JP2020039098A - Speaker device, speaker coefficient determination device, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のスピーカユニットを有するスピーカ装置、スピーカ装置用の係数を決定するスピーカ係数決定装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a speaker device having a plurality of speaker units, a speaker coefficient determination device for determining a coefficient for the speaker device, and a program.
スピーカの指向周波数特性（より一般的には、周波数別の放射パターン）は、再生音の品質に大きく関わる音響特性である。なぜなら、設置された拡散音場の音響特性による再生音への影響は、スピーカの指向周波数特性によって大きく変化するためである。特に、スピーカを用いて厳密なオーディオ信号の音質評価を実施する場合は、その指向周波数特性が評価結果を左右するため、静特性・動特性やひずみ特性と並んで、実用的な範囲に収まっていることが期待される数値である。微小な音質変化を評価するためのＩＴＵ−Ｒ勧告（非特許文献１参照）においても、指向指数（directivity index）（非特許文献２，３参照）の許容範囲が規定されていることから、制御されるべきスピーカの音響特性の一要素と考えられる。
Directional frequency characteristics (more generally, radiation patterns for each frequency) of a speaker are acoustic characteristics that greatly affect the quality of reproduced sound. This is because the influence of the acoustic characteristics of the installed diffuse sound field on the reproduced sound greatly changes depending on the directional frequency characteristics of the speaker. In particular, when strict sound quality evaluation of an audio signal is performed using a speaker, the directional frequency characteristics affect the evaluation result, so that it falls within the practical range along with static characteristics, dynamic characteristics, and distortion characteristics. This is the expected value. Since the ITU-R recommendation (see Non-Patent Document 1) for evaluating a minute change in sound quality also defines an allowable range of a directivity index (see Non-Patent
しかしながら、市販されているスピーカの仕様に指向周波数特性が明示されることは少ない。一般的にスピーカにおける指向周波数特性の制御は、静特性やダイナックレンジへの影響を伴うため、トレードオフの関係になりやすい。したがって、実用的な観点からスピーカ音響特性に優先順位をつけるとすれば、静特性や音質が上位にくることが一般的である。一方で、拡散音場の音響特性の影響は結果的に周波数特性・時間軸特性に大きく影響を及ぼす要素であり、設置された拡散音場に合わせて指向周波数特性を考慮した音響調整が可能なスピーカ装置が必要である。 However, directional frequency characteristics are rarely specified in the specifications of commercially available speakers. In general, the control of the directional frequency characteristics of a speaker involves a static characteristic and a dynamic range, and thus tends to be in a trade-off relationship. Therefore, if priority is given to the speaker acoustic characteristics from a practical viewpoint, the static characteristics and the sound quality are generally higher. On the other hand, the effect of the acoustic characteristics of the diffuse sound field is a factor that greatly affects the frequency characteristics and time axis characteristics as a result, and it is possible to adjust the acoustics considering the directional frequency characteristics according to the installed diffuse sound field A speaker device is required.
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、各スピーカユニットの指向周波数特性に合わせてオーディオ信号の周波数成分を配分することで、スピーカ装置全体の指向周波数特性を制御することが可能なスピーカ装置、該スピーカ装置用の係数を決定するスピーカ係数決定装置、及びプログラムを提供することにある。 An object of the present invention made in view of such circumstances is to distribute a frequency component of an audio signal in accordance with a directional frequency characteristic of each speaker unit, thereby controlling a directional frequency characteristic of the entire speaker apparatus. , A speaker coefficient determining device for determining a coefficient for the speaker device, and a program.
上記課題を解決するため、本発明に係るスピーカ装置は、複数のスピーカユニットと、係数を記憶する記憶部と、前記スピーカユニットと同数のチャンネル信号生成部と、を備え、前記チャンネル信号生成部はそれぞれ、入力されたオーディオ信号の各周波数成分に係数を乗じてチャンネル信号を生成して前記スピーカユニットに出力し、前記係数は、該係数と前記スピーカユニットの指向周波数特性とから求まる指向指数が所定の範囲内に収まるように決定されていることを特徴とする。 In order to solve the above problem, a speaker device according to the present invention includes a plurality of speaker units, a storage unit that stores coefficients, and the same number of channel signal generation units as the speaker units, wherein the channel signal generation unit includes Each of the frequency components of the input audio signal is multiplied by a coefficient to generate a channel signal and output to the speaker unit, wherein the coefficient has a predetermined directional index determined from the coefficient and the directional frequency characteristic of the speaker unit. Is determined so as to fall within the range.
なお、本発明に係るスピーカ装置において、前記係数は、当該スピーカ装置としての初期性能を規定する初期値以下の値であることが望ましい。 In the loudspeaker device according to the present invention, it is preferable that the coefficient is a value equal to or less than an initial value defining an initial performance as the loudspeaker device.
さらに、本発明に係るスピーカ装置において、前記係数は、当該スピーカ装置としての初期性能を規定する初期値との差を成分とするベクトルのノルムを最小とする値であることを特徴とする。 Furthermore, in the speaker device according to the present invention, the coefficient is a value that minimizes a norm of a vector having a difference from an initial value defining an initial performance as the speaker device as a component.
さらに、本発明に係るスピーカ装置において、隣接する周波数成分に与えられる前記係数の比は、所定の範囲内に収まることを特徴とする。 Further, in the speaker device according to the present invention, a ratio of the coefficients given to adjacent frequency components falls within a predetermined range.
さらに、本発明に係るスピーカ装置において、前記係数は、前記隣接する周波数成分に与えられる前記係数の差の絶対値を成分とするベクトルのノルムが最小となる値であることを特徴とする。 Further, in the speaker device according to the present invention, the coefficient is a value that minimizes a norm of a vector having an absolute value of a difference between the coefficients applied to the adjacent frequency components as a component.
さらに、本発明に係るスピーカ装置において、前記係数は、周波数成分ごとに、当該スピーカ装置の自由音場における主軸上の音圧と拡散音場における主軸上の音圧との差が閾値以下となる値であることを特徴とする。すなわち、当該スピーカ装置を自由音場に設置した場合に、ｉ番目のスピーカユニットにおいて周波数ｆkの成分に乗じる第１係数をａi,k、ｉ番目のスピーカユニットの指向周波数特性をｕi（ｆk，φ，θ）とし、当該スピーカ装置を拡散音場に設置した場合に、ｉ番目のスピーカユニットにおいて周波数ｆkの成分に乗じる第２係数をｂi,k、拡散音場の室内音響特性を考慮したｉ番目のスピーカユニットの指向周波数特性をｖi（ｆk，φ，θ）とした場合、
さらに、本発明に係るスピーカ装置において、前記係数は、周波数成分ごとに、自由音場における主軸上の音圧を変化させないことを特徴とする。すなわち、
さらに、本発明に係るスピーカ装置において、前記係数は、あらかじめ用意された複数パターンの係数のセットから選択されることを特徴とする。 Further, in the speaker device according to the present invention, the coefficient is selected from a set of coefficients of a plurality of patterns prepared in advance.
また、上記課題を解決するため、本発明に係るスピーカ係数決定装置は、上記スピーカ装置に対し、前記係数を決定して出力することを特徴とする。 Further, in order to solve the above problem, a speaker coefficient determination device according to the present invention is characterized in that the coefficient is determined and output to the speaker device.
また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記スピーカ係数決定装置として機能させることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a program for causing a computer to function as the speaker coefficient determination device.
本発明によれば、複数のスピーカユニットを備えるスピーカ装置全体の指向周波数特性を制御することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to control the directional frequency characteristics of the entire speaker device including a plurality of speaker units.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置及びスピーカ係数決定装置の構成例を示す。スピーカ装置１は、複数（Ｎ個）のスピーカユニット１０と、スピーカユニット１０と同数（Ｎ個）のチャンネル信号生成部１１と、記憶部１２とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a configuration example of a speaker device and a speaker coefficient determination device according to the first embodiment of the present invention. The
スピーカ装置１は、入力したオーディオ信号ｓ（ｔ）をＮ分配して各チャンネル信号生成部１１に出力し、各チャンネル信号生成部１１は分配されたオーディオ信号に規定の信号処理を施してチャンネル信号を生成し、各スピーカユニット１０に出力する。記憶部１２は係数を記憶する。係数は、後述するように、該係数とスピーカユニット１０の指向周波数特性とから求まる指向指数が所定の範囲内に収まるように決定される。
The
図２に、チャンネル信号生成部１１の構成例を示す。図２ではｉ（１≦ｉ≦Ｎ）番目のスピーカユニット１０−ｉに対応するｉチャンネル信号を生成するチャンネル信号生成部１１−ｉを示している。図２に示すように、チャンネル信号生成部１１は、周波数分解部１１１と、乗算部１１２と、再合成部１１３とを備える。
FIG. 2 shows a configuration example of the
周波数分解部１１１は、入力されたオーディオ信号ｓ（ｔ）を周波数分解し、分解したｎ個の周波数成分をそれぞれ乗算部１１２に出力する。周波数分解には、フーリエ変換、バンドパスフィルタ、１／３オクターブバンドのピンクノイズなど、様々な手法を用いることができる。
The
乗算部１１２は、周波数分解部１１１により分解された周波数成分に、それぞれ記憶部１２に記憶されている係数を乗じて増減させた信号を再合成部１１３に出力する。
The
再合成部１１３は、乗算部１１２から入力された信号を再合成してｉチャンネル信号ｃi（ｔ）に変換し、ｉ番目のスピーカユニット１０−ｉに出力する。
The
一例としてオーディオ信号ｓ（ｔ）のｋ（１≦ｋ≦ｎ）番目の周波数ｆkの成分を時間信号ｓfk（ｔ）で表すと、ｉ番目のスピーカユニット１０−ｉに対応するｉチャンネル信号ｃi（ｔ）は、周波数成分の個数をｎ、ｉ番目のスピーカユニット１０−ｉに対して入力されるオーディオ信号ｓ（ｔ）の周波数ｆkの成分に乗じる係数をａi,kとすると、式（１）で表される。なお、ａi,k＝１でスピーカ装置１としての初期性能・初期値が与えられるものとする。
As an example, if the component of the k- th (1 ≦ k ≦ n) -th frequency f k of the audio signal s (t) is represented by the time signal s fk (t), the i-channel signal corresponding to the i-th speaker unit 10-i Assuming that the number of frequency components is c i (t) and the coefficient by which the frequency f k component of the audio signal s (t) input to the i-th speaker unit 10-i is a i, k is c i (t). , Equation (1). It is assumed that the initial performance and the initial value of the
スピーカユニット１０−ｉは、チャンネル信号生成部１１−ｉにより生成されたｉチャンネル信号ｃi（ｔ）を入力し、ｉチャンネル信号ｃi（ｔ）によって振動板などを駆動することにより、音を出力する。 The speaker unit 10-i receives the i-channel signal c i (t) generated by the channel signal generation unit 11-i, and drives a diaphragm or the like with the i-channel signal c i (t) to generate sound. Output.
指向周波数特性保持部３は、あらかじめ測定した、各スピーカユニット１０の主軸上の周波数特性を保持する。
The directional frequency characteristic holding unit 3 holds the frequency characteristics on the main axis of each
スピーカ係数決定装置２は、目標とする指向指数を入力するとともに、指向周波数特性保持部３から各スピーカユニット１０の指向周波数特性を入力する。スピーカ係数決定装置２は、係数と各スピーカユニット１０の指向周波数特性とから求まるスピーカ装置１の指向指数が所定の範囲内に収まるように係数を決定し、決定した係数を記憶部１２に出力する。
The loudspeaker
ここで、指向指数とは、スピーカ基準軸上の選ばれた一点で測った音の強さと、そのスピーカと同じ音響出力を放射する点音源が、自由音場の同一測定位置で再生すると思われる音の強さのとの比であり、単位はｄＢで表される。指向指数の目標値は、非特許文献１によれば、周波数５００Ｈｚから１０ｋＨｚにおいて、６ｄＢ以上かつ１２ｄＢ以下と規定されている。
Here, it is considered that the directivity index means that a point sound source that emits the same sound output as the sound intensity measured at a selected point on the speaker reference axis and the same sound output as the speaker reproduces at the same measurement position in the free sound field. This is the ratio to the sound intensity, and the unit is expressed in dB. According to
非特許文献３によれば、指向指数ＤＩは、式（２）で示すように、スピーカ装置１の主軸方向の一点の音圧（感度）の２乗s0と、球面上に均等に分散した角度ごとの音圧の２乗の平均値ｓmとの比の値の、底を１０とする対数に１０を乗じた数値で定義される。
また、非特許文献３によれば、指向指数ＤＩを式（３）により定義してもよい。ここで、Ｌaxは自由音場条件において主軸上で測定し、１ｍに換算した音圧レベルであり、Ｌpは拡散音場条件において測定した音圧レベルである。また、Ｔは残響室の残響時間であり、Ｔ0は基準残響時間で１秒であり、Ｖは残響室容積であり、Ｖ0は基準容積で１ｍ3である。 Further, according to Non-Patent Document 3, the directivity index DI may be defined by Expression (3). Here, L ax is a sound pressure level measured on the main axis under free sound field conditions and converted to 1 m, and L p is a sound pressure level measured under diffuse sound field conditions. T is the reverberation time of the reverberation room, T 0 is the reference reverberation time of 1 second, V is the volume of the reverberation room, and V 0 is 1 m 3 of the reference volume.
ｉ番目のスピーカユニット１０−ｉの指向周波数特性ｕiを、ｆkを周波数、φを方位角、θを仰角としてｕi（ｆk，φ，θ）と表すと、ｉ番目のスピーカユニット１０−ｉから放射される音波の周波数ｆkの成分ｐi（ｆk，φ，θ，ｔ）は、式（４）で表される。なお、以降の議論はすべて距離１ｍの条件で行うものとする。 If the directional frequency characteristic ui of the i -th speaker unit 10-i is represented as u i (f k , φ, θ) where f k is the frequency, φ is the azimuth angle, and θ is the elevation angle, the i-th speaker unit 10-i The component p i (f k , φ, θ, t) of the frequency f k of the sound wave radiated from −i is represented by Expression (4). It is assumed that all of the following discussion is performed under the condition of a distance of 1 m.
したがって、スピーカ装置１全体から放射される音波の周波数ｆkの成分ｐ＾（ｆk，φ，θ，ｔ）は、式(４)を用いて式（５）で表される。なお、周波数ｆkは周波数ビンだけでなく、任意の幅を有する周波数帯域として取り扱うことも可能である。
Therefore, the component p ＾ (f k , φ, θ, t) of the frequency f k of the sound wave radiated from the
式（２）で定義される指向指数ＤＩを用いる場合、周波数成分ごとの指向指数ＤＩkを、JIS Z 8734:2000、「音響−音圧法による騒音源の音響パワーレベルの測定方法−残響室における精密測定法」で規定された規格に基づいて求めると、方位角と仰角を従属関係にある離散値とし、ｍ番目の離散値をφm，θmとして、式（６）で表される。ただし、Ｍはφm，θmの個数であり、使用するパラメータ・変数は自由音場において取得されたものと仮定する。ｕi（ｆk，０，π／２）は、スピーカユニット１０−ｉの主軸上の周波数特性である。 When using the directivity index DI defined by the equation (2), the directivity index DI k for each frequency component is calculated according to JIS Z 8734: 2000, “Method of measuring sound power level of noise source by sound-sound pressure method—in reverberation room. If the azimuth angle and the elevation angle are determined as discrete values in a dependent relationship, and the m-th discrete value is defined as φ m and θ m , the azimuth angle and the elevation angle are represented by Expression (6). Here, M is the number of φ m and θ m , and it is assumed that the parameters and variables to be used are obtained in a free sound field. u i (f k , 0, π / 2) is a frequency characteristic on the main axis of the speaker unit 10-i.
スピーカ係数決定装置２は、式（６）に示した、係数ａi,kと各スピーカユニット１０−ｉの指向周波数特性ｕiとから求まる指向指数ＤＩkが、所定の範囲内に収まるように係数ａi,kを決定する。一般に、式（６）を満たす係数ａi,kの組み合わせはいくつも考えられるが、実用的にはスピーカユニット１０の特性を損なう数値を選択することはできない。一般的に、初期値からの変化量が大きくなるほど、スピーカ装置に対する負担や音質劣化が増すことが想定されるため、できるかぎり係数の変化量を小さくすることが望ましい。そこで、式（７）に示すように、係数ａi,kを、スピーカ装置１としての初期性能を規定する初期値（本実施形態では、「１」）以下の値とするのが好適である。式（７）から、調整は実質的に感度を減少させる調整のみが許容されることになる。また、隣接する周波数の係数比に実用的な制約を設ける目的で、係数ａi,kを式（８）に示す制約を満たす値とするのが好適である。式（８）の制約を満たすことにより、非線形歪みが大きくなることを防止することができる。
Speaker
式（７）（８）の条件のもとで所望の指向指数ＤＩの実現に最適な係数ａi,kの組み合わせを求める課題は、係数ａi,kをＮ次元のベクトルと考えることで次の劣決定条件における最小化問題（９）（１０）に帰着する。式（９）では、係数ａi,kは、初期値との差を成分とするベクトルのノルムを最小とする値となる。式（１０）では、係数ａi,kは、隣接する周波数成分に与えられる係数の差の絶対値を成分とするベクトルのノルムが最小となる値となる。式（９）（１０）の条件は、目的に応じて別の規定に変更することもできるとともに、式（９）（１０）の一方だけを条件とすることもできる。 The task of finding the optimum combination of coefficients a i, k for realizing the desired directivity index DI under the conditions of equations (7) and (8) is to consider the coefficient a i, k as an N-dimensional vector. In the underdetermined condition of (9) and (10). In the equation (9), the coefficient a i, k is a value that minimizes the norm of a vector whose component is the difference from the initial value. In equation (10), the coefficient a i, k is a value that minimizes the norm of a vector whose component is the absolute value of the difference between the coefficients given to adjacent frequency components. The conditions of Expressions (9) and (10) can be changed to other rules according to the purpose, and only one of Expressions (9) and (10) can be used as a condition.
なお、係数ａi,kのＬｐノルムはｐがＮの時、式（１１）で定義される。 Note that the Lp norm of the coefficient a i, k is defined by Expression (11) when p is N.
なお、スピーカ装置１又はスピーカ係数決定装置２として機能させるためにコンピュータを用いることも可能である。そのようなコンピュータは、スピーカ装置１又はスピーカ係数決定装置２の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。また、このプログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。
Note that a computer may be used to function as the
以上説明したように、本実施形態では、スピーカ係数決定装置２において、係数とスピーカユニット１０の指向周波数特性とから求まるスピーカ装置１の指向指数ＤＩが所定の範囲内に収まるように係数を決定し、スピーカ装置１において、入力されたオーディオ信号ｓ（ｔ）の各周波数成分に、スピーカ係数決定装置２で決定された係数を乗じてチャンネル信号を生成する。かかる構成により、本実施形態によれば、スピーカ装置１全体の指向周波数特性を制御することが可能となる。例えば、指向指数ＤＩが所定の規格に収まるように、スピーカ装置１全体の指向周波数特性を調整することができる。また、係数を決定する際に制約を設けることで、スピーカ装置１が出力する音の品質が劣化することを防止できる。
As described above, in the present embodiment, in the speaker
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るスピーカ装置及びスピーカ係数決定装置について説明する。本実施形態では、拡散音場での指向周波数特性を調整可能とする。
(Second embodiment)
Next, a speaker device and a speaker coefficient determination device according to a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the directional frequency characteristics in a diffuse sound field can be adjusted.
図３は、本発明の第２の実施形態に係るスピーカ装置及びスピーカ係数決定装置の構成例を示す図である。スピーカ装置１ａの構成は、第１の実施形態のスピーカ装置１と比較して、記憶部１２が記憶する係数の値が異なる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the speaker device and the speaker coefficient determination device according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the
指向周波数特性保持部３ａは、あらかじめ測定した、スピーカ装置１ａの自由音場での主軸上の周波数特性、及び拡散音場での主軸上の周波数特性を保持する。
The directional frequency
すなわち、スピーカ係数決定装置２ａは、周波数成分ごとに、スピーカ装置１ａの自由音場における主軸上の音圧と拡散音場における主軸上の音圧との差が閾値以下となるように係数を決定する。
That is, the speaker
スピーカ係数決定装置２ａは、上述した式（６）〜（１０）を満たす係数ａi,kを決定した後に、式（１２）を満たす係数ｂi,kを決定し、係数ｂi,kを記憶部１２に出力する。本実施形態では、係数ａi,kに関して式（７）（８）の制約を設けるとともに、係数ｂi,kに関しても同様に式（１３）（１４）の制約を設け、式（１５）の最小化問題を解くことで係数ｂi,kが求まる。この時、式（１０）と同様に式（１６）の条件を係数ｂi,kに課してもよい。
After determining the coefficients a i, k satisfying the above equations (6) to (10), the speaker
さらに、式（１７）の制約を設けてもよい。すなわち、この場合には、スピーカ係数決定装置２ａは、周波数成分ごとに、スピーカ装置１ａの自由音場における主軸上の音圧を変化させないように（音圧の変化が閾値以下となるように）係数を決定する。
Further, the constraint of Expression (17) may be provided. That is, in this case, the speaker
スピーカ係数決定装置２ａは、上記の制約を満たす係数ｂi,kを決定し、チャンネル信号生成部１１に出力する。チャンネル信号生成部１１は、記憶部１２に記憶された係数ｂi,kを用いて第１の実施形態と同様に、例えば式（１８）に基づいてチャンネル信号を生成し、各スピーカユニット１０に出力する。
The speaker
図４は、スピーカ係数決定装置２ａにおける係数決定方法の一例を示すフローチャートである。まず、スピーカ装置１ａの自由音場での主軸上の周波数特性を取得するとともに（ステップＳ１０１）、拡散音場での主軸上の周波数特性を取得する（ステップＳ１０２）。これら周波数特性はスピーカ係数決定装置２ａの内部に保持していてもよいし、外部から入力することによって取得してもよい。続いて、ステップＳ１０１で取得した、自由音場でのスピーカ装置１ａの主軸上の周波数特性と、ステップＳ１０２で取得した、拡散音場でのスピーカ装置１ａの主軸上の周波数特性とを比較し、予め定められた許容誤差の範囲に収まっている場合には（ステップＳ１０３−Ｎｏ）、係数決定処理を終了する。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a coefficient determination method in the speaker
周波数特性の差が許容誤差の範囲を超えていた場合には（ステップＳ１０３−Ｙｅｓ）、チャンネル信号生成部１１がオーディオ信号の各周波数成分に乗じる係数の制約条件を取得する（ステップＳ１０４）。そして、自由音場と拡散音場での周波数特性の差を減少させられるように係数を計算する（ステップＳ１０５）。
If the difference between the frequency characteristics exceeds the range of the allowable error (step S103-Yes), the channel
そして、ステップＳ１０５により導出された係数が制約条件を満たしている場合には（ステップＳ１０６−Ｙｅｓ）、係数をチャンネル信号生成部１１に入力し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０５により導出された係数が制約条件を満たしていない場合には（ステップＳ１０６−Ｎｏ）、制約条件を満たす係数が見つかるまで係数の計算を繰り返す。それらをスピーカユニットに入力するオーディオ信号に反映させることで、音響調整を完了する。 If the coefficient derived in step S105 satisfies the constraint condition (step S106-Yes), the coefficient is input to the channel signal generator 11 (step S107), and the coefficient derived in step S105 is restricted. If the condition is not satisfied (No at Step S106), the calculation of the coefficient is repeated until a coefficient satisfying the constraint condition is found. The sound adjustment is completed by reflecting these in the audio signal input to the speaker unit.
なお、スピーカ装置１ａ又はスピーカ係数決定装置２ａとして機能させるためにコンピュータを用いることも可能である。そのようなコンピュータは、スピーカ装置１ａ又はスピーカ係数決定装置２ａの各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。また、このプログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。
Note that a computer may be used to function as the
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、スピーカ係数決定装置２ａにおいて、係数と、スピーカユニット１０の自由音場及び拡散音場の指向周波数特性とから求まるスピーカ装置１ａの指向指数ＤＩが所定の範囲内に収まるように係数を決定し、スピーカ装置１ａにおいて、入力されたオーディオ信号ｓ（ｔ）の各周波数成分に、スピーカ係数決定装置２ａで決定された係数を乗じてチャンネル信号を生成する。かかる構成により、本実施形態によれば、スピーカ装置１ａ全体の指向周波数特性を制御することが可能となる。例えば、指向指数ＤＩが所定の規格に収まるように、スピーカ装置１ａ全体の拡散音場での主軸上の周波数特性を調整することができる。また、係数を決定する際に制約を設けることで、スピーカ装置１ａが出力する音の品質が劣化することを防止できる。
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, in the speaker
（変形例）
最後に、上述したスピーカ装置及びスピーカ係数決定装置の変形例について説明する。変形例においては、スピーカ装置に用いられる係数は、あらかじめ用意された複数パターンの係数のセットから選択される。
(Modification)
Lastly, a modified example of the above-described speaker device and speaker coefficient determination device will be described. In the modified example, the coefficient used for the speaker device is selected from a set of coefficients of a plurality of patterns prepared in advance.
図５は、本発明の第１の実施形態に係るスピーカ装置１及びスピーカ係数決定装置２の変形例を示す図である。スピーカ装置１ｂは、スピーカ係数決定装置２ｂにより決定された係数を用いてチャンネル信号を生成する。スピーカ係数決定装置２ｂは、パラメータ選択部２１と、係数記憶部２２とを備える。
FIG. 5 is a diagram illustrating a modified example of the
係数記憶部２２は、汎用的ないくつかの対応可能な係数をあらかじめ記憶する。図５では、周波数成分ｆk（１≦ｋ≦ｎ）ごとに、Ｎ個の係数のセットをＱパターン記憶している。
The
パラメータ選択部２１は、目標とする指向指数ＤＩが入力され、該指向指数ＤＩを満たす係数のセットを選択する。その際には、上述の制約をできるだけ満たす係数のセットを選択するのが好適である。パラメータ選択部２１は、例えば図５に示すようにパラメータセットａ２1,k，ａ２2,k，・・・，ａ２N,kを選択し、記憶部１２に出力する。
The
なお、スピーカ装置１ｂは、記憶部１２に代えて係数記憶部２２を備えてもよい。その場合には、スピーカ係数決定装置２ｂはパラメータ選択部２１のみを備え、スピーカ装置１ｂに対し、Ｑパターンのうちのどの係数のセットを選択するかを指示する。スピーカ装置１ｂの係数記憶部２２は、指示された係数のセットをチャンネル信号生成部１１に出力する。
Note that the
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。 Although the above embodiments have been described as representative examples, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims. For example, a plurality of configuration blocks described in the configuration diagram of the embodiment can be combined into one, or one configuration block can be divided.
１，１ａ，１ｂ スピーカ装置
２，２ａ，２ｂ スピーカ係数決定装置
３，３ａ 指向周波数特性保持部
１０ スピーカユニット
１１ チャンネル信号生成部
１２ 記憶部
２１ パラメータ選択部
２２ 係数記憶部
１１１ 周波数分解部
１１２ 乗算部
１１３ 再合成部
1, 1a,
Claims (9)
係数を記憶する記憶部と、
前記スピーカユニットと同数のチャンネル信号生成部と、を備え、
前記チャンネル信号生成部はそれぞれ、入力されたオーディオ信号の各周波数成分に前記係数を乗じてチャンネル信号を生成して前記スピーカユニットに出力し、
前記係数は、該係数と前記スピーカユニットの指向周波数特性とから求まる指向指数が所定の範囲内に収まるように決定されていることを特徴とするスピーカ装置。 A plurality of speaker units,
A storage unit for storing coefficients,
And the same number of channel signal generators as the speaker unit,
Each of the channel signal generators generates a channel signal by multiplying each frequency component of the input audio signal by the coefficient, and outputs the channel signal to the speaker unit,
The speaker device according to claim 1, wherein the coefficient is determined such that a directivity index obtained from the coefficient and a directivity frequency characteristic of the speaker unit falls within a predetermined range.
前記係数は、当該スピーカ装置としての初期性能を規定する初期値との差を成分とするベクトルのノルムを最小とする値であることを特徴とするスピーカ装置。 The speaker device according to claim 1,
The speaker device, wherein the coefficient is a value that minimizes a norm of a vector whose component is a difference from an initial value that defines an initial performance of the speaker device.
隣接する周波数成分に与えられる前記係数の比は、所定の範囲内に収まることを特徴とするスピーカ装置。 The speaker device according to claim 1 or 2,
The speaker device according to claim 1, wherein a ratio of the coefficients provided to adjacent frequency components falls within a predetermined range.
前記係数は、前記隣接する周波数成分に与えられる前記係数の差の絶対値を成分とするベクトルのノルムが最小となる値であることを特徴とするスピーカ装置。 The speaker device according to claim 3, wherein
The speaker device, wherein the coefficient is a value that minimizes a norm of a vector having an absolute value of a difference between the coefficients given to the adjacent frequency components as a component.
当該スピーカ装置を自由音場に設置した場合に、ｉ番目のスピーカユニットにおいて周波数ｆkの成分に乗じる第１係数をａi,k、ｉ番目のスピーカユニットの指向周波数特性をｕi（ｆk，φ，θ）とし、当該スピーカ装置を拡散音場に設置した場合に、ｉ番目のスピーカユニットにおいて周波数ｆkの成分に乗じる第２係数をｂi,k、拡散音場の室内音響特性を考慮したｉ番目のスピーカユニットの指向周波数特性をｖi（ｆk，φ，θ）とした場合、（φ，θ）＝（0，π／２）はスピーカの主軸方向の極座標表示に該当し、
When the speaker device is installed in a free sound field, the first coefficient for multiplying the component of the frequency f k in the i-th speaker unit is a i, k , and the directional frequency characteristic of the i-th speaker unit is u i (f k , Φ, θ), when the speaker device is installed in a diffuse sound field, the second coefficient multiplied by the component of the frequency f k in the i-th speaker unit is b i, k , and the room acoustic characteristic of the diffuse sound field is Assuming that the directional frequency characteristic of the i-th speaker unit considered is v i (f k , φ, θ), (φ, θ) = (0, π / 2) corresponds to the polar coordinate display in the main axis direction of the speaker. ,
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