信号補正プログラム、信号補正装置および信号補正方法
【課題】聴視中の聴取者の耳元にマイクを設置しなくても、最適に音を補正すること。
【解決手段】信号補正装置１００は、準備段階において、マイク１０が集音した音信号と、マイク２０が集音した音信号とを基にして、マイク１０が集音した音信号とマイク２０が集音した音信号との関係を示す補正式を算出する。信号補正装置１００は、動作段階において、準備段階で求めておいた補正式を用いて、マイク１０から集音した音信号を、マイク２０から集音した音信号に変換する。そして、信号補正装置１００は、変換した音信号を基にしてフィルタ係数を求める。信号補正装置１００は、フィルタ係数を音源から出力される信号に適用することで、スピーカー３０から出力される音信号を補正する。
【解決手段】信号補正装置１００は、準備段階において、マイク１０が集音した音信号と、マイク２０が集音した音信号とを基にして、マイク１０が集音した音信号とマイク２０が集音した音信号との関係を示す補正式を算出する。信号補正装置１００は、動作段階において、準備段階で求めておいた補正式を用いて、マイク１０から集音した音信号を、マイク２０から集音した音信号に変換する。そして、信号補正装置１００は、変換した音信号を基にしてフィルタ係数を求める。信号補正装置１００は、フィルタ係数を音源から出力される信号に適用することで、スピーカー３０から出力される音信号を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号補正プログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外等で聴取者に音を聞かせる場合には、周りの壁や床などの影響により残響が発生し、クリアな音を聴取者に伝えることができない場合がある。このため、残響の影響を無くすための従来技術がある。
【０００３】
従来技術１では、聴取者が音を聞く聴取空間の形状や大きさ等によって引き起こされる信号の歪みを予め調べておき、予め調べた情報を基に、信号の歪みを打ち消すように音を補正することで、残響の影響を取り除くという技術がある。しかし、温度や湿度等の環境の変化により、時々刻々と音質は変化するので、予め調べておいた情報だけでは、音を最適に補正することができない。
【０００４】
これに対して、時々刻々と変化する音質に応じて音を補正する従来技術２が存在する。この従来技術２では、例えば、聴取者の耳の位置にマイクを設定し、このマイクが集音する音を常時取得し、この音が最適なものとなるように、音源の音にＦＩＲ（無限インパルス応答：infinite impulse response）フィルタを適用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３６９８６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５０１３１号公報
【特許文献３】特開平６−０４６４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来技術では、音を聴取者に聞かせる間、聴取者の耳元にマイクを設置するため、マイクが聴取者の邪魔になるという問題があった。
【０００７】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、聴視中の聴取者の耳元にマイクを設置しなくても、最適に音を補正することができる信号補正プログラム、信号補正装置および信号補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の開示する信号補正プログラムによれば、コンピュータに、出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出させる。また、コンピュータに、補正式を記憶装置に記憶させる。また、コンピュータに、出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、記憶装置に記憶された補正式とに基づき、第４音信号を生成し、第４音信号を前記出力部に出力させる。
【発明の効果】
【０００９】
本願の開示する信号補正プログラムによれば、聴視中の聴取者の耳元にマイクを設置しなくても、最適に音を補正することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施例１の準備段階の信号補正システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施例１の動作段階の信号補正システムの構成を示す図である。
【図３】図３は、本実施例１にかかる信号補正装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、時間軸領域のインパルスレスポンスを示す図である。
【図５】図５は、周波数軸領域のインパルスレスポンスを示す図である。
【図６】図６は、本実施例１にかかる信号補正装置の準備段階の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本実施例１にかかる信号補正装置の動作段階の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、インパルスレスポンスを算出する処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本実施例２にかかる準備段階の信号補正システムの構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施例２にかかる動作段階の信号補正システムの構成を示す図である。
【図１１】図１１は、信号補正装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】図１２は、補正式テーブルのデータ構造の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、距離算出部の処理を説明するための図である。
【図１４】図１４は、本実施例２にかかる信号補正装置の準備段階の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本実施例２にかかる信号補正装置の動作段階の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、信号補正部が補正式を求める処理を説明するための図である。
【図１７】図１７は、信号補正装置のその他の適用例を示す図である。
【図１８】図１８は、インパルスレスポンスの時間変化の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、信号補正プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本願の開示する信号補正プログラム、信号補正装置および信号補正方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１２】
本実施例１にかかる信号補正システムの構成について説明する。まず、準備段階の信号補正システムの構成を示した後に、動作段階の信号補正システムの構成について説明する。準備段階は、第１の時点に対応するものである。動作段階は、第２の時点に対応するものである。
【００１３】
図１は、本実施例１にかかる準備段階の信号補正システムの構成を示す図である。図１に示すように、この信号補正システムは、信号補正装置１００に、スピーカー３０、マイク１０、２０が接続される。なお、準備段階において、聴取者１は、実際には存在していないものとする。信号補正システムの動作段階において、聴取者１は、図１に示す位置で音信号を実際に聴取する。
【００１４】
スピーカー３０は、音信号を出力する出力装置である。スピーカー３０から出力される音信号は、例えば、壁５等の反射物によって反射する。
【００１５】
マイク１０は、聴取者１から所定距離だけ離れた位置に設置される常設のマイクである。マイク１０は、聴取者１からはなれており、スピーカー３０からの音を集音できれば、どこに設置されていてもよい。マイク１０は、集音した音信号を信号補正装置１００に出力する。
【００１６】
マイク２０は、準備段階において、聴取者１の耳の位置に相当する位置に設置されるマイクである。マイク２０は、集音した音信号を信号補正装置１００に出力する。このマイク２０は、信号補正システムの動作段階において、撤去される。
【００１７】
信号補正装置１００は、準備段階において、マイク１０が集音した音信号と、マイク２０が集音した音信号とを基にして、マイク１０が集音した音信号とマイク２０が集音した音信号との関係を示す補正式を算出する。
【００１８】
図２は、本実施例１にかかる動作段階の信号補正システムの構成を示す図である。図１に示すように、信号補正システムは、信号補正装置１００に、スピーカー３０、マイク１０が接続される。スピーカー３０、マイク１０は、図１に説明したものと同様である。動作段階において、聴取者１は、図２に示す位置で、スピーカー３０からの音信号を聴取する。この位置は、図１に示した聴取者１の位置に対応する。
【００１９】
信号補正装置１００は、動作段階において、準備段階で求めておいた補正式を用いて、マイク１０から集音した音信号を、マイク２０から集音した音信号に変換する。そして、信号補正装置１００は、変換した音信号を基にしてフィルタ係数を求める。信号補正装置１００は、フィルタ係数を音源から出力される信号に適用することで、スピーカー３０から出力される音信号を補正する。
【００２０】
このように、信号補正装置１００によれば、マイク２０を聴取者１の耳の位置に設置しなくてもリアルタイムにマイク２０の集音する音信号を補正式により得ることができるので、時々刻々と変化する音質の変化に応じて音を補正することができる。
【００２１】
次に、図１および図２に示した信号補正装置１００の構成について説明する。図３は、本実施例１にかかる信号補正装置の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、信号補正装置１００は、スピーカー３０、マイク１０、２０に接続される。スピーカー３０は、図１、２に示したスピーカー３０に対応する。また、マイク１０は、図１、２に
示したマイク１０に対応する。マイク２０は、図１に示したマイク２０に対応する。なお、マイク２０は、準備段階において使用され、動作段階においては撤去される。
【００２２】
この信号補正装置１００は、音源１１０、音源制御部１２０、インパルスレスポンス算出部１３０、補正式算出部１４０、記憶部１５０、音信号補正部１６０を有する。
【００２３】
音源１１０は、電気信号をスピーカー３０に出力して、スピーカー３０から音信号を出力させる装置である。音源制御部１２０は、音源１１０を制御して、各種の電気信号を音源１１０から出力させる。例えば、音源制御部１２０は、準備段階において、インパルス信号を出力させる。また、音源制御部１２０は、動作段階において、予め設定されていた電気信号を出力させる。また、音源制御部１２０は、音源１１０にホワイトノイズなどを出力させてもよい。
【００２４】
インパルスレスポンス算出部１３０は、マイク１０、２０が集音した音信号からインパルスレスポンスを算出する処理部である。インパルスレスポンスは、スピーカー３０から出力される音信号とマイクが集音した音信号との比の値に対応する。
【００２５】
まず、インパルスレスポンス算出部１３０が、マイク１０のインパルスレスポンスを算出する処理について説明する。スピーカー３０の音源をＸ（ｔ）とし、マイク１０が集音する音信号をＹｍ（ｔ）とする。
【００２６】
インパルスレスポンス算出部１３０は、音源Ｘ（ｔ）に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を実行し、周波数軸領域の音源Ｘ（ｆ）に変換する。また、インパルスレスポンス算出部１３０は、音信号Ｙｍ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域の音信号Ｙｍ（ｆ）に変換する。インパルスレスポンス算出部１３０は、式（１）により、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する。
【００２７】
Ｈｍ（ｆ）＝Ｙｍ（ｆ）／Ｘ（ｆ）・・・（１）
【００２８】
インパルスレスポンス算出部１３０は、インパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を逆ＦＦＴすることで、時間軸領域のインパルスレスポンスｈｍ（ｔ）を算出する。
【００２９】
インパルスレスポンス算出部１３０が、マイク２０のインパルスレスポンスを算出する処理について説明する。スピーカー３０の音源をＸ（ｔ）とし、マイク２０が集音する音信号をＹｅ（ｔ）とする。
【００３０】
インパルスレスポンス算出部１３０は、音源をＸ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域の音源Ｘ（ｆ）に変換する。また、インパルスレスポンス算出部１３０は、音信号Ｙｅ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域の音信号Ｙｅ（ｆ）に変換する。インパルスレスポンス算出部１３０は、式（２）により、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅ（ｆ）を算出する。
【００３１】
Ｈｅ（ｆ）＝Ｙｅ（ｆ）／Ｘ（ｆ）・・・（２）
【００３２】
インパルスレスポンス算出部１３０は、インパルスレスポンスＨｅ（ｆ）を逆ＦＦＴすることで、時間軸領域のインパルスレスポンスｈｅ（ｔ）を算出する。図４は、時間軸領域のインパルスレスポンスを示す図である。図４において、縦軸は信号の強度を示し、横軸は時間を示す。
【００３３】
インパルスレスポンス算出部１３０は、準備段階と動作段階で異なる処理を行う。インパルスレスポンス算出部１３０は、準備段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）とインパルスレスポンスｈｅ（ｔ）を補正式算出部１４０に出力する。インパルスレスポンス算出部１３０は、動作段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）を音信号補正部１６０に順次出力する。説明の便宜上、動作段階のインパルスレスポンスをｈ’ｍ（ｔ）と表記する。
【００３４】
補正式算出部１４０は、準備段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）とインパルスレスポンスｈｅ（ｔ）を基にして、補正式Ｈｅｍ（ｆ）を算出する処理部である。補正式算出部１４０は、補正式Ｈｅｍ（ｆ）のデータを、補正式データ１５０ａとして記憶部１５０に記憶させる。
【００３５】
補正式算出部１４０が、補正式Ｈｅｍ（ｆ）を算出する処理について説明する。補正式算出部１４０は、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する。また、補正式算出部１４０は、インパルスレスポンスｈｅ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅ（ｆ）を算出する。図５は、周波数軸領域のインパルスレスポンスを示す図である。周波数軸領域のインパルスレスポンスは、実数部と虚数部とを有する。図５において、左側の縦軸は、実数部の強度を示し、右側の縦軸は、虚数部の強度を示す。横軸は、周波数を示す。図５において、四角でプロットしたものは実数部に対応し、ダイヤ型でプロットしたものは虚数部に対応する。
【００３６】
補正式算出部１４０は、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）、Ｈｅ（ｆ）を求めた後に、式（３）により、補正式Ｈｅｍ（ｆ）を算出する。この補正式Ｈｅｍ（ｆ）は、動作段階において、マイク１０から取得するインパルスレスポンスを、マイク２０から取得するインパルスレスポンスに変換するための変換行列である。
【００３７】
Ｈｅｍ（ｆ）＝Ｈｅ（ｆ）／Ｈｍ（ｆ）・・・（３）
【００３８】
音信号補正部１６０は、音源１１０から出力される電気信号にフィルタを適用し、フィルタを適用した電気信号をスピーカー３０に出力することで、スピーカー３０から出力される音信号を補正する処理部である。音信号補正部１６０は、フィルタ係数設定部１６０ａと、フィルタ１６０ｂとを有する。
【００３９】
フィルタ係数設定部１６０ａは、フィルタ係数を算出し、フィルタ係数をフィルタ１６０ｂに適用する処理部である。
【００４０】
フィルタ係数設定部１６０ａがフィルタ係数を算出する処理について説明する。フィルタ係数設定部１６０ａは、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を取得し、取得したインパルスレスポンスに対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）を算出する。
【００４１】
フィルタ係数設定部１６０ａは、補正式データ１５０ａを記憶部１５０から取得し、補正式Ｈｅｍ（ｆ）とインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）とを掛け合わせて、インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を算出する。インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）は、聴取者１の耳の位置での周波数軸領域のインパルスレスポンスに対応する。
【００４２】
フィルタ係数設定部１６０ａは、インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を求めた後に、式（４）により、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）を求める。
【００４３】
Ｈｆ（ｆ）＝１／Ｈ’ｅ（ｆ）・・・（４）
【００４４】
フィルタ係数設定部１６０ａは、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）に逆ＦＦＴを実行し、時間軸領域のフィルタ係数ｈｆ（ｔ）を算出する。フィルタ係数設定部１６０ａは、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）をフィルタ１６０ｂに設定する。フィルタ係数設定部１６０ａは、動作段階において、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を取得する度に、フィルタ係数を算出し、フィルタ１６０ｂに適用する。
【００４５】
フィルタ１６０ｂは、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）により、音源１１０から出力される電気信号を補正するフィルタである。フィルタ１６０ｂは、例えば、ＦＩＲ（無限インパルス応答）フィルタに対応する。フィルタ１６０ｂは、補正した電気信号をスピーカー３０に出力する。
【００４６】
次に、本実施例１にかかる信号補正装置１００の処理手順を準備段階と動作段階に分けて説明する。まず、準備段階の処理について説明する。図６は、本実施例１にかかる信号補正装置の準備段階の処理手順を示すフローチャートである。例えば、図６に示す処理は、マイク１０、２０から音信号を取得したことを契機にして実行される。
【００４７】
図６において、信号補正装置１００は、聴取者の耳の位置に置かれたマイク２０から音信号を取得し、インパルスレスポンスｈｅ（ｔ）を算出する（ステップＳ１０１ａ）。そして、信号補正装置１００は、インパルスレスポンスｈｅ（ｔ）をＦＦＴすることで、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅ（ｆ）を算出する（ステップＳ１０２ａ）。
【００４８】
一方、信号補正装置１００は、常設のマイク１０から音信号を取得し、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）を算出する（ステップＳ１０１ｂ）。そして、信号補正装置１００は、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）をＦＦＴすることで、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する（ステップＳ１０２ｂ）。
【００４９】
信号補正装置１００は、補正式Ｈｅｍ（ｆ）を算出し（ステップＳ１０３）、補正式データを記憶部１５０に記憶させる（ステップＳ１０４）。なお、図６に示したステップＳ１０１ａ、１０２ａの処理と、ステップＳ１０１ｂ、１０２ｂの処理は、並列的に実行しても良いし、ステップＳ１０１ａ、１０２ａの処理を行った後に、ステップＳ１０１ｂ、１０２ｂの処理の処理を行ってもよい。または、ステップＳ１０１ｂ、１０２ｂの処理の処理を行った後に、ステップＳ１０１ａ、１０２ａの処理を行ってもよい。
【００５０】
次に、動作段階の処理について説明する。図７は、本実施例１にかかる信号補正装置の動作段階の処理手順を示すフローチャートである。図７に示す処理は、動作段階において、常設のマイク１０から音信号を取得したことを契機に実行される。
【００５１】
図７において、信号補正装置１００は、常設のマイク１０から音信号を取得し、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を算出する（ステップＳ２０１）。信号補正装置１００は、ｈ’ｍ（ｔ）をＦＦＴして周波数軸領域のインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）を算出する（ステップＳ２０２）。
【００５２】
信号補正装置１００は、補正式を利用して、聴取者の耳の位置でのインパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を算出する（ステップＳ２０３）。信号補正装置１００は、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）を算出し（ステップＳ２０４）、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）に逆ＦＦＴを行い、時間軸領域のフィルタ係数ｈｆ（ｔ）を算出する（ステップＳ２０５）。信号補正装置１００は、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）をフィルタに適用し、音信号を補正する（ステップＳ２０６）。
【００５３】
次に、インパルスレスポンス算出部１３０が、インパルスレスポンスを算出する処理手順について説明する。図８は、インパルスレスポンスを算出する処理手順を示すフローチャートである。図８に示すものは、一例として、インパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する場合について説明する。図８に示す処理は、例えば、スピーカー３０から音信号が出力されたことを契機にして実行される。
【００５４】
インパルスレスポンス算出部１３０は、音信号補正部１６０から音源Ｘ（ｔ）を取得し（ステップＳ３０１）、音源Ｘ（ｔ）をＦＦＴし、周波数軸領域の音源Ｘ（ｆ）に変換する（ステップＳ３０２）。
【００５５】
一方で、インパルスレスポンス算出部１３０は、常設のマイク１０から音信号Ｙｍ（ｔ）を取得し（ステップＳ３０３）、常設のマイク１０から取得した音信号をＦＦＴし、周波数領域の音信号Ｙｍ（ｆ）に変換する（ステップＳ３０４）。
【００５６】
インパルスレスポンス算出部１３０は、音源Ｘ（ｆ）と音信号Ｙｍ（ｆ）を基にして、インパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する（ステップＳ３０５）。
【００５７】
次に、本実施例１にかかる信号補正装置１００の効果について説明する。信号補正装置１００は、準備段階で、聴取者から離れた常設のマイク１０の音信号を、マイク２０の音信号に変換する補正式を予め算出しておき、記憶部１５０に記憶させる。そして、信号補正装置１００は、動作段階において、マイク２０が撤去された状態で、補正式を利用して、マイク１０の音信号からマイク２０の音信号を算出し、算出結果を利用して、音源の信号を補正する。このため、聴取者の耳元にマイク２０を設定しなくても、時々刻々と変化する音質に対応して、聴取者１に最適な音信号を聞かせることができる。
【実施例２】
【００５８】
次に、本実施例２にかかる準備段階および動作段階の信号補正システムの構成について説明する。図９は、本実施例２にかかる準備段階の信号補正システムの構成を示す図である。図９に示すように、この信号補正システムは、信号補正装置２００に、スピーカー３０、マイク１０、マイク２０ａ〜２０ｄが接続される。
【００５９】
スピーカー３０は、音信号を出力する出力装置である。スピーカー３０から出力される音信号は、例えば、壁５等の反射物によって反射する。
【００６０】
マイク１０は、動作段階で、聴取者１が音信号を聞く位置から所定距離だけ離れた位置に設置されるマイクである。マイク１０は、聴取者１からはなれており、スピーカー３０からの音を集音できれば、どこに設置されていてもよい。マイク１０は、集音した音信号を信号補正装置２００に出力する。
【００６１】
マイク２０ａ〜２０ｄは、準備段階において、聴取者の耳の位置の候補となる複数の位置にそれぞれ設置されるマイクである。マイク２０ａ〜２０ｄの設置位置は、それぞれ異なっている。マイク２０ａ〜２０ｄは、集音した音信号を信号補正装置２００に出力する。各マイク２０ａ〜２０ｄは、動作段階において、撤去される。ここでは、説明の便宜上、マイク２０ａ〜２０ｄを示すが、これに限定されるものではない。
【００６２】
信号補正装置２００は、準備段階において、マイク１０が集音した音信号と、マイク２０ａ〜２０ｄが集音した音信号とを基にして、複数の補正式を算出する。具体的には、マイク１０の音信号とマイク２０ａの音信号との組み合わせから補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を算出し、マイク１０の音信号とマイク２０ｂの音信号との組み合わせから補正式Ｈｅｍｂ（ｆ）を算出する。また、信号補正装置２００は、マイク１０の音信号とマイク２０ｃの音信号との組み合わせから補正式Ｈｅｍｃ（ｆ）を算出し、マイク１０の音信号とマイク２０ｄの音信号との組み合わせから補正式Ｈｅｍｄ（ｆ）を算出する。
【００６３】
図１０は、本実施例２にかかる動作段階の信号補正システムの構成を示す図である。図１０に示すように、信号補正システムは、信号補正装置２００に、スピーカー３０、マイク１０に接続される。スピーカー３０、マイク１０は、図９に示したものと同様である。
【００６４】
信号補正装置２００は、動作段階において、信号補正位置２００と聴取者１との距離を算出し、距離に応じて最適な補正式を選択する。例えば、信号補正位置２００から聴取者１までの距離が、準備段階における信号補正装置２００からマイク２０ａまでの距離に対応している場合には、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を選択する。
【００６５】
信号補正装置２００は、選択した補正式を用いて、マイク１０から集音した音信号を、聴取者の位置に対応する音信号に変換する。そして、信号補正装置２００は、変換した音信号を基にしてフィルタ係数を求める。信号補正装置２００は、フィルタ係数を音源から出力される信号に適用することで、スピーカー３０から出力される音信号を補正する。
【００６６】
このように、信号補正装置２００によれば、マイクを聴取者の位置に設置しなくても、聴取者の立ち位置に合わせて、リアルタイムに聴取者が聞く音信号を補正式により得ることができるので、時々刻々と変化する音質の変化に応じて音を補正することができる。
【００６７】
次に、図９および図１０に示した信号補正装置２００の構成について説明する。図１１は、信号補正装置の構成を示す機能ブロック図である。図１１に示すように、信号補正装置２００は、音源２１０、音源制御部２２０、インパルスレスポンス算出部２３０、補正式算出部２４０、記憶部２５０、音信号補正部２６０を有する。
【００６８】
音源２１０は、電気信号をスピーカー３０に出力して、スピーカー３０から音信号を出力させる装置である。音源制御部２２０は、音源２１０を制御して、各種の電気信号を音源２１０から出力させる。例えば、音源制御部２２０は、準備段階において、インパルス信号を出力させる。また、音源制御部２２０は、動作段階において、予め設定されていた電気信号を出力させる。また、音源制御部２２０は、音源２１０にホワイトノイズなどを出力させてもよい。
【００６９】
インパルスレスポンス算出部２３０は、マイク１０、２０ａ〜２０ｄが集音した音信号からインパルスレスポンスをそれぞれ算出する処理部である。インパルスレスポンス算出部２３０は、実施例１に示したインパルスレスポンス算出部１３０と同様にして、インパルスレスポンスを算出するものとする。
【００７０】
マイク１０の時間軸領域のインパルスレスポンスをｈｍ（ｔ）とする。マイク２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの時間軸領域のインパルスレスポンスをそれぞれ、ｈｅａ（ｔ）、ｈｅｂ（ｔ）、ｈｅｃ（ｔ）、ｈｅｄ（ｔ）とする。
【００７１】
インパルスレスポンス算出部２３０は、準備段階と動作段階で異なる処理を行う。インパルスレスポンス算出部２３０は、準備段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）、ｈｅａ（ｔ）、ｈｅｂ（ｔ）、ｈｅｃ（ｔ）、ｈｅｄ（ｔ）を、補正式算出部２４０に出力する。インパルスレスポンス算出部２３０は、動作段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）を音信号補正部２６０に順次出力する。説明の便宜上、動作段階のインパルスレスポンスをｈ’ｍ（ｔ）と表記する。
【００７２】
補正式算出部２４０は、準備段階において、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）、Ｈｅｍｂ（ｆ）、Ｈｅｍｃ（ｆ）、Ｈｅｍｄ（ｆ）を算出する処理部である。
【００７３】
補正式算出部２４０が、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を算出する処理について説明する。補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する。また、補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスｈｅａ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅａ（ｆ）を算出する。そして、補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスＨｅａ（ｆ）をインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）で除算することで、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を算出する。
【００７４】
補正式算出部２４０が、補正式Ｈｅｍｂ（ｆ）を算出する処理について説明する。補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスｈｅｂ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅｂ（ｆ）を算出する。そして、補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスＨｅｂ（ｆ）をインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）で除算することで、補正式Ｈｅｍｂ（ｆ）を算出する。
【００７５】
補正式算出部２４０が、補正式Ｈｅｍｃ（ｆ）を算出する処理について説明する。補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスｈｅｃ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅｃ（ｆ）を算出する。そして、補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスＨｅｃ（ｆ）をインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）で除算することで、補正式Ｈｅｍｃ（ｆ）を算出する。
【００７６】
補正式算出部２４０が、補正式Ｈｅｍｄ（ｆ）を算出する処理について説明する。補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスｈｅｄ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅｄ（ｆ）を算出する。そして、補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスＨｅｄ（ｆ）をインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）で除算することで、補正式Ｈｅｍｄ（ｆ）を算出する。
【００７７】
補正式算出部２４０は、求めた各補正式Ｈｅｍａ（ｆ）、Ｈｅｍｂ（ｆ）、Ｈｅｍｃ（ｆ）、Ｈｅｍｄ（ｆ）を、補正式テーブル２５０ａに登録する。
【００７８】
図１２は、補正式テーブルのデータ構造の一例を示す図である。図１２に示すように、補正式テーブル２５０ａは、マイク識別情報、距離、補正式を有する。マイク識別情報は、マイクを識別する情報である。例えば、マイク識別情報は、２０ａ〜２０ｄは、図９、図１１に示すマイク２０ａ〜２０ｄに対応する。距離は、信号補正装置２００から各マイク２０ａ〜２０ｄまでの距離に対応するものであり、予め設定されているものとする。準備段階において、マイクを設定する設定者は、図１２に示す距離に対応するように、マイク２０ａ〜２０ｄを設置する。
【００７９】
補正式算出部２４０は、図１２に示すように、マイク識別情報２０ａ〜２０ｄの補正式にそれぞれ、Ｈｅｍａ（ｆ）〜Ｈｅｍｄ（ｆ）を設定する。
【００８０】
音信号補正部２６０は、音源２１０から出力される電気信号にフィルタを適用し、スピーカー３０から出力される音信号を補正する処理部である。音信号補正部２６０は、距離算出部２６０ａ、フィルタ係数設定部２６０ｂ、フィルタ２６０ｃを有する。
【００８１】
距離算出部２６０ａは、動作段階において、信号補正装置２００と聴取者１との間の距離を算出する処理部である。距離算出部２６０ａは、算出した距離の情報を、フィルタ係数設定部２６０ｂに出力する。
【００８２】
距離算出部２６０ａが、距離を算出する処理について説明する。図１３は、距離算出部の処理を説明するための図である。図１３の波形３０ａは、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）の波形である。波形３０ｂは、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）の波形である。波形３０ｃは、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）からインパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を減算した差分波形である。
【００８３】
距離算出部２６０ａは、準備段階におけるインパルスレスポンスｈｍ（ｔ）から動作段階におけるインパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を減算することで、差分波形を算出する。そして、距離算出部２６０ａは、差分波形３０ｃの振幅のピーク値を特定し、特定したピーク値から所定時間後に、振幅の大きさが閾値を超える部分を特定する。距離算出部２６０ａは、振幅の大きさが閾値を超える部分の時間から、ピーク値の時間を減算した時間に音速を乗算することで、距離を算出する。図１３に示す例では、振幅の大きさが閾値を超える部分は、３１となり、距離算出部２６０ａが求める時間は、時間間隔３２に相当する時間となる。
【００８４】
距離算出部２６０ａは、ピーク値から所定時間後に、振幅の大きさが閾値を超える部分が存在しない場合には、聴取者が存在しないと判定する。聴取者が存在しないと判定した場合には、距離算出部２６０ａは、聴取者が存在しない旨の情報を、フィルタ係数設定部２６０ｂに出力する。
【００８５】
距離算出部２６０ａは、準備段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）の情報を、インパルスレスポンス算出部２３０から取得しておく。距離算出部２６０ａは、動作段階において、インパルスレスポンス算出部２３０から、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を順次取得して距離を算出し、算出結果をフィルタ係数設定部２６０ｂに出力する。
【００８６】
フィルタ係数設定部２６０ｂは、信号補正装置２００から聴取者までの距離に基づいて、補正式テーブル２５０ａから補正式を選択する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、選択した補正式を用いてフィルタ係数を算出し、フィルタ係数をフィルタ２６０ｃに適用する。
【００８７】
フィルタ係数設定部２６０ｂが、補正式を選択する処理について説明する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、信号補正装置２００から聴取者までの距離と、補正式テーブル２５０ａとを比較して、聴取者に最も近いマイクに対応する補正式を選択する。例えば、信号補正装置２００から聴取者までの距離が１０ｍの場合には、フィルタ係数設定部２６０ｂは、マイク２０ａの補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を選択する。
【００８８】
フィルタ係数設定部２６０ｂが、フィルタ係数を算出する処理について説明する。ここでは説明の便宜上、フィルタ係数設定部２６０ｂは、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を選択した場合について説明する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を取得し、取得したインパルスレスポンスに対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）を算出する。
【００８９】
フィルタ係数設定部２６０ｂは、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）とインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）とを掛け合わせて、インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を算出する。インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）は、聴取者１の耳の位置での周波数軸領域のインパルスレスポンスに対応する。フィルタ係数設定部２６０ａは、インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を求めた後に、実施例１と同様に式（４）により、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）を求める。
【００９０】
フィルタ係数設定部２６０ｂは、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）に逆ＦＦＴを実行し、時間軸領域のフィルタ係数ｈｆ（ｔ）を算出する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）をフィルタ２６０ｃに設定する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、動作段階において、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を取得する度に、フィルタ係数を算出し、フィルタ２６０ｃに適用する。
【００９１】
ところで、フィルタ係数設定部２６０ｂは、距離算出部２６０ａから、聴取者が存在しない旨の情報を取得した場合には、音源２１０からホワイトノイズを出力するように、音源制御部２２０に指示する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、聴取者が存在しない間は、補正式を選択する処理およびフィルタ係数を算出する処理を停止する。
【００９２】
フィルタ２６０ｃは、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）により、音源２１０から出力される電気信号を補正するフィルタである。フィルタ２６０ｃは、例えば、ＦＩＲ（無限インパルス応答）フィルタに対応する。フィルタ２６０ｃは、補正した電気信号をスピーカー３０に出力する。
【００９３】
次に、本実施例２にかかる信号補正装置２００の処理手順を準備段階と動作段階に分けて説明する。まず、準備段階の処理について説明する。図１４は、本実施例２にかかる信号補正装置の準備段階の処理手順を示すフローチャートである。例えば、図１４に示す処理は、マイク１０、２０ａ〜２０ｄから音信号を取得したことを契機にして実行される。
【００９４】
図１４において、信号補正装置２００は、聴取者の耳の位置候補に置かれた各マイク２０ａ〜２０ｄから音信号を取得し、インパルスレスポンスｈｅａ（ｔ）〜ｈｅｄ（ｔ）を算出する（ステップＳ４０１ａ）。そして、信号補正装置２００は、インパルスレスポンスｈｅａ（ｔ）〜ｈｅｄ（ｔ）をＦＦＴすることで周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅａ（ｆ）〜Ｈｅｄ（ｆ）を算出する（ステップＳ４０２ａ）。
【００９５】
一方、信号補正装置２００は、常設のマイク１０から音信号を取得し、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）を算出する（ステップＳ４０１ｂ）。信号補正装置２００は、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）をＦＦＴすることで、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する（ステップＳ４０２ｂ）。
【００９６】
信号補正装置２００は、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）〜Ｈｅｍｄ（ｆ）を算出し（ステップＳ４０３）、補正式を記憶部２５０に記憶させる（ステップＳ４０４）。なお、図１４に示したステップＳ４０１ａ、４０２ａの処理と、ステップＳ４０１ｂ、４０２ｂの処理は、並列的に実行しても良いし、ステップＳ４０１ａ、４０２ａの処理を行った後に、ステップＳ４０１ｂ、４０２ｂの処理の処理を行ってもよい。または、ステップＳ４０１ｂ、４０２ｂの処理の処理を行った後に、ステップＳ４０１ａ、４０２ａの処理を行ってもよい。
【００９７】
次に、動作段階の処理について説明する。図１５は、本実施例２にかかる信号補正装置の動作段階の処理手順を示すフローチャートである。図１５に示す処理は、動作段階において、常設のマイク１０から音信号を取得したことを契機に実行される。
【００９８】
図１５において、信号補正装置２００は、常設のマイク１０から音信号を取得し、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を算出し（ステップＳ５０１）、聴取者が存在するか否かを判定する（ステップＳ５０２）。
【００９９】
信号補正装置２００は、聴取者が存在しない場合には（ステップＳ５０２，Ｎｏ）、例えばホワイトノイズを出力する（ステップＳ５０３）。なお、出力の例としてホワイトノイズを使用するのは周波数情報に欠けが無いためで、ある程度の時間を掛けて周波数情報を蓄積できるなら音楽データなどでも構わない。一方、信号補正装置２００は、聴取者が存在する場合には（ステップＳ５０２，Ｙｅｓ）計算したｈｆ（ｔ）を適用することで、音信号を補正する（ステップＳ５０９）。ステップＳ５０３に続いて、信号補正装置２００は、その場のインパルスレスポンスデータを更新しながらｈ’ｍ（ｔ）をＦＦＴして周波数軸領域のインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）を算出する（ステップＳ５０４）。
【０１００】
信号補正装置２００は、自装置と聴取者との距離に基づいて、補正式を選択する（ステップＳ５０５）。信号補正装置２００は、聴取者の耳の位置でのインパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を算出し（ステップＳ５０６）、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）を算出する（ステップＳ５０７）。
【０１０１】
信号補正装置２００は、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）に逆ＦＦＴを行い、時間軸領域のフィルタ係数ｈｆ（ｔ）を算出する（ステップＳ５０８）。信号補正装置２００は、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）を音源に適用し、音信号を補正する（ステップＳ５０９）。
【０１０２】
次に、本実施例２にかかる信号補正装置２００の効果について説明する。信号補正装置２００は、準備段階で、設置位置の異なるマイク２０ａ〜２０ｄを用いて、位置毎に補正式を算出しておく。そして、信号補正装置２００は、動作段階で、聴取者までの距離に基づいて、補正式を選択して、フィルタ係数を求め、音信号を補正する。このため、マイクを聴取者の位置に設置しなくても、聴取者の立ち位置に合わせて、リアルタイムに聴取者が聞く音信号を補正式により得ることができるので、時々刻々と変化する音質の変化に応じて音を補正することができる。
【０１０３】
また、信号補正装置２００は、動作段階において、聴取者が存在しない場合には、フィルタ係数を算出する処理をやめ、ホワイトノイズを出力するので、不要な計算を無くし、処理負荷を軽減することができる。
【０１０４】
ところで、音信号補正部２６０は、信号補正装置２００から聴取者までの距離と、補正式テーブル２５０ａとを比較して、補正式を選択していたが、これに限定されるものではない。例えば、音信号補正部２６０は、補間により、補正式を求めてもよい。
【０１０５】
図１６は、信号補正部が補正式を求める処理を説明するための図である。例えば、図１６の横軸は、信号補正装置２００から聴取者までの距離に対応し、縦軸は、Ｈｅｍ（ｆ）の実数部、虚数部の大きさを示す。図１６の黒丸は実数部に対応し、白丸は虚数部に対応する。例えば、黒丸１ａ、白丸１ｂの組は、Ｈｅｍａ（ｆ）の実数部、虚数部に対応し、黒丸２ａ、白丸２ｂの組は、Ｈｅｍｂ（ｆ）の実数部、虚数部に対応する。また、黒丸３ａ、白丸３ｂの組は、Ｈｅｍｃ（ｆ）の実数部、虚数部に対応し、黒丸４ａ、白丸４ｂの組は、Ｈｅｍｄ（ｆ）の実数部、虚数部に対応する。また、黒丸５ａ、白丸５ｂの組は、他のマイクのＨｅｍ（ｆ）の実数部、虚数部に対応する。
【０１０６】
信号補正部２６０は、実数部の近似線６ａ、虚数部の近似線６ｂを求める。そして、信号補正部２６０は、この近似線６ａ、６ｂと、距離との交点を求め、補正式Ｈｅｍ（ｆ）を求めてもよい。例えば、距離を距離Ａとすると、信号補正部２６０は、実数部１Ａ、虚数部１Ｂとする補正式Ｈｅｍ（ｆ）を生成し、生成した補正式を用いてフィルタ係数を設定する。このように、信号補正部２６０が、距離に基づいて補正式を算出することで、想定した位置とは異なる位置に聴取者が存在していても、聴取者に対して最適な音信号となるように、音信号を補正することができる。
【０１０７】
なお、本実施例２にかかる信号補正装置２００は、距離の異なる複数のマイク２０ａ〜２０ｄを利用して、複数の補正式を算出していたがこれに限定されるものではない。例えば、信号補正装置２００は、高さの異なる複数のマイク２０ａ〜２０ｄを利用して、複数の補正式を算出し、最適な補正式を選択して、音信号を補正してもよい。高さの異なるマイク２０ａ〜２０ｄは、それぞれ、信号補正装置２００からの距離が異なるので、上記実施例２と同様の方法を用いて、最適な補正式を選択できる。
【０１０８】
ところで、上記の信号補正装置２００は、広い乗り物などにも同様に適用することができる。図１７は、信号補正装置のその他の適用例を示す図である。信号補正装置は、準備段階において、各乗客が座る位置４１〜４９にマイクを設置し、位置毎に、補正式を求めておく。そして、動作段階において、狙った乗客に対応する補正式を利用することで、かかる乗客に対して、クリアな音信号を伝えることができる。例えば、信号補正装置２００は、位置４５の乗客にクリアな音を伝える場合には、準備段階で求めておいた、位置４５の補正式を利用して、音信号を補正する。
【０１０９】
次に、インパルスレスポンスの時間変化について説明する。図１８は、インパルスレスポンスの時間変化の一例を示す図である。図１８において、横軸は時刻を示し、縦軸は、インパルスレスポンスの実数部の大きさを示す。線分５１〜５５は、それぞれ、周波数の異なるインパルスレスポンスである。図１８に示すように、インパルスレスポンスは、時間経過と共に変動しており、一定ではない。このため、本実施例のように、補正式を利用して、動的に聴取者の耳の位置に対する音の特性を求め、音信号を補正することで、時々刻々と変化する音の変化に対応することができる。また、動作時に、聴取者に耳もとに、マイクを設置しないので、聴取者の邪魔をすることもない。
【０１１０】
次に、上記実施例１、２に示した信号補正装置１００、２００と同様の機能を実現する信号補正プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図１９は、信号補正プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
【０１１１】
図１９に示すように、コンピュータ３００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ３０１と、ユーザからのデータの入力を受け付ける入力装置３０２と、ディスプレイ３０３を有する。また、コンピュータ３００は、記憶媒体からプログラム等を読取る読み取り装置３０４と、ネットワークを介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行うインターフェース装置３０５とを有する。また、コンピュータ３００は、スピーカー３０６と、マイク３０７ａ、３０７ｂを有する。マイク３０７ａは、聴取者から離れた位置に設置される常設のマイクである。マイク３０７ｂは、準備段階において、聴取者の耳の位置に設置されるマイクであり、動作段階においては撤去される。また、コンピュータ３００は、各種情報を一時記憶するＲＡＭ３０８と、ハードディスク装置３０９を有する。そして、各装置３０１〜３０９は、バス３１０に接続される。
【０１１２】
ハードディスク装置３０９は、補正式算出プログラム３０９ａ、音信号補正プログラム３０９ｂを記憶する。ＣＰＵ３０１は、補正式算出プログラム３０９ａ、音信号補正プログラム３０９ｂを読み出して、ＲＡＭ３０８に展開する。補正式算出プログラム３０９ａは、補正式算出プロセス３０８ａとして機能する。音信号補正プログラム３０９ｂは、音信号補正プロセス３０８ｂとして機能する。
【０１１３】
例えば、補正式算出プロセス３０８ａは、図３、図１１の補正式算出部１４０，２４０に対応する。音信号補正プログラム３０９ｂは、図３、図１１の音信号補正部１６０，２６０に対応する。例えば、補正式算出プロセス３０８ａは、準備段階において、補正式データ３０８ｃを生成する。そして、音信号補正プロセス３０８ｂは、動作段階において、補正式データ３０８ｃを用いて、スピーカー３０の音信号を補正する。
【０１１４】
なお、各プログラム３０９ａ，３０９ｂについては、必ずしも最初からハードディスク装置３０９に記憶させておかなくてもよい。例えば、コンピュータ３００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」に各プログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ３００がこれらから各プログラム３０９ａ，３０９ｂを読み出して実行するようにしてもよい。
【０１１５】
ところで、実施例１、２に示した記憶部１５０，２５０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、またはハードディスク、光ディスクなどの記憶装置に対応する。
【０１１６】
また、実施例１、２に示した各処理部１１０〜１４０，１６０，２１０〜２４０，２６０は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積装置に対応する。また、各処理部は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路に対応する。
【０１１７】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１１８】
（付記１）コンピュータに、
出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出し、
前記補正式を記憶装置に記憶させ、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、
前記第４音信号を前記出力部に出力させる
各処理を実行させることを特徴とする信号補正プログラム。
【０１１９】
（付記２）前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離毎に、前記補正式を算出して記憶装置に記憶し、前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離を基にして、記憶装置から補正式を選択することを特徴とする付記１に記載の信号補正プログラム。
【０１２０】
（付記３）前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離に対応する補正式を、前記記憶装置に記憶された各距離に対応する補正式を基にして生成し、生成した補正式を利用して、前記第２マイクが取得した第２音信号から前記第１マイクの第１音信号を算出することを特徴とする付記１または２に記載の信号補正プログラム。
【０１２１】
（付記４）前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクが取得した音信号に基づいて対象物が存在するか否かを判定し、対象物が存在する場合に、前記出力部から出力される音信号を補正することを特徴とする付記１、２または３に記載の信号補正プログラム。
【０１２２】
（付記５）出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出して、該補正式を記憶装置に記憶させる補正式算出部と、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、前記第４音信号を前記出力部に出力させる音信号補正部と
を有することを特徴とする信号補正装置。
【０１２３】
（付記６）前記補正式算出部は、前記第２マイクと対象物の位置との距離毎に、前記補正式を算出して記憶装置に記憶し、前記音信号補正部は、前記第２マイクと対象物の位置との距離を基にして、記憶装置から補正式を選択することを特徴とする付記５に記載の信号補正装置。
【０１２４】
（付記７）前記補正式算出部は、前記第２マイクと対象物の位置との距離に対応する補正式を、前記記憶装置に記憶された各距離に対応する補正式を基にして生成し、生成した補正式を利用して、前記第２マイクが取得した第２音信号から前記第１マイクの第１音信号を算出することを特徴とする付記５または６に記載の信号補正装置。
【０１２５】
（付記８）前記音信号補正部は、前記第２マイクが取得した音信号に基づいて対象物が存在するか否かを判定し、対象物が存在する場合に、前記出力部から出力される音信号を補正することを特徴とする付記５、６または７に記載の信号補正装置。
【０１２６】
（付記９）コンピュータが実行する信号補正方法であって、
出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出し、
前記補正式を記憶装置に記憶させ、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、
前記第４音信号を前記出力部に出力させる
各処理を実行させることを特徴とする信号補正方法。
【０１２７】
（付記１０）前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離毎に、前記補正式を算出して記憶装置に記憶し、前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離を基にして、記憶装置から補正式を選択することを特徴とする付記９に記載の信号補正方法。
【０１２８】
（付記１１）前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離に対応する補正式を、前記記憶装置に記憶された各距離に対応する補正式を基にして生成し、生成した補正式を利用して、前記第２マイクが取得した第２音信号から前記第１マイクの第１音信号を算出することを特徴とする付記９または１０に記載の信号補正方法。
【０１２９】
（付記１２）前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクが取得した音信号に基づいて対象物が存在するか否かを判定し、対象物が存在する場合に、前記出力部から出力される音信号を補正することを特徴とする付記９、１０または１１に記載の信号補正方法。
【符号の説明】
【０１３０】
１０，２０ マイク
３０ スピーカー
１００ 信号補正装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号補正プログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外等で聴取者に音を聞かせる場合には、周りの壁や床などの影響により残響が発生し、クリアな音を聴取者に伝えることができない場合がある。このため、残響の影響を無くすための従来技術がある。
【０００３】
従来技術１では、聴取者が音を聞く聴取空間の形状や大きさ等によって引き起こされる信号の歪みを予め調べておき、予め調べた情報を基に、信号の歪みを打ち消すように音を補正することで、残響の影響を取り除くという技術がある。しかし、温度や湿度等の環境の変化により、時々刻々と音質は変化するので、予め調べておいた情報だけでは、音を最適に補正することができない。
【０００４】
これに対して、時々刻々と変化する音質に応じて音を補正する従来技術２が存在する。この従来技術２では、例えば、聴取者の耳の位置にマイクを設定し、このマイクが集音する音を常時取得し、この音が最適なものとなるように、音源の音にＦＩＲ（無限インパルス応答：infinite impulse response）フィルタを適用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３６９８６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５０１３１号公報
【特許文献３】特開平６−０４６４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来技術では、音を聴取者に聞かせる間、聴取者の耳元にマイクを設置するため、マイクが聴取者の邪魔になるという問題があった。
【０００７】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、聴視中の聴取者の耳元にマイクを設置しなくても、最適に音を補正することができる信号補正プログラム、信号補正装置および信号補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の開示する信号補正プログラムによれば、コンピュータに、出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出させる。また、コンピュータに、補正式を記憶装置に記憶させる。また、コンピュータに、出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、記憶装置に記憶された補正式とに基づき、第４音信号を生成し、第４音信号を前記出力部に出力させる。
【発明の効果】
【０００９】
本願の開示する信号補正プログラムによれば、聴視中の聴取者の耳元にマイクを設置しなくても、最適に音を補正することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施例１の準備段階の信号補正システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施例１の動作段階の信号補正システムの構成を示す図である。
【図３】図３は、本実施例１にかかる信号補正装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、時間軸領域のインパルスレスポンスを示す図である。
【図５】図５は、周波数軸領域のインパルスレスポンスを示す図である。
【図６】図６は、本実施例１にかかる信号補正装置の準備段階の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本実施例１にかかる信号補正装置の動作段階の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、インパルスレスポンスを算出する処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本実施例２にかかる準備段階の信号補正システムの構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施例２にかかる動作段階の信号補正システムの構成を示す図である。
【図１１】図１１は、信号補正装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】図１２は、補正式テーブルのデータ構造の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、距離算出部の処理を説明するための図である。
【図１４】図１４は、本実施例２にかかる信号補正装置の準備段階の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本実施例２にかかる信号補正装置の動作段階の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、信号補正部が補正式を求める処理を説明するための図である。
【図１７】図１７は、信号補正装置のその他の適用例を示す図である。
【図１８】図１８は、インパルスレスポンスの時間変化の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、信号補正プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本願の開示する信号補正プログラム、信号補正装置および信号補正方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１２】
本実施例１にかかる信号補正システムの構成について説明する。まず、準備段階の信号補正システムの構成を示した後に、動作段階の信号補正システムの構成について説明する。準備段階は、第１の時点に対応するものである。動作段階は、第２の時点に対応するものである。
【００１３】
図１は、本実施例１にかかる準備段階の信号補正システムの構成を示す図である。図１に示すように、この信号補正システムは、信号補正装置１００に、スピーカー３０、マイク１０、２０が接続される。なお、準備段階において、聴取者１は、実際には存在していないものとする。信号補正システムの動作段階において、聴取者１は、図１に示す位置で音信号を実際に聴取する。
【００１４】
スピーカー３０は、音信号を出力する出力装置である。スピーカー３０から出力される音信号は、例えば、壁５等の反射物によって反射する。
【００１５】
マイク１０は、聴取者１から所定距離だけ離れた位置に設置される常設のマイクである。マイク１０は、聴取者１からはなれており、スピーカー３０からの音を集音できれば、どこに設置されていてもよい。マイク１０は、集音した音信号を信号補正装置１００に出力する。
【００１６】
マイク２０は、準備段階において、聴取者１の耳の位置に相当する位置に設置されるマイクである。マイク２０は、集音した音信号を信号補正装置１００に出力する。このマイク２０は、信号補正システムの動作段階において、撤去される。
【００１７】
信号補正装置１００は、準備段階において、マイク１０が集音した音信号と、マイク２０が集音した音信号とを基にして、マイク１０が集音した音信号とマイク２０が集音した音信号との関係を示す補正式を算出する。
【００１８】
図２は、本実施例１にかかる動作段階の信号補正システムの構成を示す図である。図１に示すように、信号補正システムは、信号補正装置１００に、スピーカー３０、マイク１０が接続される。スピーカー３０、マイク１０は、図１に説明したものと同様である。動作段階において、聴取者１は、図２に示す位置で、スピーカー３０からの音信号を聴取する。この位置は、図１に示した聴取者１の位置に対応する。
【００１９】
信号補正装置１００は、動作段階において、準備段階で求めておいた補正式を用いて、マイク１０から集音した音信号を、マイク２０から集音した音信号に変換する。そして、信号補正装置１００は、変換した音信号を基にしてフィルタ係数を求める。信号補正装置１００は、フィルタ係数を音源から出力される信号に適用することで、スピーカー３０から出力される音信号を補正する。
【００２０】
このように、信号補正装置１００によれば、マイク２０を聴取者１の耳の位置に設置しなくてもリアルタイムにマイク２０の集音する音信号を補正式により得ることができるので、時々刻々と変化する音質の変化に応じて音を補正することができる。
【００２１】
次に、図１および図２に示した信号補正装置１００の構成について説明する。図３は、本実施例１にかかる信号補正装置の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、信号補正装置１００は、スピーカー３０、マイク１０、２０に接続される。スピーカー３０は、図１、２に示したスピーカー３０に対応する。また、マイク１０は、図１、２に
示したマイク１０に対応する。マイク２０は、図１に示したマイク２０に対応する。なお、マイク２０は、準備段階において使用され、動作段階においては撤去される。
【００２２】
この信号補正装置１００は、音源１１０、音源制御部１２０、インパルスレスポンス算出部１３０、補正式算出部１４０、記憶部１５０、音信号補正部１６０を有する。
【００２３】
音源１１０は、電気信号をスピーカー３０に出力して、スピーカー３０から音信号を出力させる装置である。音源制御部１２０は、音源１１０を制御して、各種の電気信号を音源１１０から出力させる。例えば、音源制御部１２０は、準備段階において、インパルス信号を出力させる。また、音源制御部１２０は、動作段階において、予め設定されていた電気信号を出力させる。また、音源制御部１２０は、音源１１０にホワイトノイズなどを出力させてもよい。
【００２４】
インパルスレスポンス算出部１３０は、マイク１０、２０が集音した音信号からインパルスレスポンスを算出する処理部である。インパルスレスポンスは、スピーカー３０から出力される音信号とマイクが集音した音信号との比の値に対応する。
【００２５】
まず、インパルスレスポンス算出部１３０が、マイク１０のインパルスレスポンスを算出する処理について説明する。スピーカー３０の音源をＸ（ｔ）とし、マイク１０が集音する音信号をＹｍ（ｔ）とする。
【００２６】
インパルスレスポンス算出部１３０は、音源Ｘ（ｔ）に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を実行し、周波数軸領域の音源Ｘ（ｆ）に変換する。また、インパルスレスポンス算出部１３０は、音信号Ｙｍ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域の音信号Ｙｍ（ｆ）に変換する。インパルスレスポンス算出部１３０は、式（１）により、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する。
【００２７】
Ｈｍ（ｆ）＝Ｙｍ（ｆ）／Ｘ（ｆ）・・・（１）
【００２８】
インパルスレスポンス算出部１３０は、インパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を逆ＦＦＴすることで、時間軸領域のインパルスレスポンスｈｍ（ｔ）を算出する。
【００２９】
インパルスレスポンス算出部１３０が、マイク２０のインパルスレスポンスを算出する処理について説明する。スピーカー３０の音源をＸ（ｔ）とし、マイク２０が集音する音信号をＹｅ（ｔ）とする。
【００３０】
インパルスレスポンス算出部１３０は、音源をＸ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域の音源Ｘ（ｆ）に変換する。また、インパルスレスポンス算出部１３０は、音信号Ｙｅ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域の音信号Ｙｅ（ｆ）に変換する。インパルスレスポンス算出部１３０は、式（２）により、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅ（ｆ）を算出する。
【００３１】
Ｈｅ（ｆ）＝Ｙｅ（ｆ）／Ｘ（ｆ）・・・（２）
【００３２】
インパルスレスポンス算出部１３０は、インパルスレスポンスＨｅ（ｆ）を逆ＦＦＴすることで、時間軸領域のインパルスレスポンスｈｅ（ｔ）を算出する。図４は、時間軸領域のインパルスレスポンスを示す図である。図４において、縦軸は信号の強度を示し、横軸は時間を示す。
【００３３】
インパルスレスポンス算出部１３０は、準備段階と動作段階で異なる処理を行う。インパルスレスポンス算出部１３０は、準備段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）とインパルスレスポンスｈｅ（ｔ）を補正式算出部１４０に出力する。インパルスレスポンス算出部１３０は、動作段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）を音信号補正部１６０に順次出力する。説明の便宜上、動作段階のインパルスレスポンスをｈ’ｍ（ｔ）と表記する。
【００３４】
補正式算出部１４０は、準備段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）とインパルスレスポンスｈｅ（ｔ）を基にして、補正式Ｈｅｍ（ｆ）を算出する処理部である。補正式算出部１４０は、補正式Ｈｅｍ（ｆ）のデータを、補正式データ１５０ａとして記憶部１５０に記憶させる。
【００３５】
補正式算出部１４０が、補正式Ｈｅｍ（ｆ）を算出する処理について説明する。補正式算出部１４０は、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する。また、補正式算出部１４０は、インパルスレスポンスｈｅ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅ（ｆ）を算出する。図５は、周波数軸領域のインパルスレスポンスを示す図である。周波数軸領域のインパルスレスポンスは、実数部と虚数部とを有する。図５において、左側の縦軸は、実数部の強度を示し、右側の縦軸は、虚数部の強度を示す。横軸は、周波数を示す。図５において、四角でプロットしたものは実数部に対応し、ダイヤ型でプロットしたものは虚数部に対応する。
【００３６】
補正式算出部１４０は、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）、Ｈｅ（ｆ）を求めた後に、式（３）により、補正式Ｈｅｍ（ｆ）を算出する。この補正式Ｈｅｍ（ｆ）は、動作段階において、マイク１０から取得するインパルスレスポンスを、マイク２０から取得するインパルスレスポンスに変換するための変換行列である。
【００３７】
Ｈｅｍ（ｆ）＝Ｈｅ（ｆ）／Ｈｍ（ｆ）・・・（３）
【００３８】
音信号補正部１６０は、音源１１０から出力される電気信号にフィルタを適用し、フィルタを適用した電気信号をスピーカー３０に出力することで、スピーカー３０から出力される音信号を補正する処理部である。音信号補正部１６０は、フィルタ係数設定部１６０ａと、フィルタ１６０ｂとを有する。
【００３９】
フィルタ係数設定部１６０ａは、フィルタ係数を算出し、フィルタ係数をフィルタ１６０ｂに適用する処理部である。
【００４０】
フィルタ係数設定部１６０ａがフィルタ係数を算出する処理について説明する。フィルタ係数設定部１６０ａは、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を取得し、取得したインパルスレスポンスに対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）を算出する。
【００４１】
フィルタ係数設定部１６０ａは、補正式データ１５０ａを記憶部１５０から取得し、補正式Ｈｅｍ（ｆ）とインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）とを掛け合わせて、インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を算出する。インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）は、聴取者１の耳の位置での周波数軸領域のインパルスレスポンスに対応する。
【００４２】
フィルタ係数設定部１６０ａは、インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を求めた後に、式（４）により、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）を求める。
【００４３】
Ｈｆ（ｆ）＝１／Ｈ’ｅ（ｆ）・・・（４）
【００４４】
フィルタ係数設定部１６０ａは、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）に逆ＦＦＴを実行し、時間軸領域のフィルタ係数ｈｆ（ｔ）を算出する。フィルタ係数設定部１６０ａは、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）をフィルタ１６０ｂに設定する。フィルタ係数設定部１６０ａは、動作段階において、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を取得する度に、フィルタ係数を算出し、フィルタ１６０ｂに適用する。
【００４５】
フィルタ１６０ｂは、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）により、音源１１０から出力される電気信号を補正するフィルタである。フィルタ１６０ｂは、例えば、ＦＩＲ（無限インパルス応答）フィルタに対応する。フィルタ１６０ｂは、補正した電気信号をスピーカー３０に出力する。
【００４６】
次に、本実施例１にかかる信号補正装置１００の処理手順を準備段階と動作段階に分けて説明する。まず、準備段階の処理について説明する。図６は、本実施例１にかかる信号補正装置の準備段階の処理手順を示すフローチャートである。例えば、図６に示す処理は、マイク１０、２０から音信号を取得したことを契機にして実行される。
【００４７】
図６において、信号補正装置１００は、聴取者の耳の位置に置かれたマイク２０から音信号を取得し、インパルスレスポンスｈｅ（ｔ）を算出する（ステップＳ１０１ａ）。そして、信号補正装置１００は、インパルスレスポンスｈｅ（ｔ）をＦＦＴすることで、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅ（ｆ）を算出する（ステップＳ１０２ａ）。
【００４８】
一方、信号補正装置１００は、常設のマイク１０から音信号を取得し、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）を算出する（ステップＳ１０１ｂ）。そして、信号補正装置１００は、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）をＦＦＴすることで、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する（ステップＳ１０２ｂ）。
【００４９】
信号補正装置１００は、補正式Ｈｅｍ（ｆ）を算出し（ステップＳ１０３）、補正式データを記憶部１５０に記憶させる（ステップＳ１０４）。なお、図６に示したステップＳ１０１ａ、１０２ａの処理と、ステップＳ１０１ｂ、１０２ｂの処理は、並列的に実行しても良いし、ステップＳ１０１ａ、１０２ａの処理を行った後に、ステップＳ１０１ｂ、１０２ｂの処理の処理を行ってもよい。または、ステップＳ１０１ｂ、１０２ｂの処理の処理を行った後に、ステップＳ１０１ａ、１０２ａの処理を行ってもよい。
【００５０】
次に、動作段階の処理について説明する。図７は、本実施例１にかかる信号補正装置の動作段階の処理手順を示すフローチャートである。図７に示す処理は、動作段階において、常設のマイク１０から音信号を取得したことを契機に実行される。
【００５１】
図７において、信号補正装置１００は、常設のマイク１０から音信号を取得し、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を算出する（ステップＳ２０１）。信号補正装置１００は、ｈ’ｍ（ｔ）をＦＦＴして周波数軸領域のインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）を算出する（ステップＳ２０２）。
【００５２】
信号補正装置１００は、補正式を利用して、聴取者の耳の位置でのインパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を算出する（ステップＳ２０３）。信号補正装置１００は、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）を算出し（ステップＳ２０４）、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）に逆ＦＦＴを行い、時間軸領域のフィルタ係数ｈｆ（ｔ）を算出する（ステップＳ２０５）。信号補正装置１００は、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）をフィルタに適用し、音信号を補正する（ステップＳ２０６）。
【００５３】
次に、インパルスレスポンス算出部１３０が、インパルスレスポンスを算出する処理手順について説明する。図８は、インパルスレスポンスを算出する処理手順を示すフローチャートである。図８に示すものは、一例として、インパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する場合について説明する。図８に示す処理は、例えば、スピーカー３０から音信号が出力されたことを契機にして実行される。
【００５４】
インパルスレスポンス算出部１３０は、音信号補正部１６０から音源Ｘ（ｔ）を取得し（ステップＳ３０１）、音源Ｘ（ｔ）をＦＦＴし、周波数軸領域の音源Ｘ（ｆ）に変換する（ステップＳ３０２）。
【００５５】
一方で、インパルスレスポンス算出部１３０は、常設のマイク１０から音信号Ｙｍ（ｔ）を取得し（ステップＳ３０３）、常設のマイク１０から取得した音信号をＦＦＴし、周波数領域の音信号Ｙｍ（ｆ）に変換する（ステップＳ３０４）。
【００５６】
インパルスレスポンス算出部１３０は、音源Ｘ（ｆ）と音信号Ｙｍ（ｆ）を基にして、インパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する（ステップＳ３０５）。
【００５７】
次に、本実施例１にかかる信号補正装置１００の効果について説明する。信号補正装置１００は、準備段階で、聴取者から離れた常設のマイク１０の音信号を、マイク２０の音信号に変換する補正式を予め算出しておき、記憶部１５０に記憶させる。そして、信号補正装置１００は、動作段階において、マイク２０が撤去された状態で、補正式を利用して、マイク１０の音信号からマイク２０の音信号を算出し、算出結果を利用して、音源の信号を補正する。このため、聴取者の耳元にマイク２０を設定しなくても、時々刻々と変化する音質に対応して、聴取者１に最適な音信号を聞かせることができる。
【実施例２】
【００５８】
次に、本実施例２にかかる準備段階および動作段階の信号補正システムの構成について説明する。図９は、本実施例２にかかる準備段階の信号補正システムの構成を示す図である。図９に示すように、この信号補正システムは、信号補正装置２００に、スピーカー３０、マイク１０、マイク２０ａ〜２０ｄが接続される。
【００５９】
スピーカー３０は、音信号を出力する出力装置である。スピーカー３０から出力される音信号は、例えば、壁５等の反射物によって反射する。
【００６０】
マイク１０は、動作段階で、聴取者１が音信号を聞く位置から所定距離だけ離れた位置に設置されるマイクである。マイク１０は、聴取者１からはなれており、スピーカー３０からの音を集音できれば、どこに設置されていてもよい。マイク１０は、集音した音信号を信号補正装置２００に出力する。
【００６１】
マイク２０ａ〜２０ｄは、準備段階において、聴取者の耳の位置の候補となる複数の位置にそれぞれ設置されるマイクである。マイク２０ａ〜２０ｄの設置位置は、それぞれ異なっている。マイク２０ａ〜２０ｄは、集音した音信号を信号補正装置２００に出力する。各マイク２０ａ〜２０ｄは、動作段階において、撤去される。ここでは、説明の便宜上、マイク２０ａ〜２０ｄを示すが、これに限定されるものではない。
【００６２】
信号補正装置２００は、準備段階において、マイク１０が集音した音信号と、マイク２０ａ〜２０ｄが集音した音信号とを基にして、複数の補正式を算出する。具体的には、マイク１０の音信号とマイク２０ａの音信号との組み合わせから補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を算出し、マイク１０の音信号とマイク２０ｂの音信号との組み合わせから補正式Ｈｅｍｂ（ｆ）を算出する。また、信号補正装置２００は、マイク１０の音信号とマイク２０ｃの音信号との組み合わせから補正式Ｈｅｍｃ（ｆ）を算出し、マイク１０の音信号とマイク２０ｄの音信号との組み合わせから補正式Ｈｅｍｄ（ｆ）を算出する。
【００６３】
図１０は、本実施例２にかかる動作段階の信号補正システムの構成を示す図である。図１０に示すように、信号補正システムは、信号補正装置２００に、スピーカー３０、マイク１０に接続される。スピーカー３０、マイク１０は、図９に示したものと同様である。
【００６４】
信号補正装置２００は、動作段階において、信号補正位置２００と聴取者１との距離を算出し、距離に応じて最適な補正式を選択する。例えば、信号補正位置２００から聴取者１までの距離が、準備段階における信号補正装置２００からマイク２０ａまでの距離に対応している場合には、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を選択する。
【００６５】
信号補正装置２００は、選択した補正式を用いて、マイク１０から集音した音信号を、聴取者の位置に対応する音信号に変換する。そして、信号補正装置２００は、変換した音信号を基にしてフィルタ係数を求める。信号補正装置２００は、フィルタ係数を音源から出力される信号に適用することで、スピーカー３０から出力される音信号を補正する。
【００６６】
このように、信号補正装置２００によれば、マイクを聴取者の位置に設置しなくても、聴取者の立ち位置に合わせて、リアルタイムに聴取者が聞く音信号を補正式により得ることができるので、時々刻々と変化する音質の変化に応じて音を補正することができる。
【００６７】
次に、図９および図１０に示した信号補正装置２００の構成について説明する。図１１は、信号補正装置の構成を示す機能ブロック図である。図１１に示すように、信号補正装置２００は、音源２１０、音源制御部２２０、インパルスレスポンス算出部２３０、補正式算出部２４０、記憶部２５０、音信号補正部２６０を有する。
【００６８】
音源２１０は、電気信号をスピーカー３０に出力して、スピーカー３０から音信号を出力させる装置である。音源制御部２２０は、音源２１０を制御して、各種の電気信号を音源２１０から出力させる。例えば、音源制御部２２０は、準備段階において、インパルス信号を出力させる。また、音源制御部２２０は、動作段階において、予め設定されていた電気信号を出力させる。また、音源制御部２２０は、音源２１０にホワイトノイズなどを出力させてもよい。
【００６９】
インパルスレスポンス算出部２３０は、マイク１０、２０ａ〜２０ｄが集音した音信号からインパルスレスポンスをそれぞれ算出する処理部である。インパルスレスポンス算出部２３０は、実施例１に示したインパルスレスポンス算出部１３０と同様にして、インパルスレスポンスを算出するものとする。
【００７０】
マイク１０の時間軸領域のインパルスレスポンスをｈｍ（ｔ）とする。マイク２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの時間軸領域のインパルスレスポンスをそれぞれ、ｈｅａ（ｔ）、ｈｅｂ（ｔ）、ｈｅｃ（ｔ）、ｈｅｄ（ｔ）とする。
【００７１】
インパルスレスポンス算出部２３０は、準備段階と動作段階で異なる処理を行う。インパルスレスポンス算出部２３０は、準備段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）、ｈｅａ（ｔ）、ｈｅｂ（ｔ）、ｈｅｃ（ｔ）、ｈｅｄ（ｔ）を、補正式算出部２４０に出力する。インパルスレスポンス算出部２３０は、動作段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）を音信号補正部２６０に順次出力する。説明の便宜上、動作段階のインパルスレスポンスをｈ’ｍ（ｔ）と表記する。
【００７２】
補正式算出部２４０は、準備段階において、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）、Ｈｅｍｂ（ｆ）、Ｈｅｍｃ（ｆ）、Ｈｅｍｄ（ｆ）を算出する処理部である。
【００７３】
補正式算出部２４０が、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を算出する処理について説明する。補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する。また、補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスｈｅａ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅａ（ｆ）を算出する。そして、補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスＨｅａ（ｆ）をインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）で除算することで、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を算出する。
【００７４】
補正式算出部２４０が、補正式Ｈｅｍｂ（ｆ）を算出する処理について説明する。補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスｈｅｂ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅｂ（ｆ）を算出する。そして、補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスＨｅｂ（ｆ）をインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）で除算することで、補正式Ｈｅｍｂ（ｆ）を算出する。
【００７５】
補正式算出部２４０が、補正式Ｈｅｍｃ（ｆ）を算出する処理について説明する。補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスｈｅｃ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅｃ（ｆ）を算出する。そして、補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスＨｅｃ（ｆ）をインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）で除算することで、補正式Ｈｅｍｃ（ｆ）を算出する。
【００７６】
補正式算出部２４０が、補正式Ｈｅｍｄ（ｆ）を算出する処理について説明する。補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスｈｅｄ（ｔ）に対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅｄ（ｆ）を算出する。そして、補正式算出部２４０は、インパルスレスポンスＨｅｄ（ｆ）をインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）で除算することで、補正式Ｈｅｍｄ（ｆ）を算出する。
【００７７】
補正式算出部２４０は、求めた各補正式Ｈｅｍａ（ｆ）、Ｈｅｍｂ（ｆ）、Ｈｅｍｃ（ｆ）、Ｈｅｍｄ（ｆ）を、補正式テーブル２５０ａに登録する。
【００７８】
図１２は、補正式テーブルのデータ構造の一例を示す図である。図１２に示すように、補正式テーブル２５０ａは、マイク識別情報、距離、補正式を有する。マイク識別情報は、マイクを識別する情報である。例えば、マイク識別情報は、２０ａ〜２０ｄは、図９、図１１に示すマイク２０ａ〜２０ｄに対応する。距離は、信号補正装置２００から各マイク２０ａ〜２０ｄまでの距離に対応するものであり、予め設定されているものとする。準備段階において、マイクを設定する設定者は、図１２に示す距離に対応するように、マイク２０ａ〜２０ｄを設置する。
【００７９】
補正式算出部２４０は、図１２に示すように、マイク識別情報２０ａ〜２０ｄの補正式にそれぞれ、Ｈｅｍａ（ｆ）〜Ｈｅｍｄ（ｆ）を設定する。
【００８０】
音信号補正部２６０は、音源２１０から出力される電気信号にフィルタを適用し、スピーカー３０から出力される音信号を補正する処理部である。音信号補正部２６０は、距離算出部２６０ａ、フィルタ係数設定部２６０ｂ、フィルタ２６０ｃを有する。
【００８１】
距離算出部２６０ａは、動作段階において、信号補正装置２００と聴取者１との間の距離を算出する処理部である。距離算出部２６０ａは、算出した距離の情報を、フィルタ係数設定部２６０ｂに出力する。
【００８２】
距離算出部２６０ａが、距離を算出する処理について説明する。図１３は、距離算出部の処理を説明するための図である。図１３の波形３０ａは、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）の波形である。波形３０ｂは、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）の波形である。波形３０ｃは、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）からインパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を減算した差分波形である。
【００８３】
距離算出部２６０ａは、準備段階におけるインパルスレスポンスｈｍ（ｔ）から動作段階におけるインパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を減算することで、差分波形を算出する。そして、距離算出部２６０ａは、差分波形３０ｃの振幅のピーク値を特定し、特定したピーク値から所定時間後に、振幅の大きさが閾値を超える部分を特定する。距離算出部２６０ａは、振幅の大きさが閾値を超える部分の時間から、ピーク値の時間を減算した時間に音速を乗算することで、距離を算出する。図１３に示す例では、振幅の大きさが閾値を超える部分は、３１となり、距離算出部２６０ａが求める時間は、時間間隔３２に相当する時間となる。
【００８４】
距離算出部２６０ａは、ピーク値から所定時間後に、振幅の大きさが閾値を超える部分が存在しない場合には、聴取者が存在しないと判定する。聴取者が存在しないと判定した場合には、距離算出部２６０ａは、聴取者が存在しない旨の情報を、フィルタ係数設定部２６０ｂに出力する。
【００８５】
距離算出部２６０ａは、準備段階において、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）の情報を、インパルスレスポンス算出部２３０から取得しておく。距離算出部２６０ａは、動作段階において、インパルスレスポンス算出部２３０から、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を順次取得して距離を算出し、算出結果をフィルタ係数設定部２６０ｂに出力する。
【００８６】
フィルタ係数設定部２６０ｂは、信号補正装置２００から聴取者までの距離に基づいて、補正式テーブル２５０ａから補正式を選択する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、選択した補正式を用いてフィルタ係数を算出し、フィルタ係数をフィルタ２６０ｃに適用する。
【００８７】
フィルタ係数設定部２６０ｂが、補正式を選択する処理について説明する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、信号補正装置２００から聴取者までの距離と、補正式テーブル２５０ａとを比較して、聴取者に最も近いマイクに対応する補正式を選択する。例えば、信号補正装置２００から聴取者までの距離が１０ｍの場合には、フィルタ係数設定部２６０ｂは、マイク２０ａの補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を選択する。
【００８８】
フィルタ係数設定部２６０ｂが、フィルタ係数を算出する処理について説明する。ここでは説明の便宜上、フィルタ係数設定部２６０ｂは、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）を選択した場合について説明する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を取得し、取得したインパルスレスポンスに対してＦＦＴを実行し、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）を算出する。
【００８９】
フィルタ係数設定部２６０ｂは、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）とインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）とを掛け合わせて、インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を算出する。インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）は、聴取者１の耳の位置での周波数軸領域のインパルスレスポンスに対応する。フィルタ係数設定部２６０ａは、インパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を求めた後に、実施例１と同様に式（４）により、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）を求める。
【００９０】
フィルタ係数設定部２６０ｂは、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）に逆ＦＦＴを実行し、時間軸領域のフィルタ係数ｈｆ（ｔ）を算出する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）をフィルタ２６０ｃに設定する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、動作段階において、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を取得する度に、フィルタ係数を算出し、フィルタ２６０ｃに適用する。
【００９１】
ところで、フィルタ係数設定部２６０ｂは、距離算出部２６０ａから、聴取者が存在しない旨の情報を取得した場合には、音源２１０からホワイトノイズを出力するように、音源制御部２２０に指示する。フィルタ係数設定部２６０ｂは、聴取者が存在しない間は、補正式を選択する処理およびフィルタ係数を算出する処理を停止する。
【００９２】
フィルタ２６０ｃは、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）により、音源２１０から出力される電気信号を補正するフィルタである。フィルタ２６０ｃは、例えば、ＦＩＲ（無限インパルス応答）フィルタに対応する。フィルタ２６０ｃは、補正した電気信号をスピーカー３０に出力する。
【００９３】
次に、本実施例２にかかる信号補正装置２００の処理手順を準備段階と動作段階に分けて説明する。まず、準備段階の処理について説明する。図１４は、本実施例２にかかる信号補正装置の準備段階の処理手順を示すフローチャートである。例えば、図１４に示す処理は、マイク１０、２０ａ〜２０ｄから音信号を取得したことを契機にして実行される。
【００９４】
図１４において、信号補正装置２００は、聴取者の耳の位置候補に置かれた各マイク２０ａ〜２０ｄから音信号を取得し、インパルスレスポンスｈｅａ（ｔ）〜ｈｅｄ（ｔ）を算出する（ステップＳ４０１ａ）。そして、信号補正装置２００は、インパルスレスポンスｈｅａ（ｔ）〜ｈｅｄ（ｔ）をＦＦＴすることで周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｅａ（ｆ）〜Ｈｅｄ（ｆ）を算出する（ステップＳ４０２ａ）。
【００９５】
一方、信号補正装置２００は、常設のマイク１０から音信号を取得し、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）を算出する（ステップＳ４０１ｂ）。信号補正装置２００は、インパルスレスポンスｈｍ（ｔ）をＦＦＴすることで、周波数軸領域のインパルスレスポンスＨｍ（ｆ）を算出する（ステップＳ４０２ｂ）。
【００９６】
信号補正装置２００は、補正式Ｈｅｍａ（ｆ）〜Ｈｅｍｄ（ｆ）を算出し（ステップＳ４０３）、補正式を記憶部２５０に記憶させる（ステップＳ４０４）。なお、図１４に示したステップＳ４０１ａ、４０２ａの処理と、ステップＳ４０１ｂ、４０２ｂの処理は、並列的に実行しても良いし、ステップＳ４０１ａ、４０２ａの処理を行った後に、ステップＳ４０１ｂ、４０２ｂの処理の処理を行ってもよい。または、ステップＳ４０１ｂ、４０２ｂの処理の処理を行った後に、ステップＳ４０１ａ、４０２ａの処理を行ってもよい。
【００９７】
次に、動作段階の処理について説明する。図１５は、本実施例２にかかる信号補正装置の動作段階の処理手順を示すフローチャートである。図１５に示す処理は、動作段階において、常設のマイク１０から音信号を取得したことを契機に実行される。
【００９８】
図１５において、信号補正装置２００は、常設のマイク１０から音信号を取得し、インパルスレスポンスｈ’ｍ（ｔ）を算出し（ステップＳ５０１）、聴取者が存在するか否かを判定する（ステップＳ５０２）。
【００９９】
信号補正装置２００は、聴取者が存在しない場合には（ステップＳ５０２，Ｎｏ）、例えばホワイトノイズを出力する（ステップＳ５０３）。なお、出力の例としてホワイトノイズを使用するのは周波数情報に欠けが無いためで、ある程度の時間を掛けて周波数情報を蓄積できるなら音楽データなどでも構わない。一方、信号補正装置２００は、聴取者が存在する場合には（ステップＳ５０２，Ｙｅｓ）計算したｈｆ（ｔ）を適用することで、音信号を補正する（ステップＳ５０９）。ステップＳ５０３に続いて、信号補正装置２００は、その場のインパルスレスポンスデータを更新しながらｈ’ｍ（ｔ）をＦＦＴして周波数軸領域のインパルスレスポンスＨ’ｍ（ｆ）を算出する（ステップＳ５０４）。
【０１００】
信号補正装置２００は、自装置と聴取者との距離に基づいて、補正式を選択する（ステップＳ５０５）。信号補正装置２００は、聴取者の耳の位置でのインパルスレスポンスＨ’ｅ（ｆ）を算出し（ステップＳ５０６）、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）を算出する（ステップＳ５０７）。
【０１０１】
信号補正装置２００は、フィルタ係数Ｈｆ（ｆ）に逆ＦＦＴを行い、時間軸領域のフィルタ係数ｈｆ（ｔ）を算出する（ステップＳ５０８）。信号補正装置２００は、フィルタ係数ｈｆ（ｔ）を音源に適用し、音信号を補正する（ステップＳ５０９）。
【０１０２】
次に、本実施例２にかかる信号補正装置２００の効果について説明する。信号補正装置２００は、準備段階で、設置位置の異なるマイク２０ａ〜２０ｄを用いて、位置毎に補正式を算出しておく。そして、信号補正装置２００は、動作段階で、聴取者までの距離に基づいて、補正式を選択して、フィルタ係数を求め、音信号を補正する。このため、マイクを聴取者の位置に設置しなくても、聴取者の立ち位置に合わせて、リアルタイムに聴取者が聞く音信号を補正式により得ることができるので、時々刻々と変化する音質の変化に応じて音を補正することができる。
【０１０３】
また、信号補正装置２００は、動作段階において、聴取者が存在しない場合には、フィルタ係数を算出する処理をやめ、ホワイトノイズを出力するので、不要な計算を無くし、処理負荷を軽減することができる。
【０１０４】
ところで、音信号補正部２６０は、信号補正装置２００から聴取者までの距離と、補正式テーブル２５０ａとを比較して、補正式を選択していたが、これに限定されるものではない。例えば、音信号補正部２６０は、補間により、補正式を求めてもよい。
【０１０５】
図１６は、信号補正部が補正式を求める処理を説明するための図である。例えば、図１６の横軸は、信号補正装置２００から聴取者までの距離に対応し、縦軸は、Ｈｅｍ（ｆ）の実数部、虚数部の大きさを示す。図１６の黒丸は実数部に対応し、白丸は虚数部に対応する。例えば、黒丸１ａ、白丸１ｂの組は、Ｈｅｍａ（ｆ）の実数部、虚数部に対応し、黒丸２ａ、白丸２ｂの組は、Ｈｅｍｂ（ｆ）の実数部、虚数部に対応する。また、黒丸３ａ、白丸３ｂの組は、Ｈｅｍｃ（ｆ）の実数部、虚数部に対応し、黒丸４ａ、白丸４ｂの組は、Ｈｅｍｄ（ｆ）の実数部、虚数部に対応する。また、黒丸５ａ、白丸５ｂの組は、他のマイクのＨｅｍ（ｆ）の実数部、虚数部に対応する。
【０１０６】
信号補正部２６０は、実数部の近似線６ａ、虚数部の近似線６ｂを求める。そして、信号補正部２６０は、この近似線６ａ、６ｂと、距離との交点を求め、補正式Ｈｅｍ（ｆ）を求めてもよい。例えば、距離を距離Ａとすると、信号補正部２６０は、実数部１Ａ、虚数部１Ｂとする補正式Ｈｅｍ（ｆ）を生成し、生成した補正式を用いてフィルタ係数を設定する。このように、信号補正部２６０が、距離に基づいて補正式を算出することで、想定した位置とは異なる位置に聴取者が存在していても、聴取者に対して最適な音信号となるように、音信号を補正することができる。
【０１０７】
なお、本実施例２にかかる信号補正装置２００は、距離の異なる複数のマイク２０ａ〜２０ｄを利用して、複数の補正式を算出していたがこれに限定されるものではない。例えば、信号補正装置２００は、高さの異なる複数のマイク２０ａ〜２０ｄを利用して、複数の補正式を算出し、最適な補正式を選択して、音信号を補正してもよい。高さの異なるマイク２０ａ〜２０ｄは、それぞれ、信号補正装置２００からの距離が異なるので、上記実施例２と同様の方法を用いて、最適な補正式を選択できる。
【０１０８】
ところで、上記の信号補正装置２００は、広い乗り物などにも同様に適用することができる。図１７は、信号補正装置のその他の適用例を示す図である。信号補正装置は、準備段階において、各乗客が座る位置４１〜４９にマイクを設置し、位置毎に、補正式を求めておく。そして、動作段階において、狙った乗客に対応する補正式を利用することで、かかる乗客に対して、クリアな音信号を伝えることができる。例えば、信号補正装置２００は、位置４５の乗客にクリアな音を伝える場合には、準備段階で求めておいた、位置４５の補正式を利用して、音信号を補正する。
【０１０９】
次に、インパルスレスポンスの時間変化について説明する。図１８は、インパルスレスポンスの時間変化の一例を示す図である。図１８において、横軸は時刻を示し、縦軸は、インパルスレスポンスの実数部の大きさを示す。線分５１〜５５は、それぞれ、周波数の異なるインパルスレスポンスである。図１８に示すように、インパルスレスポンスは、時間経過と共に変動しており、一定ではない。このため、本実施例のように、補正式を利用して、動的に聴取者の耳の位置に対する音の特性を求め、音信号を補正することで、時々刻々と変化する音の変化に対応することができる。また、動作時に、聴取者に耳もとに、マイクを設置しないので、聴取者の邪魔をすることもない。
【０１１０】
次に、上記実施例１、２に示した信号補正装置１００、２００と同様の機能を実現する信号補正プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図１９は、信号補正プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
【０１１１】
図１９に示すように、コンピュータ３００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ３０１と、ユーザからのデータの入力を受け付ける入力装置３０２と、ディスプレイ３０３を有する。また、コンピュータ３００は、記憶媒体からプログラム等を読取る読み取り装置３０４と、ネットワークを介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行うインターフェース装置３０５とを有する。また、コンピュータ３００は、スピーカー３０６と、マイク３０７ａ、３０７ｂを有する。マイク３０７ａは、聴取者から離れた位置に設置される常設のマイクである。マイク３０７ｂは、準備段階において、聴取者の耳の位置に設置されるマイクであり、動作段階においては撤去される。また、コンピュータ３００は、各種情報を一時記憶するＲＡＭ３０８と、ハードディスク装置３０９を有する。そして、各装置３０１〜３０９は、バス３１０に接続される。
【０１１２】
ハードディスク装置３０９は、補正式算出プログラム３０９ａ、音信号補正プログラム３０９ｂを記憶する。ＣＰＵ３０１は、補正式算出プログラム３０９ａ、音信号補正プログラム３０９ｂを読み出して、ＲＡＭ３０８に展開する。補正式算出プログラム３０９ａは、補正式算出プロセス３０８ａとして機能する。音信号補正プログラム３０９ｂは、音信号補正プロセス３０８ｂとして機能する。
【０１１３】
例えば、補正式算出プロセス３０８ａは、図３、図１１の補正式算出部１４０，２４０に対応する。音信号補正プログラム３０９ｂは、図３、図１１の音信号補正部１６０，２６０に対応する。例えば、補正式算出プロセス３０８ａは、準備段階において、補正式データ３０８ｃを生成する。そして、音信号補正プロセス３０８ｂは、動作段階において、補正式データ３０８ｃを用いて、スピーカー３０の音信号を補正する。
【０１１４】
なお、各プログラム３０９ａ，３０９ｂについては、必ずしも最初からハードディスク装置３０９に記憶させておかなくてもよい。例えば、コンピュータ３００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」に各プログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ３００がこれらから各プログラム３０９ａ，３０９ｂを読み出して実行するようにしてもよい。
【０１１５】
ところで、実施例１、２に示した記憶部１５０，２５０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）などの半導体メモリ素子、またはハードディスク、光ディスクなどの記憶装置に対応する。
【０１１６】
また、実施例１、２に示した各処理部１１０〜１４０，１６０，２１０〜２４０，２６０は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積装置に対応する。また、各処理部は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路に対応する。
【０１１７】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１１８】
（付記１）コンピュータに、
出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出し、
前記補正式を記憶装置に記憶させ、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、
前記第４音信号を前記出力部に出力させる
各処理を実行させることを特徴とする信号補正プログラム。
【０１１９】
（付記２）前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離毎に、前記補正式を算出して記憶装置に記憶し、前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離を基にして、記憶装置から補正式を選択することを特徴とする付記１に記載の信号補正プログラム。
【０１２０】
（付記３）前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離に対応する補正式を、前記記憶装置に記憶された各距離に対応する補正式を基にして生成し、生成した補正式を利用して、前記第２マイクが取得した第２音信号から前記第１マイクの第１音信号を算出することを特徴とする付記１または２に記載の信号補正プログラム。
【０１２１】
（付記４）前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクが取得した音信号に基づいて対象物が存在するか否かを判定し、対象物が存在する場合に、前記出力部から出力される音信号を補正することを特徴とする付記１、２または３に記載の信号補正プログラム。
【０１２２】
（付記５）出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出して、該補正式を記憶装置に記憶させる補正式算出部と、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、前記第４音信号を前記出力部に出力させる音信号補正部と
を有することを特徴とする信号補正装置。
【０１２３】
（付記６）前記補正式算出部は、前記第２マイクと対象物の位置との距離毎に、前記補正式を算出して記憶装置に記憶し、前記音信号補正部は、前記第２マイクと対象物の位置との距離を基にして、記憶装置から補正式を選択することを特徴とする付記５に記載の信号補正装置。
【０１２４】
（付記７）前記補正式算出部は、前記第２マイクと対象物の位置との距離に対応する補正式を、前記記憶装置に記憶された各距離に対応する補正式を基にして生成し、生成した補正式を利用して、前記第２マイクが取得した第２音信号から前記第１マイクの第１音信号を算出することを特徴とする付記５または６に記載の信号補正装置。
【０１２５】
（付記８）前記音信号補正部は、前記第２マイクが取得した音信号に基づいて対象物が存在するか否かを判定し、対象物が存在する場合に、前記出力部から出力される音信号を補正することを特徴とする付記５、６または７に記載の信号補正装置。
【０１２６】
（付記９）コンピュータが実行する信号補正方法であって、
出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出し、
前記補正式を記憶装置に記憶させ、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、
前記第４音信号を前記出力部に出力させる
各処理を実行させることを特徴とする信号補正方法。
【０１２７】
（付記１０）前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離毎に、前記補正式を算出して記憶装置に記憶し、前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離を基にして、記憶装置から補正式を選択することを特徴とする付記９に記載の信号補正方法。
【０１２８】
（付記１１）前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離に対応する補正式を、前記記憶装置に記憶された各距離に対応する補正式を基にして生成し、生成した補正式を利用して、前記第２マイクが取得した第２音信号から前記第１マイクの第１音信号を算出することを特徴とする付記９または１０に記載の信号補正方法。
【０１２９】
（付記１２）前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクが取得した音信号に基づいて対象物が存在するか否かを判定し、対象物が存在する場合に、前記出力部から出力される音信号を補正することを特徴とする付記９、１０または１１に記載の信号補正方法。
【符号の説明】
【０１３０】
１０，２０ マイク
３０ スピーカー
１００ 信号補正装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータに、
出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出し、
前記補正式を記憶装置に記憶させ、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、
前記第４音信号を前記出力部に出力させる
各処理を実行させることを特徴とする信号補正プログラム。
【請求項２】
前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離毎に、前記補正式を算出して記憶装置に記憶し、前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離を基にして、記憶装置から補正式を選択することを特徴とする請求項１に記載の信号補正プログラム。
【請求項３】
前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離に対応する補正式を、前記記憶装置に記憶された各距離に対応する補正式を基にして生成し、生成した補正式を利用して、前記第２マイクが取得した第２音信号から前記第１マイクの第１音信号を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の信号補正プログラム。
【請求項４】
前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクが取得した音信号に基づいて対象物が存在するか否かを判定し、対象物が存在する場合に、前記出力部から出力される音信号を補正することを特徴とする請求項１、２または３に記載の信号補正プログラム。
【請求項５】
出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出して、該補正式を記憶装置に記憶させる補正式算出部と、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、前記第４音信号を前記出力部に出力させる音信号補正部と
を有することを特徴とする信号補正装置。
【請求項６】
コンピュータが実行する信号補正方法であって、
出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出し、
前記補正式を記憶装置に記憶させ、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、
前記第４音信号を前記出力部に出力させる
各処理を実行させることを特徴とする信号補正方法。
【請求項１】
コンピュータに、
出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出し、
前記補正式を記憶装置に記憶させ、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、
前記第４音信号を前記出力部に出力させる
各処理を実行させることを特徴とする信号補正プログラム。
【請求項２】
前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離毎に、前記補正式を算出して記憶装置に記憶し、前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離を基にして、記憶装置から補正式を選択することを特徴とする請求項１に記載の信号補正プログラム。
【請求項３】
前記補正式を算出する処理は、前記第２マイクと対象物の位置との距離に対応する補正式を、前記記憶装置に記憶された各距離に対応する補正式を基にして生成し、生成した補正式を利用して、前記第２マイクが取得した第２音信号から前記第１マイクの第１音信号を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の信号補正プログラム。
【請求項４】
前記音信号を補正する処理は、前記第２マイクが取得した音信号に基づいて対象物が存在するか否かを判定し、対象物が存在する場合に、前記出力部から出力される音信号を補正することを特徴とする請求項１、２または３に記載の信号補正プログラム。
【請求項５】
出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出して、該補正式を記憶装置に記憶させる補正式算出部と、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、前記第４音信号を前記出力部に出力させる音信号補正部と
を有することを特徴とする信号補正装置。
【請求項６】
コンピュータが実行する信号補正方法であって、
出力部から出力された音信号を、該出力部とは異なる第一の位置に設置された第１マイクが取得した第１音信号と、前記第一の位置以外の第二の位置に設置された第２マイクが取得した第２音信号とを基にして、前記第１音信号と前記第２音信号との関係を示す補正式を算出し、
前記補正式を記憶装置に記憶させ、
前記出力部から新たに出力された音信号を前記第２マイクが取得した第３音信号と、前記記憶装置に記憶された前記補正式とに基づき、第４音信号を生成し、
前記第４音信号を前記出力部に出力させる
各処理を実行させることを特徴とする信号補正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−３０９８５（Ｐ２０１３−３０９８５Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５６６５（Ｐ２０１１−１６５６６５）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]