JPH05211700A - 聴取空間適応周波数特性補正方法及び装置 - Google Patents

聴取空間適応周波数特性補正方法及び装置

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JPH05211700A
JPH05211700A JP4183436A JP18343692A JPH05211700A JP H05211700 A JPH05211700 A JP H05211700A JP 4183436 A JP4183436 A JP 4183436A JP 18343692 A JP18343692 A JP 18343692A JP H05211700 A JPH05211700 A JP H05211700A
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JP
Japan
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signal
frequency characteristic
test signal
test
output
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JP4183436A
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Hee-Soo Lee
喜 秀 李
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Publication date
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    • H04R29/007—Monitoring arrangements; Testing arrangements for public address systems
    • H—ELECTRICITY
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 聴取空間の障害物（又は視聴者）による聴取
状態を判断し、聴取状態により再生音声信号の周波数特
性を補正し、聴取状態を良好ならしめるための聴取空間
適応周波数特性補正方法及び装置を提供することを目的
とする。 【構成】 テスト信号を生ぜしめて聴取空間の通過後、
通過した反射テスト信号と元のテスト信号とを比べ、障
害物によるレベル差を演算し、レベル差により再生され
る音声信号の周波数特性の補正によって、正常の再生音
声を聞き取り得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は音響機器に関し、特に、
聴取空間の障害物（又は視聴者）による聴取状態を判断
し、聴取状態により再生音声信号の周波数特性を補正
し、聴取状態を良好ならしめるための聴取空間適応周波
数特性補正方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、音声は再生される空間や時間に
よってその特性が大きく変化する。よって、音の再生さ
れる場所の大きさと周辺の環境（温度、湿度など）が変
わる時ごとに聴取者の感じる音の大きさは異なる。ま
た、同一空間内においても聴取者数が多いとか、それに
よる雑音の大きい場合に聞こえてくる音の大きさや明瞭
度は劣ることになる。
【０００３】図１の（Ａ）のごとき限られた空間１０内
に聴取者（又は障害物）２０ａと／又は２０ｂの少ない
場合には、空間内で拡散又は吸収される音は少なくな
る。よって、後方に位置する聴取者４０Ａ又は４０Ｂは
スピーカ３０Ａ又は３０Ｂから生じる音を正常に聞き取
り得る。これに反し、図１の（Ｂ）のごとき限られた空
間内１０に聴取者（又は障害物）２０ａ〜２０ｉの多い
場合には、空間内で拡散されるか吸収される音が多くな
る。よって、後方に位置する聴取者４０Ａ又は４０Ｂは
スピーカ３０Ａ又は３０Ｂから生じる音を正常に聞き取
ることができない。
【０００４】従って、聴取空間の状態により変化される
音の変化を補い、より生き生きした音を聞き取り得る手
段を講じるに至った。とりわけ、テスト信号音を生ぜし
めて聴取空間の通過後に戻ってくるテスト信号音のレベ
ルをチェックし、伝達状態に劣る場合には、ボリューム
を調整して適宜なレベルにより可聴状態の向上を図る技
術が注目に値する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のごと
き可聴状態の向上を図る技術構成においては、図２に示
す聴取空間状態による周波数特性図から見られるよう
に、聴取空間内に障害物（又は視聴者）のいない場合に
は、
【０００６】
【数１】
【０００７】のごとく音の周波数特性が全帯域に対し平
坦であるが、障害物（又は視聴者）の多い場合には、
【０００８】
【数２】
【０００９】のごとく音の周波数特性が歪む（高周波部
分の歪み）問題点があった。従って、本発明の目的は、
音の再生前にテスト信号を生ぜしめて聴取空間の状態を
チェックした後、その状態により再生する音の高周波部
分をブーストアップさせ、正常音を聞き取り得るように
する聴取空間適応周波数特性補正方法及び装置の提供に
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的の達成のための
本発明の聴取空間適応周波数特性補正方法は、テストモ
ード時音声ラインをミュートさせた後、テスト信号を生
ずる第１過程と、元のテスト信号と聴取空間を通過した
テスト信号とのレベル差を演算する第２過程と、演算さ
れたレベル差により周波数特性を補正し、音声信号再生
モードに切換えて音声ラインミュートを解除し、周波数
特性の補正された再生信号を出力する第３過程とからな
り、周波数特性補正装置は、信号処理手段で処理されて
入力される信号周波数特性を補正する周波数特性補正手
段と、周波数特性補正手段から出力される信号をミュー
ティングさせるミューティング手段と、テスト信号を生
ずるテスト信号発生手段と、ミューティング手段を通し
て入力される周波数特性補正手段の出力とテスト信号発
生手段で生じるテスト信号を選んで出力するスイッチン
グ手段と、スイッチング手段から選択出力される信号を
増幅する出力手段と、テスト信号発生手段から出力され
るテスト信号を処理するテスト信号処理手段と、出力手
段から出力後聴取空間を通過した反射信号を入力して増
幅する反射信号受信手段と、反射信号受信手段を通して
入力される反射信号を処理する反射信号処理手段と、テ
スト信号処理手段と反射信号処理手段から出力されるテ
スト信号と反射信号とを比べ、その結果による制御信号
を周波数特性補正手段に出力することにより、障害物に
より歪む周波数特性を補正し、モード選択によりテスト
モードが選ばれると、ミューティング手段に制御信号を
出力し入力信号をミュートさせてスイッチング手段を制
御し、テスト信号又は入力信号を選択出力するべく制御
する制御手段とから構成される。
【００１１】
【実施例】図３の装置は、信号処理手段で処理されて入
力される信号周波数特性を補正する周波数特性補正手段
200 と、周波数特性補正手段から出力される信号をミュ
ーティングさせるミューティング手段300 と、テスト信
号を生ずるテスト信号発生手段400 と、ミューティング
手段を通して入力される周波数特性補正手段の出力とテ
スト信号発生手段で生じるテスト信号を選んで出力する
スイッチング手段500 と、スイッチング手段から選択出
力される信号を増幅する出力手段600 と、テスト信号発
生手段から出力されるテスト信号を処理するテスト信号
処理手段700と、出力手段から出力後聴取空間を通過し
た反射信号を入力して増幅する反射信号受信手段810
と、反射信号受信手段を通して入力される反射信号を処
理する反射信号処理手段800 と、テスト信号処理手段と
反射信号処理手段から出力されるテスト信号と反射信号
を比べ、その結果による制御信号を周波数特性補正手段
に出力することにより、障害物により歪む周波数特性を
補正し、モード選択によりテストモードが選ばれると、
ミューティング手段に制御信号を出力し入力信号をミュ
ートさせてスイッチング手段を制御し、テスト信号又は
入力信号を選択出力するべく制御する制御手段900 とか
ら構成される。
【００１２】これを図３に沿ってさらに詳述する。100
はオーディオ信号を処理する信号処理手段であり、200
は信号処理手段100 からの出力信号周波数特性を補正す
る周波数特性補正手段、300 は周波数特性補正手段から
出力される信号をミューティングさせるミューティング
手段、400 はテスト信号を生ずるテスト信号発生手段、
500 はミューティング手段300 を通して入力される周波
数特性補正手段200 の出力とテスト信号発生手段400 で
生じるテスト信号を選んで出力するスイッチング手段で
ある。
【００１３】スイッチング手段500 はテストモード時共
通端子Ｃがテスト端子Ａと接触され、音声信号再生モー
ド時共通端子Ｃが再生モードＮと接触される。600 はス
イッチング手段500 から選択出力される信号を増幅する
出力手段であり、出力手段600 はスピーカＳＰ１，ＳＰ
２とから構成されている。700 はテスト信号発生手段40
0 から出力されるテスト信号を処理するテスト信号処理
手段である。テスト信号処理手段700 は、テスト信号発
生手段400 から出力されるテスト信号を所定時間遅延す
る遅延手段710 と、遅延手段で所定時間遅延のテスト信
号を整流する第１整流手段720 と、上記整流されたテス
ト信号をディジタル信号に変換する第１ＡＤＣ手段730
とから構成される。810 は、出力手段600 から出力後聴
取空間を通過した反射信号を入力して増幅する反射信号
受信手段で、800 は反射信号受信手段810 を通して入力
される反射信号を処理する反射信号処理手段である。
【００１４】反射信号処理手段800 は、反射信号を整流
する第２整流手段820 と、第２整流手段で整流された反
射信号をディジタル信号に変換する第２ＡＤＣ手段830
とから構成される。900 はテスト信号処理手段700 と反
射信号処理手段800 から出力されるテスト信号と反射信
号を比べ、その結果による制御信号ＳＣ０，ＳＣ１を周
波数特性補正手段200 に出力することにより、障害物に
より歪む周波数特性を補正し、モード選択によりテスト
モードが選ばれると、ミューティング手段300に制御信
号を出力し入力信号をミュートさせてスイッチング手段
500 を制御し、テスト信号又は入力信号を選択出力する
べく制御する制御手段である。
【００１５】上記制御手段900 のモード選択はモード切
換手段910 により行われる。上記のごとき構成をもつ本
発明の装置に電源が印加されると、制御手段900 はまず
制御信号ＳＣ３を出力する。ミューティング手段300 は
上記出力される制御信号ＳＣ３の印加を受けて音声ライ
ンをミュートさせる。以後、制御手段900 はモード切換
手段910 の状態をチェックしテストモードが選ばれたか
を確かめる。もし、テストモードが選ばれたとすれば、
制御信号を出力し、共通端子Ｃがテストモード端子Ａに
接続されるべく制御した後、テスト信号発生手段400 を
駆動し、所定時間中テスト信号を出力する。この際、テ
スト信号はホワイトノイズ又はピンクノイズを使用す
る。テスト信号発生手段400 から生じたテスト信号は、
スイッチング手段500 とテスト信号処理手段700 に印加
される。
【００１６】スイッチング手段500 に印加されたテスト
信号は、スピーカＳＰ１，ＳＰ２を通して外部（聞き取
り空間）へ出力される。テスト信号処理手段700 に印加
されたテスト信号は遅延手段710 で反射時間（出力手段
600 を通して出力された信号が反射されて反射信号受信
手段810 に入力されるときまでの時間）遅延後、第１整
流手段720 で整流される。上記テスト信号は第１ＡＤＣ
手段730 でディジタル信号に変換され制御手段に印加さ
れる。一方、出力手段から出力され聴取空間通過後反射
信号受信手段810 に受信されたテスト信号は第２整流手
段820 で整流され、第２ＡＤＣ手段830 でディジタル信
号に変換後、制御手段900 に印加される。制御手段900
では上記テスト信号と反射テスト信号とのレベル差を計
算する。制御手段900 にはレベル差により周波数補正値
を決めるルックアップテーブルが蓄えられている。従っ
て、制御手段900 は計算されたレベル差に当たる制御デ
ータをルックアップテーブルから読出後、周波数特性補
正手段200 へ制御信号ＳＣ０，ＳＣ１を出力する。
【００１７】この際、制御手段900 はテスト信号と聴取
空間を通過した反射テスト信号とのレベル差が無いと、
つまり空間内の障害物がないと、“００”の制御信号Ｓ
Ｃ０，ＳＣ１を周波数特性補正手段200 に出力する。も
し、上記レベル差が小さいと、つまり空間内に障害物が
少しあると、“０１”の制御信号ＳＣ０，ＳＣ１を周波
数特性補正手段200 に出力する。また、上記レベル差が
多いと、つまり空間内に障害物が多いと、制御手段900
は“１０”の制御信号ＳＣ０，ＳＣ１を周波数特性補正
手段200 に出力する。これと共に、制御手段900 は制御
信号ＳＣ３，ＳＣ４を出力しミューティング手段300 に
よるミューティングを解除し、共通端子Ｃと音声信号再
生端子Ｎとを接続させる。
【００１８】周波数特性補正手段200 は、制御手段900
からの出力制御信号ＳＣ０，ＳＣ１により信号処理手段
100 からの出力信号の周波数特性を補正、出力する。一
方、モード切換手段910 によりテストモードが選ばれな
かった場合には、制御手段900 は制御信号ＳＣ０，ＳＣ
１を“０，０”にし、周波数特性を補正せずにミューテ
ィング手段300 によるミュートを解除する。
【００１９】もし、以前にユーザがセッティングしてお
いた制御データＳＣ０，ＳＣ１があるとすれば、その制
御信号を周波数特性補正手段200 へ出力し周波数特性を
補正し、ミューティング手段300 によるミュートを解除
する。ミュートが解除されると信号処理手段により処理
されたオーディオ信号は、周波数特性補正手段200 によ
り周波数特性が補正され、ミューティング手段300 とス
イッチング手段500 を通過し出力手段600 で音声信号と
して再生される。
【００２０】図４において、210 は、制御手段の制御信
号ＳＣ０，ＳＣ１により利得値を設定する利得設定手段
で、上記利得設定手段210 により入力される信号Ｓｉの
高周波数部分の利得を調整する利得調整手段である。従
って、制御入力端ＣＮＴ０，ＣＮＴ１に“０，０”状態
の制御信号が入力されると、トランジスタＱ０，Ｑ１は
すべてオフされる。これがオフされると、演算増幅手段
ＯＰ１は、バッファを動作し入力音信号Ｓｉを利得調整
なしに（Ｇａｉｎ＝１）出力Ｓ０することになる。制御
入力端ＣＮＴ０，ＣＮＴ１に“１，０”状態の制御信号
が入力されると、利得設定手段210 のトランジスタＱ０
はオンされ、トランジスタＱ１はオフされる。このオ
ン、オフにより入力音信号Ｓｉは抵抗Ｒ０，Ｒ２とキャ
パシタＣ０により設定される演算増幅手段ＯＰ１で利得
調整され周波数特性が補正される。
【００２１】つまり、演算増幅手段ＯＰ１では下記式１
の如く利得ＡＶ調整される。
【００２２】
【数３】
【００２３】制御入力端ＣＮＴ０，ＣＮＴ１に“０，
１”状態の制御信号が入力されると、利得設定手段210
のトランジスタＱ０はオフされ、トランジスタＱ１はオ
ンされる。このオフ、オンにより入力音信号Ｓｉは抵抗
Ｒ１，Ｒ２とキャパシタＣ１により設定される演算増幅
手段ＯＰ１で利得調整され周波数特性が補正される。つ
まり、演算増幅手段ＯＰ１では下記式２の如く利得ＡＶ
調整される。
【００２４】
【数４】
【００２５】このように、周波数特性補正手段200 は制
御信号により音信号Ｓｉ利得を調整し、周波数特性を補
正する。図５において、６ａは、制御入力端ＣＮＴ０，
ＣＮＴ１に“０，０”状態の制御信号が入力され、利得
設定手段220 の演算増幅手段ＯＰ１がバッファで動作時
の特性図で、全帯域で利得ＡＶが“１”である。６ｂ
は、制御入力端ＣＮＴ０，ＣＮＴ１に“１，０”状態の
制御信号が入力され、利得設定手段210 のトランジスタ
Ｑ０はオンされ、トランジスタＱ１はオフされるときの
周波数特性図である。トランジスタＱ０，Ｑ１が夫々オ
ン、オフされると、入力音信号Ｓｉは前述式１により高
周波部分の利得ＡＶが増加、出力される。６ｃは、制御
入力端ＣＮＴ０，ＣＮＴ１に“０，１”状態の制御信号
が入力され、利得設定手段210 のトランジスタＱ０はオ
フされ、トランジスタＱ１はオンされたときの周波数特
性図である。
【００２６】トランジスタＱ０，Ｑ１が夫々オン、オフ
されると、入力音信号Ｓｉは前述式により高周波部分の
利得ＡＶが増加、出力される。ここで、増加される利得
ＡＶは障害物（又は視聴者）により歪まれる量を補いう
る値になるべく抵抗Ｒ０とキャパシタＣ０又は抵抗Ｒ１
とキャパシタＣ１値を設定、調整する。
【００２７】図６における図３の制御手段900 で行われ
る特性補正方法は、テストモード時音声ラインをミュー
トさせた後テスト信号を生ずる第１過程と、元のテスト
信号と聴取空間を通過したテスト信号とのレベル差を演
算する第２過程と、演算されたレベル差により周波数特
性を補正し、音声信号再生モードに切換えて音声ライン
ミュートを解除し、周波数特性の補正された再生信号を
出力する第３過程とからなる。
【００２８】次に、これを更に詳述する。図６におい
て、まず電源が印加されると制御手段900 は制御信号を
出力し音声ラインをミューティングさせるラインミュー
ティング段階Ｓ100 を行う。ラインミューティング後、
モード状態をチェックするモード状態チェック段階Ｓ11
0 を行い、テストモードの選択可否を確かめる。その結
果、テストモードが選ばれると、テストモードにモード
を切換えるモード切換段階Ｓ120 を行う。その後、一定
時間中テスト信号を出力するテスト信号発生段階Ｓ130
を行う。その後、元のテスト信号と聴取空間通過の反射
テスト信号の入力を受けてレベル差を演算するレベル差
演算段階Ｓ140 を行う。以後、上記演算されたレベル差
に該当する制御データをルックアップテーブルから読出
すレベルデータ読出段階Ｓ150 を行った後、読出された
レベルデータに該当する制御データを出力、周波数特性
を補正する周波数特性補正段階Ｓ160 を行う。その後、
モード状態を音声信号再生モードにモードを切換えるモ
ード切換段階Ｓ170 を行った後、音声ラインミュートを
解除するミューティング解除段階Ｓ180 を行う。
【００２９】もし、モード状態チェック段階Ｓ110 でテ
ストモードが選ばれずに音声信号モードが選ばれたとす
ると、周波数特性を補正しないか、ユーザがセッティン
グしておいた制御データにより周波数特性を補正するノ
ーマル周波数特性補正段階Ｓ210 を行う。その後、モー
ド状態を音声信号再生モードにモード切換え、音声ライ
ンミュートを解除させるミューティング段階Ｓ220 を行
うと、入力信号は周波数特性が補正された後に出力され
た聴取空間の障害物に係りなく正常再生音が聞き取られ
ることになる。
【００３０】
【発明の効果】上述の如く、本発明による装置及び方法
は、テスト信号を生ぜしめて聴取空間の通過後、通過し
た反射テスト信号と元のテスト信号とを比べ、障害物に
よるレベル差を演算し、レベル差により再生される音声
信号の周波数特性の補正によって、正常の再生音声を聞
き取り得る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】(A) は障害物の少ない場合の聴取空間例示図、
(B) は障害物の多い場合の聴取空間例示図である。
【図２】聴取空間状態による周波数特性図である。
【図３】装置の回路図である。
【図４】図３の周波数特性補正手段の具体的回路図であ
る。
【図５】補正周波数特性図である。
【図６】補正方法のフローチャートである。
【符号の説明】
100 オーディオ信号処理手段 200 周波数特性補正手段 300 ミューティング手段 400 テスト信号発生手段 500 スイッチング手段 600 出力手段 700 テスト信号処理手段 800 反射信号処理手段 810 反射信号受信手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 テストモード時音声ラインをミュートさ
    せた後、テスト信号を生ずる第１過程と、元のテスト信
    号と聴取空間を通過したテスト信号とのレベル差を演算
    する第２過程と、演算されたレベル差により周波数特性
    を補正し、音声信号再生モードに切換えて音声ラインミ
    ュートを解除し、周波数特性の補正された再生信号を出
    力する第３過程とからなることを特徴とする聴取空間適
    応周波数特性補正方法。
  2. 【請求項２】 上記第１過程は、音声ラインをミューテ
    ィングさせるラインミューティング段階と、ラインのミ
    ューティング後、モード状態がテストであるかをチェッ
    クするモード状態チェック段階と、モード状態チェック
    結果テストモードが選ばれたとすると、モード状態をテ
    ストモードに切換えるモード切換え段階と、モード切換
    え段階後テスト信号を出力するテスト信号発生段階とよ
    りなることを特徴とする請求項１記載の聴取空間適応周
    波数特性補正方法。
  3. 【請求項３】 上記第３過程は、元のテスト信号と聴取
    空間を通過した反射テスト信号の入力を受けてレベル差
    を演算するレベル差演算段階で演算されたレベル差に該
    当する制御データをルックアップテーブルから読出すレ
    ベルデータ読出段階と、上記読出されたレベルデータに
    該当する制御データを出力し周波数特性を補正する周波
    数補正段階と、周波数特性補正段階を行った後、モード
    状態を音声信号再生モードに切換える切換段階と、音声
    ラインのミュートを解除し周波数特性の補正された再生
    信号を出力するミューティング解除段階とからなること
    を特徴とする請求項１記載の聴取空間適応周波数特性補
    正方法。
  4. 【請求項４】 信号処理手段で処理されて入力される信
    号周波数特性を補正する周波数特性補正手段と、周波数
    特性補正手段から出力される信号をミューティングさせ
    るミューティング手段と、テスト信号を生ずるテスト信
    号発生手段と、ミューティング手段を通して入力される
    周波数特性補正手段の出力とテスト信号発生手段で生じ
    るテスト信号を選んで出力するスイッチング手段と、ス
    イッチング手段から選択出力される信号を増幅する出力
    手段と、テスト信号発生手段から出力されるテスト信号
    を処理するテスト信号処理手段と、出力手段から出力後
    聴取空間を通過した反射信号を入力して増幅する反射信
    号受信手段と、反射信号受信手段を通して入力される反
    射信号を処理する反射信号処理手段と、テスト信号処理
    手段と反射信号処理手段から出力されるテスト信号と反
    射信号を比べ、その結果による制御信号を周波数特性補
    正手段に出力することにより、障害物により歪む周波数
    特性を補正し、モード選択によりテストモードが選ばれ
    ると、ミューティング手段に制御信号を出力し入力信号
    をミュートさせてスイッチング手段を制御し、テスト信
    号又は入力信号を選択出力するべく制御する制御手段と
    から構成されたことを特徴とする聴取空間適応周波数特
    性補正装置。
  5. 【請求項５】 上記周波数特性補正手段は、制御手段の
    制御信号により利得値を設定する利得設定手段と、上記
    利得値により入力される信号の高周波数部分の利得を調
    整する利得調整手段とから構成されたことを特徴とする
    請求項４記載の聴取空間適応周波数特性補正装置。
  6. 【請求項６】 上記テスト信号処理手段は、テスト信号
    発生手段から出力されるテスト信号を所定時間遅延する
    遅延手段と、遅延手段で所定時間遅延のテスト信号を整
    流する第１整流手段と、上記整流されたテスト信号をデ
    ィジタル信号に変換する第１ＡＤＣ手段とから構成され
    たことを特徴とする請求項４記載の聴取空間適応周波数
    特性補正装置。
  7. 【請求項７】 上記反射信号処理手段は、反射信号を整
    流する第２整流手段と、第２整流手段で整流された反射
    信号をディジタル信号に変換する第２ＡＤＣ手段とから
    構成されたことを特徴とする請求項４記載の聴取空間適
    応周波数特性補正装置。
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