JP7241117B2 - 音響制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、音源から出力される音源信号に基づいて、静音エリア内の音圧を、視聴エリア内の音圧よりも低くなるように複数のスピーカを制御する音響制御装置に関する。
下記特許文献１では、車室内を第１領域～第４領域に分け、第１領域に聴かせる第１音と、その他の領域に聴かせる第２音とを同時にスピーカから出力する音再生システムが開示されている。この音再生システムでは、第１領域に対してスピーカから出力される第１音の音圧よりもその他の領域に対してスピーカから出力される第１音の音圧が低くなる制御特性となるように第１制御フィルタが設定されている。また、音再生システムでは、第１領域に対してスピーカから出力される第２音の音圧よりもその他の領域に対してスピーカから出力される第２音の音圧が高くなる制御特性となるように第２制御フィルタが設定されている。
特開２０１９－０８３４０８号公報
上記特許文献１では、制御フィルタが固定されているため、車室内の音場特性が変化した場合、適切な制御を行うことができないおそれがある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、車室内の音場特性が変化した場合であっても適切な制御を行うことができる音響制御装置を提供することを目的とする。
本発明の態様は、音源から出力される音源信号に基づいて、静音エリア内の音圧を、視聴エリア内の音圧よりも低くなるように複数のスピーカを制御する音響制御装置であって、前記視聴エリア及び前記静音エリアのそれぞれに少なくとも１つ設置され、設置されたエリア内の音を検出して検出音信号として出力する音検出器と、前記音源信号を、適応ＦＩＲフィルタである制御フィルタにより信号処理をして、前記スピーカを制御する制御信号を生成する制御信号生成部と、前記スピーカと前記音検出器との間の音場特性を音場フィルタとして学習する音場特性学習部と、前記音源信号を前記音場フィルタにより信号処理をして、参照信号を生成する参照信号生成部と、前記参照信号及び前記検出音信号に基づいて、前記視聴エリア内の音圧と前記静音エリア内の音圧との差が所定レベルとなるように前記制御フィルタを遂次適応更新する制御フィルタ更新部と、を有する。
本発明の音響制御装置は、車室内の音場特性が変化した場合であっても適切な制御を行うことができる。
音響制御装置において実行される音響制御の概要を説明する図である。 音響制御装置の制御ブロック図である。 図３Ａ及び図３Ｂはマイクロフォンが検出した検出音信号の時間変化を示すグラフである。 図４Ａ及び図４Ｂはマイクロフォンが検出した検出音信号の時間変化を示すグラフである。 視聴エリアの音圧と静音エリアの音圧との差の時間変化を示すグラフである。 音響制御装置の制御ブロック図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、車室内の音圧レベルの分布を示す図である。 音響制御装置の制御ブロック図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、等価音場特性について説明する図である。
〔第１実施形態〕
図１は、音響制御装置１０において実行される音響制御の概要を説明する図である。
本実施形態の音響制御装置１０は、車両１２に設けられた複数のスピーカ１４を制御することにより、車室１６内に設定された静音エリアＱ内の音圧を、車室１６内に設定された視聴エリアＶ内の音圧よりも低くする。これにより、視聴エリアＶ内の乗員は音源１８の音を明確に聞き取ることができ、静音エリアＱ内の乗員には音源１８の音がほとんど聞こえないようにできる。音源１８は、例えば、音楽、ラジオ放送、テレビ放送、カーナビゲーションの音声案内等である。
図２は、音響制御装置１０の制御ブロック図である。音響制御装置１０は、Ｎ個のスピーカ１４を制御する。以下では、Ｎ個のスピーカ１４のそれぞれには１～Ｎのうち固有の番号が振られているものとする。特定の番号のスピーカ１４について説明するときには、例えば、ｎ番のスピーカ１４と記載する。
音響制御装置１０には、視聴エリアＶに設置されたＭ個のマイクロフォン２０のそれぞれから検出音信号ｐ＿Ｖが入力される。また、音響制御装置１０には、静音エリアＱに設置されたＺ個のマイクロフォン２０のそれぞれから検出音信号ｐ＿Ｑが入力される。マイクロフォン２０は、本発明の音検出器に相当する。
以下では、視聴エリアＶに設置されたＭ個のマイクロフォン２０のそれぞれにはＶ１～ＶＭのうち固有の番号が振られているものとする。特定の番号のマイクロフォン２０について説明するときには、例えば、Ｖｍ番のマイクロフォン２０と記載する。同様に、静音エリアＱに設置されたＺ個のマイクロフォン２０のそれぞれにはＱ１～ＱＺのうち固有の番号が振られているものとする。特定の番号のマイクロフォン２０について説明するときには、例えば、Ｑｚ番のマイクロフォン２０と記載する。
以下では、それぞれのスピーカ１４とそれぞれのマイクロフォン２０との間の音場特性をＧとする。例えば、ｎ番のスピーカ１４とＶｍ番のマイクロフォン２０との間の音場特性はＧ＿ｎ，Ｖｍと表せる。同様に、ｎ番のスピーカ１４とＱｚのマイクロフォン２０との間の音場特性はＧ＿ｎ，Ｑｚと表せる。
音響制御装置１０は、スピーカ１４毎に、それぞれのスピーカ１４を制御する制御信号ｕ＿１～ｕ＿Ｎを出力する信号処理部２２を有している。それぞれの信号処理部２２は、制御信号生成部２４、参照信号生成部２６、制御フィルタ更新部２８、推定検出音信号生成部３０、信号抽出部３２、差分信号生成部３４及び音場フィルタ更新部３６を有している。推定検出音信号生成部３０、信号抽出部３２、差分信号生成部３４及び音場フィルタ更新部３６により、音場特性学習部３７が構成されている。
制御信号生成部２４は、音源１８から入力された音源信号ｓを制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿Ｎにより信号処理をして、制御信号ｕ＿１～ｕ＿Ｎを生成する。制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿Ｎは、ＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタであり、例えば、制御フィルタＷ＿ｎは次のベクトルにより表せる。Ｔは転置ベクトルを示す。
Figure 0007241117000001
音源信号ｓは次の時系列ベクトルにより表せる。ｔは離散時間を示す。
Figure 0007241117000002
参照信号生成部２６は、音源１８から入力された音源信号ｓを音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾により信号処理をして、参照信号ｒ＿１～ｒ＿Ｎを生成する。音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾は、ＦＩＲフィルタであり、音場フィルタＧ＿ｎ＾は次のベクトルにより表せる。
Figure 0007241117000003
例えば、上記のベクトルの要素Ｇ＿ｎ，Ｖ１＾は、ｎ番のスピーカ１４とＶ１番のマイクロフォン２０との間の音場特性Ｇ＿ｎ，Ｖ１の同定値を示す。
制御フィルタ更新部２８は、参照信号ｒ＿１～ｒ＿Ｎ、及び、各マイクロフォン２０において検出された検出音信号ｐ＿Ｖ１～ｐ＿ＶＭ、ｐ＿Ｑ１～ｐ＿ＱＺに基づいて、制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿Ｎを更新する。例えば、制御フィルタＷ＿ｎは、次の評価関数Ｊが最小となるように更新される。
Figure 0007241117000004
評価関数Ｊが最小（Ｊ＝０）となると、視聴エリアＶの音圧の平均値と、静音エリアＱの音圧の平均値との差があらかじめ決められた目標値Ｄとなる。
視聴エリアＶのＶｍ番のマイクロフォン２０の検出音信号ｐ＿Ｖｍ、及び、静音エリアＱのＱｚ番目のマイクロフォン２０の検出音信号ｐ＿Ｑｚは、次の式で表せる。以下、式中の「＊」は畳み込み演算を示す。
Figure 0007241117000005
評価関数Ｊが最小となるように制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿Ｎを更新するには、制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿Ｎに対する評価関数Ｊの変化勾配の負方向に沿って、制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿Ｎを更新すればよい。例えば、制御フィルタＷ＿ｎに対する評価関数Ｊの変化勾配∂Ｊ／∂Ｗ＿ｎは、次の式で表せる。なお、式中のｓｇｎ（ｐ＿Ｖｍ）及びｓｇｎ（ｐ＿Ｑｚ）は符号関数である。
Figure 0007241117000006
音場特性Ｇ＿ｎ，Ｖｍを音場フィルタＧ＿ｎ，Ｖｍ＾で代用し、音場特性Ｇ＿ｎ，Ｑｚを音場フィルタＧ＿ｎ，Ｑｚ＾で代用すると制御フィルタＷ＿ｎの更新式は、次の式により表せる。式中のμＷはステップサイズパラメータである。
Figure 0007241117000007
評価関数Ｊは次のように設定することもできる。
Figure 0007241117000008
評価関数Ｊが最小（Ｊ＝０）となると、視聴エリアＶの音響エネルギの平均値と、静音エリアＱの音響エネルギの平均値との差があらかじめ決められた目標値Ｄとなる。この場合、制御フィルタＷ＿ｎの更新式は、次の式により表せる。
Figure 0007241117000009
上記の２つの評価関数Ｊのそれぞれを最小にすることで、視聴エリアＶの音圧の平均値と静音エリアＱの音圧の平均値との差をあらかじめ決められた目標値Ｄに近づけることができる、又は、視聴エリアＶの音響エネルギの平均値と静音エリアＱの音響エネルギの平均値との差をあらかじめ決められた目標値Ｄに近づけることができる。しかし、視聴エリアＶ内の音圧自体を制限は行われない。
そのため、視聴エリアＶ内の音圧が過大とならないように、制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿Ｎの大きさを制限するようにしてもよい。例えば、制御フィルタＷ＿ｎ大きさを次のようにして制限する。式中のηは減衰係数であり、０＜η＜１である。
Figure 0007241117000010
推定検出音信号生成部３０は、制御信号ｕ＿１～ｕ＿Ｎを音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾により信号処理をして、推定検出音信号ｙ＿１＾～ｙ＿Ｎ＾を生成する。
信号抽出部３２は、各マイクロフォン２０において検出された検出音信号ｐ＿Ｖ１～ｐ＿ＶＭ、ｐ＿Ｑ１～ｐ＿ＱＺから、各スピーカ１４から出力された再生音による成分を抽出して対象検出音信号ｈ＿１～ｈ＿Ｎとして出力する。
例えば、Ｖｍ番のマイクロフォン２０で検出される検出音信号ｐ＿Ｖｍは、１番からＮ番のスピーカ１４から出力された再生音がＶｍ番のマイクロフォン２０の位置で合成された合成音に応じて生成される。そのため、例えば、検出音信号ｐ＿Ｖｍのうち、ｎ番のスピーカ１４から出力された再生音の成分ｐ＿Ｖｍ，ｎは、次の式により求めることができる。
Figure 0007241117000011
ここで、音場関数Ｇ＿ｎ，Ｖｍを、音場フィルタＧ＿ｎ，Ｖｍ＾で代用すると、成分ｐ＿Ｖｍ，ｎは、次の式により求めることができる。
Figure 0007241117000012
対象検出音信号ｈ＿１～ｈ＿Ｎはベクトルにより表せ、例えば、ｈ＿ｎは次のように表せる。
Figure 0007241117000013
差分信号生成部３４は、推定検出音信号ｙ＿１＾～ｙ＿Ｎ＾、及び、対象検出音信号ｈ＿１～ｈ＿Ｎに基づいて、差分信号ｄ＿１～ｄ＿Ｎを生成する。
差分信号生成部３４は、反転増幅器３４ａ及び加算器３４ｂを有している。反転増幅器３４ａにおいて極性が反転された推定検出音信号－ｙ＿１＾～－ｙ＿Ｎ＾と、対象検出音信号ｈ＿１～ｈ＿Ｎとが加算器３４ｂにおいて加算されて、差分信号ｄ＿１～ｄ＿Ｎが生成される。
音場フィルタ更新部３６は、制御信号ｕ＿１～ｕ＿Ｎ、及び、差分信号ｄ＿１～ｄ＿Ｎに基づいて、音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾を更新する。例えば、音場フィルタＧ＿ｎ，Ｖｍ＾は、次の評価関数Ｉが最小となるように更新される。
Figure 0007241117000014
評価関数Ｉが最小となるように音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾を更新するには、音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾に対する評価関数Ｉの変化勾配の負方向に沿って、音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾を適応更新すればよい。例えば、音場フィルタＧ＿ｎ，Ｖｍ＾の更新式は、次の式で表せる。式中のμＧはステップサイズパラメータである。
Figure 0007241117000015
［作用効果］
図３Ａ及び図３Ｂは、本実施形態の音響制御がオフのときに視聴エリアＶに設置されたマイクロフォン２０と静音エリアＱに設置されたマイクロフォン２０が検出した検出音信号の時間変化を示すグラフである。図３Ａは、視聴エリアＶに設置されたマイクロフォン２０が検出した検出音信号の時間変化を示す。図３Ｂは、静音エリアＱに設置されたマイクロフォン２０が検出した検出音信号の時間変化を示す。
図４Ａ及び図４Ｂは、本実施形態の音響制御がオンのときに視聴エリアＶに設置されたマイクロフォン２０と静音エリアＱに設置されたマイクロフォン２０が検出した検出音信号の時間変化を示すグラフである。図４Ａは、視聴エリアＶに設置されたマイクロフォン２０が検出した検出音信号の時間変化を示す。図４Ｂは、静音エリアＱに設置されたマイクロフォン２０が検出した検出音信号の時間変化を示す。
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、音響制御がオフであるときには、視聴エリアＶに設置されたマイクロフォン２０が検出した検出音信号の振幅と、静音エリアＱに設置されたマイクロフォン２０が検出した検出音信号の振幅との差は小さい。一方、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、音響制御がオンであるときには、視聴エリアＶに設置されたマイクロフォン２０が検出した検出音信号の振幅と、静音エリアＱに設置されたマイクロフォン２０が検出した検出音信号の振幅との差が大きくなっている。
図５は、視聴エリアＶの音圧と静音エリアＱの音圧との差の時間変化を示すグラフである。図５に示すように、音響制御がオフであるときには、時間が経過しても視聴エリアＶの音圧と静音エリアＱの音圧との差の変化は小さい。一方、音響制御がオンであるときには、時間の経過とともに視聴エリアＶの音圧と静音エリアＱの音圧との差が大きくなる。
音響制御が開始されてから、制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿Ｎが収束するまで時間がかかるため、図５に示すように、音響制御開始直後の視聴エリアＶの音圧と静音エリアＱの音圧との差は小さい。これは、制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿Ｎの初期値を設定することで改善することができる。
スピーカ１４の数をＮ個、視聴エリアＶのマイクロフォン２０の数をＭ個、静音エリアＱのマイクロフォン２０の数をＺ個とすると、本実施形態の音響制御装置１０では、制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿ＮはＮ個必要であり、音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾はＮ×（Ｍ＋Ｚ）個必要となる。
本実施形態の音響制御装置１０では、音場フィルタ更新部３６により、音場特性Ｇ＿１～Ｇ＿Ｎを音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾として学習するため、音場特性Ｇ＿１～Ｇ＿Ｎが変化した場合でも音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾を追従させることができる。そのため、音場特性Ｇ＿１～Ｇ＿Ｎが変化した場合でも、音響制御の性能を維持することができる。
また、本実施形態の音響制御装置１０では、制御フィルタ更新部２８は、視聴エリアＶに設置された複数のマイクロフォン２０が検出した検出音信号ｐ＿Ｖ１～ｐ＿ＶＭの大きさ（音圧）の平均と、静音エリアＱに設置された複数のマイクロフォン２０が検出した検出音信号ｐ＿Ｑ１～ｐ＿ＱＺの大きさ（音圧）の平均との差が目標値Ｄとなるように制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿Ｎを遂次適応更新する。これにより、静音エリアＱの音圧を、視聴エリアＶの音圧よりも小さくすることができる。
また、本実施形態の音響制御装置１０の音場特性学習部３７は、信号抽出部３２を有している。信号抽出部３２は、各マイクロフォン２０において検出された検出音信号ｐ＿Ｖ１～ｐ＿ＶＭ、ｐ＿Ｑ１～ｐ＿ＱＺから、各スピーカ１４から出力された再生音による成分を抽出して対象検出音信号ｈ＿１～ｈ＿Ｎとして出力する。これにより、音場特性学習部３７は、各スピーカ１４から出力された再生音による成分（対象検出音信号ｈ＿１～ｈ＿Ｎ）に基づき、音場特性の学習を行い音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾を生成することができるため、音場特性の学習精度を高めることができる。
〔第２実施形態〕
図６は、音響制御装置１０の制御ブロック図である。本実施形態の音響制御装置１０は補正音源信号生成部３８を有する点で、第１実施形態の音響制御装置１０と異なる。
本実施形態では、Ｍｖ個の視聴エリアＶが設定され、各視聴エリアＶには１個のマイクロフォン２０が設置されているものとする。また、Ｚｑ個の静音エリアＱが設定され、各静音エリアＱには１個のマイクロフォン２０が設置されているものとする。
補正音源信号生成部３８は、音源信号ｓを固定フィルタＦ＿１～Ｆ＿Ｎにより信号処理をして、補正音源信号ｓ’＿１～ｓ’＿Ｎを生成する。
固定フィルタＦ＿１～Ｆ＿Ｎは、それぞれのスピーカ１４と視聴エリアＶに設定されたグリッド点との間の音場特性Ｇ＿Ｖ、及び、それぞれのスピーカ１４と静音エリアＱに設定されたグリッド点との間の音場特性Ｇ＿Ｑに応じて設定される。
車室１６内の音響制御の対象エリアを格子状に分けて、Ｍ個のグリッド点が設定されているとすると音場特性Ｇは次の行列で表せる。
Figure 0007241117000016
この音場特性Ｇから、視聴エリアＶ内のグリッド点に対応する要素を抽出して行列Ｇ＿Ｖを設定し、静音エリアＱ内のグリッド点に対応する要素を抽出して行列Ｇ＿Ｑを設定する。
視聴エリアＶにおける周波数ωの音響エネルギＥω＿Ｖは次の式で表せる。式中のＨは共役転置を示す。
Figure 0007241117000017
すなわち、音響エネルギＥω＿Ｖは、音圧二乗の総和を示す行列形式で表せる。静音エリアＱにおける周波数ωの音響エネルギＥω＿Ｑも同様に表せる。
周波数ωにおける周波数特性Ｆωは、次の評価関数Ｋが最大になるように設定される。
Figure 0007241117000018
周波数特性Ｆωは、行列Ｇω＿ＶＨＧω＿Ｖ［Ｇω＿ＱＨＧω＿Ｑ］－１の最大固有値に対応する固有ベクトルとなる。制御対象の全周波数に対して周波数特性Ｆωを求め、これを逆高速フーリエ変換することにより固定フィルタＦ＿１～Ｆ＿Ｎを求める。
制御フィルタ更新部２８において更新される制御フィルタＷ＿ｎの更新式は、次の式により表せる。式中のμＷはステップサイズパラメータである。
Figure 0007241117000019
なお、上記の式中のｅｊ（ｔ）は、次の式で示される。
Figure 0007241117000020
Ｄは、あらかじめ決められた、視聴エリアＶの音圧の平均値と、静音エリアＱの音圧の平均値との差の目標値である。
音場フィルタ更新部３６において更新される音場フィルタＧ＿ｎ，Ｖｍ＾の更新式は、次の式で表せる。式中のμＧはステップサイズパラメータである。
Figure 0007241117000021
なお、上記の式中のｅｉ（ｔ）は、次の式で示される。
Figure 0007241117000022
［作用効果］
図７Ａ及び図７Ｂは、車室１６内の音圧レベルの分布を示す図である。濃い色ほど音圧レベルが高いことを示している。図７Ａは、本実施形態の音響制御がオフのときの車室１６内の音圧レベルの分布を示す。図７Ｂは、本実施形態の音響制御がオンのときの車室１６内の音圧レベルの分布を示す。
図７Ａに示すように、本実施形態の音響制御がオフのときには、視聴エリアＶ及び静音エリアＱにおける音圧レベルが高い。一方、図７Ｂに示すように、本実施形態の音響制御がオンのときには、視聴エリアＶの音圧レベルは高いものの、静音エリアＱにおける音圧レベルは低くなっている。
スピーカ１４の数をＮ個、視聴エリアＶの数をＭｖ個、静音エリアＱの数をＺｑ個、視聴エリアＶ及び静音エリアＱのそれぞれに１個のマイクロフォン２０が設置されているとすると、本実施形態の音響制御装置１０では、制御フィルタＷ＿１～Ｗ＿ＮはＮ個必要であり、音場フィルタＧ＿１＾～Ｇ＿Ｎ＾はＮ×（Ｍｖ＋Ｚｑ）個必要となる。
これにより、１つの視聴エリアＶ及び静音エリアＱ当たりのマイクロフォン２０の数を減らすことができ、音響制御装置１０の構成を簡略化することができる。また、マイクロフォン２０の１本当たりの音響制御の範囲を広げることができる。
〔第３実施形態〕
図８は、音響制御装置１０の制御ブロック図である。本実施形態では、Ｎ個のスピーカ１４に対して、共通の信号処理部２２が設けられている。この信号処理部２２の制御信号生成部２４は、共通信号生成部２５及び制御信号補正部４０を有している。
共通信号生成部２５は、Ｎ個のスピーカ１４に対して１つ設けられている。共通信号生成部２５は、音源信号ｓを制御フィルタＷにより信号処理をして共通制御信号ｖを生成する。
制御信号補正部４０は、Ｎ個のスピーカ１４のそれぞれに対して１つ設けられている。制御信号補正部４０は、共通制御信号ｖを固定フィルタＦ＿１～Ｆ＿Ｎにより信号処理をして、制御信号ｕ＿１～ｕ＿Ｎを生成する。固定フィルタＦ＿１～Ｆ＿Ｎの求め方は、第２実施形態と同じである。
本実施形態では、Ｍｖ個の視聴エリアＶが設定され、各視聴エリアＶには１個のマイクロフォン２０が設置されているものとする。また、Ｚｑ個の静音エリアＱが設定され、各静音エリアＱには１個のマイクロフォン２０が設置されているものとする。
制御フィルタ更新部２８において更新される制御フィルタＷの更新式は以下のように表せる。
Figure 0007241117000023
なお、上記の式中のｅｊ（ｔ）は、次の式で示される。
Figure 0007241117000024
Ｄは、あらかじめ決められた、視聴エリアＶの音圧の平均値と、静音エリアＱの音圧の平均値との差の目標値である。
音場フィルタ更新部３６において更新される音場フィルタＧ＾の更新式は以下のように表せる。
Figure 0007241117000025
なお、上記の式中のｅｉ（ｔ）は、次の式で示される。
Figure 0007241117000026
この式に基づき音場フィルタＧ＾を更新することにより、音場フィルタＧ＾は等価音場特性Ｇｅｑに収束する。
図９Ａ及び図９Ｂは、等価音場特性Ｇｅｑについて説明する図である。図９Ａに示すように、それぞれのスピーカ１４とＶｍ番のマイクロフォン２０との間の音の伝達経路は、音場特性Ｇ＿１，Ｖｍ～Ｇ＿Ｎ，Ｖｍを有する。図９Ｂに示すように、固定フィルタＦ＿１～Ｆ＿Ｎ及びＮ個のスピーカ１４を統合したものを１つの仮想スピーカ４２として設定すると、仮想スピーカ４２とＶｍ番のマイクロフォン２０との間の伝達経路の音場特性は、等価音場特性Ｇｅｑで示すことができる。
［作用効果］
本実施形態の音響制御装置１０では、複数のスピーカ１４に対して、共通の信号処理部２２が設けられている。この信号処理部２２において共通制御信号ｖを生成し、それぞれのスピーカ１４に対応して設けられた制御信号補正部４０において、共通制御信号ｖを固定フィルタＦ＿１～Ｆ＿Ｎにより信号処理をして制御信号ｕ＿１～ｕ＿Ｎを生成する。これにより、信号処理部２２内で用いられる制御フィルタＷ及び音場フィルタＧ＾は、それぞれ１つとすることができる。すなわち、本実施形態の音響制御装置１０では、更新が必要な制御フィルタＷ及び音場フィルタＧ＾の数を減らすことができるため、音響制御における計算量を削減できる。
〔実施形態から得られる技術的思想〕
上記実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。
音源（１８）から出力される音源信号に基づいて、静音エリア（Ｑ）内の音圧を、視聴エリア（Ｖ）内の音圧よりも低くなるように複数のスピーカ（１４）を制御する音響制御装置（１０）であって、前記視聴エリア及び前記静音エリアのそれぞれに少なくとも１つ設置され、設置されたエリア内の音を検出して検出音信号として出力する音検出器（２０）と、前記音源信号を、適応ＦＩＲフィルタである制御フィルタにより信号処理をして、前記スピーカを制御する制御信号を生成する制御信号生成部（２４）と、前記スピーカと前記音検出器との間の音場特性を音場フィルタとして学習する音場特性学習部（３７）と、前記音源信号を前記音場フィルタにより信号処理をして、参照信号を生成する参照信号生成部（２６）と、前記参照信号及び前記検出音信号に基づいて、前記視聴エリア内の音圧と前記静音エリア内の音圧との差が所定レベルとなるように前記制御フィルタを遂次適応更新する制御フィルタ更新部（２８）と、を有する。
上記の音響制御装置であって、前記音検出器は、前記視聴エリア及び前記静音エリアのそれぞれに複数設置され、前記制御フィルタ更新部は、前記視聴エリアに設置された複数の前記音検出器が検出した前記検出音信号の大きさの平均と、前記静音エリアに設置された複数の前記音検出器が検出した前記検出音信号の大きさの平均との差が所定レベルとなるように前記制御フィルタを遂次適応更新してもよい。
上記の音響制御装置であって、前記音場特性学習部は、それぞれの前記スピーカに対応する前記制御信号を、それぞれの前記スピーカとそれぞれの前記音検出器とに対応する前記音場フィルタにより信号処理をして、それぞれの前記音検出器におけるそれぞれの前記スピーカに対応する推定検出音信号を生成する推定検出音信号生成部（３０）と、それぞれの前記音検出器が検出した前記検出音信号から、それぞれの前記スピーカが出力した音に対応する前記検出音信号を抽出して対象検出音信号として出力する信号抽出部（３２）と、それぞれの前記音検出器におけるそれぞれの前記スピーカに対応する前記対象検出音信号、及び、それぞれの前記音検出器におけるそれぞれの前記スピーカに対応する前記推定検出音信号から、それぞれの前記音検出器におけるそれぞれの前記スピーカに対応する差分信号を生成する差分信号生成部（３４）と、それぞれの前記スピーカに対応する前記制御信号、及び、それぞれの前記音検出器におけるそれぞれの前記スピーカに対応する前記差分信号に基づいて、前記差分信号が最小となるように、それぞれの前記スピーカとそれぞれの前記音検出器とに対応する前記音場フィルタを遂次適応更新する音場フィルタ更新部（３６）と、を有してもよい。
上記の音響制御装置であって、前記検出音信号を、それぞれの前記スピーカと前記視聴エリアに設定されたグリッド点との間の音場特性、及び、それぞれの前記スピーカと前記静音エリアに設定されたグリッド点との間の音場特性に応じてあらかじめ設定された固定フィルタにより信号処理をして、補正音源信号を生成する補正音源信号生成部（３８）を有し、前記制御信号生成部は、前記補正音源信号を前記制御フィルタにより信号処理をして、制御信号を生成し、前記参照信号生成部は、前記補正音源信号を前記音場フィルタにより信号処理をして、参照信号を生成してもよい。
上記の音響制御装置であって、前記制御信号生成部は、複数の前記スピーカに対応して共通に設けられた共通信号生成部（２５）と、それぞれの前記スピーカに対して設けられた制御信号補正部（４０）とを有し、前記共通信号生成部は、前記音源信号を前記制御フィルタにより信号処理をして共通制御信号を生成し、前記制御信号補正部は、前記共通制御信号を、音場特性に応じてあらかじめ設定された固定フィルタにより信号処理をしてそれぞれの前記スピーカに対応する前記制御信号を生成してもよい。
１０…音響制御装置 １４…スピーカ
２０…マイクロフォン（音検出器） ２４…制御信号生成部
２５…共通信号生成部 ２６…参照信号生成部
２８…制御フィルタ更新部 ３０…推定検出音信号生成部
３２…信号抽出部 ３４…差分信号生成部
３６…音場フィルタ更新部 ３７…音場特性学習部
４０…制御信号補正部

Claims (5)

  1. 音源から出力される音源信号に基づいて、静音エリア内の音圧を、視聴エリア内の音圧よりも低くなるように複数のスピーカを制御する音響制御装置であって、
    前記視聴エリア及び前記静音エリアのそれぞれに少なくとも１つ設置され、設置されたエリア内の音を検出して検出音信号として出力する音検出器と、
    前記音源信号を、適応ＦＩＲフィルタである制御フィルタにより信号処理をして、前記スピーカを制御する制御信号を生成する制御信号生成部と、
    前記スピーカと前記音検出器との間の音場特性を音場フィルタとして学習する音場特性学習部と、
    前記音源信号を前記音場フィルタにより信号処理をして、参照信号を生成する参照信号生成部と、
    前記参照信号及び前記検出音信号に基づいて、前記視聴エリア内の音圧と前記静音エリア内の音圧との差が所定レベルとなるように前記制御フィルタを遂次適応更新する制御フィルタ更新部と、
    を有する、音響制御装置。
  2. 請求項１に記載の音響制御装置であって、
    前記音検出器は、前記視聴エリア及び前記静音エリアのそれぞれに複数設置され、
    前記制御フィルタ更新部は、前記視聴エリアに設置された複数の前記音検出器が検出した前記検出音信号の大きさの平均と、前記静音エリアに設置された複数の前記音検出器が検出した前記検出音信号の大きさの平均との差が所定レベルとなるように前記制御フィルタを遂次適応更新する、音響制御装置。
  3. 請求項１又は２に記載の音響制御装置であって、
    前記音場特性学習部は、
    それぞれの前記スピーカに対応する前記制御信号を、それぞれの前記スピーカとそれぞれの前記音検出器とに対応する前記音場フィルタにより信号処理をして、それぞれの前記音検出器におけるそれぞれの前記スピーカに対応する推定検出音信号を生成する推定検出音信号生成部と、
    それぞれの前記音検出器が検出した前記検出音信号から、それぞれの前記スピーカが出力した音に対応する前記検出音信号を抽出して対象検出音信号として出力する信号抽出部と、
    それぞれの前記音検出器におけるそれぞれの前記スピーカに対応する前記対象検出音信号、及び、それぞれの前記音検出器におけるそれぞれの前記スピーカに対応する前記推定検出音信号から、それぞれの前記音検出器におけるそれぞれの前記スピーカに対応する差分信号を生成する差分信号生成部と、
    それぞれの前記スピーカに対応する前記制御信号、及び、それぞれの前記音検出器におけるそれぞれの前記スピーカに対応する前記差分信号に基づいて、前記差分信号が最小となるように、それぞれの前記スピーカとそれぞれの前記音検出器とに対応する前記音場フィルタを遂次適応更新する音場フィルタ更新部と、
    を有する、音響制御装置。
  4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の音響制御装置であって、
    前記音源信号を、それぞれの前記スピーカと前記視聴エリアに設定されたグリッド点との間の音場特性、及び、それぞれの前記スピーカと前記静音エリアに設定されたグリッド点との間の音場特性に応じてあらかじめ設定された固定フィルタにより信号処理をして、補正音源信号を生成する補正音源信号生成部を有し、
    前記制御信号生成部は、前記補正音源信号を前記制御フィルタにより信号処理をして、前記制御信号を生成し、
    前記参照信号生成部は、前記補正音源信号を前記音場フィルタにより信号処理をして、前記参照信号を生成する、音響制御装置。
  5. 請求項１～３のいずれか１項に記載の音響制御装置であって、
    前記制御信号生成部は、複数の前記スピーカに対応して共通に設けられた共通信号生成部と、それぞれの前記スピーカに対して設けられた制御信号補正部とを有し、
    前記共通信号生成部は、前記音源信号を前記制御フィルタにより信号処理をして共通制御信号を生成し、
    前記制御信号補正部は、前記共通制御信号を、音場特性に応じてあらかじめ設定された固定フィルタにより信号処理をしてそれぞれの前記スピーカに対応する前記制御信号を生成する、音響制御装置。
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