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      音場測量裝置和音場測量方法與流程

      文檔序號:12557955閱讀:348來源:國知局
      音場測量裝置和音場測量方法與流程
      本發(fā)明涉及一種音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序。更具體地,本發(fā)明涉及可以在一對揚聲器以狹窄間隔安裝的音場環(huán)境中快速且精確地測量頻率特性的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序。

      背景技術(shù):
      已知有如下的方法:通過在安裝有音頻設(shè)備的揚聲器等的音場環(huán)境中測量頻率特性并基于所測量到的頻率特性調(diào)節(jié)音頻設(shè)備的均衡器、或者通過根據(jù)音場預(yù)先校正輸出聲音,來提供具有最適合音場環(huán)境的音質(zhì)的音樂。已知有最大長度序列(m序列)碼和時間擴展脈沖(TSP)信號作為用于測量頻率特性的測量信號。使用這種測量信號來測量音場環(huán)境的頻率特性的方法的示例包括使用收聽位置所安裝的麥克風(fēng)來記錄從揚聲器輸出的測量信號、然后對所記錄的信號進(jìn)行傅立葉變換以獲得頻率特性的方法(例如,參見專利文獻(xiàn)1、2)。可以通過在使用所輸出的測量信號作為基準(zhǔn)的情況下獲得所輸出的測量信號和使用麥克風(fēng)所記錄的測量信號之間的互相關(guān)特性,來獲得脈沖響應(yīng)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開平07-075190專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-232492

      技術(shù)實現(xiàn)要素:
      發(fā)明要解決的問題音場環(huán)境的頻率特性根據(jù)相對于揚聲器的收聽位置而改變。頻率特性的測量精度趨于隨著所安裝的揚聲器之間的間隔等而改變。例如,設(shè)想如圖14所示的便攜式音頻設(shè)備102,其中在該便攜式音頻設(shè)備102中,音樂重放功能部100與其右側(cè)和左側(cè)的一對右揚聲器101a和左揚聲器101b是彼此一體化的。在這種便攜式音頻設(shè)備中,右揚聲器101a和左揚聲器101b趨于以狹窄間隔安裝。此外,由于便攜性等因而該設(shè)備的主體趨于配置得靠近收聽者,因而便攜式音頻設(shè)備102和收聽者之間的距離趨于變短。例如,如圖14所示,從右揚聲器101a和左揚聲器101b同時輸出用作測量信號的同一M序列碼。然后,測量右揚聲器101a和左揚聲器101b與麥克風(fēng)7之間的頻率特性。由于右揚聲器101a和左揚聲器101b以狹窄間隔安裝并且靠近麥克風(fēng)7,因此信道(從各個揚聲器向麥克風(fēng)7的信號傳輸路徑)之間的延遲時間差趨于變小。在信道之間的延遲時間差小的情況下,趨于發(fā)生信道間干擾,因而在特定頻率趨于發(fā)生大的下降(dip)。這種下降的位置根據(jù)延遲時間差而大幅改變。因此,不利地,頻率特性可能根據(jù)測量位置而改變,并且測量精度可能大幅劣化。另一方面,在從右揚聲器101a和左揚聲器101b同時輸出用作測量信號的正交m序列碼、然后測量頻率特性的情況下,由于具有同一頻率的線譜為異相,因此發(fā)生干擾。因而,在合成后的各個線譜中可能發(fā)生振幅變化。在發(fā)生振幅變化的情況下,不利地,音場環(huán)境的頻率特性遭受碼間干擾(inter-symbolinterference),并且測量精度劣化。此外,在使用短周期碼作為測量信號以縮短測量時間或減少傅立葉變換處理中所使用的存儲器的使用量的情況下,線譜之間的間隔增大。由于該原因,即使在對線譜進(jìn)行平均化處理的情況下,也不能減輕碼間干擾的影響,因而測量精度趨于大幅下降。作為用于在避免信道間干擾或線譜之間的碼間干擾的情況下測量頻率特性的方法,已知有如下方法:通過首先僅從左揚聲器101b輸出測量信號并測量頻率特性、然后僅從右揚聲器101a輸出測量信號并測量頻率特性,來針對L信道和R信道進(jìn)行時間分割。通過這樣進(jìn)行時間分割以測量頻率特性,可以避免信道間干擾或碼間干擾。然而,必須針對L信道和R信道進(jìn)行兩次測量。這樣不利地增加了測量時間,并且增大了測量處理的負(fù)荷。本發(fā)明是有鑒于上述問題而作出的,并且本發(fā)明的目的是提供可以通過從以狹窄間隔安裝的一對揚聲器同時輸出測量信號來精確地測量音場環(huán)境的音頻特性的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序。用于解決問題的方案為了解決上述問題,根據(jù)本發(fā)明,提供一種音場測量裝置,用于通過收集從具有以狹窄間隔安裝的一對揚聲器的音頻設(shè)備輸出的輸出聲音來獲得音場環(huán)境的頻率特性,所述音場測量裝置包括:低通濾波器部,其被配置為提取第一測量信號的低頻域成分;高通濾波器部,其被配置為提取與所述第一測量信號不同的第二測量信號的中高頻域成分;合成信號生成部,其被配置為通過對所述低通濾波器部所提取的所述第一測量信號的低頻域成分和所述高通濾波器部所提取的所述第二測量信號的中高頻域成分進(jìn)行合成,來生成合成信號;外部輸出部,其被配置為將所述低通濾波器部提取低頻域成分之前的所述第一測量信號和所述合成信號生成部所生成的所述合成信號輸出至所述音頻設(shè)備,使得從所述一對揚聲器其中之一輸出所述第一測量信號并且同時從所述一對揚聲器中的另一個揚聲器輸出所述合成信號;麥克風(fēng),其被配置為收集從所述一對揚聲器同時輸出的所述第一測量信號和所述合成信號;以及傅立葉變換部,其被配置為通過對所述麥克風(fēng)所收集到的信號進(jìn)行傅立葉變換,來獲得所述音場環(huán)境的頻率特性。根據(jù)本發(fā)明,提供一種音場測量裝置的音場測量方法,所述音場測量裝置用于通過收集從具有以狹窄間隔安裝的一對揚聲器的音頻設(shè)備輸出的輸出聲音來獲得音場環(huán)境的頻率特性,所述音場測量方法包括以下步驟:低頻域成分提取步驟,其中低通濾波器部提取第一測量信號的低頻域成分;中高頻域成分提取步驟,其中高通濾波器部提取與所述第一測量信號不同的第二測量信號的中高頻域成分;合成信號生成步驟,其中合成信號生成部通過對所述低頻域成分提取步驟中所提取的所述第一測量信號的低頻域成分和所述中高頻域成分提取步驟中所提取的所述第二測量信號的中高頻域成分進(jìn)行合成,來生成合成信號;外部輸出步驟,其中外部輸出部將所述低頻域成分提取步驟中提取低頻域成分之前的所述第一測量信號和所述合成信號生成步驟中所生成的所述合成信號輸出至所述音頻設(shè)備,使得從所述一對揚聲器其中之一輸出所述第一測量信號并且同時從所述一對揚聲器中的另一個揚聲器輸出所述合成信號;聲音收集步驟,其中麥克風(fēng)收集從所述一對揚聲器同時輸出的所述第一測量信號和所述合成信號;以及傅立葉變換步驟,其中傅立葉變換部通過對所述聲音收集步驟中所收集到的信號進(jìn)行傅立葉變換,來獲得所述音場環(huán)境的頻率特性。根據(jù)本發(fā)明,提供一種音場測量裝置的音場測量程序,所述音場測量裝置用于通過收集從具有以狹窄間隔安裝的一對揚聲器的音頻設(shè)備輸出的輸出聲音來獲得音場環(huán)境的頻率特性,所述音場測量程序使所述音場測量裝置的計算機進(jìn)行以下功能:低通濾波器功能,用于提取第一測量信號的低頻域成分;高通濾波器功能,用于提取與所述第一測量信號不同的第二測量信號的中高頻域成分;合成信號生成功能,用于通過對所述低通濾波器功能所提取的所述第一測量信號的低頻域成分和所述高通濾波器功能所提取的所述第二測量信號的中高頻域成分進(jìn)行合成,來生成合成信號;外部輸出功能,用于將所述低通濾波器功能提取低頻域成分之前的所述第一測量信號和所述合成信號生成功能所生成的所述合成信號輸出至所述音頻設(shè)備,使得從所述一對揚聲器其中之一輸出所述第一測量信號并且同時從所述一對揚聲器中的另一個揚聲器輸出所述合成信號;聲音收集功能,用于使用麥克風(fēng)來收集從所述一對揚聲器同時輸出的所述第一測量信號和所述合成信號;以及傅立葉變換功能,用于通過對所述聲音收集功能所收集到的信號進(jìn)行傅立葉變換,來獲得所述音場環(huán)境的頻率特性。在具有安裝間隔狹窄的一對揚聲器的音頻設(shè)備的正面位置安裝麥克風(fēng)的情況下,該麥克風(fēng)趨于安裝在與一對揚聲器的距離短的位置處。如果在這種狀況下從一對揚聲器輸出相同的測量信號(單聲道測量信號)、然后測量頻率特性,則由于經(jīng)由各個信道的輸出信號之間的傳播延遲差因而在中高頻域中可能發(fā)生下降。由于該原因,不容易精確地測量音場環(huán)境的頻率特性。另一方面,如果從一對揚聲器輸出不同的測量信號(立體聲測量信號),則在中高頻域中不太可能發(fā)生下降。然而,在低頻域中可能發(fā)生測量信號之間的碼間干擾。由于該原因,不容易精確地測量音場環(huán)境的頻率特性。在根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序中,從音頻設(shè)備的揚聲器其中之一輸出第一測量信號,并且從另一揚聲器輸出在低頻域中包括第一測量信號并且在中高頻域中包括第二測量信號的合成信號。因而,可以在中高頻域中使用立體聲測量信號測量頻率特性并由此抑制下降。此外,根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序可以在低頻域中使用單聲道測量信號測量頻率特性,因而可以抑制測量信號之間的碼間干擾。如通過以上看出,根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序可以在中高頻域中使用立體聲測量信號測量頻率特性因而可以抑制下降,并且可以在低頻域中使用單聲道測量信號測量頻率特性因而可以抑制測量信號之間的碼間干擾。此外,根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序從一對揚聲器同時輸出第一測量信號和合成信號,然后測量頻率特性。因而,與從一對揚聲器交替地輸出測量信號并且進(jìn)行測量的情況相比,可以減輕測量負(fù)荷并且提高測量速度。在上述的音場測量裝置中,可以使用m序列碼作為所述第一測量信號,并且可以使用與用作所述第一測量信號的m序列碼正交的m序列碼作為所述第二測量信號,所述音場測量裝置還可以包括:最大值檢測部,其被配置為基于所述傅立葉變換部所獲得的頻率特性,在使預(yù)定的第一頻率間隔以比所述第一頻率間隔更短的頻率間隔為單位發(fā)生偏移的情況下檢測所述第一頻率間隔中的信號電平的最大值,由此獲得包括最大值的頻率特性;以及平均值計算部,其被配置為基于所述最大值檢測部所檢測到的包括最大值的頻率特性,在使預(yù)定的第二頻率間隔以比所述第二頻率間隔更短的頻率間隔為單位發(fā)生偏移的情況下計算所述第二頻率間隔中的信號電平的平均值,由此獲得所述音場環(huán)境的頻率特性。在上述的音場測量方法中,可以使用m序列碼作為所述第一測量信號,并且可以使用與用作所述第一測量信號的m序列碼正交的m序列碼作為所述第二測量信號,所述音場測量方法還可以包括以下步驟:最大值檢測步驟,其中最大值檢測部基于所述傅立葉變換步驟中所獲得的頻率特性,在使預(yù)定的第一頻率間隔以比所述第一頻率間隔更短的頻率間隔為單位發(fā)生偏移的情況下檢測所述第一頻率間隔中的信號電平的最大值,由此獲得包括最大值的頻率特性;以及平均值計算步驟,其中平均值計算部基于所述最大值檢測步驟中所檢測到的包括最大值的頻率特性,在使預(yù)定的第二頻率間隔以比所述第二頻率間隔更短的頻率間隔為單位發(fā)生偏移的情況下計算所述第二頻率間隔中的信號電平的平均值,由此獲得所述音場環(huán)境的頻率特性。在上述的音場測量程序中,可以使用m序列碼作為所述第一測量信號,并且可以使用與用作所述第一測量信號的m序列碼正交的m序列碼作為所述第二測量信號,所述音場測量程序可以使所述計算機進(jìn)一步進(jìn)行以下功能:最大值檢測功能,用于基于所述傅立葉變換功能所獲得的頻率特性,在使預(yù)定的第一頻率間隔以比所述第一頻率間隔更短的頻率間隔為單位發(fā)生偏移的情況下檢測所述第一頻率間隔中的信號電平的最大值,由此獲得包括最大值的頻率特性;以及平均值計算功能,用于基于所述最大值檢測功能所檢測到的包括最大值的頻率特性,在使預(yù)定的第二頻率間隔以比所述第二頻率間隔更短的頻率間隔為單位發(fā)生偏移的情況下計算所述第二頻率間隔中的信號電平的平均值,由此獲得所述音場環(huán)境的頻率特性。已知有用于使用m序列碼作為測量信號來測量頻率特性的方法。然而,在使用麥克風(fēng)收集用作測量信號的m序列碼然后進(jìn)行傅立葉變換的情況下,通過傅立葉變換所獲得的樣本的長度可以是m序列碼的長度的非整數(shù)倍、即這些長度可能異步。在這些長度為異步的情況下,在傅立葉變換后的頻率特性(線譜)中可能發(fā)生電平低的變化的線譜,由此導(dǎo)致頻率特性的測量精度劣化。由于該原因,根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序使用m序列碼作為第一測量信號并且使用與用作第一測量信號的m序列碼正交的m序列碼作為第二測量信號。通過使用這些m序列碼,可以在中高頻域中實現(xiàn)立體聲測量信號并且在低頻域中實現(xiàn)單聲道測量信號。此外,基于對所收集到的信號進(jìn)行傅立葉變換所獲得的頻率特性,在使預(yù)定的第一頻率間隔以比該第一頻率間隔更短的頻率間隔為單位發(fā)生偏移的情況下檢測該第一頻率間隔中的信號電平的最大值,可以獲得包括這些最大值的頻率特性。通過這樣獲得包括最大值的頻率特性,可以抑制(掩蔽)在頻率特性中出現(xiàn)作為噪聲的低電平的變化的線譜。此外,根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序基于包括最大值的頻率特性,在使預(yù)定的第二頻率間隔以比該第二頻率間隔更短的頻率間隔為單位發(fā)生偏移的情況下,計算該第二頻率間隔中的信號電平的平均值。因而,可以獲得平均化后的頻率特性。如通過以上看出,通過檢測最大值來獲得頻率特性并且通過對包括最大值的頻率特性進(jìn)行平均化處理,可以針對各傅立葉變換抑制在頻率特性中可能發(fā)生的變化并由此提高頻率特性的檢測精度。在上述的音場測量裝置中,在從所述一對揚聲器同時輸出提取低頻域成分之前的所述第一測量信號的情況下,可以將所述低通濾波器部和所述高通濾波器部中所設(shè)置的截止頻率設(shè)置成比所述傅立葉變換部所獲得的頻率特性中能夠發(fā)生的下降的頻率值更低的頻率。在上述的音場測量方法中,在從所述一對揚聲器同時輸出提取低頻域成分之前的所述第一測量信號的情況下,可以將所述低頻域成分提取步驟和所述中高頻域成分提取步驟中所設(shè)置的截止頻率設(shè)置成比所述傅立葉變換步驟中所獲得的頻率特性中能夠發(fā)生的下降的頻率值更低的頻率。在上述的音場測量程序中,在從所述一對揚聲器同時輸出提取低頻域成分之前的所述第一測量信號的情況下,可以將所述低通濾波器功能和所述高通濾波器功能所設(shè)置的截止頻率設(shè)置成比所述傅立葉變換功能所獲得的頻率特性中能夠發(fā)生的下降的頻率值更低的頻率。根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序?qū)⒌屯V波器部和高通濾波器部中的截止頻率設(shè)置為比通過使用單聲道測量信號所測量到的頻率特性中可能發(fā)生下降的頻率值更低的頻率。因而,可以將可能發(fā)生下降的中高頻域的測量信號設(shè)置成立體聲測量信號并且提高頻率特性的檢測精度。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序可以在中高頻域中使用立體聲測量信號測量頻率特性因而可以抑制下降,并且可以在低頻域中使用單聲道測量信號測量頻率特性因而可以抑制測量信號之間的碼間干擾。此外,根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序從一對揚聲器同時輸出第一測量信號和合成信號,然后測量頻率特性。因而,與從一對揚聲器交替地輸出測量信號并且進(jìn)行測量的情況相比,可以減輕測量負(fù)荷并且提高測量速度。附圖說明圖1是示出根據(jù)實施例的音場測量裝置的硬件的示意結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是示出在根據(jù)實施例的CPU基于處理程序來測量頻率特性的情況下、音場測量裝置的功能部的示意結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是示出根據(jù)實施例的CPU所進(jìn)行的頻率特性測量處理的內(nèi)容的流程圖;圖4(a)的上部示出信號S1的頻率特性并且其下部示出信號S2的頻率特性;(b)的上部示出所提取的信號S1的低頻域成分的頻率特性并且其下部示出所提取的信號S2的中高頻域成分的頻率特性;以及(c)是示出將(b)的上部和下部所示的信號S1的低頻域成分和信號S2的中高頻域成分合成得到的合成信號的頻率特性的圖。圖5是示出如下處理的圖,其中該處理用于在使傅立葉變換后的測量信號的預(yù)定數(shù)量的線譜以一個線譜為單位(以一個樣本為單位)發(fā)生偏移的情況下,檢測這些預(yù)定數(shù)量的線譜的信號電平的最大值,以獲得線譜的包絡(luò)線。圖6是示出根據(jù)頻率樣本的數(shù)量所設(shè)置的、用于檢測最大值的樣本數(shù)量寬度(最大值檢測寬度)和用于計算平均值的樣本數(shù)量寬度(平均化寬度)之間的關(guān)系的圖。圖7包括通過使用單聲道測量信號進(jìn)行環(huán)回測量所獲得的頻率特性的圖,其中:(a)示出不進(jìn)行平均化處理的情況,并且(b)示出進(jìn)行平均化處理的情況。圖8包括通過使用立體聲測量信號進(jìn)行環(huán)回測量所獲得的頻率特性的圖,其中:(a)示出不進(jìn)行平均化處理的情況,并且(b)示出進(jìn)行平均化處理的情況。圖9包括通過使用合成信號進(jìn)行環(huán)回測量所獲得的頻率特性的圖,其中:(a)示出不進(jìn)行平均化處理的情況,并且(b)示出進(jìn)行平均化處理的情況。圖10包括示出根據(jù)從便攜式音頻設(shè)備輸出的單聲道測量信號所獲得的頻率特性的圖,其中:(a)示出不進(jìn)行平均化處理的情況,并且(b)示出進(jìn)行平均化處理的情況。圖11包括示出根據(jù)從便攜式音頻設(shè)備輸出的立體聲測量信號所獲得的頻率特性的圖,其中:(a)示出不進(jìn)行平均化處理的情況,并且(b)示出進(jìn)行平均化處理的情況。圖12包括示出根據(jù)從便攜式音頻設(shè)備輸出的合成測量信號所獲得的頻率特性的圖,其中:(a)示出不進(jìn)行平均化處理的情況,并且(b)示出進(jìn)行平均化處理的情況。圖13是示出信道間的延遲時間差和可能發(fā)生下降的頻率間隔之間的關(guān)系的圖。圖14是示出用于使用音場測量裝置來測量便攜式音頻設(shè)備的頻率特性的一般方法的圖。具體實施方式以下將參考附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置的硬件的示意結(jié)構(gòu)的示例的框圖。如圖1所示,音場測量裝置1包括CPU2、只讀存儲器(ROM)3、隨機存取存儲器(RAM)4、存儲部5、外部輸出部6、麥克風(fēng)7和顯示部8。ROM3用于存儲音場測量裝置1所執(zhí)行的處理程序等。例如,在啟動音場測量裝置1時、或者響應(yīng)于用戶操作,CPU2通過讀取ROM3中的處理程序等來進(jìn)行頻率特性測量等。RAM4用作CPU2進(jìn)行處理的工作區(qū)域或用于其它目的。存儲部5是所謂的輔助存儲裝置,并且通常采用硬盤、固態(tài)驅(qū)動器(SSD)或非易失性存儲器(例如,閃速ROM、閃速存儲器)等的形式??梢允褂弥T如SD卡等的可移除存儲卡作為存儲部5。存儲部5存儲CPU2為了進(jìn)行處理所使用的各種數(shù)據(jù)等。如果使用諸如智能電話等的信息移動終端作為音場測量裝置1,則可以將通過下載等所獲得的應(yīng)用程序記錄在存儲部5中,由此可以基于應(yīng)用程序來測量頻率特性。外部輸出部6包括用于將測量信號(后面所述的信號S1和合成信號)輸出至便攜式音頻設(shè)備的外部輸入端子的外部輸出端子。在將經(jīng)由外部輸出部6所輸出的測量信號輸入至便攜式音頻設(shè)備(音頻設(shè)備)102(參見圖2)的外部輸入端子的情況下,可以從便攜式音頻設(shè)備102的右揚聲器101a和左揚聲器101b(參見圖2)輸出測量聲音。外部輸出部6不必具有物理端子構(gòu)造。例如,外部輸出部6可被配置為使用諸如藍(lán)牙或無線LAN等的無線技術(shù)來將測量信號輸出至便攜式音頻設(shè)備102。麥克風(fēng)7具有用于收集便攜式音頻設(shè)備102等所輸出的測量聲音的功能。將麥克風(fēng)7所收集的測量聲音記錄在RAM4或存儲部5中,并且用于進(jìn)行(后面所述的)頻率特性測量。顯示部8通常采用液晶顯示器或陰極射線管(CRT)顯示器等的形式。顯示部8具有用于顯示通過測量頻率特性所獲得的音場的頻率特性(例如,后面所述的圖7~圖12所示的頻率特性)以使得用戶可以從視覺上識別這些頻率特性的功能。CPU2具有用于根據(jù)ROM3中所存儲的處理程序或存儲部5中所存儲的用于測量頻率特性的應(yīng)用程序來測量便攜式音頻設(shè)備102和麥克風(fēng)7之間的頻率特性的功能。圖2是示出在CPU2基于處理程序或應(yīng)用程序而測量頻率特性的情況下、音場測量裝置1的功能部的示意結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是示出CPU2基于處理程序等所進(jìn)行的處理的內(nèi)容的流程圖。如圖2所示,音場測量裝置1包括測量信號生成部11、頻率分割合成部12、傅立葉變換部13、平均化處理部14、外部輸出部6、麥克風(fēng)7和顯示部8。圖2還示出圖14所示的便攜式音頻設(shè)備102。由于參考圖1說明了外部輸出部6、麥克風(fēng)7和顯示部8,因此將不對這些元件進(jìn)行說明。如圖2所示,測量信號生成部11包括第一測量信號生成部21a和第二測量信號生成部21b。測量信號生成部11生成具有不同的生成多項式的m序列碼作為測量信號。具體地,第一測量信號生成部21a所生成的m序列碼和第二測量信號生成部21b所生成的m序列碼彼此正交。在本實施例中,為了方便,將第一測量信號生成部21a所生成的m序列碼和第二測量信號生成部21b所生成的m序列碼分別稱為信號S1和信號S2。m序列是偽隨機數(shù)序列。通過使用具有預(yù)定長度的移位寄存器以及異OR(或)進(jìn)行反饋來生成m序列碼。假定移位寄存器的長度是n,則序列的周期(長度)是2n-1,并且使用生成多項式來獲得移位寄存器的反饋位置。m序列碼是包括0和1的二進(jìn)制序列并且是包括許多直流成分的信號,因此被進(jìn)行0向-1的轉(zhuǎn)換然后被輸出。CPU2根據(jù)處理程序等在測量信號生成部11中生成信號S1和信號S2(圖3的S1)。將所生成的信號S1和S2輸出至頻率分割合成部12。如圖2所示,頻率分割合成部12包括LPF(低通濾波器部)22a、HPF(高通濾波器部)22b、相加部(合成信號生成部)22c和延遲部22d。將測量信號生成部11中所生成的信號S1輸入至LPF22a和延遲部22d,并且將信號S2輸入至HPF22b。LPF22a是允許低頻域信號通過的低通濾波器部。HPF22b是允許中高頻域信號通過的高通濾波器部。將LPF22a和HPF22b的截止頻率設(shè)置為相同值。后面將說明所設(shè)置的截止頻率的詳情。圖4(a)的上部示出信號S1的頻率特性并且其下部示出信號S2的頻率特性。在將圖4(a)的上部所示的信號S1輸入至LPF22a然后進(jìn)行低通濾波的情況下,如圖4(b)的上部所示,提取信號S1的低頻域成分(圖3的S2;低頻域成分提取步驟;低通濾波功能)。另一方面,在將圖4(a)的下部所示的信號S2輸入至HPF22b然后進(jìn)行高通濾波的情況下,如圖4(b)的下部所示,提取信號S2的中高頻域成分(圖3的S3;中高頻域成分提取步驟;高通濾波功能)。相加部22c具有用于將LPF22a進(jìn)行濾波后的信號S1和HPF22b進(jìn)行濾波后的信號S2合成的功能。相加部22c將LPF22a所輸出的信號S1(圖4(b)的上部)和HPF22b所輸出的信號S2(圖4(b)的下部)合成,由此如圖4(c)所示生成在低頻域側(cè)包括信號S1的成分并且在中高頻域側(cè)包括信號S2的成分的合成信號(圖3的S4;合成信號生成步驟;合成信號生成功能)。延遲部22d具有用于使所輸入的信號S1延遲的功能。具體地,延遲部22d根據(jù)通過LPF22a、HPF22b和相加部22c所進(jìn)行的濾波處理和相加處理所需的時間,來使輸出信號S1的時刻延遲。由于該延遲處理,在延遲部22d輸出信號S1的時刻和相加部22c輸出合成信號的時刻之間進(jìn)行調(diào)整(圖3的S5)。如通過以上看出,在頻率分割合成部12中,CPU2基于信號S1和S2來生成在低頻域中包括信號S1的成分并且在中高頻域中包括信號S2的成分的合成信號,并且使信號S1延遲(圖3的S2~S5;頻率分割合成處理)。然后,CPU2將所生成的合成信號作為L信道測量信號經(jīng)由外部輸出部6輸出至便攜式音頻設(shè)備102。CPU2還將延遲后的信號S1作為R信道測量信號經(jīng)由外部輸出部6輸出至便攜式音頻設(shè)備102(圖3的S6;外部輸出步驟;外部輸出功能)。便攜式音頻設(shè)備102將所輸入的L信道測量信號和R信道測量信號(合成信號和信號S1)分別從左揚聲器101b和右揚聲器101a輸出。在這種情況下,便攜式音頻設(shè)備102同時輸出L信道測量信號和R信道測量信號。通過同時輸出L信道測量信號和R信道測量信號,L信道測量信號的低頻域信號成分和R信道測量信號的低頻域信號成分這兩者都是作為同一m序列碼的信號S1,并且用作單聲道測量信號。另一方面,L信道測量信號的中高頻域信號成分是信號S2,而R信道測量信號的中高頻域信號成分是信號S1。因此,L信道測量信號和R信道測量信號各自的中高頻域信號成分是正交的m序列碼信號并且用作立體聲測量信號。CPU2使用麥克風(fēng)7來收集表示從便攜式音頻設(shè)備102的右揚聲器101a和左揚聲器101b輸出的測量聲音的測量信號(圖3的S7;聲音收集步驟;聲音收集功能)。將所收集到的測量信號輸出至傅立葉變換部13。傅立葉變換部13具有用于對所收集到的測量信號進(jìn)行傅立葉變換(快速傅立葉變換(FFT))的功能。在傅立葉變換部13中,CPU2使用窗函數(shù)來對所收集到的測量信號進(jìn)行加權(quán),然后對如此得到的信號進(jìn)行傅立葉變換。在該傅立葉變換處理中,CPU2將時域測量信號轉(zhuǎn)換成頻域信號并且針對各傅立葉變換輸出線譜(圖3的S8;傅立葉變換步驟;傅立葉變換功能)。如這里所使用的,線譜是指功率譜。線譜的數(shù)量是在傅立葉變換處理中所獲得的樣本的長度的一半。將傅立葉變換后的測量信號輸出至平均化處理部14。平均化處理部14具有用于檢測各傅立葉變換后的測量信號的每預(yù)定數(shù)量的樣本的值中的最大值、并且計算所檢測到的最大值的平均值的功能。如圖2所示,平均化處理部14包括最大值檢測部23a和平均值計算部23b。如圖5所示,最大值檢測部23a具有如下功能:在使傅立葉變換后的各測量信號的預(yù)定數(shù)量的線譜(預(yù)定數(shù)量的樣本)以一個線譜為單位(以一個樣本為單位)從低頻域向高頻域發(fā)生偏移的情況下,檢測這些預(yù)定數(shù)量的線譜的信號電平的最大值,以獲得這些線譜的包絡(luò)線(圖3的S9;最大值檢測步驟;最大值檢測功能)。同樣,平均值計算部23b具有如下功能:在使包括最大值檢測部23a所獲得的最大值的線譜中的預(yù)定數(shù)量的樣本以一個樣本為單位從低頻域向高頻域發(fā)生偏移的情況下,計算這些預(yù)定數(shù)量的樣本的信號電平的平均值(圖3的S10;平均值計算步驟;平均值計算功能)。圖6是示出根據(jù)預(yù)定數(shù)量的線譜以一個樣本為單位發(fā)生偏移時的頻率樣本的數(shù)量所設(shè)置的、用于檢測最大值的樣本數(shù)量寬度(最大值檢測寬度)和用于計算平均值的樣本數(shù)量寬度(平均化寬度)的圖。在圖6中,通過傅立葉變換所獲得的樣本的長度是65536,并且線譜的數(shù)量是32768。圖6的橫軸所表示的頻率樣本數(shù)量是與線譜數(shù)量相對應(yīng)的值。如圖6所示,用于檢測最大值的預(yù)定樣本數(shù)量和用于計算平均值的預(yù)定樣本數(shù)量這兩者都根據(jù)頻率樣本數(shù)量而改變。也就是說,最大值檢測寬度和平均化寬度被設(shè)置成隨著頻率樣本數(shù)量從低頻域向高頻域的增加而增大。CPU2通過如圖6所示設(shè)置最大值檢測寬度來進(jìn)行1/18倍頻程的最大值檢測處理(圖3的S9)。CPU2還通過如圖6所示設(shè)置平均化寬度來進(jìn)行1/6倍頻程的平均值計算處理(圖3的S10)。已知聽覺的分辨率約為1/3倍頻程。由于該原因,平均化處理部14(最大值檢測部23a和平均值計算部23b)可以通過如圖6所示設(shè)置最大值檢測寬度和平均化寬度來以足夠高的分辨率進(jìn)行平均化處理(最大值檢測處理和平均值計算處理)。如上所述,m序列碼的長度是2n-1。另一方面,在對所收集到的測量信號進(jìn)行傅立葉變換的情況下,樣本長度通常不是m序列碼的長度的整數(shù)倍。也就是說,這些長度可以是異步的。由于該原因,在通過收集用作測量信號的m序列碼然后對該m序列碼進(jìn)行傅立葉變換來獲得頻率特性的情況下,針對各傅立葉變換在一樣的線譜之間可能發(fā)生低電平的變化的線譜。這些低電平的變化的線譜在所檢測到的頻率特性中可能作為噪聲。然而,最大值檢測部23a通過從每預(yù)定數(shù)量的樣本中提取最高電平的線譜來獲得頻率特性。因而,可以抑制作為噪聲的低電平的變化的線譜。此外,平均值計算部23b并行地計算平均值。因而,可以針對各傅立葉變換防止頻率特性發(fā)生改變。在最大值檢測部23a中檢測到最大值并且在平均值計算部23b中計算出平均值之后,平均化處理部14根據(jù)CPU2的指示將如此得到的頻率特性輸出至顯示部8。注意,CPU2可以將傅立葉變換部13所獲得的頻率特性原樣輸出至顯示部8,而無需在平均化處理部14中進(jìn)行平均化處理。顯示部8接收頻率特性,并且根據(jù)CPU2的指示將這些頻率特性顯示在其顯示畫面等上,以使得用戶可以從視覺上識別這些頻率特性(圖3的S11)。圖7~圖9和圖10~圖12示出顯示部8上所顯示的頻率特性的示例。各圖的(a)示出根據(jù)所收集到的測量信號所獲得的頻率特性沒有經(jīng)過平均化處理部14所進(jìn)行的平均化處理(最大值檢測部23a所進(jìn)行的最大值檢測處理和平均值計算部23b所進(jìn)行的平均值計算處理)的情況。各圖的(b)示出根據(jù)所收集到的測量信號所獲得的頻率特性經(jīng)過了平均化處理部14所進(jìn)行的平均化處理的情況。圖7~圖9和圖10~圖12所示的頻率特性的測量條件如下所述:使用m序列碼作為測量信號;測量信號的采樣速度是44.1kHz;m序列碼的長度是32767;頻率分割合成部12的LPF22a和HPF22b的低頻域和中高頻域的帶通濾波器是512抽頭的FIR濾波器;并且截止頻率是1kHz。在傅立葉變換部13進(jìn)行傅立葉變換時的樣本長度是65536。傅立葉變換部13所使用的窗函數(shù)是Hamming(哈明)窗;最大值檢測部23a所設(shè)置的最大值檢測寬度是1/18倍頻程;并且平均值計算部23b所設(shè)置的平均化寬度是1/6倍頻程。圖7和圖10示出將作為同一m序列碼的L信道測量信號和R信道測量信號作為單聲道測量信號而輸入至便攜式音頻設(shè)備102的情況。圖8和圖11示出L信道測量信號和R信道測量信號是正交的m序列碼并且被作為立體聲測量信號輸入至便攜式音頻設(shè)備102的情況。圖9和圖12示出如下情況:如上所述,將信號S1(參見圖4(a)的上部)作為R信道測量信號輸入至便攜式音頻設(shè)備102,并且將用作合成測量信號的使用1kHz作為邊界將信號S1和信號S2合成得到的合成信號作為L信道測量信號而輸入至便攜式音頻設(shè)備102。圖7~圖9還示出如下情況:通過環(huán)回來測量頻率特性,以明顯地示出由于細(xì)微的延遲時間差因而在單聲道測量信號中可能發(fā)生的信道間干擾的影響、或者由于細(xì)微的延遲時間差因而在立體聲測量信號中可能發(fā)生的碼間干擾的影響。如這里所使用的,“通過環(huán)回來測量頻率特性”不是指通過“輸出從外部輸出部6輸出的測量信號、使用麥克風(fēng)7收集從便攜式音頻設(shè)備102的右揚聲器101a和左揚聲器101b輸出的測量信號、并且將所收集到的測量信號輸出至傅立葉變換部13”來測量頻率特性,而是“通過將來自外部輸出部6的測量信號直接輸出至傅立葉變換部13”來測量頻率特性。通過使用這種環(huán)回測量,可以獲得理想的平坦頻率特性,因而可以容易地識別出測量處理中的噪聲等。圖7~圖9還示出音場測量裝置1測量到R信道測量信號與L信道測量信號相比以延遲了0.00009秒(3.1cm)的方式進(jìn)行傳播的頻率特性的情況。另一方面,圖10~圖12示出通過“輸出來自外部輸出部6的測量信號、使用麥克風(fēng)7收集從便攜式音頻設(shè)備102的右揚聲器101a和左揚聲器101b輸出的測量信號、并且將所收集到的測量信號輸出至傅立葉變換部13”來測量頻率特性的情況。因此,圖10~圖12示出在麥克風(fēng)7的安裝位置所測量到的音場的頻率特性。圖10~圖12還示出在R信道測量信號與L信道測量信號相比以延遲了0.00009秒(3.1cm)的方式進(jìn)行傳播的狀態(tài)下、通過使用麥克風(fēng)7收集測量信號所測量到的頻率特性。圖7所示的單聲道測量信號的頻率特性表示低頻域中的線譜的最大值沒有明顯改變、即是一樣的(信號電平一樣地示出為0dB的狀態(tài)),而與進(jìn)行平均化處理(參見圖7(b))還是不進(jìn)行平均化處理(參見圖7(a))無關(guān)。另一方面,這些頻率特性表示由于信道間干擾因而在中高頻域中發(fā)生了大的下降,而與是否進(jìn)行平均化處理無關(guān),并且表示下降之間的間隔為作為傳播延遲時間的倒數(shù)的約11kHz(參見圖7(a)、(b))。下降的位置根據(jù)L信道測量信號和R信道測量信號之間的延遲時間差而明顯改變,并且該延遲時間差根據(jù)麥克風(fēng)7進(jìn)行測量信號的測量的位置而改變。在延遲時間差發(fā)生改變的情況下,頻率特性也發(fā)生改變。因而,測量精度可能大幅劣化。另一方面,不進(jìn)行平均化處理的情況下(參見圖8(a))的立體聲測量信號的頻率特性表示線譜的最大值發(fā)生改變,并且特別地表示在低頻域中明顯發(fā)生改變。進(jìn)行平均化處理的情況下(參見圖8(b))的立體聲測量信號的頻率特性還表示在存在較少數(shù)量的線譜的低頻域中信號電平明顯發(fā)生改變。如通過以上看出,在使用立體聲測量信號的情況下,音場環(huán)境的頻率特性遭受碼間干擾。因而,低頻域中的頻率特性的測量精度趨于劣化。在圖9所示的使用合成信號所獲得的頻率特性中,低頻域中的測量信號是單聲道測量信號,并且中高頻域中的測量信號是立體聲測量信號。基于這些測量信號所獲得的頻率特性表示:在沒有進(jìn)行平均化處理的情況下(參見圖9(a)),線譜的最大值在所有頻域中均示出一樣的信號電平。即使在進(jìn)行平均化處理的情況下(參見圖9(b)),信號電平在所有頻域中也是一樣的。如參考圖7所述,在使用單聲道測量信號測量頻率特性的情況下,由于L信道測量信號和R信道測量信號之間的延遲時間差因而在中高頻域中可能發(fā)生下降。由于該原因,如圖9所示,在中高頻域中通過使用立體聲測量信號來測量頻率特性。因而,可以抑制中高頻域中的下降并由此提高頻率特性的測量精度。此外,如參考圖8所述,在使用立體聲測量信號來測量頻率特性的情況下,趨于發(fā)生碼間干擾。特別地,信號電平在存在較少數(shù)量的線譜的低頻域中可能明顯發(fā)生改變。由于該原因,如圖9所示,通過在低頻域中使用單聲道測量信號來測量頻率特性。因而,可以減輕碼間干擾,由此即使在存在較少數(shù)量的線譜的低頻域中也可以抑制信號電平的變化。因此,如圖9所示,通過使用單聲道測量信號作為低頻域中的測量信號并且使用立體聲測量信號作為中高頻域中的測量信號,可以實現(xiàn)中高頻域中的信道間干擾的抑制和低頻域中的碼間干擾的減輕這兩者。因而,可以精確地測量音場環(huán)境的頻率特性。如圖10~圖12所示,即使在通過實際從便攜式音頻設(shè)備102的右揚聲器101a和左揚聲器101b輸出單聲道測量信號、立體聲測量信號和合成測量信號(合成信號)來測量音場的頻率特性的情況下,也示出與圖7~圖9所示的頻率特性相同的特性。與圖7相同,圖10示出由于信道間干擾因而在中高頻域中發(fā)生了下降。與圖8相同,圖11示出由于碼間干擾因而在低頻域中信號電平大幅改變。另一方面,與圖9相同,圖12示出在中高頻域中下降受到抑制并且在低頻域中信號電平的變化受到抑制。也就是說,與圖9相同,圖12還示出:通過使用單聲道測量信號作為低頻域中的測量信號并且使用立體聲測量信號作為中高頻域中的測量信號,可以實現(xiàn)中高頻域中的信道間干擾的抑制以及低頻域中的碼間干擾的減輕這兩者,因而可以精確地測量音場環(huán)境的頻率特性。由于該原因,通過基于圖12所示的平均化后的頻率特性來獲得包括便攜式音頻設(shè)備102的位置和使用麥克風(fēng)7收集測量信號的收聽位置的音場環(huán)境的頻率特性、然后基于所獲得的頻率特性來調(diào)節(jié)便攜式音頻設(shè)備102的均衡器,來校正音場。通過如上所述校正音場。可以提高收聽位置的音質(zhì)。此外,通過基于所獲得的頻率特性預(yù)先校正從便攜式音頻設(shè)備102的右揚聲器101a和左揚聲器101b輸出的音樂、然后從便攜式音頻設(shè)備102的右揚聲器101a和左揚聲器101b輸出校正后的音樂,可以提高在收聽位置所收聽的音質(zhì)。如上所述,用作測量信號的m序列碼的長度是2n-1。另一方面,在對測量信號進(jìn)行傅立葉變換的情況下,樣本長度通常不是m序列碼的長度的整數(shù)倍。也就是說,這些長度趨于異步。因此,在傅立葉變換部13通過對所收集到的測量信號(m序列碼)進(jìn)行傅立葉變換來獲得頻率特性的情況下,在一樣的線譜之間可能發(fā)生低電平的變化的線譜。這種線譜在檢測頻率特性的情況下可以作為噪聲。由于該原因,根據(jù)本實施例的音場測量裝置1通過在最大值檢測部23a中從每預(yù)定數(shù)量的樣本提取電平最高的線譜來獲得頻率特性。因而,可以抑制作為噪聲的低電平的變化的線譜。此外,通過并行地計算平均值,可以針對各傅立葉變換防止頻率特性發(fā)生改變。如圖13所示,由于信道間干擾因而可能發(fā)生下降的頻率間隔根據(jù)傳播延遲差而改變。如果右揚聲器101a和左揚聲器101b以狹窄間隔安裝并且安裝于相對靠近收聽者的位置、因而收聽者以比間接聲音更清楚的方式收聽直接聲音,則信道間的傳播延遲差約為數(shù)厘米,并且可能發(fā)生下降的頻率間隔約為10kHz。由于該原因,優(yōu)選將頻率分割合成部12的LPF22a和HPF22b的濾波器的截止頻率設(shè)置為作為與可能發(fā)生下降的頻率間隔相比足夠低的頻率的約1kHz。通過將截止頻率設(shè)置為約1kHz,可以使用不太可能引起下降的單聲道測量信號作為針對涵蓋更有可能發(fā)生下降的約10kHz的中高頻域的測量信號。因而,可以提高中高頻域中的頻率特性的測量精度。設(shè)想車艙中所安裝的車載音響系統(tǒng)的音場環(huán)境。從左右揚聲器的安裝位置到收聽位置的距離由于這些揚聲器安裝位置和乘坐位置之間的位置關(guān)系因而是不對稱的。信道之間的傳播延遲差往往為數(shù)十厘米。在傳播延遲差為數(shù)十厘米的情況下,可能發(fā)生下降的頻率間隔為1kHz。因此,在發(fā)生這種大的傳播延遲差的情況下,優(yōu)選根據(jù)由于傳播延遲差因而可能發(fā)生下降的頻率間隔來將濾波器的截止頻率設(shè)置為更低頻率。然而,如果將截止頻率設(shè)置為極低頻率,則將難以使用立體聲測量信號來對信號電平由于碼間干擾因而趨于發(fā)生大幅改變的低頻域進(jìn)行測量。由于該原因,優(yōu)選將LPF22a和HPF22b的截止頻率設(shè)置為低于由于信道間干擾因而可能發(fā)生下降的中高頻域但是高于可能發(fā)生碼間干擾的低頻域的頻率。通過將截止頻率設(shè)置為這種頻率,可以實現(xiàn)信道間干擾的抑制和碼間干擾的減輕這兩者,因而可以精確地測量音場環(huán)境的頻率特性。盡管參考附圖詳細(xì)說明了根據(jù)本發(fā)明實施例的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序,但根據(jù)本發(fā)明的音場測量裝置、音場測量方法和音場測量程序不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有背離權(quán)利要求書的范圍的情況下,將想到各種改變或變形,并且這些改變或變形應(yīng)被構(gòu)造成落在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。例如,在根據(jù)本實施例的音場測量裝置1中,CPU2基于如圖1所示的ROM3或存儲部5中所記錄的處理程序或應(yīng)用程序來進(jìn)行如圖2所示的功能部的功能;然而,用于進(jìn)行功能部的功能的CPU的數(shù)量不必是一個。例如,可以設(shè)置用于進(jìn)行功能部的一些功能的專用處理部(例如,多個CPU),以使得各專用處理部進(jìn)行至少一個或多個功能。無論是如上所述設(shè)置多個專用處理部還是一個CPU基于處理程序等來進(jìn)行音場測量處理,通過將單聲道測量信號和立體聲測量信號組合,可以降低信道間干擾或碼間干擾的影響,并且可以在無需針對各信道進(jìn)行時間分割的情況下快速且精確地測量音場環(huán)境的頻率特性。附圖標(biāo)記說明1…音場測量裝置2…CPU3…ROM4…RAM5…存儲部6…外部輸出部7…麥克風(fēng)8…顯示部11…測量信號生成部12…頻率分割合成部13…傅立葉變換部14…平均化處理部21a…第一測量信號生成部21b…第二測量信號生成部22a…LPF(低通濾波器部)22b…HPF(高通濾波器部)22c…相加部(合成信號生成部)22d…延遲部23a…最大值檢測部23b…平均值計算部100…音樂重放功能部101a…右揚聲器101b…左揚聲器102…便攜式音頻設(shè)備(音頻設(shè)備)
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