JP5331553B2

JP5331553B2 - マルチチャンネル音響におけるインパルス応答測定システム、残響音生成装置、及び残響音生成システム

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Publication number: JP5331553B2
Application number: JP2009102360A
Authority: JP
Inventors: 公男濱崎; 敏行西口
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
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Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2013-10-30
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Description

本発明は、インパルス応答（室内音響特性）を測定し、その特性に基づいた残響（初期反射や後部残響）を生成する、マルチチャンネル音響におけるインパルス応答測定システム、残響音生成装置、及び残響音生成システムに関するものである。

マルチチャンネル音響のコンテンツ制作では、残響のない音源に対して人工的に残響を付加する装置が必須であり、従来、実際の残響空間で測定した室内音響特性（インパルス応答）を利用して残響を生成する装置が知られている（例えば、非特許文献１の図４参照）。インパルス応答測定は、建築音響で、その測定基準点でどのような直接音と間接音（残響音）を合わせたどのような音が聞こえるのかをシミュレーションするために用いられる技法である。一方、ある音源に対し、初期反射音や後部残響音などの間接音（残響音）を付加することが求められるコンテンツ制作では、直接音を除いた間接音の特性だけをできるだけ高品質にシミュレーションできることが求められる。

図１０に、建築音響などで用いられるコンサートホールなどの残響音場における従来の方向別インパルス応答測定システムにおけるマイクロホンの配置を示す。

方向別インパルス応答は、音源エリアに置かれた全指向性スピーカ１００１から再生される測定音を、視聴エリアに測定基準点１００７を中心として円周上に等間隔に複数配置（図１０では一例として８個配置）された単一指向性マイクロホン１００２〜１００９で収音することによって測定される。コンサートホールの場合、音源エリアはステージであり、視聴エリアは客席である。図中の単一指向性マイクロホン１００２〜１００９の矢印は指向性方向を表している。

建築音響などでは、測定点に配置された１本の全指向性マイクロホンで応答を測定する場合もあるが、マルチチャンネル音響で利用するためには、一般に測定基準点に対し複数の方向からの応答を測定することが多い。また、従来の５．１チャンネル音響などのマルチチャンネル音響方式では、スピーカを単一平面内に配置する方式であるために、この測定も単一平面内の円周上に単一指向性マイクロホンを配置する測定法が一般的に用いられている。

従来の残響音生成システムについて、図１１及び図１２を用いて説明する。残響音生成システムは、残響音場におけるインパルス応答を測定するインパルス応答測定システムと、インパルス応答を用いて残響を生成する残響音生成装置を備える。図１１は従来の方向別インパルス応答測定システムの構成図であり、図１２は従来の残響音生成装置の構成図である。

従来のインパルス応答測定システムは、測定信号生成装置１１００と、単一指向性マイクロホン群１１０３とを備える。測定信号生成装置１１００は、測定信号生成部１１０１と、増幅アンプ１１０２と、全指向性スピーカ１００１とを備える。

測定信号生成部１１０１は、時間引き延ばしパルス（ＴＳＰ：Time Stretched Pulse）信号などに代表される測定信号を生成する。測定信号は、増幅アンプ１１０２で増幅され、全指向性スピーカ１００１から音出力される。単一指向性マイクロホン群１１０３は、図１０に示すように配置された単一指向性マイクロホン１００２〜１００９である。そして、各単一指向性マイクロホンが全指向性スピーカ１００１から出力される測定音を収音することによって、インパルス応答１１０４が求まる。

従来の残響音生成装置は、入力信号生成部１２０１と、畳み込み演算部１２０２とを備える。

入力信号生成部１２０１は、入力信号（残響音を付加したい信号）を生成する。畳み込み演算部１２０２は、入力信号生成部１２０１で生成された入力信号とインパルス応答１１０４の畳み込み演算を行い、残響音１２０３を出力する。

このように、従来の残響音生成システムでは、図１１に示す方向別インパルス応答測定システムによって残響音場におけるインパルス応答を求め、該インパルス応答を図１２に示す残響音生成装置に入力することにより、残響音を生成していた。

映像情報メディア学会誌 Vol.61, No.5(2007) pp.638−644

残響時間は、直接音の提示で測定音圧が定常状態になった後、その提示を中止してから、測定音圧が約６０ｄＢ低下するまでの時間を意味し、この６０ｄＢの時間的な音圧変化を正しく測定することが求められる。そのため、インパルス応答測定では、できるだけ高いＳＮ比を確保して応答を測定することが必須となる。しかし、一般のコンサートホール等では空調や外来者による暗騒音が存在し、かつ、測定用マイクロホンの固有雑音等によって、測定系で十分なＳＮ比が確保できないことも多い。そのような場合にはスピーカから発生させる測定信号の音圧レベルをできるだけ大きくし、その分だけＳＮ比を高くするように、マイクロホンのプリアンプのゲインを設定する必要がある。

しかし、マイクロホンのプリアンプのゲイン設定の上限は、全指向性スピーカに正対した単一指向性マイクロホン１００２の受音レベルで決まる。なぜなら、全指向性スピーカ１００１からの直接音成分を最も大きく受音する単一指向性マイクロホンは、全指向性スピーカに正対した単一指向性マイクロホン１００２であり、かつ、全指向性スピーカ１００１から単一指向性マイクロホン１００２に到来する直接音成分が、その後に到来する間接音成分に比べて最も音圧レベルが大きいためである。

このように従来の測定系では、直接音の到達レベルで測定系のダイナミックレンジの上限が決まっており、目的とする残響付加の用途に耐え得る特性が得られないという問題があった。

また、従来の測定系で利用される測定信号を発生させる全指向性スピーカ１００１は、１２面体スピーカなど、複数のスピーカユニットを球面上に配置したスピーカが用いられるため、各スピーカユニットの大きさが小さくならざるを得なかった。そのため、低域周波数の再生に限界があり、コンテンツ制作で特に重要となる低域（低音）の残響特性が十分に再現されないという問題があった。

本発明の目的は、上記問題を解決するため、コンテンツ制作における要求を十分満たし、かつ、低域を含む既存の多様な残響音場の特性に基づいた残響付加が可能となる、マルチチャンネル音響におけるインパルス応答測定システム、残響音生成装置、及び残響音生成システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るマルチチャンネル音響におけるインパルス応答測定システムは、残響音場におけるインパルス応答を測定するインパルス応答測定システムであって、測定信号を生成する測定信号生成手段と、前記測定信号生成手段によって生成した測定信号を高域測定信号と低域測定信号に分割する測定信号分割手段と、前記測定信号分割手段によって生成した高域測定信号を音出力する高域音出力手段と、前記測定信号分割手段によって生成した低域測定信号を音出力する低域音出力手段と、前記高域音出力手段によって出力した音を複数の第１の収音器で収音し、高域インパルス応答を生成する高域インパルス応答生成手段と、前記低域音出力手段によって出力した音を複数の第２の収音器で収音し、低域インパルス応答を生成する低域インパルス応答生成手段とを備え、前記第１の収音器による収音と前記第２の収音器による収音は個別に行われ、前記第１の収音器は両指向性マイクロホンでありヌル方向が音源エリア側に向くように配置され、前記第２の収音器は全指向性マイクロホンであることを特徴とする。

また、本発明に係るマルチチャンネル音響におけるインパルス応答測定システムにおいて、前記第１の収音器の数及び前記第２の収音器の数は、前記高域インパルス応答生成手段によって生成した高域インパルス応答及び前記低域インパルス応答生成手段によって生成した低域インパルス応答から求められる残響音を付加した信号を再生するマルチチャンネル音響のチャンネル数と同数であることを特徴とする。

また、本発明に係るマルチチャンネル音響におけるインパルス応答測定システムにおいて、ＬＦＥ（Low Frequency Effects）チャンネルのインパルス応答を測定する場合に、前記第１の収音器の数は、前記高域インパルス応答生成手段によって生成した高域インパルス応答及び前記低域インパルス応答生成手段によって生成した低域インパルス応答から求められる残響音を付加した信号を再生するマルチチャンネル音響のＬＦＥチャンネルを除くチャンネル数と同数であり、前記第２の収音器の数は、前記マルチチャンネル音響のＬＦＥチャンネル数と同数であることを特徴とする。

また、本発明に係るマルチチャンネル音響におけるインパルス応答測定システムにおいて、ＬＦＥチャンネルのインパルス応答を測定する場合に、前記第１の収音器の数は、前記高域インパルス応答生成手段によって生成した高域インパルス応答及び前記低域インパルス応答生成手段によって生成した低域インパルス応答から求められる残響音を付加した信号を再生するマルチチャンネル音響のＬＦＥチャンネルを除くチャンネル数と同数であり、前記第２の収音器の数は、前記マルチチャンネル音響のチャンネル数と同数であることを特徴とする。

さらに、本発明に係るマルチチャンネル音響における残響音生成装置は、マルチチャンネル音響における残響音を生成する残響音生成装置であって、入力信号を生成する入力信号生成手段と、前記入力信号を高域入力信号と低域入力信号に分割する入力信号分割手段と、上記インパルス応答測定システムにおける高域インパルス応答生成手段によって生成された高域インパルス応答と、前記高域入力信号との畳み込み演算を行い、高域残響音を生成する第１の畳み込み演算手段と、該インパルス応答測定システムの低域インパルス応答生成手段によって生成された低域インパルス応答と、前記低域入力信号との畳み込み演算を行い、低域残響音を生成する第２の畳み込み演算手段と、前記高域残響音と前記低域残響音とを加算する加算手段と、前記高域残響音の数ｎと前記低域残響音の数ｍを比較する比較手段とを備え、前記比較手段がｍ＞ｎであると判定した場合には、ｎ個の高域残響音とｎ個の低域残響音は前記加算手段によって加算し、（ｍ−ｎ）個の低域残響音はそのまま出力することを特徴とする。

さらに、本発明に係るマルチチャンネル音響における残響音生成システムは、上記インパルス応答測定システムと、マルチチャンネル音響における残響音を生成する残響音生成装置と、を備える残響音生成システムであって、前記残響音生成装置は、入力信号を生成する入力信号生成手段と、前記入力信号を高域入力信号と低域入力信号に分割する入力信号分割手段と、前記インパルス応答測定システムの高域インパルス応答生成手段によって生成された高域インパルス応答と、前記高域入力信号との畳み込み演算を行い、高域残響音を生成する第１の畳み込み演算手段と、前記インパルス応答測定システムの低域インパルス応答生成手段によって生成された低域インパルス応答と、前記低域入力信号との畳み込み演算を行い、低域残響音を生成する第２の畳み込み演算手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、高品質、かつ広帯域の残響音を生成することができるようになる。その結果、従来では実現できなかった多様な残響付加が可能となり、マルチチャンネル音響システム用のコンテンツ音響制作の創造性を増大することができるようになる。

本発明による実施例１のインパルス応答測定システムにおけるマイクロホンの配置を示す図である。本発明による実施例１のインパルス応答測定システムの構成図である。本発明による実施例１の残響音生成装置の構成図である。本発明による実施例２のインパルス応答測定システムにおけるマイクロホンの配置を示す図である。本発明による実施例２の残響音生成装置の構成図である。本発明による実施例３のインパルス応答測定システムにおけるマイクロホンの配置を示す図である。本発明による実施例３の残響音生成装置の構成図である。両指向性マイクロホンの指向特性及び周波数特性を示す図である。全指向性マイクロホンの指向特性及び周波数特性を示す図である。従来の方向別インパルス応答の測定システムにおけるマイクロホンの配置を示す図である。従来の方向別インパルス応答測定システムの構成図である。従来の残響音生成装置の構成図である。

以下、本発明の各実施例について図面を参照して説明する。

本発明による実施例１の残響音生成システムについて、図１、図２及び図３を用いて説明する。残響音生成システムは、残響音場におけるインパルス応答を測定するインパルス応答測定システムと、インパルス応答を用いて残響音を生成する残響音生成装置とを備える。図１は、インパルス応答測定システムにおけるマイクロホンの配置について示す図である。図２は、インパルス応答測定システムの構成図である。図３は、残響音生成装置の構成図である。

［インパルス応答測定システムにおけるマイクロホンの配置］
測定音を発生させるスピーカは、全指向性スピーカ１０１に加え、全指向性スピーカ１０１で再生できない重低音域を再生できる低域専用スピーカ１０２を併用する。なお、この二つのスピーカは同時に測定音を発生するのではなく、後述するように、個別に測定音を発生し、個別に測定を行なう。

測定音を収音するマイクロホンは、両指向性マイクロホン１０３〜１１１と、全指向性マイクロホン１１２〜１２０をペアにし、後述するように、必要な測定点に分散して配置される。図中の両指向性マイクロホン１０３〜１１１の矢印は指向性方向を表している。本実施例では、両指向性マイクロホン及び全指向性マイクロホンの数が各々９個の場合について説明する。

マイクロホンは、図１０に示した従来例のように一つの測定基準点１００７の周りに円周上に配置されるのではなく、室内の側壁や天井などからの反射音を収音しやすい場所に分散して配置される。具体的には、両指向性マイクロホン１０３〜１１１は、スピーカから出力される直接音と間接音の比が１：１となる範囲よりも離して配置され、隣り合う両指向性マイクロホンの間隔が互いに均等な距離となるように配置される。また、側面からの距離は、両指向性マイクロホンで測定する応答の最低周波数の波長の１／２以上であることが望ましい。例えば、最低周波数が１００Ｈｚの場合は、側面からの望ましい距離は１．７ｍ以上となる。なお、マイクロホンは、単一平面上だけではなく、例えば２２．２マルチチャンネル音響方式などに代表されるスピーカを三次元配置するマルチチャンネル音響方式においては、マイクロホンも高さを変えて三次元的に、必要な測定点に分散して配置される。図１は、分かり易く示すために、一例として平面状の９点で測定した場合を示しているが、２２．２マルチチャンネル音響に対応した測定点は２２か所となる。

両指向性マイクロホンは、一般的に図８（ａ）に示す指向特性を有する。したがって、ヌル方向（最も感度が低い方向）がスピーカ側に向くように配置される。一般には、スピーカを音源エリア中央に置くことが多いので、図１に示すように、両指向性マイクロホン１０３〜１１１は、正の指向性方向が側壁、ヌル方向が音源エリア側に向くように配置される。

両指向性マイクロホン１０３〜１１１をこのような方向に配置することにより、全指向性スピーカ１０１から両指向性マイクロホン１０３〜１１１に到来する直接音成分の音圧レベルを従来例に比べて大きく削減することができ、その分だけ、両指向性マイクロホン１０３〜１１１のプリアンプ（図示しない）のゲインを上げることができる。この結果、従来例に比べて、より小さな残響音成分まで測定することが可能となり、測定された残響特性の品質を上げることができる。

また、両指向性マイクロホンは、一般的に、図８（ｂ）に示す周波数特性を有し、相対感度は２００Ｈｚ辺りから低下し、１００Ｈｚ付近では約３ｄＢ程度低下する。

一方、全指向性マイクロホンは、一般的に、図９（ａ）に示す指向特性、及び図９（ｂ）に示す周波数特性を有する。全指向性マイクロホンは、両指向性マイクロホンと異なり、２０Ｈｚから２０ｋＨｚにわたりほぼフラットな周波数特性を有し、相対感度の低下がほとんどない。

したがって、本発明によるインパルス応答測定システムでは、測定信号を低域カット周波数Ｆｃ（例えばＦｃ＝２００Ｈｚ）で高域と低域に分割し、高域については、上述したように全指向性スピーカ１０１と両指向性マイクロホン１０３〜１１１を用いて測定し、低域については、低域専用スピーカ１０２と全指向性マイクロホン１１２〜１２０を用いて、独立して測定する。図１に示すように、低域のインパルス応答測定用の全指向性マイクロホン１１２〜１２０は、両指向性マイクロホン１０３〜１１１と、同じ測定点に分散して配置される。例えば、両指向性マイクロホン１０３と全指向性マイクロホン１１２は同じ位置に配置される。

このようにすることで、従来例では十分に測定できなかった低域の残響応答についても測定することが可能となり、コンテンツ制作で要求される残響音品質に十分対応することができるようになる。

なお、マイクロホンの配置位置は、図１に示した位置に限定されるものではなく、残響音を付加したい測定点に任意に配置することができる。

次に、本発明によるインパルス応答測定システムの構成及び動作について、図２を用いて説明する。

［インパルス応答測定システムの構成及び動作］
インパルス応答測定システムは、測定音発生装置２００と、両指向性マイクロホン群２０６と、全指向性マイクロホン群２０７とを備える。測定音発生装置２００は、測定信号生成部２０１と、切り替えスイッチ２１０と、高域通過フィルタ２０２と、低域通過フィルタ２０３と、増幅アンプ２０４及び２０５と、全指向性スピーカ１０１と、低域専用スピーカ１０２とを備える。

測定信号生成部２０１は、時間引き延ばしパルス（ＴＳＰ：Time Stretched Pulse）信号などに代表される測定信号を生成する機能を有する。

切り替えスイッチ２１０は、高域インパルス応答を測定する場合には、測定信号を高域通過フィルタ２０２に入力させ、低域インパルス応答を測定する場合には、低域通過フィルタ２０３に入力させる機能を有する。

高域通過フィルタ２０２は、測定信号のうち低域カット周波数Ｆｃ以上の高い周波数（ｆ≧Ｆｃ）の高域信号のみを通過させる機能を有し、低域通過フィルタ２０３は、測定信号のうち低域カット周波数Ｆｃより低い周波数（ｆ＜Ｆｃ）の低域信号のみを通過させる機能を有する。Ｆｃは、両指向性マイクロホン１０３〜１１１の相対感度が低下する周波数（例えば、Ｆｃ＝２００Ｈｚ）に設定される。

増幅アンプ２０４は、高域通過フィルタ２０２を通過後の高域測定信号を増幅し、増幅アンプ２０５は、低域通過フィルタ２０３を通過後の低域測定信号を増幅する機能を有する。なお、測定信号が十分に大きい場合には、増幅アンプ２０４及び２０５はなくてもよい。

両指向性マイクロホン群２０６は、図１に示すように配置された両指向性マイクロホン１０３〜１１１であり、各測定点において、全指向性スピーカ１０１から発生される高域音を収音する。全指向性マイクロホン群２０７は、図１に示すように配置された全指向性マイクロホン１１２〜１２０であり、各測定点において、低域専用スピーカ１０２から発生される低域音を収音する。

高域インパルス応答２０８は、両指向性マイクロホン群２０６によって測定されるインパルス応答であり、低域インパルス応答２０９は、全指向性マイクロホン群２０７によって測定されるインパルス応答である。高域信号の測定点は９点（両指向性マイクロホンの数は９個）であるため、高域インパルス応答２０８は９個得られ、低域信号の測定点は９点（全指向性マイクロホンの数は９個）であるため、低域インパルス応答２０９は９個得られる。

本インパルス応答測定システムによれば、高域インパルス応答を測定する場合には、測定信号生成部２０１によって生成された測定信号は、高域通過フィルタ２０２によって高域成分のみ抽出され、増幅アンプ２０４によって増幅された後、全指向性スピーカ１０１から音出力される。そして、両指向性マイクロホン群２０６によって高域インパルス応答２０８が求まる。一方、低域インパルス応答を測定する場合には、測定信号生成部２０１によって生成された測定信号は、低域通過フィルタ２０３によって低域成分のみ抽出され、増幅アンプ２０５によって増幅された後、低域専用スピーカ１０２から音出力される。そして、全指向性マイクロホン群２０７によって低域インパルス応答２０９が求まる。高域インパルス応答２０８及び低域インパルス応答２０９は、次に説明する残響音生成装置に入力される。

次に、本発明による残響音生成装置の構成及び動作について、図３を用いて説明する。

［残響音生成装置の構成及び動作］
残響音生成装置は、入力信号生成部３０１と、高域通過フィルタ３０２と、低域通過フィルタ３０３と、畳み込み演算部３０４及び３０５と、レベル調整器３０６及び３０７と、加算器３０８とを備える。

入力信号生成部３０１は、残響音を付加したい信号を生成する機能を有する。

高域通過フィルタ３０２は、測定信号のうち低域カット周波数Ｆｃ以上の高い周波数（ｆ≧Ｆｃ）の高域信号のみを通過させる機能を有し、低域通過フィルタ３０３は、測定信号のうち低域カット周波数Ｆｃより低い周波数（ｆ＜Ｆｃ）の低域信号のみを通過させる機能を有する。Ｆｃは、インパルス応答測定システムの高域通過フィルタ２０２及び低域通過フィルタ２０３にて設定された周波数と同じである。

畳み込み演算部３０４は、高域通過フィルタ３０２を通過した測定信号と、高域インパルス応答２０８の畳み込み演算を行い、畳み込み演算部３０５は、低域通過フィルタ３０３を通過した測定信号と、低域インパルス応答２０９の畳み込み演算を行う。高域インパルス応答２０８及び低域インパルス応答２０９はそれぞれ測定点数分（９個）得られているので、畳み込み演算もそれぞれ９回行われる。

レベル調整器３０６及び３０７は、最適な残響音を生成するために、畳み込み演算部３０４及び３０５で得られた高域残響音及び低域残響音のレベルをそれぞれ調整する機能を有する。なお、レベル調整器３０６及び３０７を有することが好ましいが、なくても本発明の効果を得ることができる。

加算器３０８は、高域残響音と低域残響音を加算し、残響音３０９を生成する機能を有する。残響音３０９は、各測定点における残響音であり、測定点数分（９個）生成される。

本残響音生成装置によれば、入力信号生成部３０１によって生成された入力信号は、高域通過フィルタ３０２及び低域通過フィルタ３０３によって、高域入力信号と低域入力信号に分割される。そして、畳み込み演算部３０４によって、高域入力信号と高域パルス応答２０８を畳み込み演算することで高域残響音が得られ、畳み込み演算部３０５によって、高域入力信号と高域パルス応答２０８を畳み込み演算することで高域残響音が得られる。その後、レベル調整器３０６及び３０７によって、高域残響音及び低域残響音のレベルがそれぞれ調整され、加算器３０８によって、調整後の高域残響音と低域残響音を加算し、残響音３０９が生成される。

この装置で得られた残響音を元の入力信号に加算することにより、残響効果が得られる。マルチチャンネル音響でのコンテンツ制作においては、残響を付加したい音源（入力信号）に対して、残響音生成装置によりｎ個の残響音を生成し、それぞれの残響音を測定点と対応したスピーカ（チャンネル）から再生することにより、所望の残響効果を得ることができる。

次に、マルチチャンネル音響再生方式で用いられるＬＦＥと呼ばれる低域効果チャンネルを利用する場合の残響音生成システムについて、実施例２として説明する。例えば、５．１チャンネル方式ではＬＦＥチャンネルが１チャンネル、２２．２チャンネル方式ではＬＦＥチャンネルが２チャンネルある。実施例１と同じ部分については、同じ参照符号を付して説明を省略する。

図４に、実施例２に係るインパルス応答測定システムにおけるマイクロホンの配置を示す。実施例１に係るインパルス応答測定システムでは、両指向性マイクロホンと全指向性マイクロホンをペアで分散配置したが、実施例２では、ＬＦＥチャンネル数と同数の全指向性マイクロホンを、十分に離して配置する。全指向性マイクロホン間の距離は、測定する低域インパルス応答の最低周波数の波長の１／２以上であることが望ましい。例えば、最低周波数が４０Ｈｚの場合は、全指向性マイクロホン間の望ましい距離は４．２５ｍ以上となる。図４はＬＦＥチャンネルが２チャンネルの場合について示しており、全指向性マイクロホン４０１及び４０２と、両指向性マイクロホン１０６〜１０８とが、等間隔になるように配置する。ＬＦＥチャンネルが１チャンネルの場合には、視聴エリアの中央に全指向性マイクロホンを１つ配置する。両指向性マイクロホン１０３〜１１１の配置位置及び配置方向については、実施例１と同じである。

インパルス応答測定システムの構成は、図２に示した実施例１に係るインパルス応答測定システムと同じである。両指向性マイクロホン群２０６は、図４に示すように配置される両指向性マイクロホン１０３〜１１１であり、全指向性マイクロホン群２０７は、図４に示すように配置される全指向性マイクロホン４０１及び４０２である。高域信号の測定点は９点（両指向性マイクロホンの数は９個）であるため、高域インパルス応答２０８は９個得られ、低域信号の測定点は２点（全指向性マイクロホンの数は２個）であるため、低域インパルス応答２０９は２個得られる。

図５に、実施例２に係る残響音生成装置の構成を示す。畳み込み演算部３０４は、高域インパルス応答２０８が９個得られているので畳み込み演算を９回行い、高域残響音５０１を９個生成する。畳み込み演算部３０５は、低域インパルス応答２０９が２個得られているので畳み込み演算を２回行い、低域残響音５０２を２個生成する。

コンテンツ制作においては、源音に加えて、原音（入力信号）から生成したｎ個の高域残響音を各チャンネルに対応するスピーカから再生し、ｍ個の低域残響音をＬＦＥの各チャンネルに対応する低域専用スピーカから再生する。

実施例２の残響音生成システム（インパルス応答測定システム及び残響音生成装置）によっても、コンテンツ制作で要求される残響音の品質を十分満たすことが可能である。そして、実施例１に比べてシステムを簡素化でき、その分コストメリットをあげることが可能である。

次に、ＬＦＥチャンネルが２チャンネルの場合について、実施例２の変形を実施例３として説明する。実施例１又は実施例２と同じ部分については、同じ参照符号を付して説明を省略する。

図６に、実施例３に係るインパルス応答測定システムにおけるマイクロホンの配置を示す。両指向性マイクロホン１０３〜１１１の配置位置及び配置方向については、実施例１及び実施例２と同じである。全指向性マイクロホン６０１〜６０９の配置位置は、実施例１の全指向性マイクロホン１１２〜１２０と同じである。全指向性マイクロホン６１０及び６１１の配置位置は、実施例２の全指向性マイクロホン４０１及び４０２と同じである。

インパルス応答測定システムの構成については、図２に示した実施例１に係るインパルス応答測定システムと同じである。両指向性マイクロホン群２０６は、図６に示すように配置された両指向性マイクロホン１０３〜１１１であり、全指向性マイクロホン群２０７は、図６に示すように配置された全指向性マイクロホン６０１〜６１１である。高域信号の測定点は９点（両指向性マイクロホンの数は９個）であるため、高域インパルス応答２０８は９個得られ、低域信号の測定点は１１点（全指向性マイクロホンの数は１１個）であるため、低域インパルス応答２０９は１１個得られる。

図７に、実施例３に係るインパルス応答測定システムの構成を示す。畳み込み演算部３０４は、高域インパルス応答２０８が９個得られているので畳み込み演算を９回行い、高域残響音５０１を９個生成する。畳み込み演算部３０５は、低域インパルス応答２０９が１１個得られているので畳み込み演算を１１回行い、演算結果のうち両指向性マイクロホンと全指向性マイクロホンをペアで分散配置した９点に対応する９個の演算結果をレベル調整器３０７に出力する。加算器３０８は、高域残響音と低域残響音を加算し、残響音７０１を９個生成する。また、畳み込み演算部３０５は、演算結果のうち全指向性マイクロホン６１０及び６１１に対応する２個の演算結果を、低域残響音７０２として出力する。

実施例３の残響音生成システム（インパルス応答測定システム及び残響音生成装置）によれば、より残響音の品質を向上させることが可能である。

上述の実施例は、個々に代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができ、更に、各実施例を組み合わせて別の実施例を実現することができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

このように、本発明によれば、高品質な残響音を生成することができるので、残響音を付加する任意の用途に有用である。

１０１全指向性スピーカ
１０２低域専用スピーカ
２０１測定信号生成部
２０２高域通過フィルタ
２０３低域通過フィルタ
２０４、２０５増幅アンプ
２０６両指向性マイクロホン
２０７全指向性マイクロホン
２０８高域インパルス応答
２０９低域インパルス応答
３０１入力信号生成部
３０２高域通過フィルタ
３０３低域通過フィルタ
３０４、３０５畳み込み演算部
３０６、３０７加算器
３０８加算器
３０９残響音

Claims

残響音場におけるインパルス応答を測定するインパルス応答測定システムであって、
測定信号を生成する測定信号生成手段と、
前記測定信号生成手段によって生成した測定信号を高域測定信号と低域測定信号に分割する測定信号分割手段と、
前記測定信号分割手段によって生成した高域測定信号を音出力する高域音出力手段と、
前記測定信号分割手段によって生成した低域測定信号を音出力する低域音出力手段と、
前記高域音出力手段によって出力した音を複数の第１の収音器で収音し、高域インパルス応答を生成する高域インパルス応答生成手段と、
前記低域音出力手段によって出力した音を複数の第２の収音器で収音し、低域インパルス応答を生成する低域インパルス応答生成手段とを備え、
前記第１の収音器による収音と前記第２の収音器による収音は個別に行われ、
前記第１の収音器は両指向性マイクロホンでありヌル方向が音源エリア側に向くように配置され、前記第２の収音器は全指向性マイクロホンであることを特徴とするインパルス応答測定システム。
前記第１の収音器の数及び前記第２の収音器の数は、前記高域インパルス応答生成手段によって生成した高域インパルス応答及び前記低域インパルス応答生成手段によって生成した低域インパルス応答から求められる残響音を付加した信号を再生するマルチチャンネル音響のチャンネル数と同数であることを特徴とする、請求項１に記載のインパルス応答測定システム。
ＬＦＥチャンネルのインパルス応答を測定する場合に、前記第１の収音器の数は、前記高域インパルス応答生成手段によって生成した高域インパルス応答及び前記低域インパルス応答生成手段によって生成した低域インパルス応答から求められる残響音を付加した信号を再生するマルチチャンネル音響のＬＦＥチャンネルを除くチャンネル数と同数であり、
前記第２の収音器の数は、前記マルチチャンネル音響のＬＦＥチャンネル数と同数であることを特徴とする、請求項１に記載のインパルス応答測定システム。
ＬＦＥチャンネルのインパルス応答を測定する場合に、前記第１の収音器の数は、前記高域インパルス応答生成手段によって生成した高域インパルス応答及び前記低域インパルス応答生成手段によって生成した低域インパルス応答から求められる残響音を付加した信号を再生するマルチチャンネル音響のＬＦＥチャンネルを除くチャンネル数と同数であり、
前記第２の収音器の数は、前記マルチチャンネル音響のチャンネル数と同数であることを特徴とする、請求項１に記載のインパルス応答測定システム。
マルチチャンネル音響における残響音を生成する残響音生成装置であって、
入力信号を生成する入力信号生成手段と、
前記入力信号を高域入力信号と低域入力信号に分割する入力信号分割手段と、
請求項１から４のいずれか１項に記載のインパルス応答測定システムにおける高域インパルス応答生成手段によって生成された高域インパルス応答と、前記高域入力信号との畳み込み演算を行い、高域残響音を生成する第１の畳み込み演算手段と、
該インパルス応答測定システムの低域インパルス応答生成手段によって生成された低域インパルス応答と、前記低域入力信号との畳み込み演算を行い、低域残響音を生成する第２の畳み込み演算手段と、
前記高域残響音と前記低域残響音とを加算する加算手段と、
前記高域残響音の数ｎと前記低域残響音の数ｍを比較する比較手段とを備え、
前記比較手段がｍ＞ｎであると判定した場合には、ｎ個の高域残響音とｎ個の低域残響音は前記加算手段によって加算し、（ｍ−ｎ）個の低域残響音はそのまま出力することを特徴とする残響音生成装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載のインパルス応答測定システムと、
マルチチャンネル音響における残響音を生成する残響音生成装置と、
を備える残響音生成システムであって、
前記残響音生成装置は、
入力信号を生成する入力信号生成手段と、
前記入力信号を高域入力信号と低域入力信号に分割する入力信号分割手段と、
前記インパルス応答測定システムの高域インパルス応答生成手段によって生成された高域インパルス応答と、前記高域入力信号との畳み込み演算を行い、高域残響音を生成する第１の畳み込み演算手段と、
前記インパルス応答測定システムの低域インパルス応答生成手段によって生成された低域インパルス応答と、前記低域入力信号との畳み込み演算を行い、低域残響音を生成する第２の畳み込み演算手段と、
を備えることを特徴とする残響音生成システム。