JP2001005464A - 音場制御方法 - Google Patents
音場制御方法Info
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- JP2001005464A JP2001005464A JP11173557A JP17355799A JP2001005464A JP 2001005464 A JP2001005464 A JP 2001005464A JP 11173557 A JP11173557 A JP 11173557A JP 17355799 A JP17355799 A JP 17355799A JP 2001005464 A JP2001005464 A JP 2001005464A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 音場制御システムにおいて音場の気温変化に
よる誤差を小さくし、目標特性に近づける。 【解決手段】 音場１０７におけるＮ個のスピーカ１０
４とＭ個の制御点１０６の間の伝達関数１０５を測定に
より求め、これを周波数領域に変換し、各周波数ごとに
音響伝達関数行列１０８を算出する。係数算出器１１０
は目標特性１０９と音響伝達関数行列１０８から、係数
を算出し、係数データベース１１１に保存する。以上の
ことを音場１０７の気温が異なる場合に複数回行う。シ
ステムの運用時には、温度センサ１１２を音場１０７に
設置し、温度算出器１１３において常に気温を算出し、
係数選択器１１４は、係数データベースの中からその時
の気温に最も近い気温で測定した係数を選択し、音場制
御フィルタ１０２に設定する。
よる誤差を小さくし、目標特性に近づける。 【解決手段】 音場１０７におけるＮ個のスピーカ１０
４とＭ個の制御点１０６の間の伝達関数１０５を測定に
より求め、これを周波数領域に変換し、各周波数ごとに
音響伝達関数行列１０８を算出する。係数算出器１１０
は目標特性１０９と音響伝達関数行列１０８から、係数
を算出し、係数データベース１１１に保存する。以上の
ことを音場１０７の気温が異なる場合に複数回行う。シ
ステムの運用時には、温度センサ１１２を音場１０７に
設置し、温度算出器１１３において常に気温を算出し、
係数選択器１１４は、係数データベースの中からその時
の気温に最も近い気温で測定した係数を選択し、音場制
御フィルタ１０２に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気音響設備を用
いて音場制御を行い、制御点の応答を所望の目標特性に
近づける音場制御方法に関する。
いて音場制御を行い、制御点の応答を所望の目標特性に
近づける音場制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気音響設備を用いて音場制御を
行う方法としては、文献（通学技報ＥＡ９４−３８）に
記載されている。図４は、従来の音場制御方法の構成を
示している。図４において、音場４０７において、Ｎ個
のスピーカ４０４とＭ個の制御点４０６の間の伝達関数
４０５は測定により得られている。所望の特性を設定し
た目標特性４０９、伝達関数４０５を設定した伝達関数
設定器４０８、および発散防止係数４１０により、係数
算出器４１１では最小二乗法により係数４１２を算出す
る。この係数４１２を音場制御フィルタ４０２に設定
し、増幅器４０３を介してスピーカ４０４に接続するこ
とにより、入力４０１の音声信号を制御点４０６におい
て目標特性４０９に近づけることができる。このように
して、従来の方法においても、音場内の制御点近傍の受
聴位置において所望の音場制御を行うことができる。
行う方法としては、文献（通学技報ＥＡ９４−３８）に
記載されている。図４は、従来の音場制御方法の構成を
示している。図４において、音場４０７において、Ｎ個
のスピーカ４０４とＭ個の制御点４０６の間の伝達関数
４０５は測定により得られている。所望の特性を設定し
た目標特性４０９、伝達関数４０５を設定した伝達関数
設定器４０８、および発散防止係数４１０により、係数
算出器４１１では最小二乗法により係数４１２を算出す
る。この係数４１２を音場制御フィルタ４０２に設定
し、増幅器４０３を介してスピーカ４０４に接続するこ
とにより、入力４０１の音声信号を制御点４０６におい
て目標特性４０９に近づけることができる。このように
して、従来の方法においても、音場内の制御点近傍の受
聴位置において所望の音場制御を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の音場制御方法では、以下のような問題点がある。音
場の気温が係数算出に用いた伝達関数の測定時と異なる
場合には、音速が異なるため、音場の伝達関数が変化す
る。このため、制御点の応答が目標特性とは異なる場合
がある。本発明の音場制御方法は、このような問題を解
決するためになされたもので、音場の気温が変化する場
合にも制御点の応答を目標特性に近づけることができる
ようにしたものである。
来の音場制御方法では、以下のような問題点がある。音
場の気温が係数算出に用いた伝達関数の測定時と異なる
場合には、音速が異なるため、音場の伝達関数が変化す
る。このため、制御点の応答が目標特性とは異なる場合
がある。本発明の音場制御方法は、このような問題を解
決するためになされたもので、音場の気温が変化する場
合にも制御点の応答を目標特性に近づけることができる
ようにしたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の音場制御方法
は、制御時に音場の気温を把握し、音場の気温によって
最適な係数を選択する音場制御方法であり、気温が変化
しても常に制御点の応答を目標特性に近づけられること
となる。
は、制御時に音場の気温を把握し、音場の気温によって
最適な係数を選択する音場制御方法であり、気温が変化
しても常に制御点の応答を目標特性に近づけられること
となる。
【０００５】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、温度センサにより気温を測定するこ
とにより音場の気温を把握するものであり、温度センサ
により把握した制御時の気温を用いて気温が変化しても
常に制御点の応答を目標特性に近づけることができるこ
ととなる。
制御方法において、温度センサにより気温を測定するこ
とにより音場の気温を把握するものであり、温度センサ
により把握した制御時の気温を用いて気温が変化しても
常に制御点の応答を目標特性に近づけることができるこ
ととなる。
【０００６】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、あらかじめ複数の温度で音場の伝達
関数を測定し、それぞれの伝達関数における最適な係数
を算出しておき、それらの係数の中から係数を選択する
ものであり、複数の係数のうち最適な係数を選択するこ
とにより、気温が変化しても常に制御点の応答を目標特
性に近づけることができることとなる。
制御方法において、あらかじめ複数の温度で音場の伝達
関数を測定し、それぞれの伝達関数における最適な係数
を算出しておき、それらの係数の中から係数を選択する
ものであり、複数の係数のうち最適な係数を選択するこ
とにより、気温が変化しても常に制御点の応答を目標特
性に近づけることができることとなる。
【０００７】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、複数の係数データのうち、係数制御
時の音場の気温に最も近い気温で測定した音場の伝達関
数を用いて算出した係数を選択するものであり、複数の
係数のうち最適な係数を選択することにより、気温が変
化しても常に制御点の応答を目標特性に近づけることが
できることとなる。
制御方法において、複数の係数データのうち、係数制御
時の音場の気温に最も近い気温で測定した音場の伝達関
数を用いて算出した係数を選択するものであり、複数の
係数のうち最適な係数を選択することにより、気温が変
化しても常に制御点の応答を目標特性に近づけることが
できることとなる。
【０００８】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、音場の伝達関数を線型伸縮する方法
を備え、ある気温で測定した伝達関数を用いて制御時の
気温における音場の伝達関数を推定することにより、制
御時の気温における最適な係数を算出し逐次更新するも
のであり、ある気温で測定した音場の伝達関数から推定
した制御時の気温における音場の伝達関数を用いて最適
な係数を算出することにより、気温が変化しても常に制
御点の応答を目標特性に近づけることができることとな
る。
制御方法において、音場の伝達関数を線型伸縮する方法
を備え、ある気温で測定した伝達関数を用いて制御時の
気温における音場の伝達関数を推定することにより、制
御時の気温における最適な係数を算出し逐次更新するも
のであり、ある気温で測定した音場の伝達関数から推定
した制御時の気温における音場の伝達関数を用いて最適
な係数を算出することにより、気温が変化しても常に制
御点の応答を目標特性に近づけることができることとな
る。
【０００９】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、制御時の気温における音場の伝達関
数の推定時に、伝達関数の継続時間長のうち初期の一部
のみを用いて推定を行うものであり、制御時の音場の伝
達関数の推定時に必要な演算量を削減しつつ気温が変化
しても常に制御点の応答を目標特性に近づけることがで
きることとなる。
制御方法において、制御時の気温における音場の伝達関
数の推定時に、伝達関数の継続時間長のうち初期の一部
のみを用いて推定を行うものであり、制御時の音場の伝
達関数の推定時に必要な演算量を削減しつつ気温が変化
しても常に制御点の応答を目標特性に近づけることがで
きることとなる。
【００１０】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、音場に気温検出用マイクを設け、気
温検出用マイクへの入力と音場制御システムへの入力を
用いて制御時の気温を推定することにより音場の気温を
把握するものであり、温度センサを用いずに音場の気温
を把握することにより、気温が変化しても常に制御点の
応答を目標特性に近づけることができることとなる。
制御方法において、音場に気温検出用マイクを設け、気
温検出用マイクへの入力と音場制御システムへの入力を
用いて制御時の気温を推定することにより音場の気温を
把握するものであり、温度センサを用いずに音場の気温
を把握することにより、気温が変化しても常に制御点の
応答を目標特性に近づけることができることとなる。
【００１１】また、本発明の音場制御方法は、上記音場
制御方法において、気温検出用マイクへの入力と音場制
御システムへの入力の相互相関関数が最大値をとるシフ
ト量により制御時の気温を推定するものであり、温度セ
ンサを用いずに音場の気温を把握することにより、気温
が変化しても常に制御点の応答を目標特性に近づけるこ
とができることとなる。
制御方法において、気温検出用マイクへの入力と音場制
御システムへの入力の相互相関関数が最大値をとるシフ
ト量により制御時の気温を推定するものであり、温度セ
ンサを用いずに音場の気温を把握することにより、気温
が変化しても常に制御点の応答を目標特性に近づけるこ
とができることとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図３を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施の形態を示
すものである。図１において、入力１０１はＮ個の音場
制御フィルタ１０２に接続される。音場制御フィルタ１
０２の出力はそれぞれＮ個の増幅器１０３を経て音場１
０７におけるＮ個のスピーカ１０４に接続される。音場
１０７では、Ｎ個のスピーカ１０４とＭ個の制御点１０
６の間の伝達関数１０５が測定されている。伝達関数１
０５は伝達関数設定器１０８の入力となる。係数算出器
１１０には、伝達関数設定器１０８と目標特性１０９の
出力が接続されており、その出力は係数データベース１
１１に接続される。また、音場１０７における温度セン
サ１１２は温度算出器１１３に接続される。係数選択器
１１４には係数データベース１１１と温度算出器１１３
の出力が接続されており、その出力は音場制御フィルタ
１０２に接続されている。
て、図１から図３を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施の形態を示
すものである。図１において、入力１０１はＮ個の音場
制御フィルタ１０２に接続される。音場制御フィルタ１
０２の出力はそれぞれＮ個の増幅器１０３を経て音場１
０７におけるＮ個のスピーカ１０４に接続される。音場
１０７では、Ｎ個のスピーカ１０４とＭ個の制御点１０
６の間の伝達関数１０５が測定されている。伝達関数１
０５は伝達関数設定器１０８の入力となる。係数算出器
１１０には、伝達関数設定器１０８と目標特性１０９の
出力が接続されており、その出力は係数データベース１
１１に接続される。また、音場１０７における温度セン
サ１１２は温度算出器１１３に接続される。係数選択器
１１４には係数データベース１１１と温度算出器１１３
の出力が接続されており、その出力は音場制御フィルタ
１０２に接続されている。
【００１３】次に、上記第１の実施の形態の動作につい
て説明する。音場１０７において、ある気温におけるＮ
個のスピーカ１０４とＭ個の制御点の間のＮ×Ｍ個の伝
達関数１０５を測定により求める。伝達関数設定器１０
８では、伝達関数１０５をそれぞれＦＦＴなどの方法に
より周波数領域に変換し、各周波数において音響伝達関
数行列を算出する。ここで、音響伝達関数行列をＣ
（Ｍ、Ｎ）で表す。行列Ｃの各要素は複素数である。な
お、添え字Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意味す
る。係数算出器１１０では、式（１）のように行列Ｃの
特異値分解を行う。 Ｃ＝ＵＷＶT （式 １） Ｕ（Ｍ，Ｎ）：Ｍ×Ｎの列直交行列（（ｉ＝１〜Ｍ）Σ
ＵｉｋＵｊｎ＝δｋｎ，１＜ｋ＜Ｎ，１＜ｎ＜Ｎ）） Ｗ（Ｎ，Ｎ）：Ｎ×Ｎの対角行列（対角成分ｗｊ〔ｊ＝
１〜Ｎ〕は非負） ＶT （Ｎ，Ｎ）：Ｎ×Ｎの直交行列Ｖ列
て説明する。音場１０７において、ある気温におけるＮ
個のスピーカ１０４とＭ個の制御点の間のＮ×Ｍ個の伝
達関数１０５を測定により求める。伝達関数設定器１０
８では、伝達関数１０５をそれぞれＦＦＴなどの方法に
より周波数領域に変換し、各周波数において音響伝達関
数行列を算出する。ここで、音響伝達関数行列をＣ
（Ｍ、Ｎ）で表す。行列Ｃの各要素は複素数である。な
お、添え字Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意味す
る。係数算出器１１０では、式（１）のように行列Ｃの
特異値分解を行う。 Ｃ＝ＵＷＶT （式 １） Ｕ（Ｍ，Ｎ）：Ｍ×Ｎの列直交行列（（ｉ＝１〜Ｍ）Σ
ＵｉｋＵｊｎ＝δｋｎ，１＜ｋ＜Ｎ，１＜ｎ＜Ｎ）） Ｗ（Ｎ，Ｎ）：Ｎ×Ｎの対角行列（対角成分ｗｊ〔ｊ＝
１〜Ｎ〕は非負） ＶT （Ｎ，Ｎ）：Ｎ×Ｎの直交行列Ｖ列
【００１４】式（１）で得られたＷをそのまま用いる
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数が発散するという問題がある。そこで、以下の方
法で音場制御フィルタごとに発散を防止する。
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数が発散するという問題がある。そこで、以下の方
法で音場制御フィルタごとに発散を防止する。
【００１５】まず、特異値行列Ｗの各要素の最大値Ｗ
max を求める。次に、各要素の最大値Ｗmax に対する比
を求める。この比が基準値以下になる場合には、その要
素ｗｊ値を０に設定する。基準値は−６０ｄＢから−２
０ｄＢの範囲でよく、−４０ｄＢとするのが妥当であ
る。
max を求める。次に、各要素の最大値Ｗmax に対する比
を求める。この比が基準値以下になる場合には、その要
素ｗｊ値を０に設定する。基準値は−６０ｄＢから−２
０ｄＢの範囲でよく、−４０ｄＢとするのが妥当であ
る。
【００１６】次に、式（２）に従ってＣの逆行列を算出
する。 Ｃ-1＝Ｖ〔ｄｉａｇ（１／ｗｊ）〕ＵT （式 ２） ｄｉａｇ（１／ｗｊ）：要素が１／ｗｊ〔ｊ＝１〜Ｎ〕
のＮ×Ｎ対角行列 Ｍ個の制御点における目標として所望のインパルスレス
ポンスを設定し、それぞれ周波数領域に変換し、各周波
数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性１１２として設定す
る。さらに、式（３）により解Ｘ（Ｎ）を算出する。 Ｘ＝Ｃ-1Ｂ （式 ３）
する。 Ｃ-1＝Ｖ〔ｄｉａｇ（１／ｗｊ）〕ＵT （式 ２） ｄｉａｇ（１／ｗｊ）：要素が１／ｗｊ〔ｊ＝１〜Ｎ〕
のＮ×Ｎ対角行列 Ｍ個の制御点における目標として所望のインパルスレス
ポンスを設定し、それぞれ周波数領域に変換し、各周波
数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性１１２として設定す
る。さらに、式（３）により解Ｘ（Ｎ）を算出する。 Ｘ＝Ｃ-1Ｂ （式 ３）
【００１７】各周波数についてＸを求め、Ｎ個の音場制
御用フィルタの周波数特性を求め、それぞれを逆ＦＦＴ
などの方法により時間領域に変換し、ある気温における
最適な係数を得る。この係数を係数データベースに設定
する。
御用フィルタの周波数特性を求め、それぞれを逆ＦＦＴ
などの方法により時間領域に変換し、ある気温における
最適な係数を得る。この係数を係数データベースに設定
する。
【００１８】以上の伝達関数１０５の測定から係数の算
出までの過程を異なる気温で繰り返し、複数の気温にお
ける最適な係数をそれぞれ算出する。係数を算出する気
温の範囲は、そのシステムを使用する場合に想定される
気温の範囲が望ましい。また、算出する係数の数は多い
方が効果的であり、各係数間の測定温度差が５℃以上離
れないようにするのが適当である。
出までの過程を異なる気温で繰り返し、複数の気温にお
ける最適な係数をそれぞれ算出する。係数を算出する気
温の範囲は、そのシステムを使用する場合に想定される
気温の範囲が望ましい。また、算出する係数の数は多い
方が効果的であり、各係数間の測定温度差が５℃以上離
れないようにするのが適当である。
【００１９】次に、システムの運用時には音場１０７に
おける温度センサ１１２の出力から、温度算出器１１３
において常時気温を算出する。係数選択器１１４では、
係数データベース１１１の中から、常に運用時の気温に
最も近い係数を選択し、音場制御フィルタ１０２に設定
する。
おける温度センサ１１２の出力から、温度算出器１１３
において常時気温を算出する。係数選択器１１４では、
係数データベース１１１の中から、常に運用時の気温に
最も近い係数を選択し、音場制御フィルタ１０２に設定
する。
【００２０】このように、本実施の形態１によれば、音
場１０７の気温が変化しても常に最適な係数に更新する
ことにより、制御点１０６の応答を目標特性１０９に近
づけることができる。
場１０７の気温が変化しても常に最適な係数に更新する
ことにより、制御点１０６の応答を目標特性１０９に近
づけることができる。
【００２１】なお、本実施の形態では、係数の算出方法
として特異値分解による方法を採用したが、他にも公知
の最小二乗法によるものでもよい。
として特異値分解による方法を採用したが、他にも公知
の最小二乗法によるものでもよい。
【００２２】（実施の形態２）図２は本発明の第２の実
施の形態を示すものである。図２において、入力２０１
はＮ個の音場制御フィルタ２０２に接続される。音場制
御フィルタ２０２の出力はそれぞれＮ個の増幅器２０３
を経て音場２０７におけるＮ個のスピーカ２０４に接続
される。音場２０７では、Ｎ個のスピーカ２０４とＭ個
の制御点２０６の間の伝達関数２０５が測定されてい
る。伝達関数２０５は伝達関数設定器２０８の入力とな
る。また、音場２０７における温度センサ２１３は温度
算出器２１４に接続される。線型伸縮器２０９には伝達
関数設定器２０８と温度算出器２１４が接続される。係
数２１２には目標特性２１０と線型伸縮器２０９が接続
され、その出力は係数２１２に接続される。
施の形態を示すものである。図２において、入力２０１
はＮ個の音場制御フィルタ２０２に接続される。音場制
御フィルタ２０２の出力はそれぞれＮ個の増幅器２０３
を経て音場２０７におけるＮ個のスピーカ２０４に接続
される。音場２０７では、Ｎ個のスピーカ２０４とＭ個
の制御点２０６の間の伝達関数２０５が測定されてい
る。伝達関数２０５は伝達関数設定器２０８の入力とな
る。また、音場２０７における温度センサ２１３は温度
算出器２１４に接続される。線型伸縮器２０９には伝達
関数設定器２０８と温度算出器２１４が接続される。係
数２１２には目標特性２１０と線型伸縮器２０９が接続
され、その出力は係数２１２に接続される。
【００２３】次に、上記第２の実施の形態の動作につい
て説明する。音場２０７において、ある気温ｔ０〔℃〕
におけるＮ個のスピーカ２０４とＭ個の制御点の間のＮ
×Ｍ個の伝達関数２０５を測定により求め、伝達関数設
定器２０８に記録しておく。システムの運用時には音場
２０７における温度センサ２１３の出力から、温度算出
器２１４において常時気温ｔ〔℃〕を算出する。線型伸
縮器２０９では、制御時の気温ｔ〔℃〕に従って、以下
の方法で気温ｔ０〔℃〕で測定した伝達関数２０５に線
型伸縮処理を行う。気温ｔ〔℃〕における音速V は式
（４）により与えられる。 Ｖ（ｔ）＝３３１．５＋０．６ｔ （式 ４）
て説明する。音場２０７において、ある気温ｔ０〔℃〕
におけるＮ個のスピーカ２０４とＭ個の制御点の間のＮ
×Ｍ個の伝達関数２０５を測定により求め、伝達関数設
定器２０８に記録しておく。システムの運用時には音場
２０７における温度センサ２１３の出力から、温度算出
器２１４において常時気温ｔ〔℃〕を算出する。線型伸
縮器２０９では、制御時の気温ｔ〔℃〕に従って、以下
の方法で気温ｔ０〔℃〕で測定した伝達関数２０５に線
型伸縮処理を行う。気温ｔ〔℃〕における音速V は式
（４）により与えられる。 Ｖ（ｔ）＝３３１．５＋０．６ｔ （式 ４）
【００２４】制御時の気温がｔ０〔℃〕であるとき、ｔ
０〔℃〕で測定した伝達関数に与えるべき伸縮率αは式
（５）により求められる。 α＝Ｖ（ｔ０）／Ｖ（ｔ） （式 ５）
０〔℃〕で測定した伝達関数に与えるべき伸縮率αは式
（５）により求められる。 α＝Ｖ（ｔ０）／Ｖ（ｔ） （式 ５）
【００２５】Ｎ×Ｍ個の伝達関数２０５のうち１つを時
間領域でｘ（ｎ）と表現し、式（６）よりＦＦＴスペク
トラムＸ（ｋ）を求める。
間領域でｘ（ｎ）と表現し、式（６）よりＦＦＴスペク
トラムＸ（ｋ）を求める。
【数１】
【００２６】各ｍ（０≦ｍ≦Ｍ−１）に対し、式（７）
によりｘ’（ｍ）を求める。但し、ＭはαＮを越えない
最大の整数である。
によりｘ’（ｍ）を求める。但し、ＭはαＮを越えない
最大の整数である。
【数２】
【００２７】このように得られたｘ’（ｍ）はｘ（ｎ）
をα倍に線型伸縮した信号であり、この線型伸縮をＮ×
Ｍ個の伝達関数２０５のそれぞれに行うことにより、気
温ｔ〔℃〕における伝達関数が推定できる。このように
推定した伝達関数をそれぞれＦＦＴなどの方法により周
波数領域に変換し、各周波数において音響伝達関数行列
を算出する。ここで、音響伝達関数行列をＣ（Ｍ、Ｎ）
で表す。行列Ｃの各要素は複素数である。なお、添え字
Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意味する。係数算出
器３１１では、前記式（１）のように行列Ｃの特異値分
解を行う。
をα倍に線型伸縮した信号であり、この線型伸縮をＮ×
Ｍ個の伝達関数２０５のそれぞれに行うことにより、気
温ｔ〔℃〕における伝達関数が推定できる。このように
推定した伝達関数をそれぞれＦＦＴなどの方法により周
波数領域に変換し、各周波数において音響伝達関数行列
を算出する。ここで、音響伝達関数行列をＣ（Ｍ、Ｎ）
で表す。行列Ｃの各要素は複素数である。なお、添え字
Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意味する。係数算出
器３１１では、前記式（１）のように行列Ｃの特異値分
解を行う。
【００２８】式（１）で得られたＷをそのまま用いる
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数が発散するという問題がある。そこで、以下の方
法で音場制御フィルタごとに発散を防止する。
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数が発散するという問題がある。そこで、以下の方
法で音場制御フィルタごとに発散を防止する。
【００２９】まず、特異値行列Ｗの各要素の最大値Ｗ
max を求める。次に、各要素の最大値Ｗmax に対する比
を求める。この比が基準値以下になる場合には、その要
素ｗｊの値を０に設定する。基準値は−６０ｄＢから−
００ｄＢの範囲でよく、−４０ｄＢとするのが妥当であ
る。
max を求める。次に、各要素の最大値Ｗmax に対する比
を求める。この比が基準値以下になる場合には、その要
素ｗｊの値を０に設定する。基準値は−６０ｄＢから−
００ｄＢの範囲でよく、−４０ｄＢとするのが妥当であ
る。
【００３０】次に、前記式（２）に従ってＣの逆行列を
算出する。Ｍ個の制御点における目標として所望のイン
パルスレスポンスを設定し、それぞれ周波数領域に変換
し、各周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性２１０と
して設定する。さらに、前記式（３）により解Ｘ（Ｎ）
を算出する。
算出する。Ｍ個の制御点における目標として所望のイン
パルスレスポンスを設定し、それぞれ周波数領域に変換
し、各周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性２１０と
して設定する。さらに、前記式（３）により解Ｘ（Ｎ）
を算出する。
【００３１】各周波数についてＸを求め、Ｎ個の音場制
御用フィルタの周波数特性を求め、それぞれを逆ＦＦＴ
などの方法により時間領域に変換し、気温ｔ〔℃〕にお
ける最適な係数２１２を得る。この係数２１２を音場制
御用フィルタ２０２に設定する。
御用フィルタの周波数特性を求め、それぞれを逆ＦＦＴ
などの方法により時間領域に変換し、気温ｔ〔℃〕にお
ける最適な係数２１２を得る。この係数２１２を音場制
御用フィルタ２０２に設定する。
【００３２】このように、本実施の形態２によれば、音
場２０７の気温が変化しても、常に最適な係数に更新す
ることにより、制御点２０６の応答を目標特性２１０に
近づけることができる。
場２０７の気温が変化しても、常に最適な係数に更新す
ることにより、制御点２０６の応答を目標特性２１０に
近づけることができる。
【００３３】（実施の形態３）図３は本発明の第３の実
施の形態を示すものである。入力３０１は音場制御フィ
ルタ３０２に接続される。音場制御フィルタ３０２の出
力は増幅器３０３を経て音場３０７におけるスピーカ３
０４に接続される。音場３０７では、スピーカ３０４と
３０６の間の伝達関数３０５が測定されている。伝達関
数３０５は伝線型伸縮器３０８の入力となる。また、音
場３０７における気温検出マイク３０９は温度算出器３
１０に接続される。線型伸縮器３０８には伝達関数３０
５と温度算出器３１０が接続される。係数算出器３１１
には目標特性３１２と線型伸縮器３０８が接続され、そ
の出力は係数３０２に接続される。
施の形態を示すものである。入力３０１は音場制御フィ
ルタ３０２に接続される。音場制御フィルタ３０２の出
力は増幅器３０３を経て音場３０７におけるスピーカ３
０４に接続される。音場３０７では、スピーカ３０４と
３０６の間の伝達関数３０５が測定されている。伝達関
数３０５は伝線型伸縮器３０８の入力となる。また、音
場３０７における気温検出マイク３０９は温度算出器３
１０に接続される。線型伸縮器３０８には伝達関数３０
５と温度算出器３１０が接続される。係数算出器３１１
には目標特性３１２と線型伸縮器３０８が接続され、そ
の出力は係数３０２に接続される。
【００３４】次に、上記第３の実施の形態の動作につい
て説明する。音場３０７において、ある気温ｔ０[ ℃］
におけるスピーカ３０４と制御点３０６の間の伝達関数
３０５を測定により求めておく。伝達関数をＦＦＴなど
の方法により周波数領域に変換し、各周波数において音
響伝達関数行列を算出する。ここで、音響伝達関数行列
をＣ（Ｍ、Ｎ）で表す。行列Ｃの各要素は複素数であ
る。なお、添え字Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意
味し、ここでは、Ｍ＝Ｎ＝１である。係数算出器３１１
では、前記式（１）のように行列Ｃの特異値分解を行
う。
て説明する。音場３０７において、ある気温ｔ０[ ℃］
におけるスピーカ３０４と制御点３０６の間の伝達関数
３０５を測定により求めておく。伝達関数をＦＦＴなど
の方法により周波数領域に変換し、各周波数において音
響伝達関数行列を算出する。ここで、音響伝達関数行列
をＣ（Ｍ、Ｎ）で表す。行列Ｃの各要素は複素数であ
る。なお、添え字Ｍ、ＮはＭ行Ｎ列行列であることを意
味し、ここでは、Ｍ＝Ｎ＝１である。係数算出器３１１
では、前記式（１）のように行列Ｃの特異値分解を行
う。
【００３５】式（１）で得られたＷをそのまま用いる
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数が発散するという問題がある。そこで、以下の方
法で音場制御フィルタごとに発散を防止する。
と、Ｗの各要素のうち、０やほぼ０に近い値を持つ要素
がある場合には、その要素に対応する音場制御フィルタ
の係数が発散するという問題がある。そこで、以下の方
法で音場制御フィルタごとに発散を防止する。
【００３６】まず、特異値行列Ｗの各要素の最大値Ｗ
max を求める。次に、各要素の最大値Ｗmax に対する比
を求める。この比が基準値以下になる場合には、その要
素ｗｊの値を０に設定する。基準値は−６０ｄＢから−
２０ｄＢの範囲でよく、−４０ｄＢとするのが妥当であ
る。
max を求める。次に、各要素の最大値Ｗmax に対する比
を求める。この比が基準値以下になる場合には、その要
素ｗｊの値を０に設定する。基準値は−６０ｄＢから−
２０ｄＢの範囲でよく、−４０ｄＢとするのが妥当であ
る。
【００３７】次に、前記式（２）に従ってＣの逆行列を
算出する。Ｍ個の制御点における目標として所望のイン
パルスレスポンスを設定し、それぞれ周波数領域に変換
し、各周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性３１２と
して設定する。さらに、前記式（３）により解Ｘ（Ｎ）
を算出する。
算出する。Ｍ個の制御点における目標として所望のイン
パルスレスポンスを設定し、それぞれ周波数領域に変換
し、各周波数において行列Ｂ（Ｍ）を目標特性３１２と
して設定する。さらに、前記式（３）により解Ｘ（Ｎ）
を算出する。
【００３８】各周波数についてＸすなわち音場制御用フ
ィルタの周波数特性を求め、逆ＦＦＴなどの方法により
時間領域に変換し、気温ｔ０[ ℃］における最適な係数
を得る。この係数を音場制御用フィルタ３０２に設定し
ておく。
ィルタの周波数特性を求め、逆ＦＦＴなどの方法により
時間領域に変換し、気温ｔ０[ ℃］における最適な係数
を得る。この係数を音場制御用フィルタ３０２に設定し
ておく。
【００３９】システムの運用時には、温度算出器３１０
では入力３０１と気温検出マイク３０９の出力を用いて
以下の方法で気温を算出する。まず、入力３０１と気温
検出マイク３０９の時間差Ｔ１〔ｓ〕を求める。時間差
Ｔ１〔ｓ〕の算出方法としては、入力３０１と気温検出
マイクの３０９の相互相関関数がピークとなる値を検出
する方法でよい。さらに、音場制御フィルタの既知の遅
延時間をＴ２〔ｓ〕とすると、音場３０７におけるスピ
ーカ３０４と気温検出マイク３０９の間の遅延時間Ｔ
〔ｓ〕は、式（８）により算出できる。 Ｔ＝Ｔ１−Ｔ２ （式 ８）
では入力３０１と気温検出マイク３０９の出力を用いて
以下の方法で気温を算出する。まず、入力３０１と気温
検出マイク３０９の時間差Ｔ１〔ｓ〕を求める。時間差
Ｔ１〔ｓ〕の算出方法としては、入力３０１と気温検出
マイクの３０９の相互相関関数がピークとなる値を検出
する方法でよい。さらに、音場制御フィルタの既知の遅
延時間をＴ２〔ｓ〕とすると、音場３０７におけるスピ
ーカ３０４と気温検出マイク３０９の間の遅延時間Ｔ
〔ｓ〕は、式（８）により算出できる。 Ｔ＝Ｔ１−Ｔ２ （式 ８）
【００４０】さらに、既知のスピーカ３０４と気温検出
マイク３０９の間の距離Ｌ〔ｍ〕を用いて制御時の気温
ｔ０[ ℃］は式（９）により算出できる。 ｔ＝（Ｌ／Ｔ−３３１．５）／０．６ （式 ９）
マイク３０９の間の距離Ｌ〔ｍ〕を用いて制御時の気温
ｔ０[ ℃］は式（９）により算出できる。 ｔ＝（Ｌ／Ｔ−３３１．５）／０．６ （式 ９）
【００４１】このように制御時の温度ｔ０[ ℃］を算出
しておき、線型伸縮器３０８であらかじめ測定しておい
た温度ｔ０[ ℃］に対し、以下の方法で温度ｔ０[ ℃］
にしたがって線型伸縮を与える。気温ｔ０[ ℃］におけ
る音速Ｖは式（４）により与えられる。
しておき、線型伸縮器３０８であらかじめ測定しておい
た温度ｔ０[ ℃］に対し、以下の方法で温度ｔ０[ ℃］
にしたがって線型伸縮を与える。気温ｔ０[ ℃］におけ
る音速Ｖは式（４）により与えられる。
【００４２】制御時の気温がｔ０[ ℃］であるとき、ｔ
０[ ℃］で測定した伝達関数に与えるべき伸縮率αは、
前記式（５）により求められる。
０[ ℃］で測定した伝達関数に与えるべき伸縮率αは、
前記式（５）により求められる。
【００４３】伝達関数３０５を時間領域でｘ（ｎ）と表
現し、前記式（６）によりＦスペクトラムＸ（ｋ）０求
める。
現し、前記式（６）によりＦスペクトラムＸ（ｋ）０求
める。
【００４４】各ｍ（０≦ｍ≦Ｍ−１）に対し、前記式
（７）によりｘ’（ｍ）を求める。但し、ＭはαＮを超
えない最大の整数である。
（７）によりｘ’（ｍ）を求める。但し、ＭはαＮを超
えない最大の整数である。
【００４５】このように得られたｘ’（ｍ）はｘ（ｎ）
をα倍に線型伸縮した信号である。このように推定した
伝達関数を用いて成上述の特異値分解の方法等によって
気温ｔ０[ ℃］における最適な係数を得る。この係数を
音場制御用フィルタ３０２に設定する。
をα倍に線型伸縮した信号である。このように推定した
伝達関数を用いて成上述の特異値分解の方法等によって
気温ｔ０[ ℃］における最適な係数を得る。この係数を
音場制御用フィルタ３０２に設定する。
【００４６】このように、本実施の形態３によれば、音
場３０７の気温が変化しても、常に最適な係数に更新す
ることにより、制御点３０６の応答を目標特性３１２に
近づけることができる。
場３０７の気温が変化しても、常に最適な係数に更新す
ることにより、制御点３０６の応答を目標特性３１２に
近づけることができる。
【００４７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、音場制
御システムにおいて音場の気温変化による誤差を小さく
し、目標特性に近づけることができる。
御システムにおいて音場の気温変化による誤差を小さく
し、目標特性に近づけることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における音場制御方
法を実施する装置の概略構成を示すブロック図
法を実施する装置の概略構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２の実施の形態における音場制御方
法を実施する装置の概略構成を示すブロック図
法を実施する装置の概略構成を示すブロック図
【図３】本発明の第３の実施の形態における音場制御方
法を実施する装置の概略構成を示すブロック図
法を実施する装置の概略構成を示すブロック図
【図４】従来の音場制御方法を実施する装置の概略構成
を示すブロック図
を示すブロック図
１０１ 入力 １０２ 音場制御フィルタ １０３ 増幅器 １０４ スピーカ １０５ 伝達関数 １０６ 制御点 １０７ 音場 １０８ 伝達関数設定器 １０９ 目標特性 １１０ 係数算出器 １１１ 係数データベース １１２ 温度センサ １１３ 温度算出器 １１４ 係数選択器 ２０１ 入力 ２０２ 音場制御フィルタ ２０３ 増幅器 ２０４ スピーカ ２０５ 伝達関数 ２０６ 制御点 ２０７ 音場 ２０８ 伝達関数設定器 ２０９ 目標特性 ２１０ 発散防止係数 ２１１ 係数算出器 ２１２ 計数 ３０１ 入力 ３０２ 音場制御フィルタ ３０３ 増幅器 ３０４ スピーカ ３０５ 伝達関数 ３０６ 制御点 ３０７ 音場 ３０８ 伝達関数設定器 ３０９ 線型伸縮器 ３１０ 目標特性 ３１１ 係数算出器 ３１２ 係数 ３１３ 温度センサ ３１４ 温度算出器 ４０１ 入力 ４０２ 音場制御フィルタ ４０３ 増幅器 ４０４ スピーカ ４０５ 伝達関数 ４０６ 制御点 ４０７ 音場 ４０８ 線型伸縮器 ４０９ 気温検出マイク ４１０ 温度算出器 ４１１ 係数算出器 ４１２ 目標特性
Claims (8)
- 【請求項１】 制御時に音場の気温を把握し、音場の気
温によって音場制御に必要な最適な係数を選択する音場
制御方法。 - 【請求項２】 温度センサにより気温を測定することに
より音場の気温を把握する請求項１記載の音場制御方
法。 - 【請求項３】 あらかじめ複数の温度で音場の伝達関数
を測定し、それぞれの伝達関数における最適な係数を算
出しておき、それらの係数の中から係数を選択する請求
項１記載の音場制御方法。 - 【請求項４】 複数の係数データのうち、係数制御時の
音場の気温に最も近い気温で測定した音場の伝達関数を
用いて算出した係数を選択する請求項３記載の音場制御
方法。 - 【請求項５】 音場の伝達関数を線型伸縮する方法を備
え、ある気温で測定した伝達関数を用いて制御時の気温
における音場の伝達関数を推定することにより、制御時
の気温における最適な係数を算出し逐次更新する請求項
１記載の音場制御方法。 - 【請求項６】 制御時の気温における音場の伝達関数の
推定時に、伝達関数の継続時間長のうち初期の一部のみ
を用いて推定を行う請求項５記載の音場制御方法。 - 【請求項７】 音場に気温検出用マイクを設け、気温検
出用マイクへの入力と音場制御システムへの入力を用い
て制御時の気温を推定することにより音場の気温を把握
する請求項１記載の音場制御方法。 - 【請求項８】 気温検出用マイクへの入力と音場制御シ
ステムへの入力の相互相関関数が最大値をとるシフト量
により制御時の気温を推定する請求項７記載の音場制御
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11173557A JP2001005464A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 音場制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11173557A JP2001005464A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 音場制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001005464A true JP2001005464A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=15962766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11173557A Pending JP2001005464A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 音場制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001005464A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210986A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Sony Corp | 音場設計方法および音場合成装置 |
| WO2008093405A1 (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Toa Corporation | フィルタの周波数特性決定方法、および、共鳴防止装置 |
| JP2010172000A (ja) * | 2010-03-25 | 2010-08-05 | Sony Corp | 音場合成装置 |
| JP2013530420A (ja) * | 2010-05-06 | 2013-07-25 | ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション | 可搬型メディア再生装置に関するオーディオ・システム等化処理 |
| JP2015060007A (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | 日本放送協会 | 逆システム設計方法、逆システム設計装置及びプログラム |
| US9307340B2 (en) | 2010-05-06 | 2016-04-05 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Audio system equalization for portable media playback devices |
-
1999
- 1999-06-21 JP JP11173557A patent/JP2001005464A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210986A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Sony Corp | 音場設計方法および音場合成装置 |
| WO2008093405A1 (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Toa Corporation | フィルタの周波数特性決定方法、および、共鳴防止装置 |
| JP2010172000A (ja) * | 2010-03-25 | 2010-08-05 | Sony Corp | 音場合成装置 |
| JP2013530420A (ja) * | 2010-05-06 | 2013-07-25 | ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション | 可搬型メディア再生装置に関するオーディオ・システム等化処理 |
| US9307340B2 (en) | 2010-05-06 | 2016-04-05 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Audio system equalization for portable media playback devices |
| JP2015060007A (ja) * | 2013-09-17 | 2015-03-30 | 日本放送協会 | 逆システム設計方法、逆システム設計装置及びプログラム |
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