フィルタ係数決定装置
【課題】聴取位置における定在波の干渉を低減させるために、スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数を決定するフィルタ係数決定装置を提供すること。
【解決手段】前席側または後席側においてディップが発生する周波数帯域と位相差とに基づいて、フィルタ係数テーブル部６３で、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄのフィルタ係数を決定し、レベル判定部６２が、当該フィルタ係数に基づく前席側および後席側の位相差毎の信号レベルの変化量に基づいて、前席側の変化量あるいは後席側の変化量のいずれか一方が増減せず、いずれか他方の変化量が大きく増加する位相差の値を求める。そして、フィルタ係数テーブル部６３が求められた位相差に基づいて、メイン補正フィルタ部のフィルタ係数を決定する。
【解決手段】前席側または後席側においてディップが発生する周波数帯域と位相差とに基づいて、フィルタ係数テーブル部６３で、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄのフィルタ係数を決定し、レベル判定部６２が、当該フィルタ係数に基づく前席側および後席側の位相差毎の信号レベルの変化量に基づいて、前席側の変化量あるいは後席側の変化量のいずれか一方が増減せず、いずれか他方の変化量が大きく増加する位相差の値を求める。そして、フィルタ係数テーブル部６３が求められた位相差に基づいて、メイン補正フィルタ部のフィルタ係数を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルタ係数決定装置に関し、より詳細には、車室内におけるディップなどの発生を抑制するためにスピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数を決定するフィルタ係数決定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車室内にカーオーディオシステムを設置して、運転中などに音楽を楽しむユーザが増えている。特に車室内は、閉じられた空間であるため、音響調整を行うことによりユーザに最適な音場環境を構築することが可能である。このような最適な音場環境を構築するために、車室に応じて、車室内（リスニング環境）の音場の周波数特性を調整する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この方法では、車室内の聴取位置にマイクロホンを設置し、スピーカとマイクロホンとの間の周波数特性の測定を行った後に、目標応答曲線の許容範囲内に入るように、フィルタの周波数、振幅および帯域を自動的に最適化して、周波数特性の補正を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００―１５２３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車室内のスピーカから出力されるオーディオ信号は、窓ガラスなどの反射によって、定在波によるディップが発生するという問題があった。特に、複数のスピーカからボーカル音などのモノラル信号が出力される場合には、スピーカ間の干渉も付加されてしまい、定在波のディップが増加するという特徴があった。
【０００６】
ディップの発生に対して、従来技術のように周波数補正として増幅を行うことによって、ある程度の改善を図ることは可能であるが、アンプやスピーカのノイズと歪みとが増加すると共に、カーオーディオシステムにおける消費電力が増加してしまうという問題があった。
【０００７】
このため、スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うことによってスピーカ間の干渉を低減させることが求められている。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、聴取位置における定在波の干渉を低減させるために、スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数を決定するフィルタ係数決定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るフィルタ係数決定装置は、前後に座席が配置された車室内の前席側に設置された前席スピーカと、後席側に設置された後席スピーカと、前記車室内の前席位置に設置された前席測定マイクロホンと、後席位置に設置された後席測定マイクロホンと、前記前席スピーカより出力された信号を前記前席測定マイクロホンおよび前記後席測定マイクロホンで測定すると共に、前記後席スピーカより出力された信号を前記前席測定マイクロホンおよび前記後席測定マイクロホンで測定することにより、各スピーカから各測定マイクロホンまでのそれぞれの組み合わせに対応したインパルス応答を測定するインパルス応答測定手段と、互いに直交した異なるＭ系列符合信号を出力することが可能な測定信号再生手段と、前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した他のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの直交したＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第１信号を生成する第１信号合成手段と、前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれのＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた第２信号を生成する第２信号合成手段と、前記第２信号から前記第１信号を減算した信号の周波数特性において、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めるとともに、当該最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を前席側定在波周波数として求める前席側定在波周波数検出手段と、前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した他のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの直交したＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第３信号を生成する第３信号合成手段と、前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれのＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた第４信号を生成する第４信号合成手段と、前記第４信号から前記第３信号を減算した信号の周波数特性において、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めるとともに、当該最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を後席側定在波周波数として求める後席側定在波周波数検出手段と、前記前席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数と、前記後席側定在波周波数に対する前記前席側定在波周波数の位相差の値とに基づいて決定される前席側フィルタ係数と、前記後席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数と、前記位相差の値とに基づいて決定される後席側フィルタ係数とが、様々な前記上限周波数、様々な前記下限周波数、および様々な前記位相差の値の組み合わせに基づいて前記車室内の音響特性に応じて予め算出されたフィルタ係数テーブルを備えるフィルタ係数テーブル手段と、前記測定信号再生手段より出力される前記一のＭ系列符合信号に対して前記前席側フィルタ係数に基づいてフィルタ処理を行う前席側フィルタ処理手段と、前記測定信号再生手段より出力される前記一のＭ系列符合信号に対して前記後席側フィルタ係数に基づいてフィルタ処理を行う後席側フィルタ処理手段と、前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記前席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記前席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの前記一のＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第５信号を生成する第５信号合成手段と、前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記後席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記後席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの前記一のＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第６信号を生成する第６信号合成手段と、前記第５信号から前記第２信号を減算して前記前席側の差分信号を求めるとともに、前記第６信号から前記第４信号を減算して前記後席側の差分信号を求めて、前記前席側の差分信号における信号レベルの増減変化と前記後席側の差分信号における信号レベルの増減変化量を、前記フィルタ係数テーブル手段において設定された位相差の値に対応づけて検出することにより、前記前席側の信号レベルの増減変化量あるいは前記後席側の信号レベルの増減変化量のいずれか一方の増減変化量が増減せず、いずれか他方の増減変化量が大きく増加する位相差の値を求める位相差検出手段とを有し、前記フィルタ係数テーブル手段は、前記位相差検出手段において検出された位相差の値と、前記前席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数とに基づいて前記フィルタ係数テーブルより求められる前席側フィルタ係数を、前記前席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数と決定し、前記位相差検出手段において検出された位相差の値と、前記後席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数とに基づいて前記フィルタ係数テーブルより求められる後席側フィルタ係数を、前記後席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数と決定することを特徴とする。
【００１０】
また、上述したフィルタ係数決定装置において、前記前席側定在波周波数を求めるために設定される所定の信号レベル、および前記後席側定在波周波数を求めるために設定される所定の信号レベルは、−６ｄＢであることが望ましい。
【００１１】
一般に、車室内に設置されるスピーカから出力されるオーディオ信号は、窓ガラスなどに反射されることから、いずれかの聴取位置において、定在波によるディップが発生するおそれがあった。特に、複数のスピーカからボーカル音などのモノラル信号が出力される場合には、スピーカ間の干渉も付加されてしまい、定在波のディップが増加するという特徴があった。このような、定在波によるディップの低減を図るために、スピーカ間の干渉を低減させることが求められている。このため、本発明に係るフィルタ係数決定装置では、各スピーカから出力されるオーディオ信号に対して予めフィルタ処理を行うことにより、聴取位置における定在波の干渉を低減させることが可能なフィルタ係数を決定することを目的としている。
【００１２】
本発明に係るフィルタ係数決定装置では、まず、各スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答と、各スピーカから後席測定マイクロホンまでのインパルス応答を求める。そして、本発明に係るフィルタ係数決定装置では、第１信号合成手段が、前席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて、互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、後席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて、互いに直交した他のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの直交したＭ系列符合信号を合成して第１信号を生成する。
【００１３】
この第１信号は、それぞれが互いに直交したＭ系列符号信号に基づいて畳み込み積分された合成信号であることから、スピーカ間で共通する信号（モノラル成分の信号）が存在しない。このため、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない信号となる。
【００１４】
また、この第１信号は、それぞれのスピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分された合成信号であるから、前席測定マイクロホンの設置位置（前席位置）において前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない信号となる。
【００１５】
さらに、本発明に係るフィルタ係数決定装置では、第２信号合成手段が、前席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて、互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、後席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれのＭ系列符合信号を合成して第２信号を生成する。
【００１６】
この第２信号は、同一のＭ系列符号信号（ともに一のＭ系列符号信号）に基づいて畳み込み積分された合成信号であることから、スピーカ間で共通する信号（モノラル成分の信号）が存在することになる。このため、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号となる。
【００１７】
また、この第２信号は、それぞれのスピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分された合成信号であるから、前席測定マイクロホンの設置位置（前席位置）において前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号となる。
【００１８】
そして、前席側定在波周波数検出手段において、第２信号から第１信号を減算することにより、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号から前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない信号が減算される。この減算処理により算出された信号は、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響のみが示された信号となり、前席測定マイクロホンの設置位置におけるスピーカ間の干渉の影響を周波数特性より求めることが可能となる。
【００１９】
前席側定在波周波数検出手段が、前席測定マイクロホンの設置位置において前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響のみが示される信号の周波数特性から、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めることにより、ディップの発生する周波数を容易に求めることが可能となる。
【００２０】
さらに、最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を前席側定在波周波数として求めることにより、ディップの発生する周波数範囲を特定することが可能となる。この所定の信号レベルは、位相制御により聴感上の効果が明確に感じられる値（人間が明らかに音が変わると判断できるレベル）が設定される。特に、一般的に振幅で半分となる−６ｄＢに設定することが好ましい。
【００２１】
また、後席測定マイクロホンの設置位置においても、同様に、後席側定在波周波数検出手段において、第４信号から第３信号を減算することにより、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号から前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない信号が減算される。この減算処理により算出された信号は、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響のみが示された信号となり、後席測定マイクロホンの設置位置におけるスピーカ間の干渉の影響を周波数特性より求めることが可能となる。
【００２２】
後席測定マイクロホンの設置位置においても、後席側定在波周波数検出手段が、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響のみが示される信号の周波数特性から、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めることにより、ディップの発生する周波数を容易に求めることが可能となる。
【００２３】
さらに、最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を後席側定在波周波数として求めることにより、ディップの発生する周波数範囲を特定することが可能となる。
【００２４】
このように、前席測定マイクロホンの設置位置におけるディップの発生周波数およびその周波数範囲（前席側定在波周波数）と、後席測定マイクロホンの設置位置におけるディップの発生周波数およびその周波数範囲（後席側定在波周波数）とを求めることにより、フィルタ処理によりディップの低減を図るために必要となる周波数帯域および信号レベルを求めることが可能となる。
【００２５】
続いて、本発明に係るフィルタ係数決定装置では、第５信号合成手段が、前席側定在波周波数の上限周波数および下限周波数と後席側定在波周波数に対する前席側定在波周波数の位相差の値とに基づいてフィルタ係数テーブル手段により決定された前席側フィルタ係数を用いてフィルタ処理された一のＭ系列符合信号を、前席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分を行うと共に、前席側フィルタ係数を用いてフィルタ処理された一のＭ系列符合信号を、後席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの一のＭ系列符合信号を合成して、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第５信号を生成する。
【００２６】
この第５信号は、同一のＭ系列符号信号（ともに一のＭ系列符号信号）に基づいて畳み込み積分された合成信号であり、同一のＭ系列符号信号によって畳み込み積分された信号であることから、スピーカ間で共通する信号（モノラル成分の信号）が存在することになる。ただし、第５信号における一のＭ系列符合信号は、前席側フィルタ係数を用いてフィルタ処理された信号であるため、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響がフィルタ処理によりどの程度低減しているかを判断することが可能となる。
【００２７】
また、この第５信号は、それぞれのスピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分された合成信号であるから、前席測定マイクロホンの設置位置（前席位置）における、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響を、前席側フィルタ係数を用いたフィルタ処理により判断することが可能な信号となる。
【００２８】
一方で、第２信号は、上述したように、同一のＭ系列符号信号（ともに一のＭ系列符号信号）に基づいて畳み込み積分された合成信号であることから、スピーカ間で共通する信号（モノラル成分の信号）が存在することになる。このため、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号となる。
【００２９】
また、第２信号は、それぞれのスピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分された合成信号であるから、前席測定マイクロホンの設置位置（前席位置）において前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号となる。
【００３０】
従って、位相差検出手段が第５信号から第２信号を減算して前席側の差分信号を求めることにより、フィルタ処理によりディップの低減が図られていない場合には差分信号の信号レベルに差が生ずることがなく、フィルタ処理によりディップの低減が図られている場合には差分信号の信号レベルに差が生ずることになる。
【００３１】
一方で、ディップの影響はユーザの聴取位置毎に異なる。このため、同様にして、位相差検出手段が、後席測定マイクロホンの設置位置（後席位置）において、後席側フィルタ係数を用いてフィルタ処理された第６信号から、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれる第４信号を減算して後席側の差分信号を求める。この差分信号の信号レベルに差が生じていない場合には、フィルタ処理によりディップの低減が図られていないと判断でき、差分信号の信号レベルに差が生ずる場合には、フィルタ処理によりディップの低減が図られていると判断することが可能となる。
【００３２】
また、ディップの影響はスピーカ間の干渉により顕著となるため、スピーカ間の干渉を低減するために、位相差検出手段が、前席側の差分信号の信号レベルの増減変化量あるいは後席側の差分信号の信号レベルの増減変化量のいずれか一方の増減変化量が増減せず（つまり安定した値を維持する状態を示し）、いずれか他方の増減変化量が大きく増加する位相差の値を求める。
【００３３】
このように一方の増減変化量が少なく、他方の増減変化量が大きい位相差の値を求め、フィルタ係数テーブル手段が、この位相差の値と、前席側定在波周波数の上限周波数および下限周波数とに基づいてフィルタ係数テーブルより求められる前席側フィルタ係数を、前席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理するためのフィルタ係数と決定し、位相差の値と、後席側定在波周波数の上限周波数および下限周波数とに基づいてフィルタ係数テーブルより求められる後席側フィルタ係数を、後席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理するためのフィルタ係数と決定する。このようにして決定されたフィルタ係数を用いて各スピーカより出力されるオーディオ信号にフィルタ処理を行うことによって、スピーカ間の干渉の低減を効果的に図ることができ、ディップの発生を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係るフィルタ係数決定装置によれば、車室内の前席位置と後席位置とのいずれかを基準としてスピーカより出力されるオーディオ信号の位相制御を行うことによりスピーカ間の干渉を低減させることが可能となり、ディップの発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態に係る定在波測定装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】車室内に設置される４つのスピーカの設置位置と、４つの測定マイクロホンの設置位置とを示した概略図である。
【図３】実施の形態に係るデータ記録部に記録されたインパルス応答の一例であって、測定マイクロホンＦＬＭにおけるスピーカＦＬとの間のインパルス応答Ｃ１と、測定マイクロホンＦＲＭにおけるスピーカＦＬとの間のインパルス応答Ｃ５と、測定マイクロホンＲＬＭにおけるスピーカＦＬとの間のインパルス応答Ｃ９と、測定マイクロホンＲＲＭにおけるスピーカＦＬとの間のインパルス応答Ｃ１３とが示されている。
【図４】実施の形態に係る定在波制御装置の概略構成を示したブロック図である。
【図５】実施の形態に係る定在波検出部の概略構成を示している。
【図６】左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニットと、測定信号再生部と、定在波判定部との概略構成を示したブロック図である。
【図７】実施の形態に係る定在波制御装置において、同一のＭ系列符号と直交のＭ系列符号を測定信号として測定信号再生部から出力し、各測定マイクロホンに対応する各定在波検出ユニットにおいて畳み込み積分等された同一のＭ系列符号の信号と直交するＭ系列符号の信号との周波数特性を、各測定マイクロホン毎に示した図である。
【図８】図７に示した同一のＭ系列符号の信号から直交するＭ系列符号の信号を減算した場合の周波数特性の差分値を示した図である。
【図９】（ａ）は、前席側の平均化処理を行った後の周波数特性を示し、（ｂ）は後席側の平均化処理を行った後の周波数特性を示している。
【図１０】実施の形態に係るフィルタ係数計算部の概略構成を示したブロック図である。
【図１１】左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニットと、測定信号再生部と、レベル判定部と、フィルタ係数テーブル部と、第１サブ補正フィルタ部〜第４サブ補正フィルタ部との概略構成を示したブロック図である。
【図１２】実施の形態に係るフィルタ係数テーブルを示した図である。
【図１３】実施の形態に係る第１サブ補正フィルタ部〜第４サブ補正フィルタ部の内部構造を示したブロック図である。
【図１４】前席側の差分信号の信号レベルの増減量（増減変化量）と、後席側の差分信号の信号レベルの増減量（増減変化量）との値を示したグラフである。
【図１５】位相差を−９０度とした場合のオールパスフィルタの位相特性を示した図であって、前席側と後席側とのそれぞれの位相特性（位相の値）を示した図である。
【図１６】位相差を−９０度とした場合のオールパスフィルタの位相特性を示した図であって、後席側の位相特性から前席側の位相特性を差し引いた場合の位相の値を示した図である。
【図１７】第１サブ補正フィルタ部〜第４サブ補正フィルタ部においてフィルタ処理が行われる信号が対数平均化処理部により平均化処理された後の周波数特性であって、下限周波数を８０Ｈｚ、上限周波数を１４０Ｈｚ、位相差を−１８０度に設定した場合のフィルタ係数を用いて実際に第１サブ補正フィルタ部〜第４サブ補正フィルタ部により位相制御が行われた場合と、行われなかった場合における周波数特性を、各測定マイクロホンの設置位置に対応する定在波検出ユニット（測定マイクロホンＦＬＭ、ＦＲＭ，ＲＬＭ，ＲＲＭ）毎に示した図である。
【図１８】図１７に示した図に関して、実施の形態に係るフィルタ係数テーブルにおいて、下限周波数を８０Ｈｚ、上限周波数を１４０Ｈｚ、位相差を−１８０度に設定した場合のフィルタ係数を用いた場合の信号の周波数特性を、各測定マイクロホンの設置位置に対応する定在波検出ユニット（測定マイクロホンＦＬＭ、ＦＲＭ，ＲＬＭ，ＲＲＭ）毎に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係るフィルタ係数決定装置について、その一例である定在波制御装置を示して、図面を用いて詳細に説明する。まず、車室内のインパルス応答（音響特性）を測定するための定在波測定装置について説明を行い、その後に、測定されたインパルス応答を用いて、車室内におけるディップの発生を抑制するためのフィルタ係数を算出する定在波制御装置について説明する。
【００３７】
［定在波測定装置］
図１は定在波測定装置の概略構成を示したブロック図である。定在波測定装置１０は、測定信号再生部（測定信号再生手段）１１と、スピーカ選択部１２と、アンプ部１３と、４つ（４チャンネル）のスピーカ（スピーカＦＬ、スピーカＦＲ、スピーカＲＬ、スピーカＲＲ）１４と、４座席分の測定マイクロホン（測定マイクロホンＦＬＭ、測定マイクロホンＦＲＭ、測定マイクロホンＲＬＭ、測定マイクロホンＲＲＭ）１５と、測定部（インパルス応答測定手段）１６と、データ記録部１７とを有している。
【００３８】
測定信号再生部１１は、測定信号としてＭ系列符号（Ｍ系列符合信号）を再生する役割を有している。測定信号再生部１１は、互いに直交する４種類のＭ系列符号（Ｍ１〜Ｍ４）を測定信号として出力することが可能となっている。なお、同一のＭ系列符号は、例えば、複数のスピーカからボーカル等のモノラル音声が再生される場合に相当する出力信号であり、直交するＭ系列符号は、例えば、ステレオ信号に該当する出力信号であって、スピーカ間における干渉が生じない信号である。
【００３９】
スピーカ選択部１２は、測定信号再生部１１より入力された測定信号をいずれのスピーカ１４（スピーカＦＬ、スピーカＦＲ、スピーカＲＬ、スピーカＲＲ）から出力させるかを選択する役割を有している。
【００４０】
アンプ部１３は、スピーカ選択部１２により選択されたスピーカに対して出力される測定信号の増幅を行う。そして、スピーカ選択部１２において選択されたスピーカ１４では、アンプ部１３において増幅された測定音の出力を行う。
【００４１】
図２は、車室内に設置される４つのスピーカ１４（スピーカＦＬ、スピーカＦＲ、スピーカＲＬ、スピーカＲＲ）の設置位置と、測定マイクロホン１５（測定マイクロホンＦＬＭ、測定マイクロホンＦＲＭ、測定マイクロホンＲＬＭ、測定マイクロホンＲＲＭ）の設置位置とを示した概略図である。
【００４２】
図２に示すように、スピーカＦＬは、車室の左側前席（助手席側）の例えばドアあるいＡピラー部分などに設置され、スピーカＦＲは、右側前席（運転席側）の例えばドア部分あるいはＡピラー部分などに設置され、スピーカＲＬは、左側後席の例えばドア部分などに設置され、スピーカＲＲは、右側後席の例えばドア部分などに設置される。なお、スピーカＦＬおよびスピーカＦＲは、本発明に係る前席スピーカに該当し、スピーカＲＬおよびスピーカＲＲは、本発明に係る後席スピーカに該当する。
【００４３】
測定マイクロホン１５（測定マイクロホンＦＬＭ、測定マイクロホンＦＲＭ、測定マイクロホンＲＬＭ、測定マイクロホンＲＲＭ）は、スピーカ１４より出力された測定音を測定する役割を有している。図２に示すように、本実施の形態に係る定在波測定装置１０では、測定マイクロホンＦＬＭが左側前席位置（助手席位置）に設置され、測定マイクロホンＦＲＭが右側前席位置（運転席位置）に設置され、測定マイクロホンＲＬＭが左側後席位置に設置され、測定マイクロホンＲＲＭが右側後席位置に設置される。なお、測定マイクロホンＦＬＭおよび測定マイクロホンＦＲＭは、本発明に係る前席測定マイクロホンに該当し、測定マイクロホンＲＬＭおよび測定マイクロホンＲＲＭは、本発明に係る後席測定マイクロホンに該当する。
【００４４】
各座席位置に測定マイクロホン１５が設置されることから、各測定マイクロホン１５において測定音を測定することにより、各測定マイクロホン１５の設置位置（測定マイクロホンＦＬＭは助手席、測定マイクロホンＦＲＭは運転席、測定マイクロホンＲＬＭは左側後席、測定マイクロホンＲＲＭは右側後席の位置）にユーザが着座した状態における各座席の音響特性を備えた測定音を測定することが可能となる。
【００４５】
測定部１６は、各測定マイクロホン１５を通してスピーカ１４から出力された測定信号を取得し、測定信号再生部１１より出力された測定信号をそれぞれのリファレンス信号として相関演算処理を行う。そして、測定部１６は、この相関演算処理により各測定マイクロホン１５と各スピーカ１４との間のインパルス応答の算出を行って、インパルス応答データとしてデータ記録部１７に記録させる。
【００４６】
データ記録部１７は、測定部１６により算出された各測定マイクロホン１５と各スピーカ１４との間のインパルス応答を記録する役割を有している。データ記録部１７に記録されるデータは、スピーカ１４の設置数（４個）×測定マイクロホン１５の設置数（４個）により、１６通りの組み合わせのインパルス応答により構成される。
【００４７】
具体的に、本実施の形態に係る定在波測定装置１０には、スピーカＦＬと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１と、スピーカＦＲと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ２と、スピーカＲＬと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ３と、スピーカＲＲと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ４とが記録される。
【００４８】
また、定在波測定装置１０には、スピーカＦＬと測定マイクロホンＦＲＭとの間のインパルス応答Ｃ５と、スピーカＦＲと測定マイクロホンＦＲＭとの間のインパルス応答Ｃ６と、スピーカＲＬと測定マイクロホンＦＲＭとの間のインパルス応答Ｃ７と、スピーカＲＲと測定マイクロホンＦＲＭとの間のインパルス応答Ｃ８とが記録される。
【００４９】
さらに、定在波測定装置１０には、スピーカＦＬと測定マイクロホンＲＬＭとの間のインパルス応答Ｃ９と、スピーカＦＲと測定マイクロホンＲＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１０と、スピーカＲＬと測定マイクロホンＲＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１１と、スピーカＲＲと測定マイクロホンＲＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１２とが記録される。
【００５０】
また、定在波測定装置１０には、スピーカＦＬと測定マイクロホンＲＲＭとの間のインパルス応答Ｃ１３と、スピーカＦＲと測定マイクロホンＲＲＭとの間のインパルス応答Ｃ１４と、スピーカＲＬと測定マイクロホンＲＲＭとの間のインパルス応答Ｃ１５と、スピーカＲＲと測定マイクロホンＲＲＭとの間のインパルス応答Ｃ１６とが記録される。
【００５１】
図３には、データ記録部１７に記録されたインパルス応答（インパルス応答データ）の一例であって、スピーカＦＬと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１と、スピーカＦＬと測定マイクロホンＦＲＭとの間のインパルス応答Ｃ５と、スピーカＦＬと測定マイクロホンＲＬＭとの間のインパルス応答Ｃ９と、スピーカＦＬと測定マイクロホンＲＲＭとの間のインパルス応答Ｃ１３とが示されている。
【００５２】
［定在波制御装置］
次に、定在波制御装置について説明する。定在波制御装置は、定在波測定装置１０によって測定された各インパルス応答Ｃ１〜Ｃ１６を利用して、座席毎に生じ得るディップの低減を図る役割を有している。
【００５３】
図４は、定在波制御装置の概略構成を示したブロック図である。定在波制御装置２０は、定在波検出部２１と、フィルタ係数計算部２２と、メイン補正フィルタ部２３と、アンプ部１３と、スピーカ１４とを有している。なお、定在波制御装置２０において、アンプ部１３およびスピーカ１４は、定在波測定装置１０において既に説明したため、ここでの詳細な説明を省略する。
【００５４】
さらに、定在波検出部２１には、データ記録部１７と、測定信号再生部１１とが接続されている。データ記録部１７には、上述したように定在波測定装置１０において測定された各インパルス応答Ｃ１〜Ｃ１６が記録されており、定在波検出部２１では、データ記録部１７よりインパルス応答Ｃ１〜Ｃ１６を読み出して利用することが可能となっている。
【００５５】
図４において、測定信号再生部１１、定在波検出部２１、フィルタ係数計算部２２、データ記録部１７は、メイン補正フィルタ部２３に設けられる第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄのフィルタ係数を決定する役割を有している。この点で、測定信号再生部１１、定在波検出部２１、フィルタ係数計算部２２は、本発明に係るフィルタ係数決定装置に該当する。メイン補正フィルタ部２３は、図示を省略した音源により出力されるオーディオ信号に対して、フィルタ係数計算部２２において決定されたフィルタ係数を用いたフィルタ処理を行い、その後にアンプ部１３で信号レベルの増幅を行って、スピーカ１４から出力する。
【００５６】
図５は、定在波検出部２１の概略構成を示している。定在波検出部２１は、４つの定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄと１つの定在波判定部３２とを有している。４つの定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄは、それぞれ、４つの測定マイクロホン１５（測定マイクロホンＦＬＭ、測定マイクロホンＦＲＭ、測定マイクロホンＲＬＭ、測定マイクロホンＲＲＭ）に対応するようにして設けられている。図５においては、左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ａと、右側前席（運転席）に設置される測定マイクロホンＦＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｂと、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ｃと、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｄとの４つの定在波検出ユニット３１が示されている。
【００５７】
定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄには、測定信号再生部１１により出力される４種類の測定信号が入力されている。具体的には、測定信号として、それぞれが直交しているＭ系列符号Ｍ１〜Ｍ４が入力される。また、それぞれの定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄより出力される信号（差分信号）は、定在波判定部３２に入力される構成となっている。
【００５８】
図６は、左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ａと、測定信号再生部１１と、定在波判定部３２との概略構成を示し、定在波検出ユニット３１ｂ〜３１ｄの記載を省略したブロック図を示している。なお、図６においては、定在波検出ユニット３１ａのブロック図のみを代表例として示すが、右側前席（運転席）に設置される測定マイクロホンＦＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｂと、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ｃと、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｄも同様の機能ブロックにより構成されている。以下、説明の便宜上、図５に示した定在波検出ユニット３１ａについて説明を行う。
【００５９】
定在波検出ユニット３１ａは、図６に示すように、測定マイクロホンＦＬＭと各スピーカ１４（スピーカＦＬ,ＦＲ,ＲＬ,ＲＲ）との間のインパルス応答に対応する４つのインパルス応答部が２組（インパルス応答部４１〜４４とインパルス応答部４５〜４８との組からなる合計８個のインパルス応答部）と、２つの加算部５１ａ，５１ｂと、２つの周波数変換部５２ａ,５２ｂと、２つの対数平均化処理部５３ａ,５３ｂと、差分算出部５４とを有している。
【００６０】
測定マイクロホンＦＬＭと４つのスピーカ１４との間のインパルス応答は、定在波測定装置１０において既に検出されており、定在波検出ユニット３１ａに設置される２組のインパルス応答部（合計８個のインパルス応答部）は、該当する測定マイクロホン１５と４つのスピーカ１４との間のインパルス応答を、測定信号（Ｍ系列符号）に畳み込み積分する役割を有している。
【００６１】
具体的に、定在波検出ユニット３１ａには、スピーカＦＬと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１を用いて畳み込み積分を行うインパルス応答部４１、４５と、スピーカＦＲと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ２を用いて畳み込み積分を行うインパルス応答部４２、４６と、スピーカＲＬと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ３を用いて畳み込み積分を行うインパルス応答部４３、４７と、スピーカＲＲと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ４を用いて畳み込み積分を行うインパルス応答部４４、４８とが設けられている。
【００６２】
定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄでは、２組設置されるインパルス応答部（インパルス応答部４１〜４４とインパルス応答部４５〜４８との２組）のうち、一方の組（１組目）のそれぞれのインパルス応答部（インパルス応答部４１〜４４）にＭ系列符号Ｍ１〜Ｍ４がそれぞれ入力され、他方の組（２組目）のそれぞれのインパルス応答部（インパルス応答部４５〜４８）にはＭ系列符合Ｍ４がそれぞれ入力される。
【００６３】
また、各インパルス応答部４１〜４８おけるインパルス応答の値は、データ記録部１７より読み出されたそれぞれのインパルス応答部４１〜４８に対応するインパルス応答のデータＣ１〜Ｃ４が設定される。
【００６４】
インパルス応答部４１〜４８は、それぞれのＭ系列符号Ｍ１〜Ｍ４の測定信号にそれぞれのインパルス応答を用いて畳み込み積分を行い、加算部５１ａ、５１ｂは、畳み込み積分された測定信号を合成し、合成された測定信号（第１信号、第２信号）は、周波数変換部５２ａ、５２ｂに入力される。
【００６５】
ここで、Ｍ系列符合Ｍ１〜Ｍ４はそれぞれ直交しているので、インパルス応答部４１〜４４にそれぞれのＭ系列符合Ｍ１〜Ｍ４が入力されると、いわゆるステレオ信号に該当する信号が入力されて畳み込み積分が行われた場合に該当する。一方で、インパルス応答部４５〜４８のそれぞれに、同一の測定信号であるＭ系列符合Ｍ４が入力される場合には、それぞれの信号が共通するため、いわゆるモノラル信号に該当する信号が入力されて畳み込み積分が行われた場合に該当する。
【００６６】
なお、定在波検出ユニット３１ａおよび定在波検出ユニット３１ｂにおけるインパルス応答部４１〜４４および加算部５１ａは、本発明に係る第１信号合成手段に該当し、定在波検出ユニット３１ａおよび定在波検出ユニット３１ｂにおけるインパルス応答部４５〜４８および加算部５１ｂは、本発明に係る第２信号合成手段に該当する。
【００６７】
周波数変換部５２ａ、５２ｂは、加算部５１ａ、５１ｂにおいて合成された測定信号を、フーリエ変換により周波数領域に変換する役割を有している。対数平均化処理部５３ａ、５３ｂは、周波数変換部５２ａ、５２ｂにおいて変換された測定信号を、周波数が高くなるに従って平均化数の増加を行うことにより、周波数領域での対数的なスムージング処理を行い、リニア信号をデシベル信号に変換する役割を有している。
【００６８】
差分算出部５４は、それぞれの対数平均化処理部５３ａ、５３ｂにおいてデシベル信号に変換された各信号を、デシベルの周波数領域おいて、同一Ｍ系列符号側から直交Ｍ系列符号側を減算する処理を行う役割を有している。
【００６９】
なお、インパルス応答部、加算部、周波数変換部、対数平均化処理部、差分算出部の処理は、図５に示した定在波検出ユニット３１ａだけでなく、運転席に設置される測定マイクロホンＦＲＭの定在波検出ユニット３１ｂ、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭの定在波検出ユニット３１ｃ、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭの定在波検出ユニット３１ｄも同様に行われる。このため、後席側に設置される測定マイクロホンＲＬＭ、ＲＲＭの定在波検出ユニット３１ｃ、３１ｄにおいても、インパルス応答部４１〜４８で、それぞれのＭ系列符号Ｍ１〜Ｍ４の測定信号にそれぞれのインパルス応答を用いて畳み込み積分が行われ、それぞれの加算部５１ａ、５１ｂにおいて、畳み込み積分された測定信号が合成される。合成された測定信号が本発明の第３信号、第４信号に該当する。
【００７０】
また、定在波検出ユニット３１ｃおよび定在波検出ユニット３１ｄのインパルス応答部４１〜４５および加算部５１ａは、本発明に係る第３信号合成手段に該当し、定在波検出ユニット３１ｃおよび定在波検出ユニット３１ｄのインパルス応答部４４〜４８および加算部５１ｂは、本発明に係る第４信号合成手段に該当する。
【００７１】
図７には、実際に車室内で測定マイクロホン１５の設置位置ごとにインパルス応答を求め、定在波制御装置２０において、同一のＭ系列符号と直交のＭ系列符号を測定信号として測定信号再生部１１から出力し、定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄにおいて畳み込み積分等された同一のＭ系列符号の信号と直交するＭ系列符号の信号との周波数特性を示している。また、図８には、図７に示した周波数特性の差分値を示している。
【００７２】
すでに説明したように、同一のＭ系列符号は、複数のスピーカからボーカル等のモノラル信号が再生される場合に相当し、図７の同一のＭ系列符号の周波数特性は、スピーカの特性や窓ガラス等の反射等に加えてスピーカ間の干渉が生じている状態が示されている。一方で、図７における直交のＭ系列符号の周波数特性では、スピーカ間の干渉が生じていない状態が示されている。
【００７３】
図８では、同一のＭ系列符号の信号から直交のＭ系列符号の信号が減算された場合の周波数特性が示されており、スピーカ間の干渉が顕在化された信号が表されている。図８において、信号レベルが０ｄＢ以下となっている部分は、スピーカ間の干渉によりディップが発生している周波数を示しており、マイナス方向の大きさはディップの深さを示している。
【００７４】
差分算出部５４により同一のＭ系列符号の信号から直交のＭ系列符号の信号が減算された信号（図８に示す周波数特性に該当する信号）は、定在波判定部３２に入力される。なお、定在波判定部３２には、定在波検出ユニット３１ａの差分算出部５４により出力された信号だけでなく、定在波検出ユニット３１ｂ〜３１ｄの差分算出部５４から出力された信号も入力される。
【００７５】
定在波判定部３２は、各定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄより入力された信号において、ディップが発生した周波数帯域を検出する役割を有している。一般に、車室内は左右対称の空間構成となっている。従って、運転席において測定される周波数特性と助手席において測定される周波数特性とは同様の特性傾向を示し、左側後席において測定される周波数特性と右側後席において測定される周波数特性とは同様の特性傾向を示す。
【００７６】
このため、本実施の形態に係る定在波判定部３２では、助手席に設置される測定マイクロホンＦＬＭの定在波検出ユニット３１ａより入力された信号の周波数特性と、運転席に設置される測定マイクロホンＦＲＭの定在波検出ユニット３１ｂより入力された信号の周波数特性との双方を合成して平均化処理を行った後に、スレッショルド（閾値）を設定することにより、ディップが発生した周波数特性の検出を行う。
【００７７】
また、同様にして、定在波判定部３２では、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭの定在波検出ユニット３１ｃより入力された信号の周波数特性と、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭの定在波検出ユニット３１ｄより入力された信号の周波数特性との双方を合成して平均化処理を行った後に、スレッショルドを設定することにより、ディップが発生した周波数特性の検出を行う。
【００７８】
具体的に、定在波判定部３２は、スレッショルド以下となった周波数帯を検出し、また、信号レベルが最小となる周波数を検出する。この検出により、スレッショルド以下となる周波数帯において、最小値が含まれる周波数帯を深いディップが発生している周波数帯と判定する。
【００７９】
図９（ａ）は、前席側の平均化処理を行った後の周波数特性を示し、図９（ｂ）は後席側の平均化処理を行った後の周波数特性を示している。図９（ａ）（ｂ）においては、定在波判定部３２においてスレッショルドが−６ｄＢに設定された場合が示されている。前席側の最小値となる周波数、図９（ａ）に示すように、３８０Ｈｚであり、その信号レベルは−８．５ｄＢとなる。一方で、後席側の最小値となる周波数、図９（ｂ）に示すように、９０Ｈｚであり、その信号レベルは−１２．０ｄＢとなる。これらのスレッショルドにより、深いディップが発生している周波数帯は、信号レベルが最小値となる信号レベルを含み、スレッショルド以下となる信号レベルの周波数帯域であると判断し、定在波判定部３２は、前席側で２５０Ｈｚ〜４００Ｈｚ、後席側で８０Ｈｚ〜１４０Ｈｚとして判定する。このようにして判定された周波数を前席側の定在波周波数（前席側定在波周波数）および後席側の定在波周波数（後席側定在波周波数）としてフィルタ係数計算部２２に出力する。
【００８０】
なお、定在波判定部３２において設定されるスレッショルドの値は、後述する位相制御により聴感上の効果が明確に感じられる値（人間が明らかに音が変わると判断できるレベル）が設定される。本実施の形態では、スレッショルドとして、一般的に振幅で半分となる−６ｄＢの値を設定した。また、定在波検出ユニット３１ａおよび定在波検出ユニット３１ｂにおける差分算出部５４および定在波判定部３２は、本発明に係る前席側定在波周波数検出手段に該当し、定在波検出ユニット３１ｃおよび定在波検出ユニット３１ｄにおける差分算出部５４および定在波判定部３２は、本発明に係る後席側定在波周波数検出手段に該当する。
【００８１】
次に、フィルタ係数計算部２２について説明する。フィルタ係数計算部２２は、定在波検出部２１の定在波判定部３２より取得した前席側および後席側の定在波周波数と、フィルタ係数テーブルとに基づいて、メイン補正フィルタ部２３におけるフィルタ係数を選定する役割を有している。
【００８２】
図１０は、フィルタ係数計算部２２の概略構成を示したブロック図である。フィルタ係数計算部２２は、第１サブ補正フィルタ部６１ａと、第２サブ補正フィルタ部６１ｂと、第３サブ補正フィルタ部６１ｃと、第４サブ補正フィルタ部６１ｄと、定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄと、レベル判定部６２と、フィルタ係数テーブル部６３とを有している。また、フィルタ係数計算部２２においても測定信号再生部１１が接続されており、測定信号再生部１１は、定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄ、第１サブ補正フィルタ部６１ａ、第２サブ補正フィルタ部６１ｂ、第３サブ補正フィルタ部６１ｃおよび第４サブ補正フィルタ部６１ｄに対して、同一のＭ系列符合Ｍ４を出力する。
【００８３】
定在波検出ユニット３１ａ〜３４ｄは、図５、図６において説明した定在波検出ユニットと同一のものである。図１１に、左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ａと、測定信号再生部１１と、レベル判定部６２と、フィルタ係数テーブル部６３と、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄとの概略構成を示し、定在波検出ユニット３１ｂ〜３１ｄの記載を省略したブロック図を示している。なお、図１１においては、定在波検出ユニット３１ａのブロック図のみを代表例として示すが、右側前席（運転席）に設置される測定マイクロホンＦＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｂと、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ｃと、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｄも同様の機能ブロックにより構成されることになる。以下、説明の便宜上、図１１に示した定在波検出ユニット３１ａについて説明を行う。
【００８４】
測定信号再生部１１より出力される測定信号（Ｍ系列符合Ｍ４）は、第１サブ補正フィルタ部６１ａ、第２サブ補正フィルタ部６１ｂ、第３サブ補正フィルタ部６１ｃおよび第４サブ補正フィルタ部６１ｄに入力される。第１サブ補正フィルタ部６１ａ、第２サブ補正フィルタ部６１ｂ、第３サブ補正フィルタ部６１ｃおよび第４サブ補正フィルタ部６１ｄに入力されたＭ系列符合Ｍ４は、それぞれのサブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄにおいてフィルタ処理が行われた後に、それぞれインパルス応答部４１〜４４に入力される。
【００８５】
なお、第１サブ補正フィルタ部６１ａおよび第２サブ補正フィルタ部６１ｂは、本発明に係る前席側フィルタ処理手段に該当し、第３サブ補正フィルタ部６１ｃおよび第４サブ補正フィルタ部６１ｄは、本発明に係る後席側フィルタ処理手段に該当する。
【００８６】
インパルス応答部４１〜４４では、入力された信号を、それぞれのインパルス応答部４１〜４４においてインパルス応答Ｃ１〜Ｃ４により畳み込み積分を行った後に、加算部５１ａにおいて合成する。その後、加算部５１ａにおいて合成された測定信号は、周波数変換部５２ａにおいて、フーリエ変換により周波数領域に変換され、対数平均化処理部５３ａにおいて、周波数領域での対数的なスムージング処理が行われ、リニア信号からデシベル信号に変換される。
【００８７】
なお、定在波検出ユニット３１ａおよび定在波検出ユニット３１ｂにおけるインパルス応答部４１〜４４および加算部５１ａは、本発明に係る第５信号合成手段に該当する。また、定在波検出ユニット３１ｃおよび定在波検出ユニット３１ｄにおけるインパルス応答部４１〜４４および加算部５１ａは、本発明に係る第６信号合成手段に該当する。また、それぞれの加算部５１ａにおいて合成された測定信号は、本発明に係る第５信号および第６信号に該当する。
【００８８】
一方で、測定信号再生部１１より、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄを介さずに、直接にインパルス応答部４５〜４８に入力された測定信号（Ｍ系列符合）は、それぞれのインパルス応答部４５〜４８においてインパルス応答Ｃ１〜Ｃ４により畳み込み積分を行った後に、加算部５１ｂにおいて合成する。その後、加算部５１ｂにおいて合成された測定信号は、周波数変換部５２ｂにおいて、フーリエ変換により周波数領域に変換され、対数平均化処理部５３ｂにおいて、周波数領域での対数的なスムージング処理が行われ、リニア信号からデシベル信号に変換される。なお、いずれのインパルス応答部４１〜４８に入力される測定信号も同一のＭ系列符号であるため、モノラル信号に対する処理が行われることになる。
【００８９】
その後、対数平均化処理部５３ａ,５３ｂにおいてデシベル信号に変換された信号は、差分算出部５４において、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄによりフィルタ処理が行われた信号から補正処理が行われなかった信号を減算する処理を行う。この減算処理により、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄによりフィルタ処理によって位相制御を行った場合の信号レベルの増減量を求めることが可能となる。
【００９０】
なお、上述した定在波検出ユニット３１のインパルス応答部、加算部、周波数変換部、対数平均化処理部、差分算出部の処理は、図１１に示した定在波検出ユニット３１ａだけでなく、運転席に設置される測定マイクロホンＦＲＭの定在波検出ユニット３１ｂ、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭの定在波検出ユニット３１ｃ、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭの定在波検出ユニット３１ｄも同様に行われる。
【００９１】
第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄは、上述したように、測定信号であるＭ系列符合に対してフィルタ処理を行う役割を有している。第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄは、２次のＩＩＲフィルタを用いたオールパスフィルタにより構成され、周波数の振幅特性を一定に保持したまま位相の制御を行う役割を有している。具体的に、第１サブ補正フィルタ部６１ａは左前席側のスピーカＦＬ用の位相制御を行う役割を有し、第２サブ補正フィルタ部６１ｂは、右前席側のスピーカＦＲ用の位相制御を行う役割を有している。また、第３サブ補正フィルタ部６１ｃは左後席側のスピーカＲＬ用の位相制御を行う役割を有し、第４サブ補正フィルタ部６１ｄは、右後席側のスピーカＲＲ用の位相制御を行う役割を有している。
【００９２】
各サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄのフィルタ係数は、フィルタ係数テーブル部６３によって設定される。第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄの内部構成については後述する。
【００９３】
フィルタ係数テーブル部６３は、定在波検出部２１より取得した前席側の定在波周波数の帯域情報と、後席側の定在波周波数の帯域情報と、後述するレベル判定部６２により求められる位相差情報とに基づいて、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄのフィルタ係数を決定する役割を有している。フィルタ係数テーブル部６３は、フィルタ係数テーブルを備えており、このフィルタ係数テーブルに、前席側の定在波周波数の帯域情報における上限周波数および下限周波数とに基づいて第１サブ補正フィルタ部６１ａと第２サブ補正フィルタ部６１ｂとのフィルタ係数を決定し、後席側の定在波周波数の帯域情報における上限周波数および下限周波数とに基づいて第３サブ補正フィルタ部６１ｃと第４サブ補正フィルタ部６１ｄとのフィルタ係数を決定する。なお、フィルタ係数テーブル部６３は、本発明におけるフィルタ係数テーブル手段に該当する。
【００９４】
図１２は、フィルタ係数テーブルを示した図である。フィルタ係数テーブルは、車室内の音響特性など基づいて予め各値が算出されている。フィルタ係数テーブルには、後席側の定在波周波数に対する前席側の定在波周波数の位相差として、−１８０度から１７５度までの値と、下限周波数として、２０Ｈｚから４９５Ｈｚまでの値と、上限周波数として、２５Ｈｚから５００Ｈｚまでの値との組み合わせに対応する前席側のフィルタ係数の値ａ２,ａ３,ｂ１,ｂ２と後席側のフィルタ係数の値ａ２,ａ３,ｂ１,ｂ２とが設定されている。
【００９５】
フィルタ係数テーブルに設定されるフィルタ係数は、テーブルの設定項目における下限周波数から上限周波数の間において、後席側の定在波周波数に対する前席側の定在波周波数の位相差を、フィルタ係数テーブルに記載される位相差の値に補正（フィルタ処理）するためのフィルタ係数が予め設定されている。このため、フィルタ係数テーブル部６３では、フィルタ係数テーブルに基づいて、レベル判定部６２より取得した位相差情報と、定在波検出部２１より取得した前席側および後席側の定在波周波数における上限周波数および下限周波数の値とを用いることによって、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄにおけるフィルタ係数を求めることが可能となる。
【００９６】
図１３は、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄの内部構造を示したブロック図である。各サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄは、直接型II転置構成の２次のＩＩＲフィルタを用いたオールパスフィルタである。図１３において、Ｋはゲインを示し、各符号ｂ１，ｂ２，ａ１，ａ２に該当するゲインが、フィルタ係数テーブルにより求められたフィルタ係数に基づいて設定される。また、Ｚは遅延を示しており、本実施の形態に係るサブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄでは、１サンプルの遅延が設定されている。第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄは、フィルタ係数テーブルにより求められたフィルタ係数の値が設定されるａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２については、それぞれ同一の係数が設定されている。
【００９７】
レベル判定部６２は、フィルタ係数テーブル部の位相差を−１８０度から１７５度まで５度のステップで可変させて、設定された位相差情報をフィルタ係数テーブル部６３に出力する役割を有している。そして、フィルタ係数テーブル部６３では、レベル判定部６２より取得した位相差情報に基づいて、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄのフィルタ係数を設定する。レベル判定部６２では、設定されたフィルタ係数に基づく差分信号を、定在波検出ユニット３１ａおよび定在波検出ユニット３１ｂのそれぞれの差分算出部５４より取得して、左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ａからの差分信号と、右側前席（運転席）に設置される測定マイクロホンＦＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｂからの差分信号との信号レベルの増減量を合成して、位相差に対する前席側の信号レベルの増減量を求める。
【００９８】
また、同様にして、レベル判定部６２は、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄで設定されたフィルタ係数に基づく差分信号を、定在波検出ユニット３１ｃおよび定在波検出ユニット３１ｄのそれぞれの差分算出部５４より取得して、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ｃからの差分信号と、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｄからの差分信号との信号レベルの増減量を合成して、位相差に対する後席側の信号レベルの増減量を求める。
【００９９】
図１４は、図９（ｂ）に示すように、スレッショルドを−６ｄＢに設定することにより、判定された後席側の定在波周波数の下限周波数８０Ｈｚ、上限周波数１４０Ｈｚを基準として、深いディップが発生している後席側の位相差を−１８０度から１８０度の間で制御した場合における、前席側の差分信号の信号レベルの増減量（増減変化量）と、後席側の差分信号の信号レベルの増減量（増減変化量）との値を示したグラフである。
【０１００】
図１４のグラフに示されるように、後席側の増減量は、位相差が０度の場合を基準として、位相差が０度から−１８０度へ減少するに従って増減量がプラス側に増大し、また、位相差が０度から１８０度へ増加するに従って増減量がプラス側に増大する傾向を示している。
【０１０１】
一方で、前席側の増減量は、位相差が−９０度から０度の間においては増減量が変化せず安定するが、−９０度から−１８０度へ減少するに従って増減量がマイナス側へと減少し、また、位相差が０度から１８０度へ増加するに従って増減量がマイナス側に減少する傾向を示している。
【０１０２】
ここで、図９（ａ）に示された前席側のディップの深さと、図９（ｂ）に示された後席側のディップの深さとを比較すると、前席側に比べて後席側のディップの深さの方が深い（ディップの発生した信号レベルが低い）。このため、深いディップが発生する後席側の位相差を積極的に制御することにより後席側のディップを低減させつつ、位相差制御により前席側のディップが深くならないように制御することが望ましい。
【０１０３】
従って、図１４に示すグラフにおいて、前席側の増減量の変化が少なく、かつ、後席側の増減量が大きくなる（つまり、後席側のみ位相差調整による大きな影響が発生し得る）位相差を求めることにより、前席側の信号レベル変動を抑制しつつ、後席側の信号レベルを大きく改善させることが可能となる。このため、図１４に示す場合においては、前席側の増減量の変化が少なく、かつ、後席側の増減量が大きくなる位相差である−９０度を最適な位相差として決定することができる。
【０１０４】
レベル判定部６２は、図１４に示したような前席側の信号レベルの変化量と、後席側の信号レベルの変化量に基づいて、前席側の増減量の変化が少なく、かつ、後席側の増減量が大きくなる位相差となる、−９０度の値を検出する。そして、検出された位相差の値をフィルタ係数テーブル部６３に出力する。なお、定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄの差分算出部５４およびレベル判定部６２は、前席側と後席側との差分信号を求め、前席側の増減量の変化が少なく、かつ、後席側の増減量が大きくなる位相差を検出する点において、本発明に係る位相差検出手段に該当する。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、深いディップが発生する後席側の位相差を制御する場合を一例として示して説明を行うが、位相制御は後席側の位相だけを制御する場合だけには限定されない。例えば、前席側および後席側の測定マイクロホンにおいてもディップが検出される場合には、前席側および後席側の全体の信号レベルの最適化を行うことになり、また、前席側に深いディップが発生する場合には、前席側の位相差を制御する方法を用いることも可能である。
【０１０６】
レベル判定部６２より−９０度の位相差の値を取得したフィルタ係数テーブル部６３は、位相差−９０度に基づいて、メイン補正フィルタ部２３に設定するためのフィルタ係数を求める。図１２に示すフィルタ係数テーブルに基づいて、位相差−９０度、前席側の上限周波数１４０Ｈｚにした場合に求められるサブ補正フィルタ部６１ａおよびサブ補正フィルタ部６１ｂのフィルタ係数は、以下のようになる。
【０１０７】
前席側のサブ補正フィルタ部（第１サブ補正フィルタ部６１ａおよび第２サブ補正フィルタ部６１ｂ）のフィルタ係数
a2=-1.9810692365072391
a3=0.98154930488456404
b1=0.98154930488456404
b2=-1.9810692365072391
【０１０８】
また、図１２に示すフィルタ係数テーブルに基づいて、位相差−９０度、後席側の下限周波数８０Ｈｚにした場合に求められる各サブ補正フィルタ部６１ｃおよびサブ補正フィルタ部６１ｄのフィルタ係数は、以下のようになる。
【０１０９】
後席側のサブ補正フィルタ部（第３サブ補正フィルタ部６１ｃおよび第４サブ補正フィルタ部６１ｄ）のフィルタ係数
a2=-1.98133469305836
a3=0.98154930488456404
b1=0.98154930488456404
b2=-1.98133469305836
【０１１０】
また、位相差を−９０度とした場合のオールパスフィルタの位相特性を図１５および図１６に示す。図１５は前席側と後席側とのそれぞれの位相特性（位相の値）を示し、図１６は、後席側の位相特性から前席側の位相特性を差し引いた場合の位相の値を示している。図１５に示すように、後席側に対して前席側の位相には遅れが生じており、位相差は図１６に示すように１１０Ｈｚ付近において最大−９０度の値を示すことになる。
【０１１１】
図１７は、上述したフィルタ係数が設定された場合において、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄにおいてフィルタ処理が行われる信号が対数平均化処理部５３ａ、５３ｂにより平均化処理された後の周波数特性であって、実際に第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄにより位相制御が行われた場合と、行われなかった場合における周波数特性を、各測定マイクロホン１５の設置位置に対応する定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄ（測定マイクロホンＦＬＭ，ＦＲＭ，ＲＬＭ，ＲＲＭ）毎に示した図である。
【０１１２】
図１７に示すように、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄによって最適な位相差に基づく補正処理（位相処理）を行うと、前席側の周波数特性はほとんど変化しないが、後席側の周波数特性では、１１０Ｈｚ付近の帯域において、大幅に信号レベルが増加しており、スピーカ間の干渉によるディップが低減していることが判断できる。
【０１１３】
また、図１８は、フィルタ係数テーブルにおいて、下限周波数を８０Ｈｚ、上限周波数を１４０Ｈｚ、位相差を−１８０度に設定した場合のフィルタ係数を用いて、図１７と同様に対数平均化処理部５３ａ、５３ｂより出力される信号の周波数特性を、各測定マイクロホン１５の設置位置に対応する定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄ（測定マイクロホンＦＬＭ，ＦＲＭ，ＲＬＭ，ＲＲＭ）毎に示した図である。
【０１１４】
図１８に示すように、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄにより位相制御を行うと、前席側の信号レベルは低下するが、後席側の１１０Ｈｚ付近の帯域において、図１７よりもさらに信号レベルが増加しており、スピーカ間の干渉によるディップが低減していることがわかる。従って、調整を行うにあたって、後席側のディップが極度に深い場合などにおいては、前席側の信号レベルの低減をある程度考慮しつつ、積極的に後席側の干渉を低減させるような位相差を設定して、補正処理を行うことも有効となる場合が存在する。
【０１１５】
以上のように、フィルタ係数計算部２２においては、定在波検出部２１（定在波判定部３２）から取得した前席側および後席側の定在波周波数に基づいて、スピーカ間の干渉によるディップを低減するフィルタ係数の選定を行う。
【０１１６】
次に、メイン補正フィルタ部２３について説明する。メイン補正フィルタ部２３は、図４に示すように、図１０および図１１において説明した第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄと同様の構成を有する４つのオールパスフィルタにより構成されている。本実施の形態に係るメイン補正フィルタ部２３では、図４に示すように、４つのオールパスフィルタを、図１０および図１１において説明した第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄと同一の符合を用いる。
【０１１７】
メイン補正フィルタ部２３には、図４に示すように、Ｌチャンネル用のオーディオ信号とＲチャンネル用のオーディオ信号とがそれぞれ入力されている。メイン補正フィルタ部２３に入力されたＬチャンネル用のオーディオ信号は、左前席側における出力信号の位相制御を行うための第１サブ補正フィルタ部６１ａと、左後席側における出力信号の位相制御を行うための第３サブ補正フィルタ部６１ｃとにおいて、フィルタ係数計算部２２において求められたフィルタ係数に基づくフィルタ処理が行われる。また、メイン補正フィルタ部２３に入力されたＲチャンネル用のオーディオ信号は、右前席側における出力信号の位相制御を行うための第２サブ補正フィルタ部６１ｂと、右後席側における出力信号の位相制御を行うための第４サブ補正フィルタ部６１ｄとにおいて、フィルタ係数計算部２２において求められたフィルタ係数に基づくフィルタ処理が行われる。
【０１１８】
このフィルタ処理において、メイン補正フィルタ部２３におけるフィルタ係数は、上述したフィルタ係数計算部２２において求められたフィルタ係数であって、前席側におけるオーディオ信号と後席側におけるオーディオ信号との位相差により、最も効果的に干渉によるディップの発生を抑制することが可能なフィルタ係数の値である。このため、メイン補正フィルタ部２３を構成する第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄによりフィルタ処理が行われたオーディオ信号が、アンプ部１３で信号レベルの増幅後に車室に設置されたスピーカ１４（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）より出力された場合には、各座席において発生し得るディップを効果的に抑制することができる。
【０１１９】
特に、本実施の形態に係る定在波制御装置２０においては、後席側において発生する可能性の高いディップを効果的に抑制することが可能となる。従って、スピーカ１４（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）より出力されるオーディオ信号は、メイン補正フィルタ部２３において、前席側にはほとんど影響を及ぼさず、後席側におけるスピーカ間の干渉を低減させることが可能な信号としてスピーカ１４より出力されることになる。
【０１２０】
以上説明したように、本実施の形態に係る定在波制御装置２０では、同一のＭ系列符号と直交のＭ系列符号を用いてその差分により定在波の干渉を判定するため、ディップが発生する車室内の座席位置と、その周波数帯を簡易に検出することが可能となる。
【０１２１】
また、本実施の形態に係る定在波制御装置２０は、従来技術の周波数補正のように信号レベルの増幅などを行う必要がないため、アンプ部１３やスピーカ１４においてノイズや歪みが増加されたり発生したりすることを防止することができる。また、スピーカ１４より出力されるオーディオ信号を、予め減衰させることができるので、全体的な消費電力の低減を図ることが可能となる。
【０１２２】
以上、本発明に係るフィルタ係数決定装置について、定在波制御装置２０を一例として示し、図面を用いて詳細に説明を行ったが、本発明に係るフィルタ係数決定装置は上述した実施の形態に例示したものには限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２３】
例えば、メイン補正フィルタ部２３において、４個のオールパスフィルタ（第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄ）を用いて、入力されるオーディオ信号の他の周波数に対しても補正フィルタを適用させる場合には、さらに他のオールパスフィルタを追加することが可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０ …定在波測定装置
１１ …測定信号再生部（測定信号再生手段）
１２ …スピーカ選択部
１３ …アンプ部
１４、ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ …スピーカ（前席スピーカ、後席スピーカ）
１５、ＦＬＭ、ＦＲＭ、ＲＬＭ、ＲＲＭ …測定マイクロホン（前席測定マイクロホン、後席測定マイクロホン）
１６ …測定部（インパルス応答測定手段）
１７ …データ記録部
２０ …定在波制御装置（フィルタ係数決定装置）
２１ …定在波検出部（フィルタ係数決定装置）
２２ …フィルタ係数計算部（フィルタ係数決定装置）
２３ …メイン補正フィルタ部
３１、３１ａ〜３１ｄ …定在波検出ユニット
３２ …定在波判定部（前席側定在波周波数検出手段、後席側定在波周波数検出手段）
４１〜４４ …インパルス応答部（第１信号合成手段、第３信号合成手段、第５信号合成手段、第６信号合成手段）
４５〜４８ …インパルス応答部（第２信号合成手段、第４信号合成手段）
５１ａ、５１ｂ …加算部（第１信号合成手段、第２信号合成手段、第３信号合成手段、第４信号合成手段、第５信号合成手段、第６信号合成手段）
５２ａ、５２ｂ …周波数変換部
５３ａ、５３ｂ …対数平均化処理部
５４ …差分算出部（前席側定在波周波数検出手段、後席側定在波周波数検出手段、位相差検出手段）
６１ａ …第１サブ補正フィルタ部（前席側フィルタ処理手段）
６１ｂ …第２サブ補正フィルタ部（前席側フィルタ処理手段）
６１ｃ …第３サブ補正フィルタ部（後席側フィルタ処理手段）
６１ｄ …第４サブ補正フィルタ部（後席側フィルタ処理手段）
６２ …レベル判定部（位相差検出手段）
６３ …フィルタ係数テーブル部（フィルタ係数テーブル手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルタ係数決定装置に関し、より詳細には、車室内におけるディップなどの発生を抑制するためにスピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数を決定するフィルタ係数決定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車室内にカーオーディオシステムを設置して、運転中などに音楽を楽しむユーザが増えている。特に車室内は、閉じられた空間であるため、音響調整を行うことによりユーザに最適な音場環境を構築することが可能である。このような最適な音場環境を構築するために、車室に応じて、車室内（リスニング環境）の音場の周波数特性を調整する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この方法では、車室内の聴取位置にマイクロホンを設置し、スピーカとマイクロホンとの間の周波数特性の測定を行った後に、目標応答曲線の許容範囲内に入るように、フィルタの周波数、振幅および帯域を自動的に最適化して、周波数特性の補正を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００―１５２３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車室内のスピーカから出力されるオーディオ信号は、窓ガラスなどの反射によって、定在波によるディップが発生するという問題があった。特に、複数のスピーカからボーカル音などのモノラル信号が出力される場合には、スピーカ間の干渉も付加されてしまい、定在波のディップが増加するという特徴があった。
【０００６】
ディップの発生に対して、従来技術のように周波数補正として増幅を行うことによって、ある程度の改善を図ることは可能であるが、アンプやスピーカのノイズと歪みとが増加すると共に、カーオーディオシステムにおける消費電力が増加してしまうという問題があった。
【０００７】
このため、スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うことによってスピーカ間の干渉を低減させることが求められている。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、聴取位置における定在波の干渉を低減させるために、スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数を決定するフィルタ係数決定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るフィルタ係数決定装置は、前後に座席が配置された車室内の前席側に設置された前席スピーカと、後席側に設置された後席スピーカと、前記車室内の前席位置に設置された前席測定マイクロホンと、後席位置に設置された後席測定マイクロホンと、前記前席スピーカより出力された信号を前記前席測定マイクロホンおよび前記後席測定マイクロホンで測定すると共に、前記後席スピーカより出力された信号を前記前席測定マイクロホンおよび前記後席測定マイクロホンで測定することにより、各スピーカから各測定マイクロホンまでのそれぞれの組み合わせに対応したインパルス応答を測定するインパルス応答測定手段と、互いに直交した異なるＭ系列符合信号を出力することが可能な測定信号再生手段と、前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した他のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの直交したＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第１信号を生成する第１信号合成手段と、前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれのＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた第２信号を生成する第２信号合成手段と、前記第２信号から前記第１信号を減算した信号の周波数特性において、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めるとともに、当該最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を前席側定在波周波数として求める前席側定在波周波数検出手段と、前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した他のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの直交したＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第３信号を生成する第３信号合成手段と、前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれのＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた第４信号を生成する第４信号合成手段と、前記第４信号から前記第３信号を減算した信号の周波数特性において、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めるとともに、当該最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を後席側定在波周波数として求める後席側定在波周波数検出手段と、前記前席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数と、前記後席側定在波周波数に対する前記前席側定在波周波数の位相差の値とに基づいて決定される前席側フィルタ係数と、前記後席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数と、前記位相差の値とに基づいて決定される後席側フィルタ係数とが、様々な前記上限周波数、様々な前記下限周波数、および様々な前記位相差の値の組み合わせに基づいて前記車室内の音響特性に応じて予め算出されたフィルタ係数テーブルを備えるフィルタ係数テーブル手段と、前記測定信号再生手段より出力される前記一のＭ系列符合信号に対して前記前席側フィルタ係数に基づいてフィルタ処理を行う前席側フィルタ処理手段と、前記測定信号再生手段より出力される前記一のＭ系列符合信号に対して前記後席側フィルタ係数に基づいてフィルタ処理を行う後席側フィルタ処理手段と、前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記前席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記前席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの前記一のＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第５信号を生成する第５信号合成手段と、前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記後席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記後席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの前記一のＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第６信号を生成する第６信号合成手段と、前記第５信号から前記第２信号を減算して前記前席側の差分信号を求めるとともに、前記第６信号から前記第４信号を減算して前記後席側の差分信号を求めて、前記前席側の差分信号における信号レベルの増減変化と前記後席側の差分信号における信号レベルの増減変化量を、前記フィルタ係数テーブル手段において設定された位相差の値に対応づけて検出することにより、前記前席側の信号レベルの増減変化量あるいは前記後席側の信号レベルの増減変化量のいずれか一方の増減変化量が増減せず、いずれか他方の増減変化量が大きく増加する位相差の値を求める位相差検出手段とを有し、前記フィルタ係数テーブル手段は、前記位相差検出手段において検出された位相差の値と、前記前席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数とに基づいて前記フィルタ係数テーブルより求められる前席側フィルタ係数を、前記前席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数と決定し、前記位相差検出手段において検出された位相差の値と、前記後席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数とに基づいて前記フィルタ係数テーブルより求められる後席側フィルタ係数を、前記後席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数と決定することを特徴とする。
【００１０】
また、上述したフィルタ係数決定装置において、前記前席側定在波周波数を求めるために設定される所定の信号レベル、および前記後席側定在波周波数を求めるために設定される所定の信号レベルは、−６ｄＢであることが望ましい。
【００１１】
一般に、車室内に設置されるスピーカから出力されるオーディオ信号は、窓ガラスなどに反射されることから、いずれかの聴取位置において、定在波によるディップが発生するおそれがあった。特に、複数のスピーカからボーカル音などのモノラル信号が出力される場合には、スピーカ間の干渉も付加されてしまい、定在波のディップが増加するという特徴があった。このような、定在波によるディップの低減を図るために、スピーカ間の干渉を低減させることが求められている。このため、本発明に係るフィルタ係数決定装置では、各スピーカから出力されるオーディオ信号に対して予めフィルタ処理を行うことにより、聴取位置における定在波の干渉を低減させることが可能なフィルタ係数を決定することを目的としている。
【００１２】
本発明に係るフィルタ係数決定装置では、まず、各スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答と、各スピーカから後席測定マイクロホンまでのインパルス応答を求める。そして、本発明に係るフィルタ係数決定装置では、第１信号合成手段が、前席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて、互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、後席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて、互いに直交した他のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの直交したＭ系列符合信号を合成して第１信号を生成する。
【００１３】
この第１信号は、それぞれが互いに直交したＭ系列符号信号に基づいて畳み込み積分された合成信号であることから、スピーカ間で共通する信号（モノラル成分の信号）が存在しない。このため、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない信号となる。
【００１４】
また、この第１信号は、それぞれのスピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分された合成信号であるから、前席測定マイクロホンの設置位置（前席位置）において前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない信号となる。
【００１５】
さらに、本発明に係るフィルタ係数決定装置では、第２信号合成手段が、前席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて、互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、後席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれのＭ系列符合信号を合成して第２信号を生成する。
【００１６】
この第２信号は、同一のＭ系列符号信号（ともに一のＭ系列符号信号）に基づいて畳み込み積分された合成信号であることから、スピーカ間で共通する信号（モノラル成分の信号）が存在することになる。このため、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号となる。
【００１７】
また、この第２信号は、それぞれのスピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分された合成信号であるから、前席測定マイクロホンの設置位置（前席位置）において前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号となる。
【００１８】
そして、前席側定在波周波数検出手段において、第２信号から第１信号を減算することにより、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号から前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない信号が減算される。この減算処理により算出された信号は、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響のみが示された信号となり、前席測定マイクロホンの設置位置におけるスピーカ間の干渉の影響を周波数特性より求めることが可能となる。
【００１９】
前席側定在波周波数検出手段が、前席測定マイクロホンの設置位置において前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響のみが示される信号の周波数特性から、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めることにより、ディップの発生する周波数を容易に求めることが可能となる。
【００２０】
さらに、最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を前席側定在波周波数として求めることにより、ディップの発生する周波数範囲を特定することが可能となる。この所定の信号レベルは、位相制御により聴感上の効果が明確に感じられる値（人間が明らかに音が変わると判断できるレベル）が設定される。特に、一般的に振幅で半分となる−６ｄＢに設定することが好ましい。
【００２１】
また、後席測定マイクロホンの設置位置においても、同様に、後席側定在波周波数検出手段において、第４信号から第３信号を減算することにより、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号から前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない信号が減算される。この減算処理により算出された信号は、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響のみが示された信号となり、後席測定マイクロホンの設置位置におけるスピーカ間の干渉の影響を周波数特性より求めることが可能となる。
【００２２】
後席測定マイクロホンの設置位置においても、後席側定在波周波数検出手段が、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響のみが示される信号の周波数特性から、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めることにより、ディップの発生する周波数を容易に求めることが可能となる。
【００２３】
さらに、最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を後席側定在波周波数として求めることにより、ディップの発生する周波数範囲を特定することが可能となる。
【００２４】
このように、前席測定マイクロホンの設置位置におけるディップの発生周波数およびその周波数範囲（前席側定在波周波数）と、後席測定マイクロホンの設置位置におけるディップの発生周波数およびその周波数範囲（後席側定在波周波数）とを求めることにより、フィルタ処理によりディップの低減を図るために必要となる周波数帯域および信号レベルを求めることが可能となる。
【００２５】
続いて、本発明に係るフィルタ係数決定装置では、第５信号合成手段が、前席側定在波周波数の上限周波数および下限周波数と後席側定在波周波数に対する前席側定在波周波数の位相差の値とに基づいてフィルタ係数テーブル手段により決定された前席側フィルタ係数を用いてフィルタ処理された一のＭ系列符合信号を、前席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分を行うと共に、前席側フィルタ係数を用いてフィルタ処理された一のＭ系列符合信号を、後席スピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの一のＭ系列符合信号を合成して、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第５信号を生成する。
【００２６】
この第５信号は、同一のＭ系列符号信号（ともに一のＭ系列符号信号）に基づいて畳み込み積分された合成信号であり、同一のＭ系列符号信号によって畳み込み積分された信号であることから、スピーカ間で共通する信号（モノラル成分の信号）が存在することになる。ただし、第５信号における一のＭ系列符合信号は、前席側フィルタ係数を用いてフィルタ処理された信号であるため、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響がフィルタ処理によりどの程度低減しているかを判断することが可能となる。
【００２７】
また、この第５信号は、それぞれのスピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分された合成信号であるから、前席測定マイクロホンの設置位置（前席位置）における、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響を、前席側フィルタ係数を用いたフィルタ処理により判断することが可能な信号となる。
【００２８】
一方で、第２信号は、上述したように、同一のＭ系列符号信号（ともに一のＭ系列符号信号）に基づいて畳み込み積分された合成信号であることから、スピーカ間で共通する信号（モノラル成分の信号）が存在することになる。このため、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号となる。
【００２９】
また、第２信号は、それぞれのスピーカから前席測定マイクロホンまでのインパルス応答を用いて畳み込み積分された合成信号であるから、前席測定マイクロホンの設置位置（前席位置）において前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた信号となる。
【００３０】
従って、位相差検出手段が第５信号から第２信号を減算して前席側の差分信号を求めることにより、フィルタ処理によりディップの低減が図られていない場合には差分信号の信号レベルに差が生ずることがなく、フィルタ処理によりディップの低減が図られている場合には差分信号の信号レベルに差が生ずることになる。
【００３１】
一方で、ディップの影響はユーザの聴取位置毎に異なる。このため、同様にして、位相差検出手段が、後席測定マイクロホンの設置位置（後席位置）において、後席側フィルタ係数を用いてフィルタ処理された第６信号から、前席スピーカと後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれる第４信号を減算して後席側の差分信号を求める。この差分信号の信号レベルに差が生じていない場合には、フィルタ処理によりディップの低減が図られていないと判断でき、差分信号の信号レベルに差が生ずる場合には、フィルタ処理によりディップの低減が図られていると判断することが可能となる。
【００３２】
また、ディップの影響はスピーカ間の干渉により顕著となるため、スピーカ間の干渉を低減するために、位相差検出手段が、前席側の差分信号の信号レベルの増減変化量あるいは後席側の差分信号の信号レベルの増減変化量のいずれか一方の増減変化量が増減せず（つまり安定した値を維持する状態を示し）、いずれか他方の増減変化量が大きく増加する位相差の値を求める。
【００３３】
このように一方の増減変化量が少なく、他方の増減変化量が大きい位相差の値を求め、フィルタ係数テーブル手段が、この位相差の値と、前席側定在波周波数の上限周波数および下限周波数とに基づいてフィルタ係数テーブルより求められる前席側フィルタ係数を、前席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理するためのフィルタ係数と決定し、位相差の値と、後席側定在波周波数の上限周波数および下限周波数とに基づいてフィルタ係数テーブルより求められる後席側フィルタ係数を、後席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理するためのフィルタ係数と決定する。このようにして決定されたフィルタ係数を用いて各スピーカより出力されるオーディオ信号にフィルタ処理を行うことによって、スピーカ間の干渉の低減を効果的に図ることができ、ディップの発生を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係るフィルタ係数決定装置によれば、車室内の前席位置と後席位置とのいずれかを基準としてスピーカより出力されるオーディオ信号の位相制御を行うことによりスピーカ間の干渉を低減させることが可能となり、ディップの発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態に係る定在波測定装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】車室内に設置される４つのスピーカの設置位置と、４つの測定マイクロホンの設置位置とを示した概略図である。
【図３】実施の形態に係るデータ記録部に記録されたインパルス応答の一例であって、測定マイクロホンＦＬＭにおけるスピーカＦＬとの間のインパルス応答Ｃ１と、測定マイクロホンＦＲＭにおけるスピーカＦＬとの間のインパルス応答Ｃ５と、測定マイクロホンＲＬＭにおけるスピーカＦＬとの間のインパルス応答Ｃ９と、測定マイクロホンＲＲＭにおけるスピーカＦＬとの間のインパルス応答Ｃ１３とが示されている。
【図４】実施の形態に係る定在波制御装置の概略構成を示したブロック図である。
【図５】実施の形態に係る定在波検出部の概略構成を示している。
【図６】左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニットと、測定信号再生部と、定在波判定部との概略構成を示したブロック図である。
【図７】実施の形態に係る定在波制御装置において、同一のＭ系列符号と直交のＭ系列符号を測定信号として測定信号再生部から出力し、各測定マイクロホンに対応する各定在波検出ユニットにおいて畳み込み積分等された同一のＭ系列符号の信号と直交するＭ系列符号の信号との周波数特性を、各測定マイクロホン毎に示した図である。
【図８】図７に示した同一のＭ系列符号の信号から直交するＭ系列符号の信号を減算した場合の周波数特性の差分値を示した図である。
【図９】（ａ）は、前席側の平均化処理を行った後の周波数特性を示し、（ｂ）は後席側の平均化処理を行った後の周波数特性を示している。
【図１０】実施の形態に係るフィルタ係数計算部の概略構成を示したブロック図である。
【図１１】左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニットと、測定信号再生部と、レベル判定部と、フィルタ係数テーブル部と、第１サブ補正フィルタ部〜第４サブ補正フィルタ部との概略構成を示したブロック図である。
【図１２】実施の形態に係るフィルタ係数テーブルを示した図である。
【図１３】実施の形態に係る第１サブ補正フィルタ部〜第４サブ補正フィルタ部の内部構造を示したブロック図である。
【図１４】前席側の差分信号の信号レベルの増減量（増減変化量）と、後席側の差分信号の信号レベルの増減量（増減変化量）との値を示したグラフである。
【図１５】位相差を−９０度とした場合のオールパスフィルタの位相特性を示した図であって、前席側と後席側とのそれぞれの位相特性（位相の値）を示した図である。
【図１６】位相差を−９０度とした場合のオールパスフィルタの位相特性を示した図であって、後席側の位相特性から前席側の位相特性を差し引いた場合の位相の値を示した図である。
【図１７】第１サブ補正フィルタ部〜第４サブ補正フィルタ部においてフィルタ処理が行われる信号が対数平均化処理部により平均化処理された後の周波数特性であって、下限周波数を８０Ｈｚ、上限周波数を１４０Ｈｚ、位相差を−１８０度に設定した場合のフィルタ係数を用いて実際に第１サブ補正フィルタ部〜第４サブ補正フィルタ部により位相制御が行われた場合と、行われなかった場合における周波数特性を、各測定マイクロホンの設置位置に対応する定在波検出ユニット（測定マイクロホンＦＬＭ、ＦＲＭ，ＲＬＭ，ＲＲＭ）毎に示した図である。
【図１８】図１７に示した図に関して、実施の形態に係るフィルタ係数テーブルにおいて、下限周波数を８０Ｈｚ、上限周波数を１４０Ｈｚ、位相差を−１８０度に設定した場合のフィルタ係数を用いた場合の信号の周波数特性を、各測定マイクロホンの設置位置に対応する定在波検出ユニット（測定マイクロホンＦＬＭ、ＦＲＭ，ＲＬＭ，ＲＲＭ）毎に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係るフィルタ係数決定装置について、その一例である定在波制御装置を示して、図面を用いて詳細に説明する。まず、車室内のインパルス応答（音響特性）を測定するための定在波測定装置について説明を行い、その後に、測定されたインパルス応答を用いて、車室内におけるディップの発生を抑制するためのフィルタ係数を算出する定在波制御装置について説明する。
【００３７】
［定在波測定装置］
図１は定在波測定装置の概略構成を示したブロック図である。定在波測定装置１０は、測定信号再生部（測定信号再生手段）１１と、スピーカ選択部１２と、アンプ部１３と、４つ（４チャンネル）のスピーカ（スピーカＦＬ、スピーカＦＲ、スピーカＲＬ、スピーカＲＲ）１４と、４座席分の測定マイクロホン（測定マイクロホンＦＬＭ、測定マイクロホンＦＲＭ、測定マイクロホンＲＬＭ、測定マイクロホンＲＲＭ）１５と、測定部（インパルス応答測定手段）１６と、データ記録部１７とを有している。
【００３８】
測定信号再生部１１は、測定信号としてＭ系列符号（Ｍ系列符合信号）を再生する役割を有している。測定信号再生部１１は、互いに直交する４種類のＭ系列符号（Ｍ１〜Ｍ４）を測定信号として出力することが可能となっている。なお、同一のＭ系列符号は、例えば、複数のスピーカからボーカル等のモノラル音声が再生される場合に相当する出力信号であり、直交するＭ系列符号は、例えば、ステレオ信号に該当する出力信号であって、スピーカ間における干渉が生じない信号である。
【００３９】
スピーカ選択部１２は、測定信号再生部１１より入力された測定信号をいずれのスピーカ１４（スピーカＦＬ、スピーカＦＲ、スピーカＲＬ、スピーカＲＲ）から出力させるかを選択する役割を有している。
【００４０】
アンプ部１３は、スピーカ選択部１２により選択されたスピーカに対して出力される測定信号の増幅を行う。そして、スピーカ選択部１２において選択されたスピーカ１４では、アンプ部１３において増幅された測定音の出力を行う。
【００４１】
図２は、車室内に設置される４つのスピーカ１４（スピーカＦＬ、スピーカＦＲ、スピーカＲＬ、スピーカＲＲ）の設置位置と、測定マイクロホン１５（測定マイクロホンＦＬＭ、測定マイクロホンＦＲＭ、測定マイクロホンＲＬＭ、測定マイクロホンＲＲＭ）の設置位置とを示した概略図である。
【００４２】
図２に示すように、スピーカＦＬは、車室の左側前席（助手席側）の例えばドアあるいＡピラー部分などに設置され、スピーカＦＲは、右側前席（運転席側）の例えばドア部分あるいはＡピラー部分などに設置され、スピーカＲＬは、左側後席の例えばドア部分などに設置され、スピーカＲＲは、右側後席の例えばドア部分などに設置される。なお、スピーカＦＬおよびスピーカＦＲは、本発明に係る前席スピーカに該当し、スピーカＲＬおよびスピーカＲＲは、本発明に係る後席スピーカに該当する。
【００４３】
測定マイクロホン１５（測定マイクロホンＦＬＭ、測定マイクロホンＦＲＭ、測定マイクロホンＲＬＭ、測定マイクロホンＲＲＭ）は、スピーカ１４より出力された測定音を測定する役割を有している。図２に示すように、本実施の形態に係る定在波測定装置１０では、測定マイクロホンＦＬＭが左側前席位置（助手席位置）に設置され、測定マイクロホンＦＲＭが右側前席位置（運転席位置）に設置され、測定マイクロホンＲＬＭが左側後席位置に設置され、測定マイクロホンＲＲＭが右側後席位置に設置される。なお、測定マイクロホンＦＬＭおよび測定マイクロホンＦＲＭは、本発明に係る前席測定マイクロホンに該当し、測定マイクロホンＲＬＭおよび測定マイクロホンＲＲＭは、本発明に係る後席測定マイクロホンに該当する。
【００４４】
各座席位置に測定マイクロホン１５が設置されることから、各測定マイクロホン１５において測定音を測定することにより、各測定マイクロホン１５の設置位置（測定マイクロホンＦＬＭは助手席、測定マイクロホンＦＲＭは運転席、測定マイクロホンＲＬＭは左側後席、測定マイクロホンＲＲＭは右側後席の位置）にユーザが着座した状態における各座席の音響特性を備えた測定音を測定することが可能となる。
【００４５】
測定部１６は、各測定マイクロホン１５を通してスピーカ１４から出力された測定信号を取得し、測定信号再生部１１より出力された測定信号をそれぞれのリファレンス信号として相関演算処理を行う。そして、測定部１６は、この相関演算処理により各測定マイクロホン１５と各スピーカ１４との間のインパルス応答の算出を行って、インパルス応答データとしてデータ記録部１７に記録させる。
【００４６】
データ記録部１７は、測定部１６により算出された各測定マイクロホン１５と各スピーカ１４との間のインパルス応答を記録する役割を有している。データ記録部１７に記録されるデータは、スピーカ１４の設置数（４個）×測定マイクロホン１５の設置数（４個）により、１６通りの組み合わせのインパルス応答により構成される。
【００４７】
具体的に、本実施の形態に係る定在波測定装置１０には、スピーカＦＬと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１と、スピーカＦＲと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ２と、スピーカＲＬと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ３と、スピーカＲＲと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ４とが記録される。
【００４８】
また、定在波測定装置１０には、スピーカＦＬと測定マイクロホンＦＲＭとの間のインパルス応答Ｃ５と、スピーカＦＲと測定マイクロホンＦＲＭとの間のインパルス応答Ｃ６と、スピーカＲＬと測定マイクロホンＦＲＭとの間のインパルス応答Ｃ７と、スピーカＲＲと測定マイクロホンＦＲＭとの間のインパルス応答Ｃ８とが記録される。
【００４９】
さらに、定在波測定装置１０には、スピーカＦＬと測定マイクロホンＲＬＭとの間のインパルス応答Ｃ９と、スピーカＦＲと測定マイクロホンＲＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１０と、スピーカＲＬと測定マイクロホンＲＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１１と、スピーカＲＲと測定マイクロホンＲＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１２とが記録される。
【００５０】
また、定在波測定装置１０には、スピーカＦＬと測定マイクロホンＲＲＭとの間のインパルス応答Ｃ１３と、スピーカＦＲと測定マイクロホンＲＲＭとの間のインパルス応答Ｃ１４と、スピーカＲＬと測定マイクロホンＲＲＭとの間のインパルス応答Ｃ１５と、スピーカＲＲと測定マイクロホンＲＲＭとの間のインパルス応答Ｃ１６とが記録される。
【００５１】
図３には、データ記録部１７に記録されたインパルス応答（インパルス応答データ）の一例であって、スピーカＦＬと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１と、スピーカＦＬと測定マイクロホンＦＲＭとの間のインパルス応答Ｃ５と、スピーカＦＬと測定マイクロホンＲＬＭとの間のインパルス応答Ｃ９と、スピーカＦＬと測定マイクロホンＲＲＭとの間のインパルス応答Ｃ１３とが示されている。
【００５２】
［定在波制御装置］
次に、定在波制御装置について説明する。定在波制御装置は、定在波測定装置１０によって測定された各インパルス応答Ｃ１〜Ｃ１６を利用して、座席毎に生じ得るディップの低減を図る役割を有している。
【００５３】
図４は、定在波制御装置の概略構成を示したブロック図である。定在波制御装置２０は、定在波検出部２１と、フィルタ係数計算部２２と、メイン補正フィルタ部２３と、アンプ部１３と、スピーカ１４とを有している。なお、定在波制御装置２０において、アンプ部１３およびスピーカ１４は、定在波測定装置１０において既に説明したため、ここでの詳細な説明を省略する。
【００５４】
さらに、定在波検出部２１には、データ記録部１７と、測定信号再生部１１とが接続されている。データ記録部１７には、上述したように定在波測定装置１０において測定された各インパルス応答Ｃ１〜Ｃ１６が記録されており、定在波検出部２１では、データ記録部１７よりインパルス応答Ｃ１〜Ｃ１６を読み出して利用することが可能となっている。
【００５５】
図４において、測定信号再生部１１、定在波検出部２１、フィルタ係数計算部２２、データ記録部１７は、メイン補正フィルタ部２３に設けられる第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄのフィルタ係数を決定する役割を有している。この点で、測定信号再生部１１、定在波検出部２１、フィルタ係数計算部２２は、本発明に係るフィルタ係数決定装置に該当する。メイン補正フィルタ部２３は、図示を省略した音源により出力されるオーディオ信号に対して、フィルタ係数計算部２２において決定されたフィルタ係数を用いたフィルタ処理を行い、その後にアンプ部１３で信号レベルの増幅を行って、スピーカ１４から出力する。
【００５６】
図５は、定在波検出部２１の概略構成を示している。定在波検出部２１は、４つの定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄと１つの定在波判定部３２とを有している。４つの定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄは、それぞれ、４つの測定マイクロホン１５（測定マイクロホンＦＬＭ、測定マイクロホンＦＲＭ、測定マイクロホンＲＬＭ、測定マイクロホンＲＲＭ）に対応するようにして設けられている。図５においては、左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ａと、右側前席（運転席）に設置される測定マイクロホンＦＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｂと、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ｃと、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｄとの４つの定在波検出ユニット３１が示されている。
【００５７】
定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄには、測定信号再生部１１により出力される４種類の測定信号が入力されている。具体的には、測定信号として、それぞれが直交しているＭ系列符号Ｍ１〜Ｍ４が入力される。また、それぞれの定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄより出力される信号（差分信号）は、定在波判定部３２に入力される構成となっている。
【００５８】
図６は、左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ａと、測定信号再生部１１と、定在波判定部３２との概略構成を示し、定在波検出ユニット３１ｂ〜３１ｄの記載を省略したブロック図を示している。なお、図６においては、定在波検出ユニット３１ａのブロック図のみを代表例として示すが、右側前席（運転席）に設置される測定マイクロホンＦＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｂと、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ｃと、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｄも同様の機能ブロックにより構成されている。以下、説明の便宜上、図５に示した定在波検出ユニット３１ａについて説明を行う。
【００５９】
定在波検出ユニット３１ａは、図６に示すように、測定マイクロホンＦＬＭと各スピーカ１４（スピーカＦＬ,ＦＲ,ＲＬ,ＲＲ）との間のインパルス応答に対応する４つのインパルス応答部が２組（インパルス応答部４１〜４４とインパルス応答部４５〜４８との組からなる合計８個のインパルス応答部）と、２つの加算部５１ａ，５１ｂと、２つの周波数変換部５２ａ,５２ｂと、２つの対数平均化処理部５３ａ,５３ｂと、差分算出部５４とを有している。
【００６０】
測定マイクロホンＦＬＭと４つのスピーカ１４との間のインパルス応答は、定在波測定装置１０において既に検出されており、定在波検出ユニット３１ａに設置される２組のインパルス応答部（合計８個のインパルス応答部）は、該当する測定マイクロホン１５と４つのスピーカ１４との間のインパルス応答を、測定信号（Ｍ系列符号）に畳み込み積分する役割を有している。
【００６１】
具体的に、定在波検出ユニット３１ａには、スピーカＦＬと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ１を用いて畳み込み積分を行うインパルス応答部４１、４５と、スピーカＦＲと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ２を用いて畳み込み積分を行うインパルス応答部４２、４６と、スピーカＲＬと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ３を用いて畳み込み積分を行うインパルス応答部４３、４７と、スピーカＲＲと測定マイクロホンＦＬＭとの間のインパルス応答Ｃ４を用いて畳み込み積分を行うインパルス応答部４４、４８とが設けられている。
【００６２】
定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄでは、２組設置されるインパルス応答部（インパルス応答部４１〜４４とインパルス応答部４５〜４８との２組）のうち、一方の組（１組目）のそれぞれのインパルス応答部（インパルス応答部４１〜４４）にＭ系列符号Ｍ１〜Ｍ４がそれぞれ入力され、他方の組（２組目）のそれぞれのインパルス応答部（インパルス応答部４５〜４８）にはＭ系列符合Ｍ４がそれぞれ入力される。
【００６３】
また、各インパルス応答部４１〜４８おけるインパルス応答の値は、データ記録部１７より読み出されたそれぞれのインパルス応答部４１〜４８に対応するインパルス応答のデータＣ１〜Ｃ４が設定される。
【００６４】
インパルス応答部４１〜４８は、それぞれのＭ系列符号Ｍ１〜Ｍ４の測定信号にそれぞれのインパルス応答を用いて畳み込み積分を行い、加算部５１ａ、５１ｂは、畳み込み積分された測定信号を合成し、合成された測定信号（第１信号、第２信号）は、周波数変換部５２ａ、５２ｂに入力される。
【００６５】
ここで、Ｍ系列符合Ｍ１〜Ｍ４はそれぞれ直交しているので、インパルス応答部４１〜４４にそれぞれのＭ系列符合Ｍ１〜Ｍ４が入力されると、いわゆるステレオ信号に該当する信号が入力されて畳み込み積分が行われた場合に該当する。一方で、インパルス応答部４５〜４８のそれぞれに、同一の測定信号であるＭ系列符合Ｍ４が入力される場合には、それぞれの信号が共通するため、いわゆるモノラル信号に該当する信号が入力されて畳み込み積分が行われた場合に該当する。
【００６６】
なお、定在波検出ユニット３１ａおよび定在波検出ユニット３１ｂにおけるインパルス応答部４１〜４４および加算部５１ａは、本発明に係る第１信号合成手段に該当し、定在波検出ユニット３１ａおよび定在波検出ユニット３１ｂにおけるインパルス応答部４５〜４８および加算部５１ｂは、本発明に係る第２信号合成手段に該当する。
【００６７】
周波数変換部５２ａ、５２ｂは、加算部５１ａ、５１ｂにおいて合成された測定信号を、フーリエ変換により周波数領域に変換する役割を有している。対数平均化処理部５３ａ、５３ｂは、周波数変換部５２ａ、５２ｂにおいて変換された測定信号を、周波数が高くなるに従って平均化数の増加を行うことにより、周波数領域での対数的なスムージング処理を行い、リニア信号をデシベル信号に変換する役割を有している。
【００６８】
差分算出部５４は、それぞれの対数平均化処理部５３ａ、５３ｂにおいてデシベル信号に変換された各信号を、デシベルの周波数領域おいて、同一Ｍ系列符号側から直交Ｍ系列符号側を減算する処理を行う役割を有している。
【００６９】
なお、インパルス応答部、加算部、周波数変換部、対数平均化処理部、差分算出部の処理は、図５に示した定在波検出ユニット３１ａだけでなく、運転席に設置される測定マイクロホンＦＲＭの定在波検出ユニット３１ｂ、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭの定在波検出ユニット３１ｃ、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭの定在波検出ユニット３１ｄも同様に行われる。このため、後席側に設置される測定マイクロホンＲＬＭ、ＲＲＭの定在波検出ユニット３１ｃ、３１ｄにおいても、インパルス応答部４１〜４８で、それぞれのＭ系列符号Ｍ１〜Ｍ４の測定信号にそれぞれのインパルス応答を用いて畳み込み積分が行われ、それぞれの加算部５１ａ、５１ｂにおいて、畳み込み積分された測定信号が合成される。合成された測定信号が本発明の第３信号、第４信号に該当する。
【００７０】
また、定在波検出ユニット３１ｃおよび定在波検出ユニット３１ｄのインパルス応答部４１〜４５および加算部５１ａは、本発明に係る第３信号合成手段に該当し、定在波検出ユニット３１ｃおよび定在波検出ユニット３１ｄのインパルス応答部４４〜４８および加算部５１ｂは、本発明に係る第４信号合成手段に該当する。
【００７１】
図７には、実際に車室内で測定マイクロホン１５の設置位置ごとにインパルス応答を求め、定在波制御装置２０において、同一のＭ系列符号と直交のＭ系列符号を測定信号として測定信号再生部１１から出力し、定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄにおいて畳み込み積分等された同一のＭ系列符号の信号と直交するＭ系列符号の信号との周波数特性を示している。また、図８には、図７に示した周波数特性の差分値を示している。
【００７２】
すでに説明したように、同一のＭ系列符号は、複数のスピーカからボーカル等のモノラル信号が再生される場合に相当し、図７の同一のＭ系列符号の周波数特性は、スピーカの特性や窓ガラス等の反射等に加えてスピーカ間の干渉が生じている状態が示されている。一方で、図７における直交のＭ系列符号の周波数特性では、スピーカ間の干渉が生じていない状態が示されている。
【００７３】
図８では、同一のＭ系列符号の信号から直交のＭ系列符号の信号が減算された場合の周波数特性が示されており、スピーカ間の干渉が顕在化された信号が表されている。図８において、信号レベルが０ｄＢ以下となっている部分は、スピーカ間の干渉によりディップが発生している周波数を示しており、マイナス方向の大きさはディップの深さを示している。
【００７４】
差分算出部５４により同一のＭ系列符号の信号から直交のＭ系列符号の信号が減算された信号（図８に示す周波数特性に該当する信号）は、定在波判定部３２に入力される。なお、定在波判定部３２には、定在波検出ユニット３１ａの差分算出部５４により出力された信号だけでなく、定在波検出ユニット３１ｂ〜３１ｄの差分算出部５４から出力された信号も入力される。
【００７５】
定在波判定部３２は、各定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄより入力された信号において、ディップが発生した周波数帯域を検出する役割を有している。一般に、車室内は左右対称の空間構成となっている。従って、運転席において測定される周波数特性と助手席において測定される周波数特性とは同様の特性傾向を示し、左側後席において測定される周波数特性と右側後席において測定される周波数特性とは同様の特性傾向を示す。
【００７６】
このため、本実施の形態に係る定在波判定部３２では、助手席に設置される測定マイクロホンＦＬＭの定在波検出ユニット３１ａより入力された信号の周波数特性と、運転席に設置される測定マイクロホンＦＲＭの定在波検出ユニット３１ｂより入力された信号の周波数特性との双方を合成して平均化処理を行った後に、スレッショルド（閾値）を設定することにより、ディップが発生した周波数特性の検出を行う。
【００７７】
また、同様にして、定在波判定部３２では、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭの定在波検出ユニット３１ｃより入力された信号の周波数特性と、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭの定在波検出ユニット３１ｄより入力された信号の周波数特性との双方を合成して平均化処理を行った後に、スレッショルドを設定することにより、ディップが発生した周波数特性の検出を行う。
【００７８】
具体的に、定在波判定部３２は、スレッショルド以下となった周波数帯を検出し、また、信号レベルが最小となる周波数を検出する。この検出により、スレッショルド以下となる周波数帯において、最小値が含まれる周波数帯を深いディップが発生している周波数帯と判定する。
【００７９】
図９（ａ）は、前席側の平均化処理を行った後の周波数特性を示し、図９（ｂ）は後席側の平均化処理を行った後の周波数特性を示している。図９（ａ）（ｂ）においては、定在波判定部３２においてスレッショルドが−６ｄＢに設定された場合が示されている。前席側の最小値となる周波数、図９（ａ）に示すように、３８０Ｈｚであり、その信号レベルは−８．５ｄＢとなる。一方で、後席側の最小値となる周波数、図９（ｂ）に示すように、９０Ｈｚであり、その信号レベルは−１２．０ｄＢとなる。これらのスレッショルドにより、深いディップが発生している周波数帯は、信号レベルが最小値となる信号レベルを含み、スレッショルド以下となる信号レベルの周波数帯域であると判断し、定在波判定部３２は、前席側で２５０Ｈｚ〜４００Ｈｚ、後席側で８０Ｈｚ〜１４０Ｈｚとして判定する。このようにして判定された周波数を前席側の定在波周波数（前席側定在波周波数）および後席側の定在波周波数（後席側定在波周波数）としてフィルタ係数計算部２２に出力する。
【００８０】
なお、定在波判定部３２において設定されるスレッショルドの値は、後述する位相制御により聴感上の効果が明確に感じられる値（人間が明らかに音が変わると判断できるレベル）が設定される。本実施の形態では、スレッショルドとして、一般的に振幅で半分となる−６ｄＢの値を設定した。また、定在波検出ユニット３１ａおよび定在波検出ユニット３１ｂにおける差分算出部５４および定在波判定部３２は、本発明に係る前席側定在波周波数検出手段に該当し、定在波検出ユニット３１ｃおよび定在波検出ユニット３１ｄにおける差分算出部５４および定在波判定部３２は、本発明に係る後席側定在波周波数検出手段に該当する。
【００８１】
次に、フィルタ係数計算部２２について説明する。フィルタ係数計算部２２は、定在波検出部２１の定在波判定部３２より取得した前席側および後席側の定在波周波数と、フィルタ係数テーブルとに基づいて、メイン補正フィルタ部２３におけるフィルタ係数を選定する役割を有している。
【００８２】
図１０は、フィルタ係数計算部２２の概略構成を示したブロック図である。フィルタ係数計算部２２は、第１サブ補正フィルタ部６１ａと、第２サブ補正フィルタ部６１ｂと、第３サブ補正フィルタ部６１ｃと、第４サブ補正フィルタ部６１ｄと、定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄと、レベル判定部６２と、フィルタ係数テーブル部６３とを有している。また、フィルタ係数計算部２２においても測定信号再生部１１が接続されており、測定信号再生部１１は、定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄ、第１サブ補正フィルタ部６１ａ、第２サブ補正フィルタ部６１ｂ、第３サブ補正フィルタ部６１ｃおよび第４サブ補正フィルタ部６１ｄに対して、同一のＭ系列符合Ｍ４を出力する。
【００８３】
定在波検出ユニット３１ａ〜３４ｄは、図５、図６において説明した定在波検出ユニットと同一のものである。図１１に、左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ａと、測定信号再生部１１と、レベル判定部６２と、フィルタ係数テーブル部６３と、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄとの概略構成を示し、定在波検出ユニット３１ｂ〜３１ｄの記載を省略したブロック図を示している。なお、図１１においては、定在波検出ユニット３１ａのブロック図のみを代表例として示すが、右側前席（運転席）に設置される測定マイクロホンＦＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｂと、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ｃと、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｄも同様の機能ブロックにより構成されることになる。以下、説明の便宜上、図１１に示した定在波検出ユニット３１ａについて説明を行う。
【００８４】
測定信号再生部１１より出力される測定信号（Ｍ系列符合Ｍ４）は、第１サブ補正フィルタ部６１ａ、第２サブ補正フィルタ部６１ｂ、第３サブ補正フィルタ部６１ｃおよび第４サブ補正フィルタ部６１ｄに入力される。第１サブ補正フィルタ部６１ａ、第２サブ補正フィルタ部６１ｂ、第３サブ補正フィルタ部６１ｃおよび第４サブ補正フィルタ部６１ｄに入力されたＭ系列符合Ｍ４は、それぞれのサブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄにおいてフィルタ処理が行われた後に、それぞれインパルス応答部４１〜４４に入力される。
【００８５】
なお、第１サブ補正フィルタ部６１ａおよび第２サブ補正フィルタ部６１ｂは、本発明に係る前席側フィルタ処理手段に該当し、第３サブ補正フィルタ部６１ｃおよび第４サブ補正フィルタ部６１ｄは、本発明に係る後席側フィルタ処理手段に該当する。
【００８６】
インパルス応答部４１〜４４では、入力された信号を、それぞれのインパルス応答部４１〜４４においてインパルス応答Ｃ１〜Ｃ４により畳み込み積分を行った後に、加算部５１ａにおいて合成する。その後、加算部５１ａにおいて合成された測定信号は、周波数変換部５２ａにおいて、フーリエ変換により周波数領域に変換され、対数平均化処理部５３ａにおいて、周波数領域での対数的なスムージング処理が行われ、リニア信号からデシベル信号に変換される。
【００８７】
なお、定在波検出ユニット３１ａおよび定在波検出ユニット３１ｂにおけるインパルス応答部４１〜４４および加算部５１ａは、本発明に係る第５信号合成手段に該当する。また、定在波検出ユニット３１ｃおよび定在波検出ユニット３１ｄにおけるインパルス応答部４１〜４４および加算部５１ａは、本発明に係る第６信号合成手段に該当する。また、それぞれの加算部５１ａにおいて合成された測定信号は、本発明に係る第５信号および第６信号に該当する。
【００８８】
一方で、測定信号再生部１１より、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄを介さずに、直接にインパルス応答部４５〜４８に入力された測定信号（Ｍ系列符合）は、それぞれのインパルス応答部４５〜４８においてインパルス応答Ｃ１〜Ｃ４により畳み込み積分を行った後に、加算部５１ｂにおいて合成する。その後、加算部５１ｂにおいて合成された測定信号は、周波数変換部５２ｂにおいて、フーリエ変換により周波数領域に変換され、対数平均化処理部５３ｂにおいて、周波数領域での対数的なスムージング処理が行われ、リニア信号からデシベル信号に変換される。なお、いずれのインパルス応答部４１〜４８に入力される測定信号も同一のＭ系列符号であるため、モノラル信号に対する処理が行われることになる。
【００８９】
その後、対数平均化処理部５３ａ,５３ｂにおいてデシベル信号に変換された信号は、差分算出部５４において、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄによりフィルタ処理が行われた信号から補正処理が行われなかった信号を減算する処理を行う。この減算処理により、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄによりフィルタ処理によって位相制御を行った場合の信号レベルの増減量を求めることが可能となる。
【００９０】
なお、上述した定在波検出ユニット３１のインパルス応答部、加算部、周波数変換部、対数平均化処理部、差分算出部の処理は、図１１に示した定在波検出ユニット３１ａだけでなく、運転席に設置される測定マイクロホンＦＲＭの定在波検出ユニット３１ｂ、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭの定在波検出ユニット３１ｃ、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭの定在波検出ユニット３１ｄも同様に行われる。
【００９１】
第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄは、上述したように、測定信号であるＭ系列符合に対してフィルタ処理を行う役割を有している。第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄは、２次のＩＩＲフィルタを用いたオールパスフィルタにより構成され、周波数の振幅特性を一定に保持したまま位相の制御を行う役割を有している。具体的に、第１サブ補正フィルタ部６１ａは左前席側のスピーカＦＬ用の位相制御を行う役割を有し、第２サブ補正フィルタ部６１ｂは、右前席側のスピーカＦＲ用の位相制御を行う役割を有している。また、第３サブ補正フィルタ部６１ｃは左後席側のスピーカＲＬ用の位相制御を行う役割を有し、第４サブ補正フィルタ部６１ｄは、右後席側のスピーカＲＲ用の位相制御を行う役割を有している。
【００９２】
各サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄのフィルタ係数は、フィルタ係数テーブル部６３によって設定される。第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄの内部構成については後述する。
【００９３】
フィルタ係数テーブル部６３は、定在波検出部２１より取得した前席側の定在波周波数の帯域情報と、後席側の定在波周波数の帯域情報と、後述するレベル判定部６２により求められる位相差情報とに基づいて、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄのフィルタ係数を決定する役割を有している。フィルタ係数テーブル部６３は、フィルタ係数テーブルを備えており、このフィルタ係数テーブルに、前席側の定在波周波数の帯域情報における上限周波数および下限周波数とに基づいて第１サブ補正フィルタ部６１ａと第２サブ補正フィルタ部６１ｂとのフィルタ係数を決定し、後席側の定在波周波数の帯域情報における上限周波数および下限周波数とに基づいて第３サブ補正フィルタ部６１ｃと第４サブ補正フィルタ部６１ｄとのフィルタ係数を決定する。なお、フィルタ係数テーブル部６３は、本発明におけるフィルタ係数テーブル手段に該当する。
【００９４】
図１２は、フィルタ係数テーブルを示した図である。フィルタ係数テーブルは、車室内の音響特性など基づいて予め各値が算出されている。フィルタ係数テーブルには、後席側の定在波周波数に対する前席側の定在波周波数の位相差として、−１８０度から１７５度までの値と、下限周波数として、２０Ｈｚから４９５Ｈｚまでの値と、上限周波数として、２５Ｈｚから５００Ｈｚまでの値との組み合わせに対応する前席側のフィルタ係数の値ａ２,ａ３,ｂ１,ｂ２と後席側のフィルタ係数の値ａ２,ａ３,ｂ１,ｂ２とが設定されている。
【００９５】
フィルタ係数テーブルに設定されるフィルタ係数は、テーブルの設定項目における下限周波数から上限周波数の間において、後席側の定在波周波数に対する前席側の定在波周波数の位相差を、フィルタ係数テーブルに記載される位相差の値に補正（フィルタ処理）するためのフィルタ係数が予め設定されている。このため、フィルタ係数テーブル部６３では、フィルタ係数テーブルに基づいて、レベル判定部６２より取得した位相差情報と、定在波検出部２１より取得した前席側および後席側の定在波周波数における上限周波数および下限周波数の値とを用いることによって、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄにおけるフィルタ係数を求めることが可能となる。
【００９６】
図１３は、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄの内部構造を示したブロック図である。各サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄは、直接型II転置構成の２次のＩＩＲフィルタを用いたオールパスフィルタである。図１３において、Ｋはゲインを示し、各符号ｂ１，ｂ２，ａ１，ａ２に該当するゲインが、フィルタ係数テーブルにより求められたフィルタ係数に基づいて設定される。また、Ｚは遅延を示しており、本実施の形態に係るサブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄでは、１サンプルの遅延が設定されている。第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄは、フィルタ係数テーブルにより求められたフィルタ係数の値が設定されるａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２については、それぞれ同一の係数が設定されている。
【００９７】
レベル判定部６２は、フィルタ係数テーブル部の位相差を−１８０度から１７５度まで５度のステップで可変させて、設定された位相差情報をフィルタ係数テーブル部６３に出力する役割を有している。そして、フィルタ係数テーブル部６３では、レベル判定部６２より取得した位相差情報に基づいて、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄのフィルタ係数を設定する。レベル判定部６２では、設定されたフィルタ係数に基づく差分信号を、定在波検出ユニット３１ａおよび定在波検出ユニット３１ｂのそれぞれの差分算出部５４より取得して、左側前席（助手席）に設置される測定マイクロホンＦＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ａからの差分信号と、右側前席（運転席）に設置される測定マイクロホンＦＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｂからの差分信号との信号レベルの増減量を合成して、位相差に対する前席側の信号レベルの増減量を求める。
【００９８】
また、同様にして、レベル判定部６２は、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄで設定されたフィルタ係数に基づく差分信号を、定在波検出ユニット３１ｃおよび定在波検出ユニット３１ｄのそれぞれの差分算出部５４より取得して、左側後席に設置される測定マイクロホンＲＬＭに対応した定在波検出ユニット３１ｃからの差分信号と、右側後席に設置される測定マイクロホンＲＲＭに対応した定在波検出ユニット３１ｄからの差分信号との信号レベルの増減量を合成して、位相差に対する後席側の信号レベルの増減量を求める。
【００９９】
図１４は、図９（ｂ）に示すように、スレッショルドを−６ｄＢに設定することにより、判定された後席側の定在波周波数の下限周波数８０Ｈｚ、上限周波数１４０Ｈｚを基準として、深いディップが発生している後席側の位相差を−１８０度から１８０度の間で制御した場合における、前席側の差分信号の信号レベルの増減量（増減変化量）と、後席側の差分信号の信号レベルの増減量（増減変化量）との値を示したグラフである。
【０１００】
図１４のグラフに示されるように、後席側の増減量は、位相差が０度の場合を基準として、位相差が０度から−１８０度へ減少するに従って増減量がプラス側に増大し、また、位相差が０度から１８０度へ増加するに従って増減量がプラス側に増大する傾向を示している。
【０１０１】
一方で、前席側の増減量は、位相差が−９０度から０度の間においては増減量が変化せず安定するが、−９０度から−１８０度へ減少するに従って増減量がマイナス側へと減少し、また、位相差が０度から１８０度へ増加するに従って増減量がマイナス側に減少する傾向を示している。
【０１０２】
ここで、図９（ａ）に示された前席側のディップの深さと、図９（ｂ）に示された後席側のディップの深さとを比較すると、前席側に比べて後席側のディップの深さの方が深い（ディップの発生した信号レベルが低い）。このため、深いディップが発生する後席側の位相差を積極的に制御することにより後席側のディップを低減させつつ、位相差制御により前席側のディップが深くならないように制御することが望ましい。
【０１０３】
従って、図１４に示すグラフにおいて、前席側の増減量の変化が少なく、かつ、後席側の増減量が大きくなる（つまり、後席側のみ位相差調整による大きな影響が発生し得る）位相差を求めることにより、前席側の信号レベル変動を抑制しつつ、後席側の信号レベルを大きく改善させることが可能となる。このため、図１４に示す場合においては、前席側の増減量の変化が少なく、かつ、後席側の増減量が大きくなる位相差である−９０度を最適な位相差として決定することができる。
【０１０４】
レベル判定部６２は、図１４に示したような前席側の信号レベルの変化量と、後席側の信号レベルの変化量に基づいて、前席側の増減量の変化が少なく、かつ、後席側の増減量が大きくなる位相差となる、−９０度の値を検出する。そして、検出された位相差の値をフィルタ係数テーブル部６３に出力する。なお、定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄの差分算出部５４およびレベル判定部６２は、前席側と後席側との差分信号を求め、前席側の増減量の変化が少なく、かつ、後席側の増減量が大きくなる位相差を検出する点において、本発明に係る位相差検出手段に該当する。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、深いディップが発生する後席側の位相差を制御する場合を一例として示して説明を行うが、位相制御は後席側の位相だけを制御する場合だけには限定されない。例えば、前席側および後席側の測定マイクロホンにおいてもディップが検出される場合には、前席側および後席側の全体の信号レベルの最適化を行うことになり、また、前席側に深いディップが発生する場合には、前席側の位相差を制御する方法を用いることも可能である。
【０１０６】
レベル判定部６２より−９０度の位相差の値を取得したフィルタ係数テーブル部６３は、位相差−９０度に基づいて、メイン補正フィルタ部２３に設定するためのフィルタ係数を求める。図１２に示すフィルタ係数テーブルに基づいて、位相差−９０度、前席側の上限周波数１４０Ｈｚにした場合に求められるサブ補正フィルタ部６１ａおよびサブ補正フィルタ部６１ｂのフィルタ係数は、以下のようになる。
【０１０７】
前席側のサブ補正フィルタ部（第１サブ補正フィルタ部６１ａおよび第２サブ補正フィルタ部６１ｂ）のフィルタ係数
a2=-1.9810692365072391
a3=0.98154930488456404
b1=0.98154930488456404
b2=-1.9810692365072391
【０１０８】
また、図１２に示すフィルタ係数テーブルに基づいて、位相差−９０度、後席側の下限周波数８０Ｈｚにした場合に求められる各サブ補正フィルタ部６１ｃおよびサブ補正フィルタ部６１ｄのフィルタ係数は、以下のようになる。
【０１０９】
後席側のサブ補正フィルタ部（第３サブ補正フィルタ部６１ｃおよび第４サブ補正フィルタ部６１ｄ）のフィルタ係数
a2=-1.98133469305836
a3=0.98154930488456404
b1=0.98154930488456404
b2=-1.98133469305836
【０１１０】
また、位相差を−９０度とした場合のオールパスフィルタの位相特性を図１５および図１６に示す。図１５は前席側と後席側とのそれぞれの位相特性（位相の値）を示し、図１６は、後席側の位相特性から前席側の位相特性を差し引いた場合の位相の値を示している。図１５に示すように、後席側に対して前席側の位相には遅れが生じており、位相差は図１６に示すように１１０Ｈｚ付近において最大−９０度の値を示すことになる。
【０１１１】
図１７は、上述したフィルタ係数が設定された場合において、第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄにおいてフィルタ処理が行われる信号が対数平均化処理部５３ａ、５３ｂにより平均化処理された後の周波数特性であって、実際に第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄにより位相制御が行われた場合と、行われなかった場合における周波数特性を、各測定マイクロホン１５の設置位置に対応する定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄ（測定マイクロホンＦＬＭ，ＦＲＭ，ＲＬＭ，ＲＲＭ）毎に示した図である。
【０１１２】
図１７に示すように、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄによって最適な位相差に基づく補正処理（位相処理）を行うと、前席側の周波数特性はほとんど変化しないが、後席側の周波数特性では、１１０Ｈｚ付近の帯域において、大幅に信号レベルが増加しており、スピーカ間の干渉によるディップが低減していることが判断できる。
【０１１３】
また、図１８は、フィルタ係数テーブルにおいて、下限周波数を８０Ｈｚ、上限周波数を１４０Ｈｚ、位相差を−１８０度に設定した場合のフィルタ係数を用いて、図１７と同様に対数平均化処理部５３ａ、５３ｂより出力される信号の周波数特性を、各測定マイクロホン１５の設置位置に対応する定在波検出ユニット３１ａ〜３１ｄ（測定マイクロホンＦＬＭ，ＦＲＭ，ＲＬＭ，ＲＲＭ）毎に示した図である。
【０１１４】
図１８に示すように、サブ補正フィルタ部６１ａ〜６１ｄにより位相制御を行うと、前席側の信号レベルは低下するが、後席側の１１０Ｈｚ付近の帯域において、図１７よりもさらに信号レベルが増加しており、スピーカ間の干渉によるディップが低減していることがわかる。従って、調整を行うにあたって、後席側のディップが極度に深い場合などにおいては、前席側の信号レベルの低減をある程度考慮しつつ、積極的に後席側の干渉を低減させるような位相差を設定して、補正処理を行うことも有効となる場合が存在する。
【０１１５】
以上のように、フィルタ係数計算部２２においては、定在波検出部２１（定在波判定部３２）から取得した前席側および後席側の定在波周波数に基づいて、スピーカ間の干渉によるディップを低減するフィルタ係数の選定を行う。
【０１１６】
次に、メイン補正フィルタ部２３について説明する。メイン補正フィルタ部２３は、図４に示すように、図１０および図１１において説明した第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄと同様の構成を有する４つのオールパスフィルタにより構成されている。本実施の形態に係るメイン補正フィルタ部２３では、図４に示すように、４つのオールパスフィルタを、図１０および図１１において説明した第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄと同一の符合を用いる。
【０１１７】
メイン補正フィルタ部２３には、図４に示すように、Ｌチャンネル用のオーディオ信号とＲチャンネル用のオーディオ信号とがそれぞれ入力されている。メイン補正フィルタ部２３に入力されたＬチャンネル用のオーディオ信号は、左前席側における出力信号の位相制御を行うための第１サブ補正フィルタ部６１ａと、左後席側における出力信号の位相制御を行うための第３サブ補正フィルタ部６１ｃとにおいて、フィルタ係数計算部２２において求められたフィルタ係数に基づくフィルタ処理が行われる。また、メイン補正フィルタ部２３に入力されたＲチャンネル用のオーディオ信号は、右前席側における出力信号の位相制御を行うための第２サブ補正フィルタ部６１ｂと、右後席側における出力信号の位相制御を行うための第４サブ補正フィルタ部６１ｄとにおいて、フィルタ係数計算部２２において求められたフィルタ係数に基づくフィルタ処理が行われる。
【０１１８】
このフィルタ処理において、メイン補正フィルタ部２３におけるフィルタ係数は、上述したフィルタ係数計算部２２において求められたフィルタ係数であって、前席側におけるオーディオ信号と後席側におけるオーディオ信号との位相差により、最も効果的に干渉によるディップの発生を抑制することが可能なフィルタ係数の値である。このため、メイン補正フィルタ部２３を構成する第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄによりフィルタ処理が行われたオーディオ信号が、アンプ部１３で信号レベルの増幅後に車室に設置されたスピーカ１４（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）より出力された場合には、各座席において発生し得るディップを効果的に抑制することができる。
【０１１９】
特に、本実施の形態に係る定在波制御装置２０においては、後席側において発生する可能性の高いディップを効果的に抑制することが可能となる。従って、スピーカ１４（ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）より出力されるオーディオ信号は、メイン補正フィルタ部２３において、前席側にはほとんど影響を及ぼさず、後席側におけるスピーカ間の干渉を低減させることが可能な信号としてスピーカ１４より出力されることになる。
【０１２０】
以上説明したように、本実施の形態に係る定在波制御装置２０では、同一のＭ系列符号と直交のＭ系列符号を用いてその差分により定在波の干渉を判定するため、ディップが発生する車室内の座席位置と、その周波数帯を簡易に検出することが可能となる。
【０１２１】
また、本実施の形態に係る定在波制御装置２０は、従来技術の周波数補正のように信号レベルの増幅などを行う必要がないため、アンプ部１３やスピーカ１４においてノイズや歪みが増加されたり発生したりすることを防止することができる。また、スピーカ１４より出力されるオーディオ信号を、予め減衰させることができるので、全体的な消費電力の低減を図ることが可能となる。
【０１２２】
以上、本発明に係るフィルタ係数決定装置について、定在波制御装置２０を一例として示し、図面を用いて詳細に説明を行ったが、本発明に係るフィルタ係数決定装置は上述した実施の形態に例示したものには限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２３】
例えば、メイン補正フィルタ部２３において、４個のオールパスフィルタ（第１サブ補正フィルタ部６１ａ〜第４サブ補正フィルタ部６１ｄ）を用いて、入力されるオーディオ信号の他の周波数に対しても補正フィルタを適用させる場合には、さらに他のオールパスフィルタを追加することが可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０ …定在波測定装置
１１ …測定信号再生部（測定信号再生手段）
１２ …スピーカ選択部
１３ …アンプ部
１４、ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ …スピーカ（前席スピーカ、後席スピーカ）
１５、ＦＬＭ、ＦＲＭ、ＲＬＭ、ＲＲＭ …測定マイクロホン（前席測定マイクロホン、後席測定マイクロホン）
１６ …測定部（インパルス応答測定手段）
１７ …データ記録部
２０ …定在波制御装置（フィルタ係数決定装置）
２１ …定在波検出部（フィルタ係数決定装置）
２２ …フィルタ係数計算部（フィルタ係数決定装置）
２３ …メイン補正フィルタ部
３１、３１ａ〜３１ｄ …定在波検出ユニット
３２ …定在波判定部（前席側定在波周波数検出手段、後席側定在波周波数検出手段）
４１〜４４ …インパルス応答部（第１信号合成手段、第３信号合成手段、第５信号合成手段、第６信号合成手段）
４５〜４８ …インパルス応答部（第２信号合成手段、第４信号合成手段）
５１ａ、５１ｂ …加算部（第１信号合成手段、第２信号合成手段、第３信号合成手段、第４信号合成手段、第５信号合成手段、第６信号合成手段）
５２ａ、５２ｂ …周波数変換部
５３ａ、５３ｂ …対数平均化処理部
５４ …差分算出部（前席側定在波周波数検出手段、後席側定在波周波数検出手段、位相差検出手段）
６１ａ …第１サブ補正フィルタ部（前席側フィルタ処理手段）
６１ｂ …第２サブ補正フィルタ部（前席側フィルタ処理手段）
６１ｃ …第３サブ補正フィルタ部（後席側フィルタ処理手段）
６１ｄ …第４サブ補正フィルタ部（後席側フィルタ処理手段）
６２ …レベル判定部（位相差検出手段）
６３ …フィルタ係数テーブル部（フィルタ係数テーブル手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後に座席が配置された車室内の前席側に設置された前席スピーカと、後席側に設置された後席スピーカと、
前記車室内の前席位置に設置された前席測定マイクロホンと、後席位置に設置された後席測定マイクロホンと、
前記前席スピーカより出力された信号を前記前席測定マイクロホンおよび前記後席測定マイクロホンで測定すると共に、前記後席スピーカより出力された信号を前記前席測定マイクロホンおよび前記後席測定マイクロホンで測定することにより、各スピーカから各測定マイクロホンまでのそれぞれの組み合わせに対応したインパルス応答を測定するインパルス応答測定手段と、
互いに直交した異なるＭ系列符合信号を出力することが可能な測定信号再生手段と、
前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した他のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの直交したＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第１信号を生成する第１信号合成手段と、
前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれのＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた第２信号を生成する第２信号合成手段と、
前記第２信号から前記第１信号を減算した信号の周波数特性において、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めるとともに、当該最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を前席側定在波周波数として求める前席側定在波周波数検出手段と、
前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した他のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの直交したＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第３信号を生成する第３信号合成手段と、
前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれのＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた第４信号を生成する第４信号合成手段と、
前記第４信号から前記第３信号を減算した信号の周波数特性において、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めるとともに、当該最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を後席側定在波周波数として求める後席側定在波周波数検出手段と、
前記前席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数と、前記後席側定在波周波数に対する前記前席側定在波周波数の位相差の値とに基づいて決定される前席側フィルタ係数と、前記後席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数と、前記位相差の値とに基づいて決定される後席側フィルタ係数とが、様々な前記上限周波数、様々な前記下限周波数、および様々な前記位相差の値の組み合わせに基づいて前記車室内の音響特性に応じて予め算出されたフィルタ係数テーブルを備えるフィルタ係数テーブル手段と、
前記測定信号再生手段より出力される前記一のＭ系列符合信号に対して前記前席側フィルタ係数に基づいてフィルタ処理を行う前席側フィルタ処理手段と、
前記測定信号再生手段より出力される前記一のＭ系列符合信号に対して前記後席側フィルタ係数に基づいてフィルタ処理を行う後席側フィルタ処理手段と、
前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記前席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記前席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの前記一のＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第５信号を生成する第５信号合成手段と、
前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記後席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記後席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの前記一のＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第６信号を生成する第６信号合成手段と、
前記第５信号から前記第２信号を減算して前記前席側の差分信号を求めるとともに、前記第６信号から前記第４信号を減算して前記後席側の差分信号を求めて、前記前席側の差分信号における信号レベルの増減変化と前記後席側の差分信号における信号レベルの増減変化量を、前記フィルタ係数テーブル手段において設定された位相差の値に対応づけて検出することにより、前記前席側の信号レベルの増減変化量あるいは前記後席側の信号レベルの増減変化量のいずれか一方の増減変化量が増減せず、いずれか他方の増減変化量が大きく増加する位相差の値を求める位相差検出手段とを有し、
前記フィルタ係数テーブル手段は、前記位相差検出手段において検出された位相差の値と、前記前席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数とに基づいて前記フィルタ係数テーブルより求められる前席側フィルタ係数を、前記前席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数と決定し、前記位相差検出手段において検出された位相差の値と、前記後席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数とに基づいて前記フィルタ係数テーブルより求められる後席側フィルタ係数を、前記後席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数と決定すること
を特徴とするフィルタ係数決定装置。
【請求項２】
前記前席側定在波周波数を求めるために設定される所定の信号レベル、および前記後席側定在波周波数を求めるために設定される所定の信号レベルは、−６ｄＢであること
を特徴とする請求項１に記載のフィルタ係数決定装置。
【請求項１】
前後に座席が配置された車室内の前席側に設置された前席スピーカと、後席側に設置された後席スピーカと、
前記車室内の前席位置に設置された前席測定マイクロホンと、後席位置に設置された後席測定マイクロホンと、
前記前席スピーカより出力された信号を前記前席測定マイクロホンおよび前記後席測定マイクロホンで測定すると共に、前記後席スピーカより出力された信号を前記前席測定マイクロホンおよび前記後席測定マイクロホンで測定することにより、各スピーカから各測定マイクロホンまでのそれぞれの組み合わせに対応したインパルス応答を測定するインパルス応答測定手段と、
互いに直交した異なるＭ系列符合信号を出力することが可能な測定信号再生手段と、
前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した他のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの直交したＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第１信号を生成する第１信号合成手段と、
前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれのＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた第２信号を生成する第２信号合成手段と、
前記第２信号から前記第１信号を減算した信号の周波数特性において、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めるとともに、当該最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を前席側定在波周波数として求める前席側定在波周波数検出手段と、
前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した他のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの直交したＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第３信号を生成する第３信号合成手段と、
前記インパルス応答測定手段により測定された前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記互いに直交した一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記インパルス応答測定手段により測定された前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記測定信号再生手段より出力された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれのＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれた第４信号を生成する第４信号合成手段と、
前記第４信号から前記第３信号を減算した信号の周波数特性において、信号レベルが最小の値を示す周波数を求めるとともに、当該最小の値を示す周波数を含んで、所定の信号レベル以下となる周波数範囲を後席側定在波周波数として求める後席側定在波周波数検出手段と、
前記前席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数と、前記後席側定在波周波数に対する前記前席側定在波周波数の位相差の値とに基づいて決定される前席側フィルタ係数と、前記後席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数と、前記位相差の値とに基づいて決定される後席側フィルタ係数とが、様々な前記上限周波数、様々な前記下限周波数、および様々な前記位相差の値の組み合わせに基づいて前記車室内の音響特性に応じて予め算出されたフィルタ係数テーブルを備えるフィルタ係数テーブル手段と、
前記測定信号再生手段より出力される前記一のＭ系列符合信号に対して前記前席側フィルタ係数に基づいてフィルタ処理を行う前席側フィルタ処理手段と、
前記測定信号再生手段より出力される前記一のＭ系列符合信号に対して前記後席側フィルタ係数に基づいてフィルタ処理を行う後席側フィルタ処理手段と、
前記前席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記前席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記後席スピーカから前記前席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記前席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの前記一のＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第５信号を生成する第５信号合成手段と、
前記前席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記後席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行うと共に、前記後席スピーカから前記後席測定マイクロホンまでの前記インパルス応答を用いて、前記後席側フィルタ処理手段によりフィルタ処理された前記一のＭ系列符合信号の畳み込み積分を行い、畳み込み積分の行われたそれぞれの前記一のＭ系列符合信号を合成して、前記前席スピーカと前記後席スピーカとの間の干渉の影響が含まれない第６信号を生成する第６信号合成手段と、
前記第５信号から前記第２信号を減算して前記前席側の差分信号を求めるとともに、前記第６信号から前記第４信号を減算して前記後席側の差分信号を求めて、前記前席側の差分信号における信号レベルの増減変化と前記後席側の差分信号における信号レベルの増減変化量を、前記フィルタ係数テーブル手段において設定された位相差の値に対応づけて検出することにより、前記前席側の信号レベルの増減変化量あるいは前記後席側の信号レベルの増減変化量のいずれか一方の増減変化量が増減せず、いずれか他方の増減変化量が大きく増加する位相差の値を求める位相差検出手段とを有し、
前記フィルタ係数テーブル手段は、前記位相差検出手段において検出された位相差の値と、前記前席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数とに基づいて前記フィルタ係数テーブルより求められる前席側フィルタ係数を、前記前席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数と決定し、前記位相差検出手段において検出された位相差の値と、前記後席側定在波周波数の周波数範囲における上限周波数および下限周波数とに基づいて前記フィルタ係数テーブルより求められる後席側フィルタ係数を、前記後席スピーカより出力されるオーディオ信号に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ係数と決定すること
を特徴とするフィルタ係数決定装置。
【請求項２】
前記前席側定在波周波数を求めるために設定される所定の信号レベル、および前記後席側定在波周波数を求めるために設定される所定の信号レベルは、−６ｄＢであること
を特徴とする請求項１に記載のフィルタ係数決定装置。
【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】
【公開番号】特開２０１２−２５７０７９（Ｐ２０１２−２５７０７９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９０４０（Ｐ２０１１−１２９０４０）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
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