JP4952976B2 - フィルタ設計方法、フィルタ設計システム - Google Patents

Description

本発明は、立体音場を再現するため、左右チャンネルの入力信号に信号処理を加える音響信号処理装置の音場調整フィルタを設計する方法及びシステムに関する。

従来より、音響再生システムにおいて、左右のスピーカに供給する音響信号に信号処理を加えることにより、音像定位方向を左右のスピーカ一位置よりも広げることができるようにする音場拡大技術が知られている。例えば、非特許文献１に開示される技術では、左右各チャンネルの音響信号に、音源から聴取者の左右の耳の位置までの伝達関数（ＨＲＴＦ）を畳み込むことにより、聴取者にあたかもその音源位置から音が出ているかのような音場を知覚させることができる。

また、非特許文献２には、スピーカで音響を再生する場合に、左右チャンネル間のクロストークをキャンセルする技術が開示されている。このようなクロストークキャンセル技術を非特許文献１に開示される技術と組み合わせて、左右スピーカのクロストークをキャンセルしながら、非特許文献１の音場拡大技術を用いることにより、より効果的に音像定位方向を拡げることができる。
D.B.Anderson et al, "The sound dimension", IEEE SPECTRUM, March 1997. M.R.Shcroeder et al, "Comparative study of European concert halls: correlation of subjective preference with geometric and acoustic parameters", J. Accoust. Soc. Am., Vol.55, No.4, October 1974.

ここで、このような音声再生システムを用いて最適な受聴環境を作り出すためには、ユーザごとに部屋の構造、スピーカの配置、スピーカの音響特性などの受聴環境が異なるため、ユーザごとに信号処理に用いられる音場調整フィルタを設計する必要がある。しかし、フィルタ設計を行うためには様々なパラメータが必要であり、このようなパラメータを測定するためには大掛かりな測定装置が必要になるという問題があった。

そこで、本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、ユーザが、受聴環境に合わせて最適な音場調整フィルタを簡便に設定することができる方法及びシステムを提供することである。

本発明のフィルタ設計方法は、左右各チャンネルの信号に応じて音声出力する一対のスピーカと、左右チャンネルの信号が夫々入力される一対の入力端子と、前記入力された左右チャンネルの信号を夫々通過させる一対の音場調整フィルタと、前記入力された左右チャンネルの信号の位相を夫々前記音場調整フィルタによる時間遅れに合わせて遅らせる遅延回路と、前記遅延回路を通過した左右各チャンネルの信号から、前記フィルタを通過した他チャンネルの信号を減算し、その結果を前記スピーカの対応するチャンネルの信号として出力する演算出力部と、を備える音響再生システムの前記音場調整フィルタを、前記一対のスピーカから出力される音声を受聴するユーザの受聴環境に合わせて設計する方法であって、前記音響再生システムが、周波数帯域ｉごとに、夫々の周波数帯域ｉに対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉである第１試験信号Ｓｍ_ｉを左右何れか一方のチャンネルのスピーカに出力すると共に、前記第１試験信号Ｓｍ_ｉの位相を反転した位相反転信号Ｓｍ_ｉ´に遅延時間τをτ_ｊ（ｊ＝１、・・・、Ｊ；Ｊは設定した遅れ時間の数）の遅延処理及び夫々の遅延時間τ_ｊについて調整レベルｋ_ｌ（ｌ＝１、・・・、Ｌ；Ｌは設定した調整レベルの数）のレベル調整処理を行った第２試験信号Ｓｃ_ｉを他方のチャンネルのスピーカに出力し、周波数帯域ｉごとに前記左右チャンネルのスピーカより出力された試験信号（前記第１試験信号Ｓｍ_ｉ及び前記第２試験信号Ｓｃ_ｉ）を受聴したユーザが選出した、前記受聴環境における所定の位置に前記試験信号が音像定位するために最適な遅延時間τ_ｉ´及び調整レベルｋ_ｉ´の入力を受付け、周波数帯域ｉの夫々に対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉに前記入力された遅延時間τ_ｉ´の遅延処理を行うと共に、前記入力された調整レベルｋ_ｉ´をかけてインパルス応答ｈｃ_ｉとし、前記インパルス応答ｈｃ_ｉを全周波数帯域について足し合わせて前記フィルタの応答ｈｃを決定するとともに前記遅延回路の位相遅延時間Ｔを決定することを特徴とする。

また、本発明のフィルタ設計方法は、左右各チャンネルの信号に応じて音声出力する一対のスピーカと、左右チャンネルの信号が夫々入力される一対の入力端子と、複数の所定の周波数帯域の夫々に対応して設けられ、前記入力された左右チャンネルの信号を夫々通過させる左右各チャンネルの複数のバンドパスフィルタと、前記入力された左右チャンネルの信号の位相を夫々前記音場調整フィルタによる時間遅れに合わせて遅らせる遅延回路と、前記遅延回路を通過した左右各チャンネルの信号から、前記複数のバンドパスフィルタを通過した他チャンネルの信号を減算し、その結果を前記スピーカの対応するチャンネルの信号として出力する演算出力部と、を備える音響再生システムの前記バンドパスフィルタを、前記一対のスピーカから出力される音声を受聴するユーザの受聴環境に合わせて設計する方法であって、前記音響再生システムが、周波数帯域ｉごとに、夫々の周波数帯域ｉに対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉである第１試験信号Ｓｍ_ｉを左右何れか一方のチャンネルのスピーカに出力すると共に、前記第１試験信号Ｓｍ_ｉの位相を反転した位相反転信号Ｓｍ_ｉ´に遅延時間τをτ_ｊ（ｊ＝１、・・・、Ｊ；Ｊは設定した遅れ時間の数）の遅延処理及び夫々の遅延時間τ_ｊについて調整レベルｋ_ｌ（ｌ＝１、・・・、Ｌ；Ｌは設定した調整レベルの数）のレベル調整処理を行った第２試験信号Ｓｃ_ｉを他方のチャンネルのスピーカに出力し、左右チャンネルのスピーカより試験信号を音声出力し、周波数帯域ｉごとに前記左右チャンネルのスピーカより出力された試験信号（前記第１試験信号Ｓｍ_ｉ及び前記第２試験信号Ｓｃ_ｉ）を受聴したユーザが選出した、前記受聴環境における所定の位置に前記試験信号が音像定位するために最適な遅延時間τ_ｉ´及び調整レベルｋ_ｉ´の入力を受付け、周波数帯域ｉの夫々に対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉに前記入力された遅延時間τ_ｉ´の遅延処理を行うと共に、前記入力された調整レベルｋ_ｉ´をかけて各周波数帯域ｉの前記バンドパスフィルタのフィルタの応答ｈｃ_ｉとする、ことを特徴とする。

上記のフィルタ設計方法によれば、各ユーザの音響受聴環境で実際に再生した試験音に基づいて、最適な遅延時間及び増幅率を決定し、これに基づいてフィルタ設計を行うため、各ユーザの受聴環境に合わせた音場調整フィルタを、簡便な設備で作成することができる。

また、本発明のフィルタ設計システムは、左右各チャンネルの信号に応じて音声出力する一対のスピーカと、左右チャンネルの信号が夫々入力される一対の入力端子と、前記入力された左右チャンネルの信号を夫々通過させる一対の音場調整フィルタと、前記入力された左右チャンネルの信号の位相を夫々前記音場調整フィルタによる時間遅れに合わせて遅らせる遅延回路と、前記遅延回路を通過した左右各チャンネルの信号から、前記フィルタを通過した他チャンネルの信号を減算し、その結果を前記スピーカの対応するチャンネルの信号として出力する演算出力部と、を備える音響再生システムの前記音場調整フィルタを、前記一対のスピーカから出力される音声を受聴するユーザの受聴環境に合わせて設計するシステムであって、周波数帯域ｉごとに、夫々の周波数帯域ｉに対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉである第１試験信号Ｓｍ_ｉを左右何れか一方のチャンネルのスピーカに出力すると共に、前記第１試験信号Ｓｍ_ｉの位相を反転した位相反転信号Ｓｍ_ｉ´に遅延時間τをτ_ｊ（ｊ＝１、・・・、Ｊ；Ｊは設定した遅れ時間の数）の遅延処理及び夫々の遅延時間τ_ｊについて調整レベルｋ_ｌ（ｌ＝１、・・・、Ｌ；Ｌは設定した調整レベルの数）のレベル調整処理を行った第２試験信号Ｓｃ_ｉを他方のチャンネルのスピーカに出力する手段と、周波数帯域ｉごとに前記左右チャンネルのスピーカより出力された試験信号（前記第１試験信号Ｓｍ_ｉ及び前記第２試験信号Ｓｃ_ｉ）を受聴したユーザが選出した、前記受聴環境における所定の位置に前記試験信号が音像定位するために最適な遅延時間τ_ｉ´及び調整レベルｋ_ｉ´の入力を受付ける手段と、周波数帯域ｉの夫々に対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉに前記入力された遅延時間τ_ｉ´の遅延処理を行うと共に、前記入力された調整レベルｋ_ｉ´をかけてインパルス応答ｈｃ_ｉとする手段と、前記インパルス応答ｈｃ_ｉを全周波数帯域について足し合わせて前記フィルタの応答ｈｃを決定するとともに前記遅延回路の位相遅延時間Ｔを決定する手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ユーザごとの受聴環境に合わせた音場調整フィルタを簡便に設定できる。

以下、本発明のフィルタ作成方法の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、フィルタ作成の対象となる音響再生システムを示す図である。同図に示すように、音響再生システム１０は、音響信号処理装置３０と、音響信号処理装置３０に接続された左右のスピーカ２０Ｌ，２０Ｒとからなる。音響信号処理装置３０は、左右各チャンネルの音響信号が入力される入力端子３２（３２Ｌ，３２Ｒ）、遅延回路３４（３４Ｌ，３４Ｒ）、演算出力器３６（３６Ｌ，３６Ｒ）、及び音場調整フィルタ３８（３８Ｌ，３８Ｒ）を備えている。

音響信号処理装置３０の左チャンネルの入力端子３２Ｌに入力された入力信号は、音場調整フィルタ３８Ｌを通して右チャンネルの演算出力器３６Ｒに供給され、演算出力器３６Ｒは、遅延回路３４Ｒを通過した右チャンネルの信号から、音場調整フィルタ３８Ｌを通過した左チャンネルの信号を減算（あるいは、位相を反転して加算）した信号を出力する。同様に、右チャンネルの入力端子３２Ｒに入力された入力信号は、音場調整フィルタ３８Ｒを通して左チャンネルの演算出力器３６Ｌに供給され、演算出力器３６Ｌは、遅延回路３４Ｌを通過した左チャンネルの信号から、音場調整フィルタ３８Ｒを通過した右チャンネルの信号を減算（あるいは、位相を反転して加算）して出力する。各演算出力器３６Ｌ，３６Ｒからの出力信号はＤＡ変換されてスピーカ２０Ｌ，２０Ｒに供給される。

音場調整フィルタ３８は、後に詳述するように、複数の周波数帯域の夫々について、帯域通過特性としてのインパルス応答が設定されたバンドパスフィルタを足し合わせた特性を有している。また、遅延回路３４は、各チャンネルの入力信号の位相を、音場調整フィルタ３８による時間遅れに合わせて遅らせる。これにより、演算出力器３６により加減される信号の位相を合わせることができる。

一般に、音響再生システムにおいては、左右の各スピーカから出て聴取者の反対側の耳に入る音が存在するために音場の拡がりが小さくなり、また、左右のスピーカから反対側の耳までの音の伝達特性は周波数帯域によって異なる。これに対して、この音響再生システム１０では、左右各チャンネルの音響信号を、周波数帯域毎にインパルス応答が設定された音場調整フィルタ３８に通過させて、他チャンネルの音響信号から減算（位相を反転して加算）することにより、拡がりのある音場を実現することが可能となる。

ところで、ユーザがこのような音響再生システム１０を用いて、ＣＤやＤＶＤ等を再生する場合には、スピーカ２０（２０Ｌ，２０Ｒ）の配置や特性、室内の形状などの諸条件がユーザごとに異なる。このため、拡がりのある音場を実現するためには、ユーザの音響受聴環境に合わせたフィルタ設計を行う必要がある。

本実施形態のフィルタ作成システムは、各ユーザが、フィルタ作成の対象となる音響再生装置を用いて後述する試験信号を再生することにより、各ユーザが夫々の音響受聴環境において、周波数帯域ごとの最適なゲインの調整量や遅れ時間を選び出し、選び出した情報に基づいてフィルタを作成するため、ユーザごとの音響再生装置や受聴環境に合わせたフィルタを作成することができる点に特徴を有する。

図２は、フィルタ作成システムの構成を示す図である。同図に示すように、フィルタ作成システム１０は、フィルタ作成装置１２と、各ユーザの受聴環境１９ごとに設置されたユーザ端末１４と、試験信号再生装置１６と、を備える。

ユーザ端末１４は、インターネットなどのネットワーク１８を介してフィルタ作成装置１２に接続されており、フィルタ作成装置１２において作成されたフィルタ係数等の音響信号処理装置３０の設定に用いられるパラメータ情報を受信することができる。また、ユーザ端末１４は、音響信号処理装置３０に接続されており、フィルタ作成装置１２より受信したパラメータ情報に基づき、音響信号処理装置３０の音響フィルタ３８のフィルタ係数及び遅延回路３４の遅延時間を設定することができる。
試験信号出力装置１６は、音響再生システム１０のスピーカ２０に接続されており、スピーカ２０より後に詳述する試験信号を音声出力させることができる。試験信号出力装置１６としては、ＣＤプレイヤなどを用いることができ、このＣＤプレイヤにより試験信号の記録されたＣＤを再生することにより、スピーカ２０より試験信号を音声出力させる構成とすることができる。また、ユーザ端末１４に音声再生プログラムをインストールすることにより、試験信号が例えばＷＡＶファイルなどの各種音声データ形式に変換された試験信号ファイルをネットワーク１８経由でユーザ端末１４に配信し、ユーザ端末１４の音声再生プログラムを起動することによりこの試験信号ファイルを再生し、スピーカ２０に出力する構成とすることも可能である。

次に、試験信号出力装置１６より出力される試験信号について説明する。
図３〜５は、試験信号を作成するステップを説明するための図である。まず、図３に示すように、例えば１／４オクターブ程度の狭帯域のバンドパスフィルタＢＰ_ｉ（ｉは帯域を表す番号であり、ｉ＝１〜Ｎ；Ｎはバンドパスフィルタの個数）のインパルス応答を計算し、それらインパルス応答を第１試験信号Ｓｍ_ｉとする。各バンドパスフィルタＢＰ_ｉの中心周波数ｆｃ_ｉ、帯域幅ｆΔ_ｉ、及び個数Ｎは、音響信号処理の対象となる周波数領域（例えば２５０Ｈｚ〜３０００Ｈｚ）をカバーできるように設定する。

次に、図４に示すように、各第１試験信号Ｓｍ_ｉを逆位相に位相反転して、位相反転信号Ｓｍ_ｉ´とする。次に、図５に示すように、第１試験信号Ｓｍ_ｉをそのまま試験信号の左チャンネルとして、位相反転信号Ｓｍ_ｉ´に時間遅れ調整器５０及びレベル調整器５２を通した第２試験信号Ｓｃ_ｉを試験信号の右チャンネルとして出力する。この際、レベル調整器５２の調整レベル（増幅率）を適宜な間隔で設定した複数の調整レベルｋ_ｊ（ｊ＝１、…、Ｊ）とし、さらに夫々の調整レベルに対して、時間遅れ調整器５０の遅延時間を適宜な間隔で設定した複数の遅れ時間τ_ｋ（ｋ＝１、…、Ｋ）として、夫々試験信号を出力する。このようにして、図６に示すような、左右のチャンネルの信号の調整レベルがｋ_ｊ（ｊ＝１、…、Ｊ）であり、夫々の調整レベルの場合について、左右のチャンネルの遅れ時間がτ_ｋ（ｋ＝１、…、Ｋ）である複数の試験信号が作成される。

以下、図７に示すフィルタ作成のフローチャートを参照しながら、フィルタを作成する方法について詳細に説明する。また、図８〜図１０は、図７の各手順を説明するための図である。
まず、試験信号再生装置１６が、周波数帯域ｉごとに上記のように作成された複数の試験信号をスピーカ２０の夫々のチャンネルに入力し、スピーカ２０より音声出力させる（Ｓ１００）。ユーザは、周波数帯域ごとに、音声出力された試験信号の音像が定められた位置（例えば、左側のスピーカよりも更に左側の位置）に定位できる最適な遅延時間τ´_ｉ及び増幅率ｋ´_ｉを選び出す。そして、ユーザは、周波数帯域ｉごとに選び出した最適遅延時間τ´_ｉ及び増幅率ｋ´_ｉのパラメータ情報の入力をユーザ端末１４に入力する（Ｓ２０２）。ユーザ端末１４は、入力されたパラメータ情報をフィルタ作成装置１２にインターネット１８を介して送信する（Ｓ２０４）。

フィルタ作成装置１２は、パラメータ情報を受信すると（Ｓ３０６）、まず、受信したパラメータ情報に含まれる各周波数帯域ｉの最適遅延時間τ_ｉ及び増幅率ｋ_ｉについて、隣接する２つ以上の周波数帯域で時間遅れ及びゲインが共に一致しあるいは所定の許容誤差範囲（例えば±１０％）である場合には、それら周波数帯域を統合して一つの帯域とし共通の遅延時間及び増幅率の値を用いる（Ｓ３０８）。例えば、帯域ｓと帯域（ｓ＋１）とで調整時間遅れτ_ｓ，τ_ｓ＋１及び調整ゲインｋ_ｓ，ｋ_ｓ＋１が夫々一致した場合、図８に示すように、これら帯域を統合して、統合前の各帯域ｓ，（ｓ＋１）のバンドパスフィルタの通過帯域をカバーできる特性のバンドパスフィルタとする。このように帯域を統合した場合は、統合後の帯域を１つの帯域として帯域番号ｉを振り直す。

次に、インパルスを各周波数帯域ｉのバンドパスフィルタＢＰ_ｉを通過させ、インパルス応答δ_ｉを計算し（Ｓ３１０）、その位相遅延時間Ｔ（つまり、インパルス応答がピーク値に達するまでの時間）を求める（Ｓ３１２）。なお、バンドパスフィルタＢＰ_ｉとして直線位相ＦＩＲ形バンドパスフィルタを用いた場合は、フィルタのタップ数をＮとすると位相遅延時間ＴはＮ／２タップ相当となって各帯域の位相遅延時間Ｔは同じ値となる。

次に、フィルタ作成装置１２は、図９に示すように、各周波数帯域のインパルス応答δ_ｉに、該当する周波数帯域ｉの調整時間遅れτ_ｉだけ遅延処理を行うとともに、調整ゲインｋ_ｉを掛けて、インパルス応答ｈｃ_ｉとする（Ｓ３１４）。次に、フィルタ作成装置１２は、図１０に示すように各帯域のインパルス応答ｈｃ_ｉを全て足し合わせて一つのインパルス応答ｈｃを作成する（Ｓ３１６）。

フィルタ作成装置１２は、作成したインパルス応答ｈｃ及び位相遅延時間Ｔを、インターネット１８を介してユーザ端末１４に送信する（Ｓ３１８）。ユーザ端末１４は、受信したインパルス応答ｈｃを、音響信号処理装置３０の音響調整フィルタ３８のフィルタ係数として設定する（Ｓ２２０）。さらに、位相遅延時間Ｔを遅延回路３４の遅延時間として設定する（Ｓ２２２）。これにより、音響信号処理装置３０は、ユーザの所有する音響再生システム１０のスピーカ２０配置や特性等の受聴条件に対して最適な音響制御を行うことができ、音場に拡がりを持たせることができる。

以上、説明したように、本実施形態のフィルタ作成システムによれば、各ユーザが夫々の受聴環境で再生された試験信号に基づいて最適な遅れ時間及びゲインを選択し、これに基づいて音響再生システムの音響フィルタを設定するため、大掛かりな測定装置を用いることなく各ユーザの受聴環境に対して最適な音響フィルタの設計を行うことができる。

なお、上記実施形態では、フィルタ作成装置１２において作成された音響フィルタなどの情報はインターネット経由でユーザ端末に送信され、送信された情報を用いて音響信号処理装置のフィルタ係数などを設定する構成としたが、これに限らず、フィルタ作成装置１２において作成された音響フィルタなどの情報をＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒなどの記録メディアに記録し、これを受け取ったユーザが、ユーザ端末により記録メディアに記録された情報を読み取り、読み取った情報に基づき音響信号処理装置のフィルタ係数などを設定する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、帯域毎に求めたインパルス応答ｈｃ_ｉを足し合わせたインパルス応答ｈｃを有する音場調整フィルタ３８を設ける構成としたが、これに限らず、各インパルス応答ｈｃ_ｉを有するバンドパスフィルタを帯域別に設け、これらのフィルタを通った信号を足し合わせて他チャンネルの信号から減算する構成としてもよく、このような場合には、ステップ３１４において算出したインパルス応答ｈｃ_ｉを対応する周波数帯域のバンドパスフィルタとして用いればよい。

また、上記の実施形態では、フィルタ作成装置１２が、ユーザ端末１４より受信した最適な遅れ時間及び調整ゲインに基づきフィルタを作成する構成としたが、本発明はこれに限られない。例えば、ユーザ端末に周波数帯域ごとの最適な遅れ時間及び調整ゲインに基づき音響フィルタを作成する（すなわちＳ３０８〜Ｓ３１８を実施する）フィルタ作成プログラムをインストールしておき、このプログラムを起動し、前記試験信号に基づき選出した最適な遅れ時間及び調整ゲインを入力することにより、フィルタを作成することも可能である。

本発明のフィルタ作成システム４０によりフィルタ作成の対象となる音響再生システム１０は、フィルタ処理機能を有する市販の音響再生システムなどである。特に、左右のスピーカに対し、受聴者が左右のスピーカの中心線から横にずれているような場合でも夫々のチャンネルについて最適なフィルタを設計することにより、スピーカの配置が対称な音響再生システムと同様の音場を再現することができることを実験的に確認した。
特に、例えばカーステレオなどの受聴者の位置が一方のスピーカに極端に近接しているような音響再生システムの場合には、近接しているスピーカのチャンネルのみにフィルタ処理を行えば、スピーカの配置が対称な音響再生システムと同様の音場を再現することができ、このような場合には、フィルタは一方のチャンネルのみに設ければよい。

フィルタ設計の対象となる音響再生システムの一例を示す図である。 フィルタ作成システムの構成を示す図である。 第１試験信号の作成過程を説明するための図である。 位相逆転信号の作成過程を説明するための図（その２）である。 試験信号を作成する装置の構成を示す図である。 試験信号の構成を示す図である。 フィルタ作成の流れを示すフローチャートである。 帯域の統合処理を説明するための図である。 各帯域ｉについてバンドパスフィルタのインパルス応答δ_ｉからインパルス応答ｈｃ_ｉを求める手順を説明するための図である。 インパルス応答ｈｃ_ｉから音場調整フィルタの特性であるインパルス応答ｈｃを求める手順を説明するための図である。

符号の説明

ＢＰ_ｉ バンドパスフィルタ
Ｓｍ_ｉ 第１試験信号
Ｓｍ_ｉ´ 位相反転信号
Ｓｃ_ｉ 第２試験信号
ＳＬ_ｉ，ＳＲ_ｉ 測定信号
ＳＬ^＊ _ｉ，ＳＲ^＊ _ｉ 基準信号
τ_ｉ 調整時間遅れ
ｋ_ｉ 調整ゲイン
δ_ｉ，ｈｃ_ｉ、ｈｃ インパルス応答
１０ 音響再生システム
１２ フィルタ作成装置
１４ ユーザ端末
１６ 試験信号出力装置
１８ インターネット
１９ ユーザ受聴環境
２０（２０Ｌ，２０Ｒ） スピーカ
３０ 音響信号処理装置
３２ 入力端子
３４ 遅延回路
３０ 音響信号処理装置
３２（３２Ｌ，３２Ｒ） 入力端子
３４（３４Ｌ，３４Ｒ） 遅延回路
３６（３６Ｌ，３６Ｒ） 演算出力器
３８（３８Ｌ，３８Ｒ） 音場調整フィルタ
４０ フィルタ作成システム
５０ 時間遅れ調整器
５２ レベル調整器

Claims (4)

1. 左右各チャンネルの信号に応じて音声出力する一対のスピーカと、左右チャンネルの信号が夫々入力される一対の入力端子と、前記入力された左右チャンネルの信号を夫々通過させる一対の音場調整フィルタと、前記入力された左右チャンネルの信号の位相を夫々前記音場調整フィルタによる時間遅れに合わせて遅らせる遅延回路と、前記遅延回路を通過した左右各チャンネルの信号から、前記フィルタを通過した他チャンネルの信号を減算し、その結果を前記スピーカの対応するチャンネルの信号として出力する演算出力部と、を備える音響再生システムの前記音場調整フィルタを、前記一対のスピーカから出力される音声を受聴するユーザの受聴環境に合わせて設計する方法であって、
   前記音響再生システムが、
   周波数帯域ｉごとに、夫々の周波数帯域ｉに対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉである第１試験信号Ｓｍ_ｉを左右何れか一方のチャンネルのスピーカに出力すると共に、前記第１試験信号Ｓｍ_ｉの位相を反転した位相反転信号Ｓｍ_ｉ´に遅延時間τをτ_ｊ（ｊ＝１、・・・、Ｊ；Ｊは設定した遅れ時間の数）の遅延処理及び夫々の遅延時間τ_ｊについて調整レベルｋ_ｌ（ｌ＝１、・・・、Ｌ；Ｌは設定した調整レベルの数）のレベル調整処理を行った第２試験信号Ｓｃ_ｉを他方のチャンネルのスピーカに出力し、
   周波数帯域ｉごとに前記左右チャンネルのスピーカより出力された試験信号（前記第１試験信号Ｓｍ_ｉ及び前記第２試験信号Ｓｃ_ｉ）を受聴したユーザが選出した、前記受聴環境における所定の位置に前記試験信号が音像定位するために最適な遅延時間τ_ｉ´及び調整レベルｋ_ｉ´の入力を受付け、
   周波数帯域ｉの夫々に対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉに前記入力された遅延時間τ_ｉ´の遅延処理を行うと共に、前記入力された調整レベルｋ_ｉ´をかけてインパルス応答ｈｃ_ｉとし、
   前記インパルス応答ｈｃ_ｉを全周波数帯域について足し合わせて前記フィルタの応答ｈｃを決定するとともに前記遅延回路の位相遅延時間Ｔを決定する
   ことを特徴とする方法。
2. 左右各チャンネルの信号に応じて音声出力する一対のスピーカと、左右チャンネルの信号が夫々入力される一対の入力端子と、複数の所定の周波数帯域の夫々に対応して設けられ、前記入力された左右チャンネルの信号を夫々通過させる左右各チャンネルの複数のバンドパスフィルタと、前記入力された左右チャンネルの信号の位相を夫々前記音場調整フィルタによる時間遅れに合わせて遅らせる遅延回路と、前記遅延回路を通過した左右各チャンネルの信号から、前記複数のバンドパスフィルタを通過した他チャンネルの信号を減算し、その結果を前記スピーカの対応するチャンネルの信号として出力する演算出力部と、を備える音響再生システムの前記バンドパスフィルタを、前記一対のスピーカから出力される音声を受聴するユーザの受聴環境に合わせて設計する方法であって、
   前記音響再生システムが、
   周波数帯域ｉごとに、夫々の周波数帯域ｉに対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉである第１試験信号Ｓｍ_ｉを左右何れか一方のチャンネルのスピーカに出力すると共に、前記第１試験信号Ｓｍ_ｉの位相を反転した位相反転信号Ｓｍ_ｉ´に遅延時間τをτ_ｊ（ｊ＝１、・・・、Ｊ；Ｊは設定した遅れ時間の数）の遅延処理及び夫々の遅延時間τ_ｊについて調整レベルｋ_ｌ（ｌ＝１、・・・、Ｌ；Ｌは設定した調整レベルの数）のレベル調整処理を行った第２試験信号Ｓｃ_ｉを他方のチャンネルのスピーカに出力し、左右チャンネルのスピーカより試験信号を音声出力し、
   周波数帯域ｉごとに前記左右チャンネルのスピーカより出力された試験信号（前記第１試験信号Ｓｍ_ｉ及び前記第２試験信号Ｓｃ_ｉ）を受聴したユーザが選出した、前記受聴環境における所定の位置に前記試験信号が音像定位するために最適な遅延時間τ_ｉ´及び調整レベルｋ_ｉ´の入力を受付け、
   周波数帯域ｉの夫々に対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉに前記入力された遅延時間τ_ｉ´の遅延処理を行うと共に、前記入力された調整レベルｋ_ｉ´をかけて各周波数帯域ｉの前記バンドパスフィルタのフィルタの応答ｈｃ_ｉとする、
   ことを特徴とする方法。
3. 左右各チャンネルの信号に応じて音声出力する一対のスピーカと、左右チャンネルの信号が夫々入力される一対の入力端子と、前記入力された左右チャンネルの信号を夫々通過させる一対の音場調整フィルタと、前記入力された左右チャンネルの信号の位相を夫々前記音場調整フィルタによる時間遅れに合わせて遅らせる遅延回路と、前記遅延回路を通過した左右各チャンネルの信号から、前記フィルタを通過した他チャンネルの信号を減算し、その結果を前記スピーカの対応するチャンネルの信号として出力する演算出力部と、を備える音響再生システムの前記音場調整フィルタを、前記一対のスピーカから出力される音声を受聴するユーザの受聴環境に合わせて設計する方法であって、
   音響試験信号出力装置が、
   周波数帯域ｉごとに、夫々の周波数帯域ｉに対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉである第１試験信号Ｓｍ_ｉを左右何れか一方のチャンネルのスピーカに出力すると共に、前記第１試験信号Ｓｍ_ｉの位相を反転した位相反転信号Ｓｍ_ｉ´に遅延時間τをτ_ｊ（ｊ＝１、・・・、Ｊ；Ｊは設定した遅れ時間の数）の遅延処理及び夫々の遅延時間τ_ｊについて調整レベルｋ_ｌ（ｌ＝１、・・・、Ｌ；Ｌは設定した調整レベルの数）のレベル調整処理を行った第２試験信号Ｓｃ_ｉを他方のチャンネルのスピーカに出力し、
   前記フィルタのフィルタ係数及び遅延時間の設定機能を有するユーザ端末が、
   周波数帯域ｉごとに前記左右チャンネルのスピーカより出力された試験信号（前記第１試験信号Ｓｍ_ｉ及び前記第２試験信号Ｓｃ_ｉ）を受聴したユーザが選出した、前記受聴環境における所定の位置に前記試験信号が音像定位するために最適な遅延時間τ_ｉ´及び調整レベルｋ_ｉ´の入力を受付け、
   前記ユーザ端末と通信可能に接続されたフィルタ作成装置に、前記入力された前記遅延時間τ_ｉ´及び前記調整レベルｋ_ｉ´を送信し、
   前記フィルタ作成装置が、
   前記遅延時間τ_ｉ´及び前記調整レベルｋ_ｉ´を受信し、
   周波数帯域ｉの夫々に対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉに前記遅延時間τ_ｉ´の遅延処理を行うと共に、前記調整レベルｋ_ｉ´をかけてインパルス応答ｈｃ_ｉとし、
   前記インパルス応答ｈｃ_ｉを全周波数帯域について足し合わせて前記フィルタの応答ｈｃを決定するとともに前記遅延回路の位相遅延時間Ｔを決定して前記ユーザ端末に送信し、
   前記ユーザ端末が、前記フィルタの応答ｈｃを前記音場調整フィルタに設定するとともに前記位相遅延時間Ｔを前記遅延回路に設定する
   ことを特徴とする方法。
4. 左右各チャンネルの信号に応じて音声出力する一対のスピーカと、左右チャンネルの信号が夫々入力される一対の入力端子と、前記入力された左右チャンネルの信号を夫々通過させる一対の音場調整フィルタと、前記入力された左右チャンネルの信号の位相を夫々前記音場調整フィルタによる時間遅れに合わせて遅らせる遅延回路と、前記遅延回路を通過した左右各チャンネルの信号から、前記フィルタを通過した他チャンネルの信号を減算し、その結果を前記スピーカの対応するチャンネルの信号として出力する演算出力部と、を備える音響再生システムの前記音場調整フィルタを、前記一対のスピーカから出力される音声を受聴するユーザの受聴環境に合わせて設計するシステムであって、
   周波数帯域ｉごとに、夫々の周波数帯域ｉに対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉである第１試験信号Ｓｍ_ｉを左右何れか一方のチャンネルのスピーカに出力すると共に、前記第１試験信号Ｓｍ_ｉの位相を反転した位相反転信号Ｓｍ_ｉ´に遅延時間τをτ_ｊ（ｊ＝１、・・・、Ｊ；Ｊは設定した遅れ時間の数）の遅延処理及び夫々の遅延時間τ_ｊについて調整レベルｋ_ｌ（ｌ＝１、・・・、Ｌ；Ｌは設定した調整レベルの数）のレベル調整処理を行った第２試験信号Ｓｃ_ｉを他方のチャンネルのスピーカに出力する手段と、
   周波数帯域ｉごとに前記左右チャンネルのスピーカより出力された試験信号（前記第１試験信号Ｓｍ_ｉ及び前記第２試験信号Ｓｃ_ｉ）を受聴したユーザが選出した、前記受聴環境における所定の位置に前記試験信号が音像定位するために最適な遅延時間τ_ｉ´及び調整レベルｋ_ｉ´の入力を受付ける手段と、
   周波数帯域ｉの夫々に対応したバンドパスフィルタＢＰ_ｉのインパルス応答δ_ｉに前記入力された遅延時間τ_ｉ´の遅延処理を行うと共に、前記入力された調整レベルｋ_ｉ´をかけてインパルス応答ｈｃ_ｉとする手段と、
   前記インパルス応答ｈｃ_ｉを全周波数帯域について足し合わせて前記フィルタの応答ｈｃを決定するとともに前記遅延回路の位相遅延時間Ｔを決定する手段と、
   を備えることを特徴とするシステム。

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