特許 6115160 音響機器、音響機器の制御方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6115160

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】音響機器、音響機器の制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04S 7/00 20060101AFI20170410BHJP

   H04R 3/04 20060101ALI20170410BHJP

   G10K 15/00 20060101ALI20170410BHJP

【ＦＩ】

   H04S7/00 370

   H04S7/00 310

   H04R3/04

   G10K15/00 L

【請求項の数】8

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2013-18455(P2013-18455)

(22)【出願日】2013年2月1日

(65)【公開番号】特開2014-150428(P2014-150428A)

(43)【公開日】2014年8月21日

【審査請求日】2015年9月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】710014351

【氏名又は名称】オンキヨー株式会社

(72)【発明者】

【氏名】福島 尚高

(72)【発明者】

【氏名】吉野 肇

【審査官】 渡邊 正宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３５４６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−００５９０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１０Ｋ １５／００−１５／１２

Ｇ１０Ｌ １３／００−１３／１０

Ｇ１０Ｌ １９／００−１９／２６

Ｇ１０Ｌ ２１／００−２１／１８

Ｇ１０Ｌ ２５／００−２５／９３

Ｇ１０Ｌ ９９／００

Ｈ０４Ｒ ３／００− ３／１４

Ｈ０４Ｓ １／００− ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数チャンネルのスピーカから音声出力を可能とする音響機器であって、
前記複数チャンネル毎の前記スピーカから出力された音声を集音した音声データにつき周波数特性を比較する周波数特性比較部と、
前記周波数特性比較部による比較結果に基づいて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正するための方式である周波数特性補正方式を選択する周波数特性補正方式選択部と、
前記周波数特性補正方式選択部によって選択された前記周波数特性補正方式に応じて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正する周波数特性補正部と、
を備えることを特徴とする音響機器。

【請求項2】

前記周波数特性比較部は、前記音声データにつき周波数帯域別の音声レベルの差分と予め定められた閾値とを比較することを特徴とする請求項１に記載の音響機器。

【請求項3】

前記周波数特性補正方式選択部は、前記周波数特性比較部によって、前記複数チャンネルにおける左右チャンネル間の周波数特性に相関があると判断されると共に、前記複数チャンネルにおける前後チャンネル間の周波数特性に相関がないと判断された場合には、前記複数チャンネルにおける左右一対のチャンネルの位相を一致させるための周波数特性補正方式を選択することを特徴とする請求項２に記載の音響機器。

【請求項4】

前記周波数特性補正方式選択部は、前記周波数特性比較部によって、前記複数チャンネルにおける左右チャンネル間の周波数特性に相関があると判断されると共に、前記複数チャンネルにおける前後チャンネル間の周波数特性に相関があると判断された場合には、前記複数チャンネルの全ての位相を一致させるための周波数特性補正方式を選択することを特徴とする請求項２又は３に記載の音響機器。

【請求項5】

前記周波数特性補正方式選択部は、前記周波数特性比較部によって、前記複数チャンネルにおける左右チャンネル間の周波数特性に相関がないと判断された場合には、前記複数チャンネルの各々の周波数特性を個別に補正するための周波数特性補正方式を選択することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の音響機器。

【請求項6】

前記周波数特性比較部は、チャンネル間における周波数特性に相当するデータの差分値を、比較すべき複数のチャンネルのセットごとに求め、求められた複数の前記差分値の中の最大値が前記閾値以下である場合にはチャンネル間の周波数特性に相関があると判断し、前記最大値が前記閾値よりも大きい場合にはチャンネル間の周波数特性に相関がないと判断することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の音響機器。

【請求項7】

複数チャンネルのスピーカから音声出力を可能とする音響機器によって実行される制御方法であって、
前記複数チャンネル毎の前記スピーカから出力された音声を集音した音声データにつき周波数特性を比較する周波数特性比較工程と、
前記周波数特性比較工程による比較結果に基づいて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正するための方式である周波数特性補正方式を選択する周波数特性補正方式選択工程と、
前記周波数特性補正方式選択工程によって選択された前記周波数特性補正方式に応じて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正する周波数特性補正工程と、
を備えることを特徴とする制御方法。

【請求項8】

複数チャンネルのスピーカから音声出力を可能とすると共に、コンピュータを有する音響機器によって実行されるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記複数チャンネル毎の前記スピーカから出力された音声を集音した音声データにつき周波数特性を比較する周波数特性比較手段、
前記周波数特性比較手段による比較結果に基づいて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正するための方式である周波数特性補正方式を選択する周波数特性補正方式選択手段、
前記周波数特性補正方式選択手段によって選択された前記周波数特性補正方式に応じて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正する周波数特性補正手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のスピーカを備えるオーディオシステムにおいて音場特性を自動的に補正する技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、複数チャンネルの中で位相を一致させるべきチャンネルについて同一のイコライザ利得値（イコライザにて周波数特性を調整するためのパラメータであり、言い換えるとイコライザ係数）を決定することにより、チャンネル間の位相の不一致による影響を軽減することを図った技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−３３０４９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、各チャンネルについて周波数特性を補正する方式（周波数特性補正方式）はいくつかある。例えば、複数のチャンネルにおける全ての位相を一致させるための周波数特性補正方式や、左右一対のチャンネルにおける位相を一致させるための周波数特性補正方式や、複数のチャンネルの各々の周波数特性を個別に補正するための周波数特性補正方式などが考えられる。このような周波数特性補正方式の中で適用すべき最適な補正方式は、ユーザの視聴環境（音場環境）によって異なる。

【0005】

しかしながら、従来の技術では、適用される周波数特性補正方式が固定されていたり、ユーザが手動で周波数特性補正方式を選択して設定したりしていた。前者の場合には、固定された周波数特性補正方式がユーザの視聴環境にとって最適なものでない場合があった。後者の場合には、ユーザの視聴環境にとって最適な周波数特性補正方式を見つけるために、ユーザは周波数特性補正方式を変えて自動音場補正を何度も繰り返す必要があったため、ユーザは時間や忍耐を要していた。実際には、ユーザが視聴環境を的確に把握することや、用意された周波数特性補正方式を適切に理解することは困難であったため、最適な周波数特性補正方式を選択できない場合が多かった。

【0006】

本発明が解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、ユーザの視聴環境にとって最適な周波数特性補正方式を自動で選択して適用することが可能な音響機器などを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項に記載の発明では、複数チャンネルのスピーカから音声出力を可能とする音響機器は、前記複数チャンネル毎の前記スピーカから出力された音声を集音した音声データにつき周波数特性を比較する周波数特性比較部と、前記周波数特性比較部による比較結果に基づいて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正するための方式である周波数特性補正方式を選択する周波数特性補正方式選択部と、前記周波数特性補正方式選択部によって選択された前記周波数特性補正方式に応じて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正する周波数特性補正部と、を備えることを特徴とする。

【0008】

また、請求項に記載の発明では、複数チャンネルのスピーカから音声出力を可能とする音響機器によって実行される制御方法は、前記複数チャンネル毎の前記スピーカから出力された音声を集音した音声データにつき周波数特性を比較する周波数特性比較工程と、前記周波数特性比較工程による比較結果に基づいて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正するための方式である周波数特性補正方式を選択する周波数特性補正方式選択工程と、前記周波数特性補正方式選択工程によって選択された前記周波数特性補正方式に応じて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正する周波数特性補正工程と、を備えることを特徴とする。

【0009】

また、請求項に記載の発明では、複数チャンネルのスピーカから音声出力を可能とすると共に、コンピュータを有する音響機器によって実行されるプログラムは、前記コンピュータを、前記複数チャンネル毎の前記スピーカから出力された音声を集音した音声データにつき周波数特性を比較する周波数特性比較手段、前記周波数特性比較手段による比較結果に基づいて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正するための方式である周波数特性補正方式を選択する周波数特性補正方式選択手段、前記周波数特性補正方式選択手段によって選択された前記周波数特性補正方式に応じて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正する周波数特性補正手段、として機能させることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施例の音響機器を備えるオーディオシステムの構成を示すブロック図である。

【図2】図１に示す信号処理回路の内部構成を示すブロック図である。

【図3】図２に示す信号処理部の構成を示すブロック図である。

【図4】図２に示す係数演算部の構成を示すブロック図である。

【図5】図４に示す周波数特性補正方式選択部、周波数特性補正部、チャンネル間レベル補正部及び遅延特性補正部の構成を示すブロック図である。

【図6】ある音場環境におけるスピーカの配置例を示す図である。

【図7】周波数特性補正方式の一例を説明するための図である。

【図8】自動音場補正処理のメインルーチンを示すフローチャートである。

【図9】周波数特性補正方式選択処理を示すフローチャートである。

【図10】チャンネル間の周波数特性比較の手法を説明するための図である。

【図11】周波数特性補正処理を示すフローチャートである。

【図12】チャンネル間レベル補正処理を示すフローチャートである。

【図13】遅延特性補正処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の１つの観点では、複数チャンネルの音声出力を可能とする音響機器は、前記複数チャンネル毎の音声データにつき周波数特性を比較する周波数特性比較部と、前記周波数特性比較部による比較結果に基づいて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正するための方式である周波数特性補正方式を選択する周波数特性補正方式選択部と、前記周波数特性補正方式選択部によって選択された前記周波数特性補正方式に応じて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正する周波数特性補正部と、を備える。

【0012】

上記の音響機器は、複数のスピーカを備えるオーディオシステムに好適に適用される。周波数特性比較部は、複数チャンネルの周波数特性を比較し、周波数特性補正方式選択部は、周波数特性の比較結果に基づいて周波数特性補正方式を選択し、周波数特性補正部は、選択された周波数特性補正方式に応じて複数チャンネルの周波数特性を補正する。ここで、「周波数特性」は、周波数位相特性ではなく、周波数振幅特性を意味する。また、周波数特性補正部は、例えば、イコライザで用いられるパラメータ（イコライザ利得値／イコライザ係数）を設定する処理部である。

【0013】

上記の音響機器によれば、ユーザの視聴環境での周波数特性を分析した結果に基づいて、周波数特性補正方式を選択して設定する。これにより、ユーザの視聴環境にとって最適な周波数特性補正方式を自動で設定することができる。例えば、ユーザの視聴環境が音色の均一さと音像定位とのバランスにおいて最良となるような周波数特性補正方式を自動で設定することができる。

【0014】

また、上記の音響機器によれば、最適な周波数特性補正方式を自動で設定するため、ユーザは、視聴環境にとって最適な周波数特性補正方式を見つけるために周波数特性補正方式を変えて自動音場補正を何度も繰り返す必要はない。加えて、ユーザは、視聴環境を的確に把握したり、用意された周波数特性補正方式を適切に理解したりする必要もない。

【0015】

上記の音響機器の一態様では、前記周波数特性比較部は、前記音声データにつき周波数帯域別の音声レベルの差分と予め定められた閾値とを比較すると良い。

【0016】

上記の音響機器の他の一態様では、前記周波数特性補正方式選択部は、前記周波数特性比較部によって、前記複数チャンネルにおける左右チャンネル間の周波数特性に相関があると判断されると共に、前記複数チャンネルにおける前後チャンネル間の周波数特性に相関がないと判断された場合には、前記複数チャンネルにおける左右一対のチャンネルの位相を一致させるための周波数特性補正方式を選択する。この態様によれば、左右の音響特性が揃っているような視聴環境において、左右一対のチャンネルの位相を適切に一致させることができる。

【0017】

なお、「左右チャンネル間の周波数特性に相関がある」とは、左右チャンネル間の周波数振幅特性のばらつきが小さいこと、言い換えると左右チャンネル間の周波数振幅特性が類似していることを意味する。逆に、「左右チャンネル間の周波数特性に相関がない」とは、左右チャンネル間の周波数振幅特性のばらつきが大きいこと、言い換えると左右チャンネル間の周波数振幅特性が類似していないことを意味する。このような「相関」があるか否かの判断は、左右チャンネル間において、周波数帯域別の音声レベルの差分と予め定められた閾値とを比較することで行われる。前後チャンネル間の周波数特性についても同様である。

【0018】

また、「左右チャンネル」とは、複数チャンネルにおいて、左右で一対となっているチャンネルのセットを意味する。また、「前後チャンネル」は、複数チャンネルにおいて、任意の１つのチャンネル又は任意の左右チャンネルと、当該１つのチャンネル又は当該左右チャンネルの前方又は後方に位置する、１つのチャンネル又は左右チャンネルと、から成るセットを意味する。

【0019】

上記の音響機器の他の一態様では、前記周波数特性補正方式選択部は、前記周波数特性比較部によって、前記複数チャンネルにおける左右チャンネル間の周波数特性に相関があると判断されると共に、前記複数チャンネルにおける前後チャンネル間の周波数特性に相関があると判断された場合には、前記複数チャンネルの全ての位相を一致させるための周波数特性補正方式を選択する。この態様によれば、左右前後の音響特性が揃っているような視聴環境において、全チャンネルの位相を適切に一致させることができる。

【0020】

上記の音響機器の他の一態様では、前記周波数特性補正方式選択部は、前記周波数特性比較部によって、前記複数チャンネルにおける左右チャンネル間の周波数特性に相関がないと判断された場合には、前記複数チャンネルの各々の周波数特性を個別に補正するための周波数特性補正方式を選択する。この態様によれば、左右前後の音響特性が揃っていないような視聴環境において、各チャンネルの位相を一致させずに、各チャンネルの周波数特性を個別に適切に補正することができる。

【0021】

上記の音響機器において好適には、前記周波数特性比較部は、チャンネル間における周波数特性に相当するデータの差分値を、比較すべき複数のチャンネルのセットごとに求め、求められた複数の前記差分値の中の最大値が前記閾値以下である場合にはチャンネル間の周波数特性に相関があると判断し、前記最大値が前記閾値よりも大きい場合にはチャンネル間の周波数特性に相関がないと判断することができる。

【0022】

本発明の他の観点では、複数チャンネルの音声出力を可能とする音響機器によって実行される制御方法は、前記複数チャンネル毎の音声データにつき周波数特性を比較する周波数特性比較工程と、前記周波数特性比較工程による比較結果に基づいて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正するための方式である周波数特性補正方式を選択する周波数特性補正方式選択工程と、前記周波数特性補正方式選択工程によって選択された前記周波数特性補正方式に応じて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正する周波数特性補正工程と、を備える。

【0023】

また、本発明の他の観点では、複数チャンネルの音声出力を可能とすると共に、コンピュータを有する音響機器によって実行されるプログラムは、前記コンピュータを、前記複数チャンネル毎の音声データにつき周波数特性を比較する周波数特性比較手段、前記周波数特性比較手段による比較結果に基づいて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正するための方式である周波数特性補正方式を選択する周波数特性補正方式選択手段、前記周波数特性補正方式選択手段によって選択された前記周波数特性補正方式に応じて、前記複数チャンネルの周波数特性を補正する周波数特性補正手段、として機能させる。

【実施例】

【0024】

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

【0025】

［システム構成］
以下では、本実施例に係る音響機器の実施例を、図面を参照して説明する。

【0026】

図１は、本実施例に係る音響機器を備えたオーディオシステム１００の構成を示すブロック図である。

【0027】

図１において、本オーディオシステム１００には、ＤＶＤ（Digital Video Disc又はDigital Versatile Disc）やＢＤ（Blu-ray Disc）プレーヤ等の音源１から複数チャンネルの信号伝送路を通じてデジタルオーディオ信号ＳＦＬ、ＳＦＲ、ＳＣ、ＳＳＬ、ＳＳＲ、ＳＷＦ、ＳＳＢＬ及びＳＳＢＲが供給される信号処理回路２と、測定用信号発生器３とが設けられている。

【0028】

なお、本オーディオシステムは複数チャンネルの信号伝送路を含むが、以下の説明では各チャンネルをそれぞれ「ＦＬチャンネル」、「ＦＲチャンネル」などと表現することがある。また、信号及び構成要素の表現において複数チャンネルの全てについて言及する時は参照符号の添え字を省略する場合がある。また、個別チャンネルの信号及び構成要素に言及する時はチャンネルを特定する添え字を参照符号に付す。例えば、「デジタルオーディオ信号Ｓ」と言った場合は全チャンネルのデジタルオーディオ信号ＳＦＬ〜ＳＳＢＲを意味し、「デジタルオーディオ信号ＳＦＬ」と言った場合はＦＬチャンネルのみのデジタルオーディオ信号を意味するものとする。

【0029】

更に、オーディオシステム１００は、信号処理回路２によりチャンネル毎に信号処理されたデジタル出力ＤＦＬ〜ＤＳＢＲをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器４ＦＬ〜４ＳＢＲと、これらのＤ／Ａ変換器４ＦＬ〜４ＳＢＲから出力される各アナログオーディオ信号を増幅する増幅器５ＦＬ〜５ＳＢＲとを備えている。これらの増幅器５で増幅した各アナログオーディオ信号ＳＰＦＬ〜ＳＰＳＢＲを、図６に例示するようなリスニングルーム７等に配置された複数チャンネルのスピーカ６ＦＬ〜６ＳＢＲに供給して鳴動させるようになっている。

【0030】

また、オーディオシステム１００は、受聴位置ＲＶにおける再生音を集音するマイクロホン８と、マイクロホン８から出力される集音信号ＳＭを増幅する増幅器９と、増幅器９の出力をデジタルの集音データＤＭに変換して信号処理回路２に供給するＡ／Ｄ変換器１０とを備えている。

【0031】

ここで、オーディオシステム１００は、オーディオ周波数帯域のほぼ全域にわたって再生可能な周波数特性を有する全帯域型のスピーカ６ＦＬ、６ＦＲ、６Ｃ、６ＳＬ、６ＳＲ、６ＳＢＬ及び６ＳＢＲと、所謂重低音だけを再生するための周波数特性を有する低域再生専用のスピーカ６ＷＦを鳴動させることで、受聴位置ＲＶにおける受聴者に対して臨場感のある音場空間を提供する。

【0032】

各スピーカの配置としては、例えば、図６に示すように、ＩＴＵ−Ｒ勧告(ITU-R BS775-1)に基づき、受聴位置ＲＶの前方に、左右２チャンネルのフロントスピーカ６ＦＬ、６ＦＲとセンタースピーカ６Ｃを配置する。また、受聴位置ＲＶの後方に、左右２チャンネルのサラウンドスピーカ６ＳＬ、６ＳＲを配置し、更にその後方に、左右２チャンネルのサラウンドスピーカ６ＳＢＬ、６ＳＢＲを配置する。加えて、任意の位置に低域再生専用のサブウーハ６ＷＦを配置する。オーディオシステム１００に備えられた音響機器は、周波数特性、各チャンネルの信号レベル及び信号到達遅延特性を補正したアナログオーディオ信号ＳＰＦＬ〜ＳＰＳＢＲをこれら８個のスピーカ６ＦＬ〜６ＳＢＲに供給して鳴動させることで、臨場感のある音場空間を実現する。

【0033】

なお、上記のようなオーディオシステム１００では、ＦＬチャンネルとＦＲチャンネルとの組み合わせ、ＳＬチャンネルとＳＲチャンネルとの組み合わせ、ＳＢＬチャンネルとＳＢＲチャンネルとの組み合わせが、本発明における「左右チャンネル」の一例に相当する。他方で、ＣチャンネルとＦＬ及びＦＲチャンネルとの組み合わせや、ＦＬ及びＦＲチャンネルとＳＬ及びＳＲチャンネルとの組み合わせや、ＳＬ及びＳＲチャンネルとＳＢＬ及びＳＢＲチャンネルとの組み合わせなどが、本発明における「前後チャンネル」の一例に相当する。

【0034】

信号処理回路２は、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor：ＤＳＰ）等で形成されており、図２に示すように、大別して信号処理部２０と、係数演算部３０とから構成される。信号処理部２０は、ＤＶＤ、ＢＤ、その他の各種音楽ソースを再生する音源１から複数チャンネルのデジタルオーディオ信号を受け取り、各チャンネル毎に周波数特性補正、レベル補正及び遅延特性補正を施してデジタル出力信号ＤＦＬ〜ＤＳＢＲを出力する。係数演算部３０は、マイクロホン８で集音された信号をデジタルの集音データＤＭとして受け取り、周波数特性補正、レベル補正及び遅延特性補正のための係数信号ＳＦ１〜ＳＦ８、ＳＧ１〜ＳＧ８、ＳＤＬ１〜ＳＤＬ８をそれぞれ生成して信号処理部２０へ供給する。マイクロホン８からの集音データＤＭに基づいて信号処理部２０が適切な周波数特性補正、レベル補正及び遅延特性補正を行うことにより、各スピーカ６から最適な信号が出力される。

【0035】

信号処理部２０は、図３に示すようにグラフィックイコライザＧＥＱと、チャンネル間アッテネータＡＴＧ１〜ＡＴＧ８と、遅延回路ＤＬＹ１〜ＤＬＹ８とを備えている。一方、係数演算部３０は、図４に示すように、システムコントローラＭＰＵと、周波数特性補正部１１と、チャンネル間レベル補正部１２と、遅延特性補正部１３と、周波数特性補正方式選択部１４とを備えている。周波数特性補正部１１、チャンネル間レベル補正部１２、遅延特性補正部１３及び周波数特性補正方式選択部１４はＤＳＰにて形成される。

【0036】

周波数特性補正部１１がグラフィックイコライザＧＥＱの各チャンネルに対応するイコライザＥＱ１〜ＥＱ８の周波数特性を調整し、チャンネル間レベル補正部１２がチャンネル間アッテネータＡＴＧ１〜ＡＴＧ８の減衰率を調整し、遅延特性補正部１３が遅延回路ＤＬＹ１〜ＤＬＹ８の遅延時間を調整することで、適切な音場補正を行うように構成されている。

【0037】

ここで、各チャンネルのイコライザＥＱ１〜ＥＱ５、ＥＱ７及びＥＱ８は、それぞれ複数の帯域毎に周波数特性補正を行うように構成されている。即ち、オーディオ周波数帯域を例えば９つの帯域（各帯域の中心周波数をｆ１〜ｆ９とする。）に分割し、帯域毎にイコライザＥＱの係数を決定して周波数特性補正を行う。なお、イコライザＥＱ６は、低域の周波数特性を調整するように構成されている。

【0038】

オーディオシステム１００は、動作モードとして自動音場補正モードと音源信号再生モードの２つのモードを有する。自動音場補正モードは、音源１からの信号再生に先だって行われる調整モードであり、システム１００の設置された環境について自動音場補正を行う。その後、音源信号再生モードでＤＶＤなどの音源１からの音響信号が再生される。本発明は、主として自動音場補正モードにおける補正処理に関するものである。

【0039】

図３を参照すると、ＦＬチャンネルのイコライザＥＱ１には、音源１からのデジタルオーディオ信号ＳＦＬの入力をオン／オフ制御するスイッチ素子ＳＷ１２と、測定用信号発生器３からの測定用信号ＤＮの入力をオン／オフ制御するスイッチ素子ＳＷ１１が接続され、スイッチ素子ＳＷ１１はスイッチ素子ＳＷＮを介して測定用信号発生器３に接続されている。

【0040】

スイッチ素子ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷＮは、図４に示すマイクロプロセッサで形成されたシステムコントローラＭＰＵによって制御され、音源信号再生時には、スイッチ素子ＳＷ１２がオン（導通）、スイッチ素子ＳＷ１１とＳＷＮがオフ（非導通）となり、音場補正時には、スイッチ素子ＳＷ１２がオフ、スイッチ素子ＳＷ１１とＳＷＮがオンとなる。

【0041】

また、イコライザＥＱ１の出力接点には、チャンネル間アッテネータＡＴＧ１が接続され、チャンネル間アッテネータＡＴＧ１の出力接点には遅延回路ＤＬＹ１が接続されている。そして、遅延回路ＤＬＹ１の出力ＤＦＬが、図１中のＤ／Ａ変換器４ＦＬに供給される。

【0042】

他のチャンネルもＦＬチャンネルと同様の構成となっており、スイッチ素子ＳＷ１１に相当するスイッチ素子ＳＷ２１〜ＳＷ８１と、スイッチ素子ＳＷ１２に相当するスイッチ素子ＳＷ２２〜ＳＷ８２が設けられている。そして、これらのスイッチ素子ＳＷ２１〜ＳＷ８２に続いて、イコライザＥＱ２〜ＥＱ８と、チャンネル間アッテネータＡＴＧ２〜ＡＴＧ８と、遅延回路ＤＬＹ２〜ＤＬＹ８が備えられ、遅延回路ＤＬＹ２〜ＤＬＹ８の出力ＤＦＲ〜ＤＳＢＲが図１中のＤ／Ａ変換器４ＦＲ〜４ＳＢＲに供給される。

【0043】

更に、各チャンネル間アッテネータＡＴＧ１〜ＡＴＧ８は、チャンネル間レベル補正部１２からの調整信号ＳＧ１〜ＳＧ８に従って０ｄＢからマイナス側の範囲で減衰率を変化させる。また、各チャンネルの遅延回路ＤＬＹ１〜ＤＬＹ８は、位相特性補正部１３からの調整信号ＳＤＬ１〜ＳＤＬ８に従って入力信号の遅延時間を変化させる。

【0044】

図５は、図４に示す周波数特性補正方式選択部１４、周波数特性補正部１１、チャンネル間レベル補正部１２及び遅延特性補正部１３の構成を示すブロック図である。

【0045】

周波数特性補正方式選択部１４は、全チャンネルの周波数特性の分析結果から周波数特性補正方式を決定する機能を有する。図５（Ａ）に示すように、周波数特性補正方式選択部１４は、バンドパスフィルタ１４ａ、係数テーブル１４ｂ、補正方式決定部１４ｃ、及びメモリ１４ｄを備えて構成される。なお、周波数特性補正方式選択部１４は、本発明における「周波数特性比較部」、「周波数特性補正方式選択部」及び「周波数特性補正部」の一例に相当する。

【0046】

バンドパスフィルタ１４ａは、イコライザＥＱ１〜ＥＱ８に設定されている９個の帯域を通過させる複数の狭帯域デジタルフィルタで構成されており、Ａ／Ｄ変換器１０からの集音データＤＭを周波数ｆ１〜ｆ９と中心とする９つの周波数帯域に弁別することにより、各周波数帯域のレベルを示すデータ［ＰｘＪ］を補正方式決定部１４ｃに供給する。「ｘ」はチャンネル番号１〜８、「Ｊ」は周波数帯域番号１〜９を表す（以下同様とする）。なお、バンドパスフィルタ１４ａの周波数弁別特性は、係数テーブル１４ｂに予め記憶されているフィルタ係数データによって設定される。

【0047】

補正方式決定部１４ｃは、バンドパスフィルタ１４ａから各チャンネル毎にデータ［ＰｘＪ］を受け取り、一時的にメモリ１４ｄに記憶する。補正方式決定部１４ｃは、全てのチャンネルのデータ［ＰｘＪ］がメモリ１４ｄに記憶された状態にて、左右および前後のチャンネル間のデータ［ＰｘＪ］の比較を行い、その結果から周波数特性補正方式を決定する。そして、補正方式決定部１４ｃは、決定した周波数特性補正方式に対応する補正方式設定信号ＳＴを周波数特性補正部１１に供給する。

【0048】

周波数特性補正部１１は、各チャンネルの周波数特性を所望の特性となるように調整する機能を有する。図５（Ｂ）に示すように、周波数特性補正部１１は、バンドパスフィルタ１１ａ、係数テーブル１１ｂ、利得演算部１１ｃ、係数決定部１１ｄ、及び係数テーブル１１ｅを備えて構成される。

【0049】

バンドパスフィルタ１１ａは、イコライザＥＱ１〜ＥＱ８に設定されている９個の帯域を通過させる複数の狭帯域デジタルフィルタで構成されており、Ａ／Ｄ変換器１０からの集音データＤＭを周波数ｆ１〜ｆ９と中心とする９つの周波数帯域に弁別することにより、各周波数帯域のレベルを示すデータ［ＰｘＪ］を利得演算部１１ｃに供給する。なお、バンドパスフィルタ１１ａの周波数弁別特性は、係数テーブル１１ｂに予め記憶されているフィルタ係数データによって設定される。

【0050】

利得演算部１１ｃは、上記した周波数特性補正方式選択部１４から供給された補正方式設定信号ＳＴと、帯域毎のレベルを示すデータ［ＰｘＪ］とに基づいて、自動音場補正時のイコライザＥＱ１〜ＥＱ８の利得（ゲイン）を周波数帯域毎に演算し、演算した利得データ［ＧｘＪ］を係数決定部１１ｄに供給する。即ち、予め既知となっているイコライザＥＱ１〜ＥＱ８の伝達関数にデータ［ＰｘＪ］を適用することで、イコライザＥＱ１〜ＥＱ８の周波数帯域毎の利得（ゲイン）を逆算する。

【0051】

係数決定部１１ｄは、図４に示すシステムコントローラＭＰＵの制御下でイコライザＥＱ１〜ＥＱ８の周波数特性を調節するためのフィルタ係数調整信号ＳＦ１〜ＳＦ８を生成する。係数決定部１１ｄは、利得演算部１１ｃから供給される周波数帯域毎の利得データ［ＧｘＪ］によって係数テーブル１１ｅからイコライザＥＱ１〜ＥＱ８の周波数特性を調節するためのフィルタ係数データを読み出し、このフィルタ係数データのフィルタ係数調整信号ＳＦ１〜ＳＦ８によりイコライザＥＱ１〜ＥＱ８の周波数特性を調節する。

【0052】

即ち、係数テーブル１１ｅには、イコライザＥＱ１〜ＥＱ８の周波数特性を様々に調節するためのフィルタ係数データが予めルックアップテーブルとして記憶されており、係数決定部１１ｄが利得データ［ＧｘＪ］に対応するフィルタ係数データを読み出し、その読み出したフィルタ係数データをフィルタ係数調整信号ＳＦ１〜ＳＦ８として各イコライザＥＱ１〜ＥＱ８に供給することで、チャンネル毎に周波数特性を調整する。

【0053】

なお、上記したフィルタ係数調整信号ＳＦ（ＳＦ１〜ＳＦ８）は、イコライザＥＱ（ＥＱ１〜ＥＱ８）にて周波数特性を調整するための信号であり、「イコライザ係数」に相当する（言い換えると「イコライザ利得値」に相当する）。

【0054】

チャンネル間レベル補正部１２は、各チャンネルを通じて出力される音響信号の音圧レベルを均一にする役割を有する。具体的には、測定用信号発生器３から出力される測定用信号（ピンクノイズ）ＤＮによって各スピーカ６ＦＬ〜６ＳＢＲを個別に鳴動させたときに得られる集音データＤＭを順に入力し、その集音データＤＭに基づいて、受聴位置ＲＶにおける各スピーカの再生音のレベルを測定する。

【0055】

チャンネル間レベル補正部１２の概略構成を図５（Ｃ）に示す。Ａ／Ｄ変換器１０から出力される集音データＤＭはレベル検出部１２ａに入力される。なお、チャンネル間レベル補正部１２は、基本的に各チャンネルの信号の全帯域に対して一律にレベルの減衰処理を行うので帯域分割は不要であり、よって図５（Ｂ）の周波数特性補正部１１に見られるようなバンドバスフィルタを含まない。

【0056】

レベル検出部１２ａは集音データＤＭのレベルを検出し、各チャンネルについての出力オーディオ信号レベルが一定となるように利得調整を行う。具体的には、レベル検出部１２ａは検出した集音データのレベルと基準レベルとの差を示すレベル調整量を生成し、調整量決定部１２ｂへ出力する。調整量決定部１２ｂはレベル検出部１２ａから受け取ったレベル調整量に対応する利得調整信号ＳＧ１〜ＳＧ８を生成して各チャンネル間アッテネータＡＴＧ１〜ＡＴＧ８へ供給する。各チャンネル間アッテネータＡＴＧ１〜ＡＴＧ８は、利得調整信号ＳＧ１〜ＳＧ５に応じて各チャンネルのオーディオ信号の減衰率を調整する。このチャンネル間レベル補正部１２の減衰率調整により、各チャンネル間のレベル調整（利得調整）が行われ、各チャンネルの出力オーディオ信号レベルが均一となる。

【0057】

遅延特性補正部１３は、各スピーカの位置と受聴位置ＲＶとの間の距離差に起因する信号遅延を調整する、即ち、本来同時に受聴者が聴くべき各スピーカ６からの出力信号が受聴位置ＲＶに到達する時刻がずれることを防止する役割を有する。よって、遅延特性補正部１３は、測定用信号発生器３から出力される測定用信号ＤＮによって各スピーカ６を個別に鳴動させたときに得られる集音データＤＭに基づいて各チャンネルの遅延特性を測定し、その測定結果に基づいて音場空間の位相特性を補正する。

【0058】

具体的には、図３に示すスイッチＳＷ１１〜ＳＷ８２を順次切り換えることにより、測定用信号発生器３から発生された測定用信号ＤＮを各チャンネル毎に各スピーカ６から出力し、これをマイクロホン８により集音して対応する集音データＤＭを生成する。測定用信号を例えばインパルスなどのパルス性信号とすると、スピーカ８からパルス性の測定用信号を出力した時刻と、それに対応するパルス信号がマイクロホン８により受信された時刻との差は、各チャンネルのスピーカ６とマイクロホン８との距離に比例することになる。よって、測定より得られた各チャンネルの遅延時間のうち、最も遅延量の大きいチャンネルの遅延時間に残りのチャンネルの遅延時間を合わせることにより、各チャンネルのスピーカ６と受聴位置ＲＶとの距離差を吸収することができる。よって、各チャンネルのスピーカ６から発生する信号間の遅延を等しくすることができ、複数のスピーカ６から出力された時間軸上で一致する時刻の音響が同時に受聴位置ＲＶに到達することになる。

【0059】

図５（Ｄ）に遅延特性補正部の構成を示す。遅延量演算部１３ａは集音データＤＭを受け取り、パルス性測定用信号と集音データとの間のパルス遅延量に基づいて、各チャンネル毎に音場環境による信号遅延量を演算する。遅延量決定部１３ｂは遅延量演算部１３ａから各チャンネル毎に信号遅延量を受け取り、一時的にメモリ１３ｃに記憶する。全てのチャンネルについての信号遅延量が演算され、メモリ１３ｃに記憶された状態で、調整量決定部１３ｂは最も大きい信号遅延量を有するチャンネルの再生信号が受聴位置ＲＶに到達するのと同時に他のチャンネルの再生信号が受聴位置ＲＶに到達するように、各チャンネルの調整量を決定し、調整信号ＳＤＬ１〜ＳＤＬ８を各チャンネルの遅延回路ＤＬＹ１〜ＤＬＹ８に供給する。各遅延回路ＤＬＹ１〜ＤＬＹ８は調整信号ＳＤＬ１〜ＳＤＬ８に応じて遅延量を調整する。こうして、各チャンネルの遅延特性の調整が行われる。

【0060】

［自動音場補正処理］
以下では、上記した構成を有する音響機器による自動音場補正の動作について具体的に説明する。

【0061】

まず、オーディオシステム１００を使用する環境としては、受聴者が、例えば図６に示したように複数のスピーカ６ＦＬ〜６ＳＢＲをリスニングルーム７等に配置し、図１に示すようにオーディオシステム１００に接続する。そして、受聴者がオーディオシステム１００に備えられているリモートコントローラ（図示省略）等を操作して自動音場補正開始の指示をすると、システムコントローラＭＰＵがこの指示に従って自動音場補正処理を実行する。

【0062】

次に、本実施例の自動音場補正における基本的な原理を説明する。図３に示したグラフィックイコライザＧＥＱは、例えばＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタにより実現される。ＩＩＲフィルタを用いた場合、少ない演算量とメモリで所望の周波数特性が得られる点で有利である。しかしながら、ＩＩＲフィルタは非直線位相特性を有するため、ＩＩＲフィルタ処理により信号の振幅だけでなく位相も変化してしまう。そのため、イコライザＥＱによる各チャンネルの周波数特性補正の副作用として生じる位相変化の状態によっては、チャンネル間で信号の位相の不一致が発生することで、正確な音場再現を実現できない場合がある。例えば、左右チャンネル間で信号の位相が一致しない場合、再生音像は左右のスピーカの中央に正しく定位しないため、受聴者は聴覚上において他の位置に音源があるように感じる傾向にある。よって、左右のスピーカの位相が合っていないと、再生音が不自然な方向から発生しているといった違和感を受聴者に与えてしまう場合がある。チャンネル間の信号の位相の不一致は、異なるイコライザ係数が適用されたチャンネル間でのみ発生するため、チャンネル間のイコライザ係数を同一にすれば回避可能であると言える。ただし、チャンネル間のイコライザ係数を同一にすると、各チャンネルに対して独立した周波数特性補正を行えなくなるため、周波数特性の補正能力は減少してしまう。

【0063】

ここで、イコライザ係数を同一に設定し位相を一致させる複数のチャンネルのグループを「同位相グループ」と呼ぶこととする。他方で、どの同位相グループにも属さないチャンネルを「独立チャンネル」と呼ぶこととする。なお、本発明における「補正グループ」は、同位相グループに属する複数のチャンネル、及び／又は独立チャンネルとしての１つのチャンネルによって構成される。

【0064】

各チャンネルの周波数特性を所望の特性と一致させることを優先するか、それともチャンネル間の位相を一致させることを優先するかは、トレードオフの関係がある。したがって、どのチャンネルの組み合わせを同位相グループとして設定するかによって、周波数特性補正処理における周波数特性と位相一致との優先関係が決まる。周波数特性補正を優先すると、所望の周波数特性と一致するチャンネルの数が増え、各チャンネルの音色がより均一になる。他方で、位相一致を優先すると、位相が一致するチャンネルの数が増え、音像定位の精度が向上する。

【0065】

次に、図７を参照して、本実施例に係る周波数特性補正方式について具体的に説明する。図７は、周波数特性補正方式の一例を説明するための図を示している。なお、図７では、同位相グループを破線にて示している。

【0066】

図７（Ａ）は、同位相グループを設定せず、全てのチャンネルを独立チャンネルとして周波数特性補正を行うための周波数特性補正方式（以下では「第１補正方式」と呼ぶ。）を示している。基本的には、第１補正方式によれば、各チャンネルで異なるイコライザ係数が設定されることとなる。この第１補正方式では、周波数特性補正を優先しているため、周波数特性の補正能力は後述する第２及び第３補正方式よりも高い。しかしながら、第１補正方式では、複数のチャンネル間で信号の位相の不一致が生じやすく、受聴者が感じる音像定位の違和感が大きくなる傾向にある。なお、第１補正方式では、各チャンネルが別々のグループに設定された補正グループが適用される。

【0067】

図７（Ｂ）は、左右一対のチャンネルを同位相グループに設定して周波数特性補正を行うための周波数特性補正方式（以下では「第２補正方式」と呼ぶ。）を示している。図７（Ｂ）で示す第２補正方式の例では、ＦＬチャンネルとＦＲチャンネルとで同一のイコライザ係数が設定され、ＳＬチャンネルとＳＲチャンネルとで同一のイコライザ係数が設定され、ＳＢＬチャンネルとＳＢＲチャンネルとで同一のイコライザ係数が設定されることとなる。このような第２補正方式では、周波数特性補正と位相一致とのバランスを重視しており、左右一対のチャンネル間の信号の位相の一致が確保されるため、受聴者が聴感上の音像定位の違和感を大きく感じることはない。また、左右のチャンネル間で周波数特性が大きく異なることがない限りは、周波数特性の補正能力も高い。なお、第２補正方式では、左右一対のチャンネルが同一のグループに設定され（つまりＦＬチャンネルとＦＲチャンネルとが同一のグループに設定され、ＳＬチャンネルとＳＲチャンネルとが同一のグループに設定され、ＳＢＬチャンネルとＳＢＲチャンネルとが同一のグループに設定され）、Ｃチャンネルのみが１つのグループに設定された補正グループが適用される。

【0068】

図７（Ｃ）は、全てのチャンネルを１つの同位相グループに設定して周波数特性補正を行うための周波数特性補正方式（以下では「第３補正方式」と呼ぶ。）を示している。第３補正方式によれば、全てのチャンネルで同一のイコライザ係数が設定されることとなる。この第３補正方式では、位相一致を優先しているため、全てのチャンネル間で信号の位相の一致は確保されるが、周波数特性の補正能力は第１及び第２補正方式よりも低い。なお、第３補正方式では、全てのチャンネルが同一のグループに設定された補正グループが適用される。

【0069】

各チャンネルの周波数特性補正とチャンネル間の位相一致とのトレードオフの関係から、以下の（１）〜（３）のように周波数特性補正方式を選択することで、それぞれの音場環境（視聴環境）に応じた最適な周波数特性補正を行うことができる。
（１）全チャンネルの周波数特性がある程度同じである音場環境では、位相一致優先の第３補正方式にて周波数特性補正を行う。
（２）左右チャンネルの周波数特性のみがある程度同じである音場環境では、周波数特性補正優先と位相一致優先とのバランス重視の第２補正方式にて周波数特性補正を行う。
（３）（１）及び（２）以外の音場環境では、周波数特性補正優先の第１補正方式にて周波数特性補正を行う。

【0070】

（１）の全チャンネルの周波数特性がある程度同じである音場環境において、第２補正方式にて周波数特性補正を行う場合を考える。この場合、全チャンネルの周波数特性はある程度同じであるが完全には同じでないため、周波数特性補正の結果として前後のチャンネル間でイコライザ係数が異なるものとなり位相の不一致が発生する。この位相の不一致により、全チャンネルの周波数特性がある程度同じであるという音場環境の本来の素性の良さを損ねる可能性がある。そのため、このような音場環境では、第２補正方式を用いるのは適切でないと言える。

【0071】

（３）の（１）及び（２）以外の音場環境に該当する左右チャンネルの周波数特性が異なる音場環境において、第２補正方式にて周波数特性補正を行う場合を考える。この場合、周波数特性が異なる左右チャンネルに対して左右一対チャンネルを同位相グループとする周波数特性補正を行うため、周波数特性の補正能力は低くなる。よって、左右一対チャンネル間で位相が一致することによる音像定位の精度の向上よりも、左右チャンネルの音色の不一致の違和感の方が目立つことになる。そのため、このような音場環境では、第２補正方式を用いるのは適切でないと言える。

【0072】

次に、図８を参照して、上記した周波数特性補正方式の選択などを含む自動音場補正処理の概要について説明する。図８は、自動音場補正処理のメイン処理を示すフローチャートである。当該処理は、信号処理回路２内の係数演算部３０によって実行される。

【0073】

始めに、ステップＳ１０の周波数特性補正方式選択処理では、係数演算部３０内の周波数特性補正方式選択部１４によって、全チャンネルの周波数特性の分析結果から周波数特性補正方式を決定する処理が行われる。次に、ステップＳ２０の周波数特性補正処理では、係数演算部３０内の周波数特性補正部１１によって、イコライザＥＱ１〜ＥＱ８の周波数特性を調整する処理が行われる。次に、ステップＳ３０のチャンネル間レベル補正処理では、係数演算部３０内のチャンネル間レベル補正部１２によって、各チャンネルに設けられているチャンネル間アッテネータＡＴＧ１〜ＡＴＧ８の減衰率を調節する処理が行われる。次に、ステップＳ４０の遅延特性補正処理では、係数演算部３０内の遅延特性補正部１３によって、全チャンネルの遅延回路ＤＬＹ１〜ＤＬＹ８の遅延時間を調整する処理が行われる。

【0074】

次に、各処理段階の動作を順に詳述する。まず、図９を参照して、図８のステップＳ１０の周波数特性補正方式選択処理について説明する。図９は、周波数特性補正方式選択処理を示すフローチャートである。

【0075】

まず、全てのチャンネルについてチャンネル間レベル補正処理を行う（ステップＳ１０１）。この処理は、全てのチャンネルのイコライザＥＱの周波数特性をフラット（イコライザ係数をすべて０）に調整した状態にて行う。具体的には、まず、信号処理部２０において、スイッチＳＷ１１をオンにすると同時にスイッチＳＷ１２をオフとすることにより、１つのチャンネル（例えばＦＬチャンネル）に測定用信号ＤＮ（ピンクノイズ）が供給され、その測定用信号ＤＮがスピーカ６ＦＬから出力される。マイクロホン８はその信号を集音し、増幅器９及びＡ／Ｄ変換器１０を通じて集音データＤＭが係数演算部３０内のチャンネル間レベル補正部１２へ供給される。チャンネル間レベル補正部１２では、レベル検出部１２ａが集音データＤＭの音圧レベルを検出し、調整量決定部１２ｂへ送る。調整量決定部１２ｂは、目標レベルテーブル１２ｃに予め設定されている所定の音圧レベルと一致するようにチャンネル間アッテネータＡＴＧ１の調整信号ＳＧ１を生成し、チャンネル間アッテネータＡＴＧ１へ供給する。こうして、１つのチャンネルのレベルが所定のレベルと一致するように補正される。この処理を各チャンネルに対して順に行い、全てのチャンネルについてレベル補正が完了した時点で、処理はステップＳ１０２に進む。

【0076】

ここで、ステップＳ１０１にてレベル補正を行う理由について説明する。レベル補正を行わない場合は、通常、チャンネル間のレベルが一致していない場合が多い。他方で、以降の処理で行われるチャンネル間の周波数特性比較では、チャンネル間の各周波数帯域のレベル差からチャンネル間の周波数特性が異なるか否かが判定される。したがって、レベル補正を行わないと、チャンネル間のレベルが一致していないため、チャンネル間の周波数特性比較において、同じ周波数特性のカーブを持つチャンネル同士であってもチャンネル間の周波数特性が異なると誤判定される可能性が高くなる。以上のことから、以降の処理で行われるチャンネル間の周波数特性比較においてチャンネル間の周波数特性が異なるか否かを正確に判定するために、ステップＳ１０１にてレベル補正を事前に行っている。

【0077】

続いて、ステップＳ１０２以降において、各チャンネルに対して周波数特性の分析が行われる。具体的には、１つのチャンネル（例えばＦＬチャンネル）から測定用信号ＤＮを出力し（ステップＳ１０２）、マイクロホン８でこれを集音する（ステップＳ１０３）。集音データＤＭは信号処理回路２中の周波数特性補正方式選択部１４に供給され、バンドパスフィルタ１４ａによって周波数分割されて補正方式決定部１４ｃに供給される。このため、補正方式決定部１４ｃには、各周波数帯域のレベルを示すデータ［ＰｘＪ］が供給される。補正方式決定部１４ｃに供給されたデータ［ＰｘＪ］は一時的にメモリ１４ｄに格納される（ステップＳ１０４）。１つのチャンネルについて周波数特性分析が完了すると、全てのチャンネルについて周波数特性分析が完了したか否かのチェックが行われる（ステップＳ１０５）。全てのチャンネルについて周波数特性分析が完了していない場合は（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、次のチャンネルについて同様に周波数特性分析が行われる（ステップＳ１０２〜Ｓ１０４）。そして、全てのチャンネルについて周波数特性分析が完了すると（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、次に、メモリ１４ｄに格納された各チャンネルの周波数特性の分析結果［ＰｘＪ］から、周波数特性補正方式を決定するためにチャンネル間の周波数特性比較が行われる。

【0078】

チャンネル間の周波数特性比較においては、まず左右チャンネル間の周波数特性比較が行われる（ステップＳ１０６）。左右チャンネル間の周波数特性比較の結果、左右チャンネル間の周波数特性が異なると判断された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、つまり左右チャンネル間の周波数特性が類似していない（言い換えると相関がない）と判断される場合、周波数補正方式を第１補正方式に設定し（ステップＳ１０８）、処理は図８のメインルーチンへ戻る。他方で、左右チャンネル間の周波数特性が異ならないと判断された場合は（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、つまり左右チャンネル間の周波数特性が類似している（言い換えると相関がある）と判断される場合、前後チャンネル間の周波数特性比較が行われる（ステップＳ１０９）。

【0079】

そして、前後チャンネル間の周波数特性比較の結果、前後チャンネル間の周波数特性が異なると判断された場合は（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、つまり前後チャンネル間の周波数特性が類似していない（言い換えると相関がない）と判断される場合、周波数補正方式を第２補正方式に設定し（ステップＳ１１１）、処理は図８のメインルーチンへ戻る。他方で、前後チャンネル間の周波数特性が異ならないと判断された場合は（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、つまり前後チャンネル間の周波数特性が類似している（言い換えると相関がある）と判断される場合、周波数補正方式を第３補正方式に設定し（ステップＳ１１２）、処理は図８のメインルーチンへ戻る。

【0080】

ここで、図１０を参照して、チャンネル間の周波数特性比較の手法について説明する。図１０で示す手法は、チャンネル間の周波数特性に相関があるか否かを判断する手法の一例に相当する。なお、図１０では、チャンネル間の周波数特性の差分を計算することを、実線矢印にて示している。

【0081】

図１０（Ａ）は、左右チャンネル間の周波数特性比較の一例を説明するための図である。まず、左右一対のチャンネル間にてデータ［ＰｘＪ］の差分の絶対値［ＤｙＪ］を計算する。「ｘ」はチャンネル番号１〜８であり、「Ｊ」は周波数帯域番号１〜９であり、「ｙ」はチャンネル間の番号である。この例では、「ｙ＝１〜３」であり、ＦＬチャンネルとＦＲチャンネル、ＳＬチャンネルとＳＲチャンネル、及びＳＢＬチャンネルとＳＢＲチャンネルの３つの左右チャンネル間について、差分の絶対値［ＤｙＪ］が計算される。次に、計算された絶対値［ＤｙＪ］の最大値Ｄｍａｘを求め、最大値Ｄｍａｘと所定の閾値ＴＨ_ＬＲとを比較する。最大値Ｄｍａｘが閾値ＴＨ_ＬＲより大きい場合には、周波数特性が左右チャンネル間で異なると判断され（図９のステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、最大値Ｄｍａｘが閾値ＴＨ_ＬＲ以下である場合には、周波数特性が左右チャンネル間で異ならないと判断される（図９のステップＳ１０７：Ｎｏ）。

【0082】

図１０（Ｂ）は、前後チャンネル間の周波数特性比較の一例を説明するための図である。まず、前後のチャンネル間にてデータ［ＰｘＪ］の差分の絶対値［ＤｙＪ］を計算する。「ｘ」はチャンネル番号１〜８であり、「Ｊ」は周波数帯域番号１〜９であり、「ｙ」はチャンネル間の番号である。この例では、「ｙ＝１〜３」であり、ＣチャンネルとＦＬ／ＦＲチャンネル、ＦＬ／ＦＲチャンネルとＳＬ／ＳＲチャンネル、及びＳＬ／ＳＲチャンネルとＳＢＬ／ＳＢＲチャンネルの３つの前後チャンネル間について、差分の絶対値［ＤｙＪ］が計算される。より詳しくは、左右一対のＦＬ／ＦＲチャンネル、ＳＬ／ＳＲチャンネル及びＳＢＬ／ＳＢＲチャンネルについては、データ［ＰｘＪ］ではなく、左右一対のチャンネルの周波数特性を合成（平均化）したデータ［Ｐ’ｚＪ］を用いる（図１０（Ｂ）中の矩形領域参照）。「ｚ」は左右一対のチャンネル番号であり、この例では「ｚ＝１〜３」である。次に、計算された絶対値［ＤｙＪ］の最大値Ｄｍａｘを求め、最大値Ｄｍａｘと所定の閾値ＴＨ_ＦＢとを比較する。最大値Ｄｍａｘが閾値ＴＨ_ＦＢより大きい場合には、周波数特性が前後チャンネル間で異なると判断され（図９のステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、最大値Ｄｍａｘが閾値ＴＨ_ＦＢ以下である場合には、周波数特性が前後チャンネル間で異ならないと判断される（図９のステップＳ１１０：Ｎｏ）。

【0083】

このようなチャンネル間の周波数特性比較は、チャンネル間で周波数帯域のどこか一箇所でもレベル差の大きいところがあると、聴覚上チャンネル間で音色の不一致を感じるということを前提としている。そのため、周波数帯域におけるレベルの差分の絶対値［ＤｙＪ］についての最大値Ｄｍａｘを求めた上で、最大値Ｄｍａｘと所定の閾値ＴＨ_ＬＲ、ＴＨ_ＦＢとを比較するという処理を採用している。

【0084】

なお、周波数帯域（例えば低域、中域、高域の３つの帯域）ごとに別々に最大値Ｄｍａｘを求めて、帯域ごとに異なる値を有する閾値ＴＨ_ＬＲ、ＴＨ_ＦＢを用いて、チャンネル間の周波数特性比較を行っても良い。こうするのは、定圧波やマイクロホン８に対するスピーカ６の向きの影響が帯域により異なるからである。この場合にも、得られた複数の最大値Ｄｍａｘの中で１つでも閾値ＴＨ_ＬＲ、ＴＨ_ＦＢよりも大きな値が存在すれば、左右チャンネル間又は前後チャンネル間で周波数特性が異なると判断される。

【0085】

また、上記では、前後チャンネル間の周波数特性を比較するに当たって、ＣチャンネルとＦＬ／ＦＲチャンネル、ＦＬ／ＦＲチャンネルとＳＬ／ＳＲチャンネル、及びＳＬ／ＳＲチャンネルとＳＢＬ／ＳＢＲチャンネルの３つの前後チャンネルを用いていたが（図１０（Ｂ）参照）、これらに加えて、ＦＬ／ＦＲチャンネルとＳＢＬ／ＳＢＲチャンネル、ＣチャンネルとＳＬ／ＳＲチャンネル、及びＣチャンネルとＳＢＬ／ＳＢＲチャンネルの３つの前後チャンネルを更に用いても良い。

【0086】

また、上記では、差分の絶対値［ＤｙＪ］の最大値Ｄｍａｘと閾値ＴＨ_ＬＲ、ＴＨ_ＦＢとを比較することで、チャンネル間の周波数特性を比較する方法を例示したが、この方法を用いることに限定はされない。比較対象となっているチャンネル間の周波数特性の相関関係（周波数振幅レベルの相関関係）が分かれば、最大値Ｄｍａｘと閾値ＴＨ_ＬＲ、ＴＨ_ＦＢとを比較する方法以外にも種々の方法を適用することができる。他の１つの例では、チャンネル間のデータ［ＰｘＪ］の相関値などを用いることができる。

【0087】

次に、図１１を参照して、図８のステップＳ２０の周波数特性補正処理について説明する。図１１は、周波数特性補正処理を示すフローチャートである。

【0088】

まず、同位相グループが存在するか否かが判断される（ステップＳ２０１）。同位相グループが存在すると判断された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０２に進む。図９の周波数特性補正方式選択処理にて、第２補正方式又は第３補正方式が設定された場合には、同位相グループが存在すると判断される。一方で、同位相グループが存在しないと判断された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、処理はステップＳ２０８に進む。図９の周波数特性補正方式選択処理にて、第１補正方式が設定された場合には、同位相グループが存在しないと判断される。

【0089】

ステップＳ２０２では、同位相グループに属する複数のチャンネルについてチャンネル間レベル補正処理を行う。なお、ここでは、ＦＬチャンネルとＦＲチャンネルとが同位相グループである場合を例に挙げる。ステップＳ２０２の処理は、チャンネル間レベル補正の対象となるチャンネルのイコライザＥＱの周波数特性をフラット（イコライザ係数をすべて０）に調整した状態にて行う。具体的には、まず、信号処理部２０において、スイッチＳＷ１１をオンにすると同時にスイッチＳＷ１２をオフとすることにより、１つのチャンネル（例えばＦＬチャンネル）に測定用信号ＤＮ（ピンクノイズ）が供給され、その測定用信号ＤＮがスピーカ６ＦＬから出力される。マイクロホン８はその信号を集音し、増幅器９及びＡ／Ｄ変換器１０を通じて集音データＤＭが係数演算部３０内のチャンネル間レベル補正部１２へ供給される。チャンネル間レベル補正部１２では、レベル検出部１２ａが集音データＤＭの音圧レベルを検出し、調整量決定部１２ｂへ送る。調整量決定部１２ｂは、目標レベルテーブル１２ｃに予め設定されている所定の音圧レベルと一致するようにチャンネル間アッテネータＡＴＧ１の調整信号ＳＧ１を生成し、チャンネル間アッテネータＡＴＧ１へ供給する。こうして、１つのチャンネルのレベルが所定のレベルと一致するように補正される。この処理を、各チャンネルに対して順に行い、同位相グループに属する全てのチャンネルについてレベル補正が完了した時点で、処理はステップＳ２０３に進む。

【0090】

ここで、ステップＳ２０２にてレベル補正を行う理由について説明する。レベル補正を行わない場合は、通常、同位相グループに属する複数チャンネル間のレベルが一致していない場合が多い。そのため、レベル補正を行わないと、以降の処理で行われる周波数特性補正時にレベルの高い特定のチャンネルの特性が支配的となり、チャンネル間で平等の測定ができなくなる場合がある。以上のことから、以降の処理で行われる周波数特性補正を正確に行うために、ステップＳ２０２にてレベル補正を事前に行っている。

【0091】

ステップＳ２０２の処理によりＦＬチャンネルとＦＲチャンネルとのレベルが一致すると、ステップＳ２０３以降において、それらのチャンネルに対して同時に周波数特性補正が行われる。具体的には、同位相グループに属するチャンネル、即ちＦＬチャンネルとＦＲチャンネルとから同時に測定用信号ＤＮを出力し（ステップＳ２０３）、マイクロホン８でこれを集音して集音データＤＭを信号処理回路２へ入力する（ステップＳ２０４）。信号処理回路２中の周波数特性補正部１１は、集音データＤＭに基づいてイコライザＥＱ１及びＥＱ２の特性を調整するためのイコライザ係数ＳＦ１及びＳＦ２を演算し（ステップＳ２０５）、それぞれイコライザＥＱ１及びＥＱ２へ供給してＦＬチャンネル及びＦＲチャンネルの周波数特性を補正する（ステップＳ２０６）。これにより、ＦＬチャンネル及びＦＲチャンネルの周波数特性は、所望の特性に設定される。また、ＦＬチャンネル及びＦＲチャンネルは同一の補正パラメータ（イコライザ係数）により補正されるので、両チャンネルの位相は相互に一致する。よって、ＦＬチャンネルとＦＲチャンネルとの間の位相を相互一致させ、かつ、両チャンネルをほぼ所望の周波数特性に設定することができる。

【0092】

なお、上記の例ではＦＬチャンネルとＦＲチャンネルとを同位相グループとしているが、同位相グループとして選択するチャンネルの数及び組み合わせは様々に設定可能である。 こうして、１グループの同位相チャンネルについて周波数特性補正が完了すると、他に同位相グループがあるか否かがチェックされる（ステップＳ２０７）。他に同位相グループがある場合には（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、次の同位相グループについて同様に周波数特性補正が行われる（ステップＳ２０２〜Ｓ２０６）。

【0093】

一方で、他に同位相グループがない場合には（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、つまり全ての同位相チャンネルのグループについて周波数特性補正が完了すると、ステップＳ２０８以降において、残りのチャンネル、即ち同位相グループに属しない独立チャンネルについて周波数特性補正を行う。まず、独立チャンネルが存在するか否かが判断される（ステップＳ２０８）。独立チャンネルが存在しないと判断された場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、処理は図８のメインルーチンへ戻る。これに対して、独立チャンネルが存在すると判断された場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９以降において独立チャンネルについて周波数特性補正を行う。具体的には、１つの独立チャンネルから測定用信号ＤＮを出力し（ステップＳ２０９）、マイクロホン８でこれを集音する（ステップＳ２１０）。信号処理回路２中の周波数特性補正部１１は、集音データＤＭに基づいて、当該独立チャンネルに用いるイコライザ係数ＳＦを演算し（ステップＳ２１１）、イコライザＥＱへ供給して当該独立チャンネルの周波数特性を補正する（ステップＳ２１２）。

【0094】

こうして、１つの独立チャンネルについて周波数特性補正が完了すると、全ての独立チャンネルについて周波数特性補正が完了したか否かのチェックが行われる（ステップＳ２１３）。全ての独立チャンネルについて周波数特性補正が完了していない場合は（ステップＳ２１３：Ｎｏ）、次の独立チャンネルについて同様に周波数特性補正が行われる（ステップＳ２０９〜Ｓ２１２）。そして、全てのチャンネルについて周波数特性補正が完了すると（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、処理は図８のメインルーチンへ戻る。

【0095】

なお、図９の周波数特性補正方式選択処理が終了した時点で、周波数特性補正方式選択部１４内のメモリ１４ｄには全チャンネル分の各周波数帯域のレベルを示すデータ［ＰｘＪ］が格納されているため、このデータ［ＰｘＪ］を図１１の周波数特性補正処理で用いても良い。そうした場合、ステップＳ２０２〜Ｓ２０５の帯域毎の分析、及びステップＳ２０９〜Ｓ２１１の帯域毎の分析を省略することができ、処理時間を短縮することが可能となる。但し、同位相グループの周波数特性補正については、ステップＳ２０５のイコライザ係数の設定の前に、同位相グループに属する全てのチャンネルのデータ［ＰｘＪ］についての平均値［Ｐ’ｚＪ］を求める処理を追加することとなる。

【0096】

次に、図１２を参照して、図８のステップＳ３０のチャンネル間レベル補正処理について説明する。図１２は、チャンネル間レベル補正処理を示すフローチャートである。なお、チャンネル間レベル補正処理は、先の周波数特性補正処理により設定されたグラフィックイコライザＧＥＱの周波数特性を上記周波数特性補正処理で調整した状態に維持して行われる。

【0097】

まず、信号処理部２０において、スイッチＳＷ１１をオンにすると同時にスイッチＳＷ１２をオフとすることにより、１つのチャンネル（例えばＦＬチャンネル）に測定用信号ＤＮ（ピンクノイズ）が供給され、その測定用信号ＤＮがスピーカ６ＦＬから出力される（ステップＳ３０１）。マイクロホン８はその信号を集音し、増幅器９及びＡ／Ｄ変換器１０を通じて集音データＤＭが係数演算部３０内のチャンネル間レベル補正部１２へ供給される（ステップＳ３０２）。チャンネル間レベル補正部１２では、レベル検出部１２ａが集音データＤＭの音圧レベルを検出し、調整量決定部１２ｂへ送る。調整量決定部１２ｂは、目標レベルテーブル１２ｃに予め設定されている所定の音圧レベルと一致するようにチャンネル間アッテネータＡＴＧ１の調整信号ＳＧ１を生成し、チャンネル間アッテネータＡＴＧ１へ供給する（ステップＳ３０３）。こうして、１つのチャンネルのレベルが所定のレベルと一致するように補正される。この処理を、各チャンネルに対して順に行い、全てのチャンネルについてレベル補正が完了した時点で（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、処理は図８のメインルーチンへ戻る。

【0098】

次に、図１３を参照して、図８のステップＳ４０の遅延特性補正処理について説明する。図１３は、遅延特性補正処理を示すフローチャートである。

【0099】

まず、１つのチャンネル（例えばＦＬチャンネル）について、ＳＷ１１をオンにすると同時にＳＷ１２をオフとして、測定用信号ＤＮをスピーカ６から出力する（ステップＳ４０１）。次に、出力された測定用信号ＤＮをマイクで集音し、集音データＤＭが係数演算部３０内の遅延特性補正部１３に入力される（ステップＳ４０２）。遅延特性補正部１３内では、遅延量演算部１３ａがそのチャンネルの遅延量を演算により求め、一時的にメモリ１３ｃに記憶する（ステップＳ４０３）。この処理が他の全てのチャンネルについて実行される。全てのチャンネルについて処理が完了した時点で（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、メモリ１３ｃには全てのチャンネルの遅延量が記憶されることになる。次に、係数演算部１３ｂはメモリ１３ｃの記憶内容に基づいて、全てのチャンネルのうち最大遅延量を有するチャンネルを基準とし、他の全てのチャンネルの信号が同時に受聴位置ＲＶに到達するように各チャンネルの遅延回路ＤＬＹ１〜ＤＬＹ８の係数を決定し、各遅延回路ＤＬＹに供給する（ステップＳ４０５）。そして、遅延特性補正処理が完了する。こうして、周波数特性、チャンネル間レベル及び遅延特性が補正され、自動音場補正が完了する。

【0100】

［本実施例の作用・効果］
以上説明した本実施例によれば、ユーザの視聴環境での各チャンネルの周波数特性を分析した結果に基づいて、周波数特性補正方式を選択して設定する。これにより、ユーザの視聴環境にとって最適な周波数特性補正方式を自動で設定することができる。具体的には、ユーザの視聴環境が音色の均一さと音像定位とのバランスにおいて最良となるような周波数特性補正方式を自動で設定することができる。

【0101】

また、本実施例によれば、最適な周波数特性補正方式を自動で設定するため、ユーザは、視聴環境にとって最適な周波数特性補正方式を見つけるために周波数特性補正方式を変えて自動音場補正を何度も繰り返す必要はない。加えて、ユーザは、視聴環境を的確に把握したり、用意された周波数特性補正方式を適切に理解したりする必要もない。

【0102】

［変形例］
上記した実施例では、同位相グループのチャンネルの組み合わせとして３つの例を示したが（図７（Ａ）〜（Ｃ）参照）、これ以外にも、同位相グループのチャンネルの組み合わせは適宜設定可能である。また、上記の実施例では、そのような３つの組み合わせについて用いる３つの周波数特性補正方式（第１乃至第３補正方式）を示したが、これ以外の同位相グループのチャンネルの組み合わせを用いた場合には、その組み合わせごとに用いる最適な周波数特性補正方式を設定すれば良い。

【0103】

また、上記した実施例では、左右チャンネル間の周波数特性及び前後チャンネル間の周波数特性の両方を比較していたが（例えば図９参照）、左右チャンネル間の周波数特性及び前後チャンネル間の周波数特性のうちのいずれか一方のみを比較しても良い。例えば、左右チャンネル間の周波数特性のみを比較する場合には、左右チャンネル間の周波数特性が異なる場合には周波数補正方式を第１補正方式に設定し、左右チャンネル間の周波数特性が異ならない場合には周波数補正方式を第２補正方式に設定しても良い。他方で、例えば、前後チャンネル間の周波数特性のみを比較する場合には、前後チャンネル間の周波数特性が異なる場合には周波数補正方式を第１補正方式に設定し、前後チャンネル間の周波数特性が異ならない場合には周波数補正方式を第３補正方式に設定しても良い。

【0104】

また、上記した実施例では、周波数特性補正部１１がバンドパスフィルタ１１ａ及び係数テーブル１１ｂを有すると共に、周波数特性補正方式選択部１４がバンドパスフィルタ１４ａ及び係数テーブル１４ｂを有していたが（図５（Ａ）及び（Ｂ）参照）、１つのバンドパスフィルタ及び係数テーブルのみを設け、周波数特性補正方式選択部１４と周波数特性補正部１１とで当該バンドパスフィルタ及び当該係数テーブルを共有しても良い。これにより、ＤＳＰプログラムのサイズを縮小することができる。

【0105】

［適用例］
本発明は、例えばＡＶレシーバやホームシアターシステムなどに適用することができる。

【符号の説明】

【0106】

１ 音源
２ 信号処理回路
３ 測定用信号発生器
６ スピーカ
８ マイクロホン
９ 増幅器
１０ Ａ／Ｄ変換器
１１ 周波数特性補正部
１２ チャンネル間レベル補正部
１３ 遅延特性補正部
１４ 周波数特性補正方式選択部
ＡＴＧ１〜ＡＴＧ８ チャンネル間アッテネータ
ＤＬＹ１〜ＤＬＹ８ 遅延回路
ＥＱ１〜ＥＱ８ イコライザ
ＧＥＱ グラフィックイコライザ
ＭＰＵ システムコントローラ
ＳＷ１１〜ＳＷ８２、ＳＷＮ スイッチ素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】