６０２：Ｎｏ）は、規定サンプル数の判断が終了したか否かを判定する（ステップＳ６０４）。ここで規定サンプル分の判断が終了している場合（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）は閾値４を超えるサンプルが見つからなかったとして、遅延値が測定できなかった旨のエラーをＤＳＰ部１２が出力し（ステップＳ６０５）、マイクロコンピュータ１１を介してアンプ装置１０の画面（図示なし）に表示する。また、ここで規定サンプル分の判断が終了していない場合（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）はステップＳ６０１に戻って次のサンプルについて同様に閾値４を超えたか否かの判断を行う。

本来、求めるべき遅延値はパルス信号を出力した開始点（Ｍサンプル後）からマイク４でパルス信号を検出した開始点までの時間だが、図７下側の図に示すように、入力データは雑音の影響によりパルス信号を検出した開始点の判定が困難である。そこで、閾値４を基準にしたＤサンプルを測定し、その後パルス信号の波形に応じて補正をかける（Δサンプルを減算する）方法を取っている。なお、ステップＳ６０４の規定サンプルの数は、Ｎ−Ｍサンプルの個数と同じかそれ以下の適宜な数字である。

以上で、１つのスピーカに対する測定が終了し、以後スピーカごとにステップＳ４０１〜ステップＳ４１０の手順を繰り返し実施し、全てのスピーカに対して遅延値を求める。全てのスピーカに対する遅延値が求まると、遅延値が最大となるスピーカに合うように、各スピーカに与える遅延量をマイクロコンピュータ１１が算出する。例えば、Ｒツイーター３０１の遅延値が１０８サンプル、Ｒウーファー３０２の遅延値が２６４サンプル、Ｌツイーター３０３の遅延値が１５２サンプル、Ｌウーファー３０４に対する遅延値が１９３サンプルであり、この４つのスピーカに対して遅延量の補正を行う場合を考える。このとき、遅延値の最大値はＲウーファー３０２の２６４サンプルであり、Ｒツイーター３０１には１５６サンプルの遅延量、Ｒウーファー３０２には０サンプルの遅延量、Ｌツイーター３０３には１１２サンプルの遅延量、Ｌウーファー３０４には７１サンプルの遅延量を設定する。

算出した遅延量は、マイクロコンピュータ１１から各スピーカの遅延器９へと出力され、遅延量を入力した遅延器９はオーディオ信号に遅延量を与えてアンプ２へと出力する。上の例では、Ｒツイーター３０１で再生するオーディオ信号には１５６サンプルの遅延を、Ｒウーファー３０２で再生するオーディオ信号には０サンプルの遅延を、Ｌツイーター３０３で再生するオーディオ信号には１１２サンプルの遅延を、Ｌウーファー３０４で再生するオーディオ信号には７１サンプルの遅延を、遅延器９が与える。このように、オーディオ信号の出力時に遅延を加えることで、各スピーカからマイク４への到達時間を一致させている。

本発明の実施形態にかかる音場自動補正システムは、単一のパルス信号を用いる方法を採用しており、ＤＦＴ等の複雑な処理を必要としない。このことは、遅延値の測定に要する処理時間を短縮することが可能になるだけでなく、音場測定装置１が必要とするメモリの容量が少なくても実現可能であるという利点がある。

以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明ではステップＳ４０８で求めたノイズの最大値がＮｏｉｓｅＭｉｎを超えた時に閾値４の算出に使用しているが、常にノイズの最大値に応じて閾値４を変動させても良い。

本発明は、オーディオシステムにおいて、各スピーカから聴取位置までの距離の差によって生じる音場の偏りを自動的に補正する自動音場補正システムに用いて好適である。

本発明の実施形態にかかる自動音場補正システムの構成を示した構成図である。図１の音場測定装置からパルス信号を出力する方法を示したブロック図である。室内におけるスピーカの配置を示した配置図である。図１のマイクロコンピュータ１１が音場測定を行う際に行う手順を示したフローチャートである。図４のステップＳ４０９で示したサブルーチンにおける手順を示したフローチャートである。図４のステップＳ４１０で示したサブルーチンにおける手順を示したフローチャートである。図１のスピーカ３から出力する低域用のパルス信号およびマイク４が入力するパルス信号を示したグラフである。図１のスピーカ３から出力する高域用のパルス信号を表したグラフである。

符号の説明

１ … 音場測定装置、２ … アンプ、３ … スピーカ、４ … マイク（マイクロフォン）、５ … マイクアンプ、９ … 遅延器（遅延時間調整手段）、１０ … アンプ装置、１１ … マイクロコンピュータ、１２ … ＤＳＰ部、１３ … Ｄ／Ａコンバータ、１４ … Ａ／Ｄコンバータ、１０１ … 低域用パルス信号発生部（各帯域用パルス信号生成手段）、１０２ … 高域用パルス信号発生部（各帯域用パルス信号生成手段）、１０３ … パルスセレクト部（パルス信号選択手段）、１０４ … 切り替え信号発生部、１０５ … レベル調整部、１０６ … スピーカセレクト部（スピーカ選択手段）、１０７ … 出力スピーカ選択信号発生部、１０８ … ＣＨレベル調整部

Claims

特性の異なる複数のスピーカを具備し、該複数のスピーカによって聴取位置に音場を形成する音場形成装置における自動音場補正システムにおいて、
スピーカに出力するパルス信号であって、スピーカへの出力開始からパルス信号のレベルが第１の閾値を越えるまでの時間である第１の経過時間がスピーカの特性に応じて異なるパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
前記複数のスピーカの内の１のスピーカを選択し、前記パルス信号生成手段で前記１のスピーカの特性に応じて生成されたパルス信号を前記１のスピーカへ加えるスピーカ選択手段と、
前記聴取位置に設置されたマイクロフォンと、
該パルス信号の前記第１の経過時間を算出し、前記１のスピーカへの該パルス信号の出力開始から前記マイクロフォンが出力した該パルス信号のレベルが前記第１の閾値を越えるまでの時間を第２の経過時間として算出し、前記第２の経過時間から前記第１の経過時間を減算することにより、前記１のスピーカと前記聴取位置との間の遅延時間を測定する遅延時間測定手段と、
前記遅延時間測定手段の測定結果に従って前記１のスピーカへ加えられる信号の遅延時間を調整する遅延時間調整手段と、
を具備することを特徴とする自動音場補正システム。
前記パルス信号生成手段は、複数の帯域毎に、各々の帯域用のパルス信号を生成する各帯域用パルス信号生成手段と、前記各帯域用パルス信号生成手段が出力する各帯域毎のパルス信号のいずれかを前記１のスピーカの特性に応じて選択するパルス信号選択手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載の自動音場補正システム。
前記パルス信号が前記１のスピーカへ出力される前の一定時間に前記マイクロフォンが無音状態で出力した信号から直流オフセットを算出する直流オフセット算出手段と、
前記算出した直流オフセットを前記マイクロフォンの出力信号から減算する直流オフセット減算手段と、
を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動音場補正システム。
前記１のスピーカへ前記パルス信号が加えられた後の前記マイクロフォンの出力信号のピークレベルを検出するピーク検出手段と、
前記１のスピーカへ前記パルス信号が加えられる前の前記マイクロフォンの出力信号のレベルを検出するノイズ検出手段と、
前記ピーク検出手段の検出結果と前記ノイズ検出手段の検出結果の比を算出する信号対雑音比算出手段と、
前記信号対雑音比算出手段の算出結果が第２の閾値より大か否かに基づいて前記１のスピーカが結線されているか否かを判定する結線判定手段と、
を具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の自動音場補正システム。
前記信号対雑音比算出手段の算出結果が第３の閾値より大か否かに基づいて遅延時間測定に必要な信号対雑音比が確保されているか否かを判定する信号対雑音比判定手段を具備することを特徴とする請求項４に記載の自動音場補正システム。
特性の異なる複数のスピーカを具備し、該複数のスピーカによって聴取位置に音場を形成する音場形成装置における自動音場補正方法において、
前記複数のスピーカの内の１のスピーカを選択する第１の処理と、
スピーカに出力するパルス信号であって、スピーカへの出力開始からパルス信号のレベルが第１の閾値を越えるまでの時間である第１の経過時間がスピーカの特性に応じて異なるパルス信号の内の前記選択した１のスピーカの特性に応じたパルス信号を生成し前記１のスピーカへ加える第２の処理と、
該パルス信号の前記第１の経過時間を算出する第３の処理と、
前記１のスピーカへの該パルス信号の出力開始から、前記聴取位置に設置されたマイクロフォンが出力した該パルス信号のレベルが前記第１の閾値を越えるまでの時間を第２の経過時間として算出する第４の処理と、
前記第２の経過時間から前記第１の経過時間を減算することにより、前記１のスピーカと前記聴取位置との間の遅延時間を測定する第５の処理と、
前記第５の処理の測定結果に従って前記１のスピーカへ加えられる信号の遅延時間を調整する第６の処理とを具備し、
前記複数のスピーカ全てに対して前記第１から前記第６の処理を実行することを特徴とする自動音場補正方法。