JPH02309800A - 音場制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、音響信号の再生を行なうリスニングルームの
音場特性を測定し、測定結果に応じて再生信号に補正処
理を施す音場制御装置に関するものである。

従来の技術 近年、音響分野においては、原音再生から原音場再生へ
と技術動向が変化しつつあり、コンサートホールなどの
音場を再生する音場制御装置が開発されている。

従来の技術としては、たとえば特開昭８１−２５７０９
９号公報に示されている音響制御装置がある。

以下、図面を参照しながら従来の音場制御装置について
説明する。

第１１図は、従来の音場制御装置の構成を示すブロック
図である。第１１図において、１１０１はオーディオ信
号入力端子、１１０２は信号処理装置、１１０３，１１
０４，１１０５．１１０６は信号処理装置１１０２で処
理された信号を再生するスピーカ、１１０７は信号を再
生するリスニングルームである。

以上のように構成された従来の音場制御装置について、
以下その動作について′説明する。

オーディオ信号入力端子１１０１から入力されたオーデ
ィオ信号は、信号処理装置１１０２で処理される。処理
内容については後で詳述する。信号処理装置１１０２で
処理された信号は、リスニングルーム１１０７のあらか
じめ決められた位置に配置されたスピーカ１１０３，１
１０４，１１０５゜１１０８により再生される。受聴者
は、リスニングルーム１１０７のあらかじめ決められた
位置において再生された音場を聴くことができる。

オーディオ信号入力端子１１０１から入力されたオーデ
ィオ信号は、通常２チヤンネルである。

また、本従来例では、信号処理装置１１０２で処理され
た信号は４チヤンネルになっている。しかし、処理によ
っては、出力チャンネル数は、４チヤンネル以上あるい
は以下になることもある。

信号処理装置１１０２が行なう処理について説明する。

入力信号をＸ　ｔ　＋　Ｘ’、出力信号をｙ＋　ｔ　７
２１’！ｚ、’！ａとすると、入力信号と出力信号とは
（１１−１）式の関係がある。

Ｙ＝Ｈ＊Ｘ　　　　　　　　　　　・・・（１１−１）
ここに Ｙ＝（ｙ鵞？　　　　　Ｙｅｓ　　　　　Ｖａｔ　　　
　”Ｉａ　　　　　）”　　　　　　・・・　（１１−
２）Ｘ　”　（ｘ＋＋　　Ｘ　２　）”　　　　　　　
　　　　・・・（１１−３）Ｈ”（Ｈｌ、　Ｈ２）　　
　　　　　　　　　　・・・（１１−４）Ｈ＋＝（ｂ＋
＋、ｈ＋２．ｂ＋ｉ、ｂ＋４）”　　　・・・（１１−
５）Ｈ２＝（ｂ２＋、ｈａａ、ｈａａ、ｈａ４）”　　
　・・・（１１−８）ただし、　′＊”は畳込みを、（
１１−５）式、（１１−６）式のｈＩＪはｊチャンネル
に出力されるｉチャンネルの信号に畳み込むインパルス
応答をしめす。

畳み込むインパルス応答ｈ１は、実際のコンサートホー
ルでの測定や、コンサートホールの形状をもとにした計
算機シミュレーションから決定される。ハードウェアで
実現する場合には、たとえば。

ｈ＋１を初期反射音と残響音とに分けて、それぞれをＦ
ＩＲフィルタとＩＩＲオールパスフィルタによる残響発
生器とに担当させる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の構成では、再生音がスピーカから
受聴位置に到達するまでにリスニングルームの特性が畳
み込まれてしまい、音場が正しく再生されないという問
題点がある。

本発明は、このような従来の音場制御装置の問題点に鑑
みてなされたものであって、リスニングルームに固有の
音場特性を分析し、それによって自動的に補正を行うこ
とにより任意の音場を再現できるようにすることを技術
的課題とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の音場制御装置は、再
生する音場データに従って入力信号を処理する第１の信
号処理装置と、リスニングルームの音場特性に応じて前
記第１の信号処理装置の出力信号を処理する第２の信号
処理装置と、測定信号発生装置と、前記第２の信号処理
装置の出力信号と前記測定信号発生装置の出力信号とを
切り替える切り替え器と、前記切り替え器の出力信号を
再生するスピーカと、前記スピーカの再生音を受音位置
で収音するマイクロホンと、前記マイクロホンの出力か
らリスニングルームの音場を分析し補正情報を前記第２
の信号処理装置へ出力する室音場分析装置とで構成され
る。

作用 本発明は、上記の構成により、測定信号発生装置が発生
させる測定信号によりリスニングルームの音場特性を測
定する。そして室音場分析装置で室音場を分析し、その
結果に応じて第２の信号処理装置により再生音に補正を
加える。このため、リスニングルームの音場特性によら
ず第１の信号処理装置で処理した音場がそのまま再生で
きる。

実施例 以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施例にお
ける音場制御装置について説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例の音場制御装置の構成
を示すブロック図である。第１図において、１０１はオ
ーディオ信号入力端子、１０２は再生する音場データに
従って入力信号を処理する第１の信号処理装置、１０３
はリスニングルーム１０６の音場特性測定結果に応じて
第１の信号処理装置１０２の出力信号を処理する第２の
信号処理装置、１０４は測定信号発生装置、１０５は第
２の信号処理装置１０３の出力信号と測定信号発生装置
１０４の出力信号とを切り替える切り替え器、１０６は
リスニングルーム、１０７はリスニングルーム１０６内
の決められた位置に配置され、切り替え器１０５の出力
信号を再生するスピーカ、１０８はスピーカ１０７の再
生音をリスニングルーム１０６内の受音位置で収音する
マイクロホン、１０９はマイクロホン１０８の出力から
リスニングルーム１０６の音場を分析し、補正情報を第
２の信号処理装置１０３へ出力する室音場分析装置であ
る。

以上のように構成された本発明の第１の実施例における
音場制御装置について、以下その動作について説明する
。

オーディオ信号入力端子１０１から入力されたオーディ
オ信号は、第１の信号処理装置１０２で処理される。第
１の信号処理装置１０２での処理は、従来例における信
号処理装置１１０２の処理と同じである。第１の信号処
理装置１０２の出力信号は、第２の信号処理装置１０３
でリスニングルーム１０６の音場特性測定結果に応じて
受聴点においてリスニングルーム１０８の音場特性に影
響されない音場が再生されるように処理される。

第２の信号処理装置１０３での処理内容については第２
の実施例以下で詳しく述べる。

測定信号発生装置１０４は、リスニングルーム１０Ｂの
音場を測定するための測定信号を発生する。測定信号は
、たとえばインパルス、白色雑音。

周波数掃引信号などのような可聴帯域内のすべての周波
数成分を含んだ信号である必要がある。

切り替え器１０５は、通常のオーディオ信号再生時には
第２の信号処理装置１０３の出力信号を、リスニングル
ーム１０６の音場を測定する時には測定信号発生装置１
０４の出力信号を切り替えて出力する。

切り替え器１０５から出力された信号は、リスニングル
ーム１０６のあらかじめ決められた位置に配置されたス
ピーカ１０７により再生される。

通常の゛オーディオ信号再生時には、受聴者は、リスニ
ングルーム１０Ｅ３のあらかじめ決められた受聴位置に
詔いて再生された音場を聴くことができる。また、リス
ニングルーム１０６の音場を測定する時には、あらかじ
め決められた受聴位置にマイクロホン１０８を設置し、
スピーカ１０７により再生された測定信号を収音する。

マイクロホン１０８で収音された測定信号は室音場分析
装置１０９で分析され、その結果得られた補正情報は第
２の信号処理装置１０３へ出力される。室音場分析装置
１０９での分析、および分析結果の補正情報への変換に
ついては第２の実施例以下で詳しく述べる。

以上のように本実施例によれば、測定信号発生装置１０
４．スピーカ１０７．マイクロホン１０８゜室音場分析
装置１０９によりリスニングルーム１０Ｅｉの音場を分
析し、第２の信号処理装置１０３で、受聴点においてリ
スニングルーム１０６の音場特性に影響されない音場が
再生されるように処理する。よって、受聴点において、
信号処理装置１０３で処理した通りの音場が再生される
。

以下、図面を参照しながら、本発明の第２の実施例にお
ける音場制御装置について説明する。

第２図は、本発明の第２の実施例の音場制御装置におけ
る室音場分析装置と第２の信号処理装置との構成を示す
ブロック図である。

第２図において、２０１はインパルス応答計測手段、２
０２は逆特性計算手段、２０３はＦＩＲフィルタである
。第２の実施例は、第１の実施例の室音場分析装置１０
９と第２の信号処理装置１０３を第２図の室音場分析装
置と第２の信号処理装置で実現したものである。したが
って、第２図以外の部分は第１の実施例と同じである。

以上のように構成された第２の実施例の音場制御装置に
おける室音場分析装置構成と第２の信号処理装置につい
て、以下その動作について説明すインパルス応答計測手
段２０１は、スピーカ１０７とマイクロホン１０８との
間のインパルス応答り、、（ｔ）を計測する。インパル
ス応答の計測にはいろいろな方法がある。たとえば、測
定信号発生装置１０４で測定信号としてインパルスを発
生させ、スピーカ１０７で再生し、マイクロホン１０８
で収音する。インパルス応答計測手段２０１は、測定信
号発生装置１０４がインパルスを発生させたタイミング
でマイクロホン１０８からの信号を取り込めば、これが
スピーカ１０７とマイクロホン１０８との間のインパル
ス応答り、、（ｔ）である。

この方法ではインパルス応答のＳＮ比を大きくするため
に同期加算を行なうこともある。

逆特性計算手段２０２はインパルス応答り、。

（１）から逆特性ｈ＋（ｔ）を計算する。インパルス応
答ｈｓｓ（ｔ）と逆特性ｈ＋（ｔ）とは（２−１）式の
関係がある。

δ（ｔ）”ｈ＋（ｔ）＊ｈ□（１）　　　　・・・（２
−１）ここで、δ（１）はデルタ関数を表わす。（２−
１）式から、逆特性ｈ＋（ｔ）は（２−２）式であたえ
られることがわかる。

ｈ＋（ｔ　）＝Ｆ−１［１／Ｆ’ｃｈ□（１）］］・・
・（２−２）ただし、Ｆ〔］はフーリエ変換を、Ｆ−１
［：］は逆フーリエ変換を示す。

ＦＩＲフィルタ２０３は逆特性ｈ＋（ｔ）と第１の信号
処理装置１０２の出力信号との畳込みを行なう。第１の
信号処理装置１０２の出力信号をｙ。

（１）とすれば受音位置での信号ｙ、（ｔ　）は（２−
３）式で表わされる。

Ｙｒ（ｔ）＝Ｙ＋（ｔ）＊ｈ＋（ｔ）木り、、（ｔ）＝
ｙ＋（ｔ）　　　　　　　　　・・・（２−３）すなわ
ち、受音位置での信号ｙ、（ｔ　）は第１の信号処理装
置１０２の出力信号）’＋（ｔ）と同じであり、リスニ
ングルーム１０６の音場特性に影響されない音場が再生
されることになる。

以上のように第２の実施例によれば、ＦＩＲフィルタ２
０３で第１の信号処理装置１０２の出力信号ｙ＋（ｔ　
）に逆特性ｈ＋（ｔ）を畳み込むことにより受音位置に
おいて、リスニングルーム１０６の影響を除去すること
ができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の第３の実施例にお
ける音場制御装置について説明する。

第３図は、本発明の第３の実施例の音場制御装置におけ
る室音場分析装置と第２の信号処理装置との構成を示す
ブロック図である。

第３図において、３０１はインパルス応答計測手段、３
０２は反射波抽出手段、３０３は打ち消しパルス計算手
段、３０４はＦＩＲフィルタである。第３の実施例は、
第１の実施例の室音場分析装置と第２の信号処理装置を
第３図の室音場分析装置と第２の信号処理装置で実現し
たものである。

したがって、第３図以外の部分は第１の実施例と同じで
ある。

以上のように構成された第３の実施例の音場制御装置に
おける室音場分析装置と第２の信号処理装置について、
以下その動作について説明する。

インパルス応答計測手段３０１は、スピーカ１０７とマ
イクロホン１０８との間のインパルス応答り、、（ｔ）
を計測する。これは、第２の実施例と同じである。

反射波抽出手段３０２はインパルス応答ｈ□（１）から
反射波を抽出する。第４図に、実際のリスニングルーム
でのインパルス応答の一例をしめす。第４図から分かる
ようにインパルス応答には直接波ｄといくつかの大きな
反射波ｒ＋（ｉ＝Ｌ２・・・ｎ）が含まれている。そこ
で、インパルス応答計測手段３０１では、直接波ｄの振
幅Ａａとｎ個の反射波ｒ＋の振幅Ａｔ　（１＝　Ｌ　　
２”・ｎＬ　　直接波ｄに対する遅延時間Ｔ＋（ｉ＝Ｌ
２・・・ｎ）を求める。

打ち消しパルス計算手段３０３は直接波ｄの振幅Ａｄと
ｎ個の反射波ｒ＋の振幅Ａ１１　　直接波ｄに対する遅
延時間Ｔ＋からＦＩＲフィルタ３０４の係数を決める。

ＦＩＲフィルタの伝達関数Ｈ（ｚ）は（３−１）式で与
えられる。

Ｈ（ｚ）＝１−Σ［（Ａ　＋／Ａａ）・ｚ−”しｒ−］
−（３−１）１６ま ただしｆｓはインパルス応答を計測するときのサンプリ
ング周波数である。

ＦＩＲフィルタ３０４は（３−１）式の伝達関数に従い
第１の信号処理装置１０２の出力信号ｙ１（１）を処理
する。

以上のように第３の実施例によれば、ＦＩＲフィルタ３
０４で第１の信号処理装置１０２の出力信号３’＋（ｔ
　）を（３−１）式の伝達関数で処理することにより、
受聴位置においてｎ個の反射波ｒ１の逆相の直接音をつ
くり出すことができる。したがって、ｎ個の反射波ｒ１
を逆相の直接音によって打ち消すことができ、リスニン
グルーム１０Ｂの影響が緩和される。

以下、図面を参照しながら、本発明の第４の実施例にお
ける音場制御装置について説明する。

第５図は、本発明の第４の実施例の音場制御装置におけ
る室音場分析装置と第２の信号処理装置との構成を示す
ブロック図である。

第５図において、５０１はインパルス応答計測手段、５
０２は反射波抽出手段、５０３はフィルタ係数計算手段
、５０４はフィルタである。第４の実施例は、第１の実
施例の室音場分析装置と第２の信号処理装置を第５図の
室音場分析装置と第２の信号処理装置で実現したもので
ある。したがって、第５図以外の部分は第１の実施例と
同じである。

以上のように構成された第４の実施例の音場制御装置に
おける室音場分析装置と第２の信号処理装置について、
以下その動作について説明する。

インパルス応答計測手段５０１は、スピーカ１０７とマ
イクロホン１０８との間のインパルス応答り、、（ｔ）
を計測する。反射波抽出手段５０２はインパルス応答り
、、（ｔ）から、直接波ｄの振幅Ａ、とｎ個の反射波ｒ
＋（ｉ＝１・”ｎ）の振幅Ａ＋＋　　直接波ｄに対する
遅延時間Ｔ１を求める。インパルス応答計測手段５０１
と反射波抽出手段５０２とは、第３の実施例と同じであ
る。

フィルタ係数計算手段５０３は直接波ｄの振幅Ａｄとｎ
個の反射波ｒ＋の振幅Ａｔ、　　直接波ｄに対する遅延
時間Ｔ、からフィルタ５０４の係数を決める。

フィルタ５０４の係数の決め方について説明する。反射
波が１個の場合について説明する。第６（ａ）図に直接
波ｄと１個の反射？ＩＬｒがあるイン／Ｘｌｌルス応答
を、第６（ｂ）図に、その振幅周波数特性を示す。直接
波ｄの振幅をＡ　ｄｌ　　反射波ｒの振幅をＡｒＮ　　
直接波ｄに対する遅延時間をＴ、とすれば、伝達関数Ｈ
（ｚ）は（５−１）式で表わされる。

Ｈ（ｚ　）”　１　＋　（Ａ　ｒ／　Ａｄ）・Ｚ−””
場　−（５−１）ただしｆｓはインパルス応答を計測す
るときのサンブリ゛ング周波数である。（５−１）式か
ら振幅周波数特性Ａ（ｆ）を求めると（５−２）式とな
る。

Ａ（ｆ　）＝［１＋２（Ａ　ｒ／Ａｄ）ｃｏｓ（２πｆ
　Ｔ　ｒ　）＋　（Ａ　ｒ　／　Ａ　ａ　）２）　”　
”　　　　　・・・（５−２）よって、振幅周波数特性
のディップ周波数ｆ４は（２ｍ＋１）／２Ｔ、１　（ｍ
＝１．　２．”・）であり、その時の振幅は１−（Ａ、
／Ａｍ）　　となる。この振幅周波数特性のディップを
フィルタ５０４で埋める。

ディップ周波数ｆ、の両側で、振幅がディップ周波数ｆ
ａにおける値に比べて３ｄＢ以下である周波数帯域幅を
Δｆとすれば、ディップ周波数ｆａに対する補正フィル
タは、たとえば（５−３）式で表わされるフィルタが使
える。

Ｈ（ｚ）＝（ａ＋ｂｚ−’＋ｃｚ−２）／（１−ｄ；ｒ
’−ｅｚ−’）　　　　　　　　　・・・（５−３）（
５−３）式の係数は、（５−４）式〜（５−１２）式で
与えられる。

ａ：（１＋（１＋Ｋ）πｆ、／ｆｓＱ ＋（πｆ、／ｆｓ）２）／Ｓ　　　　　　　　・−（５
−４）ｂ：［−２（１（πｆ、／ｆｓ）”）］／Ｓ　　
　　　・・・（５−５）ｃ：（１−（１＋Ｋ）πｆ、／
ｆｓＱ ＋（ｙｒ　ｆ、／ｆｓ）２）／Ｓ　　　　　　　　・・
・（５−８）ｄ：２（１−（πｆ、／ｆｓ）２）／Ｓ　
　　　　　　・・・（５−７）ｅ＝（−１＋ｙｒｆ、／
ｆｓＱ−（πｆ、＃ｓ）Ｊ／Ｓ　　＝（５−８）Ｓ：［
１＋πｆａ＃ｓＱ”　（πｆ−／ｆｓ）ｌ）　　　・・
・（５−９）ｆ、＝ｆｓ＃ｒ　ｔａｎ（πｆ＋／ｆｓ）
　　　　　　ｕｓｅ　（５−１０）Ｑ：ｆａ／Δｆ　　
　　　　　　　　　　・・・（５−１１）Ｋ＝（Ａ−／
Ａｄ）／［１−（Ａ−／Ａｉ　）ｌ　　　　　　・・・
（５−１２）フィルタ５０４は（５−３）式の伝達関数
に従い第１の信号処理装置１０２の出力信号７＋（ｔ）
を処理する。

反射波ｒのつくり出す振幅周波数特性のディップは複数
個ある。複数個の振幅周波数特性のディップを埋めるに
は（５−３）式の伝達関数によるフィルタを直列につな
げばよい。しかし、ディップ周波数ｆ４が高（なるとｆ
４で正規化したディップの幅が狭くなり聴感上影響が小
さくなる。したがって、すべてのディップを埋める必要
はなく、ある周波数以下のものを対象にすればよい。

以上のように第４の実施例によれば、フィルタ５０４で
第１の信号処理装置１０２の出力信号Ｙ＋（ｔ　）を（
５−３）式の伝達関数で処理することにより、受聴位置
において反射波ｒのつくり出す振幅周波数特性のディッ
プを埋めことができ、リスニングルーム１０６の影響が
緩和される。

以下、図面を参照しながら、本発明の第５の実施例にお
ける音場制御装置について説明する。

第７図は、本発明の第５の実施例の音場制御装置におけ
る室音場分析装置と第２の信号処理装置との構成を示す
ブロック図である。

第７図において、７０１は残響時間計測手段、７０２は
利得計算手段、７０３はフィルタである。

第５の実施例は、第１の実施例の室音場分析装置と第２
の信号処理装置を第７図の室音場分析装置と第２の信号
処理装置で実現したものである。したがって、第７図以
外の部分は第１の実施例と同じである。

以上のように構成された第５の実施例の音場制御装置に
おける室音場分析装置と第２の信号処理装置について、
以下その動作について説明する。

残響時間計測手段７０１は、リスニングルーム１０６の
残響時間を計測する。残響時間の計測にはいろいろな方
法がある。たとえば、測定信号発生装置１０４で測定信
号として白色雑音を発生させ、スピーカ１０７で再生し
、マイクロホン１０８で収音する。残響時間計測手段７
０１は、測定信号発生装置１０４が白色雑音を発生させ
た後マイクロホン１０８からの信号を観測し、定常状態
になるのを待つ。定常状態になったあと、白色雑音の出
力を停止し、マイクロホン１０８からの信号が定常状態
から８０ｄＢ減衰するまでの時間が残響時間Ｔ＠ｌＩで
ある。

利得計算手段７０２は残響時間Ｔ　ｓ　＠から、第２の
信号処理装置１０３の利得を計算する。リスニングルー
ム１０６が拡散音場であるとすれば平均エネルギー密度
Ｅ′、ｌ！−音源のパワーＷは（７−１）式の関係があ
る。

Ｗ＝ｃＥａ／４　　　　　　　　　　・・・（７−１）
ここで、Ｃは音速、ａはリスニングルーム１０６の吸音
力である。一方、残響時間Ｔｅｓは（７−２＞式で表わ
される。

Ｔａａ＝ＫＶ／ａ　　　　　　　　　　　　・・・（７
２）ココテ、Ｋ　ハ定数（室ｆｆ１２０度で０．１６１
）、■はリスニングルーム１０６の容積である。したが
って、残響時間Ｔａｓに関わらず平均エネルギー密度Ｅ
が一定になるためには音源のパワーＷを（７−・３）式
の様に決めればよい。

Ｗ＝　Ｅ　ｃ　Ｋ　Ｖ／　４　Ｔｓ＠”（７３）音源の
パワーＷは音源の振幅の２乗に比例する。

平均的なリスニングルームの残響時間Ｔ６１．を決めて
おけば、観測した残響時間Ｔ６゜をもとに利得Ａを（７
−４）式のように決められる。

Ａ＝（ＢＥｃＫＶ／４Ｔｓｓｓ　）”’／（Ｔｓ＠）”
２・・・（７−４）ここで、Ｂは音響インピーダンスに
よって決まる定数である。よって、フィルタ７０３では
、第１の信号処理装置１０２の出力信号ｙ＋（ｔ）にＡ
を掛けて出力すればよい。第８図に残響時間Ｔａｇと利
得Ａとの関係の１例を示す。第１０図では、Ｔｅ１Ｉ＝
０．４［ｓコのときを基準とし、このときにＡ＝１．０
となるようにした。

以上のように第５の実施例によれば、フィルタ７０３で
第１の信号処理装置１０２の出力信号ｙ１（１）をＡ倍
することにより、リスニングルーム１０６の残響時間に
関わりなく、平均エネルギー密度Ｅを一定にすることが
できる。

、　以下、図面を参照しながら、本発明の第６の実施例
における音場制御装置について説明する。

第９図は、本発明の第６の実施例の音場制御装置におけ
る反射波抽出手段の構成を示すブロック図である。

第９図において、９０１は直接波抽出手段、９０２は閾
値計算手段、９０３は反射波抽出手段である。第６の実
施例は、第３の実施例または第４の実施例の反射波抽出
手段を第９図の反射波抽出手段で実現したものである。

したがって、第９図以外の部分は第３の実施例または第
４の実施例と同じである。

以上のように構成された第６の実施例の音場制御装置に
おける反射波抽出手段について、以下その動作について
説明する。

直接波抽出手段９０１は、インパルス応答ｈ　ｆｉｌｌ
（１）から直接波を抽出する。第４図に示した実際のリ
スニングルームでのインパルス応答の一例から分かるよ
うにインパルス応答中の最大値が直接波ｄである。

ところで、第４図の直接波ｄの直後には波形の乱れがあ
る。これはスピーカの特性によるものであり、反射波で
はない。観測されるインパルス応答中の直接波ｄの直後
には波形の乱れがあるため、直接波ｄの直後’ｒｐ　［
ｓ１間は除いて反射波を捜さなければならない。Ｔｐを
大きく取れば、スピーカの特性による波形の乱れの影響
は避けられるが、本当の反射波まで除いてしまう可能性
もある。

そこで、閾値計算手段９０２はスピーカ１０７からイン
パルスが放射されてからマイクロホン１０８に到達する
までの遅延時間ＴｄをもとにＴｐの値を変える。

遅延時間ＴｄとＴｐとの関係について考える。

まず、スピーカ１０７とマイクロホン１０８の水平距離
ｌとＴｐとの関係について考える。スピーカ１０７の高
さをｈｓ、マイクロホン１０８の高さをｈ　ｍｓ　　両
者の水平距離を１とすると、直接波と反射率ｒの床で１
回反射された反射波との遅延時間Ｔｒ１　振幅比Ａｒ／
Ａｄは（９−１）、（９−２）式で与えられる。

Ｔｒ”［（（ｈｓ＋ｈ＠）ｅ＋１ｇ）＋′ａ−（（ｈｓ
−ｈｍ）”＋１”　）’　１２）／ｃ　　　　　　　　
　・・・（９−１）Ａｒ／Ａｄ＝（ｒ（（ｈｓ−ｈａ）
’＋１”　）／（（ｈｓ＋ｈｍ）”＋　１　２））””
　　　　　　　　　　＝（９−２）ここで、ｈｓ、’ｈ
ｍが受聴者の耳の高さでほぼ等しく一定と見なせるとす
れば遅延時間Ｔｒ１　振幅比Ａ　ｒ　／　Ａ　ｄはｌの
関数として扱える。第１０図に１と遅延時間Ｔｒ１　振
幅比Ａｒ／Ａｄとの関係の１例を示す。第１０図は、ｈ
ｓ＝ｈｍ＝１［ｍコ、室温２０度、反射率ｒ＝１．０と
して計算したものである。第１０図から分かるように１
が短いときには遅延時間Ｔｒは長く、振幅比Ａｒ／Ａｄ
は小さい。反対に１が長いときには遅延時間Ｔｒは短く
、振幅比Ａｒ／Ａｄは大きい。すなわち、ｌが長ければ
Ｔｐを短く取り、ｌが短ければＴｐを長く取ればよい。

次に、スピーカ１０７とマイクロホン１０８の水平距１
ｕｌｌと遅延時間Ｔｄとの関係について考える。スピー
カ１０７からインパルスが放射されてからマイクロホン
１０８に到達するまでの遅延時間Ｔｄは（９−３）式で
与えられる。

Ｔｄ＝（（ｈｓ−ｔｕ＋）２＋１”　）””／ｃ　　　
　　　　＝　（９−３）ここで、ｈｓｔ　　ｈｍが受聴
者の耳の高さでほぼ等しとすれば、　ｌ＞＞　（ｈｓ−
ｈｍ）と見なせ、■は（９−４）式で表わされる。

１＝ｃＴｄ　　　　　　　　　　　　　−（９−４）し
たがって、遅延時間Ｔｄの観測値から１を推定し、ｌの
値に応じてＴｐを変化させればよい。

以上のように、第６の実施例によれば、直接波抽出手段
９０１でスピーカ１０７からインパルスが放射されてか
らマイクロホン１０８に到達するまでの遅延時間Ｔｄを
観測し、これをもとに閾値計算手段９０２でＴｐを変え
、反射波抽出手段９０３は直接波ｄの直後Ｔｐ［ｓ］間
を除いて反射波を捜す。このため、直接波ｄの直後の波
形の乱れの影響を受けずに反射波を捜すことができる。

なお、第１〜第６の実施例では、リスニングルームに供
給される信号のチャンネル数は特に限定していない。第
１〜第４の実施例に対しては、２チャンネル以上の信号
が供給される場合には各チャンネルごとに独立の補正処
理をする必要がある。

発明の効果 本発明の音場制御装置は、リスニングルームの音場特性
を測定しその結果に応じて再生音に補正を加えることが
できるため、リスニングルームの音場特性によらず第１
の信号処理装置によりつくられる音場がそのまま再生で
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の音場制御装置の構成を
示すブロック図、第２図は本発明の第２の実施例の音場
制御装置における基音場分析装置と第２の信号処理装置
との構成を示すブロック図、第３図は本発明の第３の実
施例の音場制御装置における基音場分析装置と第２の信
号処理装置との発明の第４の実施例の音場制御装置にお
ける基音はその振幅周波数特性図、第７図は本発明の第
５の実施例の音場制御装置における基音場分析装置と第
２の信号処理装置との構成を示すブロック図、第８図は
残響時間Ｔ　ｓ　ｓと音源の振幅Ａとの関係を示す図、
第９図は本発明の第６の実施例の音場制御装置における
反射波抽出手段の構成を示すブロック図、第１０図に１
と遅延時間Ｔ　ｒ　＋振幅比Ａｒ／Ａｄとの関係の１例
を示す図、第１１図は従来の音場制御装置の構成を示す
ブロック図である。 １０１．１１０１・・・オーディオ信号入力端子、１０
２・・・第１の信号処理装置、　　１０３・・・第２の
信号処理装置、　　１０４−・・測定信号発生装置、１
０５・・・切り替え器、　　１０６．１１０７・・・リ
スニングルーム、　　１０７．　１１０３，１１０４゜
１１０５、　１１０Ｅ３・・・スピーカ、　　１０８・
・・マイクロホン、　　１０９・・・基音場分析装置、
２０１．３０１，５０１・・・インパルス応答計測手段
、　　２０２・・・逆特性計算手段、２０３、　３０４
・・・ＦＩＲフィルタ、３０２．５０２．９０３・・・
反射波抽出手段、３０３・・・打ち消しパルス計算手段
、　　５０３−・・フィルタ係数計算手段、　　５０４
．７０３・・・フィルタ、　　７０１・・・残響時間計
測手段、　　７０２・・・利得計算手段、　　９０１・
・・直接波抽出手段、９０２・・・閾値計算手段、　　
１１０２・・・信号処理装置。 代理人の氏名　弁理士　粟野　重孝　はか１名第　２　
図 第　３　図 臂　　　　　　　　　　　　　ｆｆｌ　ｅ第　５ｒＩｌ 第６図 （α） Ｔ１　　　　　　時間 （ｂ） ０　　　　工　　　　　　　　　Ｌ　　　　　周ｗｔ贅
２ＴＰ　　　　２７゜ １７　図 第　８　図 嬉　９　図 拵１０図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）再生する音場データに従って入力信号を処理する
   第１の信号処理装置と、 測定の結果得られたリスニングルームの音場特性に応じ
   て前記第１の信号処理装置の出力信号を処理する第２の
   信号処理装置と、 リスニングルームの音場を測定するための測定信号発生
   装置と、 前記第２の信号処理装置の出力信号と前記測定信号発生
   装置の出力信号とを切り替える切り替え器と、 リスニングルーム内の決められた位置に配置され、前記
   切り替え器の出力信号を再生するスピーカと、 前記スピーカの再生音をリスニングルーム内の受音位置
   で収音するマイクロホンと、 前記マイクロホンの出力からリスニングルームの音場を
   分析し補正情報を前記第２の信号処理装置へ出力する室
   音場分析装置とで構成された音場制御装置。
2. （２）室音場分析装置をインパルス応答計測手段と、 逆伝達特性を計算する逆特性計算手段とで実現し、 第２の信号処理装置を逆伝達特性を畳み込むＦＩＲフィ
   ルタで実現する請求項１記載の音場制御装置。
3. （３）室音場分析装置をインパルス応答計測手段と、 インパルス応答から反射波の遅延時間と振幅を得る反射
   波抽出手段と、 反射波と同じ遅延時間・振幅で逆相の打ち消しパルスを
   計算する打ち消しパルス計算手段とで実現し、 第２の信号処理装置を打ち消しパルスを発生させるＦＩ
   Ｒフィルタで実現する請求項１記載の音場制御装置。
4. （４）室音場分析装置をインパルス応答計測手段と、 インパルス応答から反射波の遅延時間と振幅を得る反射
   波抽出手段と、 反射波の遅延時間、振幅から受音点における振幅周波数
   特性のディップを補正するフィルタの係数を計算するフ
   ィルタ係数計算手段とで実現し、第２の信号処理装置を
   振幅周波数特性のディップを補正するフィルタで実現す
   る請求項１記載の音場制御装置。
5. （５）室音場分析装置を残響時間計測手段と、残響時間
   に関わらずリスニングルームの平均エネルギー密度が一
   定値になる利得を計算する利得計算手段とで実現し、 第２の信号処理装置を利得で重み付けるフィルタで実現
   する特許請求第１項の音場制御装置。
6. （６）反射波抽出手段をインパルス応答から直接波の遅
   延時間を得る直接波抽出手段と、直接波到来時間直後の
   反射波探索から除外する時間長を求める閾値計算手段と
   、 直接波直後の反射波探索から除外する時間以降で反射波
   の遅延時間と振幅を得る反射波抽出手段とで実現する請
   求項３又は４記載の音場制御装置。