JP5488128B2

JP5488128B2 - 信号処理装置

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Inventors: 秀一松本
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Description

本発明は、音響機器の周波数特性を算定するための技術に関する。

マイクロホンやスピーカなどの音響機器においては、個体差によって各々の周波数特性が異なるし、また、その特性が経時変化することがある。よって、音場特性を調整する場合などに、音響機器の周波数特性を調べたい場合がある。例えば特許文献１には、空間の音響特性を所望のものにするために、スピーカとマイクとを用いてスピーカの周波数特性を補正することが記載されている。

特開２００８−２２７６８０号公報

ところで、マイクロホン及びスピーカの双方に固有の周波数特性があるため、特許文献１に記載された技術では、相互の影響を受けないで機器ごとの周波数特性を独立して求めることは難しい。
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、マイクロホン及びスピーカの相互の影響を抑えつつ、各々の周波数特性を算定することを可能にする技術を提供することである。

上述した目的を達成するために、本発明に係る信号処理装置は、音信号を供給する音源と、振動面が振動して収音するマイクロホンが接続される第１接続部と、前記音源から供給される音信号に応じて前記振動面よりも大きい振動面が振動して放音するスピーカが接続される第２接続部と、前記音源が供給する所定の音信号に応じて前記スピーカにより放音されたインパルス音が、前記第１接続部に接続され当該スピーカからあらかじめ決められた距離に配置された前記マイクロホンによって収音されると、その収音結果に基づいてインパルス応答を特定する応答特定手段と、前記応答特定手段により特定された前記インパルス応答の時系列変化を、前記距離に応じて、前記マイクロホンに対応するものと前記スピーカに対応するものとに分離する分離手段とを備えることを特徴とする。

好ましい態様において、前記分離手段により前記マイクロホンに対応するものとして分離されたインパルス応答に基づいて、前記マイクロホンの周波数特性を算定する第１算定手段と、前記分離手段により前記スピーカに対応するものとして分離されたインパルス応答に基づいて、前記スピーカの周波数特性を算定する第２算定手段と、前記マイクロホンの基準となる周波数特性である第１周波数特性と、前記スピーカの基準となる周波数特性である第２周波数特性とを記憶する記憶手段と、前記マイクロホンにより収音された音を表す音信号を調整する第１調整手段と、前記音源から供給される音信号を調整する第２調整手段と、前記第１算定手段により算定された周波数特性を前記第１周波数特性に近づけさせるように前記第１調整手段の調整内容を補正し、前記第２算定手段により算定された周波数特性を前記第２周波数特性に近づけさせるように、前記第２調整手段の調整内容を補正する補正手段とを備える。

別の好ましい態様において、前記第２算定手段は、前記応答特定手段により特定されたインパルス応答から算定した周波数特性と、前記第１算定手段により算定された前記マイクロホンの周波数特性の逆特性とに基づいて、前記スピーカの周波数特性を算定する。

本発明によれば、マイクロホン及びスピーカの相互の影響を抑えつつ、各々の周波数特性を算定することを可能にすることができる。

音処理装置の構成を示すブロック図第１実施形態の信号処理部の構成を示すブロック図インパルス音及びそのインパルス応答を説明するグラフインパルス応答を説明する図第２実施形態の信号処理部の構成を示すブロック図補正部の処理を説明するグラフ

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、この実施形態の音処理装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。
音処理装置１は、ここではカラオケ装置である。図１に示すように、音処理装置１は、制御部１１と、操作部１２と、表示部１３と、記憶部１４と、信号処理部１５とを備える。図１に示すマイクロホン１６及びスピーカ１７は、それぞれ信号処理部１５に対して着脱可能である。
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。ＣＰＵは、ＲＡＭをワークエリアとして用いてＲＯＭや記憶部１４に記憶されたプログラムを実行して、音処理装置１の各部を制御する。操作部１２は、例えばリモコンや装置本体の操作子であり、利用者によって操作が行われると、その操作内容に応じた操作信号を制御部１１へ出力する。表示部１３は、例えば液晶ディスプレイを備える表示手段であり、カラオケ伴奏に関するイメージ画像や歌詞テロップを含む各種の情報を表示する。記憶部１４は、例えばハードディスク装置を備えた記憶手段の一例に相当し、制御部１１が動作するためのプログラムや、楽曲データや歌詞テロップなどのカラオケ伴奏に関する各種のデータを記憶する。記憶部１４は、これ以外にも、マイクロホン１６の基準となる周波数特性である「第１基準特性」、及びスピーカ１７の基準となる周波数特性である「第２基準特性」を記憶する。信号処理部１５は、本発明の信号処理装置に相当するものである。信号処理部１５は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）であり、制御部１１の制御に応じて、各種の信号処理を行うものである。
音処理装置１は、上記以外にもカラオケ装置が通常有する機能を備える。例えば、音処理装置１は通信手段を有し、通信回線を介して接続された外部装置から楽曲データを取得する。また、この実施形態の周波数特性とは、特に断りのない限り、音圧レベルの周波数特性のことをいう。

図２は、信号処理部１５の構成を示すブロック図である。
第１接続部１５１Ａは、マイクロホン１６が接続される接続端子であり、例えばマイクロホン１６のプラグが差し込まれるジャックである。第２接続部１５１Ｂは、スピーカ１７が接続される接続端子であり、例えばスピーカ１７のプラグが差し込まれるジャックである。
信号処理部１５に接続可能なマイクロホン１６は、ムービング・コイル型のように振動体であるダイヤフラムを有し、そのダイヤフラムが音波を受けて振動して電気信号である音信号を得るものである。マイクロホン１６は、収音した音を表すアナログ形式の音信号を信号処理部１５に出力する。信号処理部１５に接続可能なスピーカ１７は、ダイナミック型のように振動体（振動板）を有する。スピーカ１７は、電気信号である音信号が供給されると、その音信号に応じて振動板が振動して放音するものである。

スピーカ１７が有する振動板の振動面はマイクロホン１６が有するダイヤフラムの振動面よりも大きい。マイクロホン１６が有するダイヤフラムの振動面は、ダイヤフラムのうち音波が伝播する空間に面している面である。スピーカ１７が有する振動板の振動面は、振動板の振動によって音波を放射する空間に面している面である。

Ａ(Analog)／Ｄ(Digital)変換器１５２Ａは、第１接続部１５１Ａを介してマイクロホン１６から音信号が供給されると、その音信号をデジタル形式の音信号に変換して出力するものである。
第１イコライザ１５３Ａは、Ａ／Ｄ変換器１５２Ａから供給される音信号に電気的な調整を加える第１調整手段の一例に相当する。第１イコライザ１５３Ａは、ユーザの操作部１２の操作内容に応じて制御部１１により制御されることで、音信号に対し音響効果を付与する調整を行う。第１イコライザ１５３Ａは、マイクロホン１６から出力される音信号を調整の対象とするもので、少なくとも音信号によって表される各周波数帯の音圧レベルを調整する機能を有している。

音源１５４は、カラオケ楽曲など各種の音を表す音信号や、測定音信号を供給するものである。測定音信号は、スピーカ１７にインパルス音を放音させるための所定の音信号である。
ミキサ１５５は、第１イコライザ１５３Ａによって調整された音信号と、音源１５４から供給される音信号とを合成して出力するものである。

第２イコライザ１５３Ｂは、ミキサ１５５から供給される音信号に電気的な調整を加える第２調整手段の一例に相当する。第２イコライザ１５３Ｂは、ユーザの操作部１２の操作内容に応じて制御部１１により制御されることで、音信号に対し音響効果を付与する調整を行う。第２イコライザ１５３Ｂは、音源１５４から供給される音信号を調整の対象とするもので、少なくとも音信号によって表される各周波数帯の音圧レベルを調整する機能を有している。換言すると、第２イコライザ１５３Ｂは、音源１５４からマイクロホン１６を介さずにスピーカ１７に供給される音信号を調整の対象とする。

Ｄ(Digital)／Ａ(Analog)変換器１５２Ｂは、第２イコライザ１５３Ｂから音信号が供給されると、これをアナログ形式の音信号に変換して出力するものである。Ｄ／Ａ変換器１５２Ｂが出力する音信号は、第２接続部１５１Ｂを介してスピーカ１７に供給される。
なお、Ｄ／Ａ変換部１５２Ｂとスピーカ１７との間には、実際にはプリアンプやパワーアンプが設けられるが、ここではその説明を省略する。
カラオケ伴奏に関わる機能は、信号処理部１５のうちの上記構成によって実現されるものである。続いて、カラオケ伴奏に関わるもの以外の機能を実現するための構成について説明する。

応答特定部１５６は、本発明の応答特定手段の一例に相当し、音源１５４が供給する測定音信号に応じてスピーカ１７によりインパルス音が放音された際に動作するものである。応答特定部１５６は、インパルス音がマイクロホン１６によって収音されると、その収音結果に基づいてインパルス応答を特定する。
なお、このとき、マイクロホン１６とスピーカ１７との距離があらかじめ決められた距離となるように両者は配置されているとする。この配置については、スピーカ１７の放音面にマイクロホン１６の収音面を向けて、例えば治具を利用して両者の位置関係を決めるとよい。

ここで、スピーカ１７から放音されるインパルス音とインパルス応答とについて具体的に説明する。図３は、インパルス音及びそのインパルス応答の振幅の時系列変化を示すグラフである。図３（ａ）は、インパルス音の振幅の時系列変化を示したものである。図３（ｂ）は、インパルス応答の振幅の時系列変化を示したものである。図３（ａ），（ｂ）において、横軸はそれぞれ時間軸を表す。
図３（ａ）に示すように、インパルス音は、短期間に振幅が急激に大きくなる音波によって表される。このインパルス音が放音される期間を、以下では「インパルス期間Δｔｉ」と称する。また、図３（ａ）に示すように、インパルス期間Δｔｉの後においても、振幅がゼロでない音波が放射され続ける。これは、インパルス期間Δｔｉにおけるインパルス音の放音後においても、振動板が振動し続けることによって生じるものである。つまり、所望するインパルス音の放音により振動板が振動させられた後においても、その残響によって振動板が暫く振動し続ける。このように、インパルス期間Δｔｉに後続して、インパルス音の残響音が放音される期間を、以下では「残響期間Δｔｒ」と称する。

次に、図３（ｂ）に示すように、インパルス期間Δｔｉのインパルス音が放音された時刻を「０」とした場合、インパルス応答にあっては時刻ｔｄ以降に振幅が大きくなっている。より具体的には、インパルス期間Δｔｉのインパルス音に対するインパルス応答は、時刻ｔｄから開始する第１時間範囲Δｔａ１に現れる。そして、この第１時間範囲Δｔａ１あっては、振幅が比較的大きいインパルス応答が短期間に多数現れている。
なお、時刻ｔｄは、スピーカ１７とマイクロホン１６との距離によって定まるものであり、その距離を音速で除した時間により定まると考えてよい。

このように、インパルス期間Δｔｉのインパルス音に対するインパルス応答が第１時間範囲Δｔａ１に現れるが、それに後続する第２時間範囲Δｔａ２においてもインパルス応答が現れる。この第２時間範囲Δｔａ２のインパルス応答は、残響期間Δｔｒのインパルス音によって現れるものである。つまり、所望するインパルス音の後にも残響音が放音され続けるので、その応答が第２時間範囲Δｔａ２に現れる。
応答特定部１５６は、第１時間範囲Δｔａ１及び第２時間範囲Δｔａ２を少なくとも含む時間範囲Δｔａのインパルス応答を特定する。

分離部１６０は、本発明の分離手段の一例に相当し、応答特定部１５６により特定されたインパルス応答の時系列変化を、マイクロホン１６とスピーカ１７との距離に応じて、マイクロホン１６に対応するものとスピーカ１７に対応するものとに時間軸上で分離する。
第１算定部１５７は、本発明の第１算定手段の一例に相当し、分離部１６０によって分離された第１時間範囲Δｔａ１のインパルス応答に基づいて、マイクロホン１６の周波数特性を算定する。
第２算定部１５８は、本発明の第２算定手段の一例に相当し、分離部１６０によって分離された第２時間範囲Δｔａ２のインパルス応答に基づいて、スピーカ１７の周波数特性を算定する。具体的には、第２算定部１５８は、時間範囲Δｔａのインパルス応答から算定した周波数特性と、第１時間範囲Δｔａ１のインパルス応答から求められたマイクロホン１６の周波数特性の逆特性とに基づいて、スピーカ１７の周波数特性を算定する。この逆特性は、マイクロホン１６の周波数特性を平坦な特性にする（各周波数で音圧レベルを一定にする）ために、そのマイクロホン１６の周波数特性に掛け合わされるべき特性である。第２算定部１５８は、時間範囲Δｔａのインパルス応答から算定した周波数特性と、マイクロホン１６の周波数特性の逆特性との演算により、マイクロホン１６の周波数特性を打ち消した後に、スピーカ１７の周波数特性を算定する。

図４は、第１算定部１５７及び第２算定部１５８が周波数特性の算定に用いるインパルス応答を説明する図である。図４に示すグラフは、横軸が時間軸であり、図３（ｂ）に示すインパルス応答を模式的に表したものである。
図４に示すように、第１算定部１５７は第１時間範囲Δｔａ１という、インパルス応答が現れてから短期間のインパルス応答を用いて周知の高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Fast Fourier Transform）を行って、周波数解析を行う。第１時間範囲Δｔａ１は、例えば時刻ｔｄから１ミリ秒間である。第２算定部１５８は、第２時間範囲Δｔａ２を含む時間範囲Δｔａのインパルス応答を参照し、この時間範囲Δｔａのインパルス応答を用いて周知の高速フーリエ変換を行うことによって周波数解析をする。時間範囲Δｔａは、例えば時刻ｔｄから１０ミリ秒間である。

次に、マイクロホン１６の周波数特性を算定する際に第１時間範囲Δｔａ１のインパルス応答を用い、スピーカ１７の周波数特性を算定する際に第２時間範囲Δｔａ２のインパルス応答を用いる理由について説明する。
上述したように、マイクロホン１６のダイヤフラムの振動面に対してスピーカ１７の振動板の振動面が大きく、インパルス音の放音時にあっては、比較的広い時間範囲に渡ってスピーカ１７の振動板が振動する。インパルス音の収音によってマイクロホン１６のダイヤフラムも振動するが、この場合も、インパルス期間Δｔｉのインパルス音に応じた振動をする期間と、残響期間Δｔｒの残響音に応じた振動をする期間とに分けられる。これらのうちインパルス期間Δｔｉに対応する振動期間がおおよそ上記第１時間範囲Δｔａ１に相当し、残響期間Δｔｒに対応する振動期間がおおよそ第２時間範囲Δｔａ２に相当する。

上述したように、スピーカ１７の振動面の方がマイクロホン１６の振動面よりも大きいので、スピーカ１７の振動期間はマイクロホン１６のそれよりも長くなり、スピーカ１７に依存するインパルス応答は第２時間範囲Δｔａ２のように広範囲に分散する。一方、マイクロホン１６のダイヤフラムは小さいから、その振動期間が短く、マイクロホン１６に依存するインパルス応答がごく短い第１時間範囲Δｔａ１に集中して現れる。よって、第２時間範囲Δｔａ２にあっては、スピーカ１７の振動面の振動によって生じるインパルス応答が占める割合が、マイクロホン１６の振動面の振動によるインパルス応答が占めるものよりも多くなるものと考えられる。

以上の理由により、分離部１６０は、第１時間範囲Δｔａ１のインパルス応答をマイクロホン１６に対応するものとして分離し、第１算定部１５７はその分離されたインパルス応答に基づいて周波数特性を算定すれば、スピーカ１７に依存して生じるインパルス応答が多い第２時間範囲Δｔａ２の影響を除外することができる。よって、スピーカ１７による影響を抑えつつ、第１算定部１５７はマイクロホン１６の周波数特性をより正確に算定することができる。
また、分離部１６０は、第２時間範囲Δｔａ２を含む時間範囲Δｔａのインパルス応答をスピーカ１７に対応するものとして分離し、第２算定部１５８はその分離されたインパルス応答に基づいて周波数特性を算定する。この場合、第２算定部１５８は、スピーカ１７に依存するインパルス応答が多く含まれる第２時間範囲Δｔａ２を参照することになる。よって、第２算定部１５８は、マイクロホン１６による影響を抑えつつ、第２算定部１５８はスピーカ１７の周波数特性を算定することができる。

第１算定部１５７及び第２算定部１５８は、それぞれ算定した周波数特性を示す情報を制御部１１に出力する。
制御部１１は、記憶部１４に記憶しておいた第１基準特性と、算定されたマイクロホン１６の周波数特性を対比したグラフを表示部１３に表示させる。また、制御部１１は、記憶部１４に記憶しておいた第２基準特性と、算定されたスピーカ１７の周波数特性を対比したグラフを表示部１３に表示させる。この表示部１３の表示内容を見たユーザは、マイクロホン１６及びスピーカ１７がそれぞれどの程度基準特性に対して異なっているかを判断する。そして、両特性が大きく異なっていると判断すれば、ユーザは、操作部１２を操作して、第１イコライザ１５３Ａ及び第２イコライザ１５３Ｂが音信号に対し付与する音響効果を調整し、所望する特性となるようにする。また、調整が困難であるくらいに両特性の差異が大きければ、ユーザは、マイクロホン１６やスピーカ１７をメンテナンスしたり、新品と交換したりするなど、必要な対処を行う。
また、制御部１１は、算定された周波数特性と、第１及び第２基準特性との音圧レベルの差異を所定の周波数幅単位で累積し、その累積値が閾値以上となった場合には、「マイクを交換してください。」「スピーカが劣化しています。」といったメッセージを表示部１３に表示させて、マイクロホン１６やスピーカ１７の周波数特性に関する情報を報知してもよい。
なお、この報知の内容はあくまで一例であり、その内容は前掲のものに限定されない。

以上説明した第１実施形態のように、マイクロホン１６及びスピーカ１７の振動面の大小関係によりインパルス応答が現れる時間範囲が異なる。これを利用し、第１算定部１５７は第１時間範囲Δｔａ１のインパルス応答に基づいてマイクロホン１６の周波数特性を算定し、第２算定部１５８は第２時間範囲Δｔａ２のインパルス応答に基づいてスピーカ１７の周波数特性を算定する。この構成により、音響機器の相互の影響を抑えつつ、マイクロホン及びスピーカの周波数特性を独立して求めることができる。
なお、第２算定部１５８にあっては、第１時間範囲Δｔａ１から算定されたマイクロホン１６の周波数特性と、時間範囲Δｔａから算定した周波数特性の逆特性に基づいて、スピーカ１７の周波数特性を算定する。これにより、音処理装置１にあっては、マイクロホン１６及びスピーカ１７の周波数特性を算定する際には、インパルス音を１回だけ放音するだけでよい。よって、複数回のインパルス音を要する場合に比べて、周波数特性の算定に関する処理に要する時間を短くすることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
この実施形態の音処理装置１の全体的なハードウェア構成は、上述した第１実施形態と同じである。この実施形態では、信号処理部は、算定したマイクロホン１６及びスピーカ１７の周波数特性に基づいて、第１イコライザ１５３Ａ及び第２イコライザ１５３Ｂの調整内容を自発的に補正する機能を有する。
以下の説明において、この実施形態のカラオケ装置が備える構成のうち、第１実施形態の音処理装置１が備える構成と共通するものは同一の符号を付して表し、それらの構成の説明を省略する。

図５は、この実施形態の信号処理部１５ａのハードウェア構成を示すブロック図である。
図５に示すように、信号処理部１５ａは上述した第１実施形態と同じ構成のほか、補正部１５９を有している。
補正部１５９は、本発明の補正手段の一例であり、第１算定部１５７により算定されたマイクロホン１６の周波数特性に基づいて、第１イコライザ１５３Ａの調整内容を補正する。また、補正部１５９は、第２算定部１５８により算定されたスピーカ１７の周波数特性に基づいて、第２イコライザ１５３Ｂの調整内容を補正する。

図６は、補正部１５９が行う補正処理を説明する図である。
例えば、マイクロホン１６の周波数特性及び第１基準特性が、図６（ａ）に示すものであったする。図６（ａ）において、横軸は周波数を表し、縦軸は音圧レベルを表す。そして、点線はマイクロホン１６の第１基準特性を表し、実線は第１算定部１５７により算定されたマイクロホン１６の周波数特性を表す。
補正部１５９は、第１算定部１５７により算定された周波数特性と、マイクロホン１６の基準特性との音圧レベルの差異を所定の周波数幅ごとに特定し、その差異を小さくするように第１イコライザ１５３Ａの調整内容を補正する。具体的には、補正部１５９は、図６（ａ）に実線で示される周波数特性を点線で示される第１基準特性に近づけさせるよう、周波数範囲ｆｍ１の音圧レベルを低め、周波数範囲ｆｍ２の音圧レベルを高めるよう第１イコライザ１５３Ａを調整する。

また、スピーカ１７の周波数特性及び第２基準特性が、図６（ｂ）に示すものであったする。図６（ｂ）において、横軸は周波数を表し、縦軸は音圧レベルを表す。そして、点線はスピーカ１７の第２基準特性を表し、実線は第２算定部１５８により算定されたスピーカ１７の周波数特性を表す。
補正部１５９は、第２算定部１５８により算定された周波数特性と、マイクロホン１６の基準特性との音圧レベルの差異を所定の周波数幅ごとに特定し、その差異を小さくするように第２イコライザ１５３Ｂの調整内容を補正する。具体的には、補正部１５９は、図６（ｂ）に実線で示される周波数特性を点線で示される第２基準特性に近づけさせるよう、周波数範囲ｆｓ１の音圧レベルを高め、周波数範囲ｆｓ２の音圧レベルを低めるよう第２イコライザ１５３Ｂを調整する。

補正部１５９による補正後にあっては、第１イコライザ１５３Ａは、第１算定部１５７により算定された周波数特性を第１基準特性に近づけさせるように、マイクロホン１６が収音した音を表す音信号を調整することとなる。また、第２イコライザ１５３Ｂは、第２算定部１５８により算定された周波数特性を第２基準特性に近づけさせるように、音源１５４から供給される音信号を調整することとなる。
以上説明した第２実施形態によれば、ユーザが意識しなくともマイクロホン１６及びスピーカ１７が適した周波数特性に調整されるので、ユーザに強いられる周波数特性の調整に関する負担を小さくすることができる。

［変形例］
本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施することが可能である。また、以下に示す変形例は、各々を適宜に組み合わせてもよい。
（変形例１）
上述した各実施形態では、本発明の信号処理装置を、カラオケ装置である音処理装置１の信号処理部に適用した。これ以外にも、本発明の信号処理装置は、汎用のコンピュータ装置に適用することもできるし、例えばマイクロホン及びスピーカの周波数特性を検査する検査装置に適用してもよい。この検査装置は、第１接続端子にマイクロホンが接続され、第２接続端子にスピーカが接続されて、ユーザにより所定の操作が行われわれると、音源からの測定音信号に応じてスピーカからインパルス音を放音する。このとき、マイクロホンとスピーカとの距離があらかじめ決められた距離となるように、検査装置が構成されていることが好ましい。そして、上述した実施形態のアルゴリズムに従って、信号処理部がマイクロホン及びスピーカの周波数特性を算定すると、その検査結果を示す情報を報知する。この報知によって、ユーザは、マイクロホンやスピーカが劣化しているか否かなどの機器の状態を知ることができる。
なお、上述した検査装置など、装置によっては第１イコライザ１５３Ａや第２イコライザ１５３Ｂに相当するものは不要である。

（変形例２）
上述した第２実施形態では、音処理装置１は、インパルス音を１度だけ放音してマイクロホン１６及びスピーカ１７の周波数特性をそれぞれ算定していた。上述の第２実施形態の構成を以下のように変形してもよい。
まず、音源１５４から測定音信号が供給され、スピーカ１７により１回目のインパルス音が放音される。そして、第１算定部１５７がマイクロホン１６の周波数特性を算定すると、補正部１５９は、その周波数特性の逆特性に基づいて、第１イコライザ１５３Ａの調整内容を補正して、平坦な特性となるようにする。これにより、まず、マイクロホン１６の周波数特性が第１基準特性となるように調整されたことになる。続いて、音源１５４から測定音信号が供給され、スピーカ１７により２回目のインパルス音が放音される。そして、第２算定部１５８は、応答特定部１５６によって特定された時間範囲Δｔａのインパルス応答に基づいて、スピーカ１７の周波数特性を求める。そして、補正部１５９は、第２基準特性に基づいて、第２イコライザ１５３Ｂの調整内容を補正する。この場合、既にマイクロホン１６の周波数特性が第１基準特性となるように調整されているから、マイクロホン１６の周波数特性による影響を無視することができる。この構成であっても、上述の第２実施形態と同様、機器の相互の影響を抑えつつ、信号処理部１５ａは周波数特性を算定することができる。
このように、音処理装置１は、マイクロホン１６及びスピーカ１７の周波数特性の算定に複数回インパルス音を放音してもよい。また、この変形例の構成を第１実施形態の構成に組み合わせ、ユーザ自身が、補正部１５９が実行する補正処理に相当する調整を行うようにしてもよい。

（変形例３）
上述した各実施形態では、第１及び第２基準特性は、それぞれ各周波数で同一の音圧レベルの平坦な特性を表すものであったが、第１及び第２基準特性はどのような特性であってもよい。例えば、低音の周波数特性を重視するのであれば、低周波数であるほど音圧レベルを高くし、高周波数であるほど音圧レベルを低くした特性としてもよい。

（変形例４）
また、本発明の信号処理装置を、音場特性を制御する装置（以下、「音場制御装置」という。）に適用してもよい。
例えば、音場制御装置は、本番演奏前などの音場特性の調整時において、測定音信号に応じて、複数のそれぞれのスピーカにインパルス音を放音させる。音場制御装置は、スピーカに放音させたインパルス音がマイクロホンにより収音されると、その収音した音を表す音信号に基づいて、スピーカ及びマイクロホンの音圧レベルの周波数特性を音場特性として特定する。

次に、補正部１５９は、特定した音場特性と、その音場において基準となる音場特性（以下、「基準音場特性」という。）とを対比して、音場特性を基準音場特性に近づけるために、各マイクロホン及びスピーカの周波数特性の調整を行う。ここでも、補正部１５９は、マイクロホンの周波数特性を調整するために第１イコライザである調整手段の調整内容を補正し、スピーカの周波数特性を調整するために第２イコライザである調整手段の調整内容を補正する。基準音場特性についてはあらかじめ決められており、それを表すデータは記憶部１４に記憶されている。基準音場特性は、好ましい音場特性を表すものとして定められていればよく、音場の種類、音楽の種類、公演の内容、及びＰＡエンジニアの嗜好などの音場の条件に応じたものである。補正部１５９は、ＰＡエンジニアの操作部１２の操作により、音場の種別などを含む音場の条件が入力されると、入力された音場の条件に応じた基準音場特性に近づけるよう、音場特性を制御する。ここでは、補正部１５９は、特定された音場特性の音圧レベルの周波数特性と、周波数成分ごとに決められた基準音場特性の音圧レベルの周波数特性とを対比し、両者の差異が小さくなるよう各調整手段の調整内容を補正して、マイクロホン及びスピーカの周波数特性を調整する。
なお、補正部１５９による制御の対象となる音場特性は、音圧レベルの周波数特性以外のものであってもよく、例えば残響特性としてもよい。この場合、補正部１５９は、例えば低周波数帯域の長すぎる残響時間を短くするよう、低周波数帯域の音圧レベルを低める制御が為されてもよい。また、或る特定の場所での或る周波数の音を局所的に低減したい場合には、補正部１５９は、その特定の場所付近にあるスピーカの周波数特性について、その周波数の音圧レベルを低めるように調整手段の調整内容を補正するとよい。

以上の音場制御装置によれば、調整手段の自動制御によって、音場ごとの個別の音響特性をあらかじめ決められた特性となるように制御することができる。また、この補正部１５９の制御により、音場ごとの条件によらず基準音場特性に調整されるので、ＰＡエンジニアにしてみれば、音場の特性によって調整内容の差異が小さくなる。よって、ＰＡエンジニアは、自身の好みに応じた音場特性となるようにミキサなどを調整する際には、音場制御装置による自動制御がない場合に比べて、音作りの作業がやり易く、ＰＡエンジニアにとって音場特性の調整をしやすくなる。

（変形例５）
また、上述した第１実施形態において、信号処理部１５は、分離部１６０によって分離されたインパルス応答に基づいて周波数特性を算定するために、第１算定部１５７及び第２算定部１５８を有していた。これに代えて、信号処理部１５の第１算定部１５７及び第２算定部１５８の構成を省略し、例えば、分離部１６０はインパルス応答の分離結果を表す情報を信号処理部１５外に出力してもよい。この場合、信号処理部１５から見て外部装置（例えば、制御部１１）が、第１算定部１５７及び第２算定部１５８に相当する機能を実現するとよい。
また、上述した第１時間範囲Δｔａ１及び第２時間範囲Δｔａ２は、それぞれ、インパルス応答の時系列変化を、マイクロホン１６に対応するものとスピーカ１７に対応するものとに分離するためのアルゴリズムを説明するために用いたものである。よって、分離部１６０はあらかじめ区切られた時間範囲に応じてインパルス応答を分離する構成に限られるものではないし、例えば、インパルス応答の振幅や出現の周期などを参照してインパルス応答を分離してもよい。

（変形例６）
上述した各実施形態における音処理装置１の制御部１１や信号処理部１５，１５ａにより実行されるプログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスクなど）、光記録媒体（光ディスクなど）、光磁気記録媒体、半導体メモリなどの、コンピュータが読取可能な記録媒体に記録した状態で提供し得る。また、インターネットのようなネットワーク経由で音処理装置１にダウンロードさせることも可能である。

１…音処理装置、１１…制御部、１２…操作部、１３…表示部、１４…記憶部、１５，１５ａ…信号処理部、１５１Ａ…第１接続部、１５１Ｂ…第２接続部、１５３Ａ…第１イコライザ、１５３Ｂ…第２イコライザ、１５４…音源、１５５…加算器、１５６…応答特定部、１５７…第１算定部、１５８…第２算定部、１５９…補正部、１６０…分離部、１６…マイクロホン、１７…スピーカ。

Claims

音信号を供給する音源と、
振動面が振動して収音するマイクロホンが接続される第１接続部と、
前記音源から供給される音信号に応じて前記振動面よりも大きい振動面が振動して放音するスピーカが接続される第２接続部と、
前記音源が供給する所定の音信号に応じて前記スピーカにより放音されたインパルス音が、前記第１接続部に接続され当該スピーカからあらかじめ決められた距離に配置された前記マイクロホンによって収音されると、その収音結果に基づいてインパルス応答を特定する応答特定手段と、
前記応答特定手段により特定された前記インパルス応答の時系列変化を、前記距離に応じて、前記マイクロホンに対応するものと前記スピーカに対応するものとに分離する分離手段と
を備えることを特徴とする信号処理装置。
前記分離手段により前記マイクロホンに対応するものとして分離されたインパルス応答に基づいて、前記マイクロホンの周波数特性を算定する第１算定手段と、
前記分離手段により前記スピーカに対応するものとして分離されたインパルス応答に基づいて、前記スピーカの周波数特性を算定する第２算定手段と、
前記マイクロホンの基準となる周波数特性である第１周波数特性と、前記スピーカの基準となる周波数特性である第２周波数特性とを記憶する記憶手段と、
前記マイクロホンにより収音された音を表す音信号を調整する第１調整手段と、
前記音源から供給される音信号を調整する第２調整手段と、
前記第１算定手段により算定された周波数特性を前記第１周波数特性に近づけさせるように前記第１調整手段の調整内容を補正し、前記第２算定手段により算定された周波数特性を前記第２周波数特性に近づけさせるように、前記第２調整手段の調整内容を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
前記第２算定手段は、
前記応答特定手段により特定されたインパルス応答から算定した周波数特性と、前記第１算定手段により算定された前記マイクロホンの周波数特性の逆特性とに基づいて、前記スピーカの周波数特性を算定する
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。