WO2022201449A1 - スピーカの群遅延を制御する方法、システム、及び記憶媒体 - Google Patents

スピーカの群遅延を制御する方法、システム、及び記憶媒体 Download PDF

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WO2022201449A1
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delay
group delay
sound
filter
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PCT/JP2021/012622
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健治 石塚
孝紘 大野
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ヤマハ株式会社
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    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
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    • H04S2400/00—Details of stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2400/01—Multi-channel, i.e. more than two input channels, sound reproduction with two speakers wherein the multi-channel information is substantially preserved

Definitions

  • the present invention relates to a method, system, and storage medium for controlling group delay of loudspeakers.
  • Patent Literature 1 describes a technique of setting a frequency response to a filter of a certain speaker in order to flatten the group delay of the sound of the speaker.
  • Patent Document 1 only flattens the group delay of the sound of one speaker.
  • the technique of Patent Document 1 when sound is output from each of the first speaker and the second speaker, the group delay of the sound of the first speaker and the group delay of the sound of the second speaker cannot be matched. .
  • the object of the present invention is to match the group delay of the sound of the first speaker and the group delay of the sound of the second speaker.
  • a method for setting a frequency response in a filter according to the present invention obtains a first group delay indicating a delay for each frequency of the sound of the first speaker, and obtains a first group delay for each frequency of the sound of the second speaker.
  • a second group delay indicating the delay of the first speaker so that the difference between the group delays of the sounds of the first speaker and the second speaker in the target band, which is the band to be adjusted, becomes small calculating an adjustment amount for adjusting at least one of a first sound signal to be supplied and a second sound signal to be supplied to the second speaker; At least one of a frequency response of a first filter controlling characteristics of a sound signal and a frequency response of a second filter controlling characteristics of a second sound signal supplied to the second speaker is generated.
  • a system is a system comprising one or more processors and one or more memories, wherein the one or more processors execute a first program stored in the one or more memories.
  • At least one of a first sound signal supplied to the first speaker and a second sound signal supplied to the second speaker is adjusted so that a difference in sound delay between the first speaker and the second speaker is reduced.
  • a storage medium is one or more storage media for storing a computer-readable program, the program instructing one or more processors of a first group delay indicating a delay for each frequency of sound of a first speaker. to obtain a second group delay indicating the delay for each frequency of the sound of the second speaker, and the difference in delay between the sound of the first speaker and the second speaker in the target band that is the band to be adjusted calculating an adjustment amount for adjusting at least one of the first sound signal supplied to the first speaker and the second sound signal supplied to the second speaker so that the a frequency response of a first filter that controls characteristics of a first sound signal supplied to the first speaker; a frequency response of a second filter that controls characteristics of a second sound signal supplied to the second speaker; generating a frequency response of at least one of
  • the group delay of the sound of the first speaker matches the group delay of the sound of the second speaker.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of target bands
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of how the display on the screen is updated
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing executed by the setting device
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a setting device.
  • the setting device 10 is a digital mixer, signal processor, audio amplifier, electronic musical instrument, personal computer, tablet terminal, smart phone, or digital assistant.
  • the CPU 11 includes one or more processors.
  • the nonvolatile memory 12 is a memory such as a ROM or hard disk.
  • the RAM 13 is an example of volatile memory.
  • the operation unit 14 is an input device such as a touch panel or mouse.
  • the display unit 15 is a display such as a liquid crystal display or an organic EL display.
  • the input unit 16 acquires sound signals from the outside or the nonvolatile memory 12 .
  • a sound signal is a signal indicative of sound. Sound signals are digital or analog signals.
  • "acquire” means to receive.
  • the information specified by the user is received from the outside, so the setting device 10 acquires this information.
  • "obtain” means obtain as a result of a process;
  • the setting device 10 "obtains” the frequency response because the frequency response is obtained as a result of processing such as an inverse Fourier transform.
  • the input unit 16 When the input unit 16 acquires an analog sound signal, it converts it into a digital sound signal.
  • the input unit 16 inputs a digital sound signal to each of a first SPU (Signal Processing Unit) 17A that performs first filter processing and a second SPU 17B that performs second filter processing.
  • the first filter adjusts the characteristics of the first sound signal supplied to the first speaker 19A
  • the second filter adjusts the characteristics of the second sound signal supplied to the second speaker 19B.
  • the processing of the first filter and the second filter may be performed in one SPU. Both the first filter and the second filter are not essential, and only one of them may be included in the setting device 10 .
  • a filter is a circuit that processes and outputs an input sound signal.
  • the filter of this embodiment is a finite-length FIR (Finite Impulse Response) filter.
  • Frequency response is the filter characteristic on the time axis. The frequency response is used to set the coefficients of the filter.
  • the mechanism itself of the first filter and the second filter is the same. When the first filter and the second filter are not distinguished, they are simply referred to as filters.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a filter.
  • the filter includes delay circuits Z1 to Zn-1 and multipliers M1 to Mn (n is a natural number). n is the number of filter taps. The number of taps of the first filter and the number of taps of the second filter may be the same or different. Coefficients ⁇ 1- ⁇ n are set in multipliers M1-Mn, respectively. Numerical sequences of impulse responses corresponding to frequency responses are set as the coefficients ⁇ 1 to ⁇ n.
  • the filter is an FIR filter that convolves an impulse response (coefficients ⁇ 1 to ⁇ n) with the sound signal. The number n of coefficients ⁇ 1 to ⁇ n is determined according to the SPU resources that can be used for the filter. The number n corresponds to the upper limit of the impulse response length that can be set in the filter.
  • a sound signal input from the input unit 16 is input to the multiplier M1 and the delay circuit Z1.
  • the sound signal inputted to the delay circuit Z1 is delayed by a predetermined time and inputted to the multiplier M2 and the delay circuit Z2. Thereafter, the sound signal is similarly delayed by each of the delay circuits Z3 to Zn-1.
  • the delayed sound signal is input to each of multipliers M3-Mn.
  • Each of the multipliers M1 to Mn multiplies the sound signal input thereto by the coefficients ⁇ 1 to ⁇ n.
  • Each of the multipliers M1 to Mn inputs to the adder A the sound signal multiplied by its own coefficient ⁇ 1 to ⁇ n.
  • the adder A adds the sound signals output from each of the multipliers M1 to Mn.
  • the first SPU 17A inputs the sound signal added by the adder A of the first filter to the first DAC (Digital Analog Converter) 18A.
  • the second SPU 17B inputs the sound signal added by the adder A of the second filter to the second DAC 18B.
  • Each of the first DAC 18A and the second DAC 18B is a circuit that converts a digital sound signal into an analog sound signal.
  • the first DAC 18A outputs the converted analog sound signal to the first speaker 19A.
  • the second DAC 18B outputs the converted analog sound signal to the second speaker 19B.
  • Each of the first speaker 19A and the second speaker 19B outputs sound corresponding to the input analog sound signal.
  • the first speaker 19A is a woofer that outputs low-frequency sounds.
  • the second speaker 19B is a tweeter that outputs high frequency sounds.
  • the hardware configuration of the setting device 10 is not limited to the above example.
  • the setting device 10 may include a communication interface.
  • the setting device 10 may include a reading device (eg, optical disk drive or memory card slot) for reading one or more computer-readable storage media, or an input/output terminal (eg, USB port) for inputting and outputting data.
  • Programs and data may be supplied via a communications interface, reader, or input/output terminals.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of functional blocks of the setting device 10. As shown in FIG.
  • the setting device 10 includes a display control unit 100 , a first acquisition unit 101 , a second acquisition unit 102 , a conversion unit 103 , a third acquisition unit 104 and a processing unit 105 . These functions are realized mainly by the CPU 11 .
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the screen G.
  • a logarithmic graph is taken as an example.
  • the horizontal axis of the graph is the frequency axis.
  • the vertical axis of the graph is the group delay or amplitude axis. For example, group delay is indicated by milliseconds. Amplitude is indicated by a decibel value. Curves C1 to C4 are displayed on the graph.
  • a curve C1 is a first group delay curve that indicates the sound delay for each frequency of the first speaker 19A.
  • a curve C2 is a curve of the second group delay indicating the sound delay for each frequency of the second speaker 19B.
  • the first group delay and the second group delay are acquired by the second acquiring section 102, which will be described later.
  • FIG. 4 shows a first group delay curve C1 before adjustment and a second group delay curve C2 before adjustment.
  • an operation for adjusting at least one of the group delay of the first speaker 19A and the group delay of the second speaker 19B is accepted.
  • the first target group delay of the first filter and the second target group delay of the second filter are each flat (predetermined value indicating no adjustment of delay over the entire frequency band, e.g. ⁇ 0 ms). is initialized to .
  • the group delay of each speaker has the same shape before and after the adjustment, and the estimated curves D1 and D2 are displayed on the screen G so as to completely overlap the curves C1 and C2.
  • the target delay characteristics of the first and second filters are changed by the user's operation to modify the curves D1 and D2.
  • a curve C3 is a first amplitude characteristic curve that indicates the sound pressure for each frequency of the first speaker 19A.
  • a curve C4 is a curve of the second amplitude characteristic indicating the sound pressure for each frequency of the second speaker 19B.
  • the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic are acquired by the first acquiring section 101, which will be described later.
  • an operation for adjusting at least one of the amplitude characteristics of the first sound signal and the amplitude characteristics of the second sound signal may be accepted.
  • the target amplitude characteristics of the first and second filters are each initialized to be flat (predetermined value indicating no amplitude adjustment over the entire frequency band, eg ⁇ 0 dB).
  • the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic have the same shape before and after the adjustment, and the screen G displays the curves D3 and D4 completely overlapping the curves C3 and C4.
  • the target amplitude characteristics of the first and second filters are changed by the user's operation to modify the curves D3 and D4.
  • the first acquisition unit 101 acquires a first amplitude characteristic indicating the frequency response of the sound pressure of the first speaker 19A before adjustment.
  • the first acquisition unit 101 acquires a second amplitude characteristic indicating the frequency response of the sound pressure of the second speaker 19B before adjustment.
  • a curve C1 and a curve C2 on the screen G are displayed according to the first amplitude characteristic and the second amplitude characteristic acquired by the first acquisition unit 101 .
  • the first acquisition unit 101 acquires the group delay characteristics and the target amplitude characteristics of the first and second filters that have been changed according to user's operation.
  • a target amplitude characteristic is a target amplitude characteristic.
  • the target amplitude characteristic may be automatically set according to the sound measurement result instead of the user's operation.
  • the second acquisition unit 102 acquires a first group delay indicating delay for each frequency of the sound of the first speaker 19A.
  • the first group delay is the group delay of the first speaker 19A measured before adjustment.
  • the second acquisition unit 102 picks up the sound output from the first speaker 19A to which the test signal (for example, impulse signal) is given with a microphone, and uses a known method to determine the frequency from the picked-up sound. Calculate the delay for each
  • the second acquisition unit 102 similarly acquires the second group delay indicating the delay for each frequency of the sound of the second speaker 19B.
  • the second group delay is the group delay of the second speaker 19B measured before adjustment.
  • the second acquisition unit 102 acquires the target group delay of the first speaker 19A and the target group delay of the second speaker 19B.
  • the target group delay is the target group delay.
  • the target group delay is the group delay after being adjusted according to the target band specified on the screen G and the adjustment amount. In this embodiment, the target band and adjustment amount are obtained as follows.
  • the second acquisition unit 102 acquires the target band, which is the band to be adjusted.
  • the band of interest is the portion of the band for which the delay per frequency is obtained.
  • the user performs the first operation of designating the target band.
  • the second acquisition unit 102 acquires the target band according to the first operation by the user. For example, an operation in which the user changes the lower limit and upper limit of the target band displayed in the graph on the screen G by a drag operation corresponds to the first operation.
  • the first operation may be any other operation.
  • the second acquisition unit 102 acquires the band specified by the user as the target band.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the target band.
  • the user sets the target band to at least part of the overlapping band in which the frequency range of the first speaker 19A and the frequency range of the second speaker 19B overlap.
  • the frequency range of the speaker is the band in which the sound pressure is equal to or greater than the threshold. This threshold can be any sound pressure value.
  • the overlapping band is a portion where the frequency range of the first speaker 19A and the frequency range of the second speaker 19B overlap.
  • the frequency range of the first speaker 19A is 35 Hz to 4100 Hz.
  • the frequency range of the second speaker 19B is a band of 150 Hz to 15000 Hz.
  • the overlapping band is the band from 150 Hz to 4100 Hz.
  • the target band is set to a band in which there is a difference between the first group delay and the second group delay among the overlapping bands.
  • a band with a difference is a band in which the delay difference between the first group delay and the second group delay is equal to or greater than the threshold.
  • This threshold can be any value, eg, on the order of hundreds of microseconds to milliseconds. Assuming that this threshold is the boundary of whether or not the difference is visible in the graph of FIG. 5, the target band is the band from 150 Hz to 850 Hz.
  • the second acquisition unit 102 supplies the first sound signal to the first speaker 19A and the second sound signal to the second speaker 19B so that the difference in group delay between the first speaker 19A and the second speaker 19B in the target band becomes small. obtaining an adjustment amount for adjusting at least one of the second sound signals to be generated; The second acquisition unit 102 acquires the adjustment amount for each frequency in the target band.
  • the adjustment amount is specifically the target group delay for the band of interest.
  • the target group delay outside the band of interest is assumed to be flat and need not have a value.
  • the adjustment amount (target group delay) for adjusting the first sound signal is used to calculate the frequency response of the first filter.
  • the adjustment amount (target group delay) for adjusting the second group delay is used to calculate the frequency response of the second filter.
  • the second acquisition unit 102 acquires an adjustment amount according to the delay difference between the first group delay (curve C1) and the second group delay (curve C2) in the target band. Since the delay difference differs for each frequency, the second acquisition unit 102 acquires the adjustment amount for each frequency. The greater the delay difference for a frequency, the greater the amount of adjustment that will be set for this frequency.
  • the delay difference is maximum near 300 Hz, so the amount of adjustment set near 300 Hz is larger than the amount of adjustment set for other bands.
  • the amount of adjustment for each frequency does not have to be a value that makes the delay difference of that frequency completely zero.
  • the adjustment amount may be a value that leaves a certain amount of delay difference.
  • the second acquisition unit 102 acquires an adjustment amount according to the operation amount of the second operation and the delay difference between the first group delay and the second group delay in the target band in response to the second operation by the user.
  • the second operation is, for example, an operation in which the user drags the curve D1 or the curve D2 of the screen G in the vertical direction. For example, on the screen G in FIG. 6, when the user drags upward the curve D1 overlapping the curve C1 and drops it, the delay difference for each frequency in the target band is multiplied by a coefficient corresponding to the drop position.
  • a product is calculated as an adjusted value to which is combined a predetermined value indicating no adjustment outside the band of interest to produce a target group delay for the first filter. This coefficient takes any value in the range from 0 to 1.
  • the second operation may be any other operation.
  • a change amount of the adjustment amount per step of the second operation may be set according to the difference between the first group delay and the second group delay.
  • the second acquiring unit 102 obtains the first group delay and the second group delay according to the change.
  • An adjustment amount for matching the group delay of the speaker with the smaller group delay to the group delay of the speaker with the larger group delay is obtained.
  • This adjustment amount is an adjustment amount for delaying the sound of the first speaker 19A or the second speaker 19B, which has a relatively smaller group delay. In this case, the latency of the filter (and the latency of the speaker system) can be minimized.
  • the first group delay (curve C1) is smaller than the second group delay (curve C2).
  • An adjustment amount (target group delay of the first filter) for delaying the sound of the first speaker 19A is acquired.
  • the second acquiring unit 102 acquires an adjustment amount for adjusting the smaller one of the first group delay and the second group delay to the larger one for each of these individual bands.
  • the second obtaining unit 102 obtains the smaller group delay of the loudspeaker between the first group delay and the second group delay within the range according to the latency. may be obtained to match the group delay of the loudspeaker.
  • Latency is the delay of the sound signal in the filter and the latency value is the parameter controlling that latency. The frequency response is adjusted according to the latency value. For example, the latency value is designated by a user's operation on the screen G.
  • Transformation section 103 transforms each of the first target group delay of the first filter and the second target group delay of the second filter into target phase characteristics for each frequency.
  • the target group delay includes a correction amount as a component of its band of interest.
  • the third acquisition unit acquires the latency value described above according to a user's operation.
  • the latency value may be a predetermined fixed value that is not specified by the user.
  • the processing unit 105 controls the frequency response of the first filter that controls the characteristics of the first sound signal supplied to the first speaker 19A and the characteristics of the second sound signal that is supplied to the second speaker 19B according to the adjustment amount. generating a frequency response of at least one of a frequency response of a second filter that The processing unit 105 generates at least one of the frequency response of the first filter and the frequency response of the second filter according to the first and second target amplitude characteristics and the first and second target group delays (correction amounts). to set it to the corresponding filter.
  • the processing of the first filter is unnecessary, and is replaced by delay processing for delaying the first sound signal according to the latency value. be done.
  • the processing of the second filter is unnecessary, and the delay processing for delaying the second sound signal according to the latency value is substituted. be done.
  • the processing unit 105 adjusts only one of the first sound signal and the second sound signal corresponding to the one of the first group delay and the second group delay which has a smaller delay in the target band. Depending on the amount, the corresponding one of the first filter and the second filter is adjusted to reduce the delay difference with the other sound signal in the target band.
  • the processing unit 105 calculates the frequency response of the first filter according to the first target group delay (the amount of adjustment of the first group delay) and sets it to the first filter.
  • the processing unit 105 calculates the frequency response of the second filter according to the second target group delay (the amount of adjustment of the second group delay) and sets it to the second filter.
  • the processing unit 105 of this embodiment includes a first processing unit 105A, a second processing unit 105B, an FFT unit 105C, a division unit 105D, a phase unit 105E, a correction unit 105F, a shift unit 105G, and a setting unit 105H.
  • the filter setting process described below is common to the first filter and the second filter, and can generate both the frequency response of the first filter and the frequency response of the second filter. Therefore, hereinafter, the first filter and the second filter are simply described as the target group delay, the target bride characteristic, and the frequency response of the filter without distinguishing between them.
  • the first processing unit 105A receives a set of the target amplitude characteristic and the target phase characteristic converted from the target group delay (adjustment value) by the conversion unit 103 as a first frequency response.
  • the first processing unit 105A transforms the first frequency response from the frequency domain to the time domain by inverse Fourier transform (iFFT) to obtain a first impulse response.
  • iFFT inverse Fourier transform
  • a frequency response in the frequency domain is equivalent to an impulse response in the time domain.
  • An impulse response is a time series of filter coefficients.
  • the second processing unit 105B trims the front part of the first impulse response ( delete) to obtain the second impulse response.
  • the second impulse response has a predetermined latency and is a frequency response close to the first frequency response.
  • at least one frequency response is generated according to the adjustment amount under constraints according to the latency value that defines the sound delay in the filter.
  • the FFT section 105C Fourier transforms (FFT) the second impulse response to obtain a second frequency response. Due to trimming by the second processing unit 105B, an amplitude error occurs between the target amplitude characteristic and the amplitude characteristic of the second frequency response.
  • the division unit 105D calculates the difference between the target amplitude characteristic and the amplitude characteristic of the second frequency response as the amplitude error. This difference is calculated by subtraction of decibel values in the frequency domain. Since subtraction of decibel values corresponds to division of linear values, it is indicated by a division symbol in FIG.
  • the phase section 105E obtains a frequency response for correction according to the amplitude error calculated by the division section 105D.
  • the phase characteristic of the frequency response for correction is calculated from the amplitude error by the minimum phase.
  • the correction unit 105F corrects the second impulse response according to the correction frequency response to obtain the third impulse response.
  • the frequency response amplitude characteristic of the third impulse response is closer to the target amplitude characteristic than the second impulse response.
  • the set coefficients ⁇ 1 to ⁇ n are used to adjust the group delay of the subsequent speakers to which the sound signal processed by the filter is supplied.
  • the display control unit 100 may acquire the adjusted group delay of the speaker and update the display of the screen G. FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of speaker group delay control processing executed by the setting device 10 .
  • the processing shown in FIG. 7 is executed by CPU 11 according to a program stored in nonvolatile memory 12 . This process implements the functions of the blocks 100 to 105 in FIG.
  • the CPU 11 acquires the first amplitude characteristic of the first speaker 19A before adjustment (S1).
  • the CPU 11 acquires the first group delay of the first speaker 19A before adjustment (S2).
  • the CPU 11 acquires the second amplitude characteristic of the second speaker 19B before adjustment (S3).
  • the CPU 11 acquires the second group delay of the second speaker 19B before adjustment (S4).
  • the CPU 11 causes the display unit 15 to display a screen G including curves C1 to C4 and curves D1 to D4 according to the information obtained in each of S1 to S4 (S5).
  • the CPU 11 acquires the target band according to the first operation of specifying the lower limit and the upper limit performed by the user on the operation unit 14 (S6).
  • the CPU 11 acquires the adjustment amount for each frequency in the target band according to the second operation for changing the curve D1 and the curve D2 performed by the user on the operation unit 14 (S7).
  • the CPU 11 obtains the frequency response of the first filter and the frequency response of the second filter according to the target band acquired in S6 and the adjustment amount for each frequency acquired in S7 (S8).
  • the CPU 11 sets coefficients ⁇ 1 to ⁇ n for each of the first and second filters according to the frequency responses of each of the first and second filters obtained in S8 (S9).
  • the CPU 11 updates the display of the screen G (S10).
  • the CPU 11 determines whether or not the user has performed a predetermined end operation (S11). If it is not determined that the end operation has been performed (S11; N), the process returns to S6. In this case, the user again specifies the target band and adjustment amount. If it is determined that an end operation has been performed (S11; Y), this process ends.
  • the difference in group delay between the sounds of the first speaker 19A and the second speaker 19B in the target band is reduced. Therefore, in the overlapping band, the group delay of the sound of the first speaker 19A and the group delay of the sound of the second speaker 19B match, and the frequency range of the first speaker 19A is shifted to the frequency range of the second speaker 19B. , the sound is connected smoothly.
  • Higher quality adjustment of loudspeaker group delay with filters of limited length i.e., impulse response of limited length
  • the setting device 10 acquires the target band and the adjustment amount according to the first operation and the second operation by the user. Therefore, the target band and adjustment amount can be specified as desired by the user.
  • the setting device 10 generates the frequency response according to the adjustment amount under the constraint according to the latency value.
  • the user can control the latency of the filter used to adjust the group delay.
  • the setting device 10 corresponds to whichever of the first group delay and the second group delay of the first sound signal and the second sound signal has a larger delay in the target band under the constraint according to the latency value.
  • One of the sound signals is adjusted by the corresponding one of the first filter and the second filter according to the adjustment amount so that the delay difference with the other sound signal in the target band becomes small (sound output is expedite). If the latency is controlled according to the latency value, the group delay of the speaker with the larger delay in the target band can be adjusted (in addition to adjusting the group delay of the speaker with the smaller delay in the target band). .
  • the target band in the setting device 10 belongs to an overlapping band in which the frequency range of the first speaker 19A and the frequency range of the second speaker 19B overlap. For this reason, the target band becomes a narrow band that is part of the entire frequency band, and a higher-quality group delay adjustment can be performed with an impulse response of a limited length.
  • the target band in the setting device 10 belongs to a band in which the first group delay and the second group delay are mutually different among the overlapping bands. Therefore, the target band can be further narrowed, and high-quality group delay control can be performed.
  • the setting device 10 may automatically determine at least one of the target band and the adjustment amount according to the first group delay and the second group delay. For example, the setting device 10 detects a band having a difference between the first group delay and the second group delay in the overlapping band, and automatically sets it as the target band. For example, the setting device 10 calculates the delay difference for each frequency. The setting device 10 obtains an adjustment amount so that this difference becomes small. At least one of the target band and the adjustment amount is automatically determined according to the first group delay and the second group delay, thereby reducing the burden of user operations. Since the setting device 10 obtains a frequency response corresponding to the automatically obtained target band and adjustment amount, the operation burden on the user can be reduced.
  • the target band and the adjustment amount may be specified directly from the operation unit 14 without displaying the screen G.
  • Each of the first speaker 19A and the second speaker 19B may be speakers arranged at different positions and outputting sounds of the same band.
  • a system for setting a frequency response to a filter is not limited to one setting device 10 .
  • the system may include multiple devices connected by a network or serial bus.

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Abstract

スピーカの群遅延を制御する方法は、第１スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第１群遅延を取得し、第２スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第２群遅延を取得し、調整の対象となる帯域である対象帯域における前記第１スピーカと前記第２スピーカの音の遅延の差が小さくなるように、前記第１スピーカに供給される第１音信号と前記第２スピーカに供給される第２音信号の少なくとも一方を調整するための調整量を算出し、前記調整量に応じて、前記第１スピーカに供給する第１音信号の特性を制御する第１フィルタの周波数レスポンスと、前記第２スピーカに供給する第２音信号の特性を制御する第２フィルタの周波数レスポンスと、の少なくとも一方の周波数レスポンスを生成する。

Description

スピーカの群遅延を制御する方法、システム、及び記憶媒体
　本発明は、スピーカの群遅延を制御する方法、システム、及び記憶媒体に関する。
　フィルタを用いて、スピーカの特性を制御する方法が知られている。特許文献１には、あるスピーカの音の群遅延をフラットにするために、そのスピーカのフィルタに周波数レスポンスを設定する技術が記載されている。
特開平２－２７２８１９号公報
　しかしながら、特許文献１の技術は、ある１つのスピーカの音の群遅延をフラットにするだけである。特許文献１の技術では、第１スピーカと第２スピーカの各々から音が出力される場合に、第１スピーカの音の群遅延と、第２スピーカの音の群遅延と、を合わせることはできない。
　本発明の目的は、第１スピーカの音の群遅延と、第２スピーカの音の群遅延と、を合わせることである。
　上記課題を解決するために、本発明に係るフィルタに周波数レスポンスを設定する方法は、第１スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第１群遅延を取得し、第２スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第２群遅延を取得し、調整の対象となる帯域である対象帯域における前記第１スピーカと前記第２スピーカの音の群遅延の差が小さくなるように、前記第１スピーカに供給される第１音信号と前記第２スピーカに供給される第２音信号の少なくとも一方を調整するための調整量を算出し、前記調整量に応じて、前記第１スピーカに供給する第１音信号の特性を制御する第１フィルタの周波数レスポンスと、前記第２スピーカに供給する第２音信号の特性を制御する第２フィルタの周波数レスポンスと、の少なくとも一方の周波数レスポンスを生成する。
　本発明に係るシステムは、１以上のプロセッサと１以上のメモリとを具備するシステムであって、前記１以上のメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、前記１以上のプロセッサが、第１スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第１群遅延を取得し、第２スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第２群遅延を取得し、調整の対象となる帯域である対象帯域における前記第１スピーカと前記第２スピーカの音の遅延の差が小さくなるように、前記第１スピーカに供給される第１音信号と前記第２スピーカに供給される第２音信号の少なくとも一方を調整するための調整量を算出し、前記調整量に応じて、前記第１スピーカに供給する第１音信号の特性を制御する第１フィルタの周波数レスポンスと、前記第２スピーカに供給する第２音信号の特性を制御する第２フィルタの周波数レスポンスと、の少なくとも一方の周波数レスポンスを生成する。
　本発明に係る記憶媒体は、コンピュータが読み出せるプログラムを記憶する１以上の記憶媒体であって、前記プログラムは１以上のプロセッサに、第１スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第１群遅延を取得し、第２スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第２群遅延を取得し、調整の対象となる帯域である対象帯域における前記第１スピーカと前記第２スピーカの音の遅延の差が小さくなるように、前記第１スピーカに供給される第１音信号と前記第２スピーカに供給される第２音信号の少なくとも一方を調整するための調整量を算出し、前記調整量に応じて、前記第１スピーカに供給する第１音信号の特性を制御する第１フィルタの周波数レスポンスと、前記第２スピーカに供給する第２音信号の特性を制御する第２フィルタの周波数レスポンスと、の少なくとも一方の周波数レスポンスを生成する。
　本発明によれば、第１スピーカの音の群遅延と、第２スピーカの音の群遅延と、が合う。
設定装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 フィルタの一例を示す図である。 設定装置の機能ブロックの一例を示す図である。 画面の一例を示す図である。 対象帯域の一例を示す図である。 画面の表示が更新される様子の一例を示す図である。 設定装置が実行する処理の一例を示すフロー図である。
［１．設定装置のハードウェア構成］
　スピーカの群遅延を制御する方法に係る実施形態の一例を説明する。本実施形態では、この方法が設定装置によって実行される場合を説明する。図１は、設定装置のハードウェア構成の一例を示す図である。例えば、設定装置１０は、デジタルミキサ、信号処理プロセッサ、オーディオアンプ、電子楽器、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン、又はデジタルアシスタントである。
　ＣＰＵ１１は、１以上のプロセッサを含む。不揮発メモリ１２は、ＲＯＭ又はハードディスク等のメモリである。ＲＡＭ１３は、揮発性メモリの一例である。操作部１４は、タッチパネル又はマウス等の入力デバイスである。表示部１５は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイである。入力部１６は、外部又は不揮発メモリ１２から、音信号を取得する。音信号は、音を示す信号である。音信号は、デジタル又はアナログの信号である。
　なお、本実施形態では、「取得する」は、受け取ることを意味する。例えば、ユーザが指定した情報は、外部から受け取るものなので、設定装置１０は、この情報を取得する。「得る」は、処理の結果として得ることを意味する。例えば、周波数レスポンスは、逆フーリエ変換等の処理の結果として得られるので、設定装置１０は、周波数レスポンスを「得る」。
　入力部１６は、アナログの音信号を取得した場合、デジタルの音信号に変換する。入力部１６は、第１フィルタの処理を行う第１ＳＰＵ（Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１７Ａと、第２フィルタの処理を行う第２ＳＰＵ１７Ｂと、の各々に、デジタルの音信号を入力する。第１フィルタは、第１スピーカ１９Ａに供給する第１音信号の特性を調整し、第２フィルタは、第２スピーカ１９Ｂに供給する第２音信号の特性を調整する。第１フィルタと第２フィルタの処理は、１つのＳＰＵで実行されてもよい。第１フィルタと第２フィルタの両方が必須ではなく、何れか一方のみが設定装置１０に含まれてもよい。
　フィルタは、入力された音信号を処理して出力する回路である。本実施形態のフィルタは、有限長のＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタである。周波数レスポンスは、時間軸におけるフィルタ特性である。周波数レスポンスは、フィルタの係数を設定するために用いられる。第１フィルタと第２フィルタの仕組み自体は同様である。第１フィルタと第２フィルタを区別しない場合には、単にフィルタと記載する。
　図２は、フィルタの一例を示す図である。フィルタは、遅延回路Ｚ１～Ｚｎ－１と、乗算器Ｍ１～Ｍｎと、を含む（ｎは自然数）。ｎは、フィルタのタップ数である。第１フィルタのタップ数と、第２フィルタのタップ数と、は同じでもよいし、異なってもよい。乗算器Ｍ１～Ｍｎの各々には、係数α１～αｎが設定される。係数α１～αｎとして、周波数レスポンスに応じたインパルスレスポンスの数値列が設定される。フィルタは、音信号にインパルスレスポンス（係数α１～αｎ）を畳み込むＦＩＲフィルタである。フィルタに使用できるＳＰＵのリソースに応じて、係数α１～αｎの個数ｎが決まる。その個数ｎは、フィルタに設定できるインパルスレスポンスの長さの上限に対応する。
　入力部１６から入力された音信号は、乗算器Ｍ１と遅延回路Ｚ１に入力される。遅延回路Ｚ１に入力された音信号は、所定時間だけ遅延されて乗算器Ｍ２と遅延回路Ｚ２に入力される。以降同様にして、音信号が遅延回路Ｚ３～Ｚｎ－１の各々により遅延される。遅延された音信号は、乗算器Ｍ３～Ｍｎの各々に入力される。
　乗算器Ｍ１～Ｍｎの各々は、自身に入力された音信号に係数α１～αｎを乗じる。乗算器Ｍ１～Ｍｎの各々は、自身の係数α１～αｎを乗じた音信号を加算器Ａに入力する。加算器Ａは、乗算器Ｍ１～Ｍｎの各々から出力された音信号を加算する。
　第１ＳＰＵ１７Ａは、第１フィルタの加算器Ａにより加算された音信号を、第１ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｎａｌｏｇ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１８Ａに入力する。第２ＳＰＵ１７Ｂは、第２フィルタの加算器Ａにより加算された音信号を、第２ＤＡＣ１８Ｂに入力する。
　第１ＤＡＣ１８Ａと第２ＤＡＣ１８Ｂとの各々は、デジタルの音信号をアナログの音信号に変換する回路である。第１ＤＡＣ１８Ａは、第１スピーカ１９Ａに対し、変換されたアナログの音信号を出力する。第２ＤＡＣ１８Ｂは、第２スピーカ１９Ｂに対し、変換されたアナログの音信号を出力する。
　第１スピーカ１９Ａと第２スピーカ１９Ｂとの各々は、入力されたアナログの音信号に応じた音を出力する。本実施形態では、第１スピーカ１９Ａは、低域の音を出力するウーファーである。第２スピーカ１９Ｂは、高域の音を出力するツイーターである。
　設定装置１０のハードウェア構成は、上記の例に限られない。設定装置１０は、通信インタフェースを含んでもよい。設定装置１０は、コンピュータ読み取り可能な１以上の記憶媒体を読み取る読取装置（例えば、光ディスクドライブ又はメモリカードスロット）又はデータの入出力をするための入出力端子（例えば、ＵＳＢポート）を含んでもよい。プログラム及びデータは、通信インタフェース、読取装置、又は入出力端子を介して供給されてもよい。
［２．設定装置の機能ブロック］
　図３は、設定装置１０の機能ブロックの一例を示す図である。設定装置１０は、表示制御部１００、第１取得部１０１、第２取得部１０２、変換部１０３、第３取得部１０４、及び処理部１０５を含む。これらの機能は、ＣＰＵ１１を主として実現される。
［２－１．表示制御部］
　表示制御部１００は、後述の第１操作と第２操作を受け付けるための画面Ｇを表示部１５に表示させる。図４は、画面Ｇの一例を示す図である。図４では、対数グラフを例に挙げる。グラフの横軸は、周波数軸である。グラフの縦軸は、群遅延又は振幅の軸である。例えば、群遅延は、ミリ秒によって示される。振幅はデシベル値によって示される。グラフには、カーブＣ１～Ｃ４が表示される。
　カーブＣ１は、第１スピーカ１９Ａの周波数ごとの音の遅延を示す第１群遅延のカーブである。カーブＣ２は、第２スピーカ１９Ｂの周波数ごとの音の遅延を示す第２群遅延のカーブである。第１群遅延と第２群遅延は、後述の第２取得部１０２により取得される。図４では、調整前の第１群遅延のカーブＣ１と、調整前の第２群遅延のカーブＣ２と、が示されている。画面Ｇにおいて、第１スピーカ１９Ａの群遅延と第２スピーカ１９Ｂの群遅延の少なくとも一方を調整するための操作が受け付けられる。
　また、画面Ｇには、第１スピーカ１９Ａの調整後の群遅延を推定したカーブＤ１と、第２スピーカ１９Ｂの調整後の群遅延を推定したカーブＤ２も表示される。フィルタの設定に先立って、第１フィルタの第１目標群遅延および第２フィルタの第２目標群遅延は、それぞれフラット（全周波数帯域にわたる遅延の調整なしを示す所定値、例えば±０ミリ秒）に初期設定される。その場合、各スピーカの群遅延は、調整の前後で同一の形状となり、画面Ｇには、カーブＣ１、Ｃ２と完全に重なる状態で、推定カーブＤ１、Ｄ２が表示される。画面Ｇにおいて、ユーザがカーブＤ１、Ｄ２を変形する操作を行うことで、第１、第２フィルタの目標遅延特性がそれぞれ変更される。
　カーブＣ３は、第１スピーカ１９Ａの周波数ごとの音圧を示す第１振幅特性のカーブである。カーブＣ４は、第２スピーカ１９Ｂの周波数ごとの音圧を示す第２振幅特性のカーブである。第１振幅特性と第２振幅特性は、後述の第１取得部１０１により取得される。画面Ｇにおいて、第１音信号の振幅特性と第２音信号の振幅特性の少なくとも一方を調整するための操作が受け付けられてもよい。
　また、画面Ｇには、第１スピーカ１９Ａの調整後の振幅特性を推定したカーブＤ３と、第２スピーカ１９Ｂの調整後の振幅特性を推定したカーブＤ４も表示される。フィルタの設定に先立って、第１、第２フィルタの目標振幅特性はそれぞれフラット（全周波数帯域にわたる振幅の調整なしを示す所定値、例えば±０ｄＢ）に初期設定される。その場合、第１振幅特性と第２振幅特性は、調整の前後で同一の形状となり、画面Ｇには、カーブＣ３，Ｃ４と完全に重なる状態で、カーブＤ３，Ｄ４が表示される。画面Ｇにおいて、ユーザがカーブＤ３，Ｄ４を変形する操作を行うことで、第１、第２フィルタの目標振幅特性がそれぞれ変更される。
［２－２．第１取得部］
　第１取得部１０１は、調整前の第１スピーカ１９Ａの音圧の周波数レスポンスを示す第１振幅特性を取得する。第１取得部１０１は、調整前の第２スピーカ１９Ｂの音圧の周波数レスポンスを示す第２振幅特性を取得する。第１取得部１０１により取得された第１振幅特性と第２振幅特性に応じて、画面ＧのカーブＣ１とカーブＣ２が表示される。
　ユーザが、フィルタによって群遅延だけを調整したい場合、ユーザは、画面ＧにおいてカーブＤ３，Ｄ４を変更せず、カーブＤ１，Ｄ２だけを変更すればよい。カーブＤ３，Ｄ４を変更しなければ、第１、第２フィルタの目標振幅特性はフラット（初期状態）のままとなる。ユーザが、フィルタによってスピーカの振幅特性と群遅延の両方を調整したい場合は、ユーザは、画面Ｇにおいて、カーブＤ１～Ｄ４を変更すればよい。第１取得部１０１は、ユーザ操作に応じて変更された、第１、第２フィルタの群遅延特性と目標振幅特性とを取得する。
　目標振幅特性は、目標となる振幅特性である。目標振幅特性は、ユーザの操作ではなく、音の計測結果に応じて自動設定されてもよい。何れかのスピーカの調整後の推定振幅特性（カーブＤ３又はＤ４）が、そのスピーカの振幅特性（カーブＣ３又はＣ４）と異なる特性に変更された場合、その推定振幅特性と、そのスピーカの振幅特性の差が、フィルタによって補正される。
［２－３．第２取得部］
　第２取得部１０２は、第１スピーカ１９Ａの音の周波数ごとの遅延を示す第１群遅延を取得する。第１群遅延は、調整前に計測された第１スピーカ１９Ａの群遅延である。第２取得部１０２は、テスト信号（例えば、インパルス信号）を与えた、第１スピーカ１９Ａから出力された音をマイクで収音し、その収音された音から、公知の方法を用いて周波数ごとの遅延を算出する。
　第２取得部１０２は、同様に、第２スピーカ１９Ｂの音の周波数ごとの遅延を示す第２群遅延を取得する。第２群遅延は、調整前に計測された第２スピーカ１９Ｂの群遅延である。
　第２取得部１０２は、第１スピーカ１９Ａの目標群遅延と、第２スピーカ１９Ｂの目標群遅延と、を取得する。目標群遅延は、目標となる群遅延である。目標群遅延は、画面Ｇで指定された対象帯域と調整量に応じて調整された後の群遅延である。本実施形態では、下記のようにして、それら対象帯域と調整量とが取得される。
　第２取得部１０２は、調整の対象となる帯域である対象帯域を取得する。対象帯域は、周波数ごとの遅延が取得された帯域の一部である。本実施形態では、ユーザが対象帯域を指定する第１操作を行う。第２取得部１０２は、ユーザによる第１操作に応じて、対象帯域を取得する。例えば、画面Ｇのグラフに表示された対象帯域の下限と上限を、ユーザが、ドラッグ操作によって変更する操作が第１操作に相当する。第１操作は、他の任意の操作であってよい。第２取得部１０２は、ユーザが指定した帯域を、対象帯域として取得する。
　図５は、対象帯域の一例を示す図である。ユーザは、対象帯域を、第１スピーカ１９Ａの周波数レンジと、第２スピーカ１９Ｂの周波数レンジと、が重なる重複帯域の少なくとも一部に設定する。スピーカの周波数レンジは、音圧が閾値以上の帯域である。この閾値は、任意の音圧値であってよい。重複帯域は、第１スピーカ１９Ａの周波数レンジと、第２スピーカ１９Ｂの周波数レンジとが重なった部分である。
　例えば、周波数レンジを定義する上記閾値を、図５の縦軸の「０」の位置の音圧とすると、第１スピーカ１９Ａの周波数レンジは、３５Ｈｚ～４１００Ｈｚの帯域である。第２スピーカ１９Ｂの周波数レンジは、１５０Ｈｚ～１５０００Ｈｚの帯域である。重複帯域は、１５０Ｈｚ～４１００Ｈｚの帯域である。
　本実施形態では、対象帯域は、重複帯域のうち、第１群遅延と第２群遅延とで差がある帯域に設定される。差がある帯域は、第１群遅延と第２群遅延とで遅延差が閾値以上の帯域である。この閾値は、例えば、数百μ秒から数ミリ秒のあたりの任意の値であってよい。この閾値を図５のグラフで差が視認できるか否かの境界とすると、対象帯域は、１５０Ｈｚ～８５０Ｈｚの帯域である。
　第２取得部１０２は、対象帯域における第１スピーカ１９Ａと第２スピーカ１９Ｂの群遅延の差が小さくなるように、第１スピーカ１９Ａに供給される第１音信号と、第２スピーカ１９Ｂに供給される第２音信号の少なくとも一方を調整するための調整量を取得する。第２取得部１０２は、対象帯域における周波数ごとの調整量を取得する。調整量は、具体的には、対象帯域の目標群遅延である。対象帯域外の目標群遅延は、フラットとされており値を持つ必要がない。第１音信号を調整するための調整量（目標群遅延）は、第１フィルタの周波数レスポンスを算出するのに用いられる。第２群遅延を調整するための調整量（目標群遅延）は、第２フィルタの周波数レスポンスを算出するのに用いられる。
　第２取得部１０２は、対象帯域における第１群遅延（カーブＣ１）と第２群遅延（カーブＣ２）の遅延差に応じた調整量を取得する。遅延差は、周波数ごとに異なるので、第２取得部１０２は、周波数ごとに調整量を取得する。ある周波数の遅延差が大きいほど、この周波数に設定される調整量が多くなる。
　図５の対象帯域では、３００Ｈｚ付近で遅延差が最大なので、３００Ｈｚ付近に設定される調整量は、他の帯域に設定される調整量よりも多い。各周波数の調整量は、その周波数の遅延差を完全に０にする値ではなくてもよい。調整量は、ある程度の遅延差が残るような値であってもよい。
　第２取得部１０２は、ユーザによる第２操作に応じて、その第２操作の操作量と、対象帯域における第１群遅延と第２群遅延の遅延差とに応じた調整量を取得する。第２操作は、例えば、画面ＧのカーブＤ１又はカーブＤ２を、ユーザが上下方向にドラッグする操作である。例えば図６の画面Ｇにおいて、ユーザが、カーブＣ１に重なっているカーブＤ１を上方向にドラッグしてドロップすると、対象帯域における周波数ごとの遅延差に対し、そのドロップ位置に応じた係数を乗じた積が、調整値として算出され、その調整値に対象帯域外の調整なしを示す所定値を結合して、第１フィルタの目標群遅延を生成する。この係数は、０から１まで範囲で、何れかの値をとる。第２操作は、他の任意の操作であってよい。第１群遅延と第２群遅延との差に応じて、第２操作の１ステップあたりの調整量の変化量が設定されてもよい。
　カーブＤ１とカーブＤ２のうち、対象帯域における遅延が小さい方のカーブだけが、他方に近づくように変更された場合、第２取得部１０２は、その変更に応じて、第１群遅延と第２群遅延のうちの小さい方のスピーカの群遅延を大きい方のスピーカの群遅延に合わせるための調整量を取得する。この調整量は、第１スピーカ１９Ａと第２スピーカ１９Ｂのうち、相対的に群遅延が小さい方の音を遅らせるための調整量であり、この場合、フィルタのレイテンシ（およびスピーカシステムとしてのレイテンシ）を最小にすることができる。図５の対象帯域では、第１群遅延（カーブＣ１）の方が第２群遅延（カーブＣ２）よりも小さいので、ユーザは、カーブＤ１を変更する操作を行い、第２取得部１０２は、第１スピーカ１９Ａの音を遅らせるための調整量（第１フィルタの目標群遅延）を取得する。
　フィルタのレイテンシを最小にする制約下で、対象帯域の中に、第１群遅延の方が第２群遅延よりも小さい帯域と、第２群遅延の方が第１群遅延よりも小さい帯域と、が混在する場合は、第２取得部１０２は、これらの個々の帯域ごとに、第１群遅延と第２群遅延のうちの小さい方を大きい方に合わせるための調整量を取得すればよい。
　フィルタに、ある程度のレイテンシが許容される場合、第２取得部１０２は、そのレイテンシに応じた範囲内で、第１群遅延と第２群遅延のうちの大きい方のスピーカの群遅延を小さい方のスピーカの群遅延に合わせるための調整量を取得してもよい。レイテンシは、フィルタにおける音信号の遅延であり、レイテンシ値は、そのレイテンシを制御するパラメータである。レイテンシ値に応じて、周波数レスポンスが調整される。例えば、レイテンシ値は、画面Ｇにおけるユーザの操作によって指定される。
［２－４．変換部］
　変換部１０３は、第１フィルタの第１目標群遅延と、第２フィルタの第２目標群遅延と、の各々を、周波数ごとの目標位相特性に変換する。上述したように、目標群遅延には、その対象帯域の成分として、補正量が含まれている。
［２－５．第３取得部］
　第３取得部は、ユーザの操作に応じて、上述したレイテンシ値を取得する。レイテンシ値は、ユーザが指定しない、予め定められた固定値であってもよい。
［２－６．処理部］
　処理部１０５は、調整量に応じて、第１スピーカ１９Ａに供給する第１音信号の特性を制御する第１フィルタの周波数レスポンスと、第２スピーカ１９Ｂに供給する第２音信号の特性を制御する第２フィルタの周波数レスポンスと、の少なくとも一方の周波数レスポンスを生成する。処理部１０５は、第１、第２目標振幅特性と第１、第２目標群遅延（補正量）とに応じて、第１フィルタの周波数レスポンスと、第２フィルタの周波数レスポンスの少なくとも一方を生成して、対応するフィルタに設定する。
　なお、第１目標振幅特性と第１目標群遅延とが初期値（フラット）のままなら、第１フィルタの処理は不要であり、レイテンシ値に応じて第１音信号を遅延する遅延処理に置き換えられる。また、第２目標振幅特性と第２目標群遅延とが初期値（フラット）のままなら、第２フィルタの処理は不要であり、レイテンシ値に応じて第２音信号を遅延する遅延処理に置き換えられる。
　処理部１０５は、第１音信号と前記第２音信号のうちの、前記第１群遅延と第２群遅延のうちの対象帯域における遅延が小さい方に対応する一方の音信号だけを、調整量に応じて、第１フィルタと第２フィルタのうちの対応するフィルタにより、対象帯域における他方の音信号との遅延差が小さくなるよう調整する。処理部１０５は、第１目標群遅延（第１群遅延の調整量）に応じて、第１フィルタの周波数レスポンスを算出して、第１フィルタに設定する。処理部１０５は、第２目標群遅延（第２群遅延の調整量）に応じて、第２フィルタの周波数レスポンスを算出して、第２フィルタに設定する。
　本実施形態の処理部１０５は、第１処理部１０５Ａ、第２処理部１０５Ｂ、ＦＦＴ部１０５Ｃ、除算部１０５Ｄ、位相部１０５Ｅ、補正部１０５Ｆ、シフト部１０５Ｇ、及び設定部１０５Ｈを含む。以下に説明するフィルタの設定処理は、第１フィルタと第２フィルタで共通であり、第１フィルタの周波数レスポンスと、第２フィルタの周波数レスポンスの何れも生成できる。従って、以下では、第１フィルタと第２フィルタとを区別せず、単に目標群遅延、目標新婦特性、フィルタの周波数レスポンスのように記載する。
　第１処理部１０５Ａは、目標振幅特性と、変換部１０３により目標群遅延（調整値）から変換された目標位相特性との組を第１周波数レスポンスとして受け取る。第１処理部１０５Ａは、その第１周波数レスポンスを、逆フーリエ変換（ｉＦＦＴ）によって周波数領域から時間領域に変換し、第１インパルスレスポンスを得る。周波数領域における周波数レスポンスは、時間領域におけるインパルスレスポンスと等価である。インパルスレスポンスは、フィルタ係数の時系列である。
　第２処理部１０５Ｂは、係数として第１インパルスレスポンスを設定したフィルタのレイテンシが、第３取得部１０４により取得されたレイテンシ値の示すレイテンシとなるように、第１インパルスレスポンスの前部をトリミング（削除）し、第２インパルスレスポンスを得る。第２インパルスレスポンスは、所定のレイテンシを有し、かつ、第１周波数レスポンスに近い周波数レスポンスである。第２処理部１０５Ｂの処理により、少なくとも一方の周波数レスポンスは、フィルタにおける音の遅延を規定するレイテンシ値に応じた制約下で、調整量に応じて生成される。
　ＦＦＴ部１０５Ｃは、ＦＦＴ部１０５Ｃは、第２インパルスレスポンスをフーリエ変換（ＦＦＴ）し、第２周波数レスポンスを得る。第２処理部１０５Ｂによるトリミングにより、目標振幅特性と第２周波数レスポンスの振幅特性との間には振幅誤差が生じている。
　除算部１０５Ｄは、振幅誤差として、目標振幅特性と、第２周波数レスポンスの振幅特性と、の差を計算する。この差は、周波数領域における、デシベル値の引き算によって計算される。デシベル値の引き算は、リニア値の割り算に相当するので、図３では除算記号で示す。
　位相部１０５Ｅは、除算部１０５Ｄの算出した振幅誤差に応じた、補正用の周波数レスポンスを得る。補正用の周波数レスポンスの位相特性は、最小位相により振幅誤差から算出される。
　補正部１０５Ｆは、補正用の周波数レスポンスに応じて第２インパルスレスポンスを補正し、第３インパルスレスポンスを得る。第３インパルスレスポンスの周波数レスポンスの振幅特性は、第２インパルスレスポンスよりも目標振幅特性に近い。
　シフト部１０５Ｇは、第３インパルスレスポンスにおける時間のゼロ点を、レイテンシ値に応じた点まで時間シフトする。これにより、第３インパルスレスポンスの先頭（レイテンシ値分のマイナス点）が時間のゼロ点（ｔ＝０）にシフトされる。設定部１０５Ｈは、シフト後の第３インパルスレスポンスにおける各点（ｔ＝０，１，～ｎ）の値を、各タップ目の係数α１～αｎとして、フィルタに設定する。
　設定された係数α１～αｎにより、そのフィルタで処理された音信号が供給される、後段のスピーカの群遅延が調整される。表示制御部１００は、調整後のスピーカの群遅延を取得し、画面Ｇの表示を更新してもよい。
［３．設定装置が実行する処理］
　図７は、設定装置１０が実行するスピーカの群遅延制御処理の一例を示すフロー図である。図７に示す処理は、不揮発メモリ１２に記憶されたプログラムに従って、ＣＰＵ１１により実行される。この処理により、図３の１００～１０５の各ブロックの機能が実現される。
　図７に示すように、ＣＰＵ１１は、調整前の第１スピーカ１９Ａの第１振幅特性を取得する（Ｓ１）。ＣＰＵ１１は、調整前の第１スピーカ１９Ａの第１群遅延を取得する（Ｓ２）。
　ＣＰＵ１１は、調整前の第２スピーカ１９Ｂの第２振幅特性を取得する（Ｓ３）。ＣＰＵ１１は、調整前の第２スピーカ１９Ｂの第２群遅延を取得する（Ｓ４）。
　ＣＰＵ１１は、Ｓ１～Ｓ４の各々で取得した情報に応じて、カーブＣ１～Ｃ４及びカーブＤ１～Ｄ４を含む画面Ｇを、表示部１５に表示させる（Ｓ５）。ＣＰＵ１１は、操作部１４に対してユーザが行った、下限と上限を指定する第１操作に応じて、対象帯域を取得する（Ｓ６）。ＣＰＵ１１は、操作部１４に対してユーザが行った、カーブＤ１とカーブＤ２を変更する第２操作に応じて、対象帯域における周波数ごとの調整量を取得する（Ｓ７）。
　ＣＰＵ１１は、Ｓ６で取得した対象帯域と、Ｓ７で取得した周波数ごとの調整量と、に応じて、第１フィルタの周波数レスポンスと第２フィルタの周波数レスポンスとを得る（Ｓ８）。ＣＰＵ１１は、Ｓ８で得た第１フィルタと第２フィルタの各々の周波数レスポンスに応じて、第１フィルタと第２フィルタの各々の係数α１～αｎを設定する（Ｓ９）。ＣＰＵ１１は、画面Ｇの表示を更新する（Ｓ１０）。
　ＣＰＵ１１は、ユーザにより所定の終了操作が行われたか否かを判定する（Ｓ１１）。終了操作が行われたと判定されない場合（Ｓ１１；Ｎ）、Ｓ６の処理に戻る。この場合、ユーザは対象帯域と調整量を再び指定する。終了操作が行われたと判定された場合（Ｓ１１；Ｙ）、本処理は終了する。
　本実施形態では、設定装置１０により第１フィルタと第２フィルタの各々に周波数レスポンスを設定することにより、対象帯域における第１スピーカ１９Ａと第２スピーカ１９Ｂの音の群遅延の差が小さくなる。このため、重複帯域において、第１スピーカ１９Ａの音の群遅延と、第２スピーカ１９Ｂの音の群遅延と、が合い、第１スピーカ１９Ａの周波数レンジから、第２スピーカ１９Ｂの周波数レンジへと、スムーズに音がつながる。対象帯域を定めて、調整量が取得される帯域を制限することで限られた長さのフィルタ（つまり、限られた長さのインパルスレスポンス）で、スピーカの群遅延の調整をより高品質に行える。
　設定装置１０は、ユーザによる第１操作と第２操作とに応じて、対象帯域と調整量とを取得する。このため、ユーザが所望するとおりに、対象帯域と調整量を指定できる。
　第１群遅延と第２群遅延のうちの対象帯域の遅延が小さい方に対応するスピーカに供給する音信号のみを調整する場合には（音の出力を遅くする調整のみの場合には）、その音信号を調整するフィルタのレイテンシを最小にできる。
　設定装置１０は、周波数レスポンスを、そのレイテンシ値に応じた制約下で、調整量に応じて、生成する。ユーザは、群遅延の調整に用いるフィルタのレイテンシを制御できる。
　設定装置１０は、レイテンシ値に応じた制約下で、前記第１音信号と前記第２音信号のうちの、第１群遅延と第２群遅延のうちの対象帯域における遅延が大きい方に対応する一方の音信号を、調整量に応じて、第１フィルタと第２フィルタのうちの対応するフィルタにより、対象帯域における他方の音信号との遅延差が小さくなるよう調整する（音の出力を早める）。レイテンシ値に応じたレイテンシの制御が行われている場合は、（対象帯域の遅延が少ない方のスピーカの群遅延の調整に加えて）対象帯域の遅延が大きい方のスピーカの群遅延を調整できる。
　設定装置１０における対象帯域は、第１スピーカ１９Ａの周波数レンジと、第２スピーカ１９Ｂの周波数レンジと、が重なる重複帯域に属する。このため、対象帯域が、全周波数帯域の一部の狭い帯域になり、限られた長さのインパルスレスポンスで、より高品位の群遅延調整が行える。
　設定装置１０における対象帯域は、重複帯域のうち、第１群遅延と第２群遅延とが相互に異なる帯域に属する。このため、対象帯域を、さらに狭くでき、さらに高品位の群遅延制御が行える。
［４．変形例］
　本発明は、実施形態に限定されない。本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
　設定装置１０は、対象帯域と調整量の少なくとも一方を、第１群遅延と第２群遅延とに応じて、自動的に決定してもよい。例えば、設定装置１０は、重複帯域において、第１群遅延と第２群遅延に差がある帯域を検出し、対象帯域として自動的に設定する。例えば、設定装置１０は、周波数ごとの遅延の差を計算する。設定装置１０は、この差が小さくなるように調整量を得る。対象帯域と調整量と、の少なくとも一方が、第１群遅延と第２群遅延とに応じて、自動的に決定されることで、ユーザ操作の負担を軽減できる。設定装置１０は、自動的に得た対象帯域と調整量に応じた周波数レスポンスを得るので、ユーザの操作負担を軽減できる。
　画面Ｇが表示されずに、操作部１４から直接的に対象帯域と調整量が指定されてもよい。第１スピーカ１９Ａと第２スピーカ１９Ｂの各々は、互いに異なる位置に配置された、互いに同じ帯域の音を出力するスピーカであってもよい。フィルタに周波数レスポンスを設定するシステムは、１台の設定装置１０に限られない。このシステムは、ネットワーク又はシリアルバスで接続された複数台の装置を含んでもよい。

 

Claims (10)

  1. 　第１スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第１群遅延を取得し、
    　第２スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第２群遅延を取得し、
    　調整の対象となる帯域である対象帯域における前記第１スピーカと前記第２スピーカの音の遅延の差が小さくなるように、前記第１スピーカに供給される第１音信号と前記第２スピーカに供給される第２音信号の少なくとも一方を調整するための調整量を算出し、
    　前記調整量に応じて、前記第１スピーカに供給する第１音信号の特性を制御する第１フィルタの周波数レスポンスと、前記第２スピーカに供給する第２音信号の特性を制御する第２フィルタの周波数レスポンスと、の少なくとも一方の周波数レスポンスを生成する、
    　スピーカの群遅延を制御する方法。
  2. 　ユーザによる第１操作に応じて、前記対象帯域を取得し、
    　ユーザによる第２操作に応じて、前記調整量を取得する、
    　請求項１に記載の方法。
  3. 　前記対象帯域と前記調整量と、の少なくとも一方が、前記第１群遅延と前記第２群遅延とに応じて、自動的に決定される、
    　請求項２記載の方法。
  4. 　前記第１音信号と前記第２音信号のうちの、前記第１群遅延と前記第２群遅延のうちの前記対象帯域における遅延が小さい方に対応する一方の音信号だけを、前記調整量に応じて、前記第１フィルタと前記第２フィルタのうちの対応するフィルタにより、前記対象帯域における他方の音信号との遅延差が小さくなるよう調整する、
    　請求項１～３の何れかに記載の方法。
  5. 　前記少なくとも一方の周波数レスポンスは、フィルタにおける音の遅延を規定するレイテンシ値に応じた制約下で、前記調整量に応じて生成される、
    　請求項１～４の何れかに記載の方法。
  6. 　前記レイテンシ値に応じた制約下で、前記第１音信号と前記第２音信号のうちの、前記第１群遅延と前記第２群遅延のうちの前記対象帯域における遅延が大きい方に対応する一方の音信号を、前記調整量に応じて、前記第１フィルタと前記第２フィルタのうちの対応するフィルタにより、前記対象帯域における他方の音信号との遅延差が小さくなるよう調整する、
    　請求項５に記載の方法。
  7. 　前記対象帯域は、前記第１スピーカの周波数レンジと、前記第２スピーカの周波数レンジと、が重なる重複帯域に属する、
    　請求項１～６の何れかに記載の方法。
  8. 　前記対象帯域は、前記重複帯域のうち、前記第１群遅延と前記第２群遅延とが相互に異なる帯域に属する、
    　請求項７に記載の方法。
  9. 　１以上のプロセッサと１以上のメモリとを具備するシステムであって、
    　前記１以上のメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、前記１以上のプロセッサが、
    　第１スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第１群遅延を取得し、
    　第２スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第２群遅延を取得し、
    　調整の対象となる帯域である対象帯域における前記第１スピーカと前記第２スピーカの音の遅延の差が小さくなるように、前記第１スピーカに供給される第１音信号と前記第２スピーカに供給される第２音信号の少なくとも一方を調整するための調整量を算出し、
    　前記調整量に応じて、前記第１スピーカに供給する第１音信号の特性を制御する第１フィルタの周波数レスポンスと、前記第２スピーカに供給する第２音信号の特性を制御する第２フィルタの周波数レスポンスと、の少なくとも一方の周波数レスポンスを生成する、
    　スピーカの群遅延を制御するシステム。
  10. 　コンピュータが読み出せるプログラムを記憶する１以上の記憶媒体であって、前記プログラムは１以上のプロセッサに、
    　第１スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第１群遅延を取得し、
    　第２スピーカの音の周波数ごとの遅延を示す第２群遅延を取得し、
    　調整の対象となる帯域である対象帯域における前記第１スピーカと前記第２スピーカの音の遅延の差が小さくなるように、前記第１スピーカに供給される第１音信号と前記第２スピーカに供給される第２音信号の少なくとも一方を調整するための調整量を算出し、
    　前記調整量に応じて、前記第１スピーカに供給する第１音信号の特性を制御する第１フィルタの周波数レスポンスと、前記第２スピーカに供給する第２音信号の特性を制御する第２フィルタの周波数レスポンスと、の少なくとも一方の周波数レスポンスを生成する、
    　動作を行わせる記憶媒体。

     
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