JP3500953B2 - オーディオ再生システムのセットアップ方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチチャンネル
タイプのオーディオ再生システムのセットアップ方法及
びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マルチチャンネルタイプのオーディオ再
生システムでは、図１４に示すようなサラウンドプロセ
ッサーが使用されている。このプロセッサーでは、エン
コードされた音響信号が入力される入力端子６０に、
エンコードされた音響信号から元のマルチチャンネル
の音響信号を取り出して、複数のチャンネルに音響信号
を出力するマルチチャンネルデコーダー６１と、 各
チャンネルの音響信号を独立して別個に遅延可能で、且
つ、その遅延時間を調整可能な遅延時間設定装置６２
と、 各チャンネルの音響信号のレベルを独立して別
個に調整可能なレベル調整装置６３と、 全チャンネ
ルの音響信号のレベルを連動して調整可能なマスターボ
リューム６４が上記の順で接続され、該ボリューム６４
の各チャンネルには、それぞれ、スピーカが接続されて
いる。エンコードされた音響信号としては、マルチチャ
ンネルソース（例えば、ドルビー（商標）サラウンドや
ドルビーデジタル等）からの音響信号が、２チャンネル
信号やビットストリーム信号にエンコードされたものが
使用される。

【０００３】上記オーディオ再生システムをセットアッ
プする際には、 各スピーカの音響出力に関するリス
ナーの聴取音圧レベルを一致させることと、 各スピ
ーカの音響出力がリスナーに到達するまでの到達時間を
一致させることが重要である。

【０００４】ところで、従来においては、上記の調整
時には、テスト信号を各チャンネルに順次供給して、各
スピーカからテスト信号を再生させ、リスナー位置（リ
スニング位置）で、各スピーカの音圧レベルを、聴感又
は音圧計等により測定して、これら音圧レベルが一致す
るように、レベル調整装置６３により、各チャンネルの
音響信号のレベルを調整していた。

【０００５】又、上記の調整時には、リスナー位置か
ら各スピーカまでの距離を測定し、遅延時間設定装置６
２により、最も距離の大きいスピーカのチャンネルを基
準として、他のチャンネルの音響信号の遅延時間を調整
していた。しかし、これでは、能率が悪いので、リスナ
ー位置に、スピーカの音響出力に対応するスピーカ信号
を出力するマイクロフォンを設置し、このスピーカ信号
から、各スピーカの音響出力がリスナーに到達するまで
の到達時間を計算して、遅延時間設定装置６２を操作
し、各到達時間を自動的に一致させる技術が提案されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来に
おいては、上記の調整を別個に行っていたため、セ
ットアップの能率が悪いとの問題があった。

【０００７】本発明は、上記問題を解決できるオーディ
オ再生システムのセットアップ方法及びその装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のオーディオ再生システムのセットアップ方
法の特徴とするところは、別個のスピーカが接続される
複数の音響信号用チャンネルを備え、各チャンネルの音
響信号に対し、それぞれ、レベル調整と遅延処理が可能
なオーディオ再生システムにおける、セットアップ方法
であって、各チャンネルに、順次、テスト信号を供給
し、各スピーカに、順次、音響出力させて、リスナー位
置のマイクロフォンから、各スピーカの音響出力に対応
するスピーカ信号を出力させ、各スピーカ信号のレベル
が略基準レベルとなるように、各チャンネルの音響信号
のレベル調整に関する設定を行うと共に、各チャンネル
に供給したテスト信号のレベル値と、各スピーカ信号の
レベル値を、それぞれ、微分、又は、差分して、この微
分値、又は、差分値が最大値及び／又は最小値となる時
刻に基づき、各スピーカの音響出力がマイクロフォンに
到達するまでの到達時間を求め、各到達時間が略基準時
間となるように、各チャンネルの音響信号の遅延処理に
関する設定を行う点にある。又、本発明のオーディオ再
生システムのセットアップ装置の特徴とするところは、
別個のスピーカに接続される複数の音響信号用チャ
ンネルと、セットアップ時に、テスト信号を各チャン
ネルに順次選択的に供給するテスト信号供給手段と、
各チャンネルの音響信号のレベルを別個に調整可能な
レベル調整手段と、 各チャンネルの音響信号を別個
に遅延可能で、且つ、その遅延時間を設定可能な遅延時
間設定手段を有し、セットアップ時に、各スピーカが、
順次、テスト信号の供給を受けて、各スピーカが、順
次、音響出力すると共に、リスナー位置のマイクロフォ
ンが、各スピーカの音響出力に対応するスピーカ信号を
出力するものにおいて、Ａ．各チャンネルに供給された
テスト信号のレベルを検出するテスト信号用レベル検出
手段と、Ｂ．テスト信号用レベル検出手段により検出し
たテスト信号のレベル値を微分、又は、差分するテスト
信号用処理手段と、Ｃ．テスト信号用処理手段から出力
された微分値、又は、差分値が最大値及び／又は最小値
となるテスト信号供給時刻を検出するテスト信号用時刻
検出手段と、Ｄ．マイクロフォンからの各スピーカ信号
のレベルを測定するレベル測定手段と、Ｅ．レベル測定
手段の測定と並行して、マイクロフォンからの各スピー
カ信号のレベルを検出するスピーカ信号用レベル検出手
段と、Ｆ．スピーカ信号用レベル検出手段により検出さ
れた各スピーカ信号のレベル値を微分、又は、差分する
スピーカ信号用処理手段と、Ｇ．スピーカ信号用処理手
段から出力された微分値、又は、差分値が最大値及び／
又は最小値となる音響出力到達時刻を検出するスピーカ
信号用時刻検出手段と、Ｈ．レベル測定手段により測定
された各スピーカ信号のレベルが略基準レベルとなるよ
うに、レベル調整手段を制御するレベル調整用制御手段
と、Ｉ．テスト信号用時刻検出手段により検出されたテ
スト信号供給時刻と、スピーカ信号用時刻検出手段によ
り検出された音響出力到達時刻に基づき、各スピーカの
音響出力がマイクロフォンに到達するまでの到達時間を
演算する演算手段と、Ｊ．演算手段により演算された各
到達時間が略基準時間となるように、遅延時間設定手段
を制御する遅延時間設定用制御手段を有する点にある。
尚、テスト信号供給手段が、テスト信号を発生するテス
ト信号発生器と、テスト信号を出力するチャンネルを切
換えるチャンネル切換手段を有することもある。又、テ
スト信号発生器が、 周波数をランダムに変化させな
がらノイズ信号を出力するノイズ発生器と、 ノイズ
信号の周波数帯域を制限する帯域制限フィルターと、
テスト信号が供給開始から最初に基準レベル以上にな
った際に、帯域制限フィルターをチャンネル切換手段に
接続する接続手段を有することもある。更に、テスト信
号発生器が、 周波数をランダムに変化させながらノ
イズ信号を出力するノイズ発生器と、 ノイズ信号の
周波数帯域を制限する帯域制限フィルターと、 テス
ト信号の供給開始から基準時間だけ、帯域制限フィルタ
ーの出力信号のレベルを定常状態のレベルよりも大とす
る増幅器を有することもある。又、テスト信号が供給開
始から最初に基準レベル以上になった際に、増幅器をチ
ャンネル切換手段に接続させる接続手段を有することも
ある。更に、テスト信号発生器が、 周波数をランダ
ムに変化させながらノイズ信号を出力するノイズ発生器
と、 ノイズ信号の周波数帯域を制限する帯域制限フ
ィルターと、 ノイズ信号のレベルよりもレベルが大
とされた矩形パルス信号を出力するパルス発生器と、
テスト信号の供給開始時に、パルス発生器をチャンネ
ル切換手段に接続した後、帯域制限フィルターをチャン
ネル 切換手段に接続するスイッチ手段を有することもあ
る。又、テスト信号用レベル検出手段とスピーカ信号用
レベル検出手段の特性が略同一とされることもある。更
に、レベル測定手段が、スピーカ信号のレベルを検出す
るレベル検出手段とされ、各レベル検出手段が、入力信
号を二乗する信号二乗回路と、該回路の出力側に接続さ
れた平滑回路を有することもある。又、レベル測定手段
とスピーカ信号用レベル検出手段の信号二乗回路が共通
とされ、上記両手段の平滑回路が別個とされることもあ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図１〜図１３の図面に基づき説明すると、図１はマル
チチャンネルオーディオ再生システムの概略を示し、サ
ラウンドプロセッサーとセットアップ装置を有する。

【００１０】まず、サラウンドプロセッサーについて説
明すると、このプロセッサーでは、エンコードされた音
響信号が入力される入力端子１に、 エンコードされ
た音響信号から元のマルチチャンネルの音響信号を取り
出して、複数のチャンネルに音響信号を出力するマルチ
チャンネルデコーダー２と、 各チャンネルの音響信
号を独立して別個に遅延可能で、且つ、その遅延時間を
調整可能な遅延時間設定装置（遅延時間設定手段）３
と、 各チャンネルの音響信号のレベルを独立して別
個に調整可能なレベル調整装置（レベル調整手段、利得
調整手段）４と、 全チャンネルの音響信号のレベル
を連動して調整可能なマスターボリューム５が上記の順
で接続され、該ボリューム５の各チャンネルに、それぞ
れ、増幅器６を介して、スピーカ７が接続されている。

【００１１】セットアップ装置は、各スピーカ７の音響
出力に関するリスナーの聴取音圧レベルを一致させると
共に、各スピーカ７の音響出力がリスナーに到達するま
での到達時間を一致させるもので、このセットアップ装
置について説明すると、９はテスト信号を各チャンネル
に選択的に順次供給するテスト信号供給手段で、テスト
信号発生器１０とチャンネル切換手段１１から成る。

【００１２】テスト信号発生器１０は、従来と同じよう
に帯域制限されたランダムノイズ信号等を発生するもの
で、テスト信号発生器１０としては、例えば、 （１） 図２に示すように、テスト信号がノイズ信号と
されて、 周波数をランダムに変化させながらノイズ
信号を出力するノイズ発生器１３と、 ノイズ信号の
周波数を所定帯域内に制限する帯域制限フィルター１４
から構成されたものと、 （２） 図３に示すように、上記（１）の構成に、
ノイズ信号の供給開始から基準（所定）時間、例えば、
数msec間だけ、ノイズ信号のレベルを、定常状態におけ
るノイズ信号の平均レベルよりも大とする（図４参照）
増幅器１６が付加されたものと、 （３） 図５に示すように、上記（１）の構成に、
ノイズ信号のレベルよりもレベルが大とされた矩形パル
ス信号（図６参照）を出力するパルス発生器１８と、
ノイズ発生器１３とパルス発生器１８をチャンネル切
換手段１１に選択的に接続し、テスト信号の供給開始か
ら基準（所定）時間、例えば、数msec間だけ、ノイズ信
号に先立って、矩形パルス信号を出力させるスイッチ手
段１９が付加されたもの（尚、矩形パルス信号の代わり
に、指数関数的にレベルが減衰する信号や、周波数１Ｋ
Ｈｚ程度の数サイクルの正弦波信号を使用してもよ
い。）等が使用される。

【００１３】尚、使用するテスト信号は、本来的には、
下記の要件を満たすものが好ましい。即ち、各スピーカ
７の音響出力に関するリスナーの聴取音圧レベルを一致
させる際には、使用するテスト信号は、部屋の反射、定
在波の影響及び各スピーカ７の周波数特性のピークやデ
ィップの影響を受けにくくするために、適当な帯域幅を
持ち、且つ、非繰り返し波形である帯域制限されたラン
ダムノイズが好ましいと共に、時間的レベル変動が少な
いものの方が好ましい。

【００１４】これに対し、各スピーカ７の音響出力がリ
スナーに到達するまでの到達時間を一致させる際には、
使用するテスト信号は、時間分解能を向上させるため
に、インパルス信号のようなできるだけレベルが急変す
る信号が好ましい。尚、この要件を満たすために、例え
ば、上記（１）（２）のテスト信号発生器１０におい
て、帯域制限フィルター１４、又は、増幅器１６の出力
信号、即ち、テス ト信号が、図７に示すように、供給開
始から最初にスレッショルドレベル（基準レベル、所定
レベル）以上になった際に、帯域制限フィルターをチャ
ンネル 切換手段１１に接続する接続手段１７（図２及び
図３の仮想線参照）を備えてもよい。

【００１５】上記何れの要件も満たすためには、上記
（２）（３）のテスト信号発生器１０が好ましい。

【００１６】チャンネル切換手段１１は、テスト信号発
生器１０からのテスト信号が出力されるチャンネルを順
次切換えるもので、遅延時間設定装置３への各入力用チ
ャンネルに接続された入力端子１１Ａと、各端子１１Ａ
にテスト信号発生器１０の出力端子を選択的に接続する
選択スイッチ部１１Ｂと、上記各入力端子１１Ａに接続
された接続端子１１Ｃと、各接続端子１１Ｃに選択的に
接続され且つ選択スイッチ部１１Ｂと連動する連動スイ
ッチ部１１Ｄ等を有する。

【００１７】２１はテスト信号用レベル検出手段（テス
ト信号用検出手段）で、テスト信号が各チャンネルに供
給されたことを検出、即ち、各チャンネルに供給された
テスト信号のレベルを検出するもので、上記連動スイッ
チ部１１Ｄに接続されて、テスト信号が入力される。テ
スト信号用レベル検出手段２１には、該検出手段の出力
値を微分（差分）する微分（差分）処理部（処理手段、
処理回路）２２と、上記微分（差分）した値が最大値及
び／又は最小値となるテスト信号供給時刻（最大値時
刻、最小値時刻）を検出するテスト信号用最大（小）時
刻検出部（検出手段、検出回路）２３が上記の順で接続
されている。

【００１８】２５はマイクロフォンで、各スピーカ７か
らの音響出力が入力されて、各スピーカ７の音響出力に
対応するスピーカ信号を出力し、このスピーカ信号が増
幅器２６により増幅される。

【００１９】２７はスピーカ信号用第１レベル検出手段
（レベル測定手段）、２８はスピーカ信号用第２レベル
検出手段（スピーカ信号用検出手段）で、これらはスピ
ーカ信号のレベルを検出するもので、増幅器に接続され
ているが、第２レベル検出手段２８の特性は、テスト信
号用レベル検出手段２１の特性と（略）同一とされてい
る。第２レベル検出手段２８には、該検出手段の出力値
を微分（差分）する微分（差分）処理部（処理手段、処
理回路）２９と、上記微分（差分）した値が最大値及び
／又は最小値となる音響出力到達時刻（最大値時刻、最
小値時刻）を検出するスピーカ信号用最大（小）時刻検
出部（検出手段、検出回路）３０が上記の順で接続され
ている。

【００２０】３２はマイコン（システムコントローラ、
制御手段）で、マイコン３２は、第１レベル検出手段２
７の出力からスピーカ信号のレベル値を測定すると共
に、マイコン３２には、上記レベル値、最大（小）時刻
検出部２３，３０で検出されたテスト信号供給時刻及び
音響出力到達時刻を記憶する記憶装置３３が備えられ、
しかも、マイコン３２により、マルチチャンネルデコー
ダー２、遅延時間設定装置３、レベル調整装置４、マス
ターボリューム５、テスト信号供給手段９、テスト信号
用レベル検出手段２１、第１・第２レベル検出手段２
７，２８等が制御される。又、マイコン３２には、映像
出力又は音響出力するための表示手段（例えば、ディス
プレー、スピーカ等）３４も接続されている。

【００２１】上記構成例の制御の概略を説明すると、マ
イコン３２の制御により、テスト信号供給手段９からテ
スト信号が各チャンネルに順次供給されて、各スピーカ
７から順次音響出力され、この音響出力が、リスナー位
置のマイクロフォン２５に入力される。マイクロフォン
２５は、音響出力に対応するスピーカ信号を出力し、こ
れが、増幅器２６により増幅されて、第１・第２レベル
検出手段２７，２８に入力される。又、上記テスト信号
は、チャンネル切換手段１１を介して、テスト信号用レ
ベル検出手段２１に入力される。

【００２２】尚、チャンネル切換手段１１により、テス
ト信号が入力されるチャンネルを切換える場合には、所
定の休止期間が必要である。その理由は、チャンネル切
換前の遅れた音響出力（音声）が、チャンネル切換後の
スピーカ信号のレベル検出や測定に悪影響を及ぼす可能
性があるからである。尚、一般のリスニング環境では、
各スピーカ７からリスナーまでの距離が１０ｍを越える
ことはまず考えられない。そして、音が１０ｍの距離を
伝播する時間は約３０msであるので、上記休止期間は５
０ms〜１００msあれば十分である。

【００２３】ところで、各スピーカ７の音響出力に関す
るリスナーの聴取音圧レベルを一致させる際には、ま
ず、スピーカ信号のレベルを測定する。この際、チャン
ネルにテスト信号を供給した時刻から基準（所定、設
定）時間（例えば、数秒、又は、第１レベル検出手段２
７を、入力信号を二乗する信号二乗回路と、該回路の出
力を平滑化する低域通過フィルター（平滑回路）から構
成した場合には、低域通過フィルターの時定数の数倍）
経過して、第１レベル検出手段２７の出力が安定した後
に、 第１レベル検出手段２７の出力値を、そのま
ま、スピーカ信号のレベル値とする場合と、 マイコ
ン３２により、第１レベル検出手段２７の出力値を一定
間隔でサンプリングして、その出力値の変化が基準（所
定、設定）範囲内（例えば数％以内）に収まった際に、
上記出力値をスピーカ信号のレベル値とする場合等があ
る。一般に、この検出レベル値はそのままでは使用せず
に、検出レベル値を対数変換して、デシベルと相関関係
にある形式に変換する場合が多い。

【００２４】そして、マイコン３２により、上記検出レ
ベル値を基準レベル値（設定値、所定値）と比較して、
各チャンネルの音響信号のレベル（利得）の過不足量を
計算し、レベル調整装置４により、各チャンネルのレベ
ル調整（に関する設定）を行う。尚、基準レベル値は、
リスナー位置での基準音圧レベル値と対応するレベル値
とする場合と（この場合は、テスト前に、少なくとも、
レベル調整装置４及びマスターボリューム５をデフォル
ト位置に設定しておく必要がある）、全検出レベル値の
平均値を基準レベル値とする場合がある（この場合は、
テスト前に、少なくとも、レベル調整装置４をデフォル
ト位置に設定しておく必要がある）。尚、上記の際に、
マイコン３２により、上記検出レベル値が基準範囲にあ
るか、否かを判定し、検出レベル値が基準範囲にある場
合は、動作を続行させ、検出レベル値が基準範囲外にあ
る場合は、休止後、テスト信号供給手段９により、テス
ト信号を現在のチャンネルに供給することを繰り返し、
この繰り返し回数が基準回数に達した際に、表示手段３
４からメッセージを出力して、全動作を停止することも
ある。

【００２５】次に、各スピーカ７の音響出力がリスナー
に到達するまでの到達時間を一致させる際には、まず、
各スピーカ７の音響出力がリスナー位置まで到達する到
達時間を測定する必要があるが、この測定は、例えば、
下記のように行われる。

【００２６】即ち、到達時間の測定時には、テスト信号
が一つのチャンネルに供給された時及び／又は供給が停
止された時に、テスト信号用レベル検出手段２１及び第
２レベル検出手段２８により、テスト信号及びスピーカ
信号のレベル急変部を検出する。ところで、上記の際に
は、テスト信号用レベル検出手段２１及び第２レベル検
出手段２８により、各信号に関して、一種のレベル伸張
を行なうことで、検出精度を向上できる。このレベル伸
張処理は、一般にＲＭＳ（実効値）測定に必要とされる
信号二乗回路を下記のように使用することで達成でき
る。

【００２７】例えば、第２レベル検出手段２８を、スピ
ーカ信号を二乗する信号二乗回路と、該回路の出力が入
力される低域通過フィルター（平滑回路）により構成し
た場合には、マイクロフォン２５にスピーカ７の音響出
力が入力されると、マイクロフォン２５は、図８（Ａ）
に示すように、スピーカ信号を出力する。信号二乗回路
は、スピーカ信号を、図８（Ｂ）に示すように、二乗
し、これが、低域通過フィルターにより、図８（Ｃ）に
示すように、平滑化された後、微分（差分）処理部２９
により、図８（Ｄ）に示すように、微分される。そし
て、最大（小）時刻検出部３０により、上記微分した値
が最大値ｍａｘとなる最大値時刻ｔ（ｍａｘ）及び／又
は上記微分した値が最小値ｍｉｎとなる最小値時刻ｔ
（ｍｉｎ）が検出される。

【００２８】そして、上記同様にテスト信号に関して
も、微分して、その微分値が最大値となる最大値時刻及
び／又は微分値が最小値となる最小値時刻を検出して、
例えば、テスト信号に関する最大値時刻をテスト信号供
給時刻とみなすと共に、スピーカ信号に関する最大値時
刻をスピーカ７からリスナーへの音響出力到達時刻と見
なして、両最大値時刻の差より到達時間を計算する。
尚、最小値時刻、又は、最大値時刻と最小値時刻の平均
値からも、上記到達時間を計算する場合もある。

【００２９】尚、時刻の測定時には、カウンターを利用
し、一定のクロックを与えて、そのカウント数から、時
刻を計算してもよく、特に、下記のデジタルシグナルプ
ロセッサー（ＤＳＰ）による処理の場合は、その内蔵ク
ロック、又は、Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器等で使用す
るＬ／Ｒクロック等をカウントすることでも、時刻を測
定してもよい。要するに、現実の時刻（時、分、秒）と
相関のとれるものなら何でも利用できる。

【００３０】尚、上記の際に、マイコン３２により、測
定した上記到達時間が基準範囲にあるか、否かを判定
し、到達時間が基準範囲にある場合は、動作を続行さ
せ、到達時間が基準範囲外にある場合は、休止後、テス
ト信号供給手段９により、テスト信号を現在のチャンネ
ルに供給することを繰り返し、この繰り返し回数が基準
回数に達した際に、表示手段３４からメッセージを出力
して、全動作を停止することもある。

【００３１】ところで、上記測定した到達時間には、各
スピーカ７の音響出力がリスナー位置のマイクロフォン
２５まで到達する到達時間以外にも、テスト信号がチャ
ンネル切換手段１１からスピーカ７に入力するまでの信
号処理のための遅延時間と、マイクロフォン２５のスピ
ーカ信号が処理されて最大（小）時刻検出部３０から出
力されるまでの信号処理のための遅延時間が含まれてお
り、それが誤差となる（特に、上記処理をデジタル処理
する場合には、デジタルフィルター、Ｄ／Ａ変換器、Ａ
／Ｄ変換器等の信号処理による遅延時間も存在する）。

【００３２】しかし、テスト信号のレベル検出を行うテ
スト信号用レベル検出手段２１と、スピーカ信号のレベ
ル検出を行う第２レベル検出手段２８を、（略）同一特
性としたので、上記遅延時間の内、テスト信号用レベル
検出手段２１とスピーカ第２レベル検出手段２８の信号
処理による遅延時間はキャンセルされて、誤差となら
ず、到達時間の測定精度を向上できる。又、下記のよう
に、各スピーカ７の音響出力がリスナーに到達するまで
の到達時間を一致させる際には、上記測定した到達時間
の内、最大のものを基準時間とし、その他の各到達時間
と基準時間の相対的な差だけをとるため、実際の各チャ
ンネルの遅延時間設定には、上記誤差は影響しない。

【００３３】上記のようにして、各スピーカ７の音響出
力がリスナー位置まで到達する到達時間を測定した後、
各スピーカ７の音響出力がリスナーに到達するまでの到
達時間を一致させる際には、上記測定した到達時間の
内、最大のものを基準時間とし、これと他の各到達時間
の差を、対応する各チャンネルの遅延時間として、遅延
時間設定装置３により設定し、各スピーカの音響出力が
リスナーに到達するまでの到達時間を一致させる。

【００３４】尚、上記セットアップ時には、 各チャ
ンネルにテスト信号を１回宛供給して、各チャンネルの
レベル調整と遅延時間設定を行って終了する方法と、
上記の作業後、確認のために、各チャンネルにテス
ト信号を再度供給する方法と、 各チャンネルのレベ
ル調整と遅延時間設定が良好に行えるまで、各チャンネ
ルにテスト信号を繰り返し供給する方法の何れかが選択
される。

【００３５】図９は、図１に示すセットアップ装置をＤ
ＳＰにより構成したもので、以下に説明する。まず、図
１の増幅器２６としては、プリアンプ３６が使用され、
該アンプ３６の出力が、Ａ／Ｄ変換器３７を介して、第
１・第２レベル検出手段２７，２８に入力される。

【００３６】又、図１の各レベル検出手段２１，２７，
２８が、それぞれ、入力信号を二乗する信号二乗回路３
８，３９と、該回路３８，３９の出力信号を平滑化する
低域通過フィルター（ＬＰＦ，平滑回路）４０，４１，
４２から構成されているが、第１・第２レベル検出手段
２７，２８の信号二乗回路３９は共通とされている。そ
して、スピーカ信号のレベル測定のためには第１レベル
検出手段２７の出力はできるだけ変動の少ないことが望
ましいため、第１レベル検出手段２７の低域通過フィル
ター４１の時定数は、大とされて、騒音計の時定数（約
１．５秒）と略同一とされている。

【００３７】これに対し、到達時間測定のためには、あ
る程度、テスト信号用レベル検出手段２１及び第２レベ
ル検出手段２８の出力変動が大である必要があるので、
これらの低域通過フィルター４０，４２の時定数は
（略）同一とされて、第１レベル検出手段２７の低域通
過フィルター４１の時定数よりも小さく設定されてい
る。尚、テスト信号発生器１０を図３に示すように構成
した場合には、テスト信号のレベルが定常状態に復帰す
る際の時定数は、各レベル検出手段２１，２７，２８の
低域通過フィルター４０，４１，４２の時定数以下とさ
れる。

【００３８】又、図１の微分（差分）処理部２２，２９
としては、差分処理手段（処理部、処理回路）４４，４
５が使用され、更に、図１の最大（小）時刻検出部２
３，３０としては、最大（小）値判定手段（判定部、判
定回路）４６，４７が使用されて、その出力は、一旦、
カウンター装置４８に入力される。カウンター装置４８
は、最大（小）値判定手段４６，４７からの出力をラッ
チする第１カウンター４９と、第１カウンター４９にラ
ッチされた出力が移され且つマイコン３２側に出力する
第２カウンター５０を有すると共に、カウンター装置４
８には、Ａ／Ｄ変換器３７からＬ／Ｒクロックが入力さ
れる。

【００３９】次に、図１０に示すフローチャートに基づ
き、各スピーカ信号のレベル測定の制御について説明す
ると、ステップＳ１で、マイコン３２により、第ｎチャ
ンネルへのテスト信号の供給をテスト信号発生器１０及
びチャンネル切換手段１１に指示した後、ステップＳ２
に移る。ステップＳ２では、レベル設定用の第１レベル
検出手段２７の低域通過フィルター４１からの出力、即
ち、スピーカ信号のレベル値を、一定間隔（例えば、２
０ms）で、マイコン３２に読込み、ｋ回目に読込んだ値
をＸ（ｋ）として、ステップＳ３に移る。

【００４０】ステップＳ３では、テスト信号の供給開始
からの経過時間が基準（所定、設定）時間（例えば、数
秒間）をオーバーしたか、否かが判断される。ＹＥＳで
あれば、ステップＳ１２に移り、ＮＯであれば、ステッ
プＳ４に移る。ステップＳ４では、スピーカ信号のレベ
ル値が増加中か、否かが判断される。これは、スピーカ
信号のレベル値が安定した状態で測定されたか、否かを
判断するもので、例えば、Ｘ（ｋ）＞Ｘ（ｋ−１）＞Ｘ
（ｋ−２）であれば、ステップＳ５に移り、ＮＯであれ
ば、ステップＳ２に戻って、再度、スピーカ信号のレベ
ル値をマイコン３２に読込む。

【００４１】ステップＳ５では、Ｘ（ｋ），Ｘ（ｋ−
１），Ｘ（ｋ−２）の内、任意の２つの差が基準（所
定、設定）値よりも小さいか、否かが判断される。例え
ば、｜Ｘ（ｋ）−Ｘ（ｋ−１）｜＜ｅ、｜Ｘ（ｋ−１）
−Ｘ（ｋ−２）｜＜ｅ、｜Ｘ（ｋ）−Ｘ（ｋ−２）｜＜
ｅの全てが満足されるか、否かが判断される。これは、
スピーカ信号のレベル値のばらつきを判断するもので、
通常、レベル値の差が数％以内となるように、上記ｅが
設定される。ステップＳ５で、ＹＥＳであれば、ステッ
プＳ６に移り、ＮＯであれば、ステップＳ２に戻る。

【００４２】ステップＳ６では、Ｘ（ｋ），Ｘ（ｋ−
１），Ｘ（ｋ−２）の平均値Ｙ（ｎ）、即ち、Ｙ（ｎ）
＝〔Ｘ（ｋ）＋Ｘ（ｋ−１）＋Ｘ（ｋ−２）〕／３が求
められて、ステップＳ７に移る。尚、上記のように、Ｙ
（ｎ）を平均値としたのは、スピーカ信号のレベル値の
測定時のばらつきを平均化して、測定精度を向上させる
ためであるが、Ｙ（ｎ）を平均値とせずに、単一のレベ
ル値としてもよい。

【００４３】ステップＳ７では、平均値Ｙ（ｎ）が最高
限度（例えば、基準値よりも１０数ｄＢ上の値とされ
る。）より大であるか、否かが判断される。ＹＥＳであ
れば、ステップＳ１１に移り、ＮＯであれば、ステップ
Ｓ８に移る。ステップＳ８では、平均値Ｙ（ｎ）が最低
限度（例えば、基準値よりも１０数ｄＢ下の値とされ
る。）より小であるか、否かが判断される。ＹＥＳであ
れば、ステップＳ９に移り、ＮＯであれば、ステップＳ
１０に移る。

【００４４】ステップＳ９では、ｎ，Ｙ（ｎ）を保存、
即ち、記憶装置３３に記憶し、次のチャンネルにテスト
信号を供給するか、終了する。又、ステップＳ９，Ｓ１
１，Ｓ１２では、それぞれ、エラー処理１〜３が行われ
て、 表示手段３４により、エラーメッセージが音声
又は映像で出力されて、再度、ステップＳ１に戻るか、
終了するか、 テスト信号のレベルを変更して、
再測定するか、 スピーカなしと判断して、次のチャ
ンネルに移るか等の制御が行われる。尚、上記のように
エラー処理を行うのは、ユーザーのオーディオ再生シス
テムの設置ミス等に起因する異常なレベル調整等を行わ
ないようにするためである。

【００４５】次に、図１１に示すフローチャートに基づ
き、各チャンネルの音響信号のレベル調整の制御を説明
すると、ステップＴ１では、第ｎチャンネルのレベル値
として記憶装置３３に記憶されたＹ（ｎ）を読出して、
ステップＴ２に移る。ステップＴ２では、Ｚ（ｎ）＝１
０・ｌｏｇ〔Ｙ（ｎ）〕を計算して、ステップＴ３に移
る。ステップＴ３では、基準値（規定値、所定値、設定
値）とのデシベル（ｄＢ）差Ａ（ｎ）を、Ａ（ｎ）＝Ｂ
ーＺ（ｎ）として、求め、ステップＴ４に移る。ステッ
プＴ４では、レベル調整装置４により、第ｎチャンネル
のレベル調整を＋Ａ（ｎ）に調整した後、次のチャンネ
ルのレベル調整をするか、制御を終了する。

【００４６】次に、図１２のフローチャートに基づき、
各スピーカの音響出力がリスナー位置まで到達する到達
時間の測定の制御について説明すると、先ず、ステップ
Ｒ１で、マイコン３２により第ｎチャンネルへのテスト
信号の供給をテスト信号発生器１０及びチャンネル切換
手段１１に指示した後、ステップＲ２に移る。ステップ
Ｒ２では、第１・第２カウンター４９，５０をリセット
して、ステップＲ３に移る。ステップＲ３では、Ｌ／Ｒ
クロックの立ち上がりが変化したか、否かを判断し、Ｙ
ＥＳであれば、ステップＲ４に移り、ＮＯであれば、ス
テップＲ３に戻る。

【００４７】ステップＲ４では、第１カウンター４９の
値を１進めて、ステップＲ５に移る。ステップＲ５で
は、テスト信号用の差分処理手段４４の差分出力が、そ
の前の差分出力よりも大であるか、否かを判断する。こ
れは、テスト信号の立ち上がり時刻を特定するためで、
ＹＥＳであれば、ステップＲ６に移り、ＮＯであれば、
ステップＲ７に移る。ステップＲ６では、第１・第２カ
ウンター５０をリセットして、ステップＲ７に移る。

【００４８】ステップＲ７では、スピーカ信号用の差分
処理手段４５の差分出力が、その前の差分出力よりも大
であるか、否かを判断する。これは、スピーカ信号の立
ち上がり時刻を特定するためで、ＹＥＳであれば、ステ
ップＲ８に移り、ＮＯであれば、ステップＲ９に移る。
ステップＲ８では、第１カウンター４９の値を第２カウ
ンター５０へ出力し、ステップＲ９に移る。

【００４９】ステップＲ９では、テスト信号の供給停止
から基準時間、例えば、０．１秒経過したか、否かが判
断され、ＹＥＳであれば、ステップＲ１０に移り、ＮＯ
であれば、ステップＲ３に戻る。ステップＲ１０では、
第２カウンター５０の値を、到達時間として、マイコン
３２に出力し、記憶装置３３に記憶させた後、次のチャ
ンネルにテスト信号を供給するか、制御を終了する。

【００５０】次に、図１３のフローチャートに基づき、
各スピーカ７の音響出力がリスナーに到達するまでの到
達時間を一致させる（各チャンネルの遅延時間の設定）
制御について説明すると、ステップＵ１では、記憶装置
３３に記憶された各到達時間の内から最大のものを選び
出し、それを最大到達時間Ｔｍａｘとして、ステップＵ
２に移る。ステップＵ２では、最大到達時間Ｔｍａｘと
第ｎチャンネルの到達時間の差を取り、これをＤ（ｎ）
として、ステップＵ３に移る。ステップＵ３では、遅延
時間設定装置３により、第ｎチャンネルの遅延時間を上
記Ｄ（ｎ）に設定して、次のチャンネルの遅延時間を設
定するか、制御を終了する。

【００５１】上記制御を具体的に説明すると、マイコン
３２の指示により、チャンネル切換手段１１が特定のチ
ャンネルを選択して、該チャンネルに、テスト信号発生
器１０からテスト信号が入力され、このテスト信号は、
遅延時間設定装置３、レベル調整装置４及びマスターボ
リューム５を介して、スピーカ７に供給され、スピーカ
７は、音響出力する。又、テスト信号は、テスト信号レ
ベル検出手段２１の信号二乗回路３８に入力され、二乗
されて、低域通過フィルター４０により平滑化された
後、差分処理手段４４により差分処理され、その最大値
及び／又は最小値が最大（小）値判定手段４６により判
定されて、その判定値が第１カウンター４９にラッチさ
れる。

【００５２】一方、スピーカの音響出力はマイクロフォ
ン２５に入力されて、マイクロフォン２５は、音響出力
に対応するスピーカ信号を出力し、これがプリアンプ３
６により増幅され、Ａ／Ｄ変換器３７を介して、第１・
第２レベル検出手段２７，２８の信号二乗回路３９に入
力されて、二乗される。信号二乗回路３９の出力が低域
通過フィルター４１により平滑化されて、マイコン３２
に入力され、スピーカ信号のレベルが測定されて、記憶
装置３３に記憶される。又、信号二乗回路３９の出力
は、低域通過フィルター４２によっても平滑化され、差
分処理手段４５により差分処理されて、その最大値及び
／又は最小値が最大（小）値判定手段４７により判定さ
れて、その判定値が第１カウンター４９にラッチされ
る。

【００５３】上記のようにして、第１カウンター４９に
ラッチされた各判定値が、第２カウンター５０を介し
て、マイコン３２に入力され、各判定値から、図１に示
す場合と同様に、スピーカの音響出力がリスナー位置ま
で到達する到達時間が演算された後、この到達時間が記
憶装置３３に記憶される。

【００５４】そして、各チャンネルのレベル調整に関し
ては、マイコン３２により、記憶装置３３に記憶された
各レベル値を基準値と比較して、各チャンネルのレベル
値の過不足量を計算し、レベル調整装置４により、各チ
ャンネルのレベル調整を行う。

【００５５】又、各チャンネルの遅延時間設定に関して
は、マイコン３２により、記憶装置３３に記憶された各
到達時間の内、最大のものを基準時間とし、これと他の
各到達時間の差を、対応する各チャンネルの遅延時間と
して、遅延時間設定装置３により設定する。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
各スピーカの音響出力に関するリスナーの聴取音圧
レベルを一致させるための、各チャンネルのレベル調整
と、各スピーカの音響出力がリスナーに到達するまで
の到達時間を一致させるための、各チャンネルの遅延時
間設定を同時に行えるので、セットアップを能率良く容
易に行える。

【００５７】又、他の請求項によれば、下記の効果を奏
する。 請求項４〜７によれば、テスト信号の供給開始直後
に、テスト信号のレベル急変部があるので、テスト信号
及びスピーカ信号を高精度で検出でき、各スピーカの音
響出力がリスナー位置に到達するまでの到達時間を高精
度で測定できる。 請求項８によれば、到達時間の測定時に、テスト信
号用検出手段と第２レベル検出手段の信号処理の遅延時
間がキャンセルされるので、到達時間の測定精度を向上
できる。 請求項１０によれば、第１・第２レベル検出手段の
信号二乗回路を共通としたので、その分、回路を簡素化
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態の一例を示す概略ブ
ロック図である。

【図２】図１のテスト信号発生器の一例を示すブロック
図である。

【図３】図１のテスト信号発生器の一例を示すブロック
図である。

【図４】図３のテスト信号発生器のテスト信号の波形図
である。

【図５】図１のテスト信号発生器の一例を示すブロック
図である。

【図６】図５のテスト信号発生器のテスト信号の波形図
である。

【図７】図１の最大（小）時刻検出部の信号処理を示す
波形図である。

【図８】図１のテスト信号の出力タイミングを示す波形
図である。

【図９】図１の一部の具体例である。

【図１０】本発明の実施の形態の一例を示すフローチャ
ートである。

【図１１】本発明の実施の形態の一例を示すフローチャ
ートである。

【図１２】本発明の実施の形態の一例を示すフローチャ
ートである。

【図１３】本発明の実施の形態の一例を示すフローチャ
ートである。

【図１４】一般的なサラウンドプロセッサーを示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

３ 遅延時間設定装置 ４ レベル調整装置 ７ スピーカ ９ テスト信号供給手段 １０ テスト信号発生器 １１ チャンネル切換手段 ２１ テスト信号用レベル検出手段 ２５ マイクロフォン ２７，２８ 第１・第２レベル検出手段 ３２ マイコン ３８，３９ 信号二乗回路 ４０，４１，４２ 低域通過フィルター

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04S 7/00 H04S 5/02

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 別個のスピーカが接続される複数の音響
   信号用チャンネルを備え、各チャンネルの音響信号に対
   し、それぞれ、レベル調整と遅延処理が可能なオーディ
   オ再生システムにおける、セットアップ方法であって、 各チャンネルに、順次、テスト信号を供給し、 各スピーカに、順次、音響出力させて、 リスナー位置のマイクロフォンから、各スピーカの音響
   出力に対応するスピーカ信号を出力させ、 各スピーカ信号のレベルが略基準レベルとなるように、
   各チャンネルの音響信号のレベル調整に関する設定を行
   うと共に、 各チャンネルに供給したテスト信号のレベル値と、各ス
   ピーカ信号のレベル値を、それぞれ、微分、又は、差分
   して、 この微分値、又は、差分値が最大値及び／又は最小値と
   なる時刻に基づき、各スピーカの音響出力がマイクロフ
   ォンに到達するまでの到達時間を求め、 各到達時間が略基準時間となるように、各チャンネルの
   音響信号の遅延処理に関する設定を行うことを特徴とす
   るオーディオ再生システムのセットアップ方法。
2. 【請求項２】 別個のスピーカに接続される複数の
   音響信号用チャンネルと、 セットアップ時に、テスト信号を各チャンネルに順
   次選択的に供給するテスト信号供給手段と、 各チャンネルの音響信号のレベルを別個に調整可能
   なレベル調整手段と、 各チャンネルの音響信号を別個に遅延可能で、且
   つ、その遅延時間を設定可能な遅延時間設定手段を有
   し、 セットアップ時に、各スピーカが、順次、テスト信号の
   供給を受けて、 各スピーカが、順次、音響出力すると共に、 リスナー位置のマイクロフォンが、各スピーカの音響出
   力に対応するスピーカ信号を出力するものにおいて、 Ａ．各チャンネルに供給されたテスト信号のレベルを検
   出するテスト信号用レベル検出手段と、 Ｂ．テスト信号用レベル検出手段により検出したテスト
   信号のレベル値を微分、又は、差分するテスト信号用処
   理手段と、 Ｃ．テスト信号用処理手段から出力された微分値、又
   は、差分値が最大値及び／又は最小値となるテスト信号
   供給時刻を検出するテスト信号用時刻検出手段と、 Ｄ．マイクロフォンからの各スピーカ信号のレベルを測
   定するレベル測定手段と、 Ｅ．レベル測定手段の測定と並行して、マイクロフォン
   からの各スピーカ信号のレベルを検出するスピーカ信号
   用レベル検出手段と、 Ｆ．スピーカ信号用レベル検出手段により検出された各
   スピーカ信号のレベル値を微分、又は、差分するスピー
   カ信号用処理手段と、 Ｇ．スピーカ信号用処理手段から出力された微分値、又
   は、差分値が最大値及び／又は最小値となる音響出力到
   達時刻を検出するスピーカ信号用時刻検出手段と、 Ｈ．レベル測定手段により測定された各スピーカ信号の
   レベルが略基準レベルとなるように、レベル調整手段を
   制御するレベル調整用制御手段と、 Ｉ．テスト信号用時刻検出手段により検出されたテスト
   信号供給時刻と、スピーカ信号用時刻検出手段により検
   出された音響出力到達時刻に基づき、各スピーカの音響
   出力がマイクロフォンに到達するまでの到達時間を演算
   する演算手段と、 Ｊ．演算手段により演算された各到達時間が略基準時間
   となるように、遅延時間設定手段を制御する遅延時間設
   定用制御手段を有することを特徴とするオーディオ再生
   システムのセットアップ装置。
3. 【請求項３】 テスト信号供給手段が、テスト信号を発
   生するテスト信号発生器と、テスト信号を出力するチャ
   ンネルを切換えるチャンネル切換手段を有する請求項２
   記載のオーディオ再生システムのセットアップ装置。
4. 【請求項４】 テスト信号発生器が、 周波数をランダムに変化させながらノイズ信号を出
   力するノイズ発生器と、 ノイズ信号の周波数帯域を制限する帯域制限フィル
   ターと、 テスト信号が供給開始から最初に基準レベル以上に
   なった際に、帯域制限フィルターをチャンネル切換手段
   に接続する接続手段を有する請求項３記載のオーディオ
   再生システムのセットアップ装置。
5. 【請求項５】 テスト信号発生器が、 周波数をランダムに変化させながらノイズ信号を出
   力するノイズ発生器と、 ノイズ信号の周波数帯域を制限する帯域制限フィル
   ターと、 テスト信号の供給開始から基準時間だけ、帯域制限
   フィルターの出力信号のレベルを定常状態のレベルより
   も大とする増幅器を有する請求項３記載のオーディオ再
   生システムのセットアップ装置。
6. 【請求項６】 テスト信号が供給開始から最初に基準レ
   ベル以上になった際に、増幅器をチャンネル切換手段に
   接続させる接続手段を有する請求項５記載のオーディオ
   再生システムのセットアップ装置。
7. 【請求項７】 テスト信号発生器が、 周波数をランダムに変化させながらノイズ信号を出
   力するノイズ発生器と、 ノイズ信号の周波数帯域を制限する帯域制限フィル
   ターと、 ノイズ信号のレベルよりもレベルが大とされた矩形
   パルス信号を出力するパルス発生器と、 テスト信号の供給開始時に、パルス発生器をチャン
   ネル切換手段に接続した後、帯域制限フィルターをチャ
   ンネル切換手段に接続するスイッチ手段を有する請求項
   ３記載のオーディオ再生システムのセットアップ装置。
8. 【請求項８】 テスト信号用レベル検出手段とスピーカ
   信号用レベル検出手段の特性が略同一とされた請求項２
   〜７の何れかに記載のオーディオ再生システムのセット
   アップ装置。
9. 【請求項９】 レベル測定手段が、スピーカ信号のレベ
   ルを検出するレベル検出手段とされ、 各レベル検出手段が、入力信号を二乗する信号二乗回路
   と、該回路の出力側に接続された平滑回路を有する請求
   項２〜８の何れかに記載のオーディオ再生システムのセ
   ットアップ装置。
10. 【請求項１０】 レベル測定手段とスピーカ信号用レベ
    ル検出手段の信号二乗回路が共通とされ、 上記両手段の平滑回路が別個とされた請求項９記載のオ
    ーディオ再生システムのセットアップ装置。