JP6088747B2 - インパルス応答生成装置、インパルス応答生成システム及びインパルス応答生成プログラム - Google Patents

Description

本発明は、インパルス応答生成装置、インパルス応答生成システム及びインパルス応答生成プログラムに関する。

番組やパッケージメディアなどの音響制作において、残響付加装置の重要度は高い。一般的に、音響制作に用いる音素材は、異なった環境や条件で録音されたものを複数使用することが多い。しかし、音素材ごとに付随する響きが異なるため、音響制作の過程で単純に並列提示するだけでは、音響空間としての一体感を醸成することができない。それゆえ、それぞれの音素材の聴感印象を空間的に融和させるために、音響制作においては適切な質及び量の残響付加が行われている（非特許文献１参照）。

さて、近年はスーパーハイビジョン用の２２．２マルチチャンネル音響を始め、多数のチャンネルを有する音響システムの開発が進められている。しかし、現在市販されている残響付加装置の中に、２０チャンネルを越える再生チャンネルに対応した残響を付加できる装置は存在しない。そのため、これらのマルチチャンネル音響の制作では、従来の５．１チャンネルサラウンド用の残響付加装置を複数台利用するなどの対処法がとられてきた。

ところで、市販されている残響付加装置は、ほとんどが空間の残響をシミュレーションで模擬する手法のＩｎｆｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ（無限インパルス応答、以下ＩＩＲと称する）フィルタ型である。一方、サンプリングリバーブと呼ばれる一部の残響付加装置では、実際のコンサートホールや教会などのインパルス応答を測定し、そのインパルス応答と音素材を畳み込んで残響を生成するＦｉｎｉｔｅ ｉｍｐｕｌｓｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ（有限インパルス応答、以下ＦＩＲと称する）フィルタ型である。ＦＩＲ型の残響付加装置では、インパルス応答を測定した場所の残響特性が忠実に再現されるという特長がある。

従来、ＦＩＲ型の残響付加装置で使用するインパルス応答は、全指向性のマイクロホンを用いて測定されることが多かった（非特許文献２参照）。一般的に残響成分は高周波成分よりも低周波成分の比率が高いので、原理的に低周波数帯域での感度が低下する単一指向性や双指向性のマイクロホンでは、十分な品質のインパルス応答を測定できないためである。

ジョン・アーグル、「ハンドブック・オブ・レコーディング・エンジニアリング第二版」、ステレオサウンド (2001) W. Woszczyk, et al., "Space Builder: An impulse response-based tool for immersive 22.2 channel ambience design," AES 40th international conference, Tokyo, Japan (2010)

従来の５．１チャンネルサラウンド用の残響付加装置を複数台利用して、２０チャンネルを超える再生チャンネルに対応した残響を生成する場合、その残響付加装置は全指向性のマイクロホンを用いて収音するので、各チャンネルの方向情報の再現が不充分であるという問題があった。

そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、各チャンネルにおける方向性の再現を向上させるインパルス応答生成装置、インパルス応答生成システム及びインパルス応答生成プログラムを提供することを課題とする。

（１）本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の一態様は、単一指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第１の処理により第１信号を抽出する第１信号抽出部と、前記単一指向性マイクロホンから予め決められた距離範囲にある全指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第２の処理により第２信号を抽出する第２信号抽出部と、前記第１信号抽出部が抽出した第１信号と、前記第２信号抽出部が抽出した第２信号とを合成する合成部と、を備えることを特徴とするインパルス応答生成装置である。

（２）上記に記載のインパルス応答生成装置において、本発明の一態様は、前記第１の処理は、予め決められた第１のカットオフ周波数以上の高周波成分の信号を抽出する処理であり、前記第２の処理は、予め決められた第２のカットオフ周波数以下の低周波成分の信号を抽出する処理であることを特徴とする。

（３）上記に記載のインパルス応答生成装置において、本発明の一態様は、前記第１の処理は、インパルス信号の発生時刻から起算された第１の経過時間と該第１の経過時間よりも更に時間が経過した第２の経過時間との間の信号を抽出する処理であり、前記第２の処理は、前記第１の経過時間よりも更に時間が経過した第３の経過時間以降の信号を抽出する処理であることを特徴とする。

（４）本発明の一態様は、複数の単一指向性マイクロホンと、少なくとも一つ以上の全指向性マイクロホンと、インパルス応答生成装置とを備えるインパルス応答生成システムであって、前記インパルス応答生成装置は、単一指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第１の処理により第１信号を抽出する第１信号抽出部と、前記単一指向性マイクロホンから予め決められた距離範囲にある全指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第２の処理により第２信号を抽出する第２信号抽出部と、前記第１信号抽出部が抽出した第１信号と、前記第２信号抽出部が抽出した第２信号とを合成する合成部と、を備えることを特徴とするインパルス応答生成システムである。

（５）本発明の一態様は、コンピュータに、単一指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第１の処理により第１信号を抽出する第１信号抽出ステップと、前記単一指向性マイクロホンから予め決められた距離範囲にある全指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第２の処理により第２信号を抽出する第２信号抽出ステップと、前記第１信号抽出ステップにより抽出された第１信号と、前記第２信号抽出ステップにより抽出された第２信号とを合成する合成ステップと、を実行させるためのインパルス応答生成プログラムである。

本発明によれば、各チャンネルにおける方向性の再現を向上させることができる。

第１の実施形態におけるインパルス応答生成システムの構成を示す概略ブロック図である。 ２２．２チャンネルサラウンドにおける、単一指向性マイクロホンと全指向性マイクロホンとの組の位置の一例を示す図である。 第１の実施形態におけるインパルス応答生成装置の構成を示す概略ブロック図である。 高域通過フィルタ部の入出力信号の波形の一例である。 低域通過フィルタ部の入出力信号の波形の一例である。 第１の実施形態における合成部の入出力信号の波形の一例である。 第２の実施形態のインパルス応答システムの構成を示す概略ブロック図である。 第２の実施形態におけるインパルス応答生成装置の構成を示す概略ブロック図である。 第１期間信号抽出部の入出力信号の波形の一例である。 第２期間信号抽出部の入出力信号の波形の一例である。 第２の実施形態における合成部の入出力信号の波形の一例である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１の実施形態におけるインパルス応答生成システム１の構成を示す概略ブロック図である。同図において、測定空間２におけるインパルス応答生成システム１の構成が示されている。インパルス応答生成システム１は、インパルス応答測定用信号スピーカ１０、単一指向性マイクロホン２０−１、２０−２、２０−３、２０−４、…、２０−２２からなる２２個の単一指向性マイクロホン２０−ｉ（ｉは１から２２までの整数）、全指向性マイクロホン３０−１、３０−２、３０−３、３０−４、…、３０−２２からなる２２個の全指向性マイクロホン３０−ｉ、マイクロホンアンプ５０及びインパルス応答生成装置１００を備える。

インパルス応答測定用信号スピーカ１０は、例えば、サイン波の音声信号を時間の経過に伴って、１５Ｈｚから２０ｋＨｚまでスイープしたＴＳＰ（Ｔｉｍｅ−Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ−Ｐｕｌｓｅ）信号を出力する。

各単一指向性マイクロホン２０−ｉは、それぞれ異なる設置ポイントに位置する。この、設置ポイントの位置、高さ及び主軸の方向は、測定空間２の広さや残響の使用用途に応じて、予め決められている。そして、各単一指向性マイクロホン２０−ｉは、一例として、インデックスｉが同じ全指向性マイクロホン３０−ｉと近接している。なお、マイクロホンの各設置ポイントには、全指向性マイクロホン３０−ｉと単一指向性マイクロホン２０−ｉを、それぞれ各１本以上設置されていればよい。

各単一指向性マイクロホン２０−ｉは、単一指向性のマイクロホンで、予め決められた方向から到来する音を収音する。各単一指向性マイクロホン２０−ｉは、インパルス応答測定用信号スピーカ１０が出力したＴＳＰ信号を収音する。そして、各単一指向性マイクロホン２０−ｉは、収音することにより得られた信号をマイクロホンアンプ５０へ出力する。

各全指向性マイクロホン３０−ｉは、全指向性のマイクロホンで、全ての方向から到来する音を収音する。各全指向性マイクロホン３０−ｉは、インパルス応答測定用信号スピーカ１０が出力したＴＳＰ信号を収音する。そして、各全指向性マイクロホン３０−ｉは、収音することにより得られた信号をマイクロホンアンプ５０へ出力する。

マイクロホンアンプ５０は、各単一指向性マイクロホン２０−ｉから入力された信号を、予め決められた増幅率で増幅し、増幅することにより得られた各単一指向性信号をインパルス応答生成装置１００へ出力する。また、マイクロホンアンプ５０は、各全指向性マイクロホン３０−ｉから入力された信号を、予め決められた増幅率で増幅し、増幅することにより得られた各全指向性信号をインパルス応答生成装置１００へ出力する。

図２は、２２．２マルチチャンネルサウンドにおける、単一指向性マイクロホン２０−ｉと全指向性マイクロホン３０−ｉとの組の位置の一例を示す図である。同図において、単一指向性マイクロホン２０−ｉと全指向性マイクロホン３０−ｉとの各組がそれぞれ、トップ層の９チャンネルの位置、ミドル層の１０チャンネルの位置及びボトム層の３つのチャンネルの位置に位置している。ここで、トップ層の９チャンネルの位置は、位置ＴｐＦＬ、ＴｐＳｉＬ、ＴｐＢＬ、ＴｐＦＣ、ＴｐＣ、ＴｐＢＣ、ＴｐＦＲ、ＴｐＳＩＲ、ＴｐＢＲから構成されている。ミドル層の１０チャンネルの位置は、位置ＦＬ、ＳｉＬ、ＢＬ、ＦＬｃ、ＦＣ、ＢＣ、ＦＲｃ、ＦＲ，ＳｉＲ、ＢＲから構成されている。ボトム層の３つのチャンネルの位置は、位置ＢｔＦＬ、ＢｔＦＣ、ＢｔＦＲから構成されている。

各単一指向性マイクロホン２０−ｉは、マイクロホンの指向性が、測定中心６１から各単一指向性マイクロホン２０−ｉへの向きになるように設置されている。各全指向性マイクロホン３０−ｉは、予め決められた向きに設置されている。また、同図の例において、静止画または動画が表示されるＴＶ（Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）スクリーン６０が、図２に向かって、ミドル層の位置ＦＣと等しい奥行きの位置に設置されている。

また、同図において、第１のＬＦＥ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｅｆｆｅｃｔ：低音増強）チャンネル７１と第２のＬＦＥチャンネル７２とが設置されている。第１のＬＦＥチャンネル７１及び第２のＬＦＥチャンネル７２は、ＴＳＰ信号のうち低音の信号を収音する。本実施形態では、一例として、インパルス応答生成装置１００は、第１のＬＦＥチャンネル７１が収音した信号と第２のＬＦＥチャンネル７２が収音した信号から、残響を付加するためのインパルス応答信号を生成しないものとする。

なお、各単一指向性マイクロホン２０−ｉは、インデックスｉが同じ全指向性マイクロホン３０−ｉと近接しているとしたが、これに限ったものではない。ある単一指向性マイクロホン２０−ｉから最も近い別の単一指向性マイクロホン２０−ｊ（ｊはｉとは異なる整数で１から２２までの値を取りえる）までの距離の半分の距離だけ当該単一指向性マイクロホン２０−ｉから離れた位置より、当該単一指向性マイクロホン２０−ｉに近い位置に、インデックスｉが同じ全指向性マイクロホン３０−ｉが位置していてもよい。

また、ある単一指向性マイクロホン２０−ｉから最も近い別の単一指向性マイクロホン２０−ｊが予め決められた距離範囲にある場合、全指向性マイクロホンを全部で一つだけ予め決められた位置（例えば、図２の測定中心６１）に設置するようにしてもよい。

また、各単一指向性マイクロホン２０−ｉが収音した後に、全指向性マイクロホン３０−ｉを、インデックスｉが同じ単一指向性マイクロホン２０−ｉと置き換えて、全指向性マイクロホン３０−ｉで収音するようにしてもよい。反対に、各全指向性マイクロホン３０−ｉが収音した後に、単一指向性マイクロホン２０−ｉを、インデックスｉが同じ全指向性マイクロホン３０−ｉと置き換えて、単一指向性マイクロホン２０−ｉで収音するようにしてもよい。

図３は、第１の実施形態におけるインパルス応答生成装置１００の構成を示す概略ブロック図である。インパルス応答生成装置１００は、単一指向性インパルス応答抽出部１１０と、第１信号抽出部１２０と、全指向性インパルス応答抽出部１３０と、第２信号抽出部１４０と、合成部１５０と、記憶部１６０とを備える。

第１の実施形態におけるインパルス応答生成装置１００は、方向情報を多く含むインパルス応答の高周波成分を単一指向性マイクロホン２０−ｉ由来の信号から抽出する。それと並行して、インパルス応答生成装置１００は、空間全体の拡がり感に関わる情報を多く含むインパルス応答の低周波成分を全指向性マイクロホン３０−ｉ由来の信号から抽出する。そして、インパルス応答生成装置１００は、抽出した高周波成分と低周波成分を時間軸上で合成して、新たに一つのインパルス応答を生成する。

単一指向性インパルス応答抽出部１１０は、マイクロホンアンプ５０から入力された各単一指向性信号からインパルス応答（以下、単一指向性インパルス応答と称する）を抽出する。具体的には、例えば、単一指向性インパルス応答抽出部１１０は、マイクロホンアンプ５０から入力された各単一指向性信号に対して、インパルス応答測定用信号再生スピーカが出力したＴＳＰ信号とは逆方向にスイープしたＴＳＰ信号（以下、逆ＴＳＰ信号と称する）を畳み込む。単一指向性インパルス応答抽出部１１０は、逆ＴＳＰ信号を畳み込むことにより得られたインパルス応答信号を第１信号抽出部１２０へ出力する。

第１信号抽出部１２０は、単一指向性マイクロホン２０−ｉが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第１の処理により第１信号を抽出する。ここで、第１信号抽出部１２０は、高域通過フィルタ部１２１を備える。
高域通過フィルタ部１２１は、単一指向性インパルス応答抽出部１１０から入力されたインパルス応答信号から、予め決められた第１のカットオフ周波数（例えば、１００Ｈｚ）以上の高周波成分の信号を抽出する。そして、高域通過フィルタ部１２１は、抽出した高周波成分の信号を合成部１５０へ出力する。

全指向性インパルス応答抽出部１３０は、マイクロホンアンプ５０から入力された各全指向性信号からインパルス応答（以下、全指向性インパルス応答と称する）を抽出する。具体的には、例えば、全指向性インパルス応答抽出部１３０は、マイクロホンアンプ５０から入力された各全指向性信号に対して、インパルス応答測定用信号再生スピーカが出力したＴＳＰ信号とは逆方向にスイープしたＴＳＰ信号（以下、逆ＴＳＰ信号と称する）を畳み込む。全指向性インパルス応答抽出部１３０は、逆ＴＳＰ信号を畳み込むことにより得られたインパルス応答信号を第２信号抽出部１４０へ出力する。

第２信号抽出部１４０は、単一指向性マイクロホン２０−ｉから予め決められた距離範囲にある全指向性マイクロホン３０−ｉが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第２の処理により第２信号を抽出する。ここで、第２信号抽出部１４０は、低域通過フィルタ部１４１を備える。

低域通過フィルタ部１４１は、全指向性インパルス応答抽出部１３０から入力されたインパルス応答信号から、予め決められた第２のカットオフ周波数（例えば、１００Ｈｚ）以下の低周波成分の信号を抽出する。そして、低域通過フィルタ部１４１は、抽出した低周波成分の信号を合成部１５０へ出力する。

合成部１５０は、高域通過フィルタ部１２１が抽出した高周波成分の信号と、低域通過フィルタ部１４１が抽出した低周波成分の信号とを、時間軸上で加算する。すなわち、合成部１５０は、第１信号抽出部１２０が抽出した第１信号と、第２信号抽出部１４０が抽出した第２信号とを合成する。

そして、合成部１５０は、時間軸上で加算したことにより得られたインパルス応答を示すインパルス応答情報を記憶部１６０に記憶させる。具体的には、例えば、あるサンプリング周波数でインパルス応答の値を取得し、インパルスが発生してからの経過時間と当該経過時間におけるインパルス応答の値とを関連付けて、記憶部１６０に記憶させる。これにより、不図示の残響付加装置は、記憶部１６０に記憶されたインパルス応答を用いて、十分な品質の残響を生成することができる。

図４は、高域通過フィルタ部１２１の入出力信号の波形の一例である。同図において、高域通過フィルタ部１２１に入力される信号の波形Ｗ４１と高域通過フィルタ部１２１から出力される信号の波形Ｗ４２とが示されている。縦軸は信号強度で、横軸は、インパルス信号の発生時刻からの経過時間である。波形Ｗ４１と波形Ｗ４２とを比較すると、波形Ｗ４２には、波形Ｗ４１の高周波成分が残り、低周波成分が除去されている。

図５は、低域通過フィルタ部１４１の入出力信号の波形の一例である。同図において、低域通過フィルタ部１４１に入力される信号の波形Ｗ５１と低域通過フィルタ部１４１から出力される信号の波形Ｗ５２とが示されている。縦軸は信号強度で、横軸は、インパルス信号の発生時刻からの経過時間である。波形Ｗ５１と波形Ｗ５２とを比較すると、波形Ｗ５２には、波形Ｗ５１の低周波成分が残り、高周波成分が除去されている。

図６は、第１の実施形態における合成部１５０の入出力信号の波形の一例である。同図において、図４に示された高域通過フィルタ部１２１から出力された信号の波形Ｗ４２と、図５に示された低域通過フィルタ部１４１から出力された信号の波形Ｗ５２と、合成部１５０が合成した後のインパルス応答の波形Ｗ６１とが示されている。縦軸は信号強度で、横軸は、インパルス信号の発生時刻からの経過時間である。波形Ｗ６１は、波形Ｗ４２と波形Ｗ５２とを時間軸上で加算した波形である。

＜第１の実施形態の効果＞
以上、第１の実施形態のインパルス応答生成装置１００は、単一指向性マイクロホン２０−ｉが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第１のカットオフ周波数以上の高周波成分の信号を抽出する。それと並行して、インパルス応答生成装置１００は、全指向性マイクロホン３０−ｉが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第２のカットオフ周波数以下の低周波成分の信号を抽出する。そして、インパルス応答生成装置１００は、抽出した第１信号と抽出した第２信号とを時間軸上で合成する。

これにより、インパルス応答生成装置１００は、方向情報を多く含むインパルス応答の高周波成分を単一指向性マイクロホン２０−ｉ由来の出力から抽出して、抽出した信号を新たに生成するインパルス応答に含ませるようにしたので、各チャンネルにおけるインパルス応答に方向情報を含ませることができる。インパルス応答生成装置１００は、各チャンネルにおけるインパルス応答に方向情報が含ませることで、各チャンネルにおける方向性の再現を向上させることができる。

なお、本実施形態では、一例として、第１のカットオフ周波数と第２のカットオフ周波数を同じにして、高周波成分と低周波成分に重複して含まれる周波数成分がないようにしたが、これに限ったものではない。高周波成分と低周波成分に重複して含まれる周波数成分があってもよい。具体的には、例えば、第１のカットオフ周波数が８０Ｈｚで、第２のカットオフ周波数が１２０Ｈｚであってもよい。その場合、例えば、高域通過フィルタ部１２１が８０Ｈｚ以上の成分を通過させ、低域通過フィルタ部１４１が１２０Ｈｚ以下の成分を通過させてもよい。これにより、合成部１５０は、８０Ｈｚ以上の成分と１２０Ｈｚ以下の成分を合成することができる。
また、第１のカットオフ周波数と第２のカットオフ周波数が、時刻によって変化してもよい。さらに、第１の抽出処理または第２の抽出処理をおこなわずに、合成のみを実施することも可能である。

＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態について説明する。図７は、第２の実施形態のインパルス応答生成システム１ｂの構成を示す概略ブロック図である。なお、図１と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。図７のインパルス応答生成システム１ｂの構成は、図１のインパルス応答生成システム１の構成に対して、インパルス応答生成装置１００がインパルス応答生成装置１００ｂに変更されたものになっている。

第２の実施形態では、インパルス応答生成装置１００は、方向情報を多く含むインパルス応答の初期反射成分を単一指向性マイクロホン２０−ｉ由来の信号から抽出する。ここで、初期反射成分とは、ＴＳＰ信号が出力されてから、予め決められた初期時間の間に壁などから反射された音声信号である。それと並行して、インパルス応答生成装置１００ｂは、空間全体の拡がり感に関わる情報を多く含むインパルス応答の後部残響成分を全指向性マイクロホン３０−ｉ由来の信号から抽出する。ここで、後部残響成分は、インパルス信号の発生時刻から予め決められた期間経過した時刻以降に壁などから反射された音声信号である。そして、インパルス応答生成装置１００ｂは、時間軸上で初期反射成分と後部残響成分を時間軸上で合成して、新たに一つのインパルス応答を生成する。

図８は、第２の実施形態におけるインパルス応答生成装置１００ｂの構成を示す概略ブロック図である。なお、図３と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。図８のインパルス応答生成装置１００ｂの構成は、図３のインパルス応答生成装置１００の構成に対して、第１信号抽出部１２０が第１信号抽出部１２０ｂに、第２信号抽出部１４０が第２信号抽出部１４０ｂに、合成部１５０が合成部１５０ｂに変更されたものになっている。

第１信号抽出部１２０ｂは、第１期間信号抽出部１２２を備える。第１期間信号抽出部１２２は、インパルス信号の発生時刻から起算された第１の経過時間と該第１の経過時間よりも更に時間が経過した第２の経過時間との間の信号を抽出する。具体的には、例えば、第１の経過時間が１５ｍｓで、第２の経過時間が４００ｍｓである。その場合、第１期間信号抽出部１２２は、インパルス信号の発生時刻を経過時間０ｍｓとして、経過時間１５ｍｓから４００ｍｓまでの信号を初期反射成分として抽出する。そして、第１期間信号抽出部１２２は、抽出した初期反射成分を合成部１５０ｂに出力する。

第２信号抽出部１４０ｂは、第２期間信号抽出部１４２を備える。第２期間信号抽出部１４２は、上記第１の経過時刻も更に時間が経過した第３の経過時間以降の信号を抽出する。具体的には、例えば、第３の経過時間は４００ｍｓである。その場合、第２期間信号抽出部１４２は、経過時間４００ｍｓ以降の信号を後部残響成分として抽出する。そして、第２期間信号抽出部１４２は、抽出した後部残響成分を合成部１５０ｂに出力する。

合成部１５０ｂは、第１の実施形態の合成部１５０と同様の機能を有するが、以下の点で異なる。合成部１５０ｂは、第１期間信号抽出部１２２が抽出した初期反射成分と、第２期間信号抽出部１４２が抽出した後部残響成分と時間軸上で加算することにより、新たなインパルス応答を生成する。

図９は、第１期間信号抽出部１２２の入出力信号の波形の一例である。同図において、第１期間信号抽出部１２２に入力される信号の波形Ｗ９１と、第１期間信号抽出部１２２から出力される信号の波形Ｗ９２とが示されている。縦軸は信号強度で、横軸は、インパルス信号の発生時刻からの経過時間である。波形Ｗ９２は、波形Ｗ９１のうち経過時間１５ｍｓから４００ｍｓまでの波形に相当する。

図１０は、第２期間信号抽出部１４２の入出力信号の波形の一例である。同図において、第２期間信号抽出部１４２に入力される信号の波形Ｗ１０１と、第２期間信号抽出部１４２から出力される信号の波形Ｗ１０２とが示されている。縦軸は信号強度で、横軸は、インパルス信号の発生時刻からの経過時間である。波形Ｗ１０２は、波形Ｗ１０１のうち経過時間４００ｍｓ以降の波形に相当する。

図１１は、第２の実施形態における合成部１５０ｂの入出力信号の波形の一例である。同図において、図９に示された第１期間信号抽出部１２２から出力される信号の波形Ｗ９２と、図１０に示された第２期間信号抽出部１４２から出力される信号の波形Ｗ１０２と、合成部１５０ｂが合成した後のインパルス応答の波形Ｗ１１１とが示されている。縦軸は信号強度で、横軸は、インパルス信号の発生時刻からの経過時間である。波形Ｗ１１１は、波形Ｗ９２と波形Ｗ１０２とを時間軸上で加算した波形である。

＜第２の実施形態の効果＞
以上、第２の実施形態のインパルス応答生成装置１００ｂは、単一指向性マイクロホン２０−ｉが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、インパルス信号の発生時刻から起算された第１の経過時間と該第１の経過時間よりも更に時間が経過した第２の経過時間との間の信号を初期反射成分として抽出する。それと並行して、インパルス応答生成装置１００ｂは、全指向性マイクロホン３０−ｉが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、第１の経過時間よりも更に時間が経過した第３の経過時間以降の信号を後部残響成分として抽出する。そして、インパルス応答生成装置１００は、抽出した初期反射成分と抽出した後部残響成分とを時間軸上で合成する。

これにより、インパルス応答生成装置１００ｂは、方向情報を多く含むインパルス応答の初期反射成分を単一指向性マイクロホン由来の出力から抽出して、抽出した信号を新たに生成するインパルス応答に含ませるようにしたので、各チャンネルにおけるインパルス応答に方向情報を含ませることができる。インパルス応答生成装置１００ｂは、各チャンネルにおけるインパルス応答に方向情報が含ませることで、各チャンネルにおける方向性の再現を向上させることができる。

また、従来、全指向性マイクロホンでインパルス応答を測定する場合、指向性マイクロホンと比べてマイクロホン間の距離を広く設置する必要があった。これは、各全指向性マイクロホンで収録されたインパルス応答同士の相関が高くなってしまい、残響付加による拡がり感向上の効果が低下してしまうからである。また、マルチチャンネル音響を想定したＦＩＲ型残響付加装置では、チャンネル数が増えるのに応じて測定用のマイクロホン数も増えることが予想される。その場合、全指向性マイクロホン間の間隔が大きくなりすぎて、測定空間によっては、全指向性マイクロホンを測定空間に全て設置することが困難になるという問題もあった。

それに対し、各実施形態では、指向性のある音を単一性マイクロホンで収音する構成にしたことにより、全指向性マイクロホン間の距離を狭くすることができる。その結果、従来は、全指向性マイクロホンを測定空間に全て設置することが困難である測定空間に対して、全指向性マイクロホンを測定空間に全て設置することが可能になる。そして、各実施形態におけるインパルス応答生成システム１または１ｂは、マイクロホン間の距離が狭い配置で収音された信号からインパルス応答を生成する。その結果、他の残響付加装置は、この生成されたインパルス応答を用いて、十分な品質の残響を生成することができる。

なお、本実施形態では、一例として、第２の経過時間と第３の経過時間を同じにして、初期反射成分と後部残響成分に重複して含まれる成分がないようにしたが、これに限ったものではない。初期反射成分と後部残響成分に重複して含まれる成分があってもよい。具体的には、例えば、第２の経過時間が５００ｍｓ、第３の経過時間が３００ｍｓであってもよい。その場合、例えば、第１期間信号抽出部１２２は、経過時間１５から５００ｍｓまでの成分を初期反射成分として抽出し、第２期間信号抽出部１４２は、経過時間３００ｍｓ以降の成分を後部残響成分として抽出する。これにより、合成部１５０ｂは、経過時間１５〜５００ｍｓの成分と経過時間３００ｍｓ以降の成分を合成することができる。
また、第１の経過時間、第２の経過時間及び第３の経過時間が、時刻によって変化してもよい。

また、各実施形態において、３種類以上の本数のマイクロホンを用いて、インパルス応答を複数に分割してから再合成してもよい。例えば、単一指向性マイクロホン２０−ｉ及び全指向性マイクロホン３０−ｉに加えて、超指向性マイクロホンを用いてもよい。その場合、例えば、インパルス応答生成装置１００は、第３信号抽出部を備える構成であってもよい。また、一例として、超指向性マイクロホンが収音した音声信号は、２００Ｈｚ以上の周波数で、原音の再現性がよいものとする。その前提で、インパルス応答生成装置１００は、以下のような処理を行ってもよい。例えば、低域通過フィルタ部１４１が全指向性マイクロホン３０−ｉ由来の信号から８０Ｈｚ以下の成分を抽出する。そして、例えば、高域通過フィルタ部１２１が単一指向性マイクロホン２０−ｉ由来の信号から８０Ｈｚ以上２００Ｈｚ未満の成分を抽出する。そして、第３信号抽出部が超指向性マイクロホン由来の信号から２００Ｈｚ以上の成分を抽出する。そして、例えば、合成部１５０が、抽出した８０Ｈｚ以下の成分、８０Ｈｚ以上２００Ｈｚ未満の成分及び２００Ｈｚ以上の成分を時間軸上で合成する。

なお、複数の装置を備えるシステムが、各実施形態のインパルス応答生成装置１００または１００ｂの各処理を、それらの複数の装置で分散して処理してもよい。
また、各実施形態のインパルス応答生成装置１００または１００ｂの各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、各実施形態のインパルス応答生成装置１００または１００ｂに係る上述した種々の処理を行ってもよい。

なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１、１ｂ インパルス応答生成システム
２ 測定空間
１０ インパルス応答測定用信号スピーカ
２０−１、２０−２、２０−３、２０−４、…、２０−２２ 単一指向性マイクロホン
３０−１、３０−２、３０−３、３０−４、…、３０−２２ 全指向性マイクロホン
５０ マイクロホンアンプ
７１ 第１のＬＦＥチャンネル
７２ 第２のＬＦＥチャンネル
１００ インパルス応答生成装置
１１０ 単一指向性インパルス応答抽出部
１２０、１２０ｂ 第１信号抽出部
１２１ 高域通過フィルタ部
１２２ 第１期間信号抽出部
１３０ 全指向性インパルス応答抽出部
１４０、１４０ｂ 第２信号抽出部
１４１ 低域通過フィルタ部
１４２ 第２期間信号抽出部
１５０、１５０ｂ 合成部
１６０ 記憶部

Claims (5)

1. 単一指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第１の処理により第１信号を抽出する第１信号抽出部と、
   前記単一指向性マイクロホンから予め決められた距離範囲にある全指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第２の処理により第２信号を抽出する第２信号抽出部と、
   前記第１信号抽出部が抽出した第１信号と、前記第２信号抽出部が抽出した第２信号とを時間軸上で加算することにより合成し新たなインパルス応答信号を生成する合成部と、
   を備えることを特徴とするインパルス応答生成装置。
2. 前記第１の処理は、予め決められた第１のカットオフ周波数以上の高周波成分の信号を抽出する処理であり、
   前記第２の処理は、予め決められた第２のカットオフ周波数以下の低周波成分の信号を抽出する処理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生成装置。
3. 前記第１の処理は、インパルス信号の発生時刻から起算された第１の経過時間と該第１の経過時間よりも更に時間が経過した第２の経過時間との間の信号を抽出する処理であり、
   前記第２の処理は、前記第１の経過時間よりも更に時間が経過した第３の経過時間以降の信号を抽出する処理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生成装置。
4. 複数の単一指向性マイクロホンと、少なくとも一つ以上の全指向性マイクロホンと、インパルス応答生成装置とを備えるインパルス応答生成システムであって、
   前記インパルス応答生成装置は、
   単一指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第１の処理により第１信号を抽出する第１信号抽出部と、
   前記単一指向性マイクロホンから予め決められた距離範囲にある全指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第２の処理により第２信号を抽出する第２信号抽出部と、
   前記第１信号抽出部が抽出した第１信号と、前記第２信号抽出部が抽出した第２信号とを時間軸上で加算することにより合成し新たなインパルス応答信号を生成する合成部と、
   を備えることを特徴とするインパルス応答生成システム。
5. コンピュータに、
   単一指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第１の処理により第１信号を抽出する第１信号抽出ステップと、
   前記単一指向性マイクロホンから予め決められた距離範囲にある全指向性マイクロホンが収音した信号に基づくインパルス応答信号から、予め決められた第２の処理により第２信号を抽出する第２信号抽出ステップと、
   前記第１信号抽出ステップにより抽出された第１信号と、前記第２信号抽出ステップにより抽出された第２信号とを時間軸上で加算することにより合成し新たなインパルス応答信号を生成する合成ステップと、
   を実行させるためのインパルス応答生成プログラム。

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