JPH11262081A - 遅延時間設定方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のスピーカが用いられている場合に、そ
れぞれのスピーカに対応した遅延時間の設定の手間を低
減するとともに、正確な遅延時間の設定を行うことがで
きる遅延時間設定方式を提供すること。 【解決手段】 高域用のスピーカ４０の前段にＨＰＦ３
０と遅延器１０が、中域用のスピーカ４２の前段にＢＰ
Ｆ３２と遅延器１２が、低域用のスピーカ４４の前段に
ＬＰＦ３４と遅延器１４がそれぞれ接続されている。遅
延時間測定用音源５０から所定の信号を出力し、スピー
カ４０〜４４のいずれかから放射された音波が聴取位置
のマイクロホン４６に到達するまでの遅延時間を遅延時
間算出・設定部５２によって算出する。また、この遅延
時間算出・設定部５２は、マイクロホン４６への音波の
到達タイミングが一致するように、各遅延器１０〜１４
の遅延時間を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のスピーカの
それぞれから複数チャンネルの音声を出力するオーディ
オシステムにおける遅延時間設定方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】オーディオ装置に用いられるスピーカ
は、可聴帯域の音声を均等に出力できることが好ましい
が、実際には１つのスピーカで全周波数帯域の音声を出
力することは困難であり、通常は周波数特性が異なる２
つあるいは３つのスピーカが組み合わされて使用され
る。例えば３つのスピーカを用いた場合には、高域用の
スピーカと中域用のスピーカと低域用のスピーカが組み
合わされる。

【０００３】ところで、これらの２つあるいは３つのス
ピーカのそれぞれからは、周波数帯域が異なるオーディ
オ信号に対応した音波が別々に放出されるが、聴取者が
違和感なく音楽を聴取するためには、聴取点における音
波の到達時間を一致させる必要がある。

【０００４】特に、車載用のオーディオシステムでは、
スピーカを設置するスペースの確保が容易ではないた
め、周波数特性が異なる複数のスピーカを同一場所に設
置することが困難な場合も多く、それぞれのスピーカを
別々の場所に設置することがある。このような場合に、
各スピーカから聴取点までの距離が異なると、各スピー
カから放射された音波が聴取点に到達する時間がずれて
しまい、再生音にひずみが生じるため、各スピーカの前
段に遅延器を挿入して各周波数成分の音波の到達時間を
一致させている。

【０００５】従来、これらの各遅延器の遅延時間は、ス
ピーカを設置する利用者自身が各スピーカから聴取位置
までの距離を算出し、この算出した値に基づいて行って
おり、各利用者間でスピーカの設置場所が大きく異なっ
ても、各スピーカから放射された音波が聴取位置に到達
する時間をほぼ一致させることができるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した遅
延器の遅延時間の設定は、利用者自身がスピーカから聴
取位置までの距離を算出するとともに、その結果をデジ
タルプロセッサによりスピーカシステム等に入力する必
要があるため、設定操作が煩雑であるという問題があ
る。

【０００７】また、実際にオーディオ装置からオーディ
オ信号が出力されてから、対応する各周波数成分の音波
が聴取位置に到達するまでの時間は、各スピーカから聴
取位置までの距離の差による相違だけでなく、各スピー
カにオーディオ信号が入力されてから音波が放射される
までの時間の相違も考慮すべきであるが、従来はこれが
考慮されておらず、正確な遅延時間の設定を行うことが
できなかった。例えば、低音用のスピーカは、中音用あ
るいは高音用のスピーカに比べて、オーディオ信号が入
力されてから実際に音波が放射されるまでに時間がかか
るため、低音用のスピーカの前段に接続された遅延器で
は、この時間差を差し引いて遅延時間を設定する必要が
ある。また、スピーカの設置位置によって、オーディオ
装置とスピーカとを接続する配線長が大きく変わる場合
にも遅延時間にばらつきが生じるが、このばらつき分を
考慮して各遅延器の遅延時間を設定しているわけではな
いため、正確な遅延時間の設定を行うことができなかっ
た。

【０００８】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、複数のスピーカが用いられ
ている場合に、それぞれのスピーカに対応した遅延時間
の設定の手間を低減するとともに、正確な遅延時間の設
定を行うことができる遅延時間設定方式を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の遅延時間設定方式では、聴取位置に集
音手段が設置されており、音響空間内に設置された複数
のスピーカのそれぞれに遅延時間測定用信号を入力して
実際に各スピーカから放射された音波を集音手段で検出
している。そして、この検出結果に基づいて、各スピー
カに遅延時間測定用信号が入力されてから対応する音波
が集音手段によって検出されるまでの遅延時間が遅延時
間算出手段によって算出され、この算出結果に基づい
て、各スピーカの前段に接続された遅延手段の各遅延時
間が遅延時間設定手段によって設定される。このよう
に、実際に遅延時間測定用信号を各スピーカに入力して
対応する音波を音響空間内に放射し、これを聴取位置の
集音手段で検出して遅延時間を実測し、この実測結果に
基づいて各遅延手段の遅延時間の設定を行っており、正
確な遅延時間の設定が可能になる。特に、各スピーカと
集音手段との距離の差だけでなく、スピーカの種類や配
線長の相違を加味した精度の高い遅延時間の設定が可能
となる。また、各遅延手段の遅延時間が自動的に設定さ
れるため、利用者が手動で各種の設定を行う必要がな
く、遅延時間の設定に要する手間を低減することができ
る。

【００１０】また、上述した遅延時間設定手段は、複数
のスピーカのそれぞれに対応して遅延時間算出手段によ
って算出された複数の遅延時間の中から最も長いものを
検索して、この最も長い遅延時間を基準としてその他の
遅延時間との差分を算出し、これらの差分値を各遅延手
段の遅延時間として設定することが好ましい。各スピー
カ毎に異なる集音手段までの音波の到達時間の差を各遅
延手段の遅延時間に反映させることができるため、各ス
ピーカから放射された音波の聴取位置での到達タイミン
グを正確に合わせることができる。

【００１１】また、上述した遅延時間算出手段は、遅延
時間測定用信号と集音手段の出力信号とが入力されてお
り、これら２つの信号の相互相関が最大となる時間に基
づいて遅延時間の算出を行うことが好ましい。スピーカ
から放射される音波は、スピーカから集音手段までの伝
搬特性によって波形が歪むが、相互相関が最も高い値を
有する音波を受信した時点が到達時間と考えられるた
め、相互相関の最大値を検出することにより、正確に集
音手段に音波が到達するまでの遅延時間を算出すること
ができる。

【００１２】また、遅延時間算出手段は、遅延時間測定
用信号と集音手段の出力信号とが入力されており、これ
ら２つの信号の誤差信号のパワーが最小となるように適
応等化処理を行う適応フィルタのフィルタ係数に基づい
て遅延時間の算出を行うことが好ましい。適応フィルタ
のフィルタ係数は、集音手段によって検出されるインパ
ルス応答を再現しているため、このフィルタ係数が最大
となる時間を検出することにより、正確に集音手段に音
波が到達するまでの遅延時間を算出することができる。

【００１３】特に、これらの遅延時間の算出を行う場合
には、遅延時間測定用信号としてホワイトノイズ信号を
用いることが好ましい。ホワイトノイズ信号には低域か
ら高域までの周波数成分が含まれており、周波数特性が
異なる数種類のスピーカを組み合わせて用いる場合に、
それぞれのスピーカから遅延時間測定用信号に対応した
音波を放射することができ、確実に遅延時間の算出を行
うことができる。

【００１４】また、遅延時間測定用信号としてタイムス
トレッチドパルスを用いるようにしてもよい。この場合
には、遅延時間算出手段は、集音手段の出力信号に対し
て、タイムストレッチドパルスを時間軸上で反転した信
号の畳み込み演算を行い、この畳み込み演算結果が最大
となる時間を求めて遅延時間の算出を行うことが好まし
い。このような畳み込み演算を行うことによりインパル
ス応答を求めることができるため、その最大値を検出す
ることにより、正確に集音手段に音波が到達するまでの
遅延時間を算出することができる。また、タイムストレ
ッチドパルスは、所定の時間幅を有し、周波数成分が時
間軸上で分散された信号であり、突発的なノイズによる
影響を受けにくい利点がある。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の遅延時間設定方式を適用
した一実施形態のオーディオシステムは、周波数特性が
異なる複数のスピーカを備えており、実際にオーディオ
信号が入力されて各スピーカから放射された音波が聴取
点に到達するまでの時間を自動測定し、その測定結果に
基づいて各スピーカの前段に設けられた遅延器の遅延時
間を設定することに特徴がある。以下、一実施形態のオ
ーディオシステムについて図面を参照しながら説明す
る。

【００１６】図１は、本発明を適用した一実施形態のオ
ーディオシステムの構成を示す図である。同図に示す車
載用のオーディオシステムは、チューナやＣＤプレーヤ
等のオーディオ装置１００と、オーディオ装置１００か
ら出力されるオーディオ信号が入力される３つの遅延器
１０、１２、１４と、これらの遅延器１０等のそれぞれ
の後段に接続される４つのスイッチ２０、２２、２４、
２６と、入力されるオーディオ信号の中から高域成分の
みを通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３０と、中
域成分のみを通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
３２と、低域成分のみを通過させるローパスフィルタ
（ＬＰＦ）３４と、周波数特性が異なる３つのスピーカ
４０、４２、４４と、オーディオ音の聴取位置に設定さ
れたマイクロホン４６と、遅延時間測定用の所定の信号
を発生する遅延時間測定用音源５０と、マイクロホン４
６の出力信号に基づいて各スピーカ４０等を介した音波
の遅延時間の算出と各遅延器１０等の遅延時間の設定を
行う遅延時間算出・設定部５２とを含んで構成されてい
る。

【００１７】遅延器１０、１２、１４は、それぞれの遅
延時間が任意に設定可能であり、各遅延時間が遅延時間
算出・設定部５２によって設定される。遅延器１０から
出力されるオーディオ信号は、スイッチ２０を介してハ
イパスフィルタ３０に入力され、その後段に接続された
高音用のスピーカ４０から高域成分の音波が車室内音響
空間に放射される。同様に、遅延器１２から出力される
オーディオ信号は、スイッチ２２を介してバンドパスフ
ィルタ３２に入力され、その後段に接続された中音用の
スピーカ４２から中域成分の音波が車室内音響空間に放
射される。遅延器１４から出力されるオーディオ信号
は、スイッチ２４を介してローパスフィルタ３４に入力
され、その後段に接続された低音用のスピーカ４４から
低域成分の音波が車室内音響空間に放射される。

【００１８】マイクロホン４６は、スピーカ４０〜４４
のいずれかから放射された音波を検出する。遅延時間算
出・設定部５２は、遅延時間測定用音源５０から遅延時
間測定用の所定の信号が出力されてから、この信号に対
応する音波がマイクロホン４６で検出されるまでの遅延
時間を測定（算出）し、この測定結果に基づいて、オー
ディオ装置１００からオーディオ信号が入力されてから
各周波数域の音波がマイクロホン４６に到達するまでの
時間が一致するように、遅延器１０〜１４の各遅延時間
を設定する。この遅延時間算出・設定部５２の詳細構成
については後述する。

【００１９】上述した遅延器１０、１２、１４が遅延手
段に、マイクロホン４６が集音手段に、遅延時間測定用
音源５０が信号発生手段に、遅延時間算出・設定部５２
が遅延時間算出手段および遅延時間設定手段にそれぞれ
対応する。

【００２０】本実施形態のオーディオシステムはこのよ
うな構成を有しており、次に各フィルタ３０、３２、３
４に信号が入力されてから、各スピーカ４０〜４４から
放射された音波がマイクロホン４６に到達するまでの遅
延時間ｔ１、ｔ２、ｔ３を測定し、遅延器１０〜１４の
各遅延時間を設定する動作を説明する。

【００２１】まず、スイッチ２０、２２、２４を切り替
えて、各フィルタ３０〜３４の接続を各遅延器１０〜１
４側から遅延時間測定用音源５０側に変更する。そし
て、スイッチ２６を切り替えて、遅延時間測定用音源５
０から出力される所定の信号がハイパスフィルタ３０に
入力されるようにする。これらの各スイッチの切り替え
動作は、遅延時間算出・設定部５２あるいは図示しない
制御部による動作指示に応じて行われる。

【００２２】このような各スイッチの接続状態におい
て、遅延時間測定用音源５０から遅延時間測定用の所定
の信号が出力され、対応する音波がスピーカ４０から車
室内音響空間に放射される。遅延時間算出・設定部５２
は、遅延時間測定用音源５０から所定の信号が出力され
て、マイクロホン４６から対応する検出信号が出力され
るまでの遅延時間ｔ１を算出する。

【００２３】遅延時間ｔ１の算出が終了すると、スイッ
チ２６が切り替えられ、遅延時間測定用音源５０から出
力される所定の信号がバンドパスフィルタ３２に入力さ
れる状態に変更される。この状態において、遅延時間測
定用音源５０から遅延時間測定用の所定の信号が出力さ
れ、対応する音波がスピーカ４２から車室内空間に放射
される。遅延時間算出・設定部５２は、遅延時間測定用
音源５０から所定の信号が出力されて、マイクロホン４
６から対応する検出信号が出力されるまでの遅延時間ｔ
２を算出する。

【００２４】遅延時間ｔ２の算出が終了すると、さらに
スイッチ２６が切り替えられ、遅延時間測定用音源５０
から出力される所定の信号がローパスフィルタ３４に入
力される状態に変更される。この状態において、遅延時
間測定用音源５０から遅延時間測定用の所定の信号が出
力され、対応する音波がスピーカ４４から車室内空間に
放射される。遅延時間算出・設定部５２は、遅延時間測
定用音源５０から所定の信号が出力されて、マイクロホ
ン４６から対応する検出信号が出力されるまでの遅延時
間ｔ３を算出する。

【００２５】このようにして３つの遅延時間ｔ１、ｔ
２、ｔ３の算出が終了した後に、遅延時間算出・設定部
５２は、この３つの遅延時間ｔ１〜ｔ３に基づいて、３
つの遅延器１０〜１４の各遅延時間を設定する。例え
ば、遅延時間Ｔ１が最も長い場合には、対応する遅延器
１０の遅延時間を０に、遅延器１２の遅延時間を（ｔ１
−ｔ２）に、遅延器１４の遅延時間を（ｔ１−ｔ３）に
それぞれ設定する。

【００２６】次に、上述した遅延時間算出・設定部５２
の詳細について、３つの具体的な構成例を説明する。

【００２７】遅延時間算出・設定部の構成例１ 各フィルタ３０〜３４に信号が入力されてからこれに対
応する音波がマイクロホン４６に到達するまでの遅延時
間は、各フィルタ３０〜３４への入力信号とマイクロホ
ン４６の出力信号との相互相関を計算し、その最大値を
とる時間を求めることによって算出することができる。

【００２８】図２は、相互相関を利用して遅延時間を算
出する場合の遅延時間算出・設定部５２の構成を示す図
である。同図に示す遅延時間算出・設定部５２は、相互
相関演算部６０、相互相関関数最大値／遅延時間検索部
６２、遅延時間設定部６４を含んで構成される。また、
この遅延時間算出・設定部５２と組み合わされる遅延時
間測定用音源５０からは、遅延時間測定用の所定の信号
としてホワイトノイズ信号が出力される。

【００２９】互相関演算部６０は、遅延時間測定用音源
５０から出力されるホワイトノイズ信号と、マイクロホ
ン４６の出力信号との間で相互相関演算を行う。この相
互相関演算は、以下に示す（１）式にしたがって行われ
る。

【００３０】

【数１】

【００３１】ここで、ｈ（ｎ）はホワイトノイズ信号
を、ｇ（ｎ）はマイクロホン４６の検出信号を、Ｎは相
互相関演算部６０に取り込む時間の長さを、τはサンプ
リング時間間隔をそれぞれ示している。

【００３２】相互相関関数最大値／遅延時間検索部６２
は、相互相関演算部６０によって（１）式のｍの値を順
次変えて相互相関演算を行った結果に基づいて、相互相
関Ｒ（ｍτ）が最大となるｍの値を検索し、このときの
ｍτを遅延時間ｔ１（あるいはｔ２、ｔ３）とする。

【００３３】遅延時間設定部６４は、相互相関関数最大
値／遅延時間検索部６２によって求められた３つの遅延
時間ｔ１、ｔ２、ｔ３の中から最大値を抽出し、この最
大値を基準として残りの遅延時間との差分を算出する。
上述したように、遅延時間ｔ１が最大値の場合には、残
りの２つの遅延時間ｔ２、ｔ３との差分（ｔ１−ｔ
２）、（ｔ１−ｔ３）が算出される。また遅延時間設定
部６４は、この算出結果に基づいて、３つの遅延器１０
〜１４の各遅延時間を設定する。

【００３４】遅延時間算出・設定部の構成例２ 各フィルタ３０〜３４に信号が入力されてからこれに対
応する音波がマイクロホン４６に到達するまでの遅延時
間は、マイクロホン４６で検出されるインパルス応答が
最大となる時間を測定することによって算出することも
できる。

【００３５】図３は、インパルス応答を利用して遅延時
間を算出する場合の遅延時間算出・設定部５２の構成を
示す図である。同図に示す遅延時間算出・設定部５２
は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器７０、メモリ
制御部７２、メモリ７４、平均化処理部７６、畳み込み
演算部７８、インパルス応答最大値／遅延時間検索部８
０、遅延時間設定部８２を含んで構成されている。ま
た、この遅延時間算出・設定部５２と組み合わされる遅
延時間測定用音源５０からは、タイムストレッチドパル
ス（時間引き延ばしパルス）が出力される。

【００３６】タイムストレッチドパルスは、その周波数
特性Ｈ（ｋ）が以下のように表される信号である。

【００３７】

【数２】

【００３８】ここで、ｍはタイムストレッチドパルス内
で各周波数毎の位相をずらす度合いを示す係数であり、
任意の整数値をとる。Ｎはタイムストレッチドパルスの
発生時間を規定する係数である。また、ｋは０からＮ−
１までの整数であり、ａはｍとＮが決まれば（２）式に
含まれる第３式によって定まる。例えば、ｍ＝０の場合
にはａ＝０となるため、全てのｋについてＨ（ｋ）＝ｅ
ｘｐ（０）＝１となって、各周波数成分が分散せずに集
中したインパルスとなる。

【００３９】遅延時間測定用音源５０から出力される実
際のタイムストレッチドパルスは、上述した（２）式を
逆フーリエ変換して得られる信号であり、その一例を図
４に示す。図４に示すタイムストレッチドパルスは、Ｎ
＝２５６の場合であって、このＮの値とｍの値に応じた
所定時間の間で各周波数成分が分散した信号となる。し
たがって、Ｎの値を大きく設定し、かつｍの値も大きく
設定することにより、長時間にわたって各周波数成分の
エネルギーを分散させることができるため、ノイズの影
響を受けにくくなるが、タイムストレッチドパルスの発
生時間が長くなればなるほど遅延時間の測定に要する時
間も長くなるため、発生時間があまり長くならない範囲
で適切なＮとｍの値を設定する必要がある。

【００４０】Ａ／Ｄ変換器７０は、マイクロホン４６の
出力信号に対して、所定の時間間隔で標本化および量子
化を行って、所定ビット数のデータを出力する。メモリ
制御部７２は、所定の時間間隔でＡ／Ｄ変換器７０から
出力されるデータを順次メモリ７４に格納する。タイム
ストレッチドパルスが１回出力されると、このタイムス
トレッチドパルスに対する応答としてマイクロホン４６
から出力されるアナログ信号波形がＡ／Ｄ変換器７０に
よってデジタル波形データ（以後、このデータを「タイ
ムストレッチドパルス応答データ」と称する）に変換さ
れ、メモリ７４の所定領域に格納される。メモリ７４に
は、このような格納領域がＬ個分確保されており、遅延
時間測定用音源５０からＬ個のタイムストレッチドパル
スが繰り返し出力されたときに、それぞれに対応するタ
イムストレッチドパルス応答データが上述したＬ個の格
納領域のそれぞれに格納される。

【００４１】平均化処理部７６は、メモリ７４に格納さ
れているＬ個のタイムストレッチドパルス応答データの
平均化処理を行う。平均化された応答データをｑ
（ｎ）、ｉ個目の応答データをｑ_i （ｎ）とすると、

【００４２】

【数３】

【００４３】となる。平均化処理部７６は、この（３）
式にしたがって、Ｌ個のタイムストレッチドパルス応答
データの平均化処理を行うことにより、突発的なノイズ
の影響を除去した応答データが得られる。

【００４４】畳み込み演算部７８は、（３）式で計算さ
れた平均化したタイムストレッチドパルス応答データｑ
（ｎ）に、タイムストレッチドパルスｐ（ｎ）を時間軸
上で反転させたデータｐ（−ｎ）を畳み込み演算する。
図５は、タイムストレッチドパルスを時間軸上で反転さ
せた信号を示す図であり、図４に示すＮ＝２５６に対応
するタイムストレッチドパルスを反転した波形が示され
ている。なお、実際に畳み込み演算部７８で用いられる
データｐ（−ｎ）は、図５に示した信号波形をデジタル
波形データに変換したものであり、その標本化間隔はＡ
／Ｄ変換器７０における標本化間隔と同じである。

【００４５】畳み込み演算部７８による畳み込み演算
は、以下の式に基づいて行われる。

【００４６】

【数４】

【００４７】この（４）式にしたがって、タイムストレ
ッチドパルス応答信号と、元のタイムストレッチドパル
スを時間軸上で反転した信号とを畳み込み演算すること
によりインパルス応答が得られる。なお、畳み込み演算
部７８は、平均化処理部７６から出力されるデータを順
次ずらしていってそれぞれのＮ個のデータを用いて畳み
込み演算を行い、複数の演算結果を出力する。

【００４８】インパルス応答最大値／遅延時間検索部８
０は、畳み込み演算部７８による複数の演算結果が入力
されており、インパルス応答が最大となる演算結果を検
索することにより、この演算結果に対応するタイムスト
レッチドパルス応答データの到達タイミングを求めて、
タイムストレッチドパルスがハイパスフィルタ３０等に
入力されてからこれに対応する音波がマイクロホン４６
に到達するまでの遅延時間ｔ１等を算出する。

【００４９】遅延時間設定部８２は、インパルス応答最
大値／遅延時間検索部８０によって算出された遅延時間
ｔ１等に基づいて、３つの遅延器１０〜１４の各遅延時
間を設定する。

【００５０】遅延時間算出・設定部の構成例３ 上述したように、各フィルタ３０〜３４に信号が入力さ
れてからこれに対応する音波がマイクロホン４６に到達
するまでの遅延時間は、マイクロホン４６で検出される
インパルス応答が最大となる時間を測定することによっ
て算出することができるが、このインパルス応答が最大
となる時間の測定に適応フィルタを用いることができ
る。

【００５１】図６は、適応フィルタによってインパルス
応答を求めて遅延時間を算出する場合の遅延時間算出・
設定部５２の構成を示す図である。同図に示す遅延時間
算出・設定部５２は、適応フィルタ９０、ＬＭＳ（Leas
t Mean Square ）アルゴリズム処理部９２、加算器９
４、フィルタ係数最大値／遅延時間検索部９６、遅延時
間設定部９８を含んで構成されている。また、この遅延
時間算出・設定部５２と組み合わされる遅延時間測定用
音源５０からは、遅延時間測定用の所定の信号としてホ
ワイトノイズが出力される。

【００５２】適応フィルタ９０は、ＦＩＲ（Finite Imp
ulse Response ）型のデジタルフィルタ構成を有してお
り、ＬＭＳアルゴリズム処理部９２によって設定された
タップ係数ベクトル（フィルタ係数）Ｗを用いて、遅延
時間測定用音源５０から入力されるホワイトノイズ信号
に対して所定の適応処理を行う。

【００５３】ところで、ＬＭＳアルゴリズム処理部９２
は、加算器９４によってマイクロホン４６の出力信号か
ら適応フィルタ９０の出力信号を減算して求めた誤差信
号ｅのパワーが最小となるように適応フィルタ９０のフ
ィルタ係数Ｗを制御する。したがって、マイクロホン４
６の出力信号と適応フィルタ９０の出力信号とはほぼ同
じものとなって、適応フィルタ９０のフィルタ係数Ｗが
マイクロホン４６で検出するインパルス応答とほぼ同じ
特性を有することになる。

【００５４】フィルタ係数最大値／遅延時間検索部９６
は、適応フィルタ９０のフィルタ係数Ｗの各要素の中で
最大値をとる時間を検索することにより、インパルス応
答の最大値をとる時間、すなわちハイパスフィルタ３０
等に信号が入力されてから対応する音波がマイクロホン
４６に到達するまでの時間ｔ１等を算出する。

【００５５】遅延時間設定部９８は、フィルタ係数最大
値／遅延時間検索部９６によって算出された遅延時間ｔ
１等に基づいて、３つの遅延器１０〜１４の各遅延時間
を設定する。

【００５６】このように、本実施形態のオーディオシス
テムでは、遅延時間測定用音源５０から遅延時間測定用
の所定の信号を出力し、周波数特性が異なる３つのスピ
ーカ４０、４２、４４のそれぞれからこの信号に対応す
る音波を実際に放射しており、聴取位置に設置されたマ
イクロホン４６の出力信号を遅延時間算出・設定部５２
に取り込んで所定の演算を行うことにより各スピーカ４
０等のそれぞれに対応した実際の遅延時間を算出してお
り、この算出結果に基づいて、各スピーカ４０等の前段
に挿入された各遅延器１０〜１４の遅延時間が自動的に
設定される。

【００５７】したがって、従来のように、利用者自身が
各スピーカ４０等と聴取位置との距離を測定し、この測
定した値をスピーカシステム等に入力して遅延時間の設
定を行う場合のような煩雑な手間がかからず、遅延時間
設定に要する手間を大幅に低減することができる。

【００５８】また、各スピーカ４０等から音波を放出し
て実際に生じる遅延時間を算出しているため、各スピー
カ１０等までの配線長や各スピーカ１０等の応答時間
（信号を入力してから音波が放射されるまでの時間）の
ばらつきも考慮に入れて、各遅延器１０等の遅延時間を
正確に設定することができ、聴取位置における音質の向
上が可能となる。

【００５９】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。例えば、上述した実施形態では、周波数
特性が異なる３つのスピーカ４０〜４４を車室内に設置
したオーディオシステムについて説明したが、スピーカ
の数は２つあるいは４つ以上であってもよい。また、周
波数特性が異なる複数のスピーカを組み合わせる場合の
他に、同じ周波数特性を有する複数のスピーカの前段に
挿入された遅延器の遅延時間を設定するようにしてもよ
い。また、車載用のオーディオシステムに限定されず、
屋内用あるいは屋外用のオーディオシステム等に適用す
ることもできる。

【００６０】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、実際
に遅延時間測定用信号を各スピーカに入力して、対応す
る音波を音響空間内に放射し、これを聴取位置の集音手
段で検出して遅延時間を実測し、この実測結果に基づい
て各遅延手段の遅延時間の設定を行っており、正確な遅
延時間の設定が可能になる。特に、各スピーカと集音手
段との距離の差だけでなく、スピーカの種類や配線長の
相違を加味した精度の高い遅延時間の設定が可能とな
る。また、各遅延手段の遅延時間が自動的に設定される
ため、利用者が手動で各種の設定を行う必要がなく、遅
延時間の設定に要する手間を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施形態のオーディオシス
テムの構成を示す図である。

【図２】相互相関を利用して遅延時間を算出する場合の
遅延時間算出・設定部の構成を示す図である。

【図３】インパルス応答を利用して遅延時間を算出する
場合の遅延時間算出・設定部の構成を示す図である。

【図４】タイムストレッチドパルスの一例を示す図であ
る。

【図５】タイムストレッチドパルスを時間軸上で反転さ
せた信号を示す図である。

【図６】適応フィルタによってインパルス応答を求めて
遅延時間を算出する場合の遅延時間算出・設定部の構成
を示す図である。

【符号の説明】

１０、１２、１４ 遅延器 ２０、２２、２４、２６ スイッチ ３０ ハイパスフィルタ（ＨＰＦ） ３２ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ） ３４ ローパスフィルタ（ＬＰＦ） ４０、４２、４４ スピーカ ４６ マイクロホン ５０ 遅延時間測定用音源 ５２ 遅延時間算出・設定部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音響空間内の所定位置に設置された複数
   のスピーカと、 前記音響空間内の聴取位置に設置された集音手段と、 前記複数のスピーカのそれぞれの前段に接続され、それ
   ぞれの遅延時間が設定可能な複数の遅延手段と、 前記複数のスピーカのそれぞれに所定の遅延時間測定用
   信号を入力する信号発生手段と、 前記集音手段の出力信号に基づいて、前記複数のスピー
   カのそれぞれに前記遅延時間測定用信号が入力されてか
   ら対応する音波が前記集音手段によって検出されるまで
   の遅延時間を算出する遅延時間算出手段と、 前記遅延時間算出手段による算出結果に基づいて、前記
   複数の遅延手段のそれぞれの遅延時間を設定する遅延時
   間設定手段と、 を備えることを特徴とする遅延時間設定方式。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記遅延時間設定手段は、前記複数のスピーカのそれぞ
   れに対応して前記遅延時間算出手段によって算出された
   複数の遅延時間の中から最も長いものを検索して、この
   最も長い遅延時間を基準としてその他の遅延時間との差
   分を算出し、算出された差分値を前記複数のスピーカの
   それぞれに対応した前記複数の遅延手段の各遅延時間と
   して設定することを特徴とする遅延時間設定方式。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記遅延時間算出手段は、前記信号発生手段から出力さ
   れる前記遅延時間測定用信号と前記集音手段の出力信号
   とが入力されており、これら２つの信号の相互相関が最
   大となる時間を求めることにより、前記複数のスピーカ
   のそれぞれに前記遅延時間測定用信号が入力されてから
   対応する音波が前記集音手段によって検出されるまでの
   遅延時間の算出を行うことを特徴とする遅延時間設定方
   式。
4. 【請求項４】 請求項１または２において、 前記遅延時間算出手段は、前記信号発生手段から出力さ
   れる前記遅延時間測定用信号と前記集音手段の出力信号
   とが入力されており、これら２つの信号の誤差信号のパ
   ワーが最小となるように適応等化処理を行う適応フィル
   タを有しており、この適応フィルタのフィルタ係数に基
   づいて、前記複数のスピーカのそれぞれに前記遅延時間
   測定用信号が入力されてから対応する音波が前記集音手
   段によって検出されるまでの遅延時間の算出を行うこと
   を特徴とする遅延時間設定方式。
5. 【請求項５】 請求項３または４において、 前記信号発生手段から出力される前記遅延時間測定用信
   号はホワイトノイズ信号であることを特徴とする遅延時
   間設定方式。
6. 【請求項６】 請求項１または２において、 前記信号発生手段から出力される前記遅延時間測定用信
   号はタイムストレッチドパルスであり、 前記遅延時間算出手段は、前記集音手段の出力信号に、
   前記タイムストレッチドパルスを時間軸上で反転した信
   号を畳み込み演算し、この畳み込み演算結果が最大とな
   る時間を求めることにより、前記複数のスピーカのそれ
   ぞれに前記遅延時間測定用信号が入力されてから対応す
   る音波が前記集音手段によって検出されるまでの遅延時
   間の算出を行うことを特徴とする遅延時間設定方式。