JP6714424B2 - 音響信号補償装置及びそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、音響信号を複数のスピーカが雑音環境下で再生するときに雑音に対する補償を行う音響信号補償装置及びそのプログラムに関する。

パブリックビューイングや展示会場では、その環境の暗騒音や人が行き交うことにより発せられる雑音のため、再生される音響信号が聞き取りにくくなったり、音質が劣化することがある。そこで、従来より、雑音に埋もれた音響信号を補償する発明が提案されている（例えば、特許文献１）。この特許文献１に記載の発明は、雑音のある環境における音響信号のラウドネスを雑音のない環境における音響信号のラウドネスと等しくなるように制御するものである。

特許３５０５０８５号公報（特開平１１−２９８９９０号公報）

しかし、前記した従来技術では、音響信号を多チャンネルで再生する際、全チャンネルの音響信号を一律で補償（調節）するので、聴取点毎に雑音の影響が異なることから、聴取点によっては補償に過不足が生じることがある。その結果、実再生音が大きくなり過ぎたり、実再生音が当初想定とは異なる音で聴こえてしまうなど、実再生音の品質が低下するという問題がある。

本発明は、実再生音の品質を向上させる音響信号補償装置及びそのプログラムを提供することを課題とする。

前記した課題に鑑みて、本発明に係る音響信号補償装置は、音響信号を複数のスピーカが雑音環境下で再生するときに雑音に対する補償を行う音響信号補償装置であって、第１周波数分析手段と、模擬再生音信号生成手段と、第２周波数分析手段と、雑音周波数帯域検出手段と、スピーカ選択手段と、音響信号補償手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、音響信号補償装置は、第１周波数分析手段によって、複数のスピーカが再生した音響信号を所定位置のマイクロホンで収音した実再生音信号が入力され、入力された実再生音信号に周波数分析処理を施す。
音響信号補償装置は、模擬再生音信号生成手段によって、複数のスピーカからマイクロホンまでの伝達関数に音響信号を畳み込むことで、無雑音環境下で複数のスピーカが再生する音響信号である模擬再生音信号を生成する。

音響信号補償装置は、第２周波数分析手段によって、模擬再生音信号に周波数分析処理を施す。
音響信号補償装置は、雑音周波数帯域検出手段によって、実再生音信号及び模擬再生音信号の周波数分析結果を比較することで、実再生音信号が雑音に埋もれている周波数帯域である雑音周波数帯域を検出する。

音響信号補償装置は、スピーカ選択手段によって、被補償スピーカとして、複数のスピーカの中から、雑音の補償対象となるスピーカを１個選択する。
音響信号補償装置は、音響信号補償手段によって、被補償スピーカに対応した音響信号の雑音周波数帯域を補償する。

このように、音響信号補償装置は、被補償スピーカを１個選択し、選択した被補償スピーカから出力される音響信号の雑音周波数帯域を補償するので、全チャンネルの音響信号を一律に補償する場合に比べて、補償の過不足が生じにくくなる。

なお、本発明は、コンピュータが備えるＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等のハードウェア資源を、音響信号補償装置として協調動作させる音響信号補償プログラムで実現することもできる。

本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本発明に係る音響信号補償装置は、補償の過不足が生じにくくなるので、実再生音が大きくなり過ぎたり、実再生音が当初想定とは異なる音で聴こえてしまう事態を防止でき、実再生音の品質を向上させることができる。

第１実施形態に係る音響システムの概略構成図である。 図１の音響信号補償装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態において、周波数帯域毎に、雑音と模擬再生音信号との音圧レベルの関係を示したグラフであり、（ａ）は補償を行うときの例、（ｂ）は補償を行わないときの例を示す。 図１の音響信号補償装置の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る音響システムの概略構成図である。 図５の音響信号補償装置の構成を示すブロック図である。

以下、各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する手段には同一の符号を付し、説明を省略した。

（第１実施形態）
［音響システムの構成］
図１を参照し、第１実施形態に係る音響システム１の構成について説明する。
音響システム１は、雑音環境下で多チャンネルの音響信号を再生するものである。このとき、音響システム１は、聴取空間９０内に予め設定された聴取点９１において、最適な音質（品質）で実再生音を再生する。

聴取空間９０とは、聴取者９が音響信号を聴取する空間、つまり、音響信号を再生する空間のことである。本実施形態では、聴取空間９０は、屋内の空間である。
聴取点９１とは、聴取空間９０内における音響信号を聴取する位置のことである。通常、聴取点９１は、聴取者９の頭部と同じ位置になる。
雑音環境とは、雑音の発生原因及び種類を問わず、雑音が発生する環境のことである。本実施形態では、聴取空間９０は、聴取者９により雑音が発生するので、雑音環境下であると言える。
無雑音環境とは、雑音が発生しない環境のことである。
実再生音とは、音響信号を聴取空間９０で実際に再生したときの音である。つまり、実再生音は、聴取者９と同様の雑音の影響を受けることになる。
音響信号は、所望の音（例えば、放送番組の音声）を収音した信号である。当然、音響信号は、雑音の影響を受けていない。

図１に示すように、音響システム１は、複数のスピーカＳと、１個のマイクロホンＭと、音響信号補償装置１０とを備える。本実施形態では、音響システム１は、１０個のスピーカＳを備えることとする。
なお、図１では、図面を見やすくするために、音響信号補償装置１０からスピーカへの信号出力を一部のみ図示すると共に、一部符号の図示を省略した。

スピーカＳは、音響信号補償装置１０から入力された音響信号を再生する一般的なスピーカである。このスピーカＳは、聴取空間９０の任意の箇所に配置可能である。また、各スピーカＳには、そのスピーカＳを一意に識別可能な識別情報（例えば、チャンネル番号）が割り当てられている。

マイクロホンＭは、スピーカＳで再生された音を収音する一般的なマイクロホンである。マイクロホンＭは、このマイクロホンＭで収音した音が雑音の判断基準となる実再生音として扱われるため、聴取点９１の近くに配置することが好ましい。

音響信号補償装置１０は、複数のスピーカＳが音響信号を聴取空間９０で再生するときに雑音に対する補償を行うものである。本実施形態では、音響信号補償装置１０は、マイクロホンＭから実再生音信号が入力されると共に、雑音に対する補償が行われた音響信号を各スピーカＳに出力する。

［音響信号補償装置の構成］
図２を参照し、音響信号補償装置１０の構成について説明する。
図２に示すように、音響信号補償装置１０は、第１周波数分析手段２０と、模擬再生音信号生成手段３０と、第２周波数分析手段４０と、雑音周波数帯域検出手段５０と、位置情報記憶手段６０と、スピーカ選択手段７０と、音響信号補償手段８０とを備える。

第１周波数分析手段２０は、マイクロホンＭから実再生音信号が入力され、入力された実再生音信号に周波数分析処理を施すものである。この実再生音信号は、複数のスピーカＳが再生した音響信号をマイクロホンＭで収音した信号である。本実施形態では、第１周波数分析手段２０は、周波数分析処理として、オクターブバンド分析処理（例えば、１／３オクターブバンド分析処理）を実再生音信号に施す。そして、第１周波数分析手段２０は、実再生音信号の周波数分析結果（周波数帯域毎の実再生音信号の音圧レベル）を雑音周波数帯域検出手段５０に出力する。

模擬再生音信号生成手段３０は、複数のスピーカＳからマイクロホンＭまでの伝達関数に音響信号を畳み込むことで、模擬再生音信号を生成するものである。この模擬再生音信号は、無雑音環境下で複数のスピーカが再生する音響信号である。本実施形態では、各スピーカＳからマイクロホンＭまで、１０通りの伝達関数を予め測定しておくこととする。また、模擬再生音信号生成手段３０は、各スピーカＳで再生される音響信号、つまり、１０チャンネルの音響信号が入力される。そして、模擬再生音信号生成手段３０は、スピーカＳ毎に、そのスピーカＳに対応した伝達関数と音響信号とを畳み込むことで、模擬再生音信号を生成する。その後、模擬再生音信号生成手段３０は、生成した模擬再生音信号を第２周波数分析手段４０に出力する。

第２周波数分析手段４０は、模擬再生音信号生成手段３０から入力された模擬再生音信号に周波数分析処理を施すものである。ここで、第２周波数分析手段４０は、第１周波数分析手段２０と同様の周波数分析処理を模擬再生音信号に施す。そして、第２周波数分析手段４０は、模擬再生音信号の周波数分析結果（周波数帯域毎の模擬再生音信号の音圧レベル）を、雑音周波数帯域検出手段５０に出力する。

雑音周波数帯域検出手段５０は、第１周波数分析手段２０から入力された実再生音信号の周波数分析結果と、第２周波数分析手段４０から入力された模擬再生音信号の周波数分析結果とを比較するものである。そして、雑音周波数帯域検出手段５０は、その比較結果から、実再生音信号が雑音に埋もれている周波数帯域である雑音周波数帯域を検出する。

ここで、模擬再生音をリファレンスとし、実再生音を比較音とすると、実再生音にノイズが含まれている場合、実再生音の音圧レベルが模擬再生音の音圧レベルよりも高くなる。従って、両方の音圧レベルが同じ帯域と、実再生音の音圧レベルが模擬再生音の音圧レベルよりも高くなる帯域とが表れる。

そこで、雑音周波数帯域検出手段５０は、実再生音信号及び模擬再生音信号の音圧レベル（周波数分析結果）を比較し、実再生音信号の音圧レベルが模擬再生音の音圧レベルよりも高くなる帯域を雑音周波数帯域として検出する。さらに、雑音周波数帯域検出手段５０は、検出した雑音周波数帯域について、実再生音信号と模擬再生音との音圧レベル差を、雑音の音圧レベルとして算出する。その後、雑音周波数帯域検出手段５０は、検出した雑音周波数帯域と、模擬再生音信号の音圧レベルと、算出した雑音の音圧レベルとをスピーカ選択手段７０に出力する。

位置情報記憶手段６０は、スピーカＳ及びマイクロホンＭの位置情報を予め記憶するメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置である。この位置情報は、各スピーカＳ及びマイクロホンＭが聴取空間９０のどこに位置するかを表した情報である。

スピーカ選択手段７０は、被補償スピーカとして、複数のスピーカＳの中から、雑音の補償対象となるスピーカＳを１個選択するものである。本実施形態では、スピーカ選択手段７０は、雑音周波数帯域の音圧レベルが最大となるスピーカＳ又はマイクロホンから最も近いスピーカＳを１個選択する。そして、スピーカ選択手段７０は、被補償スピーカの識別情報と、雑音周波数帯域検出手段５０から入力された雑音周波数帯域と模擬再生音信号の音圧レベルと雑音の音圧レベルとを音響信号補償手段８０に出力する。

すなわち、本実施形態では、各スピーカＳで再生される音のバランスを崩さないように、被補償スピーカに割り当てられた音響信号のみに最小限の補償を行う。以下、スピーカの選択手法について、具体例を２つ説明する。

＜スピーカの選択手法：第１例＞
第１例の手法は、聴取点９１において、雑音周波数帯域の音圧レベルが最大となるスピーカＳを１個選択するものである。
具体的には、スピーカ選択手段７０は、スピーカＳ毎に、雑音周波数帯域検出手段５０から入力された雑音周波数帯域における模擬再生音信号の音圧レベルを求める。そして、スピーカ選択手段７０は、求めた雑音周波数帯域の音圧レベルが最大となるスピーカＳを、被補償スピーカとして選択する。

雑音周波数帯域の音圧レベルが最大となるスピーカＳは、聴取点９１において最も音響信号の寄与が大きいスピーカといえる。従って、音響信号補償装置１０は、このスピーカＳのみ被補償スピーカとすることで、最小限の補償量で聴取点９１での補償を行うことができる。

＜スピーカの選択手法：第２例＞
第２例の手法は、マイクロホンＭに最も近いスピーカＳを１個選択するものである。
具体的には、スピーカ選択手段７０は、位置情報記憶手段６０に記憶された位置情報を参照し、マイクロホンＭから最も近いスピーカＳを、被補償スピーカとして選択する。

なお、第１例又は第２例の手法の何れを利用するかは、スピーカ選択手段７０に予め設定しておく。
また、第２例の手法を利用しない場合、位置情報記憶手段６０を備えなくともよい。

音響信号補償手段８０は、スピーカ選択手段７０から入力された被補償スピーカの識別情報を参照し、被補償スピーカに対応した音響信号の雑音周波数帯域を補償するものである。

ここで、音響信号補償手段８０は、スピーカ選択手段７０から雑音周波数帯域と模擬再生音信号の音圧レベルと雑音の音圧レベルとが入力され、音響信号が入力される。そして、音響信号補償手段８０は、模擬再生音信号の音圧レベルが雑音の音圧レベル以上になるように、予め設定された範囲内（例えば、＋６ｄＢ以内）で音響信号の雑音周波数帯域を補償する。

前記したように、雑音の音圧レベルが模擬再生音信号の音圧レベルを超える帯域（周波数帯域ｆ）は、雑音が模擬再生音よりも大きくなる帯域であり、模擬再生音が雑音に埋もれている。従って、周波数帯域ｆの音圧レベルを補償すればよいことになる。

図３（ａ）に示すように、模擬再生音信号と雑音との音圧レベルの差Δが設定した範囲内の場合を考える。この場合、音響信号補償手段８０は、設定した範囲を上限として、音響信号の音圧レベルを雑音の音圧レベルに近づける。そして、音響信号補償手段８０は、被補償スピーカとして選択されたスピーカＳに、補償後の音響信号を出力する。

ここで、図３（ａ）では、縦軸が模擬再生音信号の音圧レベルであり、横軸が模擬再生音信号の周波数である。また、雑音の音圧レベルを破線で図示し、雑音周波数帯域を符号ｆで図示した。また、雑音周波数帯域ｆにおける模擬再生音信号と雑音との音圧レベルの差を符号Δで図示した。

一方、図３（ｂ）に示すように、模擬再生音信号と雑音との音圧レベルの差Δが設定した範囲を超える場合を考える。この場合、模擬再生音信号の音圧レベルを雑音の音圧レベルに近づけてしまうと、音響信号の音圧レベルが高くなり過ぎる。このため、音響信号補償手段８０は、音響信号の補償を行わず、被補償スピーカとして選択されたスピーカＳに、音響信号をそのまま出力する。
なお、音響信号補償手段８０は、被補償スピーカ以外のスピーカＳにも、音響信号をそのまま出力する。

［音響信号補償装置の動作］
図４を参照し、音響信号補償装置１０の動作について説明する（適宜図２参照）。
図４に示すように、音響信号補償装置１０は、第１周波数分析手段２０によって、マイクロホンＭから入力された実再生音信号に周波数分析処理を施す（ステップＳ１）。
音響信号補償装置１０は、模擬再生音信号生成手段３０によって、複数のスピーカＳからマイクロホンＭまでの伝達関数に音響信号を畳み込むことで、模擬再生音信号を生成する（ステップＳ２）。

音響信号補償装置１０は、第２周波数分析手段４０によって、模擬再生音信号生成手段３０が生成した模擬再生音信号に周波数分析処理を施す（ステップＳ３）。
音響信号補償装置１０は、雑音周波数帯域検出手段５０によって、実再生音信号と模擬再生音信号との周波数分析結果を比較することで雑音周波数帯域を検出する（ステップＳ４）。

音響信号補償装置１０は、スピーカ選択手段７０によって、被補償スピーカとして、複数のスピーカＳの中から、雑音の補償対象となるスピーカＳを１個選択する。例えば、スピーカ選択手段７０は、雑音周波数帯域の音圧レベルが最大となるチャンネルのスピーカＳを１個選択する。また、スピーカ選択手段７０は、マイクロホンＭに最も近いスピーカＳを１個選択してもよい（ステップＳ５）。

音響信号補償装置１０は、音響信号補償手段８０によって、スピーカ選択手段７０が選択した被補償スピーカについて、この被補償スピーカに対応した音響信号の雑音周波数帯域を補償する（ステップＳ６）。

以上のように、本実施形態に係る音響信号補償装置１０は、被補償スピーカとして１個のスピーカＳを選択し、このスピーカＳに対応した音響信号のみを補償するので、補償の過不足が生じにくくなる。これにより、音響信号補償装置１０は、実再生音が大きくなり過ぎたり、実再生音が当初想定とは異なる音で聴こえてしまう事態を防止でき、実再生音の品質を向上させることができる。その結果、音響システム１は、聴取空間９０において、雑音環境下でも雑音がないときと同等の品質で多チャンネル再生を行うことができる。

（第２実施形態）
［音響システムの構成］
図５を参照し、第２実施形態に係る音響システム１Ｂの構成について、第１実施形態と異なる点を説明する。
第１実施形態では、音響システム１が１個のマイクロホンＭを備えることとして説明した。第２実施形態では、音響システム１Ｂが複数のマイクロホンＭを備える点が、第１実施形態と異なる。

図５に示すように、音響システム１Ｂは、複数のスピーカＳと、複数のマイクロホンＭと、音響信号補償装置１０Ｂとを備える。本実施形態では、音響システム１Ｂは、４個のマイクロホンＭを備えることとする。

［音響信号補償装置の構成］
図６を参照し、音響信号補償装置１０Ｂの構成について説明する。
音響信号補償装置１０Ｂは、マイクロホンＭ毎に、図２の音響信号補償装置１０と同様の処理を行う。つまり、音響信号補償装置１０Ｂは、最大４個のスピーカに対して、音響信号の補償を行う。図６に示すように、音響信号補償装置１０Ｂは、第１周波数分析手段２０Ｂと、模擬再生音信号生成手段３０Ｂと、第２周波数分析手段４０Ｂと、雑音周波数帯域検出手段５０Ｂと、位置情報記憶手段６０と、スピーカ選択手段７０Ｂと、音響信号補償手段８０Ｂとを備える。

第１周波数分析手段２０Ｂは、各マイクロホンＭで収音された実再生音信号が入力され、入力されたマイクロホンＭ毎の実再生音信号に、第１実施形態と同様に周波数分析処理を施すものである。そして、第１周波数分析手段２０Ｂは、マイクロホンＭ毎に、実再生音信号の周波数分析結果を雑音周波数帯域検出手段５０Ｂに出力する。

模擬再生音信号生成手段３０Ｂは、複数のスピーカＳから各マイクロホンＭまでの伝達関数に音響信号を畳み込むことで、模擬再生音信号を生成するものである。本実施形態では、各スピーカＳから各マイクロホンＭまで、マイクロホンＭ毎に１０通り（合計４０通り）の伝達関数を予め測定しておくこととする。また、模擬再生音信号生成手段３０Ｂは、各スピーカＳで再生される音響信号、つまり、１０チャンネルの音響信号が入力される。そして、模擬再生音信号生成手段３０Ｂは、マイクロホンＭ毎に、各スピーカＳに対応した伝達関数と音響信号とを畳み込むことで、模擬再生音信号を生成する。その後、模擬再生音信号生成手段３０Ｂは、生成した模擬再生音信号を第２周波数分析手段４０Ｂに出力する。

第２周波数分析手段４０Ｂは、模擬再生音信号生成手段３０Ｂから入力された模擬再生音信号に周波数分析処理を施すものである。ここで、第２周波数分析手段４０Ｂは、第１周波数分析手段２０Ｂと同様の周波数分析処理を模擬再生音信号に施す。そして、第２周波数分析手段４０Ｂは、マイクロホンＭ毎に、模擬再生音信号の周波数分析結果を雑音周波数帯域検出手段５０Ｂに出力する。

雑音周波数帯域検出手段５０Ｂは、マイクロホンＭ毎に、第１周波数分析手段２０Ｂから入力された実再生音信号の周波数分析結果と、第２周波数分析手段４０Ｂから入力された模擬再生音信号の周波数分析結果とを比較するものである。そして、雑音周波数帯域検出手段５０Ｂは、マイクロホンＭ毎に、その比較結果から、実再生音信号が雑音に埋もれている周波数帯域である雑音周波数帯域を検出する。さらに、雑音周波数帯域検出手段５０Ｂは、マイクロホンＭ毎に、検出した雑音周波数帯域について、実再生音信号と模擬再生音との音圧レベル差を、雑音の音圧レベルとして算出する。その後、雑音周波数帯域検出手段５０Ｂは、マイクロホンＭ毎に、検出した雑音周波数帯域と、模擬再生音信号の音圧レベルと、実再生音信号の音圧レベルと、算出した雑音の音圧レベルとをスピーカ選択手段７０Ｂに出力する。

スピーカ選択手段７０Ｂは、被補償スピーカとして、複数のスピーカＳの中から、雑音の補償対象となるスピーカＳを１個選択するものである。ここで、スピーカ選択手段７０Ｂは、マイクロホンＭ毎に被補償スピーカを選択する。そして、スピーカ選択手段７０Ｂは、被補償スピーカの識別情報と、雑音周波数帯域検出手段５０Ｂから入力された雑音周波数帯域と模擬再生音信号の音圧レベルと実再生音信号の音圧レベルと雑音の音圧レベルとを音響信号補償手段８０Ｂに出力する。
なお、スピーカ選択手段７０Ｂは、第１実施形態と同様の手法でスピーカＳを選択できるので、これ以上の説明を省略する。

音響信号補償手段８０Ｂは、スピーカ選択手段７０Ｂから入力された被補償スピーカの識別情報を参照し、被補償スピーカに対応した音響信号の雑音周波数帯域を補償するものである。

ここで、音響信号補償手段８０Ｂは、スピーカ選択手段７０ＢからマイクロホンＭ毎に、雑音周波数帯域と模擬再生音信号の音圧レベルと実再生音信号の音圧レベルと雑音の音圧レベルが入力され、音響信号が入力される。また、音響信号補償手段８０Ｂは、マイクロホンＭ毎に、雑音周波数帯域における実再生音信号と雑音との音圧レベルの差を求める。そして、音響信号補償手段８０Ｂは、求めた音圧レベルの差が最大となるマイクロホンＭにおいて、被補償スピーカ以外のスピーカＳで、模擬再生音信号の雑音周波数帯域の音圧レベルが最大となる補償基準スピーカを選択する。さらに、音響信号補償手段８０Ｂは、補償基準スピーカに対応した音響信号の雑音周波数帯域成分で、被補償スピーカに対応した音響信号の雑音周波数帯域を補償する。

すなわち、音響信号補償手段８０Ｂは、被補償スピーカとは異なるスピーカＳに割り当てられた音響信号から、補償に必要な周波数成分のみを抽出し、被補償スピーカに割り当てられていた音響信号に重畳する。
このように、音響信号補償手段８０Ｂは、聴取点９１において音響信号の寄与が大きい補償基準スピーカに割り当てられた音響信号を補償基準スピーカ以外のスピーカＳに割り当てることで、聴取エリア全体への影響をなるべく小さくし、聴取点９１での補償を行うことができる。

その後、音響信号補償手段８０Ｂは、被補償スピーカとして選択されたスピーカＳに、補償後の音響信号を出力する。
なお、音響信号補償手段８０Ｂは、被補償スピーカ以外のスピーカＳに、音響信号をそのまま出力する。
また、音響信号補償装置１０Ｂの動作は、第１実施形態と同様のため、その説明を省略する。

以上のように、本実施形態に係る音響信号補償装置１０Ｂは、複数の聴取点で雑音周波数帯域を検出し、複数の聴取点で騒音に対する補償を行うので、聴取空間９０の広い範囲で実再生音の品質を向上させることができる。

以上、本発明の各実施形態を詳述してきたが、本発明は前記した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、音響信号補償装置は、最も雑音の影響を受けるスピーカを被補償スピーカとして選択してもよい。

前記した実施形態では音響信号補償装置を独立したハードウェアとして説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、本発明は、コンピュータが備えるＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等のハードウェア資源を、音響信号補償装置として協調動作させる音響信号補償プログラムで実現することもできる。このプログラムは、通信回線を介して配布してもよく、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布してもよい。

１，１Ｂ 音響システム
１０，１０Ｂ 音響信号補償装置
２０，２０Ｂ 第１周波数分析手段
３０，３０Ｂ 模擬再生音信号生成手段
４０，４０Ｂ 第２周波数分析手段
５０，５０Ｂ 雑音周波数帯域検出手段
６０ 位置情報記憶手段
７０，７０Ｂ スピーカ選択手段
８０，８０Ｂ 音響信号補償手段
Ｓ スピーカ
Ｍ マイクロホン

Claims (7)

1. 音響信号を複数のスピーカが雑音環境下で再生するときに雑音に対する補償を行う音響信号補償装置であって、
   前記複数のスピーカが再生した音響信号を所定位置のマイクロホンで収音した実再生音信号が入力され、入力された前記実再生音信号に周波数分析処理を施す第１周波数分析手段と、
   前記複数のスピーカから前記マイクロホンまでの伝達関数に前記音響信号を畳み込むことで、無雑音環境下で前記複数のスピーカが再生する前記音響信号である模擬再生音信号を生成する模擬再生音信号生成手段と、
   前記模擬再生音信号に前記周波数分析処理を施す第２周波数分析手段と、
   前記実再生音信号及び前記模擬再生音信号の周波数分析結果を比較することで、前記実再生音信号が前記雑音に埋もれている周波数帯域である雑音周波数帯域を検出する雑音周波数帯域検出手段と、
   被補償スピーカとして、前記複数のスピーカの中から、前記雑音の補償対象となる前記スピーカを１個選択するスピーカ選択手段と、
   前記被補償スピーカに対応した音響信号の前記雑音周波数帯域を補償する音響信号補償手段と、
   を備えることを特徴とする音響信号補償装置。
2. 前記マイクロホンが複数配置されている場合、
   前記第１周波数分析手段は、各マイクロホンが収音した前記実再生音信号に前記周波数分析処理を施し、
   前記模擬再生音信号生成手段は、前記複数のスピーカから前記各マイクロホンまでの伝達関数に前記音響信号を畳み込むことで、前記マイクロホン毎に前記模擬再生音信号を生成し、
   前記スピーカ選択手段は、前記マイクロホン毎に１個の前記スピーカを選択することを特徴とする請求項１に記載の音響信号補償装置。
3. 前記雑音周波数帯域検出手段は、
   前記雑音周波数帯域における前記実再生音信号と前記模擬再生音信号との音圧レベル差を前記雑音の音圧レベルとして、前記マイクロホン毎に求め、
   前記音響信号補償手段は、
   前記被補償スピーカ以外のスピーカの中から、前記実再生音信号と前記雑音との音圧レベルの差が最大となる前記マイクロホンにおいて生成された前記模擬再生音信号の雑音周波数帯域の音圧レベルが最大となる補償基準スピーカを選択し、
   前記補償基準スピーカに対応した音響信号の前記雑音周波数帯域の周波数成分を抽出し、前記被補償スピーカに対応した音響信号の前記雑音周波数帯域を補償することを特徴とする請求項２に記載の音響信号補償装置。
4. 前記雑音周波数帯域検出手段は、
   前記雑音周波数帯域における前記実再生音信号と前記模擬再生音信号との音圧レベル差を前記雑音の音圧レベルとして求め、
   前記音響信号補償手段は、
   前記模擬再生音信号の音圧レベルが前記雑音の音圧レベル以上になるように、予め設定された範囲内で前記音響信号の雑音周波数帯域を補償することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の音響信号補償装置。
5. 前記スピーカ選択手段は、前記被補償スピーカとして、前記雑音周波数帯域における前記模擬再生音信号の前記音圧レベルが最大となる前記スピーカを１個選択することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の音響信号補償装置。
6. 前記スピーカ及び前記マイクロホンの位置情報を予め記憶した位置情報記憶手段、をさらに備え、
   前記スピーカ選択手段は、前記被補償スピーカとして、前記位置情報に基づいて、前記マイクロホンに最も近いスピーカを１個選択することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の音響信号補償装置。
7. コンピュータを、
   請求項１から請求項６の何れか一項に記載の音響信号補償装置として機能させるための音響信号補償プログラム。

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